PERILAKU LEKATAN WIREMESH TERHADAP MATERIAL SELF COMPACTING CONCRETE (SCC)

Transkripsi

1 PERILAKU LEKATAN WIREMESH TERHADAP MATERIAL SELF COMPACTING CONCRETE (SCC) A. Arwin Amiruddin 1 1 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Makassar a.arwinamiruddin@yahoo.com ABSTRAK Dewasa ini penggunaan wiremesh menjadi suatu altenatif penggunaan tulangan pada beton bertulang. Lekatan yang baik antara wiremesh dan beton menjadi hal yang penting untuk di teliti. Hilangnya kohesi antara beton dan tulangan mengakibatkan kehancuran total dari balok dan kolom. Mengingat cengkraman yang dilakukan oleh beton tergantung pada kekuatan tekan oleh beton itu sendiri terhadap baja tulangan. Oleh karena itu, self compacting concrete (SCC) yang memiliki kemampuan untuk memadat lebih baik dari beton biasa dicoba digunakan sebagai material blok (kubus) beton SCC. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis perilaku lekatan antara wiremesh dan beton SCC. Pengujian dilakukan dengan uji tarik (pullout) wiremesh dan SCC. Dalam penelitian ini, benda uji terbuat dari wiremesh dan kubus beton SCC dengan dimensi 150x150x150mm. Variasi wiremesh yang digunakan adalah 25mm x 25mm berdiameter 2mm (D2) dan wiremesh ukuran 50mm x 50mm ber-dimeter 3mm (D3). Beton normal (NVC) dibuat sebagai kontrol terhadap beton SCC. Pada benda uji direncanakan kekuatan tekan beton NVC dan SCC adalah 25MPa, panjang penyaluran (bonded) sebesar 100mm dan yang tidak direkatkan (unbonded) sebesar 50mm. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa wiremesh memiliki lekatan yang cukup untuk menghindari terjadinya slip terhadap kubus beton. Perilaku peningkatan tegangan lekatan SCC terjadi untuk D3, yaitu sebesar 3.3% terhadap NVC sebagai kontrol. Kata kunci: Pullout, Wiremesh, SCC, panjang penyaluran, un-bonded 1. PENDAHULUAN Salah satu yang harus diperhatikan pada beton bertulang adalah lekatan antara tulangan dan beton. Penulangan pada beton berguna untuk meningkatkan bagian tarik yang tergantung pada kompatibilitas dari kedua material untuk bekerja bersama-sama dalam menahan gaya-gaya luar yang bekerja. Oleh karena itu, diperlukan kekuatan lekat yang diperoleh dari beberapa parameter, seperti kerjasama yang baik antara permukaan beton dan baja dan tekanan beton yang besar untuk melawan baja tulangan karena disebabkan oleh adanya susut beton (drying shrinkage of concrete). Ditambah adanya friksi interlocking pada bentuk permukaan tulangan dan beton yang disebabkan pergerakan micro tulangan hingga dapat meningkatkan ketahanan terjadinya slip. Efek yang bekerja tersebut dinamakan lekatan (bond). Material SCC telah dikembangkan untuk pertama kalinya di jepang, yaitu beton yang memiliki fluiditas cukup tinggi dengan penambahan water-reducing superplasticizer dan memiliki kuat tekan tinggi bila dibandingkan dengan dengan Normal Vibrated Concrete (NVC). Gambar 1. Wirermesh 687

