UNSATURATED POLYESTER RESIN (UPR)-MORTAR/Derajat... · Telah disetujui untuk dipertahankan...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

DERAJAT PENGEKANGAN SUSUT PADA UNSATURATED POLYESTER RESIN (UPR)-MORTAR

(Degree of Restraint of Shrinkage on Unsaturated Polyester Resin (UPR)-

Mortar)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh:

ALHADIID NIM. I0108054

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2013


commit to user

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

DERAJAT PENGEKANGAN SUSUT PADAUNSATURATED POLYESTER RESIN (UPR)-

MORTAR

(Degree of Restraint and Shrinkage on Unsaturated Polyester Resin (UPR)-Mortar)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

ALHADIID

NIM. I0108054

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas SebelasMaret

Persetujuan Dosen Pembimbing

Dosen Pembimbing I

S.A. Kristiawan, S.T., MSc, Ph.D. NIP. 19690501 199512 1 001

Dosen Pembimbing II

AchmadBasuki, ST, MT NIP. 19710901 199702 1 001


commit to user

iii

LEMBAR PENGESAHAN

DERAJAT PENGEKANGAN SUSUT

PADAUNSATURATED POLYESTER RESIN (UPR)-MORTAR

(Degree of Restraint of Shrinkage on Unsaturated Polyester Resin (UPR)-

Mortar)

SKRIPSI

Disusun oleh:


Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarjana teknik

Pada Hari : Kamis Tanggal : 31 Januari 2013

Tim Penguji Pendadaran : 1. S.A. Kristiawan, S.T., MSc, Ph.D. ……………………………

N I P . 19690501 199512 1 001 2. Ir. Supardi, MT ……………………………

N I P .19550504 198003 1 003 3. Ir. Sunarmasto, MT ……………………………

N I P . 19560717 198703 1 003 4. Achmad Basuki, ST, MT ……………………………

N I P . 19710901 199702 1 001

Mengesahkan Ketua Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik UNS

Ir. Bambang Santosa, M.T. NIP 19590823 198601 1 001


commit to user

iv

LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA

DERAJAT PENGEKANGAN SUSUT

PADAUNSATURATED POLYESTER RESIN (UPR)-MORTAR

(Degree of Restraint and Shrinkage on Unsaturated Polyester Resin (UPR)-

Mortar)

SKRIPSI

Disusun oleh:


Pembimbing :

1. S.A. Kristiawan, S.T., MSc, Ph.D. ……………………………

N I P . 196905011995121001 2. AchmadBasuki, ST, MT ……………………………

N I P . 19710901 199702 1 001


commit to user

vii

PENGANTAR

Syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga

penyusun dapat menyelesaikan penulisan laporan skripsi ini dengan baik. Skripsi

ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka

banyak kendala yang sulit untuk dipecahkan hingga terselesaikannya penyusunan

laporan skripsi ini. Pada kesempatan ini penyusun ingin mengucapkan terimakasih

kepada:

1. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

3. Yang terhormat Bapak S.A. Kristiawan, ST, MSc, Ph.D selaku Dosen

Pembimbing I.

4. Yang terhormat Bapak Achmad Basuki ST, MT. selaku Dosen Pembimbing II.

5. Yang terhormat Bapak Ir. Supardi, MT dan Bapak Ir. Sunarmasto, MT selaku

Dosen Penguji pada ujian skripsi.

6. Yang terhormat Bapak Ir. A. Mediyanto, MT selaku Dosen Pembimbing

Akademik.

7. Rekan rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini.

8. Rekan-rekan angkatan 2008.

Penyusun menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh

sebab itu penyusun mengharap saran dan kritik yang membangun dari pembaca

demi kesempurnaan laporan skripsi yang akan datang. Akhir kata semoga laporan

skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan

mahasiswa pada khususnya.

Surakarta, Januari 2013

Penyusun


commit to user

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ............................................. iv

ABSTRAK ......................................................................................................... v

PENGANTAR .................................................................................................. vii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... viii

DAFTAR NOTASI ............................................................................................ xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xv

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ................................................................................. 3

1.3. Batasan Masalah ................................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian .................................................................................. 4

1.5. ManfaatPenelitian ................................................................................. 4

1.5.1. Manfaat Teoritis .................................................................................... 4

1.5.2. Manfaat Praktis ..................................................................................... 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Pendahuluan .......................................................................................... 6

2.2. Sifat Utama Beton ................................................................................. 7

2.3. Kerusakan Beton ................................................................................... 11

2.4 Sebab-Sebab Kerusakan Beton ............................................................. 13

2.5 Metode Perbaikan Beton ....................................................................... 14

2.6 Metode Patch Repair ............................................................................ 19

2.7 Repairing Material ............................................................................... 21


commit to user

ix

2.8 Unsaturated Polyester Resin (UPR) ..................................................... 24

2.9 Susut Terkekang .................................................................................. 26

2.10 Derajat Pengekangan ............................................................................ 27

2.10.1 Prediksi Tegangan Tarik Pada Susut Terkekang ........................ 33

2.10.2 Prediksi Tegangan Yang Terjadi Akibat Momen ....................... 35

2.10.3 Prediksi Tegangan Yang Terjadi Akibat Gaya Aksial ................ 35

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1. Tinjauan Umum .................................................................................... 36

3.2. Bahan-Bahan Penyusun ....................................................................... 36

3.2.1. Agregat ........................................................................................ 36

3.2.2. Unsaturated Polyester Resin (UPR) ........................................... 41

3.2.3. Superplasticizer/pengencer ......................................................... 41

3.2.4. Accelerator .................................................................................. 41

3.3. Susunan Bahan Percobaan .................................................................... 42

3.3.1. Pembuatan Benda Uji ................................................................. 43

3.4. Alat-Alat Pengujian ............................................................................. 44

3.5. Prosedur Pengamatan Benda Uji ......................................................... 46

3.6. Bagan Alir Pengujian ............................................................................ 47

BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Mix Design ............................................................................................ 48

4.2. Hasil Pengamatan Susut dan Derajat Pengekangan .............................. 49

4.3. Prediksi Derajat Pengekangan Dengan Metode Tegangan .................. 55

4.3.1. Prediksi Gaya dan Tegangan Aksial yang Terjadi pada Repair

Material ....................................................................................... 56

4.3.2. Prediksi Gaya dan Tegangan Fleksural yang Terjadi pada Repair

Material ....................................................................................... 60

4.3.3. Perhitungan Derajat Pengekangan …………………………... 64

BAB 5. SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan ............................................................................................... 72

5.2. Saran .................................................................................................... 72


commit to user

x

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... xvi

LAMPIRAN


commit to user

ABSTRAK

Alhadiid, 2012. “DERAJAT PENGEKANGAN SUSUT PADA UNSATURATED POLYESTER RESIN (UPR) MORTAR”. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Unsaturated Polyester Resin (UPR)adalah sebuah senyawa kimia thermosetresinyang terbentuk dari reaksi asam organik tak jenuh dan alkohol polyhydric. UPR memiliki sifat antara lain plastisitas yang baik, daya elastis yang sempurna, daya tahan dan daya lekat yang baik sehingga UPR dipilih sebagai bahan dasar dalam patch repairing mortar. Adapun mortar yang berbahan dasar UPR lebih cenderung memiliki kuat tarik dan kuat lentur yang tinggi bila dibandingkan dengan mortar biasa. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh variasi penambahan UPR terhadap derajat pengekangan yang terjadi dengan mengacu pada pelepasan tegangan yang terjadi pada repair material.

Metode yang dipakai dalam penelitian ini adalah metode eksperimen, yaitu membuat benda uji berupa balok beton induk dengan ukuran 300 x 100 x 90 mm dengan ditambah lapisan repair material diatasnya setebal 10 mm sehingga ukuran benda uji total menjadi 300 x 100 x 100 mm. Variasi kadar UPR yang digunakan adalah 0%, 50%, 55%, dan 60% dari berat binder. Hasil percobaan akan diperoleh data tentang perbedaan susut antara beton induk dan repair material. Dari data tersebut dapat dihitung pelepasan tegangan akibat slip yang terjadi pada repair material. Pelepasan tegangan tersebut kemudian akan dianalisis lagi dengan memperhitungkan modulus elastisitas pada masing-masing UPR-Mortar sehingga mendapatkan derajat pengekangan.

Analisis data menunjukkan bahwa penambahan kadar UPR pada UPR-Mortar dapat menurunkan perbedaan susut yang terjadi antara beton induk dengan repair material. Perbedaan susut terbesar terjadi pada benda uji mortar biasa dengan rata-rata pada 28 hari sebesar 327 microstrain, sedangkan untuk UPR-Mortar 50%, 55%, dan 60% berturut-turut sebesar 106 microstrain, -77 microstrain, dan 206 microstrain dan nilai derajat pengekangannya berturut-turut sebesar 0.848, 0.801, 0.677, dan 0.626. Pada kasus ini nilai derajat pengekangan yang semakin mendekati nilai 1 tidak semata-mata material tersebut dapat melekat lebih bagus dibandingkan benda uji variasi lainnya karena ada beberapa hal lain yang mempengaruhi daya lekat antara beton induk dengan repair material seperti modulus elastisitas.

Kata kunci :derajat pengekangan, susut, tegangan,UPR, patch repair.


commit to user

ABSTRACT

Alhadiid, 2012. “DEGREE OF RESTRAINT OF SHRINKAGE ON UNSATURATED POLYESTER RESIN (UPR)-MORTAR”. Thesis of Civil Engineering Department Faculty of Engineering, University of Sebelas Maret Surakarta.

Unsaturated Polyester Resin (UPR) is a thermo-set resin which is formed by reaction of unsaturated organic acid and polyhydric alcohol. Physical properties of UPR are: good plasticity, great elasticity and durability, and also has fine adhesion properties. That is why UPR is chosen as patch repair material because it can increase tensile strength and flexural strength of repair material if we compared it to an ordinary mortar. The purpose of the study is to know the influence of adding various amount of UPR into repairing mortar to restrained shrinkage and the degree of restraint refers to stress release in repair material.

The method used in this research is an experimental method, namely to make the tested object in shape of 300 x 100 x 100 mm beam. This is formed by 300 x 100 x 90 mm concrete substrate and on top of it, a layer of repair material with 300 x 100 x 10 mm. The variations of UPR used in this experiment were 0%, 50%, 55%, and 60% by weight of binder. Observed data was only from composite specimens. But then, unrestrained shrinkage data from non composite specimens were obtained from other researchers’ data. From those data, we can analyze the stress release happens on repair material because of slip factors. The stress release data then being processed with consideration of modulus elasticity of UPR Mortar, then we can get the degree of restraints.

Data analysis shows that differential shrinkage between substrate and overlay is decreasing along the addition of UPR to UPR-Mortar. Biggest value of differential shrinkage occurred in Ordinary Mortar with average of 327 microstrain on 28 days time span. While on 50%, 55%, and 60% UPR-Mortar, differential shrinkage values are 106 microstrain, -77 microstrain, and 206 microstrain, and degree of restraint values are 0.848, 0.801, 0.677, dan 0.626 respectively. On this case, degree of restraint which values up to 1 are not merely has a greatest bond between substrate and overlay among other variations because there are other factors that affect this thing such as modulus of elasticity.

Keywords: degree of restraints, shrinkage, stress, UPR, patch repair


commit to user 1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Beton merupakan sebuah bahan bangunan komposit yang homogen yang terbuat dari

kombinasi agregat (halus maupun kasar) dan pengikat semen dan air. Beton dengan

cepat mendapat tempat di hati para pelaku konstruksi dan menjadi bahan bangunan

yang paling sering digunakan. Hal ini dikarenakan beton mempunyai beberapa

kelebihan dibandingkan dengan bahan-bahan struktur lain, diantaranya adalah mudah

diperoleh secara lokal (di dalam negeri), harganya relatif murah, mudah dicetak

menjadi bentuk yang sangat beragam, mudah dalam pengerjaan dan perawatan,

memiliki kuat tekan (compressive strength) yang tinggi, bersifat monolit (tidak

memerlukan sambungan seperti baja), merupakan bahan yang tahan api, serta

memiliki ketahanan (durability) yang baik terhadap cuaca yang ekstrim dan

lingkungan tanpa kehilangan kemampuan integritas strukturnya. Akan tetapi beton

juga memiliki kelemahan, diantaranya berat sendiri beton yang besar (sekitar 2400

kg/m3), nilai kuat tariknya rendah, bersifat getas (tidak daktail), adanya deformasi,

kualitas beton yang tergantung pada sifat bahan dan cara pembuatan, dan adanya

kesulitan pada saat pembongkaran.

Namun demikian beton juga dapat mengalami penurunan kekuatan yang di sebabkan

oleh berbagai sebab, diantaranya serangan asam, exposure berlebihan terhadap api,

korosi, kelebihan beban (overload) dan lain sebagainya. Kerusakan-kerusakan yang

ditimbulkan akibat degradasi dapat dilihat diantaranya terjadi retak-retak, aus, patah,

delaminasi, spalling (terlepasnya bagian beton), dan timbulnya lubang (void).

Beberapa kerusakan tersebut perlu dilakukan perbaikan konstruksi beton untuk


commit to user

2

mengembalikan daya dukung konstruksi beton tersebut sesuai kondisi yang

direncanakan sebelumnya (seperti sebelum terjadi degradasi beton).

Penentuan metode dan material untuk perbaikan umumnya tergantung pada jenis

kerusakan yang terjadi. Selain itu juga harus diperhatikan lingkungan dimana struktur

berada, peralatan yang tersedia, kemampuan tenaga kerja, keterbatasan ruang kerja,

kemudahan pelaksanaan, waktu pelaksanaan dan biaya perbaikan. Pemilihan material

repair yang akan diperlukan harus mempunyai hasil perbaikan yang tahan lama

(durable).

Spalling merupakan jenis kerusakan beton yang berupa terlepasnya bagian bagian

penyusun beton yang berbentuk kepingan atau bongkahan kecil. Spalling sering

terjadi pada struktur beton bertulang akibat dari korosi ataupun exposure berlebihan

terhadap api. salah satu metode perbaikan yang dapat digunakan adalah dengan cara

penambalan (patch repair). Pada pelaksanaan penambalan (patch repair) permukaan

beton yang akan diperbaiki atau diperkuat perlu dipersiapkan, permukaannya harus

kuat dan padat, tidak ada keropos ataupun bagian lemah lainnya (kecuali bila

menggunakan metode injeksi untuk mengisi celah keropos), serta harus bersih dari

debu dan kotoran lainnya. Hal ini bertujuan agar terjadi ikatan yang baik, sehingga

material perbaikan dengan beton lama menjadi satu kesatuan.

Syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk material patch repair yaitu bahan harus

mampu menyatu ataupun melekat erat dengan beton yang akan ditambal, memiliki

kuat tekan yang setara dengan beton induknya dan memiliki rasio nilai kuat lentur

dan rasio kekakuan yang lebih tinggi daripada beton yang akan diperbaiki, dapat

menyesuaikan dengan bentuk beton yang akan di-patch repair, modulus

elastisitasnya mampu menahan overstressing, serta tidak terjadi susut. Selain itu,

berkenaan dengan kerusakan lingkungan secara global yang semakin besar, maka

syarat patch repair yang ramah lingkungan perlu ditinjau.


commit to user

3

Derajat pengekangan merupakan sebuah besaran yang menunjukkan kekangan yang

dilakukan oleh beton induk kepada repair material. Derajat pengekangan merupakan

salah satu unsur penting yang harus diperhatikan dalam proses patch repairing, bila

nilai derajat pengekangan suatu benda uji komposit semakin mendekati 1 dengan

mengabaikan modulus elastisitas dan rangkak, maka dapat dikatakan benda uji

tersebut terkekang dengan baik.

