issn 2685-0605 kapasitas lentur beton bertulang mutu …
TRANSCRIPT
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
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 260-266 261
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
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 260-266 262
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
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 260-266 263
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
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 260-266 264
Gambar 3 Grafik perbandingan beban dan regangan
baja tekan
4.1.4 Perbandingan hasil beban dan regangan baja
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.
Gambar 4 Grafik perbandingan beban dan regangan
baja tarik
4.1.5 Perbandingan hasil beban dan regangan baja
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.
Gambar 5 Grafik perbandingan beban dan regangan
baja geser
4.1.6 Perbandingan hasil beban dan regangan baja
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.
Gambar 5 Grafik perbandingan beban dan regangan
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
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 260-266 265
= 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
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 260-266 266
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.