Page 1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
PENGARUH PENGEKANGAN JALA NYLON DI TULANGAN
PADA KUAT LENTUR BALOK BERTULANG
THE EFFECT OF NYLON NET CONFINEMENT ON REINFORCEMENT
ON THE FLEXURAL STRENGTH OF REINFORCED CONCETE BEAM
SKRIPSI
Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Oleh :
ERLINA WAHYUNINGTYAS NIM. I 0107070
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2011
Page 2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
PENGARUH PENGEKANGAN JALA NYLON DI TULANGAN
PADA KUAT LENTUR BALOK BERTULANG
THE EFFECT OF NYLON NET CONFINEMENT ON REINFORCEMENT
ON THE FLEXURAL STRENGTH OF REINFORCED CONCETE BEAM
Disusun Oleh :
ERLINA WAHYUNINGTYAS NIM. I 0107070
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2011
Dosen Pembimbing I
Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD NIP. 19691026 199503 1 002
Dosen Pembimbing II
Achmad Basuki, ST, MT NIP. 19710901 199702 1 001
Page 3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH PENGEKANGAN JALA NYLON DI TULANGAN
PADA KUAT LENTUR BALOK BERTULANG
THE EFFECT OF NYLON NET CONFINEMENT ON REINFORCEMENT
ON THE FLEXURAL STRENGTH OF REINFORCED CONCETE BEAM
SKRIPSI
Disusun oleh:
ERLINA WAHYUNINGTYAS
NIM. I 0107070 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 : Rabu Tanggal : 16 Februari 2011
Tim Penguji Pendadaran : 1. Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD ……………………………
N I P . 19691026 199503 1 002 2. Achmad Basuki, ST, MT …………………………… N I P . 19710901 199702 1 001
3. Ir. Antonius Mediyanto, MT ……………………………
N I P . 19620118 199512 1 001 4. Ir. Purwanto, MT ……………………………
N I P . 19610724 198702 1 001
Mengetahui, Disahkan a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik sipil
Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS
Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001
Page 4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
v Pengalaman adalah guru yang terbaik tetapi buanglah pengalaman
buruk yang hanya merugikan.
v Menunggu kesuksesan adalah tindakan sia-sia yang bodoh.
PERSEMBAHAN
Syukur Alhamdulillah saya panjatkan pada Allah SWT atas hidayah-Nya,
dan dengan segala kerendahan hati serta rasa terima kasih saya
persembahkan karya ini kepada :
1. Bapak & Ibu
Terimakasih atas segala doa dan dukungannya serta kasih sayang yang tak
akan tergantikan oleh apapun juga.
2. My Brother
Bedit Nana Sambodo terimakasih atas doa dan dukungannya. Kamulah contoh
yang baik disetiap langkahku.
3. Keluargaku
Terimakasih atas kasih sayang dan semangat untuk segera menyelesaikan
pendidikan ini.
4. Pembimbing
Bapak Kusno, Bapak Basuki, Ibu Retno susilorini.
5. Chitra Hermawan
Terimakasih atas dukungan serta bantuan disetiap kesulitanku.
6. Teman Berjuang
Rakhmita Hidayanti Harahap, Hafni Pertiwi, Juwono Dwi Putra yang telah
berjuang bersama. Serta mas Budi Waluyo dan Bli Ketut Bagiarta atas
bantuannya.
Page 5
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
7. Teman Sipil
Erni (untuk semangat dan setiap bantuan yang kamu berikan), rahma, dita,
dwi, lia, cewek2 sipil07, dan cowok2 sipil07, serta semua mahasiswa sipil
Uns.
8. Sunarjati
Tinul (telah berbagi suka-duka), indri, refo, dita, mb.ficka, dan semua anak
sunarjati tercinta. Hidup seatap bersama demi meraih cita-cita.
9. Pihak-pihak pendukung
Tika (bantuan tranlet bahasa), Danang Dkv (bantuan animasi). Semua yang
telah mendukung terselesainya skripsi ini.
Page 6
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABSTRAK
Erlina Wahyuningtyas, 2011. Pengaruh Pengekangan Jala Nylon di Tulangan pada Kuat Lentur Balok Bertulang, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penggunaan beton sebagai bahan bangunan telah lama dikenal dan paling banyak digunakan. Salah satu kelebihan beton adalah kuat desaknya tinggi, namun beton juga mempunyai kelemahan yaitu kuat tariknya rendah. Maksud utama pengekangan terhadap tulangan adalah untuk menambah kuat tarik beton. Kuat tarik yang sangat rendah mengakibatkan beton mudah retak yang akhirnya mengurangi keawetan beton. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh pengekangan jala nylon terhadap kuat lentur balok bertulang dan untuk mengetahui seberapa besar perbandingan kapasitas lentur hasil analisa dengan hasil uji eksperimen untuk balok beton bertulang normal dan balok bertulang dengan pengekangan jala nylon Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan membuat benda uji berupa balok beton bertulang dengan dimensi (250x350x3500)mm3dan dipasang tulangan tarik 3ø13, tulangan tekan 2ø13 dan sengkang ø8. Jumlah benda uji adalah sebanyak 2 benda uji dengan 1 benda uji untuk masing-masing kondisi yaitu beton bertulang normal, dan beton bertulang dengan pengekangan jala nylon pada tulangan. Pengujian kuat lentur balok bertulang menggunakan alat uji lentur. Dari pengujian diketahui nilai kapasitas lentur balok bertulang normal adalah sebesar 3636,25 MPa sedangkan kapasitas lentur balok bertulang dengan pengekangan jala nylon sebesar 4636,25 MPa. Sehingga kapasitas lentur balok bertulang mengalami penningkatan 27,5%. Kapasitas lentur balok bertulang normal hasil perhitungan analisa sebesar 3544,01 MPa, sedangkan hasil uji eksperimen sebesar 3636,25 MPa. Sehingga perbedaan kapasitas lentur balok bertulang normal hasil analisa dan eksperimen sebesar 2,6027%. Kapasitas lentur balok bertulang dengan pengekangan jala nylon hasil perhitungan analisa sebasar 3544,64 MPa, sedangkan hasil uji eksperimen sebesar 4636,25 MPa. Sehingga perbedaan kapasitas lentur balok bertulang dengan pengekang jala nylon hasil analisa dan eksperimen sebesar 11,9616% Kata kunci: kuat lentur, balok bertulang, pengekangan jala nylon
Page 7
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
ABSTRACT
Erlina Wahyuningtyas, 2011. The Effect of Nylon Net Confinement on Reinforcement on The Flexural Strength of Reinforced Concrete Beam. Final Report. Civil Engineering, Sebelas Maret University, Surakarta. The use of concrete as building material has long been known and it is mostly used. One of the concrete strengths is high strongly urged. However, concrete also has weakness that is low tensile strength. The main purpose of restrain through reinforcement is to strengthen tensile strength concrete. The lowest tensile strength causes concrete cracks easily. It finally reduces concrete preservation. The aims of this research are to identify a great extent the influence of nylon confinement through flexural strength of concrete beam and to identify a great extent the comparison of the flexible capacity analysis result with experiment result to normal reinforced concrete beam and reinforced concrete beam in nylon confinement. The method which was used in this research was experiment method. It was conducted by creating concrete beam with dimension (250x350x3500)mm3 as the test object and it was set up by tensile carcass 3ø13, press carcass 2ø13 and cross beam ø8. The total of test object was two with one test object for each condition that was normal concrete beam and concrete beam with nylon confinement at carcass. The experiment of concrete beam flexural strength by using flexural tester. The result of the experiment shows that the total flexural capacity of concrete beam is 3636,25 MPa, while the total flexural capacity of concrete beam with nylon confinement is 4636,25 MPa. Thus, the flexural capacity of normal concrete beam increases 27,5%. The result of analysis calculation of flexural capacity normal concrete beam is 3544,01 MPa, while the experiment result is 3636,25 Mpa. Hence, the difference between the flexural capacity of normal concrete beam of analysis result and experiment is 2,6027%. The calculation analysis result of flexural capacity of concrete beam with nylon confinement is 3544,64 MPa, while the experiment result is 4636,25 MPa. Therefore, the difference between analysis and experiment result of flexural capacity concrete beam with nylon confinement is 11,9616%. Key words: flexural strength, reinforced concrete beam, nylon confinement
Page 8
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang selalu melimpahkan rahmat serta hidayah-
Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul
“Pengaruh Pengekangan Jala Nylon di Tulangan pada Kuat Lentur Balok
Bertulang” guna memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Meskipun jauh dari kesempurnaan penulis berharap semoga skripsi ini dapat
menambah wawasan dan mengembangkan pengetahuan terutama untuk
pengembangan penelitian selanjutnya di Jurusan Teknik Sipil UNS.
