BETON Material komposit Agregat

Pasta semen

Rongga kosong

Agregat halus

Agregat kasar

MempengaruhiTingkat porositas

Beton mutu tinggi

Beton mutu normal

0

10

20

30

40

%

Agr

ega

t ka

sar

Agregat halus

Semen

Air

(a) Proporsi campuran beton dalam volume

0

400

600

800

1000

kg/m3

Agregat kasar

Agregat halus

Semen

Air

(a) Proporsi campuran beton dalam berat

Udara

200

Komposisi campuran beton untuk f’c=35 MPa

Beton merupakan material yang kuat menahan gaya tekan, namun

lemah dalam menahan gaya tarik. Kekuatan tarik beton biasanya

berkisar antara 8-14% kekuatan tekannya (fc’). Karena rendahnya

kapasitas tarik ini, retak lentur biasanya dapat terjadi pada tahapan awal

pembebanan. Untuk mengurangi atau mencegah terjadinya retak-retak

tersebut, biasanya dilakukan pretensioning terhadap tulangan baja pada

elemen beton bertulang, sehingga dihasilkan suatu bentuk beton

bertulang yang disebut beton pra-tegang.

Beton pra-tegang pertama kali dikembangkan oleh E. Freyssinet (dari Perancis), yang pada tahun 1928 mulai menggunakan kawat baja berkekuatan tinggi untuk mendapatkan beton pra-tegang. Usaha awal untuk mendapatkan beton pra-tegang dengan menggunakan baja berkekuatan normal pada dasarnya mengalami kegagalan.hal ini dikarenakan adanya losses pada tulangan baja yang diakibatkan oleh rangkak dan susutpada beton. Fenomena rangkak dan susut ini dapat menyebabkan pemendekan unsur beton yang sudah dipra-tegang sebesar 0,1%. Padahal, dengan menggunakan tulangan baja kekuatan normal, kita hanya dapat memberikan tarikan pada tulangan baja sebesar maksimal 0,15%. Oleh karena itu, jika kita menggunakan baja tulangan mutu normal, dua pertiga gaya tarik awal pada tulangan akan hilang akibat phenomena rangkak dan susut. Untuk mengurangi losses akibat pengaruh susut dan rangkak tersebut, Freyssinet menyarankan penggunaan tulangan mutu tinggi sebagai bahan dasar untuk beton pra-tegang.

Konsep Dasar Pra-tegang

Konsep dasar beton pra-tegang dan beton bertulang biasa adalah sama,

yaitu dipasangnya tulangan baja pada daerah-daerah dimana tegangan

tarik akan terjadi. Pada konstruksi beton pra-tegang, tulangan baja mutu

tinggi pada dasarnya harus ditarik terlebih dahulu sebelum bekerjanya

beban luar. Penarikan baja ini menyebabkan tertekannya beton yang ada

di sekitarnya, sehingga beton menjadi mampu menahan beban yang lebih

tinggi sebelum retak.

Gaya prategang longitudinal

P P

A C B

Pot. C Pot. A,B

Gambar Pretensioning pada elemen balok

Operasi pra-tegang manghasilkan sistem tegangan-tegangan yang

saling menyeimbangkan. Sistem tegangan-tegangan ini terdiri atas

tegangan tarik yang tinggi pada tulangan pra-tegang, yang menghasilkan

gaya tarik P, dan tegangan tekan penyeimbang pada beton yang

menghasilkan gaya tekan sebeasar P.

Pada dasarnya, elemen struktur yang terbuat dari beton pra-tegang

akan mengalami keretakan pada beban yang lebih tinggi dari beban

yang dibutuhkan untuk meretakkan elemen struktur yang hanya terbuat

dari beton bertulang biasa. Oleh karena itu dengan menggunakan beton

pra-tegang dapat di hasilkan elemen strukur yang lebih langsing.

Sebagai contoh, untuk pelat satu arah dengan perletakan menerus:

- untuk beton bertulang

L28

1hmin

- untuk beton pra-tegang L

45

1hmin

Beton : material yang kuat menahan gaya tekan, namun lemah dalam menahan gaya tarik.

Latar Belakang

Kekuatan tarik beton biasanya berkisar antara 8-14% kekuatan tekannya (fc’).

Karena rendahnya kapasitas tarik ini, retak lentur biasanya dapat terjadi pada tahapan awal pembebanan.

Te

ga

ng

an

Regangan0

Hubungan tegangan-regangan beton saat dikenai beban uniaksial

fc’

30%fc

’

εc’

Untuk mengurangi atau mencegah

terjadinya retak-retak

Dilakukan pretensioning terhadap tulangan baja

pada elemen beton disebut beton pra-tegang.

Prinsip Pra-Tegang

Contoh-contoh Struktur Beton Pra-Tegang

MAB

185 185 185 72.572.5

D13-20 D16-20

D16-20D13-20

Jembatan Beton Pra-Tegang

Penampang memanjang jembatan

Penampang melintang jembatan

Girder

Girder

Beton Pra-Tegang

Perbedaan Beton

Pra-TegangDan

Beton Bertulang

Biasa

Contoh Elemen Pra-Tegang Standar

Penampang Sheet Pile dari Beton Pra-Tegang

Penampang Balok Girder Beton Pra-Tegang untuk Jembatan

Penampang AASHTO untuk Jembatan

Konsep Dasar Prategang

cA

Pσ

I

M.c

A

Pσ

I

M.c

A

Pσ

gb

ga

I

M.c

I

P.e.c

A

Pσ

I

M.c

I

P.e.c

A

Pσ

ggb

ggca

Sistem Post-tensioning (Pasca-tarik): baja

ditarik setelah tendon dicor dan telah

mencapai sebagian besar kekuatannya

(pertama kali oleh Freyssinet).

jenis tendon yang sering digunakan:

monostrands, batang tunggal, multiwire

dan multistrand

tendon dapat bersifat bonded (duck

kabel diisi dengan material grouting) dan

unbonded (duck kabel diisi minyak

gemuk/grease).

untuk jenis bonded, duck harus di-grout

sesegera mungkin setelah penarikan

tendon, agar tendon terlindung dari

korosi, dan terjadi lekatan antara baja

pra-tegang dengan beton

Teknologi Paska Tarik (Post-Tension)

duct

Step 1 – cast concrete member, fc=0

jack

Member shortening

Step 2 – tensioning of prestressing steelagainst hardened concrete

Step 3 – anchoring of prestress-steel

anchor

Sistem Pre-tensioning (Pra-tarik): kabel pra-tegang ditarik terlebih dahulu sebelum beton dicor (dikembangkan oleh E. Hoyer).

pemotongan kabel dilakukan

setelah beton mengeras

pemotongan kabel harus

sedemikian rupa shg.

tegangan yang terjadi

sesimetris mungkin

jenis tendon yang sering

digunakan : seven wire

strands dan single wire

Teknologi Pra-Tarik (Pre-tension)

stressing bed

pretensioned steel

Step 1 – tensioning of prestressing steel in stressing bed before casting concrete

Step 2 – casting of concrete around tensioned steel, fc=0cut strands

member shortening

Step 3 – release of strands from stressing bed causing shortening of member

Jenis tendon yang sering digunakan pada konstruksi pre-tension

•seven-wire strands dan single wire.