UPR adalah sebuah senyawa kimia yang terbentuk dari reaksi asam organik tak jenuh

dan alkohol polyhydric. Pada penggunaan sehari-hari, UPR biasa digunakan sebagai

perekat rumah tangga atau industri seperti industri pesawat terbang, mobil, perahu,

alat olahraga, dan industri lainnya yang menuntut perekat dengan daya yang kuat

(high strength bonds). Waktu setting UPR dapat diatur cepat atau lambatnya menurut

temperatur. Selain itu, UPR juga mempunyai viskositas yang rendah, sifat adesif yang

baik, karakteristik mekanik yang tinggi serta keras namun tidak getas. Sifat UPR

yang kuat dan workable inilah yang mendasari saya untuk selanjutnya menjadikan

bahan ini sebagai additive untuk menambah kuat lekat pada repair material.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang yang telah disebutkan diatas, maka dapat diambil

rumusan masalah yaitu bagaimana pengaruh penambahan bahan polimer berupa

unsaturated polyester resin (UPR) pada repair material terhadap derajat

pengekangan susut yang terjadi.

1.3. Batasan Masalah

Supaya penelitian ini tidak terlalu luas tinjauannya dan tidak menyimpang dari

rumusan masalah di atas, maka perlu adanya pembatasan masalah yang ditinjau.

Batasan-batasan masalah yang diambil dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :


commit to user

4

1. Bahan tambah polimer yang dipakai yaitu Unsaturated Polyester Resin (UPR)

merk Yukalac 157® BQTN-EX Series.

2. Penelitian tidak meninjau reaksi kimia antara beton induk dengan repair

material.

3. Pada pelaksanaan penelitian ini tidak memperhitungkan kondisi lingkungan

tempat dilakukannya penelitian seperti suhu ruangan, kelembaban udara, sinar

matahari dan lainnya.

4. Tidak dilakukan curing (perawatan) pada benda uji.

5. Semen yang digunakan adalah semen bertipe Ordinary Portland Cement (OPC)

6. Pengujian susut beton induk dimulai hari ke-90 setelah beton induk dibuat

7. Lamanya pengujian susut adalah 28 hari.

8. Pengujian susut repair material dimulai jam ke-3 pada hari ke-1 setelah repair

material diaplikasikan pada beton induk, dan dimulai hari ke-1 setelah benda uji

dibuat untuk material perbaikan mortar tanpa UPR.

1.4. Tujuan Penelitian

Berdasarkan hal-hal yang telah dibahas dalam rumusan masalah tentang kinerja patch

repair dengan bahan tambah polimer yaitu UPR, maka tujuan dari penelitian ini

adalah mengetahui pengaruh variasi penambahan UPR terhadap susut terkekang dan

derajat pengekangan.

1.5. Manfaat Penelitian

1.5.1 Manfaat Teoritis


commit to user

5

Penelitian ini dapat menjadi tambahan pengetahuan tentang metode perbaikan

kerusakan beton terutama dengan cara patching dengan tambahan polimer

tertentu pada mortar perbaikan.

1.5.2 Manfaat Praktis

Hasil penelitian ini dapat menjadi petunjuk untuk mengetahui hubungan

antara susut terkekang komposit dengan susut bebas mortar, selain itu untuk

mengetahui besarnya kandungan UPR yang harus ditambahkan kedalam

mortar untuk mendapatkan repair material yang memiliki kuat tarik yang lebih

besar dalam pekerjaan patch repair.


commit to user

6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pendahuluan

Beton merupakan bahan gabungan yang terdiri dari agregat kasar (batu pecah atau

kerikil) dan agregat halus (pasir) yang dicampur semen sebagai bahan perekatnya

dan air sebagai bahan pembantu untuk keperluan reaksi kimia selama proses

pengerasan dan perawatan beton berlangsung (chemical admixture), atau bahan

pengisi tertentu bila diperlukan (Neville, 1996).

Beton adalah 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 massa mirip batuan. Terkadang, satu atau

lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik

tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu

pengerasan (McCormac, 2000).

Beberapa sifat utama beton adalah kelecakan (workability), kohesifitas

(cohesiveness), daya tahan (durability) dan kekuatan (strength). Kelecakan

(workability) berarti tingkat kemudahan pengerjaan beton atau dengan kata lain

jumlah energy yang dibutuhkan untuk pemadatan beton tanpa terjadinya

segregasi. Kohesifitas (cohesiveness) adalah kemampuan suatu campuran (agregat

agregat dan pasta semen) menyatu dengan keadaan plastis. Adapun daya tahan

atau keawetan (Durability) adalah tingkat ketahanan beton terhadap pengaruh

serangan bahan dan lingkungan sekitar yang agresif selama masa penggunaannya,

antara lain pengaruh eksternal seperti pengausan (angin, air, eksposur terhadap

limbah, dan lain lain), reaksi kimia (garam unorganik dan asam), cuaca

(pembekuan dan pencairan, variasi suhu dan kelembaban) serta internal seperti


commit to user

7

reaksi alkali agregat, perubahan volume. Adapun kekuatan (strength) adalah

seberapa kuat beton itu dalam menerima beban atau gaya tekan. (PT. Jaya

Readymix).

Berdasarkan sifat-sifat utama beton, orang awam pada umumnya melihat beton

secara sederhana, hanya merupakan campuran batu dan pasir yang diaduk

bersama semen dan air. Namun jika diamati secara seksama, beton sebagai

material komposit memiliki banyak permasalahan. Campuran beton tidak dapet

langsung menjadi benda yang padu dan kaku, tetapi perlu proses hidrasi air yang

memerlukan waktu. Masing-masing unsur beton terdiri dari bahan yang

kompleks. Sebagai contohnya, semen, terdiri dari banyak unsur yaitu kalsium

silikat, gipsum, sulfur, dan bahan bahan lainnya yang masing masing memiliki

peran tersendiri yang membuat semen memiliki sifat yang kita ketahui sekarang.

Agregat mempunyai ukuran, bentuk, kualitas permukaan, dan berat jenis yang

berbeda-beda. Sifat beton keras juga unik sebab dapat bersifat elastis dan non-

elastis. Pengikat beton beton adalah semen hidrolis dimana reaksi semen dengan

air sering mengakibatkan susut selama pengeringan, sehingga beton mengalami

keretakan atau justru pengelupasan (delaminasi).

(Paul Nugraha & Antoni, 2007 : 7)

2.2. Sifat Utama Beton

Macam-macam sifat utama yang dimilii beton antara lain:

A. Kelecakan (workability)

Kelecakan (workability) adalah tingkat yang mengukur seberapa mudah

beton tersebut dikerjakan, atau jumlah energi yang dibutuhkan untuk

pemadatan tanpa terjadinya segregasi. Beton yang kering dan kaku akan

semakin sulit untuk dikerjakan, dituang, dipadatkan, dan dirapikan

sehingga bila mengeras akan cenderung memiliki ketahanan dan kekuatan

yang kurang baik dibandingkan beton dengan workability yang baik.


commit to user

8

Kelecakan beton biasanya diukur dengan pengujian slump, terdapat tiga

parameter pengukuran workabilitas beton:

1) Kompaktibilitas, yaitu kemampuan campuran beton mengeluarkan

udara dalam proses pemadatan.

2) Mobilitas, yaitu seberapa mudah beton untuk mengalir ke bentuk

cetakannya mengikuti gaya gravitasi dan lalu membungkus tulangan.

3) Stabilitas, yaitu kemampuan beton untuk tetap stabil dan homogen

selama pencampuran, penggetaran tanpa terjadi pemisahan (segregasi).

Faktor-faktor yang mempengaruhi kelecakan antara lain:

1) Faktor Air Semen (FAS)

Peningkatan jumlah air akan meningkatkan kelecakan (workability), tetapi

disisi lain, hal ini akan mereduksi kekuatan dan menimbulkan pemisahan

(segregation) dan berair (bleeding). Air harus cukup terserap pada

permukaan partikel dan akan mengisi ruang atar partikel. Partikel halus

akan membuat beton mencapai plastisitas. Jadi FAS sangat berkaitan

dengan gradasi agregat.

2) Proporsi Agregat

Faktor yang terpenting yaitu jumlah agregat dan perbandingan proporsi

agregat kasar dan agregat halus. Bila jumlah FAS yang konstan/tetap dan

jumlah agregat/semen meningkat, maka workabilitas akan berkurang.

Kekurangan agregat halus akan meyebabkan campuran menjadi kasar,

menimbulkan pemisahan atau segregasi, sukar dikerjakan dan beton akan

menjadi tidak ekonomis.

3) Sifat-sifat Agregat

Pasir yang berbeda akan memiliki kekakuan yang berbeda, karena terdapat

perbedaan terhadap distribusi partikel. Bentuk dan tekstur serta porositas

dari agregat juga mempengaruhi workabilitas. Makin berkurangnya jumlah

sudut pada partikel maka beton akan semakin mudah dikerjakan.


commit to user

9

4) Waktu dan Suhu

Peningkatan temperatur serta waktu pengiriman yang lama akan

menurunkan workabilitas karena kehilangan slump (Slump Loss). Slump

Loss relatif berkorelasi linier dengan kenaikan temperatur dan waktu. Suhu

yang panas akan mempercepat penguapan air dalam campuran sehingga

semen akan langsung berhidrasi dan melekatkan agregat agregat dalam

campuran beton, inilah yang menyebabkan beton memiliki workabilitas

yang rendah.

B. Kohesifitas (cohesiveness)

Kohesifitas (cohesiveness) adalah kemampuan partikel partikel campuran

beton menyatu satu sama lain dalam keadaan plastis. Faktor-faktor yang

mempengaruhi kohesifitas adalah:

1) Gradasi Agregat

Gradasi agregat berarti jangkauan sebaran ukuran agregat dari batu

yang besar sampai pasir yang kecil. Gradasi agragat yang baik

memberikan adukan yang lebih kohesif karena partikel akan saling

mengisi celah satu sama lain. Terlalu banyak agregat kasar akan

menghasilkan adukan yang jelek dan akan terjadi banyak void.

2) Kadar Air

Adukan yang mengandung banyak air tidak akan menjadi kohesif

bahkan mungkin akan terpisah (terjadi segregasi) dan berair (bleeding).

C. Daya Tahan (durability)

Daya tahan beton menunjukkan ketahanan beton tersebut terhadap

serangan bahan dan lingkungan yang agresif selama masa penggunaannya,

antara lain faktor luar yang dipengaruhi oleh cuaca (pembekuan dan

pencairan, variasi suhu dan kelembaban), reaksi kimia (garam unorganik

dan asam), pengausan (angin, air, eksposur terhadap limbah, dan


commit to user

10

sebagainya) serta faktor yang datang dari dalam beton yang dipengaruhi

oleh reaksi alkali agregat, perubahan volume, dan lain lain.

Beton akan lebih awet bila kedap air dan tahan terhadap aus. Hal-hal yang

perlu diperhatikan guna memenuhi syarat demikian adalah:

1) Lingkungan

2) FAS

3) Jenis dan Jumlah Semen

4) Pemadatan beton

5) Curing beton

6) Pemakaian mineral dan chemical admixture

7) Bentuk dan ukuran dari elemen struktur

8) Tebal selimut tulangan beton

D. Kekuatan (strength)

Adapun beberapa jenis kekuatan beton adalah:

1) Kekuatan tekan (compressive strength) yaitu kemampuan beton untuk

menahan gaya tekan

2) Kekuatan tarik (tensile strength) merupakan kemampuan beton dalam

menerima gaya tarik.

3) Kekuatan lentur (flextural strength) yaitu kemampuaan beton menahan

kombinasi dari gaya tekan dan gaya tarik. Dengan kata lain

kemampuan beton untuk beradaptasi dan berubah bentuk sesuai

dengan gaya gaya yang ada.

Beton sangat kuat untuk menerima gaya tekan namun relative lemah

dalam menahan gaya tarik. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan

beton adalah:

· Perawatan atau curing

· Perbandingan air dan semen (FAS)

· Temperatur beton


commit to user

11

Beton segar dengan suhu tinggi akan cenderung mempunyai nilai kuat

tekan akhir yang lebih rendah, meskipun pada umur muda lebih tinggi

kuat tekannya. Suhu beton segar normal yang bisa diterima berkisar

antara 30º sampai 35º C.

· Berat jenis beton

Beton yang mempunyai berat jenis yang tinggi akan cenderung

memiliki kekuatan yang tinggi pula.

2.3. Kerusakan Beton

Beton sebagai material yang dibuat oleh manusia tentu mempunyai batas kekuatan

yang dapat ditanggungnya. Beton dapat rusak bila dalam masa layannya

menerima beban yang melebihi batas kekuatan, ataupun menerima gaya-gaya

perusak yang datang dari luar beton (eksternal) atau dari dalam beton (internal).

Macam-macam kerusakan yang sering terjadi pada beton antara lain:

a. Retak (crack)

Retak (crack) merupakan suatu kondisi dimana keadaan dari suatu

struktur/penampang beton tidak monolit lagi, dimana mekanisme

terjadinya retak berdasarkan kapasitas kekuatan tarik dan kapasitas

regangan tarik.

b. Spalling

Pengelupasan beton atau spalling pada struktur adalah mengelupasnya

selimut beton baik besar maupun kecil sehingga tulangan pada beton

terlihat yang disebabkan oleh campuran beton yang kurang homogennya

dan juga faktor umur beton, kebakaran juga dapat menyebabkan spalling

karena agregat yang mengandung silika pecah, sehingga timbul pemuaian

beton kemudian permukaan beton menjadi lemah dan rapuh, hal ini

apabila dibiarkan maka tulangan akan berkarat/korosi yang akhirnya patah.


commit to user

12

c. Patah

Patah yang terjadi pada beton biasanya dikarenakan struktur beton

menahan beban yang melebihi batas yang bisa dilayani oleh struktur beton

tersebut. Kerusakan ini bisa terjadi karena pada saat pembuatan campuran

beton (mix design) kurang memperhatikan proporsi yang digunakan,

sebelum pembuatan campuran beton harus menghitung beban-beban yang

akan menimpa struktur beton tersebut agar patah pada beton tidak terjadi.

d. Keropos

Keropos merupakan jenis kerusakan yang disebabkan salah satunya karena

umur beton yang terlalu lama. Jenis kerusakan ini juga bisa timbul karena

pengerjaan beton yang kurang baik, agregat terlalu kasar, kurangnya

butiran halus yang termasuk semen, faktor air semen tidak tepat,

pemadatan yang tidak sempurna karena rapatnya tulangan, pasta semen

keluar dari cetakan yang tidak rapat. Kerusakan ini biasanya kurang

diperhatikan karena kerusakan terjadi pada bagian bangunan yang sulit

dijangkau. Misalnya pada bagian bawah jembatan. Untuk itu agar tidak

terjadi keropos dini karena reaksi kimia atau yang lain maka perlu

diperhatikan pada saat pembuatan bangunan.

e. Delaminasi

Delaminasi merupakan jenis kerusakan beton yang berbentuk

pengelupasan pada permukaan beton. Delaminasi sering terjadi pada

struktur beton bertulang akibat dari korosi. Kerusakan ini bisa terjadi pada

konstruksi bangunan karena kegagalan pada pembuatan campuran, reaksi

kimia, kelebihan beban dan sebagainya, oleh karena itu perlu

diperhitungkan agar kerusakan ini tidak terjadi pada konstruksi bangunan.


commit to user

13

2.4. Sebab-Sebab Kerusakan Beton

a. Kebakaran

Pada seluruh struktur beton hampir selalu terjadi kebakaran tetapi bila

setiap struktur beton diperhitungkan untuk kebakaran besar maka itu

merupakan sesuatu hal yang berlebihan. Penutup beton pada tulangan

sudah cukup menahan keruntuhan struktur yang terbakar. Kebakaran dapat

menimbulkan perbedaan temperatur yang besar pada struktur. Pada

awalnya, bagian permukaan sangat panas dan memuai, semakin masuk ke

dalam beton maka pemanasan dan pemuaian akan terhalang karena

didalam struktur beton akan timbul tegangan tarik dan tegangan tekan

yang besar. Beton yang tertahan oleh tulangan akan retak sedangkan

selimut beton akan terkelupas. Pada saat kebakaran dipadamkan,

permukaan luar cepat mendingin akibar semprotan air. Perbaikan atau

perubahan struktur akan dipertimbangkan tergantung dari besar kerusakan

yang terjadi.

b. Korosi Tulangan

Korosi pada tulangan disebabkan oleh dua hal yaitu:

1) Klorida

Klorida dapat berasal dari air laut, bahan pembersih dan lain-lain.

