TEMU ILMIAH IPLBI 2015
Analisis Perbandingan Nilai Kuat Tekan Beton antara Destructive Test dan Non-Destructive Test dalam Perawatan Basah dan Kering Nasruddin(1), Victor Sampebulu(1), M. Yahya Siradjuddin(1), Sapto B. Sampurno(2) Laboratorium Material, Struktur, dan Konstruksi Bangunan/Kelompok Teknologi Bangunan, Program Studi Arsitektur, Jurusan Arsitektur, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin. (2) Program Studi Magister Arsitektur, Jurusan Arsitektur, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin. (1)
Abstrak Penelitian ini adalah penelitian eksperimental yang dilakukan di laboratorium dimana perawatan beton dilakukan di dalamcuring roomyang bersuhu konstan 20ºc dan kelembaban udara sekitar 70%. Tujuan utama dari penelitian ini untuk mendapatkan konstanta pengali nilai hasil pengujian Hammer Test, sehingga hasilnya bisa mendekati hasil pengujian dengan menggunakan UniversalTesting Machine (UTM). Adapun variabel penelitian adalah; metode pengujian (hammer test vs universal testing machine, umur selinder beton (14, 21, 28,dan 35 hari), metode perawatan ( perawatan basah dan perawatan kering). Jumlah sampel selinder beton (Ø 10 cm x 20 cm) untuk setiap umur beton adalah 4 selinder, sehingga total selinder uji untuk dua macam metode perawatan adalah 32 selinder beton. Untuk akurasi pengujian dengan hammer test dibuatkan benda uji berupa blok beton ukuran 60x60x60cm dimana tiga sisinya telah dibuatkan grid berdasarkan umurnya. Selinder beton dan blok beton berasal dari campuran beton yang sama.Pengujian awal untuk setiap kategori umur beton, baik perawatan basah maupun kering dilakukan dengan menggunakan hammer test untuk blok beton, setelah itu dilakukan pengujian kuat tekan beton dengan universal testing machineuntuk selinder beton. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa pengujian dengan menggunakan hammer test nilainyalebih tinggi dibandingkan dengan pengujian universal testing machine, kematangan umur beton berkorelasi dengan peningkatan kuat tekan beton, metode perawatan basah memberikan signifikansi peningkatan kekuatan beton, dan didapatkannya konstanta pengali untuk nilai hasil pengujian dengan hammer test sehingga hasilnya lebih valid. Kata-kunci : destructive test, non-destructive test, universal testing machine, hammer test, curing room ,
perawatan basah, perawatan kering
Pengantar Beton adalah material komposit yang tersusun dari tiga penyusun utama yaitu: semen, agregat, dan air, dimana beton mempunyai kuat tekan yang besar, sementara kuat tariknya yang kecil. Tetapi sebelum material beton mengeras, campuran beton merupakan campuran yang plastis, sehingga keadaan ini sering kita sebut kelecakan beton. Sehingga, kekuatan tekan merupakan salah satu kinerja utama beton. Kekuatan tekan (f’c) adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan per-satuan luas. Kuat tekan beton adalah salah satu parameter
yang digunakan untuk mengontrol mutu dari sebuah beton. Metode pengujian kuat tekan beton yang dianggap tingkat keandalannya paling tinggi adalah pengujian merusak (destructive test) dengan menggunakan alat universal testing machine (UTM). Uji merusak ini dilakukan di laboratorium dengan menguji sejumlah sampel penelitian untuk melihat capaian nilai kuat tekannya. Pengujian ini membutuhkan biaya yang cukup tinggi dan memerlukan waktu pengerjaan yang lebih lama. Namun, terkadang pengujian untuk mengetahui kuat tekan beton tidak selalu bisa dilakukan di laboratorium Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2015 | D 001
Analisis Perbandingan Nilai Kuat Tekan Beton Antara Destructive Test Dan Non- Destructive Test Dalam Perawatan Basah Dan Kering
