IV-1 BAB IV HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS Data hasil eksperimen yang di dapat akan dilakukan analisis terutama kemampuan daktilitas beton yang menggunakan 2 (dua) macam serat yaitu serat baja dan serat polyolefin dengan kuat tekan beton rencana sebesar 6 MPa. Analisis beton berserat dilakukan dengan mengacu pada standar yang sudah ada yaitu ASTM, ACI dan BS, dengan formulasi analisis dari hasil pengujian sebagai berikut : 4.1. Workability Kekuatan beton salah satunya adalah tergantung pada perbandingan w/c, dimana semakin besar perbandingan w/c mengakibatkan penurunan kekuatan beton yang sangat signifikan dan begitu juga sebaliknya. Namun apabila dilihat dari segi workability, ratio w/c sangat berpengaruh besar dimana semakin besar ratio w/c maka pengerjaan beton semakin mudah. Penambahan superplasticizers adalah salah satu cara untuk memperkecil ratio w/c beton dengan tidak mempengaruhi kekuatan beton. Ratio w/c yang digunakan dalam penilitian ini merupakan ratio w/c minimum yang dapat memberikan kelecakan yang cukup, sehingga beton dapat dikerjakan. Ada 3 macam cara pengujian workability yaitu : 4.1.1.Slump Untuk pengujian slump beton basah dilakukan 3 menit setelah pengadukan dihentikan. Beton dibagi dalam beberapa fase pengadukan yang disesuai kan dengan tipe dan prosentase serat yang digunakan, dengan hasil pengujian terlihat pada Tabel 4.1.
IV-2 Tabel 4.1. Nilai Slump Beton dari Masing-masing Serat dengan Prosentase Berbeda No. Jenis Serat Prosentase Serat w/c Ratio Nilai Slump (mm) 1 %.35 25 1 Polyolefin 2 %.35 12 3 %.35 5 1 %.35 19 2 Baja 2 %.35 7 3 %.35 3 Plain Concrete -.35 5 4.1.2.Inverted Slump Cone Test (Uji Kerucut Terbalik) Pengujian ini digunakan untuk mendampingi pengujian slump dan memonitoring konsistensi adukan dengan cara mendapatkan faktor kekentalan adukan beton seperti yang terlihat pada Tabel 4.2. Uji kerucut terbalik lebih bagus digunakan untuk membandingkan adukan beton berserat dengan plain concrete dengan nilai slump yang sama. Tabel 4.2. Faktor Kekentalan Beton dari Pengujian Kerucut Terbalik Berat Berat Jenis Prosentase w/c Beton Beton di Faktor No Serat Serat Ratio Mengalir Silinder Kekentalan (kg) (kg) 1 Polyolefin 2 Baja 1 %,35 5,52 3,1,18 2 %,35 3,38 29,5,11 3 %,35 1,9 29,25,65 1 %,35 2,14 34,2,61 2 %,35 1,36 34,75,4 3 %,35,16 35,6,5 3 Plain -,35 9,8 34,95,28 4.1.3.V B Test Pengujian V-B adalah pengujian yang dilakukan dengan cara penggetaran dan dihitung berapa lama waktu beton mengalami kepadatan. Dari eksperimen didapat hasil pengujian V B seperti terlihat pada Tabel 4.3.
