ISSN 2685-0605 KAPASITAS LENTUR BETON BERTULANG MUTU …

ISSN 2685-0605

Journal of The Civil Engineering Student

Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 260-266 260

KAPASITAS LENTUR BETON BERTULANG MUTU ULTRA TINGGI

MENGGUNAKAN FLY ASH BATU BARA SEBAGAI ADITIF DAN BIJIH

BESI SEBAGAI FILLER

Prisca Himra Pratama1Rudiansyah Putra2Teuku Budi Aulia3 1Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh 23111, Indonesia

2,3Dosen, jurusan Teknik Sipil, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh 23111, Indonesia.

Email: [email protected]

Abstract

Reinforced concrete is widely used material in construction in the structure area. To improve the concrete quality,

various studies were conducted to achieve higher compressive strength than normal quality concrete. One of the

innovations made is by adding waste materials from the environment such as coal fly ash as a substitute of cement and

iron ore as filler. The purpose of this study is to utilize these materials in the manufacture of reinforced concrete blocks

to analyze the value of flexural capacity. This study is carried out using block with dimensions of 150 x 300 x 2200 mm,

4D 16 tensile reinforcement with fy 449,6 MPa, 2D 12 compressive steel and shear reinforcement diameter 12 mm with

fy 399,70 MPa shear steel. The maximum flexure capacity of BMUT-Normal is 23,930 tons with deflection value of

43,956 mm and ductility value of 2,827. The maximum flexure capacity of BMUT-substitution is 23,830 tons with

deflection of 40,832 mm and ductility of 2,499.

Keywords: Ultra high strength reinforced concrete beams, flexure capacity, coal fly ash, iron ore.

Abstrak

Beton bertulang adalah material yang banyak digunakan dalam pembangunan di bidang struktur. Untuk

meningkatkan kualitas mutu beton, berbagai penelitian dilakukan sehingga tercapainya nilai kuat tekan yang lebih

tinggi dari beton mutu normal. Salah satu inovasi yang dilakukan yaitu dengan menambahkan bahan-bahan limbah

yang ada di lingkungan seperti fly ash batu bara sebagai substitusi semen dan juga bijih besi ‘sebagai filler. Tujuan

penelitian ini adalah untuk memanfaatkan bahan-bahan tersebut dalam pembuatan balok beton bertulang untuk

menganalisis nilai kapasitas lentur. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan benda uji berupa balok berdimensi

150 x 300 x 2200 mm, mutu baja tulangan tarik 4D 16 dengan fy 449,6 MPa, mutu baja tulangan tekan 2D 12 dan baja

tulangan geser yang digunakan berdiameter 12 mm dengan fy 399,70 MPa. Kapasitas lentur maksimum BMUT-Normal

adalah 23,930 ton dengan lendutan 43,956 mm dan nilai daktilitas sebesar 2,827, sedangkan BMUT-Substitusi adalah

23,830 ton memiliki lendutan 40,832 mm dengan daktilitas 2,499.

Kata Kunci: balok beton bertulang mutu ultra tinggi, kapasitas lentur, fly ash batu bara, bijih besi.

1. Pendahuluan

Dewasa ini, pembangunan di bidang struktur

banyak mengalami kemajuan yang pesat, seperti

gedung, jembatan, dan sebagainya. Berbagai macam

material digunakan sebagai komposisi dalam membuat

pembangunan tersebut, salah satu komponen material

yang digunakan adalah beton.

Berbagai penelitian dilakukan untuk

meningkatkan kualitas mutu beton. Tuntutan zaman

yang semakin maju yang ditandai dengan banyaknya

gedung-gedung bertingkat tinggi membuat beton mutu

tinggi atau ultra tinggi adalah pilihan yang tepat untuk

membangun bangunan-bangunan tinggi karena dapat

mereduksi ukuran kolom, meningkatkan luasan ruang

yang tersedia, membangun struktur bagian atas dari

jembatan-jembatan bentang panjang dan

mengembangkan durabilitas lantai-lantai jembatan.