dengan alat UTM, tapi harus dilakukan langsung di lapangan. Untuk kondisi praktis seperti ini dan dalam rangka pengawasan mutu beton dilapangan dibutuhkan alat pengujian untuk mengukur atau mengetahui kuat tekan beton keras dengan cepat dan praktis serta tidak merusak. Pengujian ini dikenal dengan istilah uji tidak merusak (non-destructive test). Salah satu alat yang paling umum digunakan untuk metode tidak merusak ini adalah Hammer Test. Metode uji non-destructive dengan hammer test dilakukan dengan memberikan intact (tumbukan) pada permukaan beton dengan menggunakan suatu massa yang diaktifkan dengan menggunakan energi yang besarnya tertentu. Jarak pantulan yang timbul dari massa tersebut pada saat terjadi tumbukan dengan permukaan beton benda uji dapat memberikan indikasi kuat tekan beton. Namun metode dengan menggunakan hammer test ini memiliki beberapa kekurangan diantaranya; hasil pengujian dipengaruhi oleh kerataan permukaan, kelembaban beton, sifat-sifat dan jenis agregat kasar, derajad karbonisasi dan umur beton, oleh karena itu perlu diingat bahwa beton yang akan diuji haruslah dari jenis dan kondisi yang sama. Selain itu sulit mengkalibrasi hasil pengujian,tingkat keandalannya rendah, hanya memberikan informasi mengenai karakteristik beton pada permukaan (Lubis M, 2003). Penelitian lain yang dilakukan oleh Gani,2013, memberikan hasil yang menunjukkan nilai pengukuran kuat tekan beton dengan metode hammer test lebih tinggi dari hasil pengujian dengan menggunakan alat UTM Sebagai upaya meningkat ketepatan nilai kuat tekan dari hammer test dalam penggunaan praktikal lapangan, diusulkanlah penelitian untuk menganalisis perbandingan nilai kuat tekan beton antara destructive test dan nondestructive test yang dirawat dengan cara perawatan kering (dry curing) dan perawatan basah (wet curing). Ouput utama yang diharapkan dari penelitian ini adalah didapatvkannya “konstanta pengali” untuk hammer test, dimana nilai hasil pengukurannya nanti bisa mendekati nilai dari hasil pengujian dengan menggunakan UTM Metode D 002 | Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2015
Penelitian yang bersifat eksperimental ini dilakukan di Workshop dan Laboratorium Material, Struktur, dan Konstruksi Bangunan Jurusan Arsitektur Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Kampus Baru Gowa. Adapun diagram alir dari penelitian ini terlihat pada Gambar 1 dibawah ini; MULAI PERMASALAHAN STUDI LITERATUR ANALISA PROPERTIS
PASIR
SEMEN
UJI KARAKTERISRIK
UJI KARAKTERISRIK
CEK KADAR AIR SEBELUM PENGECORAN
VARIABEL UMUR BETON: 14,
KERIKIL
AIR
UJI KARAKTERISRIK
UJI KARAKTERISRIK
MIX DESAIN BETON NORMAL PEMBUATAN BENDA UJI
PERAWATAN
21, 28, DAN 35 HARI DRY CURING
WET CURING
PENGUJIAN KUAT TEKAN BETON
NON-DESTRUCTIVE TEST (HAMMER TEST)
DESTRUCTIVE TEST
(UNIVERSAL TESTING
MACHINE)
ANALISA HASIL PENGUJIAN ETON KESIMPULAN SELESAI
Gambar 1. Diagram Alir penelitian
Metode Pengumpulan Data Hasil pengujian untuk data properties beton dapat dilihat pada Tabel 1. Karena penelitian ini berdasarkan eksperimental dimana data-data yang akan kita dapatkan diuji dalam lab, dengan acuan prosedur SNI pelaksanaan sebagai berikut : 1.Berdasarkan SNI 03-4430-1997, tentang metode pengujian elemen struktur beton dengan alat palu beton (Hammer Test) tipe N dan NR, dimana pengujian elemen struktur dengan alat palu beton tipe N dan NR ini dimaksudkan sebagai acuan dan pegangan dalam melaksanakan uji kekerasan permukaan beton.
Nasruddin Tabel 1. Properties Benda Uji Jumlah Benda Uji
Perawatan Perawatan Basah Kering
Total
Selinder Beton (φ10x20cm)
16
16
32
Blok Beton (60x60x60cm)
1
1
2
2.Berdasarkan SNI 03-6815-2002, tentang Tata cara mengevaluasi hasil uji kekuatan beton, dimana variabilitas karakteristik dan setiap bahan penyusun dalam beton dapat menyebabkan variasi kekuatan dalam beton. Variasi kekuatan ini dapat juga disebabkan oleh pelaksanaan dalam penentuan proporsi campuran, pelaksanaan pencampuran, pengangkutan, penuanangan dan pemelihara-an beton, selain variasi-variasi yang terjadi dalam beton sendiri. 3.Berdasarkan SNI 03-6805-2002, tentang metode pengujian untuk mengukur nilai kuat tekan beton pada umur awal dan memproyeksikan kekuatan pada umur berikutnya, dimana metode ini menyediakan prosedur untuk memperkirakan kekuatan potensial benda uji didasarkan pada kekuatan yang diukur pada umur awal 24 jam atau lebih. Data hasil penguijian pada umur awal menyediakan informasi keragaman proses produksi beton untuk digunakan dalam proses pengontrolan.