IV-3 Tabel 4.3. Waktu yang Dibutuhkan untuk Mendapatkan Kepadatan Beton No. Jenis Serat Prosentase Serat w/c Ratio Waktu Pemadatan (detik) 1 %.35 1 1 Polyolefin 2 %.35 18 3 %.35 53 1 %.35 13 2 Baja 2 %.35 33 3 %.35 95 3 Plain Concrete -.35 8 4.1.4. Hasil Analisis Pengujian Workability Tabel 4.4. Perbandingan Hasil dari Tiga Macam Pengujian Jenis Serat Prosentase Nilai Slump V B Test ISCT Serat (mm) (detik) 1 % 25,18 1 Polyolefin 2 % 12,11 18 3 % 5,65 53 1 % 19,61 13 Baja 2 % 7,4 33 3 %,5 95 Plain Concrete - 5,28 8 Nilai Slump (mm) 55 5 8, 5 45 4 35 3 25 1, 25 2 13, 19 15 18, 12 1 33, 7 5 53, 5 95, 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 6 65 7 75 8 85 9 95 1 V - B Test (detik) Serat Polyolefin Serat Baja Plain Concrete Kurva 4.1. Hubungan Nilai Slump vs V B Test
IV-4 V - B Test (detik) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1.5, 95.4, 33.65, 53.61, 13.11, 18.18, 1.28, 8.5.1.15.2.25.3 Faktor Kepadatan Serat Polyolefin Serat Baja Plain Concrete Kurva 4.2. Hubungan V B Test dan Inverted Slump Cone Test Dari data hasil pengujian workability dengan menggunakan 3 (tiga) macam pendekatan pengujian didapat hasil yang antara lain : 1) Nilai slump pada pengujian beton FRC sangat sulit diambil sebagai patokan untuk menentukan kelecakan adukan disebabkan perubahan sifat beton akibat adanya serat. Namun campuran beton berserat masih workable selama volume fraksi serat tidak melebihi batas homogenitas beton. 2) Pada pengujian workability, pengujian V B sangat menentukan di bandingkan dua macam pengujian lainnya. Seperti terlihat dari hasil pengujian diatas bahwa untuk plain concrete, waktu yang dibutuhkan untuk pemadatan beton sangat kecil, sedangkan untuk FRC semakin besar jumlah frasi serat dalam beton semakin besar pula waktu yang dibutuhkan untuk pemadatan beton dengan w/c ratio yang sama. Artinya pengerjaan beton semakin susah. 3) Untuk pengujian Inverted Slump Cone Test (kerucut terbalik) semakin mengecil angka hasil perhitungan, maka tingkat kelecakan beton semakin mengecil. Artinya beton semakin kental. 4.2. Kuat Tekan (Compressive Strength) Kuat tekan beton sebagai kemampuan silinder beton menahan beban tekan maksimum. Untuk plain concrete retak pertama beton adalah kekuatan maksimum
IV-5 beton. Sedangkan pada FRC, kemungkinan beton masih mampu menahan beban lebih besar itu sangat dimungkinkan. Dibawah ini akan ditampilkan tabel-tabel dan kurva hasil pengujian beton baik plain concrete dan FRC yang berdasarkan pada tipe serat dan prosentase fraksi serat. fc' (MPa) 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 1% 2% 3% Polyolefin 36.629 37.47 33.721 Steel 32.71 39.776 49.358 Plain 32.887 32.887 32.887 Prosentase Serat (%) Kurva 4.3. Perbandingan Kuat Tekan Beton FRC dan Plain Concrete Umur Beton 7 Hari Tegangan σ (MPa) 45 4 35 3 25 2 15 1 5.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 Regangan ε (/) 1% Polyolefin Fiber 2% Polyolefin Fiber 3% Polyolefin Fiber Plain Kurva 4.4. Hubungan Tegangan-Regangan FRC Serat Polyolefin dan Plain Concrete Umur Beton 7 Hari
IV-6 Tegangan σ (MPa) 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Regangan ε (/) 1% Steel Fiber 2% Steel Fiber 3% Steel Fiber Plain Kurva 4.5. Hubungan Tegangan-Regangan FRC Serat Baja dan Plain Concrete Umur Beton 7 Hari fc' (MPa) 8 7 6 5 4 3 2 1 1% 2% 3% Polyolefin 65.544 69.354 58.967 Steel 66.965 71.631 77.617 Plain 63.793 63.793 63.793 Persentase Serat (%) Kurva 4.6. Perbandingan Kuat Tekan Beton FRC dan Plain Concrete Umur Beton 28 Hari
IV-7 Tegangan σ (MPa) 8 7 6 5 4 3 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 Regangan ε (/) 1%Polyolefin fiber 2%Polyolefin fiber 3%Polyolefin fiber Plain Concrete Kurva 4.7. Hubungan Tegangan-Regangan FRC Serat Polyolefin dan Plain Concrete Umur Beton 28 Hari Tegangan σ (MPa) 9 8 7 6 5 4 3 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 Regangan ε (/) 1%Steel fiber 2%Steel fiber 3%Steel fiber Plain Concrete Kurva 4.8. Hubungan Tegangan-Regangan FRC Serat Baja dan Plain Concrete Umur Beton 28 Hari
