BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN - Unika Repositoryrepository.unika.ac.id/16966/5/14.B1.0088 DIKA...
Transcript of BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN - Unika Repositoryrepository.unika.ac.id/16966/5/14.B1.0088 DIKA...
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
48
BAB 4
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian Bahan
Pengujian bahan dilakukan untuk mengetahui kualitas bahan yang digunakan untuk
membuat beton. Bahan yang digunakan antara lain agregat halus, agregat kasar dan
semen portland. Pengujian bahan yang dilakukan mengacu pada standar SNI yang
berlaku.
Agregat halus berasal dari Pasir Muntilan. Secara visual agregat halus berwarna
cokelat kehitaman yang diperlihatkan pada Gambar 4.1. Pasir Muntilan yang
digunakan sebagai bahan material pembuatan beton ini juga mempunyai butir yang
kasar.
Gambar 4.1 Agregat Halus Pasir Muntilan
Agregat kasar yang digunakan dalam pembuatan beton ini menggunakan batu
pecah Seloarto yang mempunyai ukuran rata-rata 2 cm × 3 cm diperlihatkan pada
Gambar 4.2. Secara visual batu pecah tersebut memiliki bentuk yang meruncing
dan berasal dari batu gunung.
48
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
49
Gambar 4.2 Batu Pecah Seloarto Dimensi 2 cm × 3 cm
Pada penelitian ini menggunakan semen portland merk Tiga Roda yang
diperlihatkan pada Gambar 4.3. Secara visual semen yang digunakan berwarna abu-
abu dan berbentuk butiran yang halus serta tidak terjadi penggumpalan.
Gambar 4.3 Semen Tiga Roda
4.1.1 Analisis Saringan Agregat Halus
Berdasarkan SNI 03-1968-1990, langkah kerja pengujian analisis saringan agregat
halus adalah sebagai berikut:
1. Agregat halus dikeringkan dengan pemanasan suhu (110 5)°C sampai
diperoleh berat tetap.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
50
Gambar 4.4 Agregat Halus dalam Kondisi Kering
2. Menyaring benda uji lewat susunan saringan, dengan ukuran saringan paling
besar ditempatkan paling atas. Saringan diguncang dengan tangan atau mesin
pengguncang selama 15 menit.
(a) Saringan Agregat Halus (b) Alat Pengguncang Saringan Agregat Halus
Gambar 4.5 Alat Uji Saringan Agregat Halus
3. Menimbang dan menghitung berat agregat halus yang tertahan di atas masing-
masing saringan terhadap berat total benda uji.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
51
Hasil Perhitungan:
Agregat halus (Pasir Muntilan) sebanyak 1000 gram didapatkan analisa saringan
berikut ini:
a. Nomor Saringan = 3
8
Ukuran Saringan = 9,5 mm
Berat Tertahan = 99,5 gr
% Tertahan = 99,5
1000 × 100% = 99,5%
% Tertahan Kumulatif = 0% + 9,95% = 9,95%
% Lolos Kumulatif = 100% - 9,95% = 90,05%
b. Nomor Saringan = 4
Ukuran Saringan = 4,75 mm
Berat Tertahan = 47,5 gr
% Tertahan = 47,5
1000× 100% = 4,75%
% Tertahan Kumulatif = 9,95% + 4,75% = 14,7%
% Lolos Kumulatif = 90,05% - 4,75% = 85,3%
c. Nomor Saringan = 8
Ukuran Saringan = 2,36 mm
Berat Tertahan = 73 gr
% Tertahan = 73
1000× 100% = 7,3%
% Tertahan Kumulatif = 14,7% + 7,3% = 22%
% Lolos Kumulatif = 85,3% - 7,3% = 78%
d. Nomor Saringan = 16
Ukuran Saringan = 1,18 mm
Berat Tertahan = 140 gr
% Tertahan = 140
1000× 100% = 14%
% Tertahan Kumulatif = 22% + 14% = 36%
% Lolos Kumulatif = 78% - 14% = 64%
e. Nomor Saringan = 30
Ukuran Saringan = 0,6 mm
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
52
Berat Tertahan = 181 gr
% Tertahan = 181
1000× 100% = 18,1%
% Tertahan Kumulatif = 36% + 18,1% = 54,1%
% Lolos Kumulatif = 64% - 18,1% = 45,9%
f. Nomor Saringan = 50
Ukuran Saringan = 0,3 mm
Berat Tertahan = 126 gr
% Tertahan = 126
1000× 100% = 12,6%
% Tertahan Kumulatif = 54,1% + 12,6% = 66,7%
% Lolos Kumulatif = 45,9% - 12,6% = 33,3%
g. Nomor Saringan = 100
Ukuran Saringan = 0,15 mm
Berat Tertahan = 189 gr
% Tertahan = 189
1000× 100% = 18,9%
% Tertahan Kumulatif = 66,7% + 18,9% = 85,6%
% Lolos Kumulatif = 33,3% - 18,9% = 14,4%
h. Nomor Saringan = 200
Ukuran Saringan = 0,075 mm
Berat Tertahan = 54 gr
% Tertahan = 54
1000× 100% = 5,4%
% Tertahan Kumulatif = 85,6% + 5,4% = 91%
% Lolos Kumulatif = 14,4% - 5,4% = 9%
i. PAN
Berat Tertahan = 90 gr
% Tertahan = 90
1000× 100% = 9%
% Tertahan Kumulatif = 91% + 9% = 100%
% Lolos Kumulatif = 9% - 9% = 0%
Modulus Kehalusan = ∑ 𝑃𝑒𝑟𝑠𝑒𝑛 𝑇𝑒𝑟𝑡𝑎ℎ𝑎𝑛 𝐾𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 (𝑛𝑜
3
8−200)
100
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
53
=100
916,857,661,5436227,1495,9
= 100
380
= 3,8
Tabel 4.1 Hasil Analisa Saringan Agregat Halus
Ukuran Ayakan
(mm)
Berat Tertahan
(gram) % Tertahan
%Tertahan
Kumulatif
% Lolos
Kumulatif
- 0 0 0 100
9,5 99,5 9,95 9,95 90,05
4,75 47,5 4,75 14,7 85,3
2,36 73 7,3 22 78
1,18 140 14 36 64
0,6 181 18,1 54,1 45,9
0,3 126 12,6 66,7 33,3
0,15 189 18,9 85,6 14,4
0,075 54 5,4 91 9
PAN 90 9 100 0
Total Berat = 1000 Modulus Kehalusan Butir = 3,8
Berdasarkan pengujian analisa saringan agregat halus, agregat halus yang
digunakan yaitu Pasir Muntilan mempunyai modulus kehalusan sebesar 3,8. Hasil
tersebut diperlihatkan pada Tabel 4.1. Pasir muntilan tersebut termasuk di dalam
jenis pasir kasar.
4.1.2 Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus
Berdasarkan SNI 1970-2008 langkah kerja untuk pengujian berat jenis dan
penyerapan agregat halus adalah sebagai berikut:
1. Menyiapkan agregat halus dalam kondisi SSD (Saturated Surface Dry).
Agregat dalam kondisi SSD dapat diketahui dengan cara memasukkan sebagian
agregat halus ke dalam cetakan kerucut pasir, selanjutnya dipadatkan dengan
tongkat pemadat dengan cara menumbuk sebanyak 25 kali. Benda uji dalam
kondisi SSD bila saat cetakan diangkat, butiran pasir akan longsor atau runtuh.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
54
Gambar 4.6 Pengujian Agregat Halus untuk Mengetahui Kondisi SSD
2. Menimbang berat piknometer yang kosong dan piknometer yang diisi air hingga
mencapai garis merah yang berada di piknometer.
(a) Piknometer Kosong (b) Piknometer Berisi Air
Gambar 4.7 Menimbang Piknometer Kosong dan Piknometer Berisi Air
3. Agregat halus yang sudah disiapkan dimasukkan ke dalam piknometer.
Selanjutnya piknometer diisi dengan air hingga mencapai garis merah yang
berada di pikonometer. Gelembung udara yang berada di dalam piknometer
dibebaskan dengan cara menggoyang-goyangkan piknometer.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
55
Gambar 4.8 Piknometer Berisi Agregat Halus dan Air
4. Langkah selanjutnya adalah menimbang berat piknometer yang sudah diisi
dengan agregat halus dan air.
Gambar 4.9 Penimbangan Piknometer Berisi Agregat Halus dan Air
5. Agregat halus yang berada di dalam piknometer dikeluarkan lalu dikeringkan
sampai mencapai berat yang tetap pada suhu (110 5)°C. Selanjutnya agregat
halus didiamkan pada suhu ruangan selama ± 0,5 sampai 1 jam untuk
menurunkan suhu.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
56
Gambar 4.10 Pengeringan Agregat Halus
Hasil Perhitungan:
Pengujian berat jenis dan penyerapan air agregat halus (Pasir Muntilan) di
Laboratorium CV. Jati Kencana Beton didapatkan hasil yaitu:
Percobaan 1
A. Berat piknometer = 165 gr
B. Berat contoh keadaan SSD = 500 gr
C. Berat piknometer + air + contoh SSD = 1578,5 gr
D. Berat piknometer + air = 1269 gr
E. Berat contoh kering = 490 gr
Apparent Specific Gravity
CDE
E =
5,15781269490490
= 2,714 gr/cm3
Bulk Specific Gravity Kondisi Kering
CDB
E =
5,15781269500490
= 2,572 gr/cm3
Bulk Specific Gravity Kondisi SSD
CDB
B =
5,15781269500500
= 2,624 gr/cm3
% Penyerapan air
%100
E
EB =
%100
490
490500
= 2,040%
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
57
Percobaan 2
A. Berat piknometer = 165 gr
B. Berat contoh keadaan SSD = 500 gr
C. Berat piknometer + air + contoh SSD = 1580 gr
D. Berat piknometer + air = 1270 gr
E. Berat contoh kering = 492 gr
Apparent Specific Gravity
CDE
E =
15801270492492
= 2,703 gr/cm3
Bulk Specific Gravity Kondisi Kering
CDB
E =
15801270500492
= 2,589 gr/cm3
Bulk Specific Gravity Kondisi SSD
CDB
B =
15801270500500
= 2,631 gr/cm3
% Penyerapan air
%100
E
EB =
%100
492
492500
= 1,626%
Nilai rata-rata dari Percobaan 1 dan Percobaan 2 :
Apparent Specific Gravity =
2
70,271,2 = 2,708 gr/cm3
Bulk Specific Gravity Kondisi kering =
2
59,257,2 = 2,580 gr/cm3
Bulk Specific Gravity Kondisi SSD =
2
63,262,2 = 2,628 gr/cm3
% Penyerapan air =
2
%63,1%04,2 = 1,833%
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
58
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus
Keterangan Percobaan 1 Percobaan 2 Rata-Rata
Apparent Specific Gravity (gr/cm3) 2,714 2,703 2,708
Bulk Specific Gravity Kondisi Kering (gr/cm3) 2,572 2,589 2,580
Bulk Specific Gravity Kondisi SSD (gr/cm3) 2,624 2,631 2,628
% Penyerapan Air 2,040 1,626 1,833
Berdasarkan dua kali percobaan yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa agregat
halus (Pasir Muntilan) mempunyai berat jenis dalam kondisi SSD (Saturated
Surface Dry) sebesar 2,628 gr/cm3. Selain itu dapat diketahui pula nilai penyerapan
agregat halus yaitu sebesar 1,833%.
