studi eksperimental pengaruh gradasi agregat kasar pada beton

11
*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected] 1 STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH GRADASI AGREGAT KASAR PADA BETON Aria Wirawan ST. Dr. Ir. Nuroji MS. *) , Ir. Purwanto MT. M.Eng. Program Studi Magister Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jl. Hayam Wuruk No. 5 - 7, Semarang 50241 Telp.: (024) 8311802, Fax.: (024) 8311802 ABSTRAK Agregat kasar merupakan material beton yang memiliki strength tinggi dan memberikan konstribusi volume paling besar dalam komposisi beton. Dengan komposisi ini harusnya agregat kasar mampu memberikan kontribusi yang optimal pada beton. Meskipun agregat kasar hanya dikenal sebagai material pengisi pada beton, namun upaya untuk mempelajari kontribusi peran agregat kasar terus dilakukan. Mekanisme agregat kasar dalam memberikan kontribusi pada kekuatan beton masih tidak secara eksplisit dapat didefinisikan. Maka dari itu pada penelitian ini dilakukan penelitian mengenai peran interlocking dan interaction agregat kasar terhadap kekuatan beton. Interlocking dan interaction yang tercipta dari gradasi agregat kasar tentunya akan mempengaruhi karakteristik beton. Dari hasil penelitian ini menyimpulkan bahwa dengan gradasi agregat kasar yang padat, maka akan tercipta sistem interlocking dan interaction agregat kasar. Sistem ini sangat berperan positif dalam meningkatkan kapasitas geser beton, namun dalam kapasitas tekan masih harus diteliti lebih lanjut terutama dalam meminimalisir efek terjadinya keropos. Kata Kunci : Agregat Kasar, Gradasi, Interlocking, Kuat Tekan Beton, Kuat Geser Beton ABSTRACT Coarse aggregate is a high strength material which gives the biggest contribution to the volume on concrete composition. In this condition, coarse aggregate should be able to optimally contribute on concrete. Although it is only known as a filler material in concrete, the attempts to study its contribution are still performed. The mechanism of coarse aggregate for giving the contribution to the concrete strength is not defined explicitly. Therefore, in this study it will be conducted a research which investigate interlocking and interaction of coarse aggregate to the concrete strengths. Interlocking and interaction created from coarse aggregate gradation effect will affect the characteristics of concrete for sure. From the results of this research, it can be concluded that the coarse aggregate with dense gradation will give interlocking and interaction system on coarse aggregate. This system is very positive role to improve shear capacity on concrete. However, the compressive strength should be investigated further, especially to minimize the effects of the porous concrete. Keywords : Coarse Aggregate, Gradation, Interlocking, Shear Capacity Concrete, Compressive Strength Concrete

Upload: independent

Post on 17-Nov-2023

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected]

1

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH GRADASI AGREGAT KASAR

PADA BETON

Aria Wirawan ST.

Dr. Ir. Nuroji MS.*)

, Ir. Purwanto MT. M.Eng.

Program Studi Magister Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

Jl. Hayam Wuruk No. 5 - 7, Semarang 50241

Telp.: (024) 8311802, Fax.: (024) 8311802

ABSTRAK

Agregat kasar merupakan material beton yang memiliki strength tinggi dan memberikan

konstribusi volume paling besar dalam komposisi beton. Dengan komposisi ini harusnya

agregat kasar mampu memberikan kontribusi yang optimal pada beton. Meskipun agregat

kasar hanya dikenal sebagai material pengisi pada beton, namun upaya untuk mempelajari

kontribusi peran agregat kasar terus dilakukan.

Mekanisme agregat kasar dalam memberikan kontribusi pada kekuatan beton masih tidak

secara eksplisit dapat didefinisikan. Maka dari itu pada penelitian ini dilakukan penelitian

mengenai peran interlocking dan interaction agregat kasar terhadap kekuatan beton.

Interlocking dan interaction yang tercipta dari gradasi agregat kasar tentunya akan

mempengaruhi karakteristik beton.