Beton berdasarkan kuat tekannya memiliki

banyak variasi. Beton normal memiliki kuat tekan

kurang dari 45 MPa, beton mutu tinggi (High Strength

Concrete) memiliki kuat tekan 45-90 MPa, dan beton

mutu sangat tinggi (Ultra High Strength Concrete)

memiliki kuat tekan di atas 90 MPa dan Reactive

Powder Concrete (RPC) memiliki kekuatan 200-800

MPa, Naibaho[1].

Untuk meningkatkan kinerja beton, dilakukan

beberapa inovasi dengan cara penambahan bahan yang

ada di lingkungan, salah satu contohnya adalah fly ash

batu bara. Peningkatan mutu beton dapat dilakukan

dengan substitusi fly ash batu bara yang merupakan

suatu limbah dari hasil pembakaran batu bara pada

tungku pembangkit listrik tenaga uap yang berbentuk

halus, bundar dan bersifat pozolanik, SNI 03-6414-

2002[2]. Selain bisa menambah kekuatan tegangan dan

regangan beton juga untuk mengurangi limbah yang

disebabkan abu terbang batu bara itu sendiri.

ISSN 2685-0605



Selain fly ash batu bara, dalam penelitian ini juga

digunakan bijih besi sebagai filler. Filler sendiri adalah

bahan yang berguna untuk mengurangi rongga yang

ada pada beton sehingga dapat meningkatkan mutu

pada beton tersebut.

Balok beton bertulang merupakan elemen struktur

yang cukup besar dalam memikul beban, terutama

beban yang bekerja tegak lurus dengan sumbu

longitudinalnya (lentur). Beton bertulang merupakan

gabungan dari dua jenis bahan atau material yaitu

beton polos yang memiliki kekuatan tekan yang tinggi

dan tulangan baja yang memberikan kekuatan tarik

yang besar. Kombinasi kedua bahan tersebut

diharapkan dapat bekerja sama dalam menahan gaya-

gaya yang bekerja pada struktur tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis

kapasitas lentur serta pola retak balok beton bertulang

mutu ultra tinggi yang terjadi dengan memanfaatkan fly

ash batu bara sebagai pilihan bahan aditif ramah

lingkungan untuk menggantikan bahan aditif fabrikasi

dan bijih besi sebagai filler.

Batasan penelitian ini meliputi analisis lentur

balok beton bertulang mutu ultra tinggi berdimensi 15

x 30 x 220 cm dengan kuat tekan rencana ≥ 100 MPa,

baja tulangan tarik 4D 16, baja tulangan tekan 2D 12,

baja tulangan geser yang digunakan Ø12-100 mm dan

FAS sebesar 0,2, batu pecah yang diambil dari Pabrik

Stone Crusher Indrapuri, Aceh Besar, dengan diameter

agregat maksimum 5 mm, bahan admixture berupa

superplasticizer jenis Viscocrete 3115N sebanyak 1,5%

dari berat semen, serta bahan aditif fly ash batu bara

yang diambil dari PLTU Nagan Raya dengan

komposisi 15% dari berat semen serta bijih besi

sejumlah 6% dari berat semen yang digunakan pada

beton bertulang. Pengujian ini dilakukan ketika benda

uji telah berumur 28 hari di Laboratorium Konstruksi

dan Bahan Bangunan Teknik Sipil Universitas Syiah

Kuala.

Manfaat dari penelitian ini adalah bahwa fly ash

batu bara sebagai aditif dan bijih besi sebagai filler

dapat digunakan sebagai material konstruksi struktural

sebagai substitusi semen tanpa mengurangi kinerja dari

struktur tersebut.