4.1.3 Kadar Air Agregat Halus
Berdasarkan SNI 1971-1990 langkah untuk menguji kadar air agregat halus adalah:
1. Menimbang dan mencatat berat wadah atau pan.
2. Meletakkan agregat halus ke dalam wadah atau pan. Selanjutnya benda uji
beserta nampan atau pan ditimbang dan dicatat beratnya.
Gambar 4.11 Penimbangan Berat Wadah dan Benda Uji
3. Menghitung berat benda uji.
4. Mengeringkan benda uji bersama wadah atau pan dengan pemanasan pada
suhu (110 5)C hingga mencapai bobot tetap.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
59
Gambar 4.12 Pengeringan Benda Uji
5. Setelah kering, benda uji + wadah atau pan ditimbang dan dicatat beratnya.
6. Menghitung berat benda uji kering.
Berdasarkan hasil praktikum kadar air agregat halus (Pasir Muntilan) mendapatkan
hasil yaitu:
A. Berat wadah = 153 gr
B. Berat wadah + benda uji = 653 gr
C. Berat benda uji = 500 gr
D. Berat benda uji kering = 468 gr
E. Kadar air C−D
D× 100% = %100
468
468500
= 6,84%
Berdasarkan hasil percobaan, kadar air agregat halus (Pasir Muntilan) sebesar
6,84%.
4.1.4 Kandungan Lumpur Agregat Halus
Langkah kerja untuk melakukan pengujian kadar lumpur adalah sebagai berikut:
1. Pasir yang telah dikeringkan di dalam oven dimasukkan ke dalam gelas ukur
setinggi 150 cc.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
60
Gambar 4.13 Proses Pemasukan Agregat Halus ke Dalam gelas Ukur
2. Gelas ukur tersebut diisi dengan air garam sebanyak 400 cc lalu ditutup dengan
plastik.
Gambar 4.14 Air Garam
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
61
3. Campuran tersebut dikocok selama kurang lebih 30 menit, selanjutnya
didiamkan minimal selama 5 jam.
Gambar 4.15 Agregat Halus Setelah Pengocokan
4. Membaca volume pasir dan lumpu pada gelas ukur.
Hasil Perhitungan:
A. Pasir + Lumpur = 165 mL
B. Tinggin pasir = 145 mL
C. Tinggi Lumpur = 20 mL
D. Kandungan Lumpur = %12,12%100165
20%100
A
C
Berdasarkan hasil pengujian, kandungan lumpur agregat halus (Pasir Muntilan)
sebesar 12,12%. Pembuatan beton dengan kadar lumpur 12,12% melebihi batas
maksimum kadar lumpur agregat halus yang diperbolehkan untuk campuran beton.
Kadar lumpur maksimum yang diperbolehkan yaitu sebesar 5%, oleh sebab itu
agregat halus harus dicuci terlebih dahulu sebelum digunakan sebagai bahan
pembuat beton.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
62
4.1.5 Kadar Organik Agregat Halus
Berdasarkan SNI 2816-2014 tentang pengujian kadar organik dalam agregat halus,
langkah kerja yang dilakukan adalah:
1. Pasir yang sudah dikeringkan dimasukkan ke dalam gelas ukur setinggi 60 mL.
Selanjutnya memasukkan larutan NaOH sampai setinggi 150 mL.
Gambar 4.16 Penuangan NaOH ke Dalam Gelas Ukur
2. Mengaduk pasir yang sudah tercampur NaOH dan diamkan selama 24 jam.
Gambar 4.17 Pengadukan NaOH dan Agregat Halus
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
63
3. Mengamati perubahan warna pada NaOH.
Gambar 4.18 Larutan NaOH yang Telah Berubah Warna
Berdasarkan hasil pengujian, warna larutan NaOH berubah menjadi warna cokelat
teh pekat. Hal tersebut menandakan bahwa agregat halus mengandung kotoran
organik yang cukup banyak.
4.1.6 Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar
Pembuatan beton menggunakan agregat kasar batu pecah Seloarto berukuran rata-
rata 2 cm × 3 cm. Berdasarkan SNI-1969-2008 mengenai Cara Uji Berat Jenis dan
Penyerapan Air Agregat Kasar, tahapan yang dilakukan untuk pengujian yaitu:
1. Mengambil sampel uji agregat kasar sebanyak 3000 gram.
Gambar 4.19 Sampel Uji agregat Kasar di Dalam Wadah
2. Merendam dan menimbang sampel uji di dalam air dengan cara
menggantungkan kawat wadah sampel uji ke timbangan.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
64
Gambar 4.20 Perendaman dan Penimbangan Sampel Uji Agregat Kasar
3. Mengeringkan sampel uji sampai berat tetap dengan temperatur (110±5)0C
4. Mendinginkan sampel uji pada temperatur kamar selama satu jam.
5. Menghitung berat sampel uji kering.
Hasil Perhitungan:
Hasil yang didapat dari pengujian berat jenis dan penyerapan air agregat kasar (Batu
Pecah Seloarto) di Laboratorium CV. Jati Kencana Beton yaitu:
A. Berat contoh SSD = 3000 gr
B. Berat contoh dalam air = 1907 gr
C. Berat contoh kering udara = 2965 gr
Apparent Specific Gravity
BC
C =
19072965
2965
= 2,802 gr/cm3
Bulk Specific Gravity Kondisi kering
BA
C =
19073000
2965
= 2,712 gr/cm3
Bulk Specific Gravity Kondisi SSD
BA
A =
19073000
3000
= 2,744 gr/cm3
% Penyerapan Air
C
CA x 100% = %100
2965
29653000
= 1,180%
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
65
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Kasar
Keterangan Hasil Percobaan
Apparent Specific Gravity (gr/cm3) 2,802
Bulk Specific Gravity Kondisi Kering (gr/cm3) 2,712
Bulk Specific Gravity Kondisi SSD (gr/cm3) 2,744
% Penyerapan Air 1,180
Berdasarkan percobaan di laboratorium, dapat disimpulkan bahwa agregat kasar
(Batu Pecah Seloarto) mempunyai berat jenis dalam kondisi SSD (Saturated
Surface Dry) sebesar 2,744 gr/cm3. Besar penyerapan air agregat kasar sebesar
1,180%.
4.1.7 Berat Isi Agregat Kasar
Menurut SNI 1973-2008 langkah pengujian berat isi agregat halus adalah sebagai
berikut:
1. Menimbang dan mencatat berat serta dimensi wadah (W1).
Gambar 4.21 Penimbangan Wadah Kosong
2. Memasukkan benda uji menggunakan sekop sampai sepertiga bagian wadah,
selanjutnya dipadatkan dengan alat pemadat. Hal tersebut dilakukan hingga
seluruh bagian wadah terisi penuh dengan benda uji.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
66
Gambar 4.22 Pemadatan Benda Uji di Dalam Wadah
3. Setelah wadah terisi penuh dengan benda uji, selanjutnya menimbang berat
wadah dan agregat kasar (W2).
Gambar 4.23 Penimbangan Wadah Berisi Benda Uji
4. Menghitung berat benda uji (W3=W2-W1).
Hasil Perhitungan:
A. Volume wadah = 0,25 × 3,14 × 15 cm × 15 cm × 30 cm
= 5301,44 cm3
= 0,005301 m3
B. Berat wadah = 5,98 kg
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
67
C. Berat wadah + benda uji = 13,52 kg
D. Berat benda uji (C-B) = 13,52 kg – 5,98 kg
= 7,54 kg
Berat volume ( D
A ) =
005301,0
54,7
= 1422 kg/m3
Berdasarkan hasil pengujian berat isi agregat kasar, dapat disimpulkan bahwa berat
isi batu pecah Seloarto sebesar 1422 kg/m3.
4.1.8 Konsistensi Normal Semen
Pengujian ini mengacu pada SNI 03-6826-2002 tentang Metode Pengujian
Konsistensi Normal Semen Portland dengan Alat Vicat untuk Pekerjaan Sipil.
Langkah yang dilakukan untuk uji tersebut yaitu:
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam percobaan yaitu
timbangan, mangkuk porselen dan penumbuk, satu set alat vicat, pisau
pengaduk, mangkuk aluminium, gelas ukur, stopwatch, cincin ebonite, dan
pelat kaca.
Gambar 4.24 Satu Set Alat Vicat
2. Menyiapkan 5 benda uji berupa semen Portland dengan berat masing-masing
300 gram, selanjutnya dimasukkan kedalam mangkuk porselen dan dihaluskan.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
68
Gambar 4.25 Pengambilan Semen
3. Memasukkan air kedalam gelas ukur sebanyak 25%-30% dari berat semen lalu
mencatat jumlah air yang dimasukkan.
Gambar 4.26 Pencampuran Semen dengan Air
4. Mencampur air dan semen, selanjutnya diaduk selama 3 menit sehingga
diperoleh pasta semen yang plastis.
Gambar 4.27 Pengadukan Semen dan Air
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
69
5. Mengolesi cincin ebonit dengan oli dan menyiapkan pelat kaca sebagai alas
cincin ebonit.
Gambar 4.28 Cincin Ebonit dan Pelat Kaca
6. Membentuk bola semen dari pasta semen yang sudah plastis, selanjutnya bola
tersebut ditekan ke dalam cincin ebonit sehingga cincin ebonit penuh dengan
pasta semen.