2 Menurut Okumura dan Ouchi (1999), self-compacting concrete dapat mengurangi kerja konstruksi karena adanya knock-on yang dapat berefek pada ketahan (durability) beton dan menguragi sejumlah skill pekerja. Menurut Nawy (2009), ada tiga jenis percobaan yang dapat menentukan kualitas lekatan elemen tulangan, yaitu pullout test, embedded rod test dan beam test. Yang perlu diperhatikan pada percobaan pull-out adalah bahwa gaya tarik yang digunakan adalah gaya tarik aksial dan tegangan lekat yang terjadi tentunya tegangan lekat aksial. Percobaan pullout dapat memberikan perbandingan lekatan yang efisien terhadap berbagai variasi permukaan tulangan dan panjang tulangan yang tertanam di dalam beton. Wiremesh (Gambar 1) adalah jaring kawat baja las yang berkualitas tinggi, setiap detil wiremesh dibuat dengan pengawasan yang sangat teliti. Dimana mulai dari pemilihan material atau bahan yaitu besi melalui kontrol yang ketat kemudian di las dengan mesin las otomatis yang berteknologi tinggi, sehingga menghasilkan wiremesh berkualitas tinggi. Perbaikan struktur pada umumnya bertujuan untuk mengembalikan atau meningkatkan kekuatan elemen struktur agar mampu menahan beban sesuai dengan beban rencana. Umumnya, struktur perlu perkuatan apabila terjadi perubahan fungsi bangunan sehingga perlu tambahan faktor keamanan atau pada saat perencanaan, elemen-elemen strukturnya dirancang sesuai tata cara yang lama dimana beban gempa nominalnya lebih rendah dari yang ditetapkan oleh tata cara yang baru. Adapun perubahan fungsi suatu struktur bangunan di kemudian hari, dapat menyebabkan terjadinya keruntuhan, sebab pembebanan aktual yang dialami ternyata melebihi beban rencana yang telah diperhitungkan. Oleh karena itu, diperlukan evaluasi kekuatan struktur bangunan pada kondisi existing dan perkuatan (strengthening) bila diperlukan sebelum struktur diberi beban yang baru. Salah satu cara perkuatan adalah dengan metode external reinforcement. Balok dapat diperkuat untuk menahan beban dengan cara menempelkan wiremesh yang dilapisi Self Compacting Concrete (SCC) pada daerah lentur, daerah geser dan atau pada daerah kombinasi lentur dan geser balok dan kolom. Dengan penambahan ini diharapkan wiremesh dapat membantu meningkatkan kemampuan balok untuk menahan beban. 2. MATERIAL BENDA UJI Peningkatan kapasitas lekatan wiremeh terhadap kubus NVC dan SCC penting untuk mengetahui efek dari aksi penulangan terhadap peningkatan kemampuan menahan peningkatan beban tarik. Untuk mendukung ini, maka diadakan studi dengan membuat material benda uji kubus beton yang dibedakan menjadi 2 tipe (Tabel 1) dan masing-masing type terdiri dari 3 benda uji kubus beton. Variasi wiremesh yang digunakan adalah 25mm x 25mm berdiameter 2mm (D2) dan wiremesh ukuran 50mm x 50mm ber-dimeter 3mm (D3). Type 1 adalah balok beton normal (NVC-D2 dan NVC-D3) diasumsikan sebagai kontrol, dan type 2 adalah SCC (SCC-D2 dan SCC-D3). Kuat tekan beton rencana 25MPa dan panjang penyaluran yang direncanakan 100mm, serta yang tidak direkatkan sebesar 50mm seperti terlihat pada Gambar 2. Adapun penggunaan sengkang spiral υ6mm dalam kubus beton adalah untuk pengekangan. Gambar 2. Dimensi benda uji pullout 688

3 Komponen yang digunakan dalam penelitian ini adalah beton, SCC, dan wiremesh. Adapun Hasil pengujian beton normal dan SCC dapat dilihat pada tabel 2. Type wiremesh yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3. Untuk melihat pengujian pullout dan sistem pembebanan dapat dilihat pada Gambar 4. NVC SCC Tabel 1. Type Benda Uji Type D2 D3 D2 D3 Wiremesh (dimensi) 25mm x 25mm 50mm x 50mm 25mm x 25mm 50mm x 50mm NVC SCC Tabel 2. Material beton dan SCC Kuat tekan Material (N/mm 2 ) Desain 25 Eksperimen 26.3 Desain 25 Eksperimen 28.4 D3 (50mm x 50mm) (1) Wiremesh (D2 25mmx25mm), (2) Wiremesh (D3 50mmx50mm) Gambar 3. Type wiremesh D2 (25mm x 25mm) (a) Pengujian pullout Gambar 4. Foto balok pada saat dibebani dan sistem beban (b) Ilustrasi dari sistem beban 689