2. Tinjauan Kepustakaan

2.1 Konsep beton mutu ultra tinggi

Beton mutu ultra tinggi adalah kelas baru beton

yang dikembangkan dalam teknologi beton terbaru

dengan kuat tekannya yang mencapai 150 MPa,

Kusumawardaningsih[3]. Beton Mutu Ultra Tinggi

secara spesifik mempunyai karakteristik sebagai

material konstruksi beton dengan kekuatan yang

sangat tinggi (strength) dan daya tahan (durability)

yang sangat baik. Teknologi ini perlu dikembangkan

di Indonesia karena beton adalah material yang paling

banyak digunakan. Pada beton normal efektivitas

penggunaan semen pada peningkatan kekuatan beton

yang dicapai hanya berkisar 0,12 MPa per kg semen,

sedangkan dengan beton generasi baru dapat diperoleh

peningkatan kekuatan beton sebesar 0,18 MPa – 0,20

MPa per kg semen. Elemen-elemen konstruksi seperti

kolom, balok, pelat lantai bisa menjadi lebih ramping,

sehingga terjadi efisiensi ruangan, berat konstruksi dan

penghematan material, Hardjasaputra[4].

Menurut Hardjasaputra[5], menyatakan dasar ide

pembuatan beton mutu ultra tinggi adalah

meningkatkan “Packing Density” dari matriks semen

dan mengurangi secara ekstrem FAS sampai 0,2 dan

ditinggalkannya penggunaan agregat kasar dan halus

berukuran makro, dan digunakan agregat yang sangat

halus dengan rentang ukuran nanometer. Kuat

tekannya yang tinggi berkorelasi dengan sifat beton

mutu ultra tinggi yang getas (brittle), tetapi dengan

penulangan ataupun penambahan serat baja yang tepat

akan tetap dapat diperoleh struktur beton mutu ultra

tinggi yang bersifat daktil dengan struktur yang

ramping, tetapi dapat memikul beban sekuat baja.

2.2 Fly ash batu bara

Menurut SNI 2460:2014[6] definisi abu terbang

adalah hasil residu halus yang dihasilkan dari

pembakaran atau pembubukan batu bara dan

ditransportasikan oleh aliran udara panas.

Fly ash batu bara mengandung unsur kimia antara

lain silika (SiO₂), alumina (Al₂O₃), feroksida, (Fe₂O₃)

dan kalsium oksida (CaO) dan juga mengandung unsur

tambahan lain yaitu magnesium oksida (MgO),

titanium oksida (TIO2), alkalin (Na₂O dan K₂O), sulfur

trioksida (SO₃), fosfor oksida (P2O5) dan karbon.

2.3 Filler

Filler adalah bahan yang berguna untuk

mengurangi rongga yang ada pada beton sehingga

dapat meningkatkan mutu pada beton. Filler yang

digunakan pada penelitian ini adalah bijih besi.

Menurut Fatmaliana et al.[7] bijih besi adalah

batuan yang mengandung mineral besi dan sejumlah

mineral pengotor seperti silika, alumina, magnesium

dan nikel. Besi yang terkandung dalam batuan tersebut

dapat dipisah dengan sumbernya dengan proses

bernama ekstraksi yang hasilnya berupa bijih.

2.4 Superplasticizer

Menurut ASTM C494[8], superplasticizer adalah

bahan kimia tambahan pengurang air yang sangat

efektif, dengan pemakaian bahan tambahan ini

diperoleh adukan dengan faktor air semen lebih rendah

pada nilai kekentalan adukan yang sama atau diperoleh

adukan dengan kekentalan lebih encer dengan faktor

air semen yang sama, sehingga kuat tekan beton lebih

tinggi. Superplasticizer yang digunakan adalah Sika

Viscocrete 3115 N.

2.5 Kekuatan balok beton bertulang

2.5.1 Kuat lentur balok

ISSN 2685-0605



Dipohusodo[9], menyatakan kekuatan nominal

balok beton bertulang dengan tulangan rangkap dapat

ditentukan dengan rumus sebagai berikut:

Mn1 = As1 . Fy (𝑑 −𝑎

2) ...........................................1)

Mn2 = As’ . Fy (𝑑 − 𝑑′) ...........................................2)

Mn = Mn1 + Mn2 .....................................................3)

Tinggi balok tegangan beton :

a = (𝐴𝑠1 . 𝑓𝑦

0,85 . 𝑓′𝑐. 𝑏) ....................................................4)

Letak garis netral :

C = 𝑎

𝛽 ..................................................................5)

di mana :

Mn = Kuat nominal momen lentur (MPa);

a = Tinggi balok tegangan tekan (mm);

b = Lebar penampang balok (mm);

C = Jarak serat terluar ke garis netral (mm);

d = Jarak dari serat terluar ke pusat tulangan tarik

(mm);

d’ = Jarak dari serat terluar ke pusat tulangan

tekan (mm).