Konsentrasi yang kritis dari klorida pada beton dapat menyebabkan

korosi tulangan dalam beton dengan pH > 9, tergantung pada

kepadatan beton, tetapi dapat juga dinyatakan sebagai 0,5% Cl-

berkaitan dengan berat semen per satuan volume beton mengeras.

Proses korosi akibat klorida berbeda dengan akibat pengkarbonatan.

Ion-ion klorida dapat mengambil ion-ion besi dari lapisan oksida

pelindung sehingga akan timbul korosi.

2) Pengkarbonatan (oksidasi beton dan karbon dioksida)

Beton mengandung kadar alkali yang sangat tinggi dengan kadar pH

(derajat keasaman) 12-13, karena pengaruh zat asam dan air awalnya


commit to user

14

timbul korosi tetapi lapisan oksida menjadi sangat rapat karena pH

yang tinggi di sekitar beton, sehingga proses korosi berhenti. Pada

beton dengan pH < 9 akan terbentuk lapisan oksida yang kurang rapat

pada baja, sehingga proses korosi terus berlangsung. Zat asam arang

(CO2) masuk dari udara ke dalam beton, sehingga nilai pH turun.

Kapur udara (Ca(OH)2) diikat dengan (CO2) dan membentuk kalsium

karbonat (CaCO3).

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O (pengkarbonatan)

c. Pelarutan dan Penguraian Batuan Semen

Kerusakan struktur beton disebabkan oleh naiknya jumlah bahan-bahan

agresif di atmosfer yang mengakibatkan pelarutan batuan semen. Pelarutan

disebabkan oleh dua hal yaitu:

i. Pelarutan batuan semen oleh asam-asam

Asam dapat merusak beton karena bersama-sama dengan kapur udara

yang terdapat pada beton dapat membentuk penggaraman (mudah larut

dalam air) sehingga menaikkan porositas beton.

ii. Penguraian batuan semen oleh sulfat

Batuan semen dapat saling tertekan apabila beton bersinggungan

dengan air yang mengandung sulfat dan akan bereaksi dengan aluminat

(C3A) semen sehingga batuan semen akan saling menekan sampai

ikatannya terlepas.

2.5. Metode Perbaikan Beton

Pemeliharaan dan perbaikan struktur beton secara bertahap berubah dari

pemeliharan skala kecil yang memperbaiki kerusakan kerusakan non struktural

sampai ke skala besar yang meliputi pemeliharaan keseluruhan aktifitas bangunan.

Berdasarkan analisis yang akurat makan penyebab kerusakan dapat dilakukan

perbaikan. Pada struktur beton khusus dapat diterapkan pemeliharaan dan


commit to user

15

perbaikan yang berkaitan dengan pengamatan secara teknik perbaikan maupun

material yang dipakai.

Pemeliharaan beton yang baik sangat mempengaruhi keberhasilan dalam

perbaikan beton. Pemeliharaan beton dapat dilakukan dengan mencuci, menyikat,

menggosok atau menyinari dan diperlukan bahan pelarut untuk menghilangkan

lapisan cat lama ataupun lumut serta karat pada tulangan tak terlindung harus

dibersihkan juga. Alat yang digunakan untuk mengasarkan permukaan beton

antara lain:

a. Penyemprotan pasir

Penyemprotan pasir digunakan untuk pengasaran ringan permukaan beton

dan menghilangkan lapisan-lapisan yang lebih tebal.

b. Penyemprotan air bertekanan tinggi

Untuk proses ini dibutuhkan air yang disemprotkan dengan tekanan 25

sampai 80 MPa yang berfungsi mengurangi gangguan di sekeliling

pekerjaan.

c. Tekanan udara

Tekanan udara digunakan untuk menghilangkan bagian lepas dan bahan

karena bahan yang terlepas dan bagian-bagian beton yang berterbangan

merupakan beban dalam pekerjaan.

d. Busur nyala

Prinsip kerja busur nyala adalah dengan pemanasan tinggi dan cepat pada

permukaan beton yang dingin, sehingga muncul perbedaan suhu yang

besar dan bertekanan tinggi pada lapisan beton terluar yang berakibat

lapisan terluar beton seperti coating, cat, lumut, alga, minyak dan

sebagainya terkelupas.

e. Alat-alat dengan tangan

Alat-alat digunakan dengan tangan yang digunakan untuk mengasarkan

permukaan beton antara lain bouchardeerhamer, gigi besi dan pahat. Alat-

alat ini digunakan untuk permukaan yang kecil.


commit to user

16

Perbaikan konstruksi beton tersedia banyak material tergantung pada kerusakan

yang diserang, kualitas lapisan dasar yang dilindungi dan lokasi lingkungan

(kering, lembab, dan agresif). Pemilihan material biasanya dilakukan untuk

mengetahui kinerja dari material yang akan diaplikasikan agar sesuai dengan yang

dibutuhkan di lapangan. Adapun syarat-syarat suatu bahan agar bisa digunakan

sebagai repair material, yaitu:

· Daya lekat yang kuat.

· Modulus elastisitas yang mampu menahan overstressing.

· Tidak mengurangi kekuatan beton.

· Tidak susut.

Macam-macam metode perbaikan beton:

a. Patching

Patching adalah metode perbaikan manual dengan melakukan penempelan

mortar secara manual pada area yang tidak terlalu luas dan tidak terlalu

dalam (kurang dari selimut beton). Pada saat pelaksanaan yang harus

diperhatikan adalah penekanan pada saat mortar ditempelkan, sehingga

benar-benar didapatkan hasil yang padat. Material yang digunakan harus

memiliki sifat mudah dikerjakan, tidak susut dan tidak jatuh setelah

terpasang (lihat maksimum ketebalan yang dapat dipasang tiap lapis),

terutama untuk pekerjaan perbaikan overhead. Umumnya yang dipakai

adalah monomer mortar, polymer mortar dan epoxy mortar.

b. Grouting

Grouting adalah metode perbaikan manual (gravitasi) atau menggunakan

pompa pada daerah perbaikan yang sulit (melebihi selimut beton). Pada

saat pelaksanaan yang perlu diperhatika adalah bekisting yang terpasang

harus benar-benar kedap, agar tidak ada kebocoran spesi yang

mengakibatkan terjadinya keropos dan harus kuat agar mampu menahan


commit to user

17

tekanan dari bahan grouting. Material yang dipakai adalah berbahan dasar

semen dan epoxy.

c. Beton tembak (shot-crete)

Beton tembak (shot-crete) adalah metode perbaikan yang tidak

memerlukan bekisting seperti pengecoran pada umumnya yang digunakan

untuk memperbaiki kerusakan pada area yang sangat luas. Metode

shotcrete terdiri dari dry-mix dan wet-mix. Perbedaan kedua system ini

adalah pada cara dan tempat dimana air dimasukan ke dalam campuran.

Metode dry-mix adalah metode dimana percampuran antara bahan kering

(semen, pasir, agregat jika ada) dan air dilakukan sesaat sebelum beton

disemprotkan tepatnya di kepala selang penyempot. Sedangkan metode

wet-mix adalah metode dimana campuran kering dan basah telah dicampur

terlebih dahulu lalu dialirkan ke lapisan melalui selang yang bertekanan

tinggi.

Bahan tambahan digunakan untuk mempercepat pengeringan (accelerator)

dan mengurangi terjadinya banyaknya bahan yang terpantul dan jatuh

(rebound).

d. Grout Preplaced Aggregate (Beton Prepack)

Grout Preplaced Aggregate (Beton Prepack) adalah metode perbaikan

beton dengan cara menempatkan sejumlah agregat (umumnya 40% dari

volume kerusakan) ke dalam bekisting, setelah itu melakukan pemompaan

bahan grout ke dalam area bekisting. Pada umumnya digunakan untuk

memperbaiki kerusakan pada area yang cukup dalam. Material yang

digunakan adalah polymer grout dengan flow cukup tinggi dan tidak susut.

e. Coating

Coating adalah metode perbaikan beton dengan cara melapisi permukaan

beton (mengoleskan atau menyemprotkan) menggunakan bahan yang


commit to user

18

bersifat plastik dan cair. Lapisan ini digunakan untuk menyelimuti beton

terhadap lingkungan yang merusak beton.

f. Injeksi (injection)

Injeksi (injection) adalah metode perbikan beton dengan memasukkan

bahan yang bersifat encer ke dalam celah atau retakan pada beton,

kemudaian menyuntikkannya dengan tekanan, sampai lubang atau celah

lain telah terisi atau mengalir ke luar. Metode injeksi ini merupakan

metode yang digunakan untuk perbaikan beton yang terjadi retak-retak

ringan. Material yang digunakan adalah polymer mortar atau polyurethane

sealant dan epoxy.

g. Overlay

Overlay adalah metode perbaikan kerusakan beton pada seluruh

permukaan, oleh karena itu sebelum dilakukannya metode ini perlu

persiapan-persiapan permukaan yang akan diperbaiki.

h. Jacketting

Jacketting adalah perlindungan beton terhadap kerusakan dengan

menggunakan bahan selubung yang berupa baja, karet, dan beton

komposit. Pekerjaan jacketting bisa dilaksanakan untuk permukaan beton

yang mengalami pelapukan atau disintegrasi.

Metode dan bahan yang dipakai harus disesuaikan dengan kondisi kerusakan

permukaan yang terjadi sehingga daya dukung konstruksi dapat dikembalikan

sebagaimana semula sesuai dengan yang direncanakan tanpa penambahan

kapasitas.


commit to user

19

2.6. Metode Patch Repair

Metode patch repair adalah metode perbaikan manual dengan melakukan

penempelan mortar secara manual dan harus memperhatikan penekanan pada saat

mortar ditempelkan, sehingga benar-benar didapatkan hasil yang padat.

Permukaan beton yang akan diperbaiki atau diperkuat perlu dipersiapkan dengan

tujuan agar terjadi ikatan yang baik, sehingga material perbaikan atau perkuatan

dengan beton lama menjadi satu kesatuan. Permukaan tersebut harus merupakan

permukaan yang kuat, padat, tidak keropos ataupun bagian lemah lainnya serta

harus bersih dari debu dan kotoran lainnya.

Persiapan-persiapan permukaan beton yang akan diperbaiki antara lain:

a. Erosion (pengikisan)

Erosion dilakukan untuk meratakan atau mengasarkan permukaan beton.

Pengikisan dilakukan dengan menggunakan gerinda atau sejenisnya.

b. Impact (kejut)

Impact pada permukaan beton yang akan diperbaiki dilakukan untuk

mendapatkan nilai kuat tarik dan kuat tekan beton yang lebih baik.

c. Pulverization (menghancurkan permukaan beton)

Penghancuran ini dilakukan dengan cara menabrakan partikel kecil dengan

kecepatan yang tinggi ke permukaan beton.

d. Expansive pressure

Persiapan ini bisa dilakukan dengan dua cara yaitu dengan menggunakan

uap dan air. Dengan cara uap, air dipanaskan dengan suhu yang tinggi lalu

uap yang dihasilkan di semprotkan dengan tekanan ke permukaan beton.

Sedangkan cara air dilakukan dengan menggunakan water jetting yang

bekerja dengan tekanan yang tinggi sama dengan cara uap.

Permukaan yang sudah dipersiapkan sangat tergantung pada material yang

digunakan. Untuk material berbahan dasar semen atau polymer, permukaan beton

harus dijenuhkan tterlebih dahulu, tetapi bila material yang digunakan berbahan


commit to user

20

dasar epoxy, maka permukaan beton harus dalam keadaan kering. Untuk

menghasilkan mutu dari material perbaikan, makan perbandingan campuran dari

material harus diikuti dengan tepat, apalagi bila menggunakan material berbahan

dasar epoxy. Bila menggunakan beton yang memadat sendiri (Self Compacting

Concrete), perlu diperhatikan jumlah air, flow dari beton serta dipastikan tidak

terjadi bleeding dan segregasi.

Syarat-syarat material patch repair, yaitu:

a. Daya lekat yang kuat

Kelekatan antara repair material dengan beton yang akan diperbaiki harus

menyatu dengan baik sehingga menjadi satu kesatuan beton yang utuh.

b. Deformable pada beton

Repair material harus menyesuaikan bentuk beton yang akan diperbaiki.

c. Tidak mengurangi kekuatan beton

Repair material yang akan digunakan untuk memperbaiki beton mampu

menahan beban yang sama pada beton yang akan diperbaiki.

d. Kuat tekan repair material harus sama atau justru lebih besar daripada

kuat tekan beton, agar kemampuan mortar dalam menahan beban setara

dengan kemampuan beton induknya sehingga tegangan yang terjadi dapat

seragam.

e. Tidak susut

Repair material tidak terjadi susut agar beton yang akan diperbaiki tidak

kehilangan kekuatan sebagian.

Ada beberapa material patch repair yang dapat digunakan, antara lain:

a. Portland Cement Mortar

b. Portland Cement Concrete

c. Microsilica-Modified Portland Cement Concrete

d. Polymer-Modified Portland Cement Conrete.

e. Polymer-Modified Portland Cement Mortar.

f. Magnesium Phosphate Cement Conrete.


commit to user

21

g. Preplaced Aggregate Concrete. h. Polyester Added Mortar. i. Methyl Methacrylate (MMA) Concrete. j. Shotcrete.

2.7. Repairing Material

Mortar merupakan campuran antara semen Portland atau semen hidrolis yang lain,

agregat halus, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk massa

padat.

a. Semen Portland

Semen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara

menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium

yang bersifat hidrolis ditambah dengan bahan yang mengatur waktu ikat

(PUBI 1982). Bahan utama semen adalah batu kapur yang kaya akan

kalsium karbonat dan tanah lempung yang banyak mengandung silika

(sejenis mineral berbentuk pasir), alumunium oksida (alumina) serta

oksida besi. Bahan-bahan itu kemudian dihaluskan dan dipanaskan pada

suhu tinggi (1550ºC) sampai terbentuk campuran baru. Selama proses

pemanasan, terbentukan campuran padat yang mengandung zat besi. Agar

tak mengeras seperti batu, ramuan diberi bubuk gips dan dihaluskan

hingga berbentuk partikel-partikel kecil seperti bedak.

b. Agregat halus

Agregat halus sering disebut dengan pasir, baik berupa pasir alami yang

diperoleh langsung dari sungai atau tanah galian maupun hasil pemecahan.

Pada umumnya yang dimaksudkan dengan agregat halus adalah agregat

dengan besar butir kurang dari 4,75 mm. agregat halus mempunyai peran

penting sebagai pembentuk beton dalam pengendalian workability,

kekuatan (strength), dan keawetan beton (durability) dari mortar yang


commit to user

22

dihasilkan. Pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan

persyaratan yang telah ditentukan.