Dalam penulisan skripsi ini, penulis mendapat bantuan dari berbagai pihak, baik
secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu, Penulis ingin menyampaikan
ucapan terimakasih kepada :
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,
2. Pimpinan Jurusan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,
3. Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD selaku dosen pembimbing I,
4. Achmad Basuki ST, MT selaku dosen pembimbing II,
5. S A Kristiawan, ST, MSc, (Eng), PhD selaku Kepala Laboratorium Struktur
Fakultas Teknik Univesitas Sebelas Maret Surakarta beserta staffnya,
6. Kusno Adi S, ST, PhD selaku Kepala Laboratorium Bahan Bangunan Fakultas
Teknik Univesitas Sebelas Maret Surakarta beserta staffnya,
7. Ir. Purwanto, MT selaku pembimbing akademis,
8. Bapak dan ibu dosen pengajar, staff pengajaran, staff perpustakaan dan
karyawan di lingkungan Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret
Suarakarta,
9. Rekan-rekan seperjuanganku, Hafni Pertiwi, Rakhmita Hidayanti Harahap,
Juwono Dwi Putra atas segala bantuan dan kekompakannya demi
terselesaikannya penyusunan laporan skripsi ini,
10. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2007,
11. Semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak
langsung yang tidak dapat penulis sebut satu persatu.
Page 9
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu,
saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan
skripsi ini dan semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang
membutuhkan.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, Januari 2011
Penulis
Page 10
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PERSETUJUAN ii
HALAMAN PENGESAHAN iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN iv
ABSTRAK v
KATA PENGANTAR vii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR GAMBAR xiii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL xvi
DAFTAR LAMPIRAN xvii
BAB 1. PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang Masalah 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Batasan Masalah 3
1.4. Tujuan Penelitian 3
1.5. Manfaat Penelitian 3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 4
2.1. Landasan Teori 4
2.2. Tinjauan Pustaka 4
2.2.1. Pengertian Beton 4
2.2.2. Serat Nylon 6
2.3. Material Penyusun Beton 9
2.3.1. Semen Portland 9
2.3.2. Agregat 11
2.3.2.1. Agregat Halus 12
2.3.2.2. Agregat Kasar 14
2.3.3. Air 16
2.4. Kuat Lentur Beton Bertulang 17
Page 11
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
2.4.1 Pemodelan Pengekangan Beton 21
2.5. Keruntuhan Balok Beton Bertulang 23
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN 25
3.1. Uraian Umum 25
3.2. Benda Uji 25
3.3. Tahap dan Prosedur Penelitian 27
3.4. Standar Penelitian 30
3.4.1 Standar Pengujian Terhadap Agregat Halus 30
3.4.1 Standar Pengujian Terhadap Agregat Kasar 30
3.5. Alat yang Digunakan 31
3.6. Pengujian Bahan Dasar Beton 33
3.6.1. Pengujian Agregat Halus 33
3.6.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Dalam Agregat Halus 33
3.6.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Dalam Agregat Halus 34
3.6.1.3. Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus 35
3.6.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus 36
3.6.1.1. Pengujian Berat Isi Agregat Halus 37
3.6.2. Pengujian Agregat Kasar 37
3.6.2.1. Pengujian Spesific Gravity dan Absorbsi Agregat Kasar 37
3.6.2.2. Pengujian Abrasi Agregat Kasar 38
3.6.2.3. Pengujian Gradasi Agregat Kasar 38
3.6.2.4. Pengujian Berat Isi Agregat Kasar 39
3.7. Hitungan Rencana Proporsi Campuran Adukan Beton 39
3.8. Pembuatan dan Pengujian Adukan Beton 39
3.9. Pembuatan dan Perawatan (Curing) Benda Uji 41
3.9.1. Pembuatan Benda Uji 41
3.9.2. Perawatan (Curing) 41
3.10. Pengujian Benda Uji 42
3.10.1. Tahap Persiapan Pengujian Balok 42
3.10.2. Langkah-Langkah Pengujian 42
3.10.3. Setting Alat 44
BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 45
Page 12
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
4.1. Hasil Pengujian Bahan 45
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus 45
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar 47
4.2. Kuat Tarik Baja Tulangan 49
4.3. Rencana Campuran Adukan Beton 50
4.4. Pengujian Nilai Slump 50
4.5. Kuat Tekan Beton 51
4.6. Kuat Lentur Balok Bertulang 52
4.7. Pola Retak Balok Bertulang 56
4.8. Kapasitas Lentur Balok Bertulang 59
4.9. Analisa Penampang Balok Bertulang 62
4.10. Perbandingan Kapasitas Lentur Analisa dan Eksperimen 69
4.11. Pembahasan 70
4.11.1 Kuat Tarik Baja Tulangan 70
4.11.2. Kuat Tekan Beton 70
4.11.3. Kuat Lentur Balok Bertulang 71
4.11.4. Lendutan 71
4.11.5. Pola Retak Balok Bertulang 71
4.11.6. Kapasitas Lentur Balok Bertulang 72
4.11.7. Perbandingan Kapasitas Lentur Analisa dan Eksperimen 72
BAB 5. KESIMPILAN DAN SARAN 73
5.1. Kesimpulan 73
5.2. Saran 74
DAFTAR PUSTAKA 75
LAMPIRAN 77
Page 13
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Susunan unsur semen biasa 10
Tabel 2.2. Jenis semen Portland 11
Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat halus ASTM C.33-97 13
Tabel 2.4. Gradasi Agregat Kasar Menurut ASTM 16
Tabel 3.1. Pengaruh kadar zat organik terhadap presentase penurunan kekuatan
beton 35
Tabel 3.2. Syarat persentase berat lolos standar ASTM 37
Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus 45
Tabel 4.2. Hasil pengujian gradasi agregat halus 46
Tabel 4.3. Hasil pengujian agregat kasar normal 47
Tabel 4.4. Hasil pengujian gradasi agregat kasar normal 48
Tabel 4.5. Hasil uji kuat tarik baja tulangan 49