2.5.2 Kuat geser balok

Dalam perencanaan kekuatan geser, McCormac

(2001:240) dalam Hafidh[10] meninjau kekuatan geser

nominal (Vn) sebagai jumlah dari dua bagian :

Vn = Ø (Vc + Vs) ........ ........................................6)

di mana :

Vn = Kekuatan geser nominal (N);

Vc = Kekuatan geser yang disumbangkan oleh

beton (N);

Vs = Kekuatan geser yang disumbangkan oleh

tulangan geser (N);

Kuat geser beton nominal dihitung dengan

menggunakan persamaan berikut :

Vc = (√𝑓′𝑐

6) . bw . d .................................................7)

di mana :

Vc = Kuat geser beton nominal (N);

f’c = Kuat tekan beton (MPa);

bw = Lebar balok (mm);

d = Tinggi efektif balok (mm).

Kuat geser tulangan baja nominal yang melintasi

retak dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :

Vs = 𝐴𝑣 . 𝑓𝑦 .𝑑

𝑠 .........................................................8)

di mana :

Vs = Kuat geser tulangan baja nominal (N);

Av = Luas penampang tulangan geser total (mm2);

fy = Kuat luluh tulangan geser (MPa);

d = Tinggi efektif balok (mm);

s = Jarak pusat ke pusat batang tulangan geser ke

arah sejajar tulangan pokok memanjang (mm).

2.5.3 Lendutan

Menurut Park R. dan Pauley T.[11], lendutan

yang terjadi pada balok yang dibebani sampai beban

maksimum dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan-persamaan berikut :

𝛥ultimit=0,125xφuxl2 .....................................................9)

φu = 0,7 𝜀𝑢

𝑐 [100(𝜌 − 𝜌′)]

1

3 (𝜌−𝜌′

𝜌)

1

2 jika

(𝜌 − 𝜌′ < 0,003) .........................................10)

φu = 𝜀𝑢

𝑐 jika (𝜌 − 𝜌′ > 0,003) ..............................11)

di mana:

𝛥ultimit = Lendutan beban ultimit di tengah bentang

(mm);

φu = Kurvatur limit (rad/mm);

L = Panjang bentang (mm);

ɛu = Regangan ultimit pada beton;

c = Jarak serat terluar ke garis netral (mm);

= Rasio tulangan tarik (As / b.d);

’ = Rasio tulangan tekan (A’s / b.d).

2.5.4 Daktilitas

Daktilitas merupakan kemampuan struktur atau

sub-struktur untuk menahan respon inelastik yang

dominan dalam memikul beban agar tidak runtuh.

Secara matematis, nilai daktilitas (µ) struktur

didefinisikan sebagai perbandingan antara suatu

parameter deformasi rencana maksimum struktur (𝛥𝑢)

dengan deformasi pada saat terjadi leleh pertama pada

struktur yang ditinjau (𝛥𝑦). Daktilitas dapat menjadi

representasi dari regangan, kurvatur, rotasi, dan

defleksi. Daktilitas sebuah struktur dapat dihitung

dengan persamaan:

µ = y

u

...........................................................12)

dimana :

µ = Daktilitas;

Δu = Lendutan Ultimit (mm);

Δy = Lendutan pada saat tulangan tarik mulai luluh

(mm).

3. Metodologi Penelitian

ISSN 2685-0605



3.1 Perencanaan balok beton bertulang mutu

ultra tinggi

Benda uji yang direncanakan adalah balok beton

bertulang mutu ultra tinggi dengan fly ash batu bara

sebagai substitusi semen dan bijih besi sebagai filler

dengan kuat tekan rencana ≥ 100 MPa. Mix design

diperoleh dengan metode trial and error berdasarkan

berat volume beton. Perhitungan awal kapasitas

momen lentur dilakukan untuk merencanakan benda uji

akan gagal lentur. Berdasarkan analisis yang dilakukan

didapat ukuran dan jumlah tulangan seperti terlihat

pada Tabel 1.