4 3. PROGRAM PENGUJIAN Pada pengujian tarik wiremesh diperoleh nilai tegangan wiremesh pada saat mengalami kondisi leleh dan maksimum seperti terlihat pada tabel 3. Pengujian dilakukan dengan alat UTM (Universal Testing Machine kapasitas 100 kn). Pada Gambar 5 diperlihatkan bahwa pada umur 3 hari kuat tekan SCC yang diperoleh lebih besar dari kuat tekan NVC dengan deviasi sebesar 8,24% pada umur 7 hari kuat tekan SCC yang diperoleh lebih besar dari kuat tekan NVC dengan deviasi sebesar 6,41% dan setelah kuat tekan SCC dan NVC berumur 28 hari memiliki deviasi kuat tekan sebesar 7,32%. Pada umur 28 hari diperoleh kuat tekan rata-rata NVC 26,28 MPa dan SCC 28,36 MPa ini memperlihatkan bahwa beton memenuhi nilai kuat tekan yang disyaratkan yaitu 25 MPa. Terlihat pola retak benda uji SCC dan NVC yang menunjukkan pola keruntuhan memanjang. Retak memanjang menunjukkan bahwa benda uji memiliki kemampuan untuk menahan beban tekan. Kerusakan benda uji akibat kuat tekan terjadi pada pasta semen dan agregat. Hal ini menunjukkan bahwa pasta semen mengikat agregat dengan kuat sehingga membentuk satu kesatuan dan memikul beban tekan secara bersamaan. Pengujian kuat tekan SCC menunjukkan bahwa kuat tekan awal yang besar. Hal tersebut disebabkan oleh proses hidrasi pasta semen yang terus meningkat dan memperkuat ikatan antar material. Tabel 3. Hasil Pengujian Tarik Wiremesh Data Hasil Uji Tarik Hasil Analisa Data No Material Lo Do Li Fy Fm σ y σ m ε (mm) (mm) (mm) (N) (N) (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) (%) 1 Wiremesh Ø 3 mm 30 3,0 38, , ,331 28,333 2 Wiremesh Ø 2 mm 20 2,0 25, , ,948 25,000 (Sumber: Hasil Perhitungan-Laboratorium Mekanik Politeknik Negeri Ujung Pandang 2014) Keterangan: D o = Diameter awal (mm) L o = Panjang Awal (mm) σ y = Batas Yield/ulur (N/mm2) σb = Tegangan putus (N/mm2) L i = Panjang setelah putus (mm) ε = regangan (%) F y = Beban yielding/ulur (N) Fm = Beban maksimum (N) desain, f c = 25MPa Gambar 5. Nilai Kuat Tekan NVC dan SCC 690