Dari hasil penelitian ini menyimpulkan bahwa dengan gradasi agregat kasar yang padat,

maka akan tercipta sistem interlocking dan interaction agregat kasar. Sistem ini sangat

berperan positif dalam meningkatkan kapasitas geser beton, namun dalam kapasitas tekan

masih harus diteliti lebih lanjut terutama dalam meminimalisir efek terjadinya keropos.

Kata Kunci : Agregat Kasar, Gradasi, Interlocking, Kuat Tekan Beton, Kuat Geser Beton

ABSTRACT

Coarse aggregate is a high strength material which gives the biggest contribution to the

volume on concrete composition. In this condition, coarse aggregate should be able to

optimally contribute on concrete. Although it is only known as a filler material in concrete,

the attempts to study its contribution are still performed.

The mechanism of coarse aggregate for giving the contribution to the concrete strength is

not defined explicitly. Therefore, in this study it will be conducted a research which

investigate interlocking and interaction of coarse aggregate to the concrete strengths.

Interlocking and interaction created from coarse aggregate gradation effect will affect the

characteristics of concrete for sure.

From the results of this research, it can be concluded that the coarse aggregate with dense

gradation will give interlocking and interaction system on coarse aggregate. This system is

very positive role to improve shear capacity on concrete. However, the compressive

strength should be investigated further, especially to minimize the effects of the porous

concrete.

Keywords : Coarse Aggregate, Gradation, Interlocking, Shear Capacity Concrete,

Compressive Strength Concrete

*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected]

2

PENDAHULUAN

Beton secara makroskopik dianggap sebagai media homogen. Namun jika mengamati

sepotong beton, dapat disimpulkan bahwa beton terdiri dari dua bagian yang berbeda, yaitu

agregat kasar dan matriks mortar mengeras. Agregat kasar memberikan konstribusi volume

yang paling besar yakni ± 40 % dari total 65 - 85 % agregat yang menjadi material

penyusun beton (Nugraha dan Antoni, 2007). Agregat kasar juga merupakan unsur

penyusun beton yang memiliki strength paling tinggi dibandingkan unsur-unsur penyusun

lainnya.

Meskipun dulu fungsi agregat kasar dalam campuran beton hanya dianggap sebagai

material pengisi saja, kini disadari adanya kontribusi positif dari peran agregat kasar pada

sifat beton. Salah satunya adalah sifat saling mengisi dan saling mengikat (interlocking)

antar agregat kasar. Pada penelitian ini beton akan dibuat dengan kondisi gradasi agregat

kasar yang padat. Tentunya hal ini akan berdampak pada minimnya jumlah mortar pada

beton. Gradasi agregat kasar yang padat ini diharapkan dapat menginterpretasikan sistem

interlocking dan interaction agregat kasar yang akan terjadi pada beton.

Pada penelitian ini dikerucutkan menjadi dua permasalahan yaitu :

1. Pengaruh dari komposisi gradasi agregat kasar pada kuat tekan, kuat geser, perilaku

tegangan dan regangan dan workability beton.

2. Korelasi yang terjadi antara komposisi gradasi agregat kasar terhadap kekuatan beton.

Dalam penelitian ini digunakan beberapa pembatasan masalah sebagai berikut :

1. Benda uji tekan beton menggunakan benda uji silinder dengan ukuran 15 cm x 30 cm.

2. Benda uji geser menggunakan benda uji balok yang sudah dimodifikasi dan dianalisis

dengan ukuran 36 cm x 20 cm x 10 cm.

3. Jumlah kriteria gradasi diambil sebanyak 3 kondisi berdasarkan hasil preliminary

research dengan berat isi gradasi minimum, sedang dan maksimum.

4. Masing-masing kondisi akan dibuat 3 benda uji tekan, 3 benda uji geser dan 1 benda uji

visual untuk masing-masing gradasi serta 3 benda uji uji tekan dan uji geser untuk beton

mortar, sehingga total benda uji adalah 27 sampel benda uji. Benda uji akan diuji pada

umur 28 hari.