Jenis tendon yang sering digunakan sistem postension:

•monostrand

•batang tunggal

•multiwire

•multistrand

Tendon

Jenis-jenis Tendon

a) 7-wire monostrand tendon b) Multistrand tendon

c) Single bartendond) Multi-wire tendon

a) Tendon bonded

b) Tendon unbonded

Untuk jenis postension, tendon dapat bersifat bonded (duck kabel diisi dengan material grouting) dan unbonded (duck kabel diisi dengan

minyak gemuk/grease)

Pada konstruksi paska-tarik jenis bonded, selubung tendon (duck) harus digrout sesegera mungkin setelah penarikan tendon.

Tujuan grouting ini adalah untuk :•melindungi tendon dari korosi•mengembangkan lekatan antara baja prategang dan beton di sekitarnya

Grouting

Operasi Paska Tarik

Metode Perimbangan Beban (Load Balancing Method)

Konsep ini menganggap beton diambil sebagai benda bebas dan menggantikan tendon dengan gaya-gaya yang bekerja pada beon sepanjang bentang.

Sebagai contoh sebuah balok prategang di atas dua tumpuan (simple beam) dengan tendon berbentuk parabola.

Jika : F=gaya prategang

L = panjang bentang

h = tinggi parabola

Beban berata yang terdistribusi 2b

L

8Fhw

Keuntungan Prestressed terhadap Reinforced Concrete• Prestressed concrete lebih mampu mengeliminasi retak

akibat tension secara efektif dibandingkan dengan reinforced concrete.• Material yang digunakan dalam konstruksi dapat lebih

digunakan secara maksimal (optimasi material).• Dapat dipakai pada bentang-bentang yang besar• Bentuknya langsing, berat sendiri lebih kecil, lendutan lebih

kecil

Perb

an

din

gan

Pre

stre

ssed

Con

crete

d

an

Rein

forc

ed

C

on

crete

Jenis Penampang Struktur Dalam Konstruksi Prestressed ConcreteDalam pemilihan penampang struktur yang akan dibangun, ada beberapa hal yang harus diperhitungkan, baik dari segi biaya maupun dari segi kekuatan penampang dalam menahan beban yang akan dikerjakan padanya.Penampang persegi panjang adalah yang paling ekonomis dari segi bekisting, Tetapi jarak kern kecil dan lengan momen yang tersedia untuk baja terbatas. Beton dekat garis berat dan pada sisi tarik tidak efektif dalam menahan momen, terutama pada tahap batas. Penampang persegi tidak seefisien penampang-I dalam penggunaan penampang beton.

Teknologi Pasca-tarik

Sistem Post-tensioning (Pasca-tarik): baja ditarik setelah tendon dicor dan telah

mencapai sebagian besar kekuatannya (pertama kali oleh Freyssinet).

jenis tendon yang sering digunakan: monostrands, batang tunggal, multiwire

dan multistrand

tendon dapat bersifat bonded (duck kabel diisi dengan material grouting) dan

unbonded (duck kabel diisi minyak gemuk/grease).

untuk jenis bonded, duck harus di-grout sesegera mungkin setelah penarikan

tendon, agar tendon terlindung dari korosi, dan terjadi lekatan antara baja pra-

tegang dengan beton

duct

Step 1 – cast concrete member, fc=0

jack

Member shortening

Step 2 – tensioning of prestressing steelagainst hardened concrete

Step 3 – anchoring of prestress-steel

anchor

Teknologi Pra-tarik

Sistem Pre-tensioning (Pra-tarik): kabel pra-tegang ditarik terlebih dahulu sebelum beton dicor (dikembangkan oleh E. Hoyer).

pemotongan kabel dilakukan setelah beton mengeras

pemotongan kabel harus sedemikian rupa shg. tegangan yang terjadi

sesimetris mungkin

jenis tendon yang sering digunakan : seven wire strands dan single wire

stressing bedpretensioned steel

Step 1 – tensioning of prestressing steel in stressing bed before casting concrete

Step 2 – casting of concrete around tensioned steel, fc=0

cut strands

member shortening

Step 3 – release of strands from stressing bed causing shortening of member

BETON PRATEGANG SISTEM SENTRIFUGAL

Sistem sentrifugal pada industri beton pracetak adalah suatu proses produksi dimana beton dibentuk dan dipadatkan dengan memenfaatkan gaya sentrifugal yang timbul apabila cetakan beton diputar dengan kecepatan tinggi.

Gagasan untuk memanfaatkan gaya sentrifugal dalam mencetak beton sudah lahir sejak awal abad ini, prinsip dasarnya tidak pernah berubah sampai sekarang namun cara dan peralatan yang digunakan berkembang terus hingga tingkat yang cukup canggih saat ini. Mungkin karena pengembangan dan penggunaan system ini secara intensif hanya terbatas di beberapa Negara saja demikian pula jenis ragam produk yang dihasilkan system ini relative sedikit, referensi mengenainya menjadi sangat terbatas. Pengalaman dan penggunaannya di Indonesia kurang lebih tiga puluh lima tahun.

Sejarah Pengembangan Proses Sentrifugal

Gagasan untuk membentuk dan memadatkan beton dengan memanfaatkan gaya sentrifugal sebenarnya sudah cukup tua. Pada tahun 1907 sebuah perusahaan bangunan bernama Otto & Scholsser, di Jerman, mempatenkan suatu system dimana beton dan baja tulangan dimasukkan kedalam cetakan kayu yang dilapisi plat baja, cetak ini kemudian dimasukkan kedalam suatu tabung baja yang dihubungkan dengan mesin pemutar. System ini, meskipun sangat sederhana dan sama sekali tidak praktis, merupakan awal dari industri beton sentrifugal. Di Jerman pula awal 1914 sekitar 20000 tiang listrik beton bertulang dibuat menggunakan cara ini.Proses sentrifugal yang kita kenal sekarang diawali oleh penemuan seorang berkebangsaan Australia, WR Hume, pada sekitar tahun 1912. pada awalnya digunakan untuk memproduksi Pipa Beton Bertulang. Cara yang sederhana namun sangat efektif ini segera diadosi di Amerika yang kebutuhan akan pipa betonnya meningkat pesat di awal abad ke-20 itu. Selain untuk mengalirkan air pipa beton berdiameter besar juga digunakan untuk persilangan dengan jalan (viaduct) kala itu.

Di Indonesia Sistem Sentrifugal pertama-tama digunakan sekitar tahun 1978 untuk memproduksi Tiang-tiang Pancang Beton Pratekan bagi proyek Asahan di Sumatra Utara.Di Jawa system produksi ini mulai digunakan pada tahun 1980 untuk membuat Tiang Listrik Beton Pratekan. Permintaannya sangat meningkat kala itu sebagai akibat dari dicanangkannya program Listri Masuk Desa oleh Pemerintah. Dalam waktu kurang dari tiga tahun setelah itu produsen Tiang Listrik mulai mendiversivikasikan produksinya ke Tiang Pancang. Saat ini baik Tiang Listrik maupun Tiang Pancang Beton Pratekan yang dibuat secara Sentrifugal sudah digunakan secara luas di Negara kita. Teknologi yang digunakan kebanyakan produsen di Indonesia tidak secanggih di Jepang, namun cukup baik untuk menghasilkan produk bermutu secara efisien dengan tetap memperhatikan melimpahnya tenaga kerja di Negara ini. Katakanlah Teknologi Tepat Guna. Pipa Beton Sentrifugal ini juga dibuat di beberapa pabrik komponen jembatan beton pracetak milik Bina Marga yang tersebar di beberapa lokasi di Indonesia.