Tabel 4.6. Nilai slump campuran adukan beton 51
Tabel 4.7. Hasil pengujian kuat desak beton umur 28 hari. 51
Tabel 4.8. Hasil pengujian kuat lentur balok bertulang 52
Tabel 4.9. Hasil lendutan balok bertulang normal 53
Tabel 4.10. Hasil lendutan balok bertulang dengan pengekangan jala nylon 54
Tabel 4.11. Hasil perhitungan kapasitas lentur hasil eksperimen 61
Tabel 4.12. Kapasitas lentur balok beton bertulang hasil analisa 69
Tabel 4.13. Hasil perbandingan kapasitas lentur analisa dan eksperimen 69
Page 14
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Relasi tegangan-regangan untuk material polimer
thermoplastis
6
Gambar 2.2. Relasi σ-ε (tegangan-regangan) serat nylon 8
Gambar 2.3. Balok yang dibebani 2 buah gaya P/2 19
Gambar 2.4. Distribusi tegangan ekivalen dari Whitney 19
Gambar 2.5. Kurva Tegangan–Regangan untuk Beton Terkekang
dengan Sengkang Persegi
21
Gambar 2.6. Blok tegangan tekan beton yang mungkin terjadi 22
Gambar 2.7. Perilaku beban-lendutan struktur beton 23
Gambar 3.1. Benda uji balok bertulang normal 26
Gambar 3.2. Benda uji balok bertulang dengan pengekangan jala
nylon diluar tulangan
26
Gambar 3.3. Detail tulangan desain balok uji 27
Gambar 3.4. Bagan alir tahap-tahap metode penelitian 29
Gambar 3.5. Setting alat pengujian balok 44
Gambar 4.1. Grafik gradasi agregat halus 46
Gambar 4.2. Grafik gradasi agregat kasar normal 48
Gambar 4.3. Grafik hasil pengujian kuat lentur balok bertulang 52
Gambar 4.4. Grafik perbandingan lendutan antara balok bertulang
normal dan balok bertulang dengan pengekangan jala
nylon pada dial gauge 1
55
Gambar 4.5. Grafik perbandingan lendutan antara balok bertulang
normal dan balok bertulang dengan pengekangan jala
nylon pada dial gauge 2
55
Gambar 4.6. Grafik perbandingan lendutan antara balok bertulang
normal dan balok bertulang dengan pengekangan jala
nylon pada dial gauge 3
56
Gambar 4.7. Pola retak beton bertulang normal pada posisi barat 57
Gambar 4.8. Pola retak beton bertulang normal pada posisi timur 57
Gambar 4.9. Pola retak beton bertulang dengan pengekangan jala
Page 15
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
nylon pada posisi barat 58
Gambar 4.10. Pola retak beton bertulang dengan pengekangan jala
nylon pada posisi timur
58
Gambar 4.11. Beban pada pengujian 59
Gambar 4.12. Perbandingan kapasitas lentur balok bertulang normal
dan balok bertulang dengan pengekangan jala nylon
62
Gambar 4.13. Diagram tegangan balok beton bertulang 63
Gambar 4.14. Diagram tegangan beton bertulang dengan pengekangan
jala nylon
66
Gambar 4.15. Grafik perbandingan kapasitas lentur analisa dan
eksperimen balok bertulang normal dan balok dengan
pengekangan jala nylon
70
Page 16
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvi
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
ACI = American Concrete Institute
ASTM = American Standar for Testing and Materials
A = Luas penampang baja tulangan (mm2)
As = Luas tulangan tarik (mm2)
As’ = Luas tulangan tekan (mm2)
a = Tinggi distribusi tegangan persegi untuk kondisi regangan batas
B = Lebar balok (mm)
c = Gaya tekan dalam beton dengan tidak adanya tulangan tekan
cm = centimeter
Dc = Desak beton (MPa)
Ds = Desak tulangan (MPa)
d = Lebar efektif balok (mm)
Es = Modulus elastisitas (N/mm2)
fas = faktor air semen
fc’ = Kuat desak beton (MPa)
fs = Gaya tarik tulangan (MPa)
fs’ = Gaya tekan tulangan (MPa)
f’cr = Kuat desak rata-rata (MPa)
fy = Tegangan leleh baja tulangan (MPa)
h = Tinggi balok (mm)
kg = kilogram
kN = kilo newton
L = Panjang (mm)
m = meter
mm = millimeter
Mn = Momen nominal (Nmm)
MPa = Mega paskal (satuan tegangan)
N = Newton
P = Beban
x = Tinggi garis netral (mm)
% = Persentase
Page 17
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvii
= Rasio penulangan
= Rasio penulangan dalam keadaan seimbang = Rasio penulangan minimum = Rasio penulangan maksimum
εs = Regangan pada saat regangan beton maksimum dicapai εy = Regangan leleh tulangan baja
Page 18
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Hasil Pengujian Bahan Dasar
Lampiran B Perencanaan Campuran Adukan Beton
Lampiran C Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Bertulang
Lampiran D Dokumentasi Penelitian
Lampiran E Form Skripsi
Page 19
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Beton sangat banyak digunakan sebagai bahan konstruksi. Banyaknya
pemakaian beton ini disebabkan antara lain karena beton terbuat dari bahan-
bahan yang umumnya mudah dibentuk, awet, bebas perawatan. Selain itu
beton juga mempunyai beberapa kelemahan salah satunya ialah mempunyai
kuat tarik rendah (Rashid Hameed dkk, 2009). Sehingga mudah retak dan apabila
telah terjadi kerusakan maka kemungkinan besar beton akan dihancurkan.
Dalam konstruksi bangunan peran beton sebagai komponen utama struktur saat
ini banyak mengalami penyempurnaan dalam hubungannya dengan kekuatan,
umur, manfaat, biaya. Dalam struktur bangunan yang menggunakan beton, kuat
lentur suatu balok beton bertulang merupakan salah satu masalah yang harus
diperhatikan.
Beban luar yang bekerja pada beton, seperti beban mati, beban hidup dan
gempa. mengakibatkan adanya suatu reaksi untuk melawan beban tersebut.
Reaksi-reaksi tersebut berupa tegangan tekan, tegangan lentur, tegangan retak,
modulus elastisitas dan lain-lain. Tegangan tersebut bila dilewati, maka
elemen struktur akan mengalami kehancuran. Salah satu upaya untuk
mencegahnya dapat dilakukan dengan pengekangan pada massa beton (Park
dan Paulay, 1975; Susilorini, 1999).
