TATACARA PENERIMAAN DAN PEMENUHAN TERHADAP PERSYARATAN KEKUATAN BETON 1. Pendahuluan Perencanaan struktur beton umumnya didasarkan pada asumsi mengenai sifat-sifat b eton yang minimum, seperti nilai kuat tekan. Namun, nilai kuat tekan beton yang diproduksi, baik di laboratorium maupun di lapangan, merupakan kuantitas yang be rvariasi. Sumber variasi tersebut diantaranya berasal dari variasi dalam ingredi ent campuran, variasi dalam prosedur sampling, variasi dalam pengujian dan lainlain. Untuk meminimalkan variasi dalam pengujian, maka pengujian yang dilakukan sebaiknya mengikuti sedekat mungkin standar prosedur yang baku, misal sesuai den gan ASTM atau SNI. Pengetahuan mengenai variasi kekuatan tersebut perlu diketahui agar perencanaan campuran beton dapat dilakukan dengan tepat sehingga persyaratan kekuatan dapat dipenuhi. Selain itu, kriteria-kriteria penerimaan suatu mutu beton, baik pada k onstruksi yang baru maupun pada konstruksi eksisting, perlu dipahami prinsip das arnya sehingga kriteria-kriteria tersebut dapat diaplikasikan dengan tepat pada setiap praktek konstruksi. Hal ini akan dibahas dalam makalah ini. 2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton Prosedur pengujian tekan beton dapat dilakukan mengikuti standard ASTM C39. Deng an mengikuti secara konsisten prosedur yang disyaratkan maka variasi hasil yang diperoleh dapat diminimalkan. Hal ini disebabkan karena banyaknya faktor, baik f aktor benda uji maupun faktor mesin uji, yang dapat mempengaruhi hasil kuat teka n yang didapat. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi nilai kuat tekan beton dia ntaranya:1.Kondisi ujung benda uji Hal utama yang perlu diperhatikan mengenai kondisi ujung benda uji adala h kerataannya dan ketegak lurusannya terhadap sumbu benda uji. 2. Ukuran benda uji Ukuran standar yang sering digunakan adalah silinder 150 mm (D) x 300 mm (L). Wa laupun begitu, ukuran yang lebih kecil juga sering digunakan, terutama dengan s emakin populernya penggunaan beton mutu tinggi. Namun perlu diingat bahwa penggu naan ukuran silinder yang lebih kecil dapat mempengaruhi hasil kuat tekan yang d iperoleh. 3. Rasio diameter benda uji terhadap ukuran maksimum agregat Spesifikasi yang ada mensyaratkan bahwa dimensi terkecil benda uji haruslah mini mum 3 kali ukuran maksimum agregat yang digunakan. Hasil studi memperlihatkan ba hwa akurasi test tekan umumnya menurun dengan mengecilnya rasio diameter benda u ji terhadap ukuran maksimum agregat. 4. Rasio panjang terhadap diameter benda uji ( l /d ) Rasio panjang ( l ) terhadap diameter ( d ) benda uji yang baku adalah 2. Walaup un begitu, penggunaan benda uji dengan rasio lebih kecil dari 2 diperbolehkan ol eh peraturan yang ada. Secara umum, semakin kecil rasio l /d, semakin tinggi nil ai kuat tekan yang didapat. Hal ini dikarenakan pada benda uji dengan rasio l /d < 2, kondisi restraint ujung akan sangat mempengaruhi distribusi tegangan pada benda uji. 5. Kondisi kelembaban dan suhu benda uji Pada umumnya, benda uji yang di test dalam kondisi lembab akan menghasilkan nila i kuat tekan yang lebih rendah dibandingkan dengan nilai kuat tekan benda uji ya ng ditest dalam kondisi kering. Rentang perbedaannya bisa berkisar antara 5 - 20 %.Suhu benda uji pada saat pengujian juga mempengaruhi hasil kuat tekan yang didap at. Benda uji yang ditest pada temperatur tinggi umumnya menghasilkan kuat tekan yang lebih rendah dibandingkan dengan benda uji yang ditest pada temperatur ren dah. Walaupun begitu, pengaruh variasi suhu kamar terhadap kekuatan biasanya dap at diabaikan. 