IV-8 8 7 6 5 fc' (MPa) 4 3 2 1 Plain 1% Polyolefin FRC 2% Polyolefin FRC 3% Polyolefin FRC 1% Steel FRC 1% Steel FRC 1% Steel FRC 7 Hari 32.887 36.629 37.47 33.721 32.71 39.776 49.358 28 Hari 63.793 65.544 69.354 58.967 66.965 71.631 77.617 Kurva 4.9. Pengujian Beton FRC & Plain Berdasarkan Umur Beton 4.2.1.Pengukuran Berat Volume Beton Dalam pengujian kuat tekan beton dilakukan penimbangan sampel beton untuk mengetahui berat volume beton, yang bisa dilihat pada Tabel 4.5. dibawah ini. Tabel 4.5. Berat Volume Rata-rata Beton Masing-masing Sampel Pengujian No. Jenis Serat Prosentase Berat Volume Serat (%) Beton (kg/m 3 ) w/c. Ratio 1 % 2252,83,35 1 Polyolefin 2 % 2237,74,35 3 % 2245,28,35 1 % 2316,98,35 2 Baja 2 % 229,57,35 3 % 2369,81,35 3 Plain - 2382,17,35 4.2.2.Analisis Hasil Pengujian Compressive Strength 1) Secara umum kekuatan beton dipengaruhi oleh kekuatan komponenkomponen pembentuk beton seperti pasta semen, agregat, rongga dan interface antara pasta semen dan agregat serta kekuatan, jenis dan volume serat yang digunakan apabila pada FRC. 2) Dari hasil pengamatan pola keruntuhan yang terjadi pada FRC berbeda dengan Plain Concrete. Rata-rata pola keruntuhan pada Plain Concrete adalah keruntuhan belah (failure splitting) yang berbentuk prisma,
IV-9 sedangkan pada FRC pola keruntuhan berbentuk retak-retak pada specimen yang tidak sampai menyebabkan beton langsung failure. 3) Dari berbagai variasi komposisi serat pada campuran FRC, diperoleh bahwa komposisi serat baja lebih bagus dibandingkan dengan komposisi serat polyolefin. Baik dilihat dari pola keruntuhan seperti terlihat dari penurunan kurva, yang menurun secara perlahan. Berbeda dengan FRC Polyolefin, setelah retak pertama serat dan matrik masih mampu menahan beban sehingga kurva masih mendatar (ductail). Tetapi pada fase tertentu penurunanan kurva sangat tajam, hal ini disebabkan karena serat polyolefin yang bersifat elastis, sehingga serat akan melakukan perpanjangan sebelum bisa menahan beban secara maksimal. 4) Penggunaan serat melebihi 2% akan mengurangi tingkat homogenitas beton. Ini bisa dilihat dari hasil pengujian beton FRC pada umur beton 7 hari dimana kenaikan kekuatan FRC baja sangat signifikan yaitu 5,8%. Sedangkan pada FRC polyolefin memperlihat perilaku kuat tekan beton yang hampir tidak ada peningkatan. Begitu juga pada pengujian beton 28 hari memperlihatkan peningkatan kekuatan beton pada FRC baja sebesar 21,67%, dan FRC polyolefin -7,57%. 5) Peningkatan kuat tekan beton FRC Polyolefin terhadap Plain baik pada pengujian umur beton 7 hari maupun 28 hari tidak terlalu signifikan, bahkan pada volume fraksi serat 3% pada pengujian beton umur 28 hari, kekuatan beton turun dibandingkan Plain Concrete, seperti terlihat pada Tabel 4.6. Hal ini mungkin dipengaruhi oleh beberapa hal yang antara lain : Kekuatan serat polyolefin menahan kuat tekan lebih rendah di bandingkan kuat tekan pasta semen dan agregat. Sehingga semakin besar prosentase fraksi serat polyolefin maka kekuatan tekan beton FRC semakin lemah. Surface serat polyolefin yang agak licin menyebabkan bonding antara serat dan matriks sangat lemah sehingga retak akan menyusuri alur serat. Hal ini mengakibatkan kekuatan beton akan
IV-1 semakin lemah seiring semakin besarnya fraksi serat dalam volume beton. Tabel 4.6. Prosentase Peningkatan Kuat Tekan FRC Terhadap Plain Concrete Umur Beton 7 dan 28 Hari Jenis Serat Kuat Prosentase Kuat Prosentase Prosentase Tekan Peningkatan Tekan Peningkatan Serat 7 days Kuat Tekan 28 days Kuat Tekan (%) f c (MPa) (%) f c (MPa) (%) Plain - 32,88-63,793-1 % 36,629 11,4 65,544 2,74 Polyolefin 2 % 37,47 12,67 69,354 8,72 3 % 33,721 2,5 58,967-7,57 1 % 32,71 -,31 66,965 4,97 Baja 2 % 39,776 2,97 71,631 12,29 3 % 49,358 5,8 77,617 21,67 6) Dari Tabel 4.6 dapat dilihat bahwa volume fraksi serat khususnya serat polyolefin yang paling bagus yaitu 2% dari volume beton, dengan peningkatan kuat tekan beton sebesar 8,72% dari plain concrete. Hal ini hampir mendekati rekomendasi pabrik serat polyolefin dengan pemakain serat dalam campuran beton yaitu sebesar 1,6%. Rata-rata peningkatan kekuatan FRC polyolefin terhadap plain concrete sebesar 5,73%. Sedangkan pada FRC baja sebesar 12,98%. Namun secara umum perilaku daktail beton FRC dengan menggunakan dua macam serat sangat bagus. 4.3. Kuat Lentur (Modulus of Rupture) Pengujian kuat lentur FRC dan Plain dilakukan terhadap specimen berbentuk balok dengan ukuran 6 x 15 x 15 cm. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui kemampuan specimen baik FRC maupun Plain terhadap beban lentur yang terjadi ditengah bentang. Dari pengujian-pengujian yang telah dilakukan, besarnya kuat lentur hampir sama dengan kemampuan beton menahan gaya tarik.