5. Sumber material untuk semua benda uji berasal dari daerah yang sama, menggunakan

nilai FAS (Faktor Air Semen) sebesar 0.4, sika LN 0,6 % dan perbandingan komposisi

campuran mortar adalah 1 Pc : 2 Ps.

TINJAUAN PUSTAKA

Teori Dasar Beton

Beton didefinisikan sebagai campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang

lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang

membentuk massa padat (SNI 03-2847-2002). Definisi beton menurut Mindess et. al.

(2003), beton merupakan material yang terdiri dari filler dan binder (Tabel 1)

Tabel 1. Definisi Beton

Concrete = Filler + Binder

Portlan Cement Concrete = Agreggate + Portland Cement

Mortar = Fine Agreggate + Paste

Paste = Cement + Water

(Sumber : Mindes, et. al. 2003)

*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected]

3

Material Penyusun Beton

Beton dihasilkan oleh interaksi mekanik dan kimia secara kolektif dari unsur-unsur

penyusunnya. Adapun material-material penyusun beton adalah sebagai berikut.

Semen Portland

Secara definisi umum, menurut Nasution A. (2009) semen adalah bahan yang bertindak

sebagai pengikat untuk agregat. Jika dicampur dengan air, semen menjadi pasta. Dengan

proses waktu dan panas, reaksi kimia akibat campuran air dan semen menghasilkan sifat

perkerasan pasta semen.

Air

Air pada campuran beton mempunyai dua buah fungsi, yang pertama berfungsi untuk

membantu reaksi kimia pada proses pengikatan dan berlangsungnya pengerasan, dan yang

kedua sebagai pelicin campuran kerikil, pasir dan semen agar mudah dikerjakan (Mordock

dan Brook, 1999). Pasta semen merupakan hasil kimiawi antara semen dengan air, maka

perbandingan air dan semen menentukan hasil kualitas mutu pasta semen.

Agregat

Agregat adalah material berbutir, misalnya pasir, kerikil, batu pecah dan kerak tungku pijar

yang dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk membentuk suatu beton

atau adukan semen hidrolik (SNI 03-2847-2002). Menurut Nurlina (2008) agregat biasanya

menempati 60 % - 80 % dari volume beton, maka sifat-sifat agregat mempunyai pengaruh

besar terhadap perilaku beton yang sudah mengeras.

Properties Beton

Properties / sifat-sifat beton pada umumnya dipengaruhi oleh kualitas bahan, cara

pengerjaan, dan cara perawatannya (Mulyono, 2003). Berikut beberapa penjelasan

mengenai properties / sifat-sifat beton yang berkaitan dalam penelitian ini.

Kelecakan Beton (Workabilitilty)

Workabilitas merupakan salah satu tolak ukur dari kualitas mutu beton, workabilitas diukur

mengunakan kerucut abrams dan didapatkan tinggi jatuh campuran beton.

Kuat Beton Terhadap Gaya Tekan

Kuat tekan beton adalah kemampuan beton untuk dapat menerima gaya per satuan luas

(Mulyono, 2003). Karena adanya beban sebesar P terhadap luas permukaan (A), maka

terjadilah tegangan tekan ( c) pada beton. Beban P tersebut juga mengakibatkan

perubahan bentuk fisik silinder beton menjadi lebih pendek akibat adanya ketegangan antar

partikel dalam material beton, sehingga timbul regangan tekan c pada beton.

Kuat Beton Terhadap Gaya Geser

Kekuatan geser pada balok sangat dipengaruhi oleh mutu beton, semakin tinggi mutu beton

maka kuat geser beton akan semakin tinggi berdasarkan persamaan ACI 318 - 83 berikut.