Tingginya permintaan akan beton membuat para pelaku industri dan peneliti
berlomba-lomba untuk membuat inovasi-inovasi yang solutif dan aplikatif pada
beton. Tujuannya agar didapat beton yang berkualitas tinggi, ramah lingkungan,
ekonomis, tahan lama dan mudah dalam pengerjaannya.
Page 20
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi (DIKTI) merupakan salah satu instansi yang
memfasilitasi para peneliti untuk mengembangkan teknologi-teknologi baru di
berbagai disiplin ilmu salah satunya teknik sipil dengan memberikan hibah
kompetensi. Salah satunya adalah hibah kompetensi dengan judul kegiatan
“Pemanfaatan Material Lokal Untuk Teknologi Beton Ramah Lingkungan yang
Berkelanjutan” yang diketuai oleh Retno Susilorini dan Kusno Adi Sambowo.
Hibah kompetensi tersebut meneliti metode pengekangan perkuatan balok beton
bertulang dengan jala nylon. Hasil penelitian pada tahun pertama tersebut menjadi
rujukan dan pijakan untuk penelitian lanjutan pada tahun kedua. Pada tahun
kedua, penelitian hibah kompetensi ini bertujuan menghasilkan teknologi tepat
guna balok pra-cetak berpengekang jala nylon. Penelitian ini mendapat pendanaan
dari hibah kompetensi tersebut.
Untuk mengetahui pengaruh cara pengekangan dengan jala nylon maka
diperlukan suatu penelitian. Tugas Akhir ini dilakukan untuk mengetahui
perilaku pengekangan dengan jala nylon berdiameter 1,1 mm pada balok
beton dengan tulangan yang menerima beban lentur.
1.2. Perumusan Masalah
Pemasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini berkaitan dengan
pengekangan beton dengan jala nylon yaitu bagaimana perbandingan kuat
lentur balok beton bertulang tanpa pengekangan jala nylon dibandingkan dengan
balok beton bertulang dengan pengekangan jala nylon.
1.3. Batasan Masalah
Dalam penelitian ini diterapkan beberapa batasan:
1. Campuran beton dianggap homogen
2. Campuran pertama dan kedua dianggap sama.
Page 21
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
3. Standar campuran yang dipakai berdasarkan metode perhitungan SK-SNI-
15-1990-03.
4. Jala nylon yang digunakan adalah bermerk Golden fish dan berdiameter 1,1 mm.
Jala nylon tersebut berupa anyaman yang berbentuk persegi dengan ukuran
2,5cm × 2,5cm di masing-masing kotaknya.
5. Benda uji yang digunakan berukuran 3500 x 250 x 350 mm dengan detail
penulangan pada gambar terlampir.
6. Menganalisa uji kuat lentur dan pola retak balok uji.
1.4. Tujuan Penelitian
Penelitan ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kuat lentur balok beton
bertulang tanpa pengekangan jala nylon dibandingkan dengan balok beton
bertulang dengan pengekangan jala nylon.
1.5. Manfaat Penelitian
Penelitian ini beberapa manfaat:
1. Manfaat Teoritis
Mengembangkan pengetahuan mengenai pengekangan beton dalam struktur.
2. Manfaat Praktis
Memberikan alternatif penggunaan jala nylon yang ekonomis dengan
peningkatan kekuatan yang diharapkan.
Page 22
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
BAB 2
LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Landasan Teori
Beton banyak digunakan secara luas sebagai bahan bangunan. Bahan tersebut
diperoleh dengan cara mencampurkan semen portland, air, dan agregat (dan
kadang-kadang bahan tambah yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia
tambahan, serat, sampai bahan bangunan non-kimia) pada perbandingan tertentu.
Campuran tersebut apabila dituang dalam cetakan kemudian dibiarkan maka akan
mengeras seperti batuan (Tjokrodimuljo, 1996).
Perencanaan beton yang tercantum dalam Teknik Beton PU 1991, dinyatakan
bahwa Pokok-Pokok Perencanaan Struktur Beton dimaksudkan untuk
menghasilkan suatu struktur yang awet, mempunyai tingkat kelayakan dan
kekuatan memadai.
Dalam adukan beton, air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen.
Pasta semen ini selain mengisi pori-pori diantara butiran-butiran agregat halus
juga bersifat sebagai perekat/ pengikat dalam proses pengerasan. Sehingga
butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa
yang kompak/ padat (Tjokrodimuljo, 1996).
2.2 Tinjauan Pustaka
2.2.1 Pengertian Beton
Beton diperoleh dari pencampuran agregat halus, semen dan air serta kadang-
kadang bahan tambah lainnya. Semen jika diaduk dengan air akan terbentuk
Page 23
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
adukan pasta semen, sedangkan jika diaduk dengan air kemudian ditambah pasir
maka akan menjadi mortar semen dan jika ditambah dengan kerikil atau batu
pecah sehingga mengeras maka akan disebut beton.
Kekuatan, keawetan dan sifat-sifat lain dari beton tergantung dari kualitas bahan
dasar, perbandingan volume campuran, cara pelaksanaan, cara pemadatan,
pemeliharaannya, serta adanya bahan tambahan (admixture).
Beton normal merupakan beton yang cukup berat, dengan berat 2400 kg/m3, kuat
tekan 15 sampai 50 Mpa dan menghantarkan panas. Pada beton normal biasanya
digunakan agregat yang berat jenisnya antara 2,5 sampai 2,7 kg/m3, seperti granit,
basalt, kuarsa dan sebagainya.
Beton sering digunakan dalam konstruksi bangunan dikarenakan mempunyai
banyak sekali keuntungan diantaranya adalah:
1. Bahan pembentuk beton mudah didapat dengan harga relatif murah.
2. Beton tahan terhadap aus dan juga api atau kebakaran.
3. Beton segar mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk apapun dengan
ukuran seberapapun sesuai keinginan, cetakan dapat dipakai beberapa kali
sehingga ekonomis dan menjadi lebih murah.
4. Perawatannya mudah dan murah.
5. Beton segar dapat disemprotkan dipermukaan beton lama yang retak maupun
diisikan ke dalam retakan beton dalam proses perbaikan dan dapat
dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang
posisinya sulit.
6. Beton sangat kuat dalam menahan desak serta mempunyai sifat tahan terhadap
perkaratan dan pembususkan oleh kondisi lingkungan. Bila dibuat dengan cara
baik kuat tekannya sama dengan batuan alami.
Beton juga mempunyai kelemahan yang perlu ditinjau oleh perencanaan dalam
merencanakan struktur bangunan, antara lain:
Page 24
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
1. Beton mempunyai kuat tarik rendah. Sehingga mudah retak, oleh karena itu
perlu diberi baja tulangan atau serat.
2. Beton sulit untuk kedap air sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, air
yang membawa kandungan garam dapat merusak beton.