Proses Sentrifugal

Proses Sentrifugal pada pembentukan dan pemadatan beton adalah suatu proses dimana beton dibentuk dan dipadatkan dalam suatu cetakan berbentuk pipa yang diputar dengan kecepatan tinggi sepanjang sumbunya. Gaya Sentrifugal yang terjadi akibat putaran ini menekan beton, yang masih dalam keadaan plastis secara merata kesisi dalam cetakan sehingga terbentuk suatu penampang dengan lubang di tengah-tengah. Jelas bahwa lubang yang terjadi di tengah terbentuk akibat Proses Sentrifugal, bukan karena digunakannya cetakan seperti dikira sebagian orang. Semua produk yang dicetak secara sentrifugal dengan sendirinya akan memiliki lubang (rongga) sepanjang sumbu memanjangnya.

Besarnya Gaya Sentrifugal yang terjadi merupakan fungsi dari massa, kecepatan putar dan jari-jari putar seperti dinyatakan dalam persamaan berikut:

F = m W2 rDimana W = 2 π n , sehingga

F = m (2π n)2 . rAtau F = m . 4 . π2 . n2 . rDimanaF = gaya sentrifugal

m = massa betonW = kecepatan sudutn = jumlah putaran per satuan waktur = jari-jari putaran

Faktor (m . 4 . π2 . n2) adalah factor percepatan sentrifugal yang menentukan berapa nilai lipat beton akan melampaui berat normalnya pada saat mengalami Proses Sentrifugal.

Sebagai ilustrasi :Sebuah cetakan tiang pancang berdiameter 50 cm pada putaran maksimum umumnya mencapai kecepatan putar sekitar 340 rpm atau 5,6 rps.Maka gaya sentrifugal yang terjadi adalah:F = 30.950 x mSedangkan berat beton dalam keadaan normal adalah g x m = 980 x m. (g=percepatan gravitasi). Artinya pada putaran maksimum tersebut beton menjadi 31,5 kali lebih berat dibandingkan keadaan normalnya.

Dari ilustrasi di atas dapat dibyangkan betapa besarnya usaha pemadatan yang diberikan pada beton selama proses Sentrifugal tersebut sehingga dihasilkan beton dengan tingkat kerapatan (density) yang sangat tinggi.

Aplikasi Sistem Sentrifugal pada Industri Beton

Sesuai dengan cirri khasnya, proses sentrifugal digunakan untuk memproduksi produk beton yang bentuknya memanjang dan berpenampang simetris serta mempunyai inti berongga (hollow core). Penampang yang dihasilkan tidak selamanya terbentuk bulat, tetapi tergantung dari bentuk cetakan yang digunakan. Namun demikian rongga yang terbentuk akan selalu bulat mengingat proses terbentuknya melalui gaya Sentrifugal.

Produk-produk yang dibuat secara ini umumnya adalah Tiang dan Pipa. Tiang listrik beton umumnya berbentuk kerucut sedangkan Tiang Pancang, Kolom ataupun Pipa pada umumnya berbentuk silindris. Meskipun produk-produk beton sentrifugal ini terkadang diberi penulangan baja lunak biasa, untuk memanfaatkan sifat-sifat unggul beton yang terbentuk, penulangan pratekan akan lebih meningkatkan pemanfaatan produk ini.

Perilaku Rangkak Beton

Hubungan tegangan-regangan beton sangat bergantung pada laju

pembebanan dan riwayat waktu pembebanan. Jika tegangan tetap bekerja

konstan dalam jangka waktu tertentu, maka akan terjadi peningkatan

regangan; fenomena ini disebut rangkak (creep). Di lain pihak, jika

regangan yang bekerja dijaga konstan untuk suatu jangka waktu tertentu,

maka akan terjadi penurunan tegangan; fenomena ini disebut relaksasi

Ect

Ec,f

rangkak relaksasi

laju pembebanan cepat

laju pembebanan lambat

fc

0 εo

Fenomena rangkak dan relaksasi

regangan rangkak

regangan elastik

t (hari)ti 0

εcf

Perbandingan regangan rangkak terhadap regangan elastik

Perilaku Susut Beton

Kecuali direndam dalam air pada kondisi humiditas 100%, beton akan

selalu mengalami kehilangan kandungan air seiring dengan

bertambahnya waktu. Akibatnya, beton mengalami penyusutan volume

atau fenomena susut. Besarnya susut ini sangat dipengaruhi oleh jumlah

kandungan air yang ada dalam campuran beton dan sifat penyerapan

agregat yang digunakan.

Sifat Muai Beton

Seperti kebanyakan material, beton juga mengalami pemuaian pada saat dipanaskan dan menyusut pada saat didinginkan. Regangan termal dapat dihitung sebagai berikut:

T.ccth Nilai koefisien muai αc sangat dipengaruhi oleh jenis agregat yang digunakan.

Nilai αc yang umum dipakai adalah:

αc = 10 x 10-6/ºC

Suhu yang tinggi dapat menyebabkan perubahan sifat mekanis beton. Pada suhu di atas 100ºC nilai modulus elastisitas beton (Ec) dapat berubah.

Sedangkan kekuatan beton berkurang bilamana beton dikenai suhu di atas 400ºC.

Kehilangan Pra-Tegang (Loss of Prestressed)

1. Losses akibat pemendekan elastik beton ( fPES )

2. Losses akibat relaksasi

3. Losses akibat creep dan susut

1. Perilaku Mekanik Beton terhadap BebanUniaksial Tekan

Respon beton terhadap beban uniaksial tekan ditentukan dengan uji

beban silinder beton dengan ukuran diameter 150 mm dan tinggi 300

mm, sampai tegangan maksimum f’c dicapai dalam waktu 2-3 menit.

Gambar di bawah memperlihatkan kurva tegangan-regangan beton,

yang dihasilkan dari pengujian silinder beton berdasarkan sistim strain

control.

Material Beton

Pada saat beban tekan mencapai 30-40% dari f’c, perilaku tegangan-regangan pada dasarnya masih linier. Retak-retak lekatan (bond crack) yang sebelum pembebanan sudah terbentuk, akan tetap stabil dan tidak berubah selama tegangan tekan yang bekerja masih di bawah 30% dari f’c (kekuatan batas beton).

Pada saat beban tekan melebihi 30-40% dari f’c, retak-retak lekatan tersebut mulai mengembang. Pada saat ini, mulai terjadi deviasi pada hubungan tegangan-regangan dari kondisi linier. Sifat non-linearitas beton ini disebabkan oleh adanya interaksi antara pasta dengan agregat.

Pada saat tegangan mencapai 75-90% kekuatan batas, retak-retak lekatan tersebut merambat ke mortar sehingga terbentuk pola retak yang kontinu. Pada kondisi ini, hubungan tegangan-regangan beton semakin menyimpang dari kondisi linier.

f’c

-σc

30%f’c

0 ε’c -εc

Perilaku tegangan-regangan beton terhadap beban uniaksial tekan

εc

Modulus Elastisitas Beton

Modulus elastisitas beton didefinisikan sebagai slope dari garis lurus yang ditarik dari kondisi tegangan nol ke kondisi tegangan tekan 0,45 f’c pada kurva

tegangan-regangan beton.