Kuat Tekan Rencana fc (Mpa )
Nilai Slump (cm )
Kandungan Udara (% )
35
14,5
1,4
dengan menggunakan hammer Test, seperti yang terlihat pada Gambar 2
(a) Destructive Test (UTM) (b)
Metode Analisis Data Pada penelitian ini ada 3 variabel yang dijadikan dasar analisis, yaitu; a. Metode Pengujian Metode pengujian dalam rangka mencari nilai kekuatan tekan beton pada penelitian ini terbagi dua, yaitu pengujian dengan cara merusak (destructive test) dengan menggunakan universal testing machine dan pengujian dengan cara tidak merusak (non-destructive test)
(b)Non-Destructive Test (Hammer Test) Gambar 2. Metode Pengujian
b. Umur beton Ada 4 kategorisasi umur yang dijadikan dasar penelitian yaitu, umur, 14, 21,28, dan 35 hari. Setiap kelompok umur terdiri dari 4 sampel benda uji selinder beton untuk setiap metode Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2015 | D 003
Analisis Perbandingan Nilai Kuat Tekan Beton Antara Destructive Test Dan Non- Destructive Test Dalam Perawatan Basah Dan Kering
perawatan ditambah 2 blok beton untuk masingmasing metode perawatan. c. Curing (perawatan beton). Ada dua cara perawatan yang digunakan, yaitu; perawatan kering (dry curing) dan perawatan basah (water curing). Khusus perawatan basah, dilakukan dalam curing room yang dilengkapi bak perendaman, bersuhu konstan 20oC, dan kelembaban yang terjaga disekitar 70%. Jika satu metode perawatan jumlah sampelnya 4 kelompok umur x 3benda uji, maka total jumlah sampel (4 x 4) x 2 = 32 sampel benda uji, ditambah 2blok beton dengan ukuran 60x60x60 cm. Khusus untuk blok beton perawatan basah dipersiapkan alat pengangkat yang terdiri dari alat berupa tripot dan chain blok yang masingmasing berkemampuan sampai 2 ton, keranjang pengangkat dan dudukan blok beton. Metode perawatan basah untuk blok dan selinder beton terlihat pada Gambar 3. Sedangkan untuk perawatan kering terlihat pada Gambar 4.
(a) Perawatan Kering Blok Beton
(b) Perawatan Kering Selinder Beton Gambar 4. Metode Perawatan Kering
Analisis dan Interpretasi Dalam penelitian ini, khusus pengujian nondestructive test (hammer test) baik perawatan basah maupun kering, benda ujinya masing-
60 cm (a) Perawatan Basah Blok Beton 14
35
21
Umur Beton
A
Grid
B
60 cm C Area Tumbukan
5 cm
D
Blok Beton E 5 cm
(b) Perawatan Basah Selinder Beton Gambar 3. Metode Perawatan Basah D 004 | Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2015
Gambar ５. Grid Umur Beton dan Area Tumbukan
Nasruddin Tabel 2. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton (MPa) Umur Beton (Hari )
Destructive Test (Universal Testing Machine)
Rasio
Non-Destructive Test (Hammer Test)
Perawatan Basah
Perawatan Basah Perawatan Kering Perawatan Basah Perawatan Kering
Nilai
14
22,7
18,6
25,2
25,1
0,90
21
26,7
19,3
29,1
28,0
0,92
28
27,5
24,1
33,3
31,3
0,83
35
31,9
22,9
33,4
30,2
0,96
Rata-Rata
Perawatan Kering Nilai
Rata-Rata
0,74 0,69
0,90
0,74
0,77 0,76
Non-Destructive Test (Hammer Test) 35
masing sebuah blok beton ukuran 60x60x60cm. Pada blok beton ini dibuatkan grid untuk menentukan area umur dan area tumbukan hammer test. Untuk setiap umur beton (14, 21, 28, dan 35) dibagi atas 5 area tumbukan yaitu areaA, B, C, D, dan E dengan urutan dari atas ke bawah seperti yang terlihat pada Gambar 5. Khusus untuk perawatan basah, sebelum di diuji, blok beton dinaikkan dulu dari bak perendaman dengan menggunakan perangkat pengangkat, kemudian dibersihkan permukaan yang akan dihammer test sesuai umurnya, selanjutnya setelah diuji blok beton ini diturunkan kembali untuk direndam. Secara keseluruhan hasil pengujian terhadap benda uji, baik blok beton maupun selinder beton untuk semua variabel pengujian dapat dilihat pada Tabel 2.
a.Destructive TestvsNon-Destructive Test Destructive (UTM) Seperti yang terlihatTest pada Gambar 6 dan 35
30
25
20
15
10 Perawatan Basah Perawatan Kering 5
0 7
14
21
28
35
42
Umur (Hari)
Gambar 7. Pengujian Dengan Metode Non- Destructive Test
Gambar 7, hasil pengujian dengan metode Nondestructive (hammer test) lebih tinggi bila dibandingkan pengujian dengan menggunakan metode destructive test (UTM), baik untuk perawatan basah maupun perawatan kering.Nilai kuat tekan beton pada umur 35 hari untuk UTM dan Hammer Test berturut-turut 31,9 MPa dan 33,4 MPa untuk perawatan basah, 22,9 MPa dan 30,2 MPa untuk perawatan kering.