Gambar 4.29 Pemasukkan Pasta Semen ke Dalam Cincin Ebonit
7. Meletakkan cincin ebonit yang telah berisi pasta semen pada alat vicat,
selanjutnya turunkan jarum ke atas adonan sehingga garis penunjuk berada pada
angka 0. Sekrup pengunci dikencangkan sehingga jarum vicat siap untuk
dijatuhkan.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
70
Gambar 4.30 Penyetelan Alat Vicat
8. Membuka sekrup pengunci lalu membiarkan jarum vicat meluncur bebas
menembus pasta semen, bersamaan dengan ini menjalankan stopwatch sampai
menunjukkan 30 detik. Setelah 30 detik, mengencangkan sekrup pengunci,
selanjutnya membaca penurunan yang terjadi.
Gambar 4.31 Bacaan Penurunan Alat Vicat
9. Mengulangi lagi percobaan sampai penunjuk menunjukan angka penurunan
sebesar 10 mm, yaitu pada saat konsistensi normal semen telah tercapai.
Langkah selanjutnya setelah mendapatkan data adalah mengolah data tersebut.
Hasil percobaan:
A. Jumlah air = angka persen
100× berat semen
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
71
B. Berat semen = 300 gr
C. diameter jarum vicat = 10 mm
D. Suhu = 27°C
Perhitungan persentase air :
a. Kadar air 25%
25% = 25
100× 300 gr = 75 gr 75 cc
b. Kadar air 26%
26% = 26
100× 300 gr = 78 gr 78 cc
c. Kadar air 27 %
27% = 27
100× 300 gr = 81 gr 81 cc
d. Kadar air 28%
28% = 28
100× 300 gr = 84 gr 84 cc
e. Kadar air 29%
29% = 29
100× 300 gr = 87 gr 87 cc
f. Kadar air 30%
30% = 30
100× 300 gr = 90 gr 90 cc
Hasil penurunan jarum vicat yang dijatuhkan dapat dilihat pada tabel 4.4.
Tabel 4.4 Tabel Penurunan Jarum Vicat
Kadar Air
(%)
Penurunan Tiap 30 Detik
(mm)
25 0
26 4
27 5
28 6
29 9
30 11
Berdasarkan data pada Tabel 4.4 dapat digambarkan menjadi grafik yang
diperlihatkan pada Gambar 4.32.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
72
Gambar 4.32. Grafik Uji Konsistensi Normal Semen
Gambar 4.32 merupakan Grafik Uji Konsistensi Normal Semen yang berdasarkan
Tabel 4.4. Sumbu X pada grafik tersebut merupakan kadar air yag dibutuhkan
semen dengan satuan persen. Sumbu Y pada grafik tersebut adalah besarnya
penurunan pada jarum alat vicat dengan satuan millimeter. Konsistensi normal
semen dicapai saat penurunan jarum vicat sedalam 10 mm. Berdasarkan Gambar
4.32 dapat diketahui pada saat penurunan jarum vicat sebesar 10 mm, kadar air yang
diperlukan sebesar 29,5%. Konsistensi normal semen pada percobaan ini sebesar
29,5%.
4.1.9 Berat Jenis Semen
Pengujian ini mengacu pada SNI 15-2531-1991 tentang Metode Pengujian Berat
Jenis Semen. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui berat jenis semen berjenis
Ordinary Portland Cement (OPC) merk Tiga Roda yang digunakan sebagai bahan
beton. Langkah yang dilakukan untuk uji tersebut adalah sebagai berikut.
1. Mengisi Labu Le Chatlier kapasitas 24 mL dengan kerosin atau minyak tanah
sampai memenuhi skala antara 0 dan 1. Selanjutnya membersihkan dan
mengeringkan bagian atas permukaan kerosin dengan menggunakan kawat yang
dibalut dengan kertas tisu.
0
2
4
6
8
10
12
24 25 26 27 28 29 30 31
Pen
uru
nan
(m
m)
Kadar Air (%)
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
73
Gambar 4.33 Labu Le Chatlier Berisi Kerosin
2. Meletakkan Labu Le Chatlier yang berisikan kerosin di ruang yang bersuhu tetap
selama 15 menit untuk menyamakan suhu cairan (kerosin) dengan suhu ruangan
±27 oC
Gambar 4.34 Penyesuaian Suhu Labu Le Chatlier dengan Suhu Ruang
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
74
Gambar 4.35 Bacaan Suhu Kerosin pada Labu Le Chatlier
3. Mengamati dan mencatat volume awal (V1) dengan membaca skala pada Labu
Le Chatlier.
Gambar 4.36 Volume Awal Setelah Labu Le Chatlier Bersuhu Ruang
4. Menimbang Semen Portland Komposit sebesar ±65 gram, selanjutnya Semen
Portland Komposit yang telah ditimbang dimasukkan ke dalam Labu Le Chatlier
secara perlahan menggunakan spatula dan corong kaca. Kawat dapat digunakan
untuk menusuk saluran apabila saluran tersumbat oleh semen. Pada saat
memasukan semen diupayakan semen tidak menempel di dinding Labu Le
0,4 mL
27ºC
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
75
Chatlier. Apabila semen menempel pada dinding Labu Le Chatlier, maka dapat
dihilangkan dengan cara memutar Labu Le Chatlier secara perlahan.
Gambar 4.37 Penimbangan Semen
Gambar 4.38 Pemasukan Semen ke Dalam Labu Le Chatlier
5. Meletakkan kembali Labu Le Chatlier yang berisikan semen dan kerosin di
ruangan yang bersuhu ± 27 oC selama 15 menit.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
76
Gambar 4.39 Penyesuaian Ulang Labu Le Chatlier dengan Suhu Ruang
6. Memutar benda uji secara perlahan untuk menghilangkan gelembung udara yang
terdapat di dalam Labu Le Chatlier.
Gambar 4.40 Labu Le Chatlier Bersuhu Ruang
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
77
Gambar 4.41 Bacaan Suhu Labu Le Chatlier
7. Membaca volume akhir (V2) dengan skala yang terdapat pada Labu Le Chatlier.
Pembacaan dapat dilakukan jika sudah tidak terdapat gelembung pada Labu Le
Chatlier.
Gambar 4.42 Bacaan Volume Akhir Labu Le Chatlier
27ºC
21,4 mL
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
78
Langkah selanjutnya setelah mendapatkan data adalah mengolah data tersebut
untuk mengetahui berat jenis semen. Berat jenis semen diketahui dengan
menggunakan persamaan sebagai berikut:
𝐵𝐽 = 𝑊
𝑉2−𝑉1 ................................................................................................... (4.1)
dengan
BJ adalah berat jenis semen Portland (gr/mL)
W adalah berat semen Portland (gr)
V1 adalah volume awal (mL)
V2 adalah volume akhir (mL)
d adalah massa jenis air (1 gr/mL)
Data dan hasil percobaan pertama adalah sebagai berikut:
A. Berat benda uji = 65 gr
B. Volume awal = 0,4 mL
C. Volume akhir = 21,4 mL
D. Berat jenis semen = 65
21,4−0,4
= 3, 09 gr/mL
Data dan hasil percobaan kedua adalah sebagai berikut:
A. Berat benda uji = 65 gr
B. Volume awal = 0,3 mL
C. Volume akhir = 21,5 mL
D. Berat jenis semen = 65
21,5−0,3
= 3, 07 gr/mL
Hasil pengujian diperlihatkan pada Tabel 4.5
Tabel 4.5 Data dan Hasil Pengujian Berat Jenis Semen
Nomor Contoh I II
Berat benda uji (gr) W 65 65
Volume awal (mL) V1 0,4 0,3
Volume akhir(mL) V2 21,4 21,5
Berat jenis semen (gr/mL) 𝑊
(𝑉2 − 𝑉1) 𝑥 𝑑
3,09 3,07
3,08
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
79
Kesimpulan: Berdasarkan Tabel 4.5, berat jenis semen Portland yang digunakan
adalah 3,08 gr/mL. Nilai tersebut memenuhi syarat yang disebutkan pada SNI 7064-
2004 bahwa berat jenis semen Portland memiliki kisaran 3,0-3,2 gr/mL.
4.2 Perhitungan Mix Design
Perhitungan Mix Design akan dijelaskan pada sub bab ini untuk mendapatkan
takaran yang pas dalam pembuatan beton. Perhitungan perencanaan berdasarkan
SNI 7657-2012 tentang Tata Cara Pemilihan Campuran untuk Beton Normal, Beton
Berat dan Beton Massa. Tahapan dalam perencanaan beton yang direncanakan
adalah sebagai berikut.
1. Menetapkan mutu beton yang direncanakan.
Mutu beton rencana = K-300 (24,9 MPa)
2. Memilih nilai standar deviasi berdasarkan Tabel 4.6.
Pada perencanaan campuran beton ini jumlah data produksi setiap m3 beton
dianggap cukup sehingga menurut Tabel 4.6 faktor cacat yaitu:
Faktor cacat (%) = 5,00
Faktor cacat (desimal) = 1,64
Faktor cacat (bilangan) = 60,00
Nilai standar deviasi yang digunakan dalam perhitungan adalah faktor cacat
(bilangan) yaitu 60,00.
Tabel 4.6 Tabel Standar Deviasi dan Nilai Tambah
Jumlah Data
Produksi (m3) Faktor Cacat (%)
Faktor Cacat
(Desimal)
Faktor Cacat
(Bilangan)
Sempurna 0,00 0,75 0,00
Sangat Baik 1,00 1,34 40,00
Baik 2,50 1,45 47,33
Cukup 5,00 1,64 60,00
Kurang Baik 7,50 1,96 78,55
Tidak Baik 10,00 2,33 100,00
(Sumber: Diolah dari SNI 7656-2012, 2012)
3. Menentukan nilai tambah pada perencanaan beton berdasarkan Tabel 4.6 Nilai
tambah yang digunakan adalah hasil perkalian faktor cacat (bilangan) dengan
faktor cacat (desimal). Dalam perencanaan jumlah data produksi setiap m3
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
80
beton dianggap cukup sehingga didapatkan faktor cacat (desimal) yaitu sebesar
1,64.
Nilai tambah = Faktor cacat bilangan × Faktor cacat desimal
= 60,00 × 1,64
= 98,40
4. Menetapkan kuat tekan yang hendak dicapai dengan menjumlahkan mutu beton
rencana dengan nilai tambah yang sudah didapat.
Kuat tekan yang hendak dicapai = Mutu beton rencana + Nilai tambah
= 300 + 98,40
= 398,40 kg/cm2
5. Memilih jenis semen yang digunakan. Semen yang digunakan adalah semen
Tiga Roda dengan jenis Ordinary Portland Cement.