Berdasarkan SNI ’92 butir 3.1.5, modulus elastisitas beton dapat ditentukan berdasarkan persamaan berikut:

Ec = (wc)1,5.0,043

dimana wc = 1500 – 2500

kg/m3

Beton menunjukkan peningkatan yang sangat berarti baik kekuatan maupun kekakuannya bila tingkat laju pembebanannya ditingkatkan. Perilaku tegangan-regangan beton polos yang telah diuraikan di atas biasanya diperoleh dari hasil uji tekan silinder beton dengan laju pembebanan 0,001/sec. Perilaku tersebut dapat berubah apabila laju pembebanan tersebut meningkat, karena pada dasarnya karakteristik tegangan-regangan beton memiliki unsur time-dependent.

Waktu pembebaban dalam detik

Waktu pembebaban dalam menit

Waktu pembebaban dalam bulan

fc

f’c

0 εc

Pengaruh Tingkat Laju Pembebanan pada Hubungan Tegangan-Regangan

Untuk mengatasi permasalahan ketahanan beton terhadap serangan agresif,

para teknisi dapat mengambil tindakan pencegahan kerusakan beton, misalnya

dengan menggunakan bahan tambahan mineral atau bahan tambahan kimia

yang dapat meningkatkan keawetan beton terhadap lingkungan agresif. Bahan

tambahan tersebut berupa silica fume, fly-ash (abu terbang), slag dan

sebagainya. Selain itu penggunaan tipe semen ini harus dikaitkan dengan

tempat dimana beton itu dibuat. Hal ini sudah dianjurkan dalam peraturan-

peraturan yang ada baik dalam SNI ’92 maupun ACI ’99.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Durabilitas (Keawetan) Beton

Beton disamping kemampuannya untuk memikul beban dalam jangka waktu

yang lama, disyaratkan pula mempunyai sifat durabilitas (keawetan) yang baik,

sehingga dapat bertahan dalam kondisi lingkungan yang agresif. Keawetan

beton dapat dinyatakan dalam ketahanannya terhadap kemunduran mutunya

akibat pengaruh-pengaruh dalam (intern) dan luar (extern).

1. Kemunduran Mutu Beton akibat Pengaruh Cuaca

Kemunduran mutu beton akibat pengaruh cuaca biasanya disebabkan oleh gerakan penghancuran dari pembekuan-pencairan air dalam beton yang berlangsung silih berganti; oleh pengaruh ekspansi serta kontraksi dari beton akibat perbedaan suhu dan oleh pembasahan-pengeringan yang bergantian.Kerusakan beton akibat pembekuan-pencairan air disebabkan oleh pengembangan air-pori selama terjadi pembekuan. Dalam keadaan terkekang, jika berlangsung berulang-ulang, peristiwa peristiwa ini akan menimbulkan tekanan hidrolik yang mampu menghancurkan beton. Kerb dari jalan dan pelat beton “dam” dan reservoir sangat peka terhadap pengaruh pembekuan itu. Ketahanan beton terhadap pembekuan dan pencairan dapat ditingkatkan dengan membuat beton yang kedap air. Keadaan ini dapat dicapai dengan menggunakan campuran beton dengan faktor air-semen (w/c) sama atau lebih kecil dari 0,5, yang masih menghasilkan beton dengan sifat pengerjaan baik, merupakan adukan yang kohesif, mudah dituangkan serta mudah dipadatkan menjadi masa yang homogen.

2. Permeabilitas Beton

Pengertian beton kedap air air (water tight concrete) dan keawetan beton

(durability of concrete) tidak dapat dipisahkan.

Beton kedap air berarti beton tersebut awet, karena keawetan beton hanya

dicapai bila beton itu kedap air. Ukuran beton kedap air ditentukan oleh

koefisien permeabilitasnya. Beton dengan nilai koefisien permeabilitas

k=10-10 cm/det., dikatakan beton tersebut sudah cukup kedap air, dan itu

berarti juga beton lebih tahan terhadap serangan-serangan dari

lingkungannya yang agresif.

3. Serangan Sulfat

Serangan sulfat ditandai dengan kerusakan elemen beton pada ujung dan

bagian yang tajam, yang mengalami retak-retak dan terlepas. Dasar dari

serangan sulfat ini adalah pembentukan gypsum (Calsium Sulfate) dan

Ettringite (Calsium Sulphoaluminate). Hasil dari kedua molekul tersebut

bersifat menambah volume sehingga terjadi pengembangan yang akhirnya

merusak beton.

Karena serangan sulfat ini pada C3A terutama dalam pembentukan

ettringite, maka untuk mengurangi serangan sulfat ini perlu dipilih semen

yang miliki unsur C3A rendah, yaitu semen tipe V atau digunakan semen

pozolan. Selain itu beton harus mempunyai faktor air semen (w/c) yang

rendah, < 0.45, padat dan pemeliharaan yang baik.

4. Serangan Air laut

Serangan air laut dapat dicegah dengan cara seperti yang dilakukan pada

pencegahan serangan sulfat. Tipe semen perlu diperhatikan, tetapi

kekedapan beton merupakan hal yang lebih penting daripada tipe semen.

Dalam praktek pada beton bertulang untuk daerah laut, beton deking harus

diambil minimal antara 50-75 mm dan kadar semen minimum 350 kg/m3.

Selain itu faktor w/c tidak boleh melampaui 0,4 – 0,45. Pemadatan juga

penting terutama pada bagian sambungan konstruksi.

Serangan asam dapat ditanggulangi dengan membuat beton kedap air

dengan faktor air semen (w/c) maksimal antara 0,45-0,50. Pada beton yang

kedap air, Ca(OH)2 dapat dicegah tidak larut keluar sehingga proses

pelapukan berhenti.

5. Serangan Asam

6. Reaksi Alkali – Agregat

Beton dapat dirusak oleg reaksi kimia dari silika aktif yang terdapat pada bahan

agregat dan alkali yang terdapat dalam semen portland yang berupa Na2O dan

K2O. Reaksi ini membentuk gel alkali – silika. Gel alkali silika ini menyerap air

dengan cara osmosis sehingga terjadi penambahan volume. Bila gel alkali-

silika dilapisi dengan pasta semen, terjadi tegangan dalam dari pasta semen

dan akan terjadi retak-retak secara merata ( pop-out dan spalling ). Retak-retak

ini dapa sangat mengurangi kekuatan beton.

Kecepatan reaksi pembentukan gel alkali-silika tergantung besar kecilnya

partikel silika. Partikel silika yang halus harus berukuran 20-30 mikrometer.

Superplasticizer

Superplasticizer merupakan bahan yang digunakan untuk mengurangi air pada campuran beton agar didapat faktor w/c yang kecil tetapi workabilitas tetap normal. Menurut ASTM C 494-82 superplasticizer yang dipakai untuk tujuan seperti ini termasuk campuran tipe F. Didalam praktek juga terdapat superplasticizer selain untuk pengurangan air dan pengurangan slump juga berfungsi untuk memperlambat reaksi beton, jenis ini disebut campuran tipe G (water reducing, high range and retarding).Berdasarkan pengamatan dengan Scanning Electronic Microscope menunjukkan bahwa peranan SF pada beton adalah mendispersi (menyebarkan) partikel semen menjadi merata dan memisahkan menjadi partikel-partikel yang halus [Ramachandra,1983].Dengan merata dan lebih halus partikel semen maka reaksi pembentukan C-S-H akan lebih merata dan lebih aktif, dan beton lebih padat serta kedap air. Selain itu peranan SP ini untuk meningkatkan kembali slump yang hilang akibat penambahan SF, tanpa adanya penambahan air, Penambahan SP ini umumnya tidak untuk menaikkan kekuatan beton, tetapi untuk penyesuain workabilitas beton.