Vc =

dimana : bw = Lebar bidang geser (mm)

d = Tinggi bidang geser (mm)

fc` = Kuat tekan beton (Mpa)

Menurut Freinaij (1989) mekanisme transfer geser dapat diidentifikasikan secara terpisah.

Penambahan tulangan geser tegak lurus 90o yang cukup kaku akan menyebabkan tegangan

normal tulangan (𝜎s) dan tegangan geser dowel action ( ). Hal ini meningkatkan

kekakuan sejajar serta kekakuan beton tegak lurus bidang retak geser (Gambar 1.ii).

*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected]

4

Agregat kasar pada bidang geser menyebabkan adanya transfer geser ( ) dan tegangan

normal agregat (𝜎a) melalui penguncian mekanis dari partikel yang menonjol di antara

permukaan bidang geser sehingga terjadi interlock (Gambar 1.i). Hasil penelitian

Triwardaya (2010) menunjukkan bahwa deformasi vertikal uji geser terjadi setelah

deformasi horisontal. Hal ini disebabkan karena adanya susunan butiran agregat yang tidak

seragam sehingga membuat permukaan geser menjadi tidak rata dan bidang retak menjadi

lebar ke arah horizontal. Hal ini menunjukkan bahwa adanya peran dari interlocking dan

interaction agregat kasar yang membuat alur bidang geser menjadi lebih panjang.

Gambar 1. Daerah Bidang Retak

(Sumber : Freinaij, 1989)

METODE PENELITIAN

Preliminary Research

Preliminary research dilakukan terlebih dahulu sebelum penelitian, hal ini bertujuan untuk

mengetahui berat isi pada masing-masing komposisi gradasi agregat kasar. Untuk

memperkecil lingkup penelitian dan membentuk komposisi gradasi agregat yang

diinginkan, maka hanya digunakan 4 ukuran agregat kasar (Tabel 2).

Tabel 2. Kriteria Dimensi Agregat

Kode Saringan

Lolos Tertahan

A 25,4 19

B 19 12,7

C 12,7 9,52

D 9,52 4,75

Dalam penelitian ini, diasumsikan agregat A + B sebagai agregat utama dengan prosentase

awal berjumlah 100 % (Tabel 3). Secara bertahap ditambahkan prosentase agregat C dan D

yang diasumsikan sebagai agregat pengisi (filler) ke dalam komposisi gradasi agregat A +

B. Berdasarkan prosentase agregat A + B, dijabarkan terhadap perbandingan grafik ASTM

C33 kriteria agregat A (25,4 - 19,10) dan B (19,0 - 12,7) (Tabel 4).

Tabel 3. Penjabaran Prosentase Gradasi Agregat

Prosentase Agregat (%)

No. A (25,4 - 19,10) + B (19,10 - 12,7) C (12,7 - 9,52) D (9,52 - 4,75)

1 100 0 0

2 90 10 0

3 85 10 5

4 80 15 5

(i) Interlock Agregat

(ii) k

(ii) Dowel Action (i) k

*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected]

5

(ii) Benda Uji Geser (ii) k

20 cm

14,5 cm

8,75 cm

2 cm

2 cm

8,75 cm

10 cm

36 cm

Perencanaan Proporsi Agregat Kasar

Sebelum pembuatan benda uji, dilakukan perencanaan proporsi agregat kasar terhadap

perbandingan pasta beton. Perencanaan proporsi ini menggunakan meja getar sebagai

media untuk membentuk adonan beton yang merata dan padat. Dari perencanaan proporsi

ini akan didapatkan proporsi masing-masing campuran beton, yaitu :

1. Proporsi gradasi A = 1 PC : 2 PS : X GA

2. Proporsi gradasi B = 1 PC : 2 PS : X GB

3. Proporsi gradasi C = 1 PC : 2 PS : X GC

Pembuatan Benda Uji

Benda uji beton mortar dibuat untuk memberikan nilai perbandingan terhadap kapasitas

beton dengan gradasi agregat kasar. Benda uji tekan dan uji geser dibuat dengan bentuk

seperti pada Gambar 2. Dalam penentuan dimensi benda uji geser, sebelumnya telah

dilakukan analisa terlebih dahulu menggunakan software SAP 2000 untuk merencanakan

keruntuhan bidang geser.