IV-11 Tabel 4.7. Prosentase Peningkatan Kuat Lentur Berdasarkan Umur Beton No Jenis Serat Prosentase Kuat Lentur (kg/cm 2 ) Serat (%) 7 Hari 28 Hari Prosentase Peningkatan Kuat Lentur (%) 1 Plain - 42,93 49,7 14,3 1 % 38 44,67 17,55 2 Polyolefin 2 % 58 6 3,45 3 % 78 8 2,56 1 % 46,67 7 49,99 3 Baja 2 % 77.37 79,33 2,53 3 % 1 13,67 3,67 12 Flexural (kg/cm2) 1 8 6 4 2 1% 2% 3% Polyolefin 38 58 78 Steel 46.67 77.37 1 Plain 42.93 42.93 42.93 Prosentase Serat (%) Kurva 4.1. Perbandingan Kuat Lentur Specimen Plain dan FRC berdasarkan Prosentase Serat Umur Beton 7 Hari 9 8 7 Flexural (kg/cm2) 6 5 4 3 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Deflection (cm) 1% Polyolefin fiber 2% Polyolefin fiber 3% Polyolefin fiber Plain Kurva 4.11. Hubungan Kuat Lentur FRC Polyolefin dan Plain dengan Penurunan Umur Beton 7 Hari
IV-12 12 1 Flexural (kg/cm2) 8 6 4 2.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 1.1 1.2 Deflection (cm) 1% St eel f iber 2% Steel fiber 3% Steel fiber Plain Kurva 4.12. Hubungan Kuat Lentur FRC Baja dan Plain dengan Penurunan Umur Beton 7 Hari 14 12 Flexural (kg/cm2) 1 8 6 4 2 1% 2% 3% Polyolefin 44.67 6 8 Steel 7 79.33 13.67 Plain 49.7 49.7 49.7 Persentase Serat (%) Kurva 4.13. Perbandingan Kuat Lentur Specimen Plain dan FRC berdasarkan Prosentase Serat Umur Beton 28 Hari
IV-13 Flexural (kg/cm2) 9 8 7 6 5 4 3 2 1.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 1.1 1.2 1.3 Deflection (cm) 1%Polyolefin fiber 2%Polyolefin fiber 3%Polyolefin fiber Plain Kurva 4.14. Hubungan Kuat Lentur FRC Polyolefin dan Plain dengan Penurunan Umur Beton 28 Hari 14 12 Flexural (kg/cm2) 1 8 6 4 2.1.2.3.4.5.6.7.8.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 Deflection (cm) 1%Steel fiber 2%Steel fiber 3%Steel fiber Plain Kurva 4.15. Hubungan Kuat Lentur FRC Baja dan Plain dengan Penurunan Umur Beton 28 Hari 4.2.1.Pengukuran Berat Volume Beton Sebelum pengujian kuat lentur beton dilakukan penimbangan sampel beton untuk mengetahui berat volume beton, yang bisa dilihat pada Tabel 4.8. dibawah ini.