Pada dasarnya penambahan SP ini pada beton basah dapat:

Meningkatkan workabilitas.

Sebagai water reduction (mengurangi jumlah air yang diperlukan

dalam pencampuran)

Pada beton yang gap-graded peningkatan kelecakan beton

dengan cara menambah 4-5% pasir dan superplasticizer.

Mengurangi kehilangan slump (slump loss).

Mencegah timbulnya bleeding dan segregation.

Menambah “air content” (kadar udara).

Mempercepat waktu pengikatan (setting time).

Dan keuntungan lain superplasticizer ini dapat ditambahkan

dengan admixture lain yang diproduksi oleh pabrik yang sama

(satu merk).

KOROSI BAJA TULANGAN DALAM BETON Beton termasuk bahan yang awet (durable), bahkan lebih awet dari

baja. Penempatan baja tulangan di dalam beton atau yang dikenal sebagai struktur beton bertulang, akan memberikan perlindungan terhadap baja dari serangan kimia di lingkungan yang agresif. Secara teoritis, kombinasi antara beton dan baja adalah sangat ideal untuk menghasilkan struktur yang durable, dimana selimut beton akan melindungi baja terhadap terjadinya korosi. Dalam kondisi lingkungan yang agresif, kombinasi beton dan baja tersebut dapat kurang efektif, bila porositas yang dimiliki beton cukup besar (permeabilitas cukup tinggi) sehingga akan memudahkan terjadinya infiltrasi ion-ion klorida yang berpotensi terjadinya korosi (karatan) pada baja tulangan.

Proses fisik dan kimiawi penurunan kualitas beton bertulang terhadap serangan air laut

Proses karatan tulangan beton dapat disebabkan karena 2 hal berikut:a. Korosi akibat proses elektro kimia biasa pada tulangan beton

Fe++ H2O (OH)-

O2

baja

Reaksi yang terjadi adalah:Fe → Fe++ + 2 e- (Anodic reaction)4 e- + O2 + H2O→ 4 (OH) (Cathrodic reaction)Fe+ + 2 (OH) → Fe(OH)2 (Ferros Hydrotide)4 Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4 Fe(OH)3 (Ferric Hydroxide)

b. Korosi akibat proses elektro kimia karena klorida.

Cl- H2O (OH)-

O2

baja

e-

Reaksi yang terjadi adalah:Fe++ + 2 Cl- → FeCl2FeCl2 + 2 H2O → Fe(OH)2 + 2 HCl

Proses terjadinya korosi pada struktur dapat diilustrasikan pada struktur pondasi yang terletak di daerah pantai (gambar 4.7). Pada gambar tersebut selimut beton di dalam dasar kolom yang selalu kontak dengan tanah akan menghadapi infiltrasi garam yang menyebabkan terjadinya kapiler pada beton. Jika tidak dilakukan perbaikan sesegera mungkin, yaitu dengan membungkus tulangan baja tadi sehingga tidak terkorosi, maka korosi pada baja tulangan akan menyebabkan kehilangan lekatan (bond) antara baja dan beton, atau terjadi spalling pada selimut beton.

Hubungan antara Korosi, Struktur dan Sifat-sifat Beton

Fungsi utama dari selimut beton berkaitan dengan masalah durabilitas adalah sebagai lapisan pelindung baja tulangan terhadap korosi. Jenis pasta semen dan pori-pori struktur serta komposisi larutan pori adalah beberapa faktor dominan dalam mengontrol efektifitas selimut beton. Struktur pasta semen akan mengembang menghasilkan reaksi kimia antara butiran semen portland dan campuran air.

Skema terjadinya proses korosi pada beton bertulang secara mikro

Ketentuan tebal minimum selimut beton

Tipe strukturTebal selimut

minimum (mm)

Beton yang berada di dalam tanah 75

Permukaan beton terlindung terhadap cuaca atau kontak dengan tanahBaja No.6 atau lebih besarBaja No.5 atau lebih kecil

5038

Permukaan beton tidak terlindung terhadap cuaca atau tidak kontak dengan tanahBalok girder dan kolomPlat, dinding dan balok, baja No.11 atau lebih kecilPlat, dinding dan balok, baja No.14 dan 18

381938

Metode Perbaikan

Langkah pertama yang perlu dilakukan dalam proses perbaikan struktur baja beton yang terkorosi adalah:•Mencari penyebab korosi pada baja tulangan•Mengevaluasi tingkat keruntuhan struktur akibat korosi•Menggambarkan proses keruntuhan struktur akibat korosi•Mengevaluasi pengaruh keruntuhan struktur terhadap keamanan struktur dan tingkat kemampuan layan struktur yang masih ada

Berdasarkan hasil evaluasi awal, perlu dipilih strategi perbaikan dan rehabilitasi struktur agar diperoleh hasil optimum, termasuk kalkulasi secara ekonomi.

Beton segar merupakan campuran antara air, semen, agregat dan bahan

pembantu jika diperlukan. Setelah selesai dilakukan pengadukan, usaha-

usaha seperti pengangkutan, pengecoran, pemadatan dan penyelesaian akhir,

semuanya dapat mempengaruhi beton yang telah mengeras. Pada taraf

pengolahan yang berbeda-beda tersebut, sangat penting bahwa bahan-bahan

campuran beton tetap terbagi secara merata dalam seluruh adukan dan

semuanya dipadatkan dengan baik. Bilamana salah satu dari cara pengolahan

tersebut di atas tidak dilaksanakan dengan memuaskan, maka sifat-sifat beton

yang dihasilkan itu seperti kekuatan tekan serta keawetannya kurang baik.

Karakteristik dari beton segar yang mempengaruhi pemadatan beton secara penuh adalah kekentalannya, kemudahan bergerak (mengalir) dan kemudahan dipadatkan. Dalam teknologi beton sifat-sifat tersebut biasanya telah tercakup dalam istilah sifat pengerjaan beton. Kemampuan beton untuk mempertahankan keseragamannya dipengaruhi oleh stabilitasnya, yang tergantung pada kekentalan serta daya lekatnya. Oleh karena cara-cara yang digunakan untuk pengangkutan, pengecoran dan pemadatan suatu campuran beton dan juga bentuk elemen beton yang akan dicor itu berbeda-beda dari satu pekerjaan ke pekerjaan lain, maka persyaratan tentang sifat pengerjaan dan stabilitasnya berbeda-beda pula.

Penilaian cocok atau tidaknya suatu beton segar untuk pekerjaan tertentu, sedikit banyak selalu merupakan pertimbangan pribadi. Meskipun penting, seringkali perilaku beton yang masih muda itu dilupakan. Perlu kiranya ditekankan agar supaya berbagai karakteristik dari beton muda yang cukup berarti dapat dikenali, serta disadari bahwa semua itu dapat berubah selama melakukan langkah-langkah pengolahan beton yang bersangkutan.