3. Beton segar mengerut pada saat pengeringan dan beton keras mengembang
jika basah sehingga dilatasi (contraction joint) perlu diadakan pada beton yang
panjang atau lebar memberi tempat bagi susut pengerasan dan pengembangan
beton.
4. Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan didetail secara
seksama agar setelah dikompositkan dengan baja tulangan menjadi bersifat
daktail, terutama pada struktur tahan gempa.
2.2.2 Serat Nylon
Nylon merupakan nama generik dari polyamide (Hummel, 1998), termasuk jenis
material polimer thermoplastis. Polimer adalah rantai berulang dari atom yang
panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut
monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada
juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal dari polimer adalah plastik dan
DNA.
Menurut Hummel (1998), nylon termasuk jenis polimer thermoplastic yang
mempunyai kinerja tegangan maupun regangan. Polimer mempunyai srtuktur
yang kokoh dan saling berhubungan biasanya 10 hingga 50% dari satuan polimer
ini saling mengikat dan menyilang. Ikatan polimer ini menjadi semakin kuat dan
tidak rapuh. Pemanasan dengan suhu tingi dapat menyebabkan patahnya ikatan
serta kerusakan dari material. Pada temperatur yang cukup, material ini dapat
menjadi lunak dan mudah untuk dibentuk, dan dapat didaur ulang dengan cara
dipanaskan kembali sehingga dapat dibuat menjadi produk baru.
Serat polymer sintesis (synthetic polymeric fiber), ditujukan sebagai perkuatan
dalam struktur beton. Serat sintesis merupakan hasil penelitian dan pengembangan
di bidang petrokimia industri tekstil. Biasanya yang dipakai adalah serat nylon
Page 25
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
REGANGAN
TE
GA
NG
AN
(M
Pa)
515
517
480
REGRESI
karena mempunyai kekuatan yang sangat tinggi, serta mempunyai tahan tekukan
dan gesekan yang tinggi dan tahan panas. Pada beton normal penambahan serat
nylon akan meningkatkan kuat lentur.
Menurut Susilorini (2007), hasil uji tarik serat nylon memberikan kurva relasi σ-ε
(tegangan-regangan) seperti yang disajikan Gambar 2.1
Gambar 2.1 Relasi σ-ε (tegangan-regangan) serat nylon
(sumber : Susilorini, 2007)
Hasil uji tarik serat nylon (Susilorini, 2007) menunjukkan sifat linier pada tahap
awal dengan adanya peningkatan beban hingga mendekati 400 N yang disertai
regangan serat nylon yang relatif kecil, yaitu ε = 0.01. Setelah beban kurang lebih
400 N tercapai, serat nylon mulai memperlihatkan sifat non-linearitasnya dengan
adanya fenomena ‘bergerigi’ saat terjadi peningkatan regangan yang signifikan
yang bersamaan dengan adanya peningkatan dan penurunan beban sampai dengan
putusnya serat nylon akibat beban tarik.
Keunggulan jala nylon yaitu yang mampu memberikan kontribusi signifikan bagi
teknologi ramah lingkungan yang berkelanjutan, dalam hal ini menyumbangkan
manfaat bagi desain elemen struktur beton.
Page 26
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
2.3. Material Penyusun Beton
Beton sangat penting dalam dunia teknik sipil yaitu sebagai bahan pembuatan
strukur, maka perlu pemilihan bahan-bahan pembentuk beton yang berkualitas.
Berbagai bahan pembentuk beton adalah semen, agregat, baik agregat kasar yang
berupa kerikil maupun pasir dan biasanya bahan tambahan lain.
2.3.1. Semen Portland.
Dalam konsep PBI, 1971, ditentukan bahwa semen yang dipergunakan untuk
pembuatan beton hanya semen portland dan semen portland pozzolan. Semen
yang digunakan dalam pembuatan beton termasuk dalam semen hidraulis
(hidraulic cements), artinya semen akan bekerja sebagai bahan pengikat bila
dicampur dengan air yang pada akhirnya bahan pengikat ini akan mengeras.
Semen portland merupakan semen hidraulis yang dihasilkan dengan cara
menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang
bersifat hidraulis dengan gips sebagai bahan tambahnya. Penambahan air pada
bahan ini akan menghasilkan suatu pasta yang jika mengering akan mempunyai
kakuatan seperti batu.
Semen portland memiliki sifat adhesif dan kohesif yang memungkinkan
melekatnya fragmen-fragmen mineral menjadi suatu massa yang padat sekaligus
dapat mengisi rongga-rongga kosong antar agregat. Komposisi kimia semen
portland pada umunya terdiri dari : CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 yang merupakan
oksida dominan. Sedangkan oksida lain jumlahnya hanya beberapa persen dari
berat semen adalah : MgO, K2O, Na2O, SO2, CO2, dan H2O. Susunan senyawa
yang terdapat pada semen tertera pada Tabel 2.1
Page 27
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
Tabel 2.1 Susunan unsur semen biasa Oksida Nama Umum % Berat
CaO Kapur 60-65
SiO2 Silika 17-25
Al2O3 Alumina 3-8
Fe2O3 Besi 0.5-6
MgO Magnesia 0.5-4
SO3 Sulfur 1-2
Na2O + K2O Soda/ potash 0.5-1
(Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo : Teknologi Beton, 1996)
Namun demikian pada dasarnya ada 4 unsur yang paling menentukan, yaitu:
1. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO2
Unsur ini segera mengalami reaksi hidrasi dan menghasilkan panas apabila
terkena air. Hingga umur 14 hari, senyawa ini ikut berperan dalam proses
pengerasan awal. Semakin tinggi prosentase (C3S), maka proses pengerasan
awalnya akan semakin cepat yang disertai oleh panas hidrasi yang tinggi.
(C3S) kurang tahan terhadap reaksi kimia.
2. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2
Unsur ini baru berpengaruh terhadap semen setelah umur lebih dari 7 hari,
serta memberikan kekuatan akhir. Unsur senyawa ini berfungsi membuat
semen lebih tahan terhadap serangan kimia dan juga mengurangi susut
pengeringan.
3. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3
Unsur ini bereaksi sangat cepat, memberikan kekuatan setelah beton berumur
24 jam. Selama pengerasan awal maupun pengerasan selanjutnya yang
panjang, (C3A) sangat berpengaruh terhadap panas hidrasi yang tinggi.
Apabila unsur ini terkandung dalam semen lebih dari 10% maka mengurangi
ketahanan beton terhadap asam sulfat. Selain itu unsur ini juga mengakibatkan
retak-retak pada beton, hal ini terjadi karena (C3A) bereaksi dengan sulfat.
4. Tetra kalsium Alumina (C3AF) atau 4CaO.Al2O3. Fe2O3
Unsur ini tidak terlalu berpengaruh terhadap proses pengerasan semen.
Page 28
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
Berdasarkan tujuan pemakaiannya, semen portland di Indonesia dibagi menjadi
lima jenis seperti tertera pada Tabel 2.2
Tabel 2.2. Jenis-jenis semen portland. Jenis Semen Karakteristik Umum
Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak
memerlukan persyaratan khusus
Jenis II Semen portland yang penggunaannya memerlukan
ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang
Jenis III Semen portland yang penggunaannya memerlukan
persyaratan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi.
Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut panas
hidrasi yang rendah
Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut
ketahanan yang kuat terhadap sulfat
(Sumber : Kardiyono Tjokrdimuljo, 1996)
Pada penelitian ini digunakan semen tipe satu yang digunakan untuk tujuan umum
(Semen Gresik PPC).
2.3.2. Agregat
Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisian
dalam campuran mortar dan beton. Meskipun hanya sebagai bahan pengisi,
agregat sangat berpengaruh terhadap sifat mortar atau beton, sehingga pemilihan
agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton.
Agregat biasanya diatur tingkatannya berdasarkan ukuran, suatu campuran yang
layak telah menyatakan persentase dari agregat yang halus dan yang kasar (Chu
Kia Wang & Charles Salmon G, 1990).
Page 29
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55
Maksud penggunaan agregat di dalam campuran beton adalah:
1. Menghemat penggunaan semen portland.
2. Menghasilkan beton dengan kekuatan besar.
3. Mengurangi penyusutan pada pengerasan beton.
4. Gradasi agregat yang baik akan tercapai beton padat.
5. Sifat mudah dikerjakan (workability) dapat diperiksa pada adukan beton
dengan gradasi yang baik.
Murdock dan Brook (1999), juga berpendapat bahwa sifat yang paling penting
dari suatu agregat ialah kekuatan hancur dan tahanan terhadap benturan, yang
dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan karakteristik
penyerapan air yang mempengaruhi ketahanan terhadap penyusutan.
Sebagai material penyusun beton, agregat yang digunakan dapat dibedakan dalam
2 jenis yaitu agregat halus dan agregat kasar yang masing-masing mempunyai
spesifikasi khusus, yaitu:
1. Agregat halus, (pasir alami dan buatan) adalah agregat yang butirannya
berkisar antara 0,15 sampai 5 mm.
2. Agregat kasar, (kerikil dan betu pecah) adalah agregat yang butirannya
berkisar antara 5 hingga 40 mm.
Agregat kasar maupun agregat halus berasal dari sumber yang sama yaitu dari
batuan magma pijar yang membeku akhirnya membentuk batuan beku dan batuan
sedimen. Batuan tersebut mengalami gradasi atau pelapukan menjadi batu pasir.
Secara mineralogi penyusun utama dari agregat beton berasal dari numerik kwarsa
(SiO2) dan mineral feldspar (jenis paglicoclase).
2.3.2.1. Agregat halus
SK.SNI T-15-1991-03, agregat halus adalah pasir sebagai hasil disintegrasi alami
buatan atau pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai
butiran yang lebih kecil dari 4,75 mm.
Page 30
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
Dalam pemilihan agregat halus benar-benar memenuhi persyaratan yang telah
ditentukan. Karena sangat menentukan dalam hal kemudahan pekerjaan
(Workability), kekuatan (Strength), dan tingkat keawetan (Durability) dari beton
yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk mortar bersama semen dan air,
berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat.
Untuk menentukan jenis pasir yang kita gunakan dapat kita gunakan spesifikasi
gradasi, yaitu angka yang menunjukkan berapa persen yang lolos dan tertahan
pada setiap saringan terhadap berat total agregat. Ukuran diameter butiran telah
ditentukan dalam spesifkasi tersebut.
Susunan gradasi yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan (density)
maksimum dan porositas (void) minimum ASTM C.33-97, membatasi bahan-
bahan yang lewat saringan no 200 sampai 3% untuk mortar yang mengalami
kikisan dan 5 % untuk jenis beton lainnya, kecuali untuk pasir dari batu pecah,
bilamana batas-batas boleh ditambah masing-masing 5 % dan 7 %. Persyaratan
gradasi agregat halus dapat dilihat pasa Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat halus ASTM C.33-97 Ukuran saringan
(mm)
Persentase Lolos Saringan
(%)
9,5 100
4,75 95-100
2,36 80-100
1,18 55-85
0,60 25-60
0,30 10-30
0,15 2-10
(Sumber : Concrete Technologi, Neville & Brooks 1987).
Pasir yang digunakan dalam campuran adukan beton harus memenuhi syarat-
syarat seperti tertera pada PBI 1971 Bab 3.3, yaitu:
Page 31
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57
1. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras. Butir-butiran
agregat harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh
cuaca, seperti terik matahari atau hujan.
2. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5%. Lumpur adalah
bagian yang dapat melalui saringan 0,063 mm. Bila kadar lumpur melampaui
5 % maka agregat harus dicuci dahulu sebelum digunakan pada campuran.
3. Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak yang harus
dibuktikan dengan warna dari Abrams-Harder.
4. Pasir laut tidak boleh dipakai sebagai agregat halus untuk semua mutu beton,
kecuali dengan petunjuk-petunjuk dari lembaga yang diakui.
5. Agregat halus terdiri dari butir-butir beraneka ragam besarnya dan apabila
diayak, harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
a. Sisa di atas ayakan 4 mm, harus minimum 2% berat.
b. Sisa di atas ayakan 1 mm, harus minimum 10% berat.
c. Sisa di atas ayakan 0,25 mm, harus berkisar antara 80% samapi 95%
berat.
Pada penelitian ini digunakan agregat halus yang berasal dari Kaliworo, Klaten,
Jawa Tengah.
2.3.2.2. Agregat kasar
Agregat kasar harus diartikan sebagai agregat yang tertinggal di atas saringan uji 5
mm. Agregat kasar boleh diartikan sebagai kerikil pecah dengan kombinasi kerikil
utuh dengan kerikil pecah. (Murdock L.J & Brook K.M, Stephanus Hendarko,
1999).
SK SNI T-15-1991, disebutkan bahwa, agregat kasar adalah kerikil sebagai hasil
disintegrasi alami dari batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri
pemecah batu dan mempunyai ukuran butiran antara 5 mm sampai 40 mm.
Berdasar PUBI 1982, agregat kasar untuk beton harus memenuhi hal-hal sebagai
berikut:
Page 32
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
1. Agregat kasar harus bersifat kekal, berbutir kasar dan keras serta tidak berpori.
Untuk pengujian kekerasan ditentukan dengan bejana Rudellof atau
menggunakan mesin Los Angelos, dengan ketentuan sebagai berikut :
a. Bejana Rudellof = butir agregat kasar yang hancur dan ayakan 2 mm,
tidak lebih dari 32 % berat total.
b. Mesin Los Angelos = butir agregat kasar yang hancur tidak lebih dari 50 %
berat yang diuji.
2. Bagian butir agregat kasar yang panjang dan pipih tidak melebihi 20 % berat
pengujian, terutama untuk beton mutu tinggi.
3. Agregat kasar tidak boleh mengandung zat-zar yang dapat merusak beton,
seperti reaktif alkali.
4. Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam besarnya dan
tidak melewati saringan 4,75 mm.