IV-14 Tabel 4.8. Berat Volume Rata-rata Beton Masing-masing Sampel Pengujian No. Jenis Serat Prosentase Berat Volume Serat (%) Beton (kg/m 3 ) w/c. Ratio 1 % 2329,63,35 1 Polyolefin 2 % 234,74,35 3 % 2362,96,35 1 % 2448,15,35 2 Baja 2 % 2392,59,35 3 % 2511,11,35 3 Plain - 2437,4,35 4.3.2.Analisis Hasil Pengujian Kuat Lentur 1) Besarnya beban yang dicapai oleh specimen FRC dan Plain menunjukkan perbedaan yang sangat signifikan, dimana semakin besar volume fraksi serat yang digunakan kemampuan specimen FRC menahan beban lentur semakin besar apabila dibandingkan plain concrete. 2) Specimen FRC menunjukkan perilaku elastik linear di awal pembebanan, yang diikuti oleh terjadinya retak pertama (postcracking) didaerah momen konstan benda uji. Selanjutnya terlihat perilaku non linear dengan defleksi besar, bersama dengan terbentuknya retak akibat beban lentur. Secara umum, seluruh specimen FRC menunjukkan pola keruntuhan lentur daktail sesuai dengan yang diinginkan. 3) Efektifitas serat polyolefin dalam memperkuat lentur specimen FRC, akan tergantung pada aksi komposit yang bekerja. Selain pada rekatan (bonding) antara matrik dan lapisan serat juga kemampuan serat menahan gaya tarik akibat retakan specimen. 4) Serat polyolefin dan baja memperlihatkan kemampuannya dalam merehabilitasi elemen lentur specimen saat mencapai kondisi ultimate, dimana specimen mampu berdefleksi sebesar 1,21 cm untuk serat polyolefin dan 1,21 cm untuk serat baja atau 9,34 % dan 9,26 % lebih besar dibandingkan defleksi ultimate specimen plain yang hanya,117 cm. Bahkan specimen plain langsung fracture.
IV-15 4.4. Kuat Tarik Belah (Splitting Tensile Strength) Pengujian specimen yang digunakan berbentuk cylinder dengan ukuran 15 x 3 mm. Benda uji diletakkan pada posisi horizontal di antara dua pelat landasan mesin uji tekan. Apabila beban diberikan sepanjang sumbu, maka elemen pada diameter vertikal akan mengalami tegangan tekan vertikal dan tegangan tarik horizontal. Teori yang mendukung terhadap pengujian kuat tarik belah ini adalah : Dengan penerapan beban garis yang tegak lurus terhadap sumbu silinder, akan menghasilkan tegangan tarik yang seragam. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kuat tarik belah pada umumnya lebih besar dari kuat tarik langsung. Hal ini menunjukkan bahwa teori tersebut diatas tidak sepenuhnya berlaku karena beton merupakan material heterogen, nonelastik linear, dan beban yang diterapkan pada pengujian sebenarnya bukan merupakan beban garis tetapi lebih merupakan beban merata, sehingga menimbulakn tegangan tekan yang lebih besar pada permukaan benda uji. Splitting Tensile Strength (MPa) 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5 1% 2% 3% Polyolefin 2.8624 2.8284 3.2753 Steel 3.711 4.2151 5.1371 Plain 1.6376 1.6376 1.6376 Prosentase Serat Kurva 4.16. Perbandingan Kuat Tarik Belah Plain & FRC Berdasarkan Prosentase Serat pada Umur Beton 7 Hari
IV-16 Splitting Tensile Strength (MPa) 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 Deflection (mm) 1% Polyolefin fiber 2% Polyolefin fiber 3% Polyolefin fiber Plain Kurva 4.17. Perbandingan Kuat Tarik Belah FRC Polyolefin & Plain pada Umur Beton 7 Hari 6 Splitting Tensile Strength (MPa) 5 4 3 2 1.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 Deflection (mm) 1% St eel f iber 2% Steel fiber 3% Steel fiber Plain Kurva 4.18. Perbandingan Kuat Tarik Belah FRC Baja & Plain pada Umur Beton 7 Hari