5 Instrument dan prosedur pengujian dengan pengujian pullout dapat dihat pada Gambar 4. Pengujian pullout ini untuk mengetahui perilaku lekatan kubus beton terhadap wiremesh dalam memikul beban. Pembacaan dial gauge untuk pengujian balok dilaksanakan setiap pembebanan 1 kn. Untuk mencatat lendutan yang terjadi pada balok dipasang dial yang ditempatkan pada bagian kubus beton. Pada Gambar 6 pengujian pullout pada beton NVC-D2 (wiremesh 25mm x 25mm x 2mm) diperoleh nilai beban tarik masing-masing sebesar 3,54 kn (sampel 1), 3,48 kn (sampel 2) dan 3,58 kn (sampel 3), untuk NVC-D3 (wiremesh 50mm x 50mm x 3mm) diperoleh nilai beban tarik masing-masing sebesar 5,38 kn (sampel 1), 5,42 kn (sampel 2) dan 5,35 kn (sampel 3) dimana pada saat pullout test yang terjadi adalah semua jenis wiremesh putus, hal tersebut disebabkan karena adanya adhesi, friksi dan interlocking beton terhadap wiremesh yang cukup besar hingga melewati beban maksimum wiremesh serta adanya efek confinement (efek pengekangan) sengkang spiral dan efek gripping beton yang menambah kekuatan beton terhadap wiremesh. Gambar 7 memperlihatkan hasil pengujian pullout pada beton SCC-D2 (wiremesh 25mm x 25mm x 2mm) diperoleh nilai beban tarik masing-masing sebesar 3,48 kn (sampel 1), 3,56 kn (sampel 2) dan 3,58 kn (sampel 3), dan untuk SCC-D3 (wiremesh 50mm x 50mm x 3mm) diperoleh nilai beban tarik masing-masing sebesar 5,42 kn (sampel 1), 5,50 kn (sampel 2) dan 5,52 kn (sampel 3) dimana pada saat pullout test yang terjadi adalah semua jenis Wiremesh putus. Hal ini disebabkan karena kualitas dari wiremesh itu sendiri tidak mampu menahan tegangan yang ada sehingga mencapai tegangan leleh dan akhirnya putus. Namun nilai tegangan pada pullout test yang mengkibatkan wiremesh putus lebih besar dari nilai tegangan yang mengakibatkan putus pada uji tarik wiremesh. Gambar 6. Grafik Pengujian Pullout pada Beton NVC 691

6 Gambar 7. Grafik Pengujian Pullout pada Beton SCC P rencana = 5.4kN P rencana = 3.5kN Gambar 8. Grafik Pengujian Pullout pada Beton NVC dan SCC Gambar 8 memperlihatkan rekapitulasi hasil pengujian pullout beton NVC dan SCC untuk Wiremesh 25mm x 25mm x 2mm dan Wiremesh 50mm x 50mm x 3mm diperoleh adalah keruntuhan putus, hal ini disebabkan oleh karena adanya kuat lekat adhesi, friksi, iterlocking yang terjadi disepanjang panjang penyaluran wiremesh dan efek gripping (pengekangan) beton serta efek confinement sengkang spiral yang menambah kekuatan beton dan mencegah terjadinya retak (splitting failure) pada beton serta efek kuat tekan beton untuk menahan wiremesh yang tertanam di dalam matriks Beton Normal Vibrate Concrete (NVC) dan Self Compacting Concrete (SCC) lebih besar dari kuat tarik wiremesh. Perhitungan tegangan lekat (Tabel 4 dan Tabel 5) dapat dilihat pada persamaan berikut: (Sumber: Edward G. Nawy, Reinforced Concrete, 2009.) P τ = (1) π. D. ld dimana : τ = Tegangan Lekat (MPa) P = Beban Tarik (kn) D = Diameter Tulangan (mm) ld = Panjang Penyaluran (mm) Tabel 4. Hasil Tegangan Lekat NVC 692