Tabel 1 Ukuran dan Jumlah Tulangan Benda Uji

3.2 Pembuatan benda uji

Benda uji yang dibuat untuk pengujian lentur

ialah balok beton bertulang mutu ultra tinggi dengan

dimensi 15 x 30 x 220 cm sebanyak dua benda uji,

satu benda uji untuk BMUT-Subsitusi dan satu benda

uji tanpa substitusi aditif dan filler yang digunakan

sebagai pembanding (BMUT-Normal).

3.3 Pengujian benda uji

Set up pengujian balok beton bertulang mutu ultra

tinggi dapat dilihat pada Gambar 1. Perilaku yang akan

diamati pada benda uji sebagai berikut :

a. Lendutan yang terjadi

b. Regangan beton dan baja

c. Beban maksimum yang dapat dipikul

d. Kapasitas lentur

e. Pola retak yang terjadi

Gambar 1 Set up pengujian benda uji

4. Hasil dan Pembahasan

4.1 Hasil

4.1.1 Pengujian kuat tarik baja tulangan

Data hasil beban, tegangan putus, regangan luluh,

dan modulus elatisitas diperlihatkan pada Tabel 2.

Tabel 2 Hasil pengujian kuat tarik baja

4.1.2 Perbandingan hasil beban dan lendutan

pengujian BMUT-Normal dan BMUT-

Substitusi

Perbandingan beban dan lendutan BMUT-

Subsitusi dan BMUT-Normal dapat dilihat pada

Gambar 2. Balok beton bertulang BMUT-Normal

memiliki beban dan lendutan maksimun sebesar 23,93

ton dan 43,956 mm. balok beton bertulang BMUT-

Substitusi memiliki beban dan lendutan maksimum

sebesar 22,83 ton dan 40,832 mm.

Gambar 2 Grafik perbandingan beban dan lendutan

maksimum

4.1.3 Perbandingan hasil beban dan regangan baja

tekan pengujian BMUT-Normal dan BMUT-

Substitusi

Pada Gambar 3 dapat dilihat bahwa grafik beban-

regangan baja tekan yang berasal dari beton bertulang

BMUT-Normal memiliki nilai regangan maksimum

sebesar 0,0033 pada beban 23,930 ton. Hal berbeda

terjadi pada balok beton bertulang BMT-Subsitusi yang

memiliki nilai regangan maksimum sebesar 0,0044

pada beban 22,830 ton.

Jenis Material Dimensi

Balok

Tulangan Pokok Tulangan

Geser

Jumlah

Benda Uji Tekan Tarik

BMUT-

Substitusi

15 cm x

30 cm x

220 cm

2D 12 4D 16 Ø12 - 100 1

BMUT-

Normal

15 cm x

30 cm x

220 cm

2D 12 4D 16 Ø12 - 100 1

Total Benda Uji 2

f uRata-

rata(% )

Rata-

rataεu

Rata-

rataf y

Rata-

rata(% )

Rata-

rataεy

Rata-

rataEs Rata-rata

BU. 1 499,619 0,011 0,011 399,695 0,002 0,002 186040,021

BU. 2 510,861 0,016 0,016 399,695 0,002 0,002 184919,298

BU. 1 624,524 0,013 0,013 449,657 0,002 0,002 204389,672

BU. 2 633,267 0,014 0,014 449,657 0,002 0,002 203378,557

Nomor

Benda

Uji

D16

399,695

449,657

Diameter

(mm)

D12

Tegangan

Leleh (MPa)

Tegangan

Putus (MPa)

0,013

0,013

0,013

0,013

Regangan PutusModulus Elastisitas

(MPa)