6. Jenis agregat kasar yang digunakan adalah batu pecah Seloarto dan agregat
halus Pasir Muntilan.
7. Selanjutnya adalah menentukan nilai slump yang diinginkan. Jenis benda uji
yang direncanakan adalah untuk balok beton sehingga didapatkan nilai slump
maksimum 10 cm. Nilai slump diperlihatkan pada Tabel 4.7.
Tabel 4.7 Nilai Slump yang Direncanakan untuk Berbagai Jenis Konstruksi
Jenis Konstruksi Slump (cm)
Maksimum Minimum
Dinding fondasi, footing, sumuran, dinding basement, rigid
pavement
5 2,5
Dinding balok dan kolom 10 2,5
Perkerasan dan lantai, beton dalam jumlah yang besar (seperti dam) 7,5 2,5
(Sumber: Diolah dari SNI 7656-2012, 2012)
8. Menentukan ukuran diameter agregat kasar maksimum yang akan digunakan
dalam pencampuran beton. Pada perencanaan ini dipilih ukuran diameter
agregat maksimum beton yaitu 25 mm dan tanpa penambahan udara. Kebutuhan
air pencampur dan udara diperlihatkan pada Tabel 4.8.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
81
Tabel 4.8 Kebutuhan Air Pencampur dan Udara Untuk Berbagai Nilai Slump dan
Ukuran Maksimum Agregat
Jenis Beton Slump (cm)
Air (kg/m3)
12,5 19,5 25 37
mm mm mm mm
Tanpa Penambahan
Udara
4 sampai 6 204 195 183 171
6 sampai 8 211 201 189 177
8 sampai 10 218 207 194 183
10 sampai 12 220 209 196 184
12 sampai 14 223 212 198 186
14 sampai16 226 215 201 189
16 sampai 18 230 217 203 191
18 sampai 20 233 220 206 194
Kandungan Udara yang Tersekap (%) 2,5 2 1,5 1
Dengan
Penambahan Udara
4 sampai 6 180 173 165 155
6 sampai 8 188 179 171 161
8 sampai 10 195 186 177 167
10 sampai 12 197 188 178 168
12 sampai 14 200 192 180 170
14 sampai16 203 195 183 173
16 sampai 18 207 199 185 175
18 sampai 20 210 202 188 178
Kandungan Udara yang Disarankan (%) 7 6 6 5,5
(Sumber: Diolah dari SNI 7656-2012, 2012)
9. Selanjutnya adalah menentukan kadar air bebas yang digunakan. Dari nilai
maksimum slump 10 cm dan diameter maksimum agregat kasar yang digunakan
25 mm, maka berdasarkan Tabel 4.8 kebutuhan air yang didapat adalah 194
kg/cm2. Nilai kadar air bebas yang digunakan yaitu:
Kadar Air Bebas = 0,94 × 194 kg/cm3
= 183 kg
10. Selanjutnya adalah menentukan faktor air semen bebas. Penentuan faktor air
semen bebas dapat diperlihatkan pada Tabel 4.9. Berdasarkan Tabel 4.9 kuat
tekan beton umur 28 hari yang direncanakan adalah 300 kg/cm2 dan tanpa
penambahan udara, sehingga didapatkan rasio air semen yaitu sebesar 0,54.
Tabel 4.9 Hubungan Rasio Air – Semen dengan Kuat Tekan Beton
Kuat Tekan Beton
Umur 28 Hari
Rasio Air Semen
(Dalam Berat)
(kg/cm2) Tanpa Penambahan Udara Dengan Penambahan Udara
100 0,89 0,80
125 0,84 0,75
150 0,79 0,70
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
82
Kuat Tekan Beton
Umur 28 Hari
Rasio Air Semen
(Dalam Berat)
175 0,74 0,65
200 0,69 0,60
225 0,65 0,56
250 0,61 0,52
275 0,58 0,49
300 0,54 0,45
325 0,51 0,42
350 0,47 0,39
275 0,45 0,37
400 0,42 0,34
425 0,40 0,32
450 0,37 0,29
475 0,35 0,27
500 0,32 0,24
525 0,30 0,22
550 0,27 0,19
575 0,25 0,17
650 0,17 0,09
(Sumber: Diolah dari SNI 7656-2012, 2012)
11. Menetapkan jumlah persentase semen yang digunakan. Dalam perencanaan ini
tidak menggunakan bahan tambah apapun sehingga persentase semen yang
digunakan dianggap 100%.
12. Langkah selanjutnya adalah menentukan jumlah semen yang dibutuhkan.
Jumlah semen = Kadar Air Bebas
Faktor Air Semen×
Persentase Semen
100
= 100
100
54,0
183
= 338 kg/m3
13. Tahap selanjutnya adalah menentukan volume agregat kasar. Penentuan volume
agregat kasar dapat diperlihatkan pada Tabel 4.10. Pada sub bab pengujian
analisa saringan agregat halus didapat modulus kehalusan pasir sebesar 3,8 dan
ukuran maksimum agregat yang ditentukan sebelumnya adalah 25 mm.
Berdasarkan Tabel 4.10 diperoleh volume agregat kasar sebesar 0,65 m3.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
83
Tabel 4.10 Volume Agregat Kasar Persatuan Volume Beton untuk Slump 7,5 cm
Sampai 10 cm
Ukuran
Maksimum
Volume Agregat Kasar (Berat Isi Kering) Persatuan Volume Beton Untuk
Berbagai Nilai
Modulus Kehalusan Pasir
2,4 2,6 2,8 3
12,5 0,59 0,57 0,55 0,53
19,5 0,66 0,64 0,62 0,60
25 0,71 0,69 0,67 0,65
37 0,75 0,73 0,71 0,69
(Sumber: Diolah dari SNI 7656-2012, 2012)
14. Selanjutnya menentukan faktor koreksi yang dapat diperlihatkan pada Tabel
4.11. Pada tahap 9 nilai slump yang ingin dicapai adalah 8 cm sampai 10 cm
dan diameter ukuran maksimum agregat kasar adalah 25 mm. Berdasarkan
Tabel 4.11 dapat diperlihatkan bahwa faktor koreksi yang diperoleh yaitu 0,994.
Tabel 4.11 Faktor Koreksi untuk Nilai Slump Berbeda
Slump (cm) Faktor Koreksi Untuk Berbagai Ukuran Maksimum Agregat
12,5 mm 19,5 mm 25 mm 37 mm
4 sampai 6 1,402 1,028 1,042 1,603
6 sampai 8 1,018 1,012 1,018 1,027
8 sampai 10 0,994 0,996 0,994 0,991
10 sampai 12 0,993 1,000 1,000 1,000 12 sampai 14 0,988 1,000 1,000 1,000 14 sampai16 0,983 1,000 1,000 1,000 16 sampai 18 0,977 1,000 1,000 1,000 18 sampai 20 0,972 1,000 1,000 1,000
(Sumber: Diolah dari SNI 7656-2012, 2012)
15. Tahap selanjutnya adalah menghitung berat agregat kasar yang dibutuhkan.
Berat Agregat Kasar = Volume Agregat Kasar × Faktor Koreksi × Berat Isi
= 0,65 × 0,994 × 1.422
= 919 kg/m3
16. Selanjutnya yaitu menghitung volume air yang dibutuhkan.
Volume Air = Kadar Air Bebas
Berat Jenis Air
= 1000
183
= 0,183 m3
17. Menghitung volume semen yang dibutuhkan.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
84
Volume Semen = Jumlah Semen
Berat Jenis Semen
= 3100
338
= 0,109 m3
18. Tahapan selanjutnya adalah menghitung volume agregat kasar yang
dibutuhkan.
Volume Agregat Kasar = Berat Agregat Kasar
Berat Jenis Batu
= 2745
919
= 0,335 m3
19. Selanjutnya menentukan volume udara yang tersekap dalam pembuatan
campuran beton berdasarkan Tabel 4.8. Ukuran agregat kasar maksimum yang
digunakan adalah 25 mm maka berdasarkan Tabel 4.8 kandungan udara yang
tersekap sebesar 1,5%. Sehingga volume udara yaitu sebesar 0,015m3.
20. Tahapan selanjutnya yaitu menghitung volume agregat halus.
Volume Agregat Halus = 1 - (Volume Air + Volume Semen + Volume Agregat
Kasar + Volume Udara)
= 1 - (0,183 + 0,109 + 0,335 + 0,015)
= 0,358 m3
21. Selanjutnya adalah menghitung berat agregat halus yang dibutuhkan.
Berat Agregat Halus = Volume Agregat Halus × Berat Jenis Pasir
= 2628358,0
= 941 kg/m3
22. Tahap yang terakhir adalah menghitung total berat beton segar.
Berat Beton Segar = Kadar Air Bebas + Jumlah Semen + Berat Agregat
Kasar + Berat Agregat Halus
= 183 + 338 + 919 + 941
= 2380,81 kg/m3
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
85
Hasil perhitungan mix design di atas diperoleh perbandingan berat material bahan
penyusun setiap 1m3 campuran beton antara lain:
1. Semen = 338 kg/m3
2. Batu = 919 kg/m3
3. Pasir = 941 kg/m3
4. Air = 183 kg/m3
4.3 Perhitungan Shear Connector
Pada sub bab ini akan dibahas mengenai cara menghitung shear connector yang
dibutuhkan balok beton bertulang komposit pada penelitian ini. Perhitungan
dilakukan berdasarkan SNI 1729-2002. Pada pengujian ini balok diasumsikan
berperilaku sebagai komposit penuh. Langkah dan cara perhitungan dalam
menentukan jumlah shear connector yang dibutuhkan adala sebagai berikut.