7 Tabel 5. Hasil Tegangan Lekat SCC Gambar 9. Tegangan Lekat Vs Diameter Wiremesh Beton NVC dan SCC Dari penelitian yang dilakukan pada beton NVC dan SCC terjadi keruntuhan putus untuk semua sampel wiremesh 25mm x 25mm x 2mm dan wiremesh 50mm x 50mm x 3mm sehingga tegangan lekat yang terjadi dapat dikatakan masih dapat lebih besar dari data hasil perhitungan pada persamaan (1) yaitu. Hal ini disebabkan karena wiremesh mampu memberikan lekatan yang cukup terhadap NVC dan SCC sehingga tidak terjadi slip. Namun nilai tegangan pada pullout test yang mengkibatkan material wiremesh putus lebih besar dari nilai tegangan yang mengakibatkan putus pada uji tarik wiremesh. Untuk mengetahui nilai tegangan lekat pada NVC dan SCC dapat dilakukan dengan menggunakan wiremesh dua layer bahkan lebih dan disarankan menggunakan wiremesh yang diameternya lebih besar dari percobaan ini. Terlihat bahwa semakin besar diameter wiremesh yang digunakan maka semakin besar pula tegangan lekat yang terjadi (Gambar 9). 4. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Pada pengujian pullout, semua wiremesh putus disemua benda uji. Wiremesh memiliki lekatan yang cukup untuk menghidari terjadinya slip. Besarnya beban diperoleh rata-rata untuk SCC Mesh 25mm x 25mm x 2mm = 3,54 kn, 50mm x 50mm x 3mm = 5,51 kn dan Beton Normal (NVC) Mesh 25mm x 25mm x 2mm = 3,56 kn, 50mm x 50mm x 3mm = 5,42 kn. 2. Tegangan lekat rata-rata Beton NVC Mesh 25mm x 25mm x 2mm = 5,62 MPa, Mesh 50mm x 50mm x 3mm = 5,71 MPa dan SCC diperoleh tegangan lekat rata-rata 25mm x 25mm x 2mm = 5,62 MPa, Mesh 50mm x 50mm x 3mm = 5,81 MPa. Tegangan lekat rata-rata Beton NVC Mesh 25mm x 25mm x 2mm = 5,62 MPa, Mesh 50mm x 50mm x 3mm = 5,71 MPa dan SCC diperoleh tegangan lekat rata-rata 25mm x 25mm x 2mm = 5,62 MPa, Mesh 50mm x 50mm x 3mm = 5,81 MPa. 693

8 DAFTAR PUSTAKA Adiana, Sang M., Lusman Studi Kekuatan Tulangan Ulir dengan Menggunakan Material Self Compactting Concreate. Skripsi tidak diterbitkan, Makassar : Universitas Hasanuddin Makassar. Akkas, Abdul Madjid Rekayasa Bahan / Bahan Bangunan. Makassar: Jurusan Sipil. Akkas, Abdul Madjid., dkk Studi Pengaruh Sistem Pencampuran Terhadap Kuat Tekan Beton Berkekuatan Tinggi. Makassar: Jurusan Sipil. American Standard for Testing and Material Annual Book of ASTM. Concrete and Aggregates. Volume US and Canada. Amiruddin, Andi Arwin A Study On Seismic Tetrofit Design of Existing RC Bridge Piers Using CFRP Grid and PCM Shotcrete. Kyusu University. Japan. Dualembang, Hery Studi Perkuatan Lentur Balok Beton Bertulang dengan Metode Retrofit Menggunakan Wiremesh dan SCC. Universitas Hasanuddin. Makassar. Ismhayanti, Ma rifah Studi Perkuatan Lentur Balok Beton Bertulang dengan Metode Retrofit Dikekang pada Daerah Lentur dan Geser Menggunakan Wiremesh dan SCC. Universitas Hasanuddin. Makassar. Nawi, Edward. G. Beton Bertulang. Jilid 1. Bandung : Refika Aditama Nugraha, Paul, Antoni. Teknologi Beton. Yogyakarta : Andi Panggoa, Vinriani Studi Kekuatan Lekatan Antara Tulangan Polos terhadap Material SCC. Skripsi tidak diterbitkan. Makassar : Universitas Hasanuddin. Standar Nasional Indonesia Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung. SNI Badan Standarnisasi Nasional. Akkas, Abdul Madjid Rekayasa Bahan / Bahan Bangunan. Universitas Hasanuddin. Makassar. The European Guidelines for Self-Compacting Concrete Specification, Production and Use