IV-17 35 3 25 2 15 1 5 1% 2% 3% Polyolefin 1.299 16.49 19.825 Steel 14.362 23.44 29.3 Plain 5.76 5.76 5.76 Persentase Serat (%) Kurva 4.19. Perbandingan Kuat Tarik Belah Plain & FRC Berdasarkan Prosentase Serat pada Umur Beton 28 Hari Splitting Tensile Strength (MPa) 25 2 15 1 5.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 Deflection (mm') 1%Serat Polyolefin 2%Serat Polyolefin 3%Serat Polyolefin Plain Kurva 4.2. Perbandingan Kuat Tarik Belah FRC Polyolefin & Plain pada Umur Beton 28 Hari
IV-18 Splitting Tensile Strength (MPa) 35 3 25 2 15 1 5.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 Deflection (mm') 1%Serat Baja 2%Serat Baja 3%Serat Baja Plain Kurva 4.21. Perbandingan Kuat Tarik Belah FRC Baja & Plain pada Umur Beton 28 Hari Tabel 4.9. Prosentase Kenaikan Splitting Tensile Strength FRC & Plain Berdasarkan Umur Beton Splitting Tensile Strength Prosentase Prosentase Peningkatan No Jenis Serat Serat (Mpa) Splitting (%) 7 Hari 28 Hari Tensile Strength (%) 1 Plain - 1,637 5,76 248,56 1 % 2,862 1,299 259,85 2 Polyolefin 2 % 2,828 16,49 48,23 3 % 3,275 19,825 55,34 1 % 3,711 14,362 287,1 3 Baja 2 % 4,215 23,44 456,11 3 % 5,137 29,3 47,37 Tabel 4.1. Prosentase Peningkatan Kuat Tarik Belah FRC Terhadap Plain Concrete Umur Beton 7 dan 28 Hari Jenis Serat Kuat Prosentase Kuat Prosentase Prosentase Tarik Peningkatan Tarik Peningkatan Serat 7 days Kuat Tarik 28 days Kuat Tarik (%) f c (MPa) (%) f c (MPa) (%) Plain - 1,637-5,76-1 % 2,862 74,83 1,299 8,49 Polyolefin 2 % 2,828 72,76 16,49 187,57 3 % 3,275 1,6 19,825 247,44 1 % 3,711 126,7 14,362 156,43 Baja 2 % 4,215 157,48 23,44 31,8 3 % 5,137 213,81 29,3 413,49
IV-19 4.4.1.Analisis Hasil Pengujian Splitting Tensile Strength (Kuat Tarik Belah) 1) Pola retak pada pengujian kuat tarik belah beton FRC dan plain mengindikasikan pola retak yang sama yaitu membentuk retak belah yang lurus. Ini menunjukkan bahwa kemampuan pasta semen dan agregat sama dalam menahan beban tarik. 2) Secara umum bahwa kemampuan serat baik serat polyolefin maupun serat baja, mampu menahan beban tarik yang diberikan terhadap beton. Ini dapat dilihat dari kurva pengujian yang menunjukkan garis kurva yang masih sejajar bahkan pada volume fraksi serat tertentu menunjukan kenaikan setelah retak pertama (post-cracking) sebelum secara perlahan-lahan turun dan pada akhirnya garis kurva menunjukkan garis landai dengan besarnya penurunan (deflection) sebesar 7 1 mm. 3) Dari hasil pengujian dapat dilihat bahwa peningkatan kuat tarik belah FRC baja yang besar peningkatannya terhadap plain concrete rata-rata 165,99% pada pengujian umur beton 7 hari dan 293,57% pada pengujian umur beton 28 hari, lebih bagus dibandingkan kuat tarik belah FRC polyolefin sebesar 82,55% pada pengujian umur beton 7 hari dan 171,33% pada pengujian umur beton 28 hari. Salah satu penyebabnya adalah karena surface serat baja lebih kasar dibandingkan surface serat polyolefin sehingga bonding antara serat baja dan matrik lebih bagus dari serat polyolefin. 4) Tabel 4.9. menunjukkan peningkatan kuat tarik belah yang sangat signifikan antara pengujian umur beton 7 hari dan 28 hari. Hal ini terjadi karena pada pengujian umur beton 7 hari setting beton masih belum maksimal sehingga pada saat dilakukan pengujian bonding antara matrik beton dan serat masih terlalu lemah. Sedangkan pada pengujian umur beton 28 hari setting beton sudah maksimal sehingga disamping kekuatan beton yang semakin bagus, bonding antara matrik dan serat juga sudah mencapai kondisi yang sangat bagus. Setelah beton retak maka kemampuan kuat tarik FRC di take over dari matrik beton ke serat.