Syarat-syarat agregat halus (pasir) sebagai bahan material pembuatan

beton sesuai dengan ASTM C 33 adalah:

1. Material dari bahan alami dengan kekasaran permukaan yang optimal

sehingga kuat tekan beton besar.

2. Butiran tajam, keras, kekal (durable) dan tidak bereaksi dengan

material beton lainnya.

3. Berat jenis agregat tinggi yang berarti agregat padat sehingga beton

yang dihasilkan padat dan awet.

4. Gradasi sesuai spesifikasi dan hindari gap graded aggregate karena

akan membutuhkan semen lebih banyak untuk mengisi rongga.

5. Bentuk yang baik adalah bulat, karena akan saling mengisi rongga dan

jika ada bentuk yang pipih dan lonjong akan dibatasi maksimal 15%

berat total agregat.

6. Kadar lumpur agregat tidak lebih dari 5% terhadap berat kering karena

akan berpengaruh pada kuat tekan beton.

c. Superplasticizer/pengencer

Superplasticizer adalah bahan tambahan tambahan yang dicampurkan pada

adukan beton selama pengadukan dalam jumlah tertentu yang berfungsi

untuk menaikkan nilai slump dengan tidak menambah air. Penggunaan

superplasticizer ini harus melalui trial terlebih dahulu untuk mendapatkan

dosis yang tepat. Kecenderungan menambah air pada beton berakibat

turunnya strength beton. Superplasticizer dapat menaikkan nilai slump

tanpa menambah air dan dapat meningkatkan keplastisan beton untuk

pengecoran di tempat-tempat yang sulit (karena pengecoran tersebut

membutuhkan nilai slump tinggi sehingga bahan tambahan ini lebih dipilih

daripada menambah air).


commit to user

23

Pada penelitian ini digunakan superplasticizer untuk menjaga workability

mortar tanpa menambah faktor air semen yang dapat menurunkan

kekuatan beton karena mortar masih ditambah dengan bahan tambah epoxy

yang pada sifat aslinya juga dapat menambah workability dari campuran

mortar. Superplasticizer dalam mortar dapat menghasilkan gaya tolak

menolak (dispersion) antarpartikel semen agar tidak terjadi penggumpalan

partikel semen (flocculate) yang dapat menyebabkan rongga udara dalam

mortar, sehingga dapat mengurangi kekuatan atau mutu mortar.

Komposisi superplasticizer terbagi atas beberapa jenis yaitu tipe

sulphonate melamine formaldehyde condensates (SMFC), sulphonate

naphthalene formaldehyde condensates (SNFC) dan yang terbaru adalah

tipe polycarboxylite ethers (PCE).

d. Accelerator/pengeras

Accelerator atau pengeras adalah bahan tambahan yang dicampurkan pada

adukan beton selama pengadukan dalam jumlah tertentu yang berfungsi

untuk mempercepat pengikatan dan pengerasan awal beton, digunakan

untuk pengecoran yang berhubungan dengan air efisiensi waktu

pemakaian cetakan.

Pada penelitian ini digunakan accelerator dalam campuran mortar karena

diharapkan mortar dapat cepat mengeras dan kontribusi mortar terhadap

beton yang sedang diperbaiki dapat segera diketahui. Komposisi

accelerator adalah kalsium klorida yang dapat mempercepat hidrasi C2S

dan C3S. Pada saat yang sama memperlambat hidrasi C3A.

e. Air

Air merupakan bahan dasar penyusun mortar yang paling penting dan

paling murah. Air berfungsi sebagai bahan pengikat (bahan penghidrasi


commit to user

24

semen) dan bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mempermudah

proses pencampuran agregat dan semen serta mempermudah pelaksanaan

pengecoran beton (workability). Proporsi air sedikit akan memberikan

kekuatan pada beton, tetapi sebagai konsekuensinya workabilitas akan

berkurang. Secara umum air yang dapat digunakan dalam campuran

mortar harus memiliki tingkat keasaman yang rendah (pH 7 atau kurang)

dan apabila dipakai akan menghasilkan mortar dnegan kekuatan lebih dari

90% dari mortar yang memakai air suling. (ACI 318-83)

Pemakaian air untuk beton, sebaiknya memenuhi syarat baku air bersih

sebagai berikut:

1. Tidak mengandung lumpur lebih dari 2 gram/liter.

2. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton lebih dari

15 gram/liter.

3. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.

4. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.

2.8. Unsaturated Polyester Resin

Unsaturated Polyester Resin (UPR) adalah sebuah senyawa kimia yang terbentuk

dari reaksi asam organik tak jenuh dan alkohol polyhydric. Alkohol polyhydric

yang banyak digunakan adalah ethylene glycol dan asam organik yang digunakan

biasanya adalah asam phtalic dan asam maleic. Polyester Resin konvensional

bersifat jenuh dan secara fisik kaku dan keras. Tentunya sifat sifat ini akan

mengurangi workabilitas repair material bila ditambahkan pada mortar. Maka

dari itulah polyester yang digunakan pada percobaan ini merupakan jenis

polyester resin yang tak jenuh. Sifat tak jenuh ini dapat dimungkinkan pada

proses internal karena salah satu senyawa pembentuknya yaitu asam maleic. UPR

pada dasarnya mempunyai sifat fisik lembut, fleksibel, dan elastis. Disamping itu

juga mempunyai plastisitas yang baik, daya elastis yang sempurna, daya tahan dan

daya lekat yang baik.


commit to user

25

UPR baik digunakan sebagai bahan tambahan (additif), hal ini karena beberapa

sifat karakteristik yang menguntungkan (K. Keinanen, et al). Sifat-sifat itu antara

lain :

a. Mudah dalam pengerjaannya.

b. Tahan terhadap korosi.

c. Merupakan isolator panas yang baik.

d. Mempunyai sifat elastis dan plastis.

Penggunaan UPR sebagai bahan tambah mortar ini didasarkan pada sifat-sifatnya

itu sendiri antara lain elastis, lembut, fleksibel, daya plastisitasnya baik, daya

tahan dan daya lengket yang baik. Polyester berfungsi meningkatkan kuat tekan,

tarik dan lentur, meningkatkan daktilitas dan kemampuan menyerap energi saat

berdeformasi, mengurangi retak akibat susut, meningkatkan ketahanan fatigue

(beban berulang) dan meningkatkan ketahanan impact (beban tumbukan).

Dalam penelitian ini, jenis polyester yang digunakan adalah jenis UPR produksi

dari PT. Justus Kimia Raya. UPR yang merupakan komponen yang mempunyai

daya rekat yang sangat tinggi antara beton normal dengan repair material serta

memiliki sifat permeabilitas yang rendah.

UPR secara substansial meningkatkan kualitas mortar semen, seperti:

1. Lapisan tahan abrasi.

2. Memiliki kekuatan awal tinggi.

3. Kuat tekan, tarik, dan lentur tinggi.

4. Memiliki ketahanan kimia yang cukup baik.

5. Tahan air.

6. Dapat mengurangi terjadinya penyusutan.

Sifat mekanik unsaturated polyester resin BQTN 157-EX (Justus Kimia Raya, 2001) Berat Jenis : 1.215 Kg/m3 Modulus Elastisitas (E) : 0,03 GPa Kekuatan tarik statis : 55 MPa Elongasi : 1.6 %


commit to user

26

Bahan tambah UPR dalam campuran repair material dapat meningkatkan

kekuatan tekan, tarik dan lentur pada komposit beton normal dengan mortar serta

dapat mengurangi sifat rapuh. Selain variabel yang mempengaruhi sifat-sifat

adukan dan beton biasa, sifat beton dan adukan yang baru dari polimer yang keras

dipengaruhi oleh berbagai macam faktor seperti jenis polyester, rasio antara

polyester dengan semen, rasio air dengan semen, kandungan air dengan kondisi

perawatan. Penambahan polyester pada repair material akan memperkuat ikatan

antara repair material dengan beton pada saat proses pelapisan atau penambalan.

Penambahan polyester yang mempunyai modulus elastisitas yang lebih rendah

dari modulus elastisitas matrik mortar diharapkan dapat membuat mortar lebih

daktail. Dengan sifat daktail tersebut, polyester yang dicampurkan ke dalam

mortar diharapkan dapat digunakan untuk memperbaiki karakteristik mortar itu

sendiri seperti mengurangi potensi retak. Selain itu, dengan sifat yang dapat

meningkatkan kuat tekan mortar, nilai modulus elastisitas dari mortar tersebut

juga akan mengalami peningkatan. Karena semakin besar kuat tekan mortar, maka

semakin besar pula modulus elastisitas dari mortar tersebut.

2.9. Susut Terkekang

Susut terkekang pada beton dan lapisan repair terjadi karena susut pada lapisan

repair material akan dikekang oleh susut yang terjadi pada beton sehingga akan

timbul tegangan tarik pada lapisan repair material. Susut terkekang yang terjadi

pada repair material dapat menyebabkan keretakan jika tegangan tarik yang

timbul sebagai akibat susut terkekang ini melebihi kuat tarik beton. Salah satu

kasusu susut terkekang yang dapat kita jumpai di lapangan adalah kasus pelapisan

ulang beton (concrete overlay).

Menurut Kristiawan (2009), pada kasus pelapisan ulang beton (concrete overlay),

pengekangan yang terjadi disebabkan oleh perbedaan susut antara beton dasar

dengan lapisan repair di atasnya. Beton dengan karakteristik susut yang rendah


commit to user

27

mengekang pergerakan dari repair material dengan karakteristik susut yang tinggi

(overlays). Tegangan tarik dapat terjadi pada lapisan repair material dan apabila

mencapai batas kuat tarik yang dimiliki oleh repair material maka dapat

menyebabkan keretakan.

Tingkat pengekangan yang terjadi dari lapisan repair material tergantung pada

besarnya perbedaan susut antara kedua lapisan yaitu lapisan beton dasar dengan

repair material. Faktor yang mempengaruhi tingkat pengekangan adalah

karakteristik ikatan antara beton dasar dengan lapisan repair material. Pada patch

repair terdapat tiga tipe ikatan yaitu pengikatan ikatan secara penuh (fully

bonded), ikatan secara parsial (partially bonded) dan lapisan tanpa ikatan

(unbounded overlay).

Ikatan secara penuh (fully bonded) akan memberikan pengekangan penuh

terhadap pergerakan dari susut repair material. Susut terkekang yang tinggi

ditimbulkan dan repair material akan lebih mudah diserang oleh retak

dibandingkan dengan ikatan secara parsial (partially bonded). Sementara itu

lapisan tanpa ikatan (unbounded overlay) tidak memberikan pengekangan sama

sekali karena lapisan repair material dapat menyusut secara bebas

Pada penelitian patch repair ini, pelapisan beton dengan repair material

menggunakan tipe ikatan secara parsial (partially bonded) atau tidak dilakukan

pengikiran permukaan beton agar menjadi kasar (dibiarkan apa adanya) sebelum

pelapisan repair material dilakukan.

2.10. Derajat Pengekangan

Kompatibilitas antara beton induk dan repair material secara umum menjadi hal

yang esensial dalam metode perbaikan patch repair ini. Perubahan dimensi yang

akan terjadi dikarenakan oleh susut dapat menyebabkan tegangan tarik pada

material perbaikan. Sehingga retak retak pada material perbaikan akan terjadi.


commit to user

28

Namun, Kristiawan (2003) telah menganalisis bahwa sebenarnya retak tidaknya

material perbaikan akibat perbedaan susut yang terjadi antara beton induk dengan

material perbaikan tidak hanya tergantung pada besarnya susut material

perbaikan, tetapi juga tergantung dari faktor lain yaitu modulus elastisitas,

rangkak, derajat pengekangan, dan kapasitas tarik material perbaikan.

Material Perbaikan yang diaplikasikan sebagai penambal kerusakan beton akan

memiliki besaran susut yang relatif lebih besar daripada beton induknya.

Perbedaan laju susut ini akan menyebabkan terjadinya perbedaan besaran susut

antara material perbaikan sh-r(t) dengan beton induk sh-c(t). Perbedaan susut dapat

dikalkulasi dengan rumus:

sh-b(t) = sh-r(t) - sh-c(t) (2.1)

Hal ini dapat terjadi jika susut kedua bahan (Repair material dan beton induk)

tidak terkekang sama sekali atau dengan kata lain mengalami susut bebas. Namun,

karena kedua material telah menyatu maka akan terjadi pengekangan sedemikian

rupa sehingga susut yang terpantau pada waktu (t) pada material perbaikan adalah

sh-a(t). Sedangkan besar susut terkekang adalah:

µ sh-b(t) = sh-b(t)- sh-a(t) (2.2)

Dengan µ adalah derajat pengekangan yang terjadi. Maka persamaan diatas dapat

diubah untuk mencari derajat pengekangan yaitu:

(2.3)


commit to user

29

Tegangan yang terjadi akibat pengekangan menurut Denarie (2004) terdiri dari

tiga faktor penting yang mana bisa direpresentasikan dalam persamaan berikut:

Kekakuan Bahan x Regangan Bebas x Derajat Pengekangan

Tiga faktor diatas sama pentingnya dan saling berhubungan. Tingkat kekakuan

suatu bahan tergantung pada modulus elastisitas ataupun rangkak dari bahan

tersebut. Adapun regangan bebas merupakan regangan yang terjadi akibat

perubahan volume suatu bahan karena perbedaan suhu atau kelembaban, susut

bebas, ataupun gaya eksternal lain. Derajat pengekangan (µ) yang ditekankan

disini lebih kepada perbandingan antara tegangan yang terjadi karena

real) dengan tegangan penuh yang terjadi karena

full). Perbandingan tersebut dapat digambarkan dalam

persamaan seperti ini:

µ = (2.4)

Dalam kondisi sebenarnya, pengekangan yang dilakukan oleh beton induk

terhadap repair material tidak sepenuhnya terjadi. Hal ini dikarenakan tingkat

kekakuan yang terbatas dari beton induk, susut yang dialami oleh repair material

pun hanya terkekang sebagian. Pengekangan sebagian ini secara substansial akan

menyebabkan pengurangan tegangan pada benda uji komposit dan retak retak

akibat susut akan mungkin terjadi.

Gaya yang akan timbul pada profil komposit benda uji ada dua, yaitu gaya aksial

dan gaya lentur yang direpresentasikan dengan timbulnya momen. Gaya Tarik

yang merupakan gaya aksial terjadi akibat pengekangan yang dilakukan beton

induk untuk menahan susut dari repair material (Nt). Berdasarkan hukum

kesetimbangan gaya, Nt akan menimbulkan reaksi yaitu gaya tekan (Nc) dan

momen (Mc) yang akan berlaku pada pusat gravitasi dari benda uji komposit.


commit to user

30

Reaksi tersebut dapat di gambarkan seperti dibawah ini:

Gambar 2.1. Reaksi Pada Benda Uji Komposit

Bernard (2004) menganalisis bahwa besar derajat pengekangan juga bisa

didefinisi jumlah dari “1” ditambah faktor gaya aksial (µN) dan faktor gaya lentur

(µM) yang bernotasi negafif (-) karena arah gayanya yang bersifat tekan.

Kemudian persamaan ini dimodifikasi demi mendapatkan notasi derajat

pengekangan karena efek pelepasan tegangan pada setiap derajat kebebasan.

µ = =

(2.5)


commit to user

31

Perlu diingat bahwa setelah bahan repair material diaplikasikan ke beton induk,

repair material tidak akan terkekang sepenuhnya atau dengan kata lain tidak ada

perbedaan susut sama sekali. Sekuat apapun kekangan yang diberikan oleh beton

induk, akan ada pengurangan volume yang akan dialami oleh repair material

yang diakibatkan oleh slip yang terjadi akibat adhesi yang terjadi antara beton

induk dengan repair material.

a. Kondisi Sesaat setelah repair material diaplikasikan kepada beton induk (T0)

b. Dengan mengasumsikan tidak ada kekangan yang terjadi sama sekali, maka perbedaan susut bebas yang dialami oleh repair material dan beton induk sebesar sh (t)

c. Akibat kedua material sudah menempel, maka sebagian dari perbedaan susut telah terkekang (µ sh(t)) sementara sisa perbedaan susut (1-µ) sh-(t) masih bisa bebas bergerak.

