Uji Parameter Lentur Terhadap Kuat Tekan Beton Kinerja Tinggi

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 12, No.39. April 2011

UJI PARAMATER LENTUR TERHADAP KUAT TEKAN BETON

KINERJA TINGGI

Andi Alifuddin Dosen Teknik Sipil Universitas Muslim Indoensia, Makassar

Jln. Urip Sumiharjo Km. 05 Makassar, (0411) 443685

Abstrak

Beton suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-

agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen

dan air membentuk suatu pasta massa mirip batuan. Terkadang, satu atau lebih bahan

aditif yang ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karateristik tertentu,

seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan.

Beton mempunyai kuat tekan tinggi dapat diatur, tetapi kuat tariknya sangat rendah.

Adapun tujuan dari penelitian ini untuk menentukan hubungan parameter lentur

terhadap kuat tekan beton kinerja tinggi, dan dibatasi pada perencanaaan dengan

mutu beton fc = 60 MPa, fc = 70 MPa, dan fc = 80 MPa dengan perhitungan mix

design menggunakan metode ACI 221.4R-93. Balok yang ditinjau adalah balok beton

tanpa tulangan (plane concrete beam). Dari hasil penelitian menunjukkan hubungan

antara kuat tekan dengan kuat lentur fr = 1,052 fc untuk beton f c = 80 MPa, fr =

0,888 fc = 70 Mpa, dan fr = 0,85 fc untuk mutu fc = 60 Mpa, menunjukkan nilai

korelasi an kuat lentur dan kuat tekan, semakin meningkat seiring dengan

meningkatnya mutu beton. Seluruh mutu beton yang diteliti, memiliki nilai kuat lentur

dalam fungsi tekan fr ( fc ) yang lebih besar dari nilai yang direkomendasikan oleh

ACI 318M-99 fr = 7,5 fc psi = 0,62 fc MPa dan standar SNI 03-2847-2002 fr =

0,70 fc.

Kata kunci : Kuat tekan, kuat lentur, dan mutu beton

1. Pendahuluan

Kekuatan tekan merupakan salah satu

kinerja utama beton. Kekuatan tekan

adalah kemampuan beton menerima

gaya tekan persatuan luas. Penentuan

Kekuatan tekan dapat dilakukan dengan

menggunakan alat uji tekan dan benda

uji berbentuk selinder atau kubus.

Sedangkan penentuan kuat lentur dapat

dilakukan alat uji yang sama dan benda

uji berbentuk balok. Peranan parameter

lentur terutama menyangkut masalah

retak pada kompoenen struktur beton,

khususnya akibat perubahan kadar air

dan suhu. Dan beton kinerja tinggi

biasanya digunakan pada struktur yang

mempunyai bentangan yang panjang

seperti pada perencanaan jembatan.

Kekuatan, keawetan, dan sifat beton lain

tergantung pada sifat-sifat bahan dasar,

nilai perbandingan bahan-bahannya, cara

pengadukan maupun cara pengerjaan

selama penuangan adukan beton, cara

pemadatan, dan cara perawatan selama

proses pengerasan. Beton mempunyai

kuat tekan yang tinggi dan dapat diatur,

tetapi kuat tariknya sangat rendah.

Kondisi yang demikian pada elemen

struktur yang betonnya mengalami


tegangan tarik maka diperkuat dengan

tulangan baja sehingga terbentuk

struktur komposit yang dikenal dengan

sebutan beton bertulang. Karateristik

dari beton harus dipertimbangkan dalam

hubungannya dengan kualitas yang

dituntut untuk suatu tujuan konstruksi

tertentu. Yang paling diharapkan dari

suatu konstruksi ialah dapat memenuhi

harapan maksimal, dengan tetap

mengikuti variasi sifat-sifat beton, dan

tidak hanya terpancang pada suatu

pandangan saja, misalnya kekuatan

harus semaksimal mungkin. Sifat-sifat

yang dimilki beton antara lain kuat

tekan, kuat tarik, kuat lentur, susut

beton, dan modulus elastisita.

2. Kuat Hancur (kuat tekan)

Pengertian kuat hancur beton adalah

kemampuan suatu beton untuk menerima

atau menahan beban pada batas

kehancurannya. Kuat hancur beton

dipengaruhi oleh sejumlah factor penting

yaitu : jenis semen dan kualitasnya, jenis

dan kondisi fisik agregat, tingkat

perawatan (curing), pengaruh suhu, dan

umur beton itu sendiri. Kuat tekan beton

diwakili oleh tegangan maksimum fc

dengan satuan N/mm2 atau MPa (Mega

Pascal). Kuat tekan umur 28 hari

berkisar antara nilai 10 - 65 Mpa. Untuk

struktur beton bertuang berkisar antara

17 - 65 MPa. Tata cara pengujian yang

umumnya dipakai adalah standar ASTM

(American Society For Testing

Materials) C39-86. Kuat tekan masing-

masing benda uji pada umur beton 28

hari akibat beban tekan maksimum pada

saat regangan beton (b) mencapai nilai

0.002, selanjutnya nilai regangan fc

akan turun dengan bertambahnya nilai

regangan sampai benda uji hancur pada

nilai mencapai 0.003 0.005. Pada

standar SNI 03 -2002 pasal 12.2.3

menetapkan bahwa rengangan kerja

maksimum yang diperhitungkan diserat

beton tekan adalah 0.003 sebagai beban

hancur.