6. Arah pembebanan vs arah pengecoran Pada umumnya, benda uji yang ditest pada arah yang sama dengan arah dimana benda uji tersebut dicor menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi dibandingkan denga n kuat tekan benda uji yang ditest pada arah tegak lurus terhadap arah pengecora n. 7. Laju pembebanan ASTM mensyaratkan laju pembebanan untuk pengujian tekan antara 0,14 - 0,34 MPa/ detik. Kekuatan beton biasanya meningkat dengan semakin cepatnya laju pembebanan yang diaplikasikan. Pengaruh ini terlihat semakin besar pada beton mutu tinggi. 8. Bentuk geometri benda uji Bentuk geometri benda uji juga mempengaruhi nilai kuat tekan beton yang dihasilk an. Kuat tekan benda uji silinder (ukuran 150 mm x 300 mm) umumnya berkisar ant ara 75 - 85% nilai kuat tekan benda uji kubus (ukuran 150 mm x 150 mm x 150 mm). 3. Variasi Kekuatan Beton Karena kekuatan beton merupakan kuantitas yang bervariasi maka pada saat meranca ng campuran beton kuat tekan beton yang digunakan haruslah kuat tekan rata-rata yang nilainya lebih besar daripada nilai minimum yang dibutuhkan dalam perencana an struktur. Hasil pengujian tekan sampel beton biasanya memperlihatkan nilai yang menyebar d isekitar nilai rata-rata. Distribusi kuat tekan disekitar nilai rata-rata terseb ut biasanya digambarkan dengan menggunakan sebuah histogram dimana jumlah sampel yang jatuh dalam suatu interval kekuatan diplot terhadap interval kekuatan. Gam bar C.1 memperlihatkan sebuah histogram dari suatu data hasil pengujian tekan. P ada gambar tersebut distribusi kuat tekan dapat didekati oleh garis yang menghub ungkan kotak-kotak histogram, yang disebut kurva distribusi frekuensi. Untuk kua t tekan beton, kurva tersebut sering diasumsikan memiliki sifat distribusi norma l/gauss. Gambar C.1 Histogram Nilai Kuat Tekan Beton Kurva distribusi frekuensi ini dapat digambarkan dalam kuat tekan rata-rata fm d an deviasi standar s, dimana; (C.1 )Pada persamaan-persamaan diatas; fi = kuat tekan sampel i n = jumlah sampel Secara teoritis, kurva distribusi normal dapat digambarkan sebagaimana yang terl ihat pada Gambar C.2 dibawah ini. Gambar C.2 Nilai Pendekatan Luasan yang Dibatasi oleh Kurva Distribusi Normal Nilai-nilai maksimum dan minimum (ekstrim) pada kurva tersebut dapat diabaikan karena hampir 99,6 % luas dibawah kurva berada dalam rentang 3 s. Dengan kata lain dapat dikatakan bahwa probabilitas suatu nilai kuat tekan jatuh dalam rentang 3 s dari nilai rata-rata adalah 99.6 %. Berdasarkan Gambar 2 juga dapat dihitung pro babilitas suatu nilai kuat tekan untuk jatuh dalam rentang (fm ks). Pada Tabel C.1 diberikan daftar nilai-nilai probabilitas untuk berbagai nilai k (faktor probab ilitas). Tabel C.1 Probabilitas Nilai Kuat Tekan dalam Rentang fm ks dan dibawah fm ks untuk Distribusi Normal Faktor probabilitas k Probabilitas nilai kuat tekan dalam rentang fm ks (%) Probabilitas nilai kuat Tekan dibawah fm ks (%) 1.00 68.2 15.9 (1.dari 6) 1.64 90.0 5.0 (1 dari 20) 1.96 95.0 2.5 (1 dari 40) 2.33 98.0 1.0 (1 dari 100) 3.00 99.7 0.15 (1 dari 700) Untuk perancangan campuran beton, nilai kuat tekan yang digunakan adalah nilai r ata-rata yang ditentukan sebagai berikut; fm = fmin + ks (C.2a) dimana fm = nilai rata-rata fmin = nilai kuat tekan karakteristik (= ) Bilamana nilai rata-rata dari sejumlah n hasil uji yang ditentukan dalam spesifi kasi, maka bentuk persamaan umum untuk merancang campuran beton adalah; (C.2b) Nilai k biasanya diambil sama dengan 1,64, yaitu nilai yang memberikan probabili tas bahwa 1 dari 20 nilai kuat tekan akan jatuh