Sifat dari agregat kasar yang harus diketahui adalah:
1. Ketahanan (Hardness)
2. Bentuk dan tekstur permukaan (Shape and Surface).
3. Berat Jenis agregat (Spesific Gravity)
4. Ikatan antar agregat (Bonding)
5. Modulus halus butir (Fineness Modulus)
6. Gradasi agregat (Grading).
Untuk menentukan persen butir yang lewat ayakan dapat dilihat pada tabel batas
gradasi kerikil yang dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Page 33
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59
Tabel 2.4 Gradasi agregat kasar menurut ASTM
Lubang
ayakan
(mm)
Persen tembus komulatif
Ukuran butir nominal
37,5-4,75 37,5-4,75 37,5-4,75 37,5-4,75
50.0 100 - - -
37.5 90-100 100 - -
25.0 - 95-100 100 -
19.0 35-70 - 90-100 100
12.5 - 25-60 - 90-100
9.5 10-30 - 20-55 40-70
4.75 0-5 0-10 0-10 0-15
2.36 - 0-5 0-5 0-5
2.3.3. Air
Air diperlukan pada pembuatan beton agar terjadi reaksi kimiawi dengan semen
untuk membasahi agregat dan untuk campuran agar mudah pengerjaannya. Pada
umumnya air minum dapat dipakai untuk campuran beton. Air yang mengandung
senyawa-senyawa berbahaya , yang tercemar garam, gula, atau bahan-bahan kimia
lain, bila dipakai untuk campuran beton akan sangat menurunkan kekuatannya
dan juga dapat juga mengubah sifat-sifat semen (Nawy, 1998).
Air yang diperlukan hanya sekitar 25 persen berat semen saja, namun dalam
kenyataan nilai faktor air semen yang dipakai sulit kurang dari 0,35. Air yang
mempunyai persyaratan sebagai air minum memenuhi syarat pula untuk bahan
campuran beton (Tjokrodimuljo, 1998)
SNI (2002), menerangkan bahwa:
1. Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan-
bahan merusak yang mengandung oli, alkali, garam, bahan organik, atau
bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan.
Page 34
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60
2. Air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang di
dalamnya tertanam logam alumunium, termasuk air bebas yang terkandung di
dalam agregat, tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang
membahayakan.
3. Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan dalam beton, kecuali
tuntutan berikut terpenuhi:
a. Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran
beton yang menggunakan air dari sumber yang sama.
b. Hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang
dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai
kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90% dari kekuatan benda uji
yang dibuat dengan air yang dapat diminum.
Kandungan air yang digunakan dalam campuran beton sebaiknya memenuhi
persyaratan berikut (Tjokrodimuljo, 1998):
1. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/ liter.
2. Tidak mengandung garam yang dapat merusak beton (asam, zat organis, dan
sebagainya, 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.
2.4. Kuat Lentur Beton Bertulang
Beton bertulang adalah gabungan dari dua jenis bahan yaitu: beton dan baja
tulangan. Beton dimanfaatkan karena kekuatan tekannya yang tinggi, sedang baja
dimanfaatkan karena kekuatan tariknya yang tinggi.
Pembebanan pada sebuah balok menaikkan tegangan tarik, desak dan geser
sedemikian rupa sehingga pemikiran desain sebuah balok merupakan suatu
penghantar yang mudah pada prinsip elementer desain beton bertulang (Murdock
dan Brook, 1981).
Page 35
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61
Menurut Edward G. Nawy (1990) lentur pada balok diakibatkan oleh regangan
yang timbul karena adanya beban luar. Apabila beban bertambah maka balok akan
terjadi deformasi dan regangan tambahan yang mengakibatkan retak lentur
disepanjang bentang balok. Bila beban semakin bertambah, pada akhirnya terjadi
keruntuhan elemen struktur. Taraf pembebanan yang demikian disebut keadaan
limit dari keruntuhan pada lentur.
Anggapan-anggapan yang dipakai sebagai dasar untuk metode perencanaan
kekuatan (ultimit) pada dasarnya adalah bahwa tegangan beton sebanding dengan
regangannya hanya sampai pada tingkat pembebanan tertentu.
Lenturan murni adalah suatu lenturan yang berhubungan dengan lenturan sebuah
balok di bawah suatu momen lentur (bending moment) konstan yang berarti
bahwa gaya lintangnya sama dengan nol (karena V=dXdM
). Sebaliknya lenturan
tidak merata berhubungan dengan lenturan dalam kehadiran gaya-gaya lintang,
yang berarti bahwa momen lenturnya akan bergerak sepanjang balok.
(Timoshenko dan Gere, 1996).
Untuk memberikan gambaran tentang definisi tersebut, akan ditinjau sebuah balok
yang dibebani secara simetris oleh dua buah gaya P/2 yang dapat dilihat pada
gambar 2.2.
P
2P
2P
a L - 2a a
L
Gambar 2.2 Balok yang dibebani 2 buah gaya P/2
Page 36
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62
Regangan berimbang adalah keadaan dimana serat tekan ekstrim dan tulang tarik
secara bersamaan mencapai masing-masing regangan ecu dan ey seperti terlihat
pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Distribusi tegangan ekivalen dari Whitney
Berdasarkan Gambar 2.3 dapat dihitung dengan rumus: C䲈 实0,85时f䲈烛时a 时b ( 2.1 ) T 实A 时f哦 ( 2.2 ) T烛实A′ 时f哦
Dengan: C䲈 = gaya tekan pada beton T = gaya tarik pada baja T′ = gaya tekan pada baja f䲈烛 = kuat tekan beton
a = tinggi blok tegangan
b = lebar balok f哦 = tegangan leleh baja A = luas baja tarik A′ = luas baja tekan
Persamaan kesetimbangan didapat: C䲈 实T 石T烛 ( 2.3 ) 0,85f䲈烛ab 实纵Af哦邹石纵A烛f哦邹 ( 2.4 )
Page 37
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63
Sehingga dari Persamaan 3.5 didapatkan nilai a: a 实纵拟庆牛球邹能纵拟庆煮牛球邹难,㑈3牛擒煮凝 ( 2.5 )
Sehingga momen nominal untuk tulangan sebelah dapat dihitung dengan
persamaan:
Mn = TZ囊十T烛Z挠
= (纵Af哦石A烛f哦邹纵圭石a 2⁄ 邹邹十纵A烛f哦纵d 石d烛邹邹
Dengan mensubstitusikan a dari Persamaan 2.5 dari persamaan diatas, akan
menyederhanakan rumus Mn, yakni:
Mn = (纵Af哦石A烛f哦邹纵圭石a 2⁄ 邹邹十纵A烛f哦纵d 石d烛邹邹 = 纵Af哦石A烛f哦邹纵圭石纵Asfy邹石纵As′fy邹2时0,85fc′ b 邹邹十纵A烛f哦纵d 石d烛邹邹
Dengan :
Mn = Momen nominal
d = Tinggi efektif
d’ = Jarak dari tepi serat terteka ke pusat tulangan tekan.