505,240

628,896

185479,660

203884,114

0,002

0,002

Regangan Leleh

0,002

0,002

ISSN 2685-0605



Gambar 3 Grafik perbandingan beban dan regangan

baja tekan


tarik pengujian BMUT-Normal dan BMUT-

Substitusi

Pada Gambar 4 dilihat bahwa grafik beban-

regangan baja tarik yang berasal dari beton bertulang

BMUT-Normal memiliki nilai regangan maksimum

sebesar 0,0108 pada beban 17,140 ton. Hal berbeda

terjadi pada balok beton bertulang BMT-Subsitusi yang

memiliki nilai regangan maksimum sebesar 0,0317

pada beban 16,720 ton.


baja tarik


geser pengujian BMUT-Normal dan BMUT-

Substitusi

Berdasarkan Gambar 5 balok beton bertulang

BMUT-Normal memiliki regangan baja tulangan geser

sebesar 0,0019 pada beban 23,930 ton. Balok beton

bertulang BMUT-Substitusi memiliki regangan baja

tulangan geser sebesar 0,0022 pada beban 22,83 ton.


baja geser


geser pengujian BMUT-Normal dan BMUT-

Substitusi

Berdasarkan Gambar 6 tentang grafik beban-

regangan beton gabungan seluruh balok, dapat dilihat

bahwa balok beton bertulang BMUT-NORMAL

memiliki regangan beton sebesar 0,0284 pada beban

22,270 ton. Balok BMUT-Subsitusi memiliki regangan

beton sebesar 0,0593 pada beban 22,83 ton.


beton

4.1.7 Perbandingan teoritis dengan laboratorium

terhadap kapasitas balok beton bertulang

mutu ultra tinggi normal dan substitusi

Berdasarkan Tabel 3 dapat dilihat bahwa, ratio

perbandingan teoritis antara Pgeser terhadap Plentur lebih

dari 1 (Plentur < Pgeser). Hal ini sesuai dengan

perencanaan awal tentang perilaku balok BMUT

dengan variasi penambahan yang direncanakan gagal

lentur. Dari Tabel 4.12 juga dapat dilihat bahwa, rasio

Plab berkisar antara 1,031 – 1,075 Pu. Untuk balok

beton bertulang BMUT-Normal nilai Plab = 1,075 Pu.

Untuk balok beton bertulang BMUT-Subsitusi nilai Plab

ISSN 2685-0605



= 1,031 Pu. Ini menjelaskan bahwa hasil laboratorium

sesuai dengan hasil teoritis yang dihitung.

Tabel 3 Perbandingan Hasil Perhitungan Teoritis dengan

Laboratorium

4.2 Pembahasan

4.2.1 Lendutan

Perbandingan lendutan balok BMUT-Normal dan

BMUT-Substitusi dapat dilihat pada tabel 4.10.

BMUT-Normal memiliki nilai lendutan yang lebih

tinggi daripada BMUT-Substitusi, namun kedua benda

uji tersebut memiliki lendutan yang lebih besar

daripada lendutan teoritisnya. Lendutan BMUT-

Normal memiliki persentase 7,107 % lebih besar

daripada lendutan BMUT-Substitusi.

Tabel 4 Perbandingan Lendutan Balok BMUT-Normal

dan BMUT-Subsitusi

Berdasarkan Tabel 4 dapat dilihat bahwa nilai

kapasitas lentur normal lebih besar daripada subsitusi,

hal ini berbanding lurus dengan nilai kuatnya, semakin

besarnya nilai kuat tekan maka semakin meningkatkan

nilai kapasitas lentur. Kuat tekan dipengaruhi oleh

kandungan SiO2 (Silika Dioksida) pada campuran

beton. Pada pencampuran beton BMUT-Normal pada

tabel 4.5, persentase semen dan agregat yang

digunakan lebih banyak daripada BMUT-Subsitusi

sehingga kandungan SiO2 yang ada pada BMUT-

Normal lebih banyak daripada BMUT-Substitusi.

4.2.2 Retak dan fracture/gagal

Retak yang terjadi pada balok BMUT-Normal dan

BMUT-Subsitusi pada awal pembebanan, peralihan

(tulangan tarik mulai luluh), dan retak pada

pembebanan maksimum dapat dilihat pada Tabel 5

hingga 7 dan untuk pola retak yang terjadi dapat dilihat

pada Gambar 6 dan 7 dibawah ini.