dibawah nilai kuat tekan minimum (karakteristik). Nilai k = 1,64 dianut oleh banyak peraturan beton, diantaranya peraturan beton Indonesia 71, British Standard dan lain-lain. Peraturan beton Amerika (ACI 318-02) yang juga menjadi acuan SNI 03-2847-2002 me nggunakan nilai faktor probabilitas yang berbeda untuk menentukan nilai kuat tek an rata-rata perlu. Dalam hal ini, nilai kuat tekan rata-rata perlu diambil seba gai nilai terbesar dari; (C.3 ) atau (C.4) Persamaan (C.3) memberikan probabilitas 9 dari 100 untuk nilai kuat tekan indivi du sampel uji yang jatuh dibawah atau probabilitas 1 dari 100 untuk nilai kuat tekan rata-rata dari 3 sampel yang dites berurutan yang jatuh dibawah . Sedangk an Persamaan (C.4) memberikan probabilitas 1 : 100 untuk nilai kuat tekan indivi du sampel yang jatuh lebih dari 3.5 MPa di bawah . Nilai deviasi standar yang akan digunakan pada persamaan-persamaan tersebut bias anya ditentukan dari hasil pengujian minimum 30 sampel. Bila jumlah sampel kuran g dari 30, maka perlu dilakukan koreksi terhadap nilai deviasi standar yang dipe roleh. Tabel C.2 memberikan faktor koreksi yang dimaksud. Tabel C.2 Faktor Modifikasi Untuk Deviasi Standar (ACI 318-02) Jumlah Pengujian Faktor Koreksi untuk Deviasi Standar 15 1.16 20 1.0825 1.03 30 atau lebih1.00Pada peraturan beton Indonesia yang sebelumnya (PBI-71), nilai kuat tekan rata-r ata perlu ditetapkan sebagai berikut: fm = + 1,64 s (C.5) Persamaan (C.5) memberikan probabilitas 1 dari 20 untuk nilai kuat tekan individ u sampel uji yang jatuh dibawah . 4. Penerimaan dan Pemenuhan Persyaratan Kuat Tekan Secara umum, kriteria penerimaan kuat tekan beton seharusnya dikaitkan dengan kr iteria untuk perancangannya. Bilamana jumlah sampel uji cukup besar (yaitu minim al 30 sampel) sehingga nilai deviasi standar dapat dihitung dengan tepat maka ni lai kuat tekan rata-rata yang diperoleh seharusnya lebih besar atau sama dengan; (C.6) dimana s adalah nilai deviasi standar aktual yang diperoleh dari hasil pengujian yang dilakukan. Bilamana yang dievaluasi adalah nilai rata-rata dari suatu kelompok hasil penguj ian, maka nilai rata-rata tersebut haruslah lebih besar daripada; (C.7) Jika jumlah n cukup besar, maka nilai yang dihasilkan dari persamaan diatas akan mendekati nilai kuat tekan rata-rata. Evaluasi dan penerimaan kuat tekan beton berdasarkan SNI 03-2847-2002, Pasal 7.6 (yang mengacu pada ACI 318-02) didasarkan pada nilai hasil uji yang merupakan n ilai rata-rata dari dua silinder yang diuji pada umur 28 hari. Berdasarkan SNI a tau ACI, kuat tekan suatu mutu beton dapat dikategorikan memenuhi syarat jika du a hal berikut dipenuhi; a Setiap nilai rata-rata dari tiga uji kuat tekan yang berurutan mempunyai nilai yang sama atau lebih besar dari . b Tidak ada nilai uji kuat tekan yang dihitung sebagai nilai rata-rata dar i dua hasil uji contoh silinder mempunyai nilai di bawah lebih besar dari 3,5 MPa. Ketentuan diatas berbeda dengan yang ditetapkan oleh peraturan jembatan Indonesi a yang baru, dimana tingkat kekuatan dari suatu mutu beton dikatakan memenuhi pe rsyaratan bila: a Rata-rata dari semua nilai hasil uji kuat tekan (satu nilai hasil uji = rata-rata dari nilai uji tekan sepasang benda uji silinder yang diambil dari sum ber adukan yang sama), yang sekurang-kurangnya terdiri dari empat nilai (dari em pat pasang) hasil uji kuat tekan yang berturut-turut, harus tidak kurang dari ( + s), dimana s menyatakan nilai deviasi standar dari hasil uji tekan. b Tidak satupun dari nilai hasil uji tekan (1 hasil uji tekan = rata-rata dari hasil