30
b. Perawatan Basah vs Perawatan Kering 25
20
15
10 Perawatan Basah Perawatan Kering 5
0 7
14
21
28
Umur (Hari)
35
42
Dalam hal metode perawatan, perawatan basah memberikan hasil yang lebih tinggi dibandingkan dengan perawatan kering, baik untuk pengujian dengan UTM maupun dengan hammer test seperti yang terlihat pada Gambar 8 dan 9. Pada metode pengujian d engan hammer t est sel isi h perbedaan antar a perawatan basah dan kering tidak terlalu jauh dibandingkan dengan pada metode pengujian dengan menggunakan UTM. Hasil tinggi yang
Gambar 6. Pengujian Dengan Metode Destructive Test Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2015 | D 005
Perawatan Kering Basah Dan Kering Basah Analisis Perbandingan Perawatan Nilai Kuat Tekan Beton Antara Destructive Test Dan Non- Destructive Test Dalam Perawatan 35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10 Hammer Test Universal Testing Machine
Hammer Test Universal Testing Machine
5
5
0
0 7
14
21
28
35
42
Umur (Hari)
Gambar 8. Perawatan Basah
ditunjukkan oleh perawatan basah tadi disebabkan oleh hampir semua butiran semen bereaksi sempurna karena terendam terus dalam air dan juga dimungkin oleh adanya butiran air yang mengisi pori-pori beton sehingga menyebabkan kepadatan beton menjadi tinggi. c. Umur vs Kuat Tekan Beton Kecenderungan peningkatan kekuatan beton seiring pertambahan umur terlihat jelas pada benda uji yang mengalami perawatan basah seperti yang terlihat pada Gambar 8. Pertambahan ini terlihat jelas bahkan pada beton yang telah mencapai usia matang (28 hari). Sebaliknya, pada beton yang mengalami perawatan kering pertambahan kekuatan juga terjadi, akan tetapi setelah mencapai usia matang (28 hari) terjadi degradasi kekuatan tekan seperti yang terlihat pada Gambar 9. d. Konstanta/Rasio Pengali Seperti yang terlihat pada Tabel 2, hasil pengujian menunjukkan bahwa untuk mendapatkan kepresisian pengukuran kuat tekan beton dengan menggunakan Hammer Test, hasilnya harus dikalikan 0,90 untuk beton yang mengalami perawatan basah dan 0,74 untuk beton yang mengalami perawatan kering. Kesimpulan Ha sil p eneliti an i ni m emb ukti kan ba hwa D 006 | Prosiding Temu Ilmiah IPLBI 2015
7
14
21
28
35
42
Umur (Hari)
Gambar 9. Perawatan Kering
pengujian dengan menggunakan hammer test nilainya lebih tinggi dibandingkan dengan pengujianuniversal testing machine, metode perawatan basah memberikan signifikansi peningkatan kekuatan tekan beton,kematangan umur beton berkorelasi dengan peningkatan kuat tekan beton khususnya bagi beton yang mengalami perawatan basah, dan konstanta pengali 0,90 dan 0,74 berturut turut untuk perawatan basah dan kering. Daftar Pustaka Neville, A.n. (1982), Properties of Concret, Pitman Massachusets Publishing Inc, Third Edition. Mehta, P.K. & Monteiro, P.J.M (2006), Concrete: Microstructure, Propoerties, and Materials , Mc Graw-Hill Companies, Third Edition. Lubis M, (2003), Pengujian Struktur Beton Dengan
Metode Hammer Test Dan Metode Uji Pembebanan (Load Test) ,Digitized by USU digital library. Gani, et. al, (2008), Studi perbandingan Nilai Kuat
Tekan Beton antara Hammer Test dan Compression Test pada Perkerasan Kaku (Rigid Pavement) Ruas Jalan BTN Antara, Makassar, Jurnal Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin SNI, tentang Metode pengujian elemen struktur beton dengan alat palu beton tipe N dan NR. 03-44301997 SNI, Tata cara mengevaluasi hasil uji kekuatan beton. 03-6815-2002 SNI, Metode Pengujian untuk mengukur nilai kuat tekan Beton pada umur awal dan memproyeksikan kekuatan pada umur berikutnya. 03-6805-2002