3. Kuat Tarik

Nilai kuat tekan dan kuat tarik bahan

beton tidak sebanding lurus, setiap usaha

perbaikan kekuatan tekan hanya disertai

peningkatan kecil nilai kuat tariknya.

Menurut perrkiraan kasar, nilai kuat tarik

berkisar antara 9 % - 15 % kuat

tekannya, Nilai pastinya sulit diukur.

Pendekatan hitungan biasanya dilakukan

dengan menggunakan modulus of

repture, yaitu tegangan tarik beton yang

timbul pada pengujian hancur balok

beton polos (tanpa tulangan), sebagai

pengukur kuat tarik sesuai teori elasitas.

Kuat tarik bahan beton juga ditentukan

pengujian split cylinder yang umumnya

memberikan hasil yang baik

mencerminkan kuat tarik yang

sebenarnya. Menurut standar ASTM

C498-86 nilai pendekatan yang

diperoleh dari hasil pengujian

beulangkali mencapai kekuatan 0,5

0,6 kali fc , sehingga untuk beton

40 40 Mpa

35 35 Mpa

30 30 Mpa

25 25 Mpa

20 20 Mpa

0,001 0,002 0,003 0,004

Regangan (mm/mm)

t

e

g

a

n

g

a

n


mormal digunakan 0,57 fc. Apabila

kuat terlampui, benda uji terbelah

menjadi dua bagian dari ujung ke ujung.

Tegangan tarik yang timbul sewaktu

benda uji taril belah disebut sebagai split

cylinder strength, yang dihitung sebagai

berikut :

2p

fc = (1) L d

4. Kuat Lentur

Pengujian lentur balok sebenarnya

merupakan salah satu metode pengujian

untuk menghasilkan besaran kuat tarik.

Untuk batang yang mengalami lentur,

yang dipakai adalah besarnya modulus

retak (modulus repture) fc beton, meurut ACI fc = 7,5 fc psi = 0,62 fc Mpa, untuk beton berbeban normal, sedang

menurut SNI 03-2847-2002 fc = 0,70 fc. Komponen beton melentur akibat berat sendiri atau ditambahkan dengan

beban yang lain yang bekerja diatasnya.

Komponen yang mengalami lendutan

yang melebihi batasan maksimum dapat

terjadi apabila kekuatan beton tersebut

tidak memenuhi persyaratan atau factor

lainnya. Untuk menentukan besarnya

kuat lentur untuk pembebanan satu titik

sebagai berikut :

3 PL

fc = (2) 2 b h

2

Kuat lentur balok adalah kemampuan

balok beton yang diletakkan di atas dua

perletakan menahan beban dengan arah

tegak lurus terhadap sumbu benda uji,

memberikan beban secara bertahap

sampai benda uji tersebut patah.

5. Spesifikasi Benda Uji

Dalam penelitian ini digunakan benda

uji selinder dengan ukuran diameter 15

cm dan tinggi 30 cm. Balok dengan

ukuran panjang 60 cm, lebar 15 cm, dan

tinggi 15 cm. Mutu beton yang

digunakan adalah fc 60 Mpa, 70 Mpa,

dan fc 80 Mpa. Adapun jumlah benda uji

yang digunakan untuk masing-masing

mutu beton adalah selinder sebanyak 3

buah benda uji dan balok sebanyak 2

buah.

6. Perancangan Campuran Beton

(ACI Committee 211-4R-93)

a. Pemilihan nilai slump

Tabel 1 Nilai slump untuk beton dengan

dan tanpa HRWR

b. Penentuan ukuran Maksimu Agregat

Kasar

Menurut ACI 318 :

D d/5, D h/3, dan D 3C/4

Dimana : D = ukuran maksimum agregat

kasar

d = lebar terkecil diantara dua

tepi bekisting

h = tebal pelat lantai

C = jarak bersih antar

Tabel 2 Ukuran maksimum agregat

kasar

* Saat mengunakan HRWR kekuatan

beton 62 sampai 83 Mpa dapat dicapai

dengan menggunakan ukuran agregat

kasar > 25 mm.


b. Estimasi kebutuhan air dan udara

terperangkap

Tabel 3 Estimasi kebutuhan air dan

udara terperangkap dengan

kadar uadar 3,5

*Jumlah kebutuhan air harus

diperhitungkan faktor void agregat

halus

Void agregat halus ditentukan dengan

persamaan :

Berat isi kering agre.halus

V = 1 - x

100

Bulk specific gravity on dry

Tambahan air = (V-35%) x 4,75 kg/m3

Jadi jumlah kebutuhan air pencampur

adalah jumlah dari nilai tabel 3

ditambahkan dengan tambahan air

menurut persamaan tersebut diatas.

c. Rasio (W/c+p) untuk beton dengan

tanpa dengan HRWR

* pembacaan rasio (w/c+p) dengan

HRWR sampai dengan fc 83 Mpa.