Tabel 5 Retak Awal

Tabel 6 Retak Peralihan

Tabel 7 Beban Maksimum

4.2.3 Daktilitas

Daktilitas yang terjadi pada BMUT-Normal dan

BMUT-Substitusi dapat dilihat pada Tabel 8 berikut

ini.

Tabel 8 Hasil Perhitungan Daktilitas

Berdasarkan Tabel 8 diperoleh daktilitas BMUT-

Normal memiliki nilai daktilitas yang lebih lebih tinggi

dari pada BMUT-Substitusi dengan selisih sebesar

12,608 %.

Gambar 6 Pola Retak BMUT-Normal

Gambar 7 Pola Retak BMUT-Substitusi

BMUT-Normal BMUT-Substitusi

109,820 103,509

499,660 499,660

399,700 399,700

10,000 10,000

Momen (kNm) 78,394 78,010

P lentur (kN) 223,982 222,885

Vc (kN) 61,436 59,645

Vs (kN) 212,009 212,009

Vn (kN) 273,345 271,654

P geser (kN) 546,890 543,307

25,867 24,784

2,442 2,438

Kuat Lentur

Kuat Geser

Lendutan Teoritis (mm)

Rasio Perbandingan Kapasitas

Geser/Kapasitas Lentur

Desa

in A

wa

l K

ap

asi

tas

Benda Uji Balok

f'c (MPa)

fy tulangan lentur (MPa)

fy tulangan geser (MPa)

Jarak Sengkang (cm)

Persen (% ) Selisih (% )

Normal 43,956 100,000 -

Substitusi 40,832 92,893 -7,107

Perbandingan LendutanBenda Uji

Balok

Lendutan Maks

(mm)

Tekan Tarik Geser

1,830 0,781 0,000 0,000 0,000

1,210 0,528 0,000 0,001 0,000

P

(ton)

Benda Uji

Balok

Normal

Substitusi

Regangan Beton

Retak Awal

Lendutan

(mm)

Regangan Baja

0,001

0,000

Tekan Tarik Geser

21,760 15,554 0,003 0,003 0,001

20,650 16,533 0,004 0,027 0,002

Benda Uji

Balok

Normal

Substitusi

0,021

0,012

Retak Peralihan

P

(ton)

Lendutan

(mm)

Regangan BajaRegangan Beton

Tekan Tarik Geser

23,930 43,956 0,003 0,004 0,002

22,830 40,832 0,004 0,000 0,002

Benda Uji

Balok

Normal

Substitusi

0,000

0,059

Beban Maksimum

P

(ton)

Lendutan

(mm)

Regangan BajaRegangan Beton

Beban

(ton)

Lendutan

(Δy) (mm)

Beban

(ton)

Lendutan

(Δu) (mm)

Normal 21,760 15,554 23,930 43,956 2,826 100,000 -

Substitusi 20,650 16,533 22,830 40,832 2,470 87,392 12,608

Perbandingan

Daktilitas

(%)

DaktilitasBenda Uji

Balok

Kondisi Luluh

Selisih

Kondisi Ultimit

ISSN 2685-0605



5. Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil

penelitian perilaku lentur balok beton mutu ultra tinggi

normal dan substitusi adalah sebagai berikut:

1) Kegagalan balok BMUT-Normal dan BMUT-

Subsitusi sesuai dengan yang direncanakan sesuai

perhitungan, yaitu gagal lentur.

2) Lendutan maksimum terbesar terjadi pada balok

BMUT-Normal dengan sebesar 43,956 mm.

Sementara itu, BMUT-Subsitusi memiliki

lendutan maksimum sebesar 40,832 mm.

3) Kapasitas lentur BMUT-Normal yang didapat

sebesar 82,136 kNm, lebih besar dari kapasitas

lentur BMUT-Substitusi sebesar 78,360 kNm.

4) Beban pada retak pertama terjadi untuk balok

BMUT-Normal dan BMUT-Substitusi masing-

masing sebesar 1,8 ton dan 1,2 ton. Sedangkan

beban maksimum untuk balok BMUT-Normal

dan BMUT-Substitusi adalah 23,93 ton dan 22,83

ton.