Tegangan yang dibutuhkan untuk mengembalikan repair material dari bentuk (b)

ke (a) tentu berbeda dengan tegangan yang dibutuhkan untuk mengembalikan dari

(b) ke (c). Tegangan yang disebut terakhir dinotasikan dengan real2 dan

merupakan tegangan yang dibutuhkan untuk mengekang agar seolah olah repair

material real2 tidak sama dengan

tegangan real1 yang pertama disebut diatas karena real1 tidak memperhitungkan

faktor slip yang mungkin terjadi selama masa penambalan.

Repair Material

Beton Induk

sh (t)

(1-µ) sh-(t)

µ sh sh (t)


commit to user

32

Tegangan yang dipakai saat menghitung derajat pengekangan real atau disebut

real2 real1 dikurangi oleh tegangan yang

N) dan tegangan yang diakibatkan oleh momen

M). Persamaan dapat digambarkan sebagai berikut:

real2 real1 - N - M (2.6)

dengan tegangan yang timbul akibat gaya aksial diperoleh akibat kesetimbangan

reaksi t-Nc=0, gaya tarik yang berlaku pada pusat gravitasi repair material

Nt akan diimbangi dengan gaya tekan Nc yang berlaku pada pusat gravitasi benda

uji komposit. Nc yang berlaku pada pusat gravitasi benda komposit hanya akan

menjadi faktor pengurang tegangan bila berlaku pada repair material. Maka dari

itu, perlu dilakukan penghitungan kompatibilitas antara beton induk dan repair

material. Korelasi antara gaya tarik Nt real1 dapat dinyatakan

sebagai:

Nt real1 . A (2.7)

dengan:

Nt : Gaya Tarik yang berlaku pada pusat gravitasi repair material (N)

real1 : Tegangan akibat Pengekangan Sempurna (MPa)

A : Luas Penampang Repair Material (mm2)


commit to user

33

Selain gaya aksial, terdapat gaya fleksural atau momen yang terjadi akibat gaya

tarik (Nt) yang berlaku pada jarak y dari pusat gravitasi benda uji komposit.

Momen tersebut dapat diperoleh dengan rumus:

Mc = Nt . y (2.8)

dengan:

Mc : Gaya Fleksural (Momen) akibat gaya tekan (Nmm)

Nt : Gaya Aksial akibat kekangan repair material (N)

y : Jarak dari gaya Nt diaplikasikan ke pusat gravitasi benda komposit (mm)

2.10.1 Prediksi Tegangan Tarik Pada Susut Terkekang

Hubungan tegangan dan regangan-regangan yang terjadi pada peristiwa susut

terkekang relatif sulit untuk diformulasikan. Hal ini karena tegangan dan

regangan-regangan tersebut saling mempengaruhi serta banyaknya parameter

yang tidak secara langsung dapat diukur nilainya. Banyak sekali formulasi

hubungan antara tegangan-regangan yang diusulkan oleh para peneliti yang pada

dasarnya semua berusaha mengembangkan prediksi tegangan dengan

memasukkan semua parameter yang terlibat dalam fenomena susut terkekang.

Parameter-parameter itu tentu bukan hanya dilihat dari nilai susutnya saja, namun

juga parameter lain seperti nilai rangkak (creep), modulus elastisitas, tipe

pengekangan, dll. Disini peneliti tidak akan membahas tentang persamaan tersebut

secara detail. Tetapi lebih menekankan pada persamaan semi-empiris yang telah

dibuat oleh Kristiawan (2011) yang mentransformasi persamaan persamaan yang

telah ada. Adapun fungsi ini diturunkan dari sumber data dari referensi yang

sesuai (Silfwerbrand, 1997; Baluch et al., 2002; Hosaain et al., 2008 dan

Kristiawan et al., 2009). Persamaan semi empiris diperoleh dari melakukan

regresi linier hubungan tegangan dan susut. Jadi nilai tegangan akibat susut

terkekang pada suatu material dapat diketahui tanpa memasukkan nilai parameter


commit to user

34

derajat pengekangan, rangkak, modulus elastitas, dan lain lain. Persamaannya

adalah sebagai berikut:

= 0. sh (2.9) dimana:

= Nilai Tegangan Tarik Akibat Susut Terkekang (Mpa)

sh = Nilai Susut Terkekang (Microstrain 10-6)

Gambar 2.2 Hubungan antara nilai susut dan tegangan pada kondisi terkekang


commit to user

35

2.10.2 Prediksi Tegangan Yang Terjadi Akibat Momen

Gaya tarik yang terjadi pada pusat gravitasi repair material (Nt) akan

menimbulkan reaksi berupa gaya tekan (Nc) yang akan berlaku pada pusat massa

benda uji komposit. Gaya ini secara otomatis akan menimbulkan momen (Mc)

terhadap pusat massa repair material. Momen ini selanjutnya akan menimbulkan

tegangan ( M ) yang bisa dikalkulasikan dengan rumus:

M =

(2.10)

Dengan:

Mc : Momen yang terjadi akibat gaya tekan (Nmm) ycom : Statis Momen Benda Uji Komposit (mm) Icom : Momen Inersia Benda Uji Komposit (mm4) 2.10.3 Prediksi Tegangan Yang Terjadi Akibat Gaya Aksial

Seperti yang telah dijabarkan diatas, gaya tekan (Nc) yang terjadi akibat reaksi

dari gaya tarik oleh repair material (Nt) akan menimbulkan tegangan sedemikian

rupa yang berlaku sebagai pengurang tegangan hanya bila berlaku pada repair

material. Adapun tegangan tersebut dapat dihitung dengan rumus:

N = (2.11)

Dengan:

Nc : Gaya Aksial Tekan yang terjadi (N)

Acom : Luas benda uji komposit setelah beton induk dipadankan dengan repair

material (mm2)


commit to user 36

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Tinjauan Umum

Metodologi penelitian merupakan langkah-langkah penelitian suatu masalah, kasus,

gejala atau fenomena tertentu dengan jalan ilmiah untuk menghasilkan jawaban yang

rasional. Metode yang dipakai dalam penelitian ini adalah metode eksperimen, yaitu

metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan langsung untuk

mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara variabel-variabel

yang diselidiki. Metode ini dapat dilakukan di dalam ataupun di luar laboratium.

Penelitian ini akan dilakukan di dalam labororatorium. Langkahnya yaitu membuat

benda uji berupa balok beton induk dengan ukuran 300 x 100 x 90 mm dengan

ditambah lapisan repair material diatasnya setebal 10 mm sehingga ukuran benda uji

total menjadi 300 x 100 x 100 mm. Variasi kadar UPR yang digunakan adalah 0%,

50%, 55%, dan 60% dari berat binder. Hasil percobaan akan diperoleh data tentang

perbedaan susut antara beton induk dan repair material. Dari data tersebut dapat

dihitung pelepasan tegangan akibat slip yang terjadi pada repair material. Pelepasan

tegangan tersebut kemudian akan dianalisis lagi dengan memperhitungkan modulus

elastisitas pada masing-masing UPR-Mortar sehingga mendapatkan derajat

pengekangan.

3.2. Bahan-Bahan Penyusun

3.2.1 Agregat

Berdasarkan ukuran butirannya, agregat dibagi menjadi dua, yaitu:

1) Agregat Halus (fine aggregate)


commit to user

37

Agregat halus (fine agregat) merupakan agregat yang lolos ayakan 9,5 mm dan

tertahan di atas ayakan 0,15 mm. Sebelum penelitian berlangsung dilakukan uji

pendahuluan terhadap material yang digunakan, meliputi:

· Pengujian Kadar Lumpur

Pada penelitian ini, pasir digunakan sebagai agregat halus. Pasir berfungsi sebagai

pengisi rongga-rongga yang terbentuk dari campuran pasta semen dan agregat kasar.

Salah satu spesifikasi pasir yang dapat digunakan dalam campuran beton yaitu

kandungan lumpurnya tidak melebihi 5% dari berat keringnya.

Sesuai dengan PBI 1971 (N-20 atau ASTM), pasir yang mengandung lumpur 5% dari

berat keringnya harus dicuci, karena kandungan lumpur yang berlebihan dalam pasir

dapat mengganggu lekatan antara partikel dalam pencampuran beton sehingga dapat

menurunkan kekuatan beton.

Kadar lumpur pasir dihitung dengan persamaan 3.1 sebagai berikut : (3.1)

dengan :

G0 = berat pasir awal (100 gram)

G1 = berat pasir akhir (gram)

· Pengujian Kadar Zat Organik

Kandungan zat organik pada pasir umumnya besar. Hal ini terjadi karena pasir

sebagai bahan dasar pembentuk beton biasanya diambil dari sungai dan sangat kotor.

Aliran air sungai yang membuat zat organik atau semacamnya dapat terbawa dan

mengendap pada pasir. Kandungan zat organik dapat membahayakan bila terlalu

banyak terdapat pada campuran beton. Sifat zat organik yang mudah terurai


commit to user

38

membuatnya cepat membusuk sehingga menimbulkan pori pada beton. Kandungan

zat organik pada pasir dapat diuji menggunakan larutan NaOH 3% pada percobaan

perubahan warna Abrams Harder sesuai dengan PBI 1971 (N-20 atau ASTM). Pada

Tabel 3.1 dapat dilihat kadar zat organik pada pasir berdasarkan prubahan warnanya.

Tabel 3.1. Tabel Perubahan Warna dalam Pengujian Kadar Zat Organik

Warna Prosentase kandungan zat organik (%)

Jernih

Kuning muda

Kuning tua

Kuning kemerahan

Coklat kemerahan

Coklat

0

0 – 10

10 – 20

20 – 30

30 – 50

50 – 100

· Pengujian Specific Gravity

Pengujian specific gravity agregat halus dengan berpedoman pada ASTM C 128

ditujukan agar mendapatkan :

i. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi

kering dengan volume pasir total

ii. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam

kondisi kering permukaan dengan volume pasir total

iii. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi

kering dengan volume butir pasir


commit to user

39

iv. Absorption, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat pasir

kering

Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.2 s/d 3.5 sebagai berikut:

Bulk Specific Gravity cdb

a-+

= (3.2)

Bulk Specific Gravity SSD cdb

d-+

= (3.3)

Apparent Specific Gravity cab

a-+

= (3.4)

Absorption %100´-=a

ad (3.5)

dengan :

a = berat pasir kering oven (gram)

b = berat volumetricflash berisi air (gram)

c = berat volumetricflash berisi pasir dan air (gram)

d = berat pasir dalam keadaan kering permukaan jenuh (500 gram)

· Pengujian Gradasi

Gradasi pada pasir sebagai agregat halus menentukan sifat workability dan kohesi

dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat halus sangat diperhatikan.

Pengujian gradasi agregat halus menggunakan standar pengujian ASTM C 136.

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi diameter butiran pasir,

prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus kehalusan adalah angka yang

menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehausan butir pasir.


commit to user

40

Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.6 sebagai berikut :

(3.6)

dengan:

d

e

2) Agregat Kasar (coarse aggregate)

Pada penelitian ini digunakan batu pecah berukuran 10-20 mm. Agregat kasar

adalah agregat dengan besar butir lebih dari 4,75 mm. Hasil pengujian agregat

kasar:

a) Pengujian gradasi dilakukan untuk menentukan distribusi ukuran butir dari

agregat kasar (split). Uji gradasi menunjukkan bahwa modulus halus

kerikil adalah 5,003. Hal ini telah memenuhi syarat yang ditetapkan oleh

ASTM C.33-84 yaitu 5-8.

b) Pengujian specific gravity merupakan pengujian untuk mengetahui berat

jenis agregat tersebut. Hasil pengujian specific gravity menunjukkan

bahwa kerikil mempunyai specific gravity sebesar 2,53 atau dengan kata

lain telah memenuhi standar yang ditetapkan oleh ASTM C.127-81 yaitu

sebesar 2,5-2,7.

c) Uji abrasi agregat kasar menunjukkan keausan kerikil yang digunakan

dalam penelitian ini sebesar 23%, hal ini telah memenuhi syarat yang

ditetapkan yaitu keasusan agregat kasar maksimum adalah 50%.

3.2.2 Unsaturated Polyester Resin (UPR)

Perlu diingat bahwa salah satu sifat dari material perbaikan yang sangat penting ialah

mempunyai kuat tekan yang hampir sama dengan beton induknya. Untuk


commit to user

41

mendapatkan kadar UPR yang maksimal untuk sifat demikian, dilakukan uji

pendahuluan sebelum pengujian susut yaitu dengan membuat benda uji mortar

berbentuk kubus dengan ukuran 5x5x5 cm. Pada umur satu hari benda uji akan di uji

kuat tekannya dan harus mencapai kekuatan minimal 17 MPa. Pada percobaan saya,

didapat kadar UPR yang maksimal adalah 50, 60, dan 70 persen dari berat semen

dengan presentase hardener (pereaksi) sejumlah 5 persen dari berat UPR.

3.2.3 Superplasticizer/pengencer

Superplasticizer ditambahkan dalam campuran beton induk dalam jumlah tidak lebih

dari 5% berat semen. Pemberian yang berlebihan selain tidak ekonomis juga akan

menyebabkan penundaan setting yang lama sehingga beton akan kehilangan

kekuatan akhir. Superplasticizer yang digunakan dalam penelitian ini adalah

sikament-NN yang berbentuk cairan sebanyak 4% dari berat semen untuk repair

materialnya. Penggunaannya sebanyak 4% dari berat semen karena pada waktu trial,

proporsi tersebut sudah dapat memenuhi workability mortar atau mortar sudah sangat

workable.

3.2.4 Accelerator

Accelerator atau pengeras adalah bahan tambahan yang dicampurkan pada adukan

mortar selama pengadukan dalam jumlah tertentu yang berfungsi untuk memperceoat

pengikatan dan pengerasan awal mortar, digunakan untuk pengecoran yang

berhubungan dengan air/efisiensi waktu pemakaian cetakan. Kelebihan accelerator

perlu dihindari karena dapat menyebabkan kesulitan placement dan akan merusak

karena terjadi setting yang cepat, susut pengeringan bertambah, korosi pada tulangan

dan kekuatan pada umur lanjut dapat berkurang. Hal tersebut disebabkan oleh adanya

kalsium klorida yang terkandung dalam accelerator mempunyai sifat higroskopis

(dapat menyerap air yang ada di sekitarnya).


commit to user

42

3.3. Susunan Bahan Percobaan Benda uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah balok beton berdimensi 300

mm x 100 mm x 90 mm dengan kuat tekan 30 MPa dan dimensi repair material

sebagai lapisan diatas beton adalah setebal 10 mm yang dapat dilihat pada gambar

3.1.

Gambar 3.1. Benda Uji Balok Komposit

Penelitian tentang repair material ini menggunakan beton normal dengan nilai FAS

0,478. Beton dibiarkan hingga kurang lebih 90 hari dengan tujuan untuk

mengoptimalkan susut yang terjadi sebelum repair material ditempatkan, Adapun

benda uji terdiri dari dua jenis repair material antara lain:

a. Mortar biasa ditambah superplasticizer.

b. Polyester (UPR) Mortar dengan kadar UPR masing masing 50%, 60%, dan

70% dari berat semen.

Macam benda uji dapat dilihat pada Tabel 3.2.