Sifat Pengerjaan Beton

Beton yang dapat dipadatkan dengan mudah disebut beton yang workable, atau mempunyai workabilitas yang baik. Tiga karakteristik utama dari sifat pengerjaan beton adalah: kekentalannya, kemudahan mengalir (bergerak) dan kemudahan dipadatkan. Kekentalan atau konsistensi beton merupakan suatu ukuran untuk menunjukkan keadaan basah atau cairnya beton yang bersangkutan. Kemudahan bergerak atau mobilitas menyatakan mudah atau sukarnya campuran beton mengalir ke dalam acuan atau cetakan, serta mengisinya sampai penuh. Kemudahan dipadatkan menunjukkan mudah atau sukarnya suatu campuran beton itu dipadatkan seluruhnya, sehingga udara yang terperangkap di dalamnya dapat dikeluarkan.Sehubungan dengan hal tersebut, maka sifat pengerjaan yang disyaratkan bagi suatu campuran beton tidak saja tergantung pada karakteristik dan perbandingan-perbandingan bahan-bahan campuran, akan tetapi juga pada :cara pengangkutan dan pemadatan.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SIFAT PENGERJAAN BETON

1. Faktor Air Semen Untuk kadar semen, air dan agregat tertentu, sifat pengerjaan beton terutama dipengaruhi oleh luas permukaan agregat tersebut. Sifat pengerjaan menjadi makin buruk bilamana luas permukaan jenis bahan-bahan campuran beton yang bersangkutan bertambah, oleh karena dibutuhkan lebih banyak pasta semen untuk melapisi butiran-butiran agregat, sehingga dengan demikian untuk pelumasan tinggal tersisa sedikit saja pasta semen.

Dalam praktek, hal tersebut berarti bahwa untuk sifat pengerjaan serta faktor air semen tertentu, jumlah agregat yang dapat digunakan dalam suatu campuran beton berubah-ubah tergantung pada bentuk, ukuran maksimum dan gradasi dari agregat yang bersangkutan.

2. Pengaruh Proporsi Agregat

Untuk bahan campuran dan faktor air semen tertentu, tidak tergantung pada

perbandingan agregat kasar terhadap agregat halus, maka beton yang

bersangkutan dapat dibuat secara maksimal-ekonomis dengan menggunakan

kadar agregat kasar yang menghasilkan beton dengan sifat pengerjaan

termudah dan dengan kadar semen tertentu.

3. Sifat-sifat Agregat

Bentuk dan tekstur agregat juga mempengaruhi workabilitas. Semakin partikel

mendekati bentuk speris maka makin mudah dikerjakan. Sperikal partikel

memiliki rasio luas/volume yang kecil sehingga dibutuhkan sedikit mortar

untuk melapisi partikel. Sedang bentuk pipih dan memanjang membutuhkan

jumlah semen dan air lebih banyak.

Porositas agregat juga dapat mempengaruhi workabilitas. Jika agregat hanya

mampu menyerap sedikit air maka workabilitas rendah.

4. Keadaan Lingkungan

Faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi sifat pengerjaan beton adalah :

suhu, kelembaban dan kecepatan angin. Untuk beton tertentu, perubahan-

perubahan dalam sifat pengerjaan dipengaruhi oleh derajat hidrasi dari semen

dan derajat penguapan air. Oleh karena itu, jangka panjang waktu sejak

permulaan pengadukan sampai pemadatan serta pengaruh lingkungan

mempengaruhi memburuknya sifat pengerjaan beton yang bersangkutan.

Kenaikan suhu mempercepat jumlah penggunaan air yang dibutuhkan untuk

proses hidrasi dan kehilangan akibat penguapan.

5. Waktu Pengecoran

Memburuknya sifat pengerjaan sehubungan dengan waktu, merupakan akibat

langsung dari kehilangan air bebas melalui penguapan, daya serap agregat dan

hidrasi awal dari semen. Derajat memburuknya sifat pengerjaan dipengaruhi

karakteristik tertentu bahan-bahan campurannya, misalnya hidrasi dari semen

disertai panas yang ditimbulkannya, kadar air semula dan permeabilitas dari

agregat, demikian pula keadaan lingkungan. Untuk beton dalam keadaan

lingkungan tertentu, derajat memburuknya sifat pengerjaan yang berhubungan

dengan waktu, tergantung pada cara- cara pengolahan beton yang

bersangkutan.

6. Stabilitas

Disamping harus dapat dikerjakan dengan mudah, beton segar harus

mempunyai susunan sedemikian sehingga bahan campurannya tetap terbagi

rata dalam beton selama jangka waktu antara pengadukan dan jangka waktu

setelah pemadatan sebelum beton itu mengikat. Akibat adanya perbedaan

dalam ukuran butiran dan berat jenis dari bahan-bahan campuran beton, maka

secara alami ada kecenderungan bagi bahan-bahan tersebut untuk

memisahkan diri.

7. Segregasi

Apabila ada kecenderungan bahwa butiran kasar dan halus dari

suatu campuran beton hendak memisahkan diri, maka yang dihadapi

ialah segregasi. Pada umumnya makin encer suatu campuran beton,

makin besar kecenderungan untuk terjadi segregasi pada beton

yang bersangkutan.

Segregasi dipengaruhi oleh luas jenis bahan padat total termasuk

semen dan jumlah mortar yang terdapat dalam adukan. Adukan

beton yang kasar, sangat encer, demikian pula yang sangat kering,

yang kadar pasirnya kurang terutama fraksi halusnya, cenderung

untuk mengalami segregasi. Sejauh mungkin cara-cara pengolahan

yang dapat menyebabkan terjadinya segregasi seperti terjadinya

guncangan selama pengangkutan beton, pengecoran dari tempat

yang tinggi dan penggunaan alat penggetar beton secara berlebihan,

harus dihindarkan.

8. Bleeding

Selama pemadatan dan sampai pasta semen mengeras ada

kecenderungan alami bagi bahan-bahan padat, tergantung pada

ukuran serta berat jenisnya, untuk mengendap apabila kekentalan

beton itu sedemikian sehingga tidak mungkin untuk menahan semua

air yang dikandungnya. Hal ini mengakibatkan sebagian dari air itu

akan bergerak dan kemudian akan mengalir kepermukaan, sebagian

lagi akan mengalir ke luar melalui sambungan pada acuan.

Pemisahan diri dari air campuran secara demikian itu disebut

bleeding. Sebagian dari air itu dapat mencapai permukaan sebagian

tersekap diantara butiran yang besar dan diantara tulangan. Variasi

dari kadar air efektif dalam adukan beton menyebabkan perubahan

dalam sifat-sifatnya. Misalnya kekuatan rata-ratanya, sedangkan

daya serapnya di daerah-daerah itu akan berkurang.

Pengukuran Workabilitas

Workabilitas harus mengukur sedikitnya 3 sifat beton: Compactible, kemudahan beton untuk dipadatkan dan rongga-

rongga udara dihilangkan. Mobilitas, kemudahan beton untuk mengalir ke bentuknya dan

diantara tulangan-tulangan. Stabilitas, kemampuan beton untuk tetap stabil, homogen

selama pencampuran, penggetaran tanpa segregasi.

1. Slump Test

2. Compaction Test

3. Compaction Test Factors

4. Remolding Test

5. Vebe Test

6. Tes Penetrasi (Penetration Test)

Cara pengukuran workabilitas

Slump Test

Slump test termasuk metode tertua dan banyak dipakai. Pertama kali muncul dalam ASTM 1992 dan sekarang dicantumkan dalam ASTM C-143.