5) Peningkatan mutu beton secara keseluruhan juga

dapat meningkatkan daktilitas. Daktilitas terbesar

terjadi pada balok BMUT-Normal sebesar 2,827.

Sementara itu, daktilitas yang dimiliki oleh balok

BMUT-Substitusi sebesar 2,499. Dapat

diindikasikan bahwa BMUT-Normal merupakan

balok yang paling bersifat daktail.

Saran yang diberikan untuk penelitian selanjutnya

yang berhubungan dengan penelitian ini adalah hindari

kesalahan pada pengujian balok beton bertulang mutu

ultra tinggi (human error), terlebih pada bagian

penyetelan transducer dan strain gauge baja dan beton

dan manfaatkanlah bahan aditif serta filler lain yang

mengandung senyawa-senyawa yang dapat

meningkatkan kekuatan beton dan kapasitas balok

beton bertulang mutu tinggi, tentunya yang paling

penting yang bersifat ramah lingkungan, baik yang

berasal dari limbah maupun alam.

6) Daftar Pustaka

[1] Naibaho, P. R. T., et al., 2015, “Peningkatan

Kinerja Hubungan Balok-Kolom Eksterior

Dengan Mengaplikasikan Reaktive Powder

Concrete Dibawah Beban Lateral Siklik”

Konferensi Teknik Sipil 6 Universitas Trisakti,

Halaman 39-48.

[2] Badan Standarisasi Nasional, 2002, Pengertian

dan Manfaat Fly Ash, (SNI 03-6414-2002),

Departemen Pekerjaan Umum, Bandung. [3] Kusumawardaningsih, Y., Fehling, E., dan Ismail,

M., 2015, UHPC Compressive Strength Test

Specimens: Cylinder or Cube?, The 5th

International Conference of Euro Asia Civil

Engineering Forum (EACEF-5), Procedia

Engineering, Halaman 1076-1080.

[4] Hardjasaputra, H., Indarawati, V., Djohari, I.,

2013 “Pengaruh Penggunaan Serat

Polypropylene dan Micro Steel Fiber pada

Ketahanan Api dari Ultra High Performance

Concrete (UHPC) untuk Bangunan Infrastruktur”

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 Universitas

Sebelas Maret, Halaman 24-26. [5] Hardjasaputra, H., 2009 “Aspek-aspek Teknik

Beton – Ultra High Performance Concrete

(UHPC)” Konferensi Nasional Teknik Sipil 3

Universitas Pelita Harapan – Universitas Atma

Jaya Yogyakarta, Halaman 197-202.

[6] Badan Standarisasi Nasional, 2014, Spesifikasi

abu terbang batubara dan pozzolan alam mentah

atau yang telah dikalsinasi untuk digunakan

dalam beton, (SNI 2460-2014), Departemen

Pekerjaan Umum, Bandung.

[7] Fatmaliana, A., Rahwanto, A., dan Jalil, Z., 2016,

“Sintesis dan Karakterisasi Hematit (Fe2O3) dari

Bijih Besi Alam Melalui Metode Presipitasi”

Jurnal Natural Universitas Syiah Kuala, Vol. 16,

No. 1, Halaman 15-17.

[8] ASTM (American Society For Testing and

Material), C. 494M, Specification for Chemical

Admixtures for Concrete, Internasional Standards-

Worldwide. [9] Dipohusodo, I., 1999, Struktur Beton Bertulang,

Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. [10] Hafidh, A., 2016, Analisis Kapasitas Lentur

Balok Beton Bertulang Mutu Tinggi

Menggunakan Fly Ash Batu bara, Abu Cangkang

Sawit, dan Abu Pozzolanik Alam sebagai Aditif,

Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh.

[11] Park, R. And Paulay,T., 1975, Reinforced

Concrete Structure, John Wiley & Sons. Inc.,

New York.

Date post:	01-Oct-2021
Category:	Documents
Upload:	others
View:	2 times
Download:	0 times

ISSN 2685-0605 KAPASITAS LENTUR BETON BERTULANG MUTU …

Documents