Menentukan kapasitas baut (Qn), dengan :
d = 13 mm
Mutu Baja = BJ 41
fu = 410 MPa
fy = 250 MPa
fc’ = 24,9 MPa
Ec = 0,041 x w1,5 x √𝑓𝑐′ ............................................................................ (4.2)
= 0,041 x 24001,5 x √24,9
= 24054,72 MPa
Penyelesaian:
Asc = 0,25 x π x d2 ........................................................................................ (4.3)
= 0,25 x π x 132
= 132,73 mm2
Qn = 0,5 x Asc x √𝑓𝑐′x 𝐸𝑐 ≤ Asc x fu ........................................................ (4.4)
= 0,5 x 132,73 x √24,9 x 24054,72 ≤ 132,73 x 410
= 51362,54 N ≤ 54420,24 N
Menentukan gaya geser benda uji (Vh), diketahui :
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
86
P = 192,67 kN = 19267 kg = 19,267 ton
Wc = 2400 kg/m3
b = 15 cm
h = 30 cm
l = 60 cm
qc = Wc × b × h ...................................................................................... (4.5)
= 2400 × 0,15 × 0,30
= 108 kg/m
Perhitungan gaya geser benda uji (Vh) akibat gaya tekan (P) :
P pakai = P × 0,8
= 19,267 × 0,8
= 15,41 ton
Reaksi sendi = 𝑃 𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖
2 ................................................................................ (4.6)
= 15,41
2
= 7,71 ton
Reaksi roll = Reaksi sendi = 7,71 ton
Gaya geser = 7,71 ton
Gaya momen = Gaya geser ×lengan momen
= 7,71 × 0,15
= 1,16 ton.m
Diagram gaya geser dan momen akibat gaya tekan P diperlihatkan pada Gambar
4.43.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
87
Gambar 4.43 Diagram Gaya Geser dan Momen Akibat Gaya Tekan P
Perhitungan gaya geser benda uji (Vh) akibat beban sendiri :
Reaksi Sendi = 𝑞𝑐 × 𝑙
2 ................................................................................... (4.7)
= 108 × 0,6
2
= 32,4 kg
Reaksi Roll = Reaksi Sendi = 32,4 kg
Gaya Geser I = qc × 0,075
= 108 × 0,075
= 8,1 kg
Gaya Geser II = Reaksi Sendi – Gaya Geser I
SFD
BMD
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
88
= 32,4 – 8,1
= 24,3 kg
Gaya momen I = 𝐺𝑎𝑦𝑎 𝐺𝑒𝑠𝑒𝑟 𝐼 × 0,075
2 ................................................... (4.8)
= 8,1 × 0,075
2
= 0,304 kg.m
Gaya momen II = 𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛 𝐼−𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑟 𝐼𝐼 ×0,225
2 ......................... (4.9)
= 0,304−24,3 ×0,225
2
= -2,430 kg.m
Diagram gaya geser dan momen akibat beban sendiri diperlihatkan pada Gambar
4.44.
Gambar 4.44 Diagram Gaya Geser dan Momen Akibat Beban Sendiri
BMD
SFD
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
89
Langkah selanjutnya menentukan nilai gaya geser angkur akibat gaya tekan dan
beban sendiri dengan cara mengambil contoh pada setengah bentang.
Gaya geser angkur akibat gaya tekan (P) = 7,71 ton
= 7.710 kg
Gaya geser angkur akibat beban sendiri = Gaya geser II – qc × 0,075 ....... (4.10)
= 24,3 – 108 × 0,075
= 16,2 kg
Total gaya geser (Vh) = 7.710 + 16,2
= 7726,2 kg
= 77,262 kN
Kebutuhan Shear Connector = 𝑉ℎ
𝑄𝑛 ............................................................... (4.11)
= 77,26
51,36
= 1,5 buah
Berdasarkan contoh perhitungan di atas per setengah bentang dipasang masing –
masing 1,5 buah shear connector pada setengah bentang, total untuk 1 bentang
dipasang 3 buah shear connector.
4.4 Pembuatan Benda Uji
Pada pembuatan benda uji ini dibagi menjadi 3 anak sub bab. Anak sub bab pertama
menjelaskan tentang pembuatan benda uji silinder, selanjutnya anak subbab kedua
menjelaskan tentang pembuatan benda uji balok, dan pembuatan benda uji balok
komposit dijelaskan pada subbab terakhir.
4.4.1 Pembuatan Benda Uji Silinder
Pada pembuatan benda uji silinder, cetakan yang digunakan adalah cetakan dengan
diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Total jumlah benda uji yang digunakan dalam
penelitian ini adalah 6 buah. Langkah pembuatan benda uji adalah sebagai berikut.
1. Mempersiapkan alat yang digunakan seperti alat slump, cetakan, sekop, dan
lain-lain. Menurut SNI 1972-2008, alat slump terdiri dari kerucut abrams
dimana alat tersebut merupakan kerucut terpancung dengan bagian atas dan
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
90
bagian bawah terbuka. Diameter pada bagian atas 102 mm, bagian bawah
berdiameter 203 mm dan memiliki tinggi 305 mm dengan ketebalan 1,5 mm.
Alat slump lainnya adalah batang penusuk dengan panjang 600 mm dan
berdiameter 16 mm, dan alas datar yang tidak menyerap air dan kaku. Alat
slump yang digunakan pada penelitian ini diperlihatkan pada Gambar 4.45.
Gambar 4.45 Alat Slump
2. Mempersiapkan bahan sesuai takaran yang ditentukan di dalam mix design
concrete, selanjutnya ditimbang menggunakan timbangan digital. Gambar 4.46
menunjukkan menimbang semen dengan timbangan digital.
Gambar 4.46 Penimbangan Semen
3. Setelah tahap penimbangan bahan telah selesai dilakukan, langkah selanjutnya
yaitu memasukkan agregat kasar, agregat halus dan semen ke dalam concrete
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
91
mixer. Proses memasukkan bahan ke dalam concrete mixer diperlihatkan pada
Gambar 4.47.
Gambar 4.47 Pencampuran Bahan pada Concrete Mixer
4. Memasukkan air setelah agregat kasar, agregat halus dan semen sudah
tercampur rata ke dalam concrete mixer. Proses memasukkan air ke dalam
concrete mixer diperlihatkan pada Gambar 4.48.
Gambar 4.48 Pemasukkan Air ke Dalam Concrete Mixer
5. Melakukan pemeriksaan nilai slump dengan cara slump test. Berdasarkan SNI
1972-2008, slump test merupakan suatu teknik untuk memantau homogenitas
dan workability (kemudahan pengerjaan) adukan beton segar dengan suatu
kekentalan tertentu yang dinyatakan dengan satu nilai slump. Tahapan slump
test adalah sebagai berikut:
a. Mempersiapkan alat slump
b. Beton segar dimasukkan ke dalam sebuah cetakan yang memiliki bentuk
kerucut dan memadatkan beton segar dengan batang penusuk.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
92
c. Adukan beton segar dimasukkan dalam 3 lapis, setiap lapis memiliki
ketinggian 1
3 dari Kerucut Abrams. Setiap lapis di tusuk-tusuk dengan
batang penusuk sebanyak 25 kali.
d. Tahap selanjutnya meratakan dan membersihkan bagian bidang atas
e. Mengangkat cetakan dan beton dibiarkan hingga terjadi penurunan pada
permukaan bagian atas beton.
f. Mengukur penurunan yang terjadi dengan meteran. Nilai slump didapatkan
dari tinggi alat slump dikurangi dengan tinggi beton setelah terjadi
penurunan. Pengukuran nilai slump diperlihatkan pada Gambar 4.49.
Gambar 4.49 Pengukuran Nilai Slump
Pada penelitian ini, hasil slump test sebesar 8 cm ± 2 dengan mutu beton K-
300.
6. Memasukkan beton ke dalam benda uji silinder. Benda uji silinder dalam
keadaan basah diperlihatkan pada Gambar 4.50.
Gambar 4.50 Benda Uji Silinder
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
93
4.4.2 Pembuatan Benda Uji Balok
Pada pembuatan benda uji balok cetakan yang digunakan terdapat 2 tipe, tipe
pertama memiliki dimensi 15 cm × 15 cm × 60 cm dan tipe kedua memiliki dimensi
15 cm × 30 cm × 60 cm. Total jumlah benda uji yang digunakan pada penelitian ini
adalah 9 buah. Tahap pembuatan benda uji balok dijabarkan sebagai berikut.
1. Mempersiapkan alat yang digunakan untuk membuat beton. Cetakan balok
ukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm diperlihatkan pada Gambar 4.51.
Gambar 4.51 Cetakan Balok Ukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm
2. Mempersiapkan bahan sesuai takaran yang ditentukan di dalam mix design
concrete. Langkah selanjutnya menimbang bahan dengan timbangan digital.
3. Memasukkan agregat kasar, agregat halus dan semen ke dalam concrete mixer.
Concrete mixer yang sedang mengaduk bahan diperlihatkan pada Gambar 4.52.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
94
Gambar 4.52 Pengadukan Bahan dengan Concrete Mixer
4. Memasukan air ke dalam concrete mixer setelah bahan terlihat sudah tercampur
dengan rata.
5. Melakukan pemeriksaan nilai slump dengan cara slump test.
6. Memasang tulangan balok sesuai dengan posisi yaitu 2,5 cm dari dasar balok.
7. Memasukkan beton ke dalam benda uji. Pada pembuatan benda uji balok ini,
beton segar dimasukkan setinggi ½ dari tinggi cetakan lalu diratakan dengan
alat penusuk dan flexible trowel. Tahap selanjutnya, beton segar dimasukkan
sesuai dengan tinggi cetakan dan diratakan. Proses memasukkan beton segar ke
dalam benda uji berukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm diperlihatkan pada
Gambar 4.53.
Gambar 4.53 Pencetakan Benda Uji Beton
8. Setelah 1 hari beton dapat dikeluarkan dari cetakan dan dilakukan proses curing
selama 28 hari.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
95
4.4.3 Pembuatan Benda Uji Balok Komposit
Pada pembuatan balok komposit, balok berukuran 15 cm × 15 cm × 60 cm yang
telah berumur 28 hari dilakukan pengangkuran dengan baja tulangan berdiameter
13 mm dengan bentuk L yang memiliki panjang 15 cm. Tahapan pembuatan benda
uji balok komposit adalah sebagai berikut.
1. Pengeboran dilakukan pada balok dengan jumlah 3 buah dengan jarak masing-
masing 15 cm pada tiap sisinya. Proses pengeboran menggunakan mesin bor
HILTI TE 7 diperlihatkan pada Gambar 4.54.
Gambar 4.54 Pengeboran Benda Uji
2. Tahap selanjutnya yaitu pembersihan lubang bor menggunakan sikat.
3. Memasukkan chemical anchor HILTI HIT-RE 500 V3 ke dalam lubang
sedalam ¾ dari kedalaman lubang. Proses memasukkan chemical anchor ke
dalam lubang diperlihatkan pada Gambar 4.55.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
96
Gambar 4.55 Pengisian Lubang dengan Chemical Anchor
4. Memasukkan angkur ke dalam lubang yang sudah berisi chemical ancor,
selanjutnya memenuhi lubang dengan chemical anchor hingga meluap. Proses
perekatan angkur dengan chemical anchor diperlihatkan pada Gambar 4.56.