IV-2 4.5. Korelasi Kuat Tarik Belah (Splitting Tensile Strength) Kuat Tekan Korelasi antara perkembangan kuat tekan dan kuat tarik belah beton, masing-masing FRC dan plain sangat berpariasi, tergantung pada jenis serat, prosentase serat dan surface serat. Dari data pengujian yang telah ada bahwa beton sangat lemah menahan beban tarik, hanya 1% dari kuat tekan beton. Tabel 4.11. Prosentase Kuat Tarik Belah Beton Terhadap Kuat Tekan Umur Beton 7 Hari Splitting Compressive Prosentase Splitting Jenis Serat Prosentase Tensile Strength Plain Tensile Strength Serat (%) Strength Concrete Concrete terhadap (MPa) (MPa) Comp. Strength (%) Plain - 1,637 4,98 1 % 2,862 8,7 Polyolefin 2 % 2,828 8,6 3 % 3,275 32,887 9,96 1 % 3,711 11,28 Steel 2 % 4,215 12,82 3 % 5,137 15,62 Tabel 4.12. Prosentase Kuat Tarik Belah Beton Terhadap Kuat Tekan Umur Beton 28 Hari Splitting Compressive Prosentase Splitting Jenis Serat Prosentase Tensile Strength Plain Tensile Strength Serat (%) Strength Concrete Concrete terhadap (MPa) (MPa) Comp. Strength (%) Plain - 5,76 8,94 1 % 1,299 16,14 Polyolefin 2 % 16,49 25,72 3 % 19,825 63,793 31,8 1 % 14,362 22,51 Steel 2 % 23,44 36,74 3 % 29,3 45,93 4.5.1.Analisis Korelasi Korelasi Kuat Tarik Belah Kuat Tekan 1) Dari hasil pengamatan dilapangan bahwa kemampuan FRC menahan kuat tarik rendah dibandingkan kuat tekan beton disebabkan oleh lemahnya ikatan (bonding) antara matrik dan serat. Hal ini bisa terlihat dengan hampir 9% serat tercabut setelah specimen retak dan hanya 1% serat mengalami pemanjangan (elongation) akibat tarik.
IV-21 2) Berbeda dengan pengujian kuat tekan beton yang memperlihatkan perilaku semakin banyak volume fraksi serat semakin memperlemah kekuatan beton, maka pada pengujian splitting tensile strength (kuat tarik belah) menunjukkan bahwa semakin besar volume fraksi serat semakin besar kemampuan beton menahan tarik. 3) Dari pengujian dapat dilihat bahwa prosentase kuat tarik belah terhadap kuat tekan pada umur beton 7 hari, FRC polyolefin paling besar terdapat pada prosentase serat 3% sebesar 9,96% sedangkan pada baja 15,62%. Pada umur beton 28 hari kenaikan prosentase kuat tarik belah sangat signifikan yaitu sebesar 31,8% untuk FRC polyolefin dan 45,93% untuk FRC baja. Sementara pada plain concrete seperti penelitian sebelum-sebelumnya hanya berkisar dibawah 1%. 4.6. Daktilitas Beton FRC dan Plain Daktilitas merupakan kemampuan material (beton maupun baja), penampang, elemen struktur, ataupun struktur untuk berdeformasi besar secara inelastic tanpa kehilangan kekuatannya secara signifikan. Adapun deformasi yang ditinjau dapat berupa regangan, kelengkungan, rotasi dan perpindahan. Pada analisis pengujian ini maka daktilitas yang ditinjau adalah daktilitas pada tingkat penampang. Adapun definisinya adalah perbandingan kelengkungan total garis kurva dengan kelengkungan pada saat garis kurva saat leleh pertama. Dari semua macam pengujian sifat nekanis beton diatas menunjukkan sifat kelengkungan pada kurva hasil analisis. Dibawah ini bisa dilihat daktilitas beton hasil pengujian.