Page 38
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
64
2.4.1 Pemodelan Pengekangan Balok Beton
f’c
B Tan 0
f’c f’c
0,5f’c Confined concrete
ε50h C
0,2f’c D
Unconfined concrete
0,002 ε50u ε50c ε20c εc
Gambar 2.4 Kurva tegangan–regangan untuk beton terkekang dengan sengkang persegi
(sumber : Park dan Paulay, 1975)
Menurut Park dan Paulay (1975) Hubungan tegangan–regangan untuk beton
terkekang dapat diasumsikan untuk menetukan distribusi tegangan tekan pada
daerah tekan pada elemen dengan beton yang terkekang. Untuk regangan tertentu
pada serat tekan ekstrim dan kurva σ-ε (tegangan–regangan), maka dapat
ditentukan parameter blok tegangan tekan.
Model pengekangan balok dari Kent-park (Gambar 2.4) memiliki karakteristik
berdasarkan rumus σ-ε beton dikekang sengkang persegi sebagai berikut
(Susilorini, 1999) :
1. Wilayah AB : εcm ≤ 0,002
fc = f’cïþ
ïýü
ïî
ïíì
÷ø
öçè
æ-÷ø
öçè
æ2
002,0002,0
2 ee c (2.6)
2. Wilayah BC : 0,002εc ≤ εcm ≤ ε20c
Page 39
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
65
fc = f’’c ( ){ }002,01 c -- eZ (2.7)
3. Wilayah CD : εc ≥ ε20c
fc = 0,2 f’c (2.8)
εcm
kd f’c f’c Neutral Axis
Strain εcm ≤ εo εo ≤ εcm ≤ ε20c εcm ≤ ε20cm
Stess block 1 Stess block 2 Stess block 3
Gambar 2.5 Blok tegangan tekan beton yang mungkin terjadi (sumber : Park dan Paulay, 1975)
Susilorini (1999) menegaskan bahwa pengekangan beton dipengaruhi oleh nilai Z.
Nilai Z menunjukan kemiringan kurva pada wilayah BC. Menurut Park dan
Paulay (1975), pengekangan dimulai baik bila nilai Z semakin kecil sehingga
nilai µo akan semakin baik pula. Dari kurva tegangan–regangan beton terkekang
Kent–Park tersebut diatas, diperoleh tiga bentuk blok tegangan tekan (Gambar
2.5). Blok tekan tersebut tergantung pada regangan beton yang terjadi. Blok
tegangan 1 terjadi apabila εcm ≤ εc, blok tegangan 2 terjadi apabila εo ≤ εcm ≤
ε20c, dan blok tegangan tegangan terjadi bila εcm ≥ ε20cm.
Page 40
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
66
2.5 Keruntuhan Balok Beton Bertulang
Perilaku keruntuhan yang dominan pada struktur balok pada umumnya adalah
lentur, tentu saja itu akan terjadi jika rasio bentang (L) dan tinggi balok (h) cukup
besar. Jika rasio L/h kecil maka digolongkan sebagai balok tinggi (deep beam),
keruntuhan geser dominan. Apabila perilaku keruntuhan balok beton bertulang
diatas dua tumpuan dapat digambarkan dalam bentuk kurva beban-lendutan ,
maka bentuk kurva tersebut adalah sebagai berikut :
Gambar 2.7 Perilaku beban-lendutan struktur beton
Perilaku keruntuhan dapat dibagi dalam tiga tahapan, yaitu :
1. Elastis penuh (belum retak)
2. Tahapan mulai terjadi retak-retak
3. Tahapan plastis (leleh pada baja atau beton pecah).
Tiga jenis keruntuhan yang dapat diidentifikasi menurut Wiryanto
Dewobroto,2005 yaitu :
1. Diagonal-tension (D-T) , keruntuhan tarik–diagonal sifatnya tiba-tiba setelah
terbentuk retak diagonal yang kritis. Keruntuhan ini terjadi pada semua balok
Page 41
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
67
tanpa tulangan sengkang dan umumnya dialami bersamaan dengan terjadinya
split horizontal didaerah tekan dekat dengan daerah pembebanan.
2. Shear-compression (V-C), keruntuhan geser–tekan didominasi oleh balok
dengan bentang menengah dan mempunyai tulangan sengkang.
3. Flexure-compression (F-C), keruntuhan lentur dan terjadi pada balok dengan
bentang yang panjang dan ada sengkangnya.
Page 42
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
68
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Uraian Umum
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental
laboratorium, yaitu metode dengan melakukan percobaan di laboratorium untuk
mendapatkan suatu hasil yang menegaskan hubungan antara variabel yang
diselidiki. Pada penelitian ini digunakan benda uji balok beton bertulang dengan
ukuran panjang 3500 mm, lebar 250 mm dan tinggi 350 mm, dengan dua variasi
yaitu beton bertulang normal dan beton bertulang dengan pengekangan jala nylon.
Jumlah sampel yang diambil, 1 sampel untuk masing-masing variasi dengan mix
design SK.SNI.T-15-1990-03. Setelah melalui tahap perawatan, benda uji akan
dites kuat lentur.
3.2 Benda Uji
Benda uji yang digunakan kuat lentur adalah beton balok bertulang dengan ukuran
panjang 3500 mm, lebar 250 mm dan tinggi 350 mm, seperti gambar dibawah ini,
sebanyak 2 benda uji dengan 1 benda uji untuk masing-masing kondisi yaitu beton
bertulang normal, dan beton bertulang dengan pengekangan jala nylon pada
tulangan.
Page 43
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
69
Gambar 3.1 Benda uji balok bertulang normal
Gambar 3.2 Benda uji balok bertulang dengan pengekangan jala nylon diluar tulangan
350 cm
25 cm
35 cm
Page 44
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
70
25.0
35.0
3.0
29.0
3.0
19.0 3.03.0
7.0
16.1
8.1 8.1
26.1
keterangan:1. sengkang2. besi polos Ø 8 mm3. jumlah per balok uji 27 biji
Gambar 3.3 Detail tulangan desain balok uji
3.3. Tahap dan Prosedur Penelitian
Sebagai penelitian ilmiah, maka penelitian ini harus dilaksanakan dalam
sistematika dan urutan yang jelas dan teratur sehingga nantinya diperoleh hasil
yang memuaskan dan dapat dipertanggungjawabkan. Oleh karena itu pelaksanaan
penelitian dibagi dalam beberapa tahap, yaitu:
1. Tahap I (Tahap Persiapan)
Disebut tahap persiapan. Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang
dibutuhkan dalam penelitian dipersiapkan terlebih dahulu agar penelitian
dapat berjalan dengan lancar.
2. Tahap II (Tahap Pengujian Bahan)
Disebut tahap uji bahan. Pada tahap ini dilakukan penelitian terhadap agregat
kasar, agregat halus. Hal ini dilakukan untuk mengetahui sifat dan
karakteristik bahan tersebut. Selain itu untuk mengetahui apakah agregat kasar
maupun halus tersebut memenuhi persyaratan atau tidak.