Gambar 4.56 Perekatan Angkur dengan Chemical Anchor
5. Setelah menunggu chemical anchor kering (± 1 hari), beton dimasukkan ke
dalam cetakan untuk dilakukan pengompositan. Posisi beton berangkur yang
berada ke dalam cetakan diperlihatkan pada Gambar 4.57.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
97
Gambar 4.57 Posisi Beton Berangkur pada Cetakan
6. Pembuatan beton segar dengan mutu K-300. Langkah pembuatan dapat
diperlihatkan di Sub Bab 4.3.2.
7. Memasukkan beton segar ke dalam cetakan benda uji. Proses pemadatan beton
segar di dalam cetakan diperlihatkan pada Gambar 4.58.
Gambar 4.58 Pencetakan Benda Uji Beton
8. Setelah 1 hari beton dapat dikeluarkan dari cetakan dan dilakukan proses curing
selama 28 hari.
4.5 Perawatan Benda Uji (Curing)
Curing beton bertujuan untuk menghindari panas hidrasi yang menyebabkan beton
crack atau retak. Berdasarkan SNI 2493-2011 benda uji dapat dibuka dari cetakan
setelah 24 jam ± 8 jam setelah pencetakan. Pada penelitian ini benda uji dilepas dari
cetakan setelah satu hari. Benda uji yang telah dilepas dari cetakan dibersihkan dan
selanjutnya direndam ke dalam bak berisi air. Berdasarkan SNI 2493-2011 benda
uji harus dirawat basah mulai dari waktu pencetakan sampai saat pengujian. Pada
penelitian ini pengangkatan beton dilakukan saat beton berumur 28 hari lalu beton
didiamkan dalam suhu ruangan. Proses curing beton pada bak rendaman
diperlihatkan pada Gambar 4.59.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
98
Gambar 4.59 Proses Curing Beton
4.6 Pengujian Kuat Tekan Beton
Pengujian kuat tekan beton dilakukan dengan mesin uji kuat tekan yang secara
langsung dapat memberikan hasil nilai kuat tekan benda uji dengan cara pembacaan
pada skala pembebanan. Pengujian kuat tekan ini dilakukan saat beton sudah
berumur 28 hari. Pengujian kuat tekan dilakukan di Laboratorium CV. Jati Kencana
Beton.
4.6.1 Langkah Pengujian Kuat Tekan Beton
Menurut SNI 6815-2002, maksud dari pengujian kekuatan beton adalah untuk
menentukan terpenuhinya spesifikasi kekuatan dan mengukur variabilitas beton.
Variabilitas karakteristik dan setiap bahan penyusun dalam beton dapat
menyebabkan variasi dalam beton. Variasi dalam kekuatan beton dapat diterima
dengan cara pembuatan benda uji beton berkualitas cukup dengan kontrol yang baik
dan hasil uji diinterpresentasikan dengan akurat. Agar pembuatan benda uji
berkualitas cukup, tahap pengujian kuat tekan beton yang dilakukan pada penelitian
ini adalah sebagai berikut.
1. Menimbang berat benda uji silinder.
2. Melapisi permukaan atas benda uji dengan mortar belerang. Gambar yang
menunjukkan pelapisan permukaan atas benda uji dengan mortar belerang
diperlihatkan pada Gambar 4.60.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
99
Gambar 4.60 Pelapisan Permukaan Atas Benda Uji dengan Mortar Belerang
3. Meletakkan benda uji pada mesin tekan. Posisi benda uji pada alat uji kuat tekan
diperlihatkan pada Gambar 4.61.
Gambar 4.61 Pengujian Kuat Tekan
4. Menjalankan mesin tekan dengan penambahan beban konstan.
5. Melakukan pembebanan sampai benda uji runtuh dan mencatat beban
maksimum.
4.6.2 Hasil Pengujian Kuat Tekan
Berdasarkan hasil pengujian kuat tekan yang dilakukan dengan alat Universal
Testing Machine didapatkan beban maksimum yaitu pada saat benda uji mengalami
keruntuhan akibat menerima pembebanan (Pmax). Tahap perhitungan hasil
pengujian kuat tekan adalah sebagai berikut.
1. Perhitungan luas penampang benda uji silinder (A)
A = 0,25 x π x D2 ...................................................................... (4.12)
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
100
= 0,25 x π x 1502
= 17671,46 mm2
= 176,7146 cm2
Dengan :
A = luas penampang benda uji (cm2)
π = konstanta (3,1416)
D = diameter benda uji silinder (mm)
2. Perhitungan kuat tekan benda uji silinder
= gaya tekan maksimum (kN)×100
A ........................................... (4.13)
= 640 ×100
176,71
= 362,18 kg/cm2
3. Pengkonversian kuat tekan benda uji silinder ke benda uji kubus
= kuat tekan benda uji silinder
0,83 ............................................. (4.14)
= 362,18
0,83
= 436,86 kg/cm2
Dengan 0,83 merupakan faktor konversi dari silinder ke kubus.
Kekuatan kuat tekan dari sampel benda uji silinder dapat dihitung melalui langkah
di atas. Hasil kuat tekan dari keseluruhan benda uji dapat diperlihatkan pada
Tabel 4.12 dan Tabel 4.13.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
101
Tabel 4.12 Kuat Tekan Beton A Tanggal 25 Januari 2018
Tabel 4.13 Kuat Tekan Beton B Tanggal 6 Maret 2018
Berdasarkan Tabel 4.12 dan Tabel 4.13 dapat disimpulkan bahwa :
1. Kuat tekan terbesar Beton A adalah 354,54 kg/cm2 dan Beton B adalah
436,36 kg/cm2.
2. Kuat tekan terkecil Beton A adalah 265,90 kg/cm2 dan Beton B adalah
361,36 kg/cm2.
3. Nilai rata-rata kuat tekan Beton A adalah 302,92 kg/cm2 dan Beton B adalah
389,12 kg/cm2 .
Kode
Benda Uji
Luas Silinder Umur Berat
Gaya
Tekan
Kuat Tekan Prediksi & Konversi
Umur 28 Hari Silinder Kubus
( Kg ) ( Kg/cm² ) ( Kg/cm² ) ( Kg/cm² )
( Cm² ) ( Cm ) ( Hari ) ( Kg ) ( a ) ( b = 176,71 ) ( c = 0,83 ) ( d = konversi hari )
kn ( a/b ) (( a/b )/ c ) ((( a/b )/ c)/ d )
1 176,71 15 × 30 28 12,66 520 294,27 354,54 354,54
2 176,71 15 × 30 28 12,84 480 271,63 327,27 327,27
3 176,71 15 × 30 28 13,18 460 260,31 313,63 313,63
4 176,71 15 × 30 28 13,14 440 249,00 299,99 299,99
5 176,71 15 × 30 28 13,14 420 237,68 286,36 286,36
6 176,71 15 × 30 28 12,96 400 226,36 272,72 272,72
7 176,71 15 × 30 28 12,78 390 220,70 265,90 265,90
Rata-Rata 302,92
Kode
Benda Uji
Luas Silinder Umur Berat
Gaya
Tekan
Kuat Tekan Prediksi & Konversi
Umur 28 Hari Silinder Kubus
( Kg ) ( Kg/cm² ) ( Kg/cm² ) ( Kg/cm² )
( Cm² ) ( Cm ) ( Hari ) ( Kg ) ( a ) ( b = 176,71 ) ( c = 0,83 ) ( d = konversi hari )
kn ( a/b ) (( a/b )/ c ) ((( a/b )/ c)/ d )
1 176,71 15 × 30 28 12,80 640 362,18 436,36 436,36
2 176,71 15 × 30 28 12,74 580 328,22 395,45 395,45
3 176,71 15 × 30 28 12,96 575 325,39 392,04 392,04
4 176,71 15 × 30 28 12,98 560 316,90 381,81 381,81
5 176,71 15 × 30 28 12,74 560 316,90 381,81 381,81
6 176,71 15 × 30 28 13,14 550 311,24 374,99 374,99
7 176,71 15 × 30 28 12,98 530 299,93 361,36 361,36
Rata-Rata 389,12
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
102
4. Syarat beton memiliki mutu K-300 terpenuhi.
4.7 Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Normal
Menurut SNI 03-4431-1997, kuat lentur balok adalah kemampuan balok beton yang
diletakkan pada dua perletakan untuk menahan untuk menahan gaya dengan arah
tegak lurus sumbu benda uji hingga benda uji patah atau mengalami keruntuhan.
Pada sub bab ini akan menjelaskan langkah pengujian dari balok berukuran 15 cm
× 15 cm × 60 cm dan balok berukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm, yang pada ukuran
tersebut memiliki 2 tipe yaitu balok monolit dan balok komposit.
4.7.1 Langkah Pengujian Kuat Lentur Balok 15 cm × 15 cm × 60 cm
Sebelum pengujian kuat lentur benda uji balok yang telah berumur 28 hari
dilakukan pemeriksaan retak atau cacat pada benda uji. Balok dibebani lentur murni
yaitu pembebanan dua titik dengan tumpuan sederhana sendi dan rol. Alat yang
digunakan merupakan kerangka yang terbuat dari baja canal, satu set hydraulic
jack, dan tumpuan yang berbentuk sendi dan rol yang terbuat dari besi pejal
berdiameter ¾ inci. Langkah pengujian kuat lentur balok beton normal dijabarkan
sebagai berikut.
1. Mempersiapkan alat pengujian yang digunakan. Alat yang digunakan untuk
pengujian kuat lentur balok beton normal diperlihatkan pada Gambar 4.62.
Gambar 4.62 Alat Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Normal
rol
hydraulic jack
sendi
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
103
2. Benda uji diletakkan pada tumpuan berupa sendi dan rol pada kerangka alat.
Tumpuan benda uji terletak 7,5 cm dari sisi kanan dan kiri bagian bawah benda
uji.
3. Benda uji yang terpasang dibebani dengan pembebanan dua titik. Benda uji
yang terpasang pada alat pengujian diperlihatkan pada Gambar 4.63.
Gambar 4.63 Peletakan Benda Uji pada Alat Uji Kuat Lentur
4. Tahap selanjutnya merupakan pengujian. Pengujian dilakukan dengan cara
memompa hydraulic jack dengan kelipatan beban yang tetap. Kelipatan beban
yang terjadi dibaca lewat pembacaan digital.
5. Pencatatan dilakukan pada beban maksimum hingga balok runtuh. Runtuhnya
balok setelah diuji kuat lentur diperlihatkan pada Gambar 4.64.