uji dua silinder yang diambil pada waktu bersamaan) mempunyai nilai d i bawah 0,85 . Peraturan Beton Indonesia yang lama (i.e. PBI 71) mensyaratkan bahwa hasil uji tekan beton dianggap memenuhi ketentuan yang berlaku bilamana; a. Hanya 1 dari 20 nilai kuat tekan yang diuji berurutan yang nilainya lebi h rendah dari nilai karakteristik (fbk).b. Nilai rata-rata dari empat hasil uji yang berurutan tidak boleh lebih re ndah daripada; fm = fbk + 0.82 s (C.8) c. Selisih antara nilai tertinggi dan terendah dari empat hasil uji yang be rurutan tidak boleh lebih besar daripada 4.3 s. Jika jumlah hasil uji kurang dari 20, maka hanya item b, dan c saja yang harus d ipenuhi. Berdasarkan SNI 03-2847-2002, pengujian kekuatan masing-masing mutu beton yang d icor setiap harinya haruslah dari satu contoh uji per hari, atau tidak kurang da ri satu contoh uji untuk setiap 120 m3 beton, atau tidak kurang dari satu contoh uji untuk setiap 500 m2 luasan permukaan lantai atau dinding. Selain itu, bilam ana diperlukan benda-benda uji silinder yang dirawat di lapangan, maka benda uji tersebut harus dicor pada waktu yang bersamaan dan diambil dari contoh adukan b eton yang sama dengan yang digunakan untuk uji di laboratorium. 5. Penyelidikan untuk Hasil Uji Kuat Tekan Beton yang Rendah Berdasarkan SNI 03-2847-2002, jika salah satu dari persyaratan SNI pada sub bab 3 di atas tidak terpenuhi, maka harus diambil langkah-langkah untuk meningkatkan hasil uji kuat tekan rata-rata pada pengecoran beton berikutnya. Jika suatu uji kuat tekan benda uji silinder yang dirawat di laboratorium mengha silkan nilai di bawah sebesar minimal 3,5 MPa atau bila uji kuat tekan benda uj i yang dirawat di lapangan menunjukkan nilai kuat tekan yang kurang daripada 85% kuat tekan beton pembanding yang dirawat di laboratorium, maka harus dilakukan analisis untuk menjamin bahwa tahanan struktur dalam memikul beban masih dalam b atas yang aman. Jika kepastian nilai kuat tekan beton yang rendah telah diketahui dan hasil perh itungan menunjukkan bahwa tahanan struktur dalam memikul beban berkurang secara signifikan, maka harus dilakukan uji contoh beton uji yang diambil dari daerah y ang dipermasalahkan. Pada pengujian beton inti tersebut harus diambil paling sed ikit tiga benda uji untuk setiap uji kuat tekan yang mempunyai nilai 3,5 MPa di bawah nilai persyaratan . Bila beton pada struktur yang dikaji berada dalam kondisi kering selama masa lay an, maka benda uji beton inti harus dibuat kering udara (pada temperatur 15 C hingg a 25 C, kelembaban relatif kurang dari 60%) selama 7 hari sebelum pengujian, dan ha rus diuji dalam kondisi kering. Bila beton pada struktur yang dikaji berada pad a keadaan sangat basah selama masa layan, maka beton inti harus direndam dalam a ir sekurang-kurangnya 40 jam dan harus diuji dalam kondisi basah. Beton pada daerah yang diwakili oleh uji beton inti harus dianggap cukup secara struktur jika kuat tekan rata-rata dari tiga beton inti adalah minimal sama deng an 85% , dan tidak ada satupun beton inti yang kuat tekannya kurang dari 75% . Tambahan pengujian beton inti yang diambil dari lokasi yang memperlihatkan hasi l kekuatan beton inti yang tidak beraturan diperbolehkan oleh SNI 03-2847-2002. Bila kriteria di atas tidak dipenuhi dan bila tahanan struktur maka pengawas lapangan dapat meminta untuk dilakukan pengujian struktur beton sesuai dengan pasal 22, SNI 03-2847-2002, untuk uktur yang bermasalah tersebut, atau melakukan langkah-langkah ggap tepat. masih meragukan, lapangan tahanan bagian-bagian str lainnya yang dian