Workabilitas Slump (mm)

Tidak ada slump (No slump) 0

Sangat rendah (Very low) 5 – 10

Rendah (Low) 15 – 30

Menengah (Medium) 35 – 75

Tinggi (High) 80 – 155

Sangat tinggi (Very high) 160 – runtuh

Compaction Test Factors

Tes ini pertama kali dikembangkan di Inggris pada tahun 1974 dan dicantumkan dalam BS 1881 part 2. Hopper paling atas diisi beton sampai penuh yang kemudian turun ke hopper bawah dan masuk ke wadah silindrikal (gambar 5.4). Kelebihan beton dipotong. Compaction faktor didefinisikan sebagai rasio beton silinder dan beton yang sama dalam silinder yang telah dipadatkan.

Remolding Test

Remolding test (tes pembentukan kembali) dikembangkan untuk mengukur kerja yang diperlukan untuk menyebabkan beton tidak hanya mengalir tapi juga menyesuaikan diri ke bentuk baru. Diantaranya termasuk percobaan untuk membuat beton seolah-olah (dalam laboratorium) berada pada kondisi seperti di lapangan. Sejumlah tes dikembangkan, tapi hanya vebe tes yang sekarang paling banyak digunakan.

Vebe Test

Consistometer Vebe dikembangkan sejak tahun 1940 dan mungkin paling sesuai untuk menentukan perbedaan-perbedaan konsistensi dari campuran sangat kering.

Meskipun tidak ada standar ASTM untuk tes ini, hal itu adalah satu dari banyak tes yang telah direkomendasikan dalam ACI’211. Tes ini sangat luas dipakai di Eropa. Vebe tes hanya diterapkan pada beton dengan ukuran agregat maksimum kurang dari 40 mm. Standart kerucut slump dipakai. Cetakan dipindahkan kembali dan sebuah plat berbentuk lingkaran bersih (transparent disk) terletak di bagian atas kerucut. Ini kemudian digetarkan pada frekuensi dan amplitudo yang terkontrol sehingga permukaan bawah dari transparent disk lengkap tertutup dengan spesi beton. Waktu dalam detik untuk terjadinya ini disebut waktu vebe. Tes paling cocok untuk betin dengan waktu vebe dari 5 sampai 30 detik. Kesulitan nyatanya adalah bahwa pembahasan dari plat (transparent disk) dengan mortar tidak seragam, dan itu mungkin sulit untuk mengambil titik akhir dari tes.

Tes Penetrasi (Penetration Test)

Tes penetrasi mengukur kedalaman penetrasi dari beberapa tipe jarum tes ke dalam beton, dibawah suatu kondisi. Sejumlah tes telah diusulkan, tetapi hanya satu yaitu Kelly ball penetration test yang terdapat dalam standar ASTM (ASTM C-369).Kelly ball penetration test menggunakan alat seperti yang ditunjukkan dalam gambar 5.7. Alat tersebut mengukur kedalaman penetrasi ke dalam beton segar dari jarum berdiameter 152 mm dan berat 13,6 kg. Tes ini sangat cepat dan dapat dikerjakan pada beton dalam truk. Hal ini bisa dibandingkan dengan slump tes seperti sebuah pengukuran konsistensi beton yang enak dipakai.

PENGARUH TEMPERATUR/SUHU PADA BETON

Temperatur mempengaruhi sifat-sifat beton segar (fresh concrete), seperti:• kecepatan hidrasi• sifat dari struktur mikroskopik beton• kecepatan evaporasi dan hasil proses pengeringan pada beton

Pengaruh Temperatur Awal terhadap Kekuatan Beton

Peningkatan temperatur selama terjadi reaksi hidrasi akan mengurangi lamanya kontak antara semen dengan air sehingga hidrasi pada pasta semen akan berkembang menjadi lebih cepat dari yang biasanya diperlukan. Hal ini dapat mengakibatkan proses hidrasi tersebut menjadi kurang sempurna. Peristiwa ini baru akan terlihat pengaruhnya terhadap kekuatan beton setelah berumur 7 hari. Pada waktu tersebut biasanya bentuk fisik beton akan terlihat lebih porous (pori cukup banyak) dan pori-pori yang terbentuk tersebut merupakan daerah yang kurang padat (tidak terisi oleh bahan-bahan pembentuk beton). Hal ini menyebabkan beton menjadi rapuh dan mudah retak, sehingga akan mengurangi kekuatan beton.

BETON SERAT (FIBER CONCRETE)

Sebagaimana diketahui kekuatan tarik beton adalah jauh lebih rendah dibandingkan kekuatan tekannya (kuat tarik beton ≈ 10% kuat tekan beton). Beton yang mempunyai kuat tarik semakin tinggi menjadikan beton tersebut semakin getas (brittle) sehingga daktilitas beton akibatnya juga menurun. Kondisi ini sangat tidak menguntungkan untuk struktur yang menggunakan bahan beton tertutama di daerah rawan gempa, dimana daktilitas yang memadai merupakan syarat untuk struktur yang tahan gempa. Salah satu cara untuk meningkatkan daktilitas beton adalah dengan menambahkan serat (fiber) pada campuran beton atau yang lebih dikenal secara umum sebagai beton berserat (fiber concrete). Karena serat tersebut terutama berfungsi sebagai penguat pada beton maka sering diistilahkan sebagai Beton Tulangan Serat (Fiber Reinforced Concrete atau disingkat FRC). Serat (fiber) yang digunakan dalam campuran beton bermacam-macam, diantaranya adalah glass, kawat baja, kevlar dan lain sebagainya.

Fiber (serat)Diameter

(μm)Specific Gravity

ModulusElastisitas

(GPa)

Kuat tarik(GPa)

Elongasi(%)

Asbestos 0.02-20 2.55 165 3-4.5 2-3

Glass 9-15 2.60 70-80 2-4 2-3.5

Graphite 8-9 1.90 240-415 1.5-2.6 0.5-1.0

Steel 5-500 7.84 200 0.5-2.0 0.5-3.5

Polypropylene 20-200 0.91 5-77 0.5-0.75 20

Kevlar 10 1.45 65-133 3.6 2.1-4.0

Sisal 10-50 1.50 - 0.8 3.0

Cement matrix - 2.50 10-45 3-7 x 10-2 0.02

Catatan: GPa x 145 = 106 lb/in2

Tipe dan sifat mekanis serat (fiber)

tipikal kurva Beban-Defleksi dari FRC terhadap beban lentur. Pada gambar tersebut titik A menyatakan terjadinya awal retak pada FRC. Segmen AB menyatakan daerah dimana penjalaran retak terjadi serta terjadinya reduksi lekatan (debonding) pada serat. Beban maksimum pada titik B tergantung pada kandungan dan bentuk geometri serat yang digunakan. Daerah BC merupakan daerah penurunan kekuatan FRC tetapi disertai dengan deformasi yang cukup besar dari FRC, sampai FRC benar-benar runtuh (titik C).

Load

Deflection in flexure

A

B

C

O

Tipikal kurva Beban-Defleksi dari FRC terhadap beban lentur.

Sifat Mekanis FRC

Penambahan serat (fiber) pada beton akan mempengaruhi kuat tekan FRC. Seperti terlihat pada gambar 7.2 dan 7.3, penambahan serat cenderung meningkatkan kekuatan tekan dan daktilitas. Pada beton polos (plain concrete), tidak lama setelah respon maksimum tercapai beton langsung runtuh. Sebaliknya pada FRC, disamping kekuatan tekan beton meningkat, keruntuhan beton tidak tiba-tiba atau dengan kata lain FRC mempunyai sifat yang lebih daktail.