Kuat tekan rata-rata (fc) dengan persamaan :

Fcr = ( fc + 10 Mpa) (3)

d. Penentuan jumlah kebutuhan semen

Jumlah kebutuhan semen adalah

perbandingan antara jumlah kebutuhan

air pada tabel 3 dengan rasio (w/c+p).

Perencanaan beton kinerja tinggi dengan

menggunakan metode ACI 211.4R-93

untuk mendapatkan kuat tekan fc 80 Mpa 100 Mpa. Dari hasil perhitungan perencanaan beton untuk masing-masing

kuat tekan beton fc = 60 Mpa , fc = 70 Mpa, dan fc = 80 Mpa diperoleh kebutuhan bahan per M

3 beton pada

tabel 4 sebagai berikut :


Tabel 4 Kebutuhan bahan adukan beton untuk benda uji silinder

Tabel 5 Kebutuhan bahan adukan beton untuk benda uji balok

7. Hasil Pengujian

a. Kuat tekan

Kuat tekan adalah kemampuan suatu

benda untuk menerima atau menahan

beban sampai pada batas kehancurannya.

Pengujian kuat tekan dengan

menggunakan mesin Compression

Testing Machine dengan kapasitas 1500

KN (150 ton).

Tabel 5 Hasil pemeriksaan kuat tekan

b. Kuat Lentur

Kuat Lentur adalah kemampuan beton

yang diletakkan pada dua pembebanan

untuk menahan gaya dengan arah tegak

lurus sumbu benda uji yang diberikan

padanya sampai benda uji tersebut pat

ah. Berdasarkan persamaan 2 diperoleh

hasil seperti pada tabel 7


Tabel 6 Hasil kuat tekan lentur fc 80 Mpa



c. Korelasi Antara Kuat Lentur Terhadap Kuat Tekan

Berdasarkan hasil perhitungan kuat

tekan dan kuat lentur maka dapat

disimpulkan bahwa semakin tinggi kuat

tekan beton maka smakin tinggi pula

kuat lentur.

Gambar 1 Hubungan Kuat lentur

terhadap kuat tekan

Jadi, hubungan anatar kuat lentur

terhadap kuat tekan adalah :

1. Untuk fc = 80 Mpa

9,5 = x fc

9,5

X =

81,43

= 1,052

fr = 1,052fc


fr = 0,888 fc


Fr = 0,85 fc

Dari hasil perhitungan hubungan kuat

lentur terhadap kuat tekan dengan mutu

beton fc = 80 Mpa, fc = 70 Mpa, dan fc

= 60 Mpa yang mendekati standar ACI

fr = 0,7 fc adalah beton dengan mutu fc = 60 Mpa yaitu fr = 0,85 fc.

8. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis dan

pembahasan dapat disimpulkan sebagai

berikut :

a. Hubungan kuat dengan kuat lentur fr 1,052 fc untuk beton mutu fc 80 Mpa, fr = 0,888 fc untuk mutu


beton fc = 70 Mpa dan fr = 0,85 fc untuk mutu beton fc = 80 Mpa.

b. Hubungan tersebut menunjukkan bahwa nilai koeralasi antara kuat

lentur terhadap kuat tekan, semakin

meningkat seiring beton.

c. Seluruh mutu beton yang diteliti, memiliki kuat lentur dalam fungsi

kuat tekan { fr (fc) } yang lebih besar dari nilai yang

direkomendasikan oleh ACI 318M-

99 fr = 7,5 fc psi = 0,62 fc Mpa dan standar SNI 03-2847-2002 fr 0,70 fc.

9. Daftar Pustaka

1. ACI Committee 211.4R-93 (1993),

Guide For Selection Proportional for

High-Strength Concrete with

Portland an Fly Ash (ACI-211), ACI,

Journal Detroit, Michigan, 1993.

2. Anonim, Tata Cara Perencanaan

Struktur Beton untuk Gedung, SNI

03-2847-2002.

3. Azlan Adnan, Meldi Suhardi and

Ismail M, Taib, The Mechanical

Properties of High Strength Concrete

for Box Girder Bridge Deck in

Malaysia, www.cri isseres.net

diakses 19 Mei 2010.

4. Paul Nugraha, Antoni, 2003

Teknologi Beton, Andi Offset,

Yogyakarta.

5 T. Seshadri Sekhar and P. Srinivasa

Rao, Relationship Between

Compressive, Spilt Tensile, Flexural

Stength of Self Compacted Conrete,

http://www.ripublication.com/ijrnsht

m diakses 19 Mei 2010.

Uji Parameter Lentur Terhadap Kuat Tekan Beton Kinerja Tinggi

Documents

Transcript of Uji Parameter Lentur Terhadap Kuat Tekan Beton Kinerja Tinggi