Kode Semen Fly Ash Pasir UPR Hardener Air

(kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (%)* (%)** (kg/m3) *** (kg/m3) *)

O-M 757.9 133.7 891.6 0 0 0 0 242.5

UPR-50 731.6 129.1 860.7 430.4 35.42 50 12,9 0

UPR-55 717.3 126.6 843.9 464.2 38.20 55 13,9 0

UPR-60 703.6 124.2 827.8 496.7 40.88 60 14,9 0


commit to user

43

Keterangan: *dihitung dari volume campuran total (1 m3) **dihitung dari berat binder yaitu semen ditambah fly ash ***dihitung dari berat UPR sebesar 3% *) jumlah air berdasarkan faktor air-semen (fas) 0,32

3.3.1. Pembuatan Benda Uji

a. Pembuatan Beton Normal

Penghitungan rancang campur beton normal (mix design) dilakukan terlebih

dahulu untuk mendapatkan rancangan beton yang sesuai dengan rencana.

Langkah-langkah pembuatan beton normal adalah sebagai berikut:

1) Membersihkan cetakan bagian dalam dan melumasinya dengan oli.

2) Menimbang semen, pasir, kerikil dan air sesuai dengan mix design.

3) Mencampur semen, pasir, dan kerikil sampai menjadi homogen.

4) Menambahkan air sedikit demi sedikit sampai merata dan beton menjadi

homogen.

5) Memasukkan campuran beton ke dalam cetakan benda uji sampai 1:3

bagian dari tinggi beton yaitu 10 cm. Kemudian dipadatkan dengan cara

dirojok.

6) Mengulangi langkah (5) untuk 2/3 dan 3/3 bagian dari tinggi beton yaitu

30 cm, kemudian meratakan bagian atas beton.

7) Menyimpan beton pada tempat yang teduh dan bebas dari gangguan.

8) Membuka cetakan setelah 24 jam dan membiarkannya selama ±60 hari.

b. Pembuatan Repair Mortar

Perhitungan tentang proporsi masing-masing bahan repair mortar dilakukan

terlebih dahulu untuk mendapatkan proporsi bahan yang sesuai dengan

rencana. Langkah-langkah pembuatan repair mortar adalah sebagai berikut:

1) Memasang kembali cetakan pada beton normal setelah didiamkan

selama ±60 hari.

2) Menimbang bahan-bahan repair mortar sesuai dengan rancangan yang

telah direncanakan.


commit to user

44

3) Mencampur semen, pasir, dan UPR sampai campuran menjadi workable

dan siap untuk diaplikasikan.

4) Memasukan UPR Mortar kedalam cetakan yang telah dipersiapkan

untuk melapisi beton setebal 1 cm sambil dirojok kemudian meratakan

permukaannya.

5) Membuka cetakan setelah 24 jam lalu dilanjutkan dengan pemasangan

dial gauge pada masing-masing ujung benda uji.

6) Memasang demec point pada masing-masing ujung benda uji.

3.4 Alat-Alat Pengujian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Struktur dan Bahan, Teknik Sipil, Universitas

Sebelas Maret Surakarta, sehingga menggunakan alat-alat yang terdapat pada

laboratorium tersebut.

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Timbangan

1) Timbangan Digital

2) Timbangan Bascule merk DSN Bola Dunia, dengan kapasitas 50 kg

dengan ketelitian 0,1 kg.

b. Ayakan dan mesin penggetar ayakan

Ayakan baja dan penggetar yang digunakan adalah merk Controls buatan Itali

dengan bentuk lubang ayakan bujur sangkar dengan ukuran lubang ayakan

yang tersedia adalah 75 mm, 50 mm, 38.1 mm, 19 mm, 12.5 mm, 9.5 mm,

4.75 mm, 2.36 mm, 1.18 mm, 0.85 mm, 0.15 mm, 0.30 mm dan pan.

c. Conical Mould

Conical Mould dengan ukuran diameter atas 3.8 cm, diameter bawah 20 cm,

tinggi 30 cm lengkap dengan tongkat baja yang ujungnya ditumpulkan dengan


commit to user

45

ukuran panjang 60 cm, diameter 16 mm digunakan untuk menguji agregat

halus sudah dalam keadaan SSD atau belum.

d. Kerucut Abrams

Kerucut Abrams dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm, diameter

bawah 20 cmm, tiggi 30 cm lengkap dengan tongkat baja pemadat dengan

ukuran panjang 60 cm, diameter 16 mm. Digunakan untuk mengukur nilai

slump adukan beton.

e. Alat Bantu

1) Cetok Semen, digunakan untuk memasukan adukan beotn dan adukan

repair mortar ke cetakan.

2) Grlas ukur kapasitas 1000 ml, digunakan untuk menakar air yang akan

dipakai dalam adukan beton dan adukan repair mortar.

3) Ember atau bak untuk tempat air dan sisa adukan.

f. Dial Gauge

Dial Gauge yang digunakan adalah merek mitutoyo dengan ketelitian 0.01

mm untuk mengamati susut pada mortar.

3.5. Prosedur Pengamatan Benda Uji

Pengamatan terhadap susut pada beton dan lapisan mortar dilakukan untuk

mengetahui besarnya perbedaan susut terkekang dan membandingkannya dengan

besar susut bebas untuk mendapatkan nilai derajat pengekangan. Pengamatan

dilakukan dengan memasang demec point pada kedua ujung beton dan lapisan mortar

di bagian samping. demec point berbentuk silinder besi terbuka pada kedua sisi yang

berdiameter 3 mm dan tinggi 5 mm. Langkah-langkag pemasangan demec point

adalah sebagai berikut:

a. Mengukur jarak penempatan demec point dengan jarak 50 mm dari ujung

lapisan mortar dan beton induk.


commit to user

46

b. Mengukur titik-titik yang akan ditinjau dengan jarak masing-masing titik

adalah 200 mm. Menempatkan demec point dengan bar reference agar ukuran

lebih tepat.

c. Melekatkan demec point dengan lem epoxy merek dextone pada titik yang

telah diberi tanda.

d. Mendiamkan demec point ± 3 jam sampai lem mengeras dan posisi benar-

benar stabil.

e. Membaca demec point pada beton induk dan repair mortar setiap hari.

Benda uji yang telah dipasangi demec point kemudian dilakukan pengamatan.

Langkah-langkah pengamatan susut (shrinkage) adalah sebagai berikut:

a. Setting alat Demountable Mechanical Strain Gauge yang menggunakan nilai

bar reference sebesar 200 µmm.

b. Mengatur dial gauge yang tedapat pada Demountable Mechanical Strain

Gauge dan mengenolkan jarum dial gauge.

c. Membaca dan mencatat perubahan jarum dial gauge setelah jarum berhenti

atau dalam keadaan stabil.

d. Mengulangi pengukuran pada masing-masing demec point sebanyak 4 kali,

e. Menghitung nilai shrinkage mortar (dengan satuan microstrain).


commit to user

47

3.6. Bagan Alir Pengujian

Tahap-tahap penelitian ini dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir pada

Gambar 3.2.

Mulai

Persiapan

Semen Pasir Kerikil UPR Air

Uji Bahan: Kadar Lumpur Kadar Organik Specific Gravity Gradasi

Uji Bahan: Specific Gravity Gradasi Abrasi

selesai

Rencana campuran dan mix design

Pembuatan Adukan Beton

Pelapisan Mortar Pada Beton

Pemasangan Demec Point pada Kedua Ujung Beton dan Lapisan Mortar

Pemasangan Demec Gauge pada Kedua Ujung Beton dan Lapisan Mortar

Pengamatan Susut Terkekang

Analisis dan Pembahasan

Kesimpulan


commit to user

48

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Mix Design

Untuk mendapatkan kadar masing masing bahan penyusun untuk benda uji,

sebelumnya dilakukan uji pendahuluan dengan trial and error dengan parameter

kuat tekan menggunakan benda uji kubus 5x5x5 cm. Mix design dapat dikatakan

berhasil jika pada uji kuat tekan, benda uji dapat mencapai nilai 75 MPa dalam

waktu 24 jam. Hasil perhitungan mix design pembuatan benda uji UPR-Mortar

untuk 1 m3 campuran mortar dapat dilihat pada tabel berikut dan untuk detainya

dapat dilihat pada Lampiran B.

Tabel 4.1. Perhitungan mix design untuk benda uji per 1 m3

Variasi UPR

Semen (Kg)

Pasir (Kg)

Fly Ash (Kg)

UPR (Kg)

Hardener (Kg)

50% 807.9 950.5 142.6 475.2 23.8

55% 791.5 931.1 139.7 512.1 25.6 60% 775.7 912.5 136.9 547.5 27.4

Benda uji yang digunakan pada percobaan ini berupa beton induk dengan dimensi

300 x 100 x 90 mm sebanyak 12 buah dan repair mortar material dengan dimensi

300 x 100 x 10 mm juga sebanyak 12 buah. 9 benda uji repair material

menggunakan kadar UPR yang telah disesuaikan sebanyak 50, 55, dan 60persen.

Dan sebagai pembanding, digunakan 3 buah repair material berupa mortar biasa

tanpa tambahan UPR.

Benda uji repair mortar diaplikasikan kepada beton induk setelah beton induk

berumur 90 hari. Setelah itu dilakukan pengujian susut pada benda uji komposit


commit to user

49

pada waktu 3 jam, 6 jam, 1 hari, 2 hari, dst setelah repair mortar diaplikasikan.

Pengujian susut dilakukan dengan menggunakan Demec Gauge.

4.2. Hasil Pengamatan Susut dan Derajat Pengekangan

Untuk menghitung besarnya derajat pengekangan yang terjadi pada beton dan

repair material dapat digunakan berbagai macam cara. Perbedaan cara ini didasari

pada banyaknya parameter yang akan digunakan sebagai acuan untuk menghitung

derajat pengekangan. Cara pertama yaitu dengan menggunakan hanya perbedaan

susut yang terjadi pada repair material terkekang dan membandingkannya dengan

susut pada repair material bebas. Metode ini cukup sederhana karena parameter

yang digunakan tidak mempertimbangkan besarnya tegangan yang terjadi pada

repair material maupun pada beton induk. Lalu metode berikutnya yang dapat

dipakai untuk menghitung derajat pengekangan adalah dengan memperhitungkan

besarnya gaya dan tegangan terjadi pada repair material maupun beton induk.

Metode ini juga mempertimbangkan adanya faktor slip yang terjadi sesaat setelah

repair material diaplikasikan kepada beton induk akibat adhesi.

Repair material yang diaplikasikan sebagai bahan penambal kerusakan beton

tentu memiliki laju susut yang berbeda dengan beton induknya. Perbedaan laju

susut ini akan menyebabkan terjadinya perbedaan susut sh-b(t)antara material

perbaikan sh-r(t)dengan beton induk sh-c(t). Hal ini dapat terjadi jika kedua material

(repair dan beton induk) tidak terkekang sama sekali atau dengan kata lain

mengalami susut bebas. Namun jika kedua material sudah menyatu, maka akan

terjadi pengekangan sedemikian rupa yang besarnya dapat dihitung dengan rumus

µ1 sh-b(t)= sh-b(t)- sh-a(t) (4.1)

atau,

shb t sha tshb t (4.2)


commit to user

50

Dimana:

µ1 = Derajat Pengekangan yang Terjadi setelah slip

sh-b(t) =Beda Susut Bebas antara Repair Materialdan beton induk

sh-a(t) = Beda Susut Terkekang antara Repair Materialdan beton induk Dalam prakteknya, bila pengekangan yang terjadi adalah pengekangan sempurna,

secara normal repair material akan menyusut mengikuti beton induknya, sehingga

perbedaan susut antara repairmaterial dan beton induk adalah nol. Namun pada

eksperimen yang saya lakukan, tetap akan ada perbedaan susut yang terjadi antara

repairmaterial dan beton induk. Perbedaan inilah yang kemudian disebut slip dan

merupakan fungsi dari waktu.

Repair material dapat dikatakan terkekang dengan baik apabila derajat

pengekangan yang terjadi semakin mendekati angka 1. Hal ini menunjukkan besar

dari perbedaan susut terkekang semakin kecil yang berarti pengekangan dari beton

induk kepada repair material menjadi sangat kuat.

Dari hasil penghitungan susut terkekang, didapat grafik seperti berikut:

Gambar 4. 1. Grafik Hubungan Susut Terkekang dengan Umur Mortar pada UPR

Mortar 50%

0

100

200

300

400

500

600

700

0 5 10 15 20 25 30

HARI

benda uji 1

benda uji 2

benda uji 3


commit to user

51

Gambar 4.1. menunjukkan hubungan antara pertambahan susut terkekang

Campuran UPR –Mortar 50% terhadap waktu. Pada benda uji 1 terlihat laju

perbedaan susut terus meningkat sampai hari ke-5 yaitu sebesar 298microstrain

lalu setelah itu laju susut mengalami fluktuasi naik dan turun sampai hari ke-28

dan rata-rata beda susut pada benda uji 1 adalah 307microstrain. Kemudian pada

benda uji 2 laju susut juga meningkat dan memuncak di hari ke-3 dengan besar

214microstrain dan setelah itu juga mengalami fluktuasi besaran dengan rata-rata

beda susut 225microstrain. Benda uji 3 juga mengalami tren yang sama yaitu

mengalami kenaikan laju susut hingga hari ke-5 dengan besaran 577microstrain

dan juga mengalami fluktuasi dengan rata-rata 456microstrain.

Gambar 4. 2. Grafik Hubungan Susut Terkekang dengan Umur Mortar pada

UPRMortar 55%



perbedaan susut terus meningkat sampai hari ke-6 yaitu sebesar 341microstrain

lalu setelah itu laju susut mengalami fluktuasi naik dan turun sampai hari ke-28

dan rata-rata beda susut pada benda uji 1 adalah 384microstrain. Kemudian pada

benda uji 2 laju susut juga meningkat dan memuncak di hari ke-5 dengan besar

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 5 10 15 20 25 30

BEDA

SU

SUT

(MIC

ROST

RAIN

)

HARI

Benda uji 1

Benda uji 2

Benda uji 3


commit to user

52

451microstrain dan setelah itu juga mengalami fluktuasi besaran dengan rata-rata

beda susut 502microstrain. Benda uji 3 juga mengalami tren yang sama yaitu

mengalami kenaikan laju susut hingga hari ke-6 dengan besaran 569microstrain

dan juga mengalami fluktuasi dengan rata-rata 554microstrain

Gambar 4. 3. Grafik Hubungan Susut Terkekang dengan Umur Mortar pada UPR

Mortar 60%



perbedaan susut mengalami kenaikan sampai hari ke-5 yaitu sebesar

372microstrain lalu setelah itu laju susut mengalami fluktuasi naik dan turun

sampai hari ke-28 dan rata-rata beda susut pada benda uji 1 adalah

429microstrain. Kemudian pada benda uji 2 laju susut juga meningkat dan

memuncak di hari ke-7 dengan besar 510microstrain dan setelah itu juga

mengalami fluktuasi besaran dengan rata-rata beda susut 618microstrain. Benda

uji 3 juga mengalami tren yang sama yaitu mengalami kenaikan laju susut hingga

hari ke-7 dengan besaran 346microstrain dan juga mengalami fluktuasi dengan

rata-rata 259microstrain.

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 5 10 15 20 25 30

Beda

Sus

ut (M

icro

stra

in)

Hari

Benda Uji 1

Benda Uji 2

Benda Uji 3


commit to user

53

Secara keseluruhan, rata-rata perbedaan susut terbesar terjadi pada benda uji

variasi 55% yaitu sebesar 505 microstrain. Diikuti dengan benda uji variasi 60%

dengan besaran 435microstrain, lalu benda uji 50% dengan rata-rata

266microstrain.