Gambar 4.64 Benda Uji Setelah Pengujian Kuat Lentur
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
104
4.7.2 Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton 15 cm × 15 cm × 60 cm
Hasil pengujian kuat tekan yang dilakukan didapatkan beban maksimum yaitu pada
saat benda uji mengalami keruntuhan akibat menerima pembebanan (Pmax). Tahap
perhitungan hasil pengujian kuat lentur adalah sebagai berikut:
1. Mengkonversi gaya tekan yang didapat dari kN ke kg (1 kN = 100 kg).
2. Mencari nilai kuat lentur (Modulus of Rupture) dengan menggunakan
Persamaan 4.15.
Diketahui:
Gaya tekan (P) = 70,30 kN = 7.030 kg
Panjang bentang antar 2 tumpuan (L) = 45 cm
Lebar balok (b) = 15 cm
Tinggi balok (h) = 15 cm
Modulus of Rupture (σMR) = (P × L) / (b × h2) ..................................... (4.15)
= (7.030 × 45) / (15 × 15)
= 93,73 kg/cm2
Berdasarkan contoh perhitungan di atas dapat ditentukan kuat lentur dari 3 sampel
benda uji balok berukuran 15 cm × 15 cm × 60 cm yang dapat dilihat pada Tabel
4.14 dan Tabel 4.15.
Tabel 4.14 Hasil Kuat Lentur Balok Beton A Ukuran 15 cm × 15 cm × 60 cm
Kode Benda Uji
Umur
Gaya
Tekan
(P)
Panjang
Bentang Lebar Balok
Tinggi
Balok Modulus of Rupture
(hari) (Kg) (L) (b) (h) σMR = (P*L) / (b*h²)
(cm) (cm) (cm) (kg/cm²)
1
28
5.840 45 15 15 77,87
2 6.320 45 15 15 84,27
3 6.810 45 15 15 90,80
Rata-Rata 6.323 Rata-Rata 84,31
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
105
Tabel 4.15 Hasil Kuat Lentur Balok Beton B Ukuran 15 cm × 15 cm × 60 cm
Kode Benda Uji
Umur
Gaya
Tekan
(P)
Panjang
Bentang Lebar Balok
Tinggi
Balok Modulus of Rupture
(hari) (Kg) (L) (b) (h) σMR = (P*L) / (b*h²)
(cm) (cm) (cm) (kg/cm²)
1
28
7.030 45 15 15 93,73
2 8.350 45 15 15 111,33
3 4.740 45 15 15 63,20
Rata-Rata 6.707 Rata-Rata 89,42
Berdasarkan Tabel 4.14 dan Tabel 4.15 dapat disimpulkan bahwa:
1. Gaya lentur maksimum rata-rata yang mampu diterima balok beton A sebesar
6.323 kg dengan nilai kuat lentur rata-rata sebesar 84,31 kg/cm2.
2. Gaya lentur maksimum rata-rata yang mampu diterima balok beton B sebesar
6.707 kg dengan nilai kuat lentur rata-rata sebesar 89,42 kg/cm2.
3. Perbedaan hasil antara balok beton A dengan balok beton B dapat terjadi karena
terdapat faktor-faktor yang tidak dapat dikendalikan. Berdasarkan SNI 6815-
2002 perbedaan kekuatan dapat ditemukan dari dua penyebab utama yang
berbeda, yaitu perbedaan dalam perilaku kekuatan yang terbentuk dari campuran
beton dan bahan penyusunnya dan perbedaan jelas dalam kekuatan yang
disebabkan oleh perpaduan variasi dalam pengujian.
4.7.3 Langkah Pengujian Kuat Lentur Balok Beton 15 cm × 30 cm × 60 cm
Langkah pengujian kuat lentur balok beton berdimensi 15 cm × 30 cm × 60 cm
adalah sebagai berikut.
1. Mempersiapkan alat pengujian yang digunakan. Alat uji kuat lentur balok beton
15 cm × 30 cm × 60 cm diperlihatkan pada Gambar 4.65.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
106
Gambar 4.65 Alat Uji Kuat Lentur Balok beton 15 cm × 30 cm × 60 cm
2. Menimbang benda uji dengan timbangan digital. Proses penimbangan berat
balok beton diperlihatkan pada Gambar 4.66.
Gambar 4.66 Menimbang Benda Uji Komposit
3. Memasukkan benda uji kedalam alat uji dengan menggunakan alat bantu crane.
Crane digunakan membantu untuk mengangkat dan memudahkan memasukkan
benda uji ke dalam alat benda uji. Pengangkatan benda uji menggunakan crane
diperlihatkan pada Gambar 4.67.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
107
Gambar 4.67 Pengangkatan Benda Uji Dengan Alat Crane
4. Benda uji diletakkan pada tumpuan berupa sendi dan rol pada kerangka alat.
Tumpuan benda uji terletak 7,5 cm dari sisi kanan dan kiri bagian bawah benda
uji.
5. Benda uji yang terpasang dibebani dengan pembebanan dua titik. Benda uji
komposit yang terpasang pada alat uji diperlihatkan pada Gambar 4.68.
Gambar 4.68 Perletakan Benda Uji Komposit pada Alat Pengujian
6. Tahap selanjutnya merupakan pengujian. Pengujian dilakukan dengan cara
memompa hydraulic jack dengan kelipatan beban yang tetap. Kelipatan beban
yang terjadi dibaca lewat pembacaan dial.
7. Pencatatan dilakukan pada beban maksimum hingga balok runtuh atau
mengalami keretakan.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
108
4.7.4 Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Monolit 15 cm × 30 cm × 60
cm
Berdasarkan hasil pengujian kuat tekan yang dilakukan didapatkan beban
maksimum yaitu pada saat benda uji mengalami keruntuhan akibat menerima
pembebanan (Pmax). Tahap perhitungan hasil pengujian kuat lentur adalah sebagai
berikut.
1. Mengkonversi gaya tekan yang didapat dari kN ke kg (1 kN = 100 kg).
2. Mencari nilai kuat lentur (Modulus of Rupture) dengan menggunakan
Persamaan 4.15.
Diketahui:
Gaya tekan (P) = 127 kN = 12.700 kg
Panjang bentang antar 2 tumpuan (L) = 45 cm
Lebar balok (b) = 15 cm
Tinggi balok (h) = 30 cm
Modulus of Rupture (σMR) = (P × L) / (b × h2)
= (12.700 × 45) / (15 × 30)
= 42,33 kg/cm2
Berdasarkan contoh perhitungan di atas dapat ditentukan kuat lentur dari 3 sampel
benda uji balok monolit berukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm yang diperlihatkan pada
Tabel 4.16.
Tabel 4.16 Hasil Kuat Lentur Beton Monolit Ukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm
Umur 28 Hari
Kode Benda Uji
Umur
Gaya
Tekan
(P)
Panjang
Bentang Lebar Balok
Tinggi
Balok Modulus of Rupture
(hari) (Kg) (L) (b) (h) σMR = (P*L) / (b*h²)
(cm) (cm) (cm) (kg/cm²)
1
28
12.900 45 15 30 43,00
2 12.800 45 15 30 42,67
3 12.700 45 15 30 42,33
Rata-Rata 12.800 Rata-Rata 42,67
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
109
Berdasarkan Tabel 4.16 dapat disimpulkan bahwa beban lentur maksimum yang
dapat dipikul oleh balok beton dapat meningkat hingga 2 kali lipat dibandingkan
dengan balok beton berukuran 15 cm × 15 cm × 60 cm. Hal tersebut membuktikan
bahwa memperbesar dimensi tinggi balok maka kekuatan lentur maksimum yang
mampu dipikul oleh balok akan meningkat.
4.7.5 Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Komposit 15 cm × 30 cm × 60
cm
Berdasarkan hasil pengujian kuat tekan yang dilakukan, didapatkan beban
maksimum yaitu pada saat benda uji mengalami keruntuhan akibat menerima
pembebanan (Pmax). Tahap perhitungan hasil pengujian kuat lentur adalah sebagai
berikut.
1. Mengkonversi gaya tekan yang didapat dari kN ke kg (1 kN = 100 kg).
2. Mencari nilai kuat lentur (Modulus of Rupture) dengan menggunakan
Persamaan 4.15.
Diketahui:
Gaya tekan (P) = 200 kN = 20.000 kg
Panjang bentang antar 2 tumpuan (L) = 45 cm
Lebar balok (b) = 15 cm
Tinggi balok (h) = 30 cm
Modulus of Rupture (σMR) = (P × L) / (b × h2)
= (20.000 × 45) / (15 × 30)
= 66,67 kg/cm2
Berdasarkan contoh perhitungan di atas dapat ditentukan kuat lentur dari 3 sampel
benda uji balok komposit berukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm yang diperlihatkan
pada Tabel 4.17.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
110
Tabel 4.17 Hasil Kuat Lentur Beton Komposit Ukuran 15 cm × 30 cm × 60 cm
Umur 28 Hari
Kode Benda
Uji
Umur
Gaya
Tekan
(P)
Panjang
Bentang Lebar Balok
Tinggi
Balok Modulus of Rupture
(hari) (Kg) (L) (b) (h) σMR = (P*L) / (b*h²)
(cm) (cm) (cm) (kg/cm²)
1
28
14.500 45 15 30 48,33
2 20.000 45 15 30 66,67
3 23.300 45 15 30 77,67
Rata-Rata 19.267 Rata-Rata 64,22
Berdasarkan data pada Tabel 4.14 sampai dengan Tabel 4.17 dapat digambarkan
perbandingan gaya lentur rata – rata yang dapat dipikul oleh balok beton antara
dimensi 15 cm × 15 cm × 60 cm, balok beton monolit dimensi 15 cm × 30 cm × 60
cm dan balok beton komposit dimensi 15 cm × 30 cm × 60 cm menjadi diagram
yang diperlihatkan pada Gambar 4.69.
Gambar 4.69 Diagram Perbandingan Gaya Lentur Rata-Rata Balok Beton
Bertulang
Berdasarkan Gambar 4.69 dapat disimpulkan bahwa balok komposit berukuran 15
cm × 30 cm × 60 cm mengalami peningkatan beban lentur maksimum yang dapat
dipikul hingga tiga kali lipat dibandingkan dengan balok berukuran 15 cm × 15 cm
6323 6707
12800
19267
0
5000
10000
15000
20000
25000
Gay
a Te
kan
Mak
sim
um
(kg
)
Balok Beton A Dimensi 15 x 15 x 60Balok Beton B Dimensi 15 x 15 x 60Balok Monolit Dimensi 15 x 30 x 60Balok Komposit Dimensi 15 x 30 x 60
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
111
× 60 cm. Sebagai perbandingan antara balok komposit dan monolit berukuran 15
cm × 15 cm × 60 cm, balok komposit mampu menahan beban lentur maksimum
hingga 1,5 kali lipat.