Longitudinal strain

Co

mp

ress

ive

str

ess

Plain concrete

3% fiber volume

2% fiber volume

PERBAIKAN PADA BETON

Perbaikan dengan Adukan

Perbaikan dengan adukan (semen+pasir+air) diadakan, bila daerah kerusakan terlalu lebar untuk cara dry pack dan terlalu dangkal (± 2 cm) untuk pengisian dengan beton.

Perbaikan dengan adukan (semen+pasir+air) diadakan, bila daerah kerusakan terlalu lebar untuk cara dry pack dan terlalu dangkal (± 2 cm) untuk pengisian dengan beton.

diketrik rata

a b

Gambar 8.1. Kerusakan dangkal dan perbaikannya

Perbaikan dengan beton dilakukan pada kerusakan yang cukup dalam dan luas (lubang menembus seluruh penampang, ≥ 30 x 30 cm, kedalaman ≥ lindungan beton. Cara perbaikan tergantung pada parahnya kerusakan.

Diketrik sampai ± 2,5 cm di belakang tulangan

keropos

Beton

miring

arah pengisian beton

datar, tegak pada bidang sisi vertikal

Beton Prepakt

Pada kerusakan bidang vertikal yang cukup luas, tetapi agak dangkal, hingga timbul kesulitan untuk adukan beton, guna perbaikannya dapat digunakan cara dengan “beton prepakt”.

acuan

krikil diisikan dulu kemudian di “grouting”

INVESTIGASI PENANGANAN STRUKTUR GEDUNG YANG MENGALAMI RETAK DAN PENURUNAN

Tahapan Pekerjaan

Tujuan Metodologi, Kerja, dan Pendekatan Teknis Keluaran Laporan

Studi Awal Untuk mengumpulkan sebanyak mungkin data yang diperlukan agar studi yang akan dilakukan nantinya dapat berjalan dengan efisien dengan memanfaatkan seoptimal mungkin data yang tersedia tersebut.

1. Pengumpulan data sekunder: a. Data desain terdahulu - kriteria desain - gambar dan perhitungan - spesifikasi b. Data pelaksanaan - as built drawing - catatan perubahan dan desain awal dan spesifikasi - data material c. Data kajian terdahulu

a. Kumpulan dokumen data/informasi mengenai geometri struktur dan material .

survai/Pemeriksaan Global

- Untul memahami kondisi eksisting struktur - Untuk menentukan teknik dan metoda pengujian yang optimal

1. Pemeriksaan visual dan pengambilan dokumentasi sehubungan dengan kondisi struktur:

a. Pengamatan geometri strukturb. Pengamatan kerusakan/retak path komponen

struktur/nonstruktural c. Deformasi berlebthd. Sarang tawon (honey comb)e. Pengambilan foto

a. Peta kerusakan b. Kondisi geometri aktual struktun C. Dokumentasi

2. Pengukuran geometri elernen-elemen struktur a Geometni aktual elemen-elemen struktur

Pemeriksaan Detail

-Untuk mendapatkan karakteristik material eksisting, kondisi penulangan dan kondisi kerusakan -Untuk mendapatkan kedalaman pondasi dan perkiraan daya dukung

1. Pengukuran kondisi aktual material pada struktur a. Core test b. Covermeter test/Rebar detection c. Breaking out d. Ultrasonic 2. Pengukuran pondasi dengan menggunakan georadan/pulse echo 3. Pengukuran daya dukung tanah (Tes Sondir)

a Properties aktual material b. Perkiraan lokasi dan ukuran tulangan c. Tebal selimut beton d. Kondisi kerusakan e. Daya dulung tanah f. Perkiraan sistem pondasi

Analisis Kondisi eksisting Struktur

- Untuk menentukan tingkat keamanan struktur eksisting terhadap kondisi pembebanan rencana dan mencari penyebab kerusakan pada struktur

a. Analisis struktur Eksisting b. Kajian fäktor keamanan struktur c. Analisis daya dukung pondasi dan settlement

a. Kondisi eksisting struktur b. Faktor keamanan struktur c. Kapasitas cadangan struktur d. Penyebab kerusakan

Kesimpulan dan Saran

- Untuk menentukan langkah- langkah selanjutnya yang dianggap perlu.

a. Analisis struktur b. Analisis pondasi

a. Rekomendasi mengenai metoda pethaikan atau perkuatan struktur bilaniana diperlukan b. Gambar rencana perbaikan perkuatan

Penilaian Material/Struktur Beton Bertulang Eksisting

Penilaian struktur beton bertulang eksisting (struktur yang sudah berdiri) diperlukan jika ada kekuatiran mengenai tingkat keamanan struktur atau bagian-bagian struktur tersebut akibat adanva faktor-faktor yang sebelumnya tidak diperhitungkan seperti: a) Kesalahan perencanaan/pelaksanaan

b) Penurunan kinerja material/struktur ekisisting yang diakibatkan oleh pengaruh internal-eksternal seperti:

c) Rencana redesain/perubahan peruntukan struktur yang menimbulkan konsekuensi pada perubahan :

d) Sarat untuk proses jual-beli atau asuransi suatu struktur bangunan. Untuk hal ini biasanya cukup dilakukan penyelidikan secara visual kecuali jika ada tanda-tanda yang mencurigakan pada struktur.

Pada umumnya, tujuan penilaian struktur adalah untuk menentukan salah satu di bawah ini:

(1) Kemampuannya untuk tetap berfungsi sebagaimana yang diharapkan berdasarkan desain awal.

(2) Jika kemampuannya sudah berkurang, maka perlu ditentukan fungsi/beban yang cocok untuk kondisi struktur saat ini.

(3) Sisa umur layananya.(4) Kemampuannya untuk menerima beban yang lebih besar atau melayani fungsi

yang lain. (5) Kelayakan untuk memodifikasi struktur sehingga sesuai dengan

peraturan/code yang berlaku (6) Kondisi/tingkat kerusakan yang dialami struktur

Prosedur Penilaian Struktur Eksisting

Tahapan Tujuan Aktivitas

1. Studi awal Untuk mengkonfirmasi kualitas material yang digunakan atau data-data penting lainnya yang berkaitan dengan struktur yang sedang dikaji

Mengumpulkan/mereveiw data skunder seperti as built drawing, data material, laporan perhitungan/desain. Data konstruksi dll.Site observations.

2. Survei / Pemeriksaan Global

Untuk memahami karakteristik struktur, memilih area yang akan diperiksa secara detail dan menentukan teknik pengujian yang cocok/optimal

Pemeriksaan visualPengambilan dokumen videoPengukuran geometry, defleksi, retak dan kerusakan lainnyaPengujian NDT terbatasPengambilan Sampel

3. Pemeriksaan Detail Untuk mengumpulkan data yang cukup dan terpercaya sehingga pemeriksaan struktur dapat dilakukan dengan tingkat keyakinan yang tinggi

Uji bebanPengujian NDT yang efektifPengujian fisik kimiawi

4. Presentasi Hasil Untuk mempermudah penilaian PlotAnalisis stasistik

5. Interpretasi Hasil Untuk menilai kinerja struktur eksisting saat ini dan yang akan dating dan membandingkannya dengan persyaratan yang ada

Analisis strukturAnalisis kerusakan dengan bantuan pengalaman sebelumnya

6. Rekomendasi Untuk menentukan aksi selanjutnya yang diperlukan seperti perbaikan/perkuatan, treatment untuk pencegahan, demolisi atau survey lanjut yang lebih komprehensif