Selain perbedaan susut terkekang, untuk mencari derajat pengekangan susut juga

dibutuhkan data tentang perbedaan susut bebas. Adapun grafik perbedaan susut

bebas adalah sebagai berikut:

Gambar 4. 4. Grafik Hubungan Susut Bebas dengan Umur Mortar

Gambar 4.4 menunjukkan bahwa besarnya beda susut bebas pada ketiga variasi

benda uji berfluktuasi seiiring berjalannya waktu. Hal ini dapat dipengaruhi oleh

beberapa hal seperti suhu ruangan dan kelembaban udara. Pada benda uji UPR 50

laju beda susut terus mengalami tren positif hingga hari ke-9 yaitu mencapai

575microstrain dan setelah itu mengalami naik turun laju beda susut hingga

mengalami puncaknya pada hari ke-19 yaitu sebesar 653microstrain dengan rata

rata beda susut 447microstrain. Lalu pada benda uji dengan variasi UPR 55 juga

memiliki tren positif hingga hari ke-8 dengan besar 570microstrain dan lalu

0

100

200

300

400

500

600

700

0 5 10 15 20 25 30

Beda

Sus

ut (M

icro

stra

in)

T (hari)

UPR 50

UPR 55

UPR 60


commit to user

54

mencapai puncaknya sebesar 637microstrain pada hari ke-11. Rata-rata perbedaan

susut bebas pada benda uji UPR 55 adalah sebesar 419microstrain. Kemudian

pada benda uji UPR 60 sudah mengalami fluktuasi yang cukup signifikan sejak

hari ke-3 dan mengalami puncaknya pada hari ke-12 dengan besar beda susut

508microstrain dan rata-rata 338microstrain.

Setelah didapat data perbedaan susut bebas dan perbedaan susut terkekang.

Dengan rumus sederhana seperti yang telah dijabarkan sebelumnya dapat dicari

besaran derajat pengekangan susut. Nilai maksimal dari derajat pengekangan

susut adalah 1, yang berarti pengekangan yang terjadi sempurna yang berarti

repair material dapat terkekang seluruhnya oleh beton induk dan tidak ada bagian

dari repair material yang bebas bergerak. Dibawah ini adalah grafik dari derajat

pengekangan susut yang telah saya lakukan:

Gambar 4. 5. Grafik Hubungan Derajat Pengekangan Susut dengan Umur Mortar

Dari Gambar 4.5.dapat diperoleh data bahwa penambahan UPR dapat

meningkatkan kekangan beton induk pada repair material. Didapat derajat

pengekangan pada mortar biasa tanpa tambahan UPR sebesar0.033. Namun ketika

telah ditambah UPR, derajat pengekangan secara keseluruhan mulai bertambah.

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

0 5 10 15 20 25 30

Der

ajat

Pen

geka

ngan

T (hari)

Derajat Pengekangan Susut

UPR50

UPR55

UPR60

Mortar Biasa


commit to user

55

Dapat dilihat pada benda uji UPR50, UPR55, dan UPR60 yang memiliki derajat

pengekangan berturut turut 0.36, -0.24, dan -0.34

4.3. Prediksi Derajat Pengekangan dengan Metode Tegangan

Tegangan tarik yang terjadi pada bidang sentuh antara beton dan repair material

merupakan akibat dari adanya regangan karena perbedaan susut antara repair

material dan beton induk. Hal ini juga sangat dipengaruhi oleh derajat

pengekangan yang terjadi.Denarie et al (2011) menjelaskan bahwa derajat

pengekangan merupakan rasio dari tegangan akibat pengekangan tidak sempurna

tegangan yang terjadi akibat pengekangan sempurna

µ= =

(4.3)

fulladalah tegangan yang berdasarkan asumsi bahwa beton induk tidak mengalami

susut atau susut yang terjadi sangat kecil sehingga tidak dianggap.Namun jika

susut dari beton induk masih diperhitungkan, tegangan yang terjadi bukan

full.Maka dari itu, perlu dicari pengurangan tegangan yang terjadi khusus

akibat slip. Tegangan yang terjadi akibat slip tadi kemudian dipakai untuk

akibat tegangan sempurna 1dan

kemudian disubstitusikan ke persamaan(4.3 4.3)

2

µ2 = = (4.4)

dengan:

= Tegangan akibat Pengekangan Sempurna dikurangi slip (MPa)

= Tegangan yang Terjadiakibat Gaya Aksial (MPa)

= Tegangan yang Terjadiakibat Gaya Fleksural (MPa)


commit to user

56

4.3.1 Prediksi Gaya dan Tegangan Aksial yang Terjadi pada Repair

Material

Kedua material, baik beton induk dan repair materialakan menyusut dengan laju

yang berbeda. Hal ini akan menimbulkan gaya yang terjadi pada repair material

yang berupa gaya tarik sebagai usaha repair material untuk kembali pada kondisi

equilibrium. Gaya tarik (Nt) ini bisa di prediksi dengan menggunakan rumus

sederhana yaitu:

Nt real1 A (4.5)

dengan:

Nt = Tegangan Tarik akibat perbedaan susut (N) A = Luas Penampang Repair Material (mm2)

Tabel 4.2.Gaya Aksial yang terjadi pada penampang repair material

Hari ke- Gaya Aksial (N)

UPR50 UPR55 UPR60 mortar 0.125 0.00 0.00 0.00 0.00

0.25 367.35 1211.32 182.13 0.00

1 -1577.13 -346.43 -194.52 0.00 2 -1652.30 -1377.95 2886.10 -1023.77 3 -2328.10 -1745.69 1574.03 -86.80 4 -2777.60 -846.49 924.19 -538.62 5 -2754.35 52.70 744.77 258.46 6 -2027.40 -753.30 1502.73 985.22 7 -1300.45 326.28 2260.68 1711.98 8 -1282.63 966.81 3072.10 3805.25 9 372.78 -340.23 3126.74 3105.43 10 344.10 175.93 1684.85 4157.88 11 316.59 692.08 2165.16 2792.33 12 409.20 1116.00 3629.33 2720.25 13 298.76 404.55 3199.98 3718.84


commit to user

57

14 188.33 -618.45 2770.62 4717.43 15 503.75 113.92 2473.80 4605.05 16 1109.03 -136.01 2228.13 3323.20

Tabel 4.2. Gaya Aksial yang terjadi pada penampang repair material (lanjutan)

Hari ke- Gaya Aksial (N)

UPR50 UPR55 UPR60 mortar 17 -395.25 -804.26 1231.09 3134.88 18 458.80 -1472.50 706.80 3551.05 19 986.19 -1004.40 1618.20 3750.61 20 832.16 -2214.95 2167.68 4052.28 21 678.13 -1287.28 2717.15 4353.95 22 751.75 -1783.66 3813.78 3776.58 23 -30.22 -2184.14 1687.95 4985.58 24 1041.60 -2104.22 992.39 5104.15

25 954.03 -2024.30 2476.90 4380.69

26 31.77 -2754.35 2710.18 3990.47

27 -279.39 -2121.18 2569.90 3847.49 28 -590.55 -1384.92 2429.63 3704.50

rata-rata -253.49 -767.07 2046.63 2858.08

Grafik hubungan antara waktu dan gayaaksial yang terjadi dapat digambarkan

sebagai berikut:

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 5 10 15 20 25 30

Gay

a (N

)

T (hari)

Gaya UPR50

Gaya UPR55

Gaya UPR60

Gaya Mortar


commit to user

58

Gambar 4.6. Grafik Hubungan Gaya Tarik pada Repair Material dengan Umur

Mortar

Gambar 4.6. menunjukkan hubungan antara umur repair material dengan gaya

tarik yang terjadi pada repair material dengan kadar 50%, 55%, 60%, dan mortar

biasa.Dari grafik dapat terlihat bahwa gaya tarik rata-rata terbesar terjadi pada

mortar biasa yaitu sebesar 2858.08 N, lalu diikuti oleh benda uji UPR60, UPR50,

dan UPR55 masing masing sebesar 2046.63 N, -253.49 N, dan -767.07N. Hal ini

menunjukkan bahwa mortar biasa tidak tekekang terlalu baik sehingga

menimbulkan regangan yang cukup besar.

Gaya tarik yang teradi pada repair material akan menimbulkan reaksi berupa gaya

tekan (Nc)yang bernilai sama dengan gaya tarik dan akan berlaku pada pusat

benda uji komposit. Gaya ini kemudian akan menimbulkan pelepasan tegangan

yang terjadi pada repair material akibat kekangan oleh beton induk. Tegangan ini

berlaku pada seluruh penampang repair material dan dianggap sama pada setiap

kedalaman repair material (Kristiawan, 2011). Perlu diingat bahwa ada

perbedaan modulus elastisitas antara beton induk dan repair material. Oleh karena

itu distribusi tegangan yang akan terjadi pada kedua material pun akan berbeda.

Tegangan yang terdistribusi pada repair material dapat dihitung dengan rumus

berikut:

N= (4.6)

Dengan: Nc : Gaya Aksial yang terjadi Acom : Luas benda uji komposit setelah beton induk dipadankan dengan repair

material.

Tabel 4.3. Pelepasan Tegangan Aksial yang Terjadi Akibat Reaksi Gaya

Hari ke- Tegangan Aksial (MPa)

UPR50 UPR55 UPR60 mortar 0.125 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.25 0.0444 0.1366 0.0244 0.0000

1 -0.0563 -0.0391 -0.0260 0.0000


commit to user

59

2 -0.0613 -0.1554 0.3863 -0.0496 3 -0.1061 -0.1969 0.2107 -0.0042 4 -0.1359 -0.0955 0.1237 -0.0261

Tabel 4.3.Pelepasan Tegangan Aksial (Lanjutan)

Hari ke- Tegangan Aksial (MPa)

UPR50 UPR55 UPR60 mortar 5 -0.1343 0.0059 0.0997 0.0125 6 -0.0861 -0.0850 0.2012 0.0478 7 -0.0379 0.0368 0.3026 0.0830 8 -0.0367 0.1090 0.4112 0.1845 9 0.0730 -0.0384 0.4185 0.1506 10 0.0711 0.0198 0.2255 0.2016 11 0.0693 0.0781 0.2898 0.1354 12 0.0754 0.1259 0.4858 0.1319 13 0.0681 0.0456 0.4283 0.1803 14 0.0608 -0.0698 0.3709 0.2287 15 0.0817 0.0128 0.3311 0.2233 16 0.1218 -0.0153 0.2983 0.1611 17 0.0221 -0.0907 0.1648 0.1520 18 0.0787 -0.1661 0.0946 0.1722 19 0.1137 -0.1133 0.2166 0.1818 20 0.1035 -0.2498 0.2902 0.1965 21 0.0933 -0.1452 0.3637 0.2111 22 0.0982 -0.2012 0.5105 0.1831 23 0.0463 -0.2464 0.2259 0.2417 24 0.1174 -0.2373 0.1328 0.2475 25 0.1116 -0.2283 0.3316 0.2124 26 0.0504 -0.3107 0.3628 0.1935 27 0.0298 -0.2393 0.3440 0.1865

28 0.0091 -0.1562 0.3252 0.1796

rata-rata 0.03052 -0.0865 0.27396 0.13856


commit to user

60

Gambar 4.7. Grafik Hubungan Tegangan Aksial pada Repair Material dengan

Umur Mortar

Gambar 4.7. menunjukkanbahwa tegangan aksial yang terjadi pada benda uji

UPR 60 relatif lebih besar daripada benda uji lainnya. Hal ini bukan hanya

disebabkan oleh besarnya pebedaan susut yang terjadi, namun juga karena

Modulus Elastisitas dari benda uji UPR 60 yang sangat besar, bahkan lebih tinggi

dari modulus elastisitas beton induk. Tegangan aksial yang terjadi pada benda uji

UPR 60 rata-rata sebesar 0.274 MPa, lalu diikuti dengan benda uji Mortar Biasa

sebesar 0.138 MPa dan Benda uji UPR 50 sebesar 0.03 MPa. Benda uji UPR 55

memiliki pelepasan tegangan yang bernotasi negatif yaitu -0.086 MPa yang berarti

tidak ada tegangan yang dilepaskan, namun sebaliknya, tegangan didapatkan.

4.3.2 Prediksi Gaya dan Tegangan Fleksural yang Terjadi pada Repair

Material

Berdasarkan hukum bernoulli tentang aksi dan reaksi. Gaya tarik yang

ditimbulkan oleh repair material akan dilawan oleh gaya tekan oleh beton induk

yang akan berlaku pada pusat benda uji komposit. Gaya tekan ini terjadi agar

benda uji tetap pada kondisi equilibrium.Gaya tekan ini kemudian akan

-0.4000

-0.3000

-0.2000

-0.1000

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0 5 10 15 20 25 30Tega

ngan

(MPa

)

T (hari)

UPR 50

UPR 55

UPR 60

Mortar


commit to user

61

menimbulkan momen yang akan berlaku pada jarak tertentu (y rep) dari pusat

massa repair material. Berikut adalah data data yang dibutuhkan untuk

menghitung momen tersebut:

Tabel 4.4.Data properti fisik dari benda uji

Benda Uji momen inersia (mm4)

Modulus Elastisitas (Mpa)

Pusat Massa Komposit (mm) xr (mm)

50 18121354.29 16453.333 51.684 46.684 55 10433505.05 29454.666 49.360 44.360 60 8708621.292 35806.333 48.307 43.307

mortar 24270749.16 11804.833 52.575 47.575

Dari data-data diatas dapat kemudian di cari momen akibat gaya tekan dengan

jarak (y rep) dari pusat massa komposit. Perhitungan momen akibat gaya tekan

selanjutnya tersaji pada Tabel 4.6. berikut

Tabel 4.5.Hasil perhitungan momen akibat gaya tekan

Hari ke- Momen

UPR 50 UPR 55 UPR 60 mortar

0.125 0.00 0.00 0.00 0.00 0.25 31260.05 53734.86 7887.30 0.00

1 -39617.78 -15367.55 -8424.30 0.00 2 -43127.30 -61126.41 124988.48 -48707.04 3 -74676.79 -77439.39 68166.38 -4129.59 4 -95661.55 -37550.80 40023.84 -25625.58 5 -94576.13 2337.79 32254.01 12296.59 6 -60638.71 -33416.69 65078.59 46872.69 7 -26701.30 14473.69 97903.17 81448.79

8 -25869.14 42888.19 133043.59 181038.29 9 51412.66 -15092.52 135409.78 147743.47

10 50073.97 7804.10 72965.89 197814.75 11 48789.56 30700.72 93766.53 132847.44 12 53113.15 49506.20 157175.37 129418.41 13 47957.41 17946.00 138581.48 176927.13


commit to user

62

Tabel 4.5. Hasil perhitungan momen akibat gaya tekan (Lanjutan) Hari ke- Momen

UPR 50 UPR 55 UPR 60 mortar 14 42801.67 -27434.69 119987.60 224435.86 15 57527.18 5053.76 107132.98 219089.51 16 85784.24 -6033.57 96493.52 158104.31 17 15557.67 -35677.13 53314.77 149144.58 18 55428.71 -65320.68 30609.42 168944.49 19 80049.61 -44555.58 70079.47 178438.86 20 72858.72 -98256.06 93875.61 192791.03 21 65667.82 -57104.03 117671.76 207143.20 22 69104.98 -79123.98 165163.35 179674.05 23 32598.74 -96889.48 73100.14 237193.34 24 82636.53 -93344.12 42977.38 242834.66 25 78548.12 -89798.75 107267.24 208415.26 26 35493.19 -122184.06 117369.69 189850.54 27 20966.67 -94096.16 111294.79 183047.78