Berdasarkan data pada Tabel 4.14 sampai dengan Tabel 4.17 dapat digambarkan
perbandingan Modulus of Rupture antara balok beton dimensi 15 cm × 15 cm × 60
cm, balok beton monolit dimensi 15 cm × 30 cm × 60 cm dan balok beton komposit
dimensi 15 cm × 30 cm × 60 cm menjadi diagram yang diperlihatkan pada Gambar
4.70.
Gambar 4.70 Diagram Perbandingan Modulus of Rupture Rata-Rata Balok Beton
Bertulang
Berdasarkan Gambar 4.70 dapat disimpulkan bahwa modulus of rupture balok
beton monolit dan balok beton komposit memiliki nilai yang lebih rendah
dibandingkan dengan Balok Beton A dan Balok beton B. Hal tersebut terjadi karena
perbedaan dimensi antara Balok Beton A dan Balok Beton B dengan balok monolit
dan balok komposit.
84.3189.42
42.67
64.22
0
20
40
60
80
100
Modulus
of Rupture
(kg/
cm2
)
Balok Beton A Dimensi 15 × 15 × 60
Balok Beton B Dimensi 15 × 15 × 60
Balok Monolit Dimensi 15 × 30 × 60
Balok Komposit Dimensi 15 × 30 × 60
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
112
4.7.6 Pola Retak Balok
Berdasarkan hasil pengujian mendapatkan hasil bahwa retakan terjadi pada tengah
bentang sepanjang sepertiga bentang. Pengujian pada semua benda uji balok
menghasilkan pola retak yang seragam pada bagian tengah bentang, sehingga dapat
dikatakan pola retak yang terjadi merupakan pola retak lentur. Oleh sebab itu maka
kuat lentur beton dihitung menggunakan Persamaan 4.15.
Pada saat pengujian dilakukan, berdasarkan pengamatan penulis dimulai dari
bagian bawah balok atau bagian tarik beton. Peningkatan beban yang diberikan
menyebabkan retakan-retakan kecil baru dan penambahan panjang retakan.
Penambahan panjang retakan tersebut terjadi pada bagian tengah bentang. Retakan
yang terjadi merupakan retak lentur, hal tersebut dibuktikan dengan arah retakan
yang terjadi tegak lurus dengan sumbu balok dan terjadi pada tengah bentang.
Gambar retakan balok diperlihatkan pada Gambar 4.71.
Gambar 4.71 Retakan Pada Balok
Berdasarkan pola retak yang terjadi, perilaku balok beton yang dikompositkan
menggunakan chemical anchor sama dengan balok beton normal. Hal tersebut
dibuktikan dengan terjadinya keruntuhan lentur yang sama antara balok beton
komposit dengan balok beton normal. Pola retak yang terjadi hanya pada tengah
bentang membuktikan bahwa angkur dengan chemical anchor yang digunakan
sebagai shear connector berfungsi maksimal untuk menahan gaya geser.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
113
4.8 Pemodelan Menggunakan Software
Pemodelan balok beton bertulang komposit dilakukan dengan bantuan software
ABAQUS versi 6.14. Spesifikasi balok beton komposit yang dibuat pada software
disesuaikan dengan benda uji yang digunakan untuk percobaan. Beban yang
digunakan pada software adalah nilai beban maksimum rata-rata yang diperlihatkan
pada Tabel 4.17 yaitu sebesar 19.267 kg. Model balok komposit diperlihatkan pada
Gambar 4.72 dan bagian dalam model balok komposit diperlihatkan pada Gambar
4.73.
Gambar 4.72 Model Balok Komposit
Gambar 4.73 Bagian Dalam Model Balok Komposit
Pada model balok komposit terdapat tiga garis yang digunakan sebagai bidang
tinjau. Beberapa hal yang ditinjau adalah gaya-gaya yang bekerja, besar lendutan
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
114
dan tegangan yang timbul pada benda uji Ketiga garis tersebut berada pada bagian
atas balok, bagian tengah balok dan bagian bawah balok. Letak ketiga titik tinjau
tersebut diperlihatkan pada Gambar 4.74 sampai dengan Gambar 4.76.
Gambar 4.74 Garis Tinjau Atas
Gambar 4.75 Garis Tinjau Tengah
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
115
Gambar 4.76 Garis Tinjau Bawah
4.8.1 Lendutan Balok Beton Komposit
Pada saat pengujian kuat lentur, lendutan yang terjadi sangatlah kecil dan
keterbatasan alat yang digunakan menyebabkan lendutan balok komposit tidak
dapat diketahui. Dengan menggunakan software ABAQUS dapat diketahui
estimasi lendutan pada balok komposit yang diuji kuat lentur. Grafik lendutan balok
komposit diperlihatkan pada Gambar 4.77 sampai dengan Gambar 4.79.
Gambar 4.77 Grafik Lendutan Bagian Atas Balok Komposit
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
116
Gambar 4.78 Grafik Lendutan Bagian Tengah Balok Komposit
Gambar 4.79 Grafik Lendutan Bagian Bawah Balok Komposit
Berdasarkan Gambar 4.77 dapat diketahui bahwa lendutan terbesar bagian atas
balok komposit terjadi pada jarak sekitar 23 cm dari tepi balok dengan nilai
lendutan mendekati 1,54 mm. Kemudian berdasarkan Gambar 4.78 dapat diketahui
lendutan bagian tengah balok komposit mendekati 1,45 mm yang terletak pada
tengah-tengah bentang. Selanjutnya berdasarkan Gambar 4. 79 pada bagian bawah
balok terjadi lendutan mendekati 1,43 mm yang berada pada tengah bentang.
Lendutan yang terjadi pada ketiga bagian balok komposit tersebut memiliki nilai
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
117
terbesar mendekati 1,54 mm sehingga lendutan tidak tampak secara visual pada saat
pengujian.
4.8.2 Tegangan Balok Beton Komposit
Uji kuat lentur yang dilakukan hanya menghasilkan besarnya gaya lentur yang
mampu ditahan oleh balok komposit dan berdasarkan gaya tersebut dapat diketahui
nilai kuat lentur atau modulus of rupture. Jika suatu benda diberi gaya, pasti akan
ada tegangan yang muncul pada benda tersebut. Pada pemodelan dengan software
ABAQUS dapat diketahui besarnya tegangan yang muncul pada balok komposit.
Tegangan balok komposit diperlihatkan pada Gambar 4.80 sampai dengan Gambar
4.82.
Gambar 4.80 Tegangan Bagian Atas Balok Komposit
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
118
Gambar 4.81 Tegangan Bagian Tengah Balok Komposit
Gambar 4.82 Tegangan Bagian Bawah Balok Komposit
Berdasarkan Gambar 4.80 dapat diketahui bahwa pada bagian atas balok komposit
tegangan terbesar terletak di bagian penyalur beban sebesar 11,2 MPa. Pada bagian
tengah balok komposit, berdasarkan Gambar 4.81 tegangan terbesar berada pada
jarak sekitar 25 cm dari tepi balok dengan nilai mencapai 8 MPa. Berdasarkan
Gambar 4.82 dapat disimpulkan bahwa tegangan terbesar terletak pada kedua
tumpuan balok yang berjarak 7,5 cm dari tepi balok dengan nilai mencapai 13 MPa.
-
Dika Ananditya 14.B1.0088
Adri Praditya 14.B1.0090
Draft Tugas Akhir
Kajian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Komposit
119
4.8.3 Penyaluran Gaya pada Balok Beton Komposit
Pada saat dilakukan pengujian kuat lentur balok beton bertulang, arah gaya pada
balok memang tidak terlihat tetapi dapat diperkirakan bagaimana arah gaya
tersebut. Berdasarkan Gambar 4.43 dapat diketahui bahwa ketiga angkur tidak
semuanya menahan gaya geser, hanya angkur yang berada pada bagian tepi saja
yang menahan gaya geser sementara angkur yang berada di tengah hanya menahan
gaya geser akibat berat sendiri balok. Distribusi gaya pada balok beton komposit
diperlihatkan pada Gambar 4.83.
Gambar 4.83 Distribusi Gaya pada Balok Beton Komposit
Berdasarkan Gambar 4.83 dapat diketahui bahwa distribusi gaya lentur pada balok
menyebar pada penyalur beban yang terletak pada bagian atas, selanjutnya
menyebar pada dua buah angkur kiri dan kanan kemudian menyebar ke dua buah
tumpuan balok beton komposit. Distribusi gaya lentur tersebut sesuai dengan
perhitungan teoritis pada Sub Bab 4.3 yang menyatakan bahwa angkur kiri dan
kanan menahan gaya lentur yang besar. Sementara itu angkur tengah tidak menahan
gaya lentur tetapi hanya menahan berat sendiri balok beton komposit yang relatif
kecil jika dibandingkan dengan gaya lentur balok beton komposit.
ABCOperating-Instruction-TE-7-02-EN-US-Operating-Instruction-PUB-5071114-000Original operating instructions1 Information about the documentation1.1 About this documentation1.2 Explanation of signs used1.2.1 Warnings1.2.2 Symbols in the documentation1.2.3 Symbols in the illustrations
1.3 Product-dependent symbols1.3.1 Symbols
1.4 Product information1.5 Declaration of conformity
2 Safety2.1 General power tool safety warnings2.2 Hammer safety warnings2.3 Additional safety instructions
3 Description3.1 Overview of the product3.2 Intended use3.3 Items supplied
4 Technical data5 Operation5.1 Fitting the side handle5.2 Fitting / removing the chuck5.3 Fitting / removing the accessory tool5.4 Adjusting the depth gauge5.5 Drilling without hammering5.6 Drilling with hammering action (hammer drilling)5.7 Forward / reverse
6 Care and maintenance6.1 Replacing the dust shield
7 Troubleshooting7.1 Troubleshooting
8 Disposal9 Manufacturer’s warranty
Safety_Data_Sheet_SDS_for_HIT-RE_500_V3_Epoxy_Adhesive_Documentation_ASSET_DOC_LOC_5384987HIT-RE 500 V3 (Rebar as anchor)