IV-22 4.6.1.Uji Kuat Tekan (Compressive Strength) Tabel 4.13. Daktilitas Beton FRC dan Plain Concrete Umur Beton 7 Hari dari Pengujian Kuat Tekan Jenis Serat pada Daktilitas Kuat pada Prosentase Tekan Serat 7 days Post- Ultimate (%) Cracking Regangan Beton f c (MPa) (μ (μ y ) u ) Plain - 32,88,2,3 1,5 1 % 36,629,1963,937 4,773 Polyolefin 2 % 37,47,1984,858 4,325 3 % 33,721,1892,976 5,158 1 % 32,71,149 1,9 6,772 Baja 2 % 39,776,1599,925 5,784 3 % 49,358,1586 1,546 9,747 Tabel 4.14. Daktilitas Beton FRC dan Plain Concrete Umur Beton 28 Hari dari Pengujian Kuat Tekan Jenis Serat pada Daktilitas Kuat pada Prosentase Tekan Serat 28 days Post- Ultimate (%) Cracking Regangan Beton f c (MPa) (μ (μ y ) u ) Plain - 63,793 - - 1, 1 % 65,544,1954,525 2,687 Polyolefin 2 % 69,354,1967,638 3,244 3 % 58,967,1979,886 4,477 1 % 66,965,1496 1,364 9,117 Baja 2 % 71,631,1475,695 4,712 3 % 77,617,1484 1,389 9,359
IV-23 4.6.2.Uji Kuat Lentur (Modulus of Rupture) Tabel 4.15. Daktilitas Beton FRC dan Plain Concrete Umur Beton 7 Hari dari Pengujian Kuat Lentur Jenis Serat Kuat pada Daktilitas pada Prosentase Lentur Serat 7 days Post- Ultimate (%) f r Cracking Deflection (kg/cm 2 (μ ) (μ y ) u ) Plain - 42,93 - - 1, 1 % 38,122,636 5,213 Polyolefin 2 % 58,124,68 4,484 3 % 78,14,753 7,24 1 % 46,67,173,611 3,532 Baja 2 % 77.37,12,772 6,433 3 % 1,156,854 5,474 Tabel 4.16. Daktilitas Beton FRC dan Plain Concrete Umur Beton 28 Hari dari Pengujian Kuat Lentur Jenis Serat Kuat pada Daktilitas pada Prosentase Lentur Serat 28 days Post- Ultimate (%) f r Cracking Deflection (kg/cm 2 (μ ) (μ y ) u ) Plain - 49,7 - - 1, 1 % 44,67,123,481 3,91 Polyolefin 2 % 6,124,579 4,669 3 % 8,14,674 6,48 1 % 7,12,547 4,558 Baja 2 % 79,33,12,711 5,925 3 % 13,67,127,874 6,882 4.6.3.Uji Kuat Tarik Belah (Splitting Tensile Strength) Tabel 4.17. Daktilitas Beton FRC dan Plain Concrete Umur Beton 7 Hari dari Pengujian Kuat Tarik Belah Kuat pada Daktilitas pada Prosentas Tarik Jenis e Serat Belah Post- Serat (%) 7 days Ultimate Cracking Deflection (μ T (MPa) (μ y ) u ) Plain - 1,637 - - 1, 1 % 2,862 1,14 3,98 3,92 Polyolefin 2 % 2,828 1,357 4,66 4,447 3 % 3,275 1,117 4,887 4,83 1 % 3,711 1,14 3,85 3,765 Baja 2 % 4,215 1,98 3,897 3,859 3 % 5,137 1,71 5,116 5,8
IV-24 Tabel 4.18. Daktilitas Beton FRC dan Plain Concrete Umur Beton 28 Hari dari Pengujian Kuat Tarik Belah Jenis Serat Kuat pada Daktilitas pada Prosentase Tarik Serat Belah Post- (%) 28 days Ultimate Cracking Deflection (μ T (MPa) (μ y ) u ) Plain - 5,76 - - 1, 1 % 1,299 1,63 3,811 3,787 Polyolefin 2 % 16,49 1,54 4,755 4,729 3 % 19,825 1,12 5,47 4,996 1 % 14,362 1,118 3,227 3,189 Baja 2 % 23,44 1,114 3,639 3,598 3 % 29,3 1,19 3,651 3,612 4.6.4.Hasil Pangamatan 1) Daktilitas beton FRC polyolefin pada pengujian uji mekanis menunjukkan tingkat daktilitas penuh dengan besarnya daktilitas ratarata 4, artinya specimen berperilaku inelastik terhadap beban siklik yang bekerja dan mampu menjamin pengembangan mekanisme sendi plastis dengan kapasitas disipasi energi yang diperlukan tanpa mengalami keruntuhan. 2) Hal yang sama juga terjadi pada FRC baja yang memperlihatkan perilaku daktilitas beton semakin bagus seiring volume fraksi serat semakin besar. 3) Pada plain concrete, menunjukkan hasil pengujian beton yang sangat getas (brittle). Bahkan pada pengujian flexural, pada saat mencapai beban maksimum, specimen langsung mengalami keruntuhan getas dengan daktilitas = 1,. Artinya specimen berperilaku elastik.