28 6440.15 -61435.82 105219.90 176245.01

rata-rata 21489.73 -34027.66 88633.71 135975.79

Setelah didapatkan nilai momen, selanjutnya dapat dihitung pengurangan

tegangan yang terjadi akibat momen karena perbedaan susut antara beton induk

dan repair material dengan rumus:

M = Mc . ycom (4.7) Icom

dengan:

Mc : Momen yang terjadi akibat gayatekan ycom : Statis Momen benda uji komposit Icom : Momen Inersiabenda uji komposit Tegangan tersebut terjadi pada penampangbeton induk dan repair material dan

secara substansial mengurangi tegangan yang terjadi akibat pengekangan

sempurna. Semakin besar tegangan yang terjadi, maka dapat dikatakan susut yang

terjadi akan semakin besar. Tabel 4.7.menyajikan hasil perhitungan tegangan yang

terjadi akibat momen.


commit to user

63

Tabel 4.6. Hasil perhitungan tegangan akibat momen

Hari ke-

Tegangan Momen UPR 50 UPR 55 UPR 60 mortar

0.125 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.25 0.0892 0.2542 0.0438 0.0000

1 -0.1130 -0.0727 -0.0467 0.0000 2 -0.1230 -0.2892 0.6933 -0.1055 3 -0.2130 -0.3664 0.3781 -0.0089 4 -0.2728 -0.1777 0.2220 -0.0555 5 -0.2697 0.0111 0.1789 0.0266 6 -0.1730 -0.1581 0.3610 0.1015 7 -0.0762 0.0685 0.5431 0.1764 8 -0.0738 0.2029 0.7380 0.3922 9 0.1466 -0.0714 0.7511 0.3200 10 0.1428 0.0369 0.4047 0.4285 11 0.1392 0.1452 0.5201 0.2878 12 0.1515 0.2342 0.8719 0.2803 13 0.1368 0.0849 0.7687 0.3833 14 0.1221 -0.1298 0.6656 0.4862 15 0.1641 0.0239 0.5943 0.4746 16 0.2447 -0.0285 0.5353 0.3425 17 0.0444 -0.1688 0.2957 0.3231 18 0.1581 -0.3090 0.1698 0.3660 19 0.2283 -0.2108 0.3887 0.3865 20 0.2078 -0.4648 0.5207 0.4176 21 0.1873 -0.2702 0.6527 0.4487 22 0.1971 -0.3743 0.9162 0.3892 23 0.0930 -0.4584 0.4055 0.5138 24 0.2357 -0.4416 0.2384 0.5260 25 0.2240 -0.4248 0.5950 0.4515 26 0.1012 -0.5780 0.6511 0.4113 27 0.0598 -0.4452 0.6174 0.3965

28 0.0184 -0.2906 0.5837 0.3818

rata-rata

0.06129 -0.161 0.49165 0.29455


commit to user

64

Gambar 4.8. Grafik Hubungan Tegangan yang Terjadi Akibat Momen pada

Repair Material dengan Umur Mortar

Gambar 4.8.menyajikan data bahwa bendaujiUPR60memiliki pelepasan

tegangan yang relatif lebih tinggi dibanding benda uji lain yaitu rata-rata sebesar

0.49 MPa, hal ini menunjukkan bahwa pelepasa tegangan momen tidak hanya

dipengaruhi oleh faktor regangan saja, namun juga dipengaruhi berbagai hal salah

satunya modulus elastisitas pada benda uji. Pada benda uji UPR 50, rata-rata

tegangan yang dilepaskan adalah sebesar 0.06 MPa dan pada benda uji UPR 55

sebesar -0.161 MPa. Benda uji mortar biasa tanpa tambahan UPR memiliki

pelepasan tegangan sebesar 0.29 MPa. Walaupun regangan dari benda uji mortar

biasa relatif lebih besar diantara benda uji UPR-mortar, namun karena modulus

elastisitas dari mortar biasa bernilai sangat kecil menyebabkan pelepasan tegangan

yang terjadi berkurang.

4.3.3 Perhitungan Derajat Pengekangan

Setelah kedua data pelepasan tegangan diketahui, maka selanjutnya dapat di

-0.8000

-0.6000

-0.4000

-0.2000

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

0 5 10 15 20 25 30

Tega

ngan

(MPa

)

T (hari)

UPR 50

UPR 55

UPR 60

Mortar


commit to user

65

tegangan yang terjadi akibat kekangan beton induk pada repair material. Adapun

data selengkapnya disajikan pada tabel berikut:

Tabel 4.7. Hasil perhitungan tegangan real2dan real1 pada repair material

Hari ke-

KADAR REPAIR MATERIAL UPR50 UPR55 UPR60 MORTAR BIASA

real1 real2 real1 real2 real1 real2 real1 real2 0.125 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

0.25 0.6696 0.5360 1.2113 0.8205 0.1821 0.1140 0.0000 0.0000

1 -0.8486 -0.6794 -0.3464 -0.2346 -0.1945 -0.1218 0.0000 0.0000

2 -0.9238 -0.7395 -1.3779 -0.9333 2.8861 1.8065 -1.0238 -0.8686

3 -1.5996 -1.2805 -1.7457 -1.1824 1.5740 0.9852 -0.0868 -0.0736

4 -2.0491 -1.6404 -0.8465 -0.5734 0.9242 0.5785 -0.5386 -0.4570

5 -2.0258 -1.6218 0.0527 0.0357 0.7448 0.4662 0.2585 0.2193 6 -1.2989 -1.0398 -0.7533 -0.5102 1.5027 0.9406 0.9852 0.8359 7 -0.5719 -0.4579 0.3263 0.2210 2.2607 1.4150 1.7120 1.4525 8 -0.5541 -0.4436 0.9668 0.6549 3.0721 1.9229 3.8053 3.2286 9 1.1013 0.8816 -0.3402 -0.2304 3.1267 1.9571 3.1054 2.6348 10 1.0726 0.8587 0.1759 0.1192 1.6849 1.0546 4.1579 3.5278 11 1.0451 0.8366 0.6921 0.4688 2.1652 1.3552 2.7923 2.3692 12 1.1377 0.9108 1.1160 0.7559 3.6293 2.2716 2.7203 2.3080 13 1.0273 0.8224 0.4046 0.2740 3.2000 2.0029 3.7188 3.1553 14 0.9168 0.7340 -0.6185 -0.4189 2.7706 1.7342 4.7174 4.0025 15 1.2323 0.9865 0.1139 0.0772 2.4738 1.5484 4.6051 3.9072 16 1.8375 1.4710 -0.1360 -0.0921 2.2281 1.3946 3.3232 2.8196 17 0.3332 0.2668 -0.8043 -0.5448 1.2311 0.7706 3.1349 2.6598 18 1.1873 0.9505 -1.4725 -0.9974 0.7068 0.4424 3.5511 3.0129 19 1.7147 1.3727 -1.0044 -0.6803 1.6182 1.0129 3.7506 3.1822 20 1.5607 1.2494 -2.2150 -1.5003 2.1677 1.3568 4.0523 3.4382 21 1.4066 1.1261 -1.2873 -0.8719 2.7172 1.7007 4.3540 3.6941 22 1.4802 1.1850 -1.7837 -1.2081 3.8138 2.3871 3.7766 3.2043 23 0.6983 0.5590 -2.1841 -1.4794 1.6880 1.0565 4.9856 4.2301 24 1.7701 1.4170 -2.1042 -1.4253 0.9924 0.6212 5.1042 4.3307 25 1.6825 1.3469 -2.0243 -1.3711 2.4769 1.5503 4.3807 3.7168 26 0.7603 0.6086 -2.7543 -1.8656 2.7102 1.6963 3.9905 3.3858 27 0.4491 0.3595 -2.1212 -1.4368 2.5699 1.6085 3.8475 3.2644 28 0.1380 0.1104 -1.3849 -0.9381 2.4296 1.5207 3.7045 3.1431

rata-rata

0.46032 0.3685 -0.7671 -0.5196 2.04663 1.28102 2.85808 2.42496


commit to user

66

Gambar 4.9. Grafik Hubungan Tegangan Real1 pada Repair Material dengan

Umur Mortar

Gambar 4.10. Grafik Hubungan Tegangan Real2 pada Repair Material dengan

Umur Mortar

-4.0000

-3.0000

-2.0000

-1.0000

0.0000

1.0000

2.0000

3.0000

4.0000

5.0000

6.0000

0 5 10 15 20 25 30Tega

ngan

(MPa

)

T (hari)

UPR 50

UPR 55

UPR 60

Mortar

-3.0000

-2.0000

-1.0000

0.0000

1.0000

2.0000

3.0000

4.0000

5.0000

0 5 10 15 20 25 30

Tega

ngan

(MPa

)

T (hari)

UPR 50

UPR 55

UPR 60

Mortar


commit to user

67

Dari Gambar 4.9. dapat dilihat bahwa tegangan yang dibutuhkan untuk

mengembalikan repair material dari regangan yang diakibatkan oleh susut bebas

berfluktuasi seiring berjalannya

waktu. Pada benda uji UPR50 real1yang terjadi adalah sebesar dengan 0.46

MPa, kemudian benda uji UPR55 sebesar -0.77 MPa dan benda uji UPR60

sebesar 2.04 MPa. Mortar biasa juga memiliki rata-rata tegangan real1 terbesar

diantara benda uji lain yaitu sebesar 2.86 MPa dengan nilai maksimum pada hari

ke-24 yaitu sebesar 5.14 MPa. Dari hasil ini dapat diketahui bahwa semakin besar

kadar UPR yang ditambahkan, maka tegangan yang dibutuhkan untuk mengekang

repair material akan semakin kecil.

Kemudian pada Gambar 4.10.Tegangan Real2 memiliki pola grafik yang sama

dengan grafik pada tegangan Real1 hanya saja nominalnya lebih kecil karena telah

mengalami pengurangan tegangan aksial dan tegangan fleksural. Pada benda uji

UPR 50 didapat rata-rata tegangan real2 sebesar 0.368 MPa, kemudian pada

benda uji UPR 55 sebesar -0.52 MPa, dan pada benda uji UPR 60 sebesar 1.28

MPa. Benda uji mortar biasa tanpa tambahan UPR terlihat memiliki rata-rata yang

jauh lebih tinggi daripada benda uji dengan UPR yaitu sebesar 2.42 MPa.

Derajat pengekangan langsung bisa diperoleh dengan membandingkan nilai dari

.Apabila derajat pengekangan semakin mendekati angka 1, maka

dapat diartikan tegangan yang terjadi semakin besar dan dapat menimbulkan

kemungkinan delaminasi pada benda uji. Data derajat pengekangan selengkapnya

dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 4.8.Derajat Pengekangan yang terjadi pada benda uji

Variasi Benda Uji Derajat Pengekangan

UPR50 0.800542062 UPR55 0.677341092 UPR60 0.62591518 Mortar 0.848458295


commit to user

68

Gambar 4. 11. Grafik PerbandinganDerajat Pengekangan yang Terjadi

Dari Gambar 4.11. dapat dilihat derajat pengekangan pada semua variasi benda

uji. Derajat pengekangan terbesar didapat pada benda uji mortar biasa sebesar

0.848. Terbesar diantara benda uji lain, lalu diikuti oleh benda uji UPR 50 sebesar

0.801. Benda uji UPR 55 dan UPR 60 memiliki selisih yang tidak terlalu besar

masing masing sebesar 0.677 dan 0.626.

Derajat pengekangan yang semakin mendekati nilai 1 tidak semata-mata benda uji

tersebut terkekang dengan sempurna. Nilai hasil derajat pengekangan yang terjadi

tidak bisa dibandingkan begitu saja karena selain nilai derajat pengekangan,

banyak hal lain yang memperngaruhi pengekangan dari repairmaterial tersebut.

Beberapa diantaranya adalah nilai modulus elastisitas (E), dan nilai rangkak

(creep). Sebagai contoh, walaupun benda uji UPR60 memiliki derajat

pengekangan yang tergolong rendah dibandingkan benda uji lainnya, namun

modulus elastisitas yang ia miliki merupakan tertinggi diantara benda uji lain

yaitu sebesar 35806.33 MPa. Bandingkan dengan mortar biasa yang nilai modulus

elastisitasnya hanya 11804.33 MPa, tentu hal ini akan sangat banyak berpengaruh

terhadap kekangan yang terjadi.

0.801

0.677 0.626

0.848

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

UPR50 UPR55 UPR60 Ordinary Mortar


commit to user

69

Dalam kasus ini, Derajat pengekangan yang besar akan menimbulkan tegangan

yang besar pula pada interface. Yang mana tegangan yang besar menandakan

usaha yang diberikan oleh beton induk untuk mengekangrepair material akan

besar.Secara komprehensif, derajat pengekangan yang terjadi pada masing-masing

benda uji tidak dapat kita bandingkan begitu saja untuk mendapatkan kesimpulan

yang mana pengekangan yang paling bagus karena parameter untuk menilai

kekangan yang terjadi sangatlah beragam.


commit to user 70

BAB 5

SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan

Dari seluruh pengujian, analisis data, dan pembahasan yang dilakukan dalam

penelitian ini, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

a. Penambahan Unsaturated Polyester Resin pada patch repair material

cenderung meningkatkan derajat pengekangan yang terjadi antara beton induk

dengan repair material. Derajat pengekangan pada benda uji UPR 60, UPR

55, UPR 50, dan mortar biasa berturut-turut sebesar 0.626, 0.677, 0.801, dan

0.848. Regangan yang besar akibat kekangan yang tidak sempurna tidak

hanya dipengaruhi oleh derajat pengekangan, namun juga akibat modulus

elastisitas, rangkak, dan lain lain. Pada benda uji UPR 60 yang berarti kadar

polymer yang ditambahkan sebesar 60% dari berat binder (semen+fly ash),

derajat pengekangan yang didapatkan sebesar 0.626, namun karena modulus

elastisitasnya bernilai besar, maka regangan yang terjadi tidak terlalu besar.

b. Perbedaan susut antara susut terkekang dan susut bebas terbesar terjadi pada

benda uji mortar biasa yaitu rata-rata sebesar 326.575 microstrain, lalu diikuti

oleh benda uji UPR 60 sebesar 206.419 microstrain, UPR 50 sebesar 106.125

microstrain dan terakhir benda uji UPR 55 sebesar -77.196 microstrain.

5.2. Saran

Untuk menindaklanjuti penelitian ini kiranya perlu dilakukan beberapa koreksi agar

pada penelitian-penelitian selanjutnya dapat dilakukan dengan lebih akurat dan

efisien. Adapun saran-saran untuk penelitian selanjutnya antara lain:


commit to user

71

1. Menempatkan demec point secara tepat pada benda uji agar tidak bergeser saat

diukur.

2. Memastikan demec gauge telah dikalibrasi terlebih dahulu sebelum digunakan.

3. Memastikan metode dan penekanan yang digunakan ketika memakai alat demec

gauge tepat dan tidak berlebihan, terutama jika data yang digunakan akan

berhubungan dengan hasil penelitian dari partner penelitian.

4. Memakai safety gear yang memadai dan cukup untuk seluruh peneliti karena

Unsaturated Polyester Resin merupakan bahan kimia yang cukup berbahaya dan

jika terpapar kulit akan menyebabkan iritasi.

5. Memperbanyak rentang pengukuran benda uji untuk setiap jenis variasi kadar

UPR agar data hasil pengujian yang dihasilkan lebih akurat dan tidak bertolak

belakang dengan landasan teori.

UNSATURATED POLYESTER RESIN (UPR)-MORTAR/Derajat... · Telah disetujui untuk dipertahankan...

Documents

Transcript of UNSATURATED POLYESTER RESIN (UPR)-MORTAR/Derajat... · Telah disetujui untuk dipertahankan...