Gambar 2. Model Benda Uji

HASIL DAN PEMBAHASAN

Preliminary Research

Preliminary research menyimpulkan bahwa semakin kecil komposisi agregat A + B dan

semakin besar komposisi agregat C + D, maka nilai berat isi akan meningkat (Tabel 5).

Semakin bertambah berat isi, maka ruang kosong agregat semakin terbatas / agregat

semakin padat. Dengan padatnya agregat kasar ini akan menyebabkan ruang kosong untuk

material lainnya seperti semen + agregat halus juga akan semakin terbatas.

5 75 15 10

6 70 20 10

7 65 20 15

8 60 25 15

9 55 25 20

10 50 30 20

(i) Benda Uji Tekan (iii) k

30 cm

15 cm

*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected]

6

Tabel 4. Berat Isi Gradasi Agregat Kasar

Prosentase Komposisi Agregat Kasar 𝜕

(gram/cm3) No.

A (%) B (%) C (%) D (%) Total

(%) 25,4 - 19,0 19,0 - 12,7 12,7 - 9,52 9,52 - 4,75

1 40 60 0 0 100 1,552

2 36 54 10 0 100 1,596

3 34 51 10 5 100 1,598

4 32 48 15 5 100 1,6

5 30 45 15 10 100 1,611

6 28 42 20 10 100 1,613

7 26 39 20 15 100 1,624

8 24 36 25 15 100 1,638

9 22 33 25 20 100 1,639

10 20 30 30 20 100 1,649

Kondisi agregat kasar yang padat dan jumlah semen yang sedikit akan mempermudah

agregat kasar untuk saling bersentuhan / berinteraksi antara satu agregat dengan lainnya.

Agregat kasar yang berinteraksi menjadikan permukaanya sebagai bidang kontak yang

menciptakan interlock antar agregat kasar. Dari kondisi ini selanjutnya akan diambil tiga

titik sampel komposisi gradasi agregat kasar yang mewakili nilai berat isi minimum,

sedang dan maksimum untuk dijadikan sebagai variabel penelitian.

Perencanaan Proporsi Material

Perencanaan proporsi ini menggunakan media meja getar dan tabung besi 20 x 25 cm. Uji

proporsi sebagai acuan perencanaan proporsi kebutuhan material benda uji secara

keseluruhan. Sebelumnya terlebih dahulu dilakukan perhitungan manual terhadap

perencaan proporsi agregat kasar, semen dan agregat halus (Tabel 5).

Tabel 5. Proporsi Material

Benda

Uji

Proporsi Campuran (kg) Perbandingan Proporsi

Semen Pasir Split Semen Pasir Split

GA 2,219 4,437 12,193 1 2 5,496

GB 2,094 4,189 12,566 1 2 6

GC 1,965 3,930 12,955 1 2 6,594

Setelah kebutuhan material sudah didapatkan, selanjutnya dilakukan pengujian dengan

menggunakan media tabung silinder dan meja getar. Pengujian proporsi dengan meja getar

sebagai sarana untuk memastikan apakah volume material sesuai / tidak mengalami

kekurangan. Dari perencanaan proporsi tersebut dapat disimpulkan bahwa analisa

perhitungan perencanaan proporsi yang dilakukan telah sesuai dapat digunakan sebagai

acuan dalam komposisi material pembuatan benda uji.

Kebutuhan Material Benda Uji Penelitian

Dengan menggunakan format analisa perhitungan yang sama pada perencanaan proporsi

material, maka kebutuhan material total benda uji penelitian didapatkan sebagai berikut

(Tabel 6).

*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected]

7

1,552 ; 9,733

1,6 ; 13,067

1,649 ; 17,4

0

5

10

15

20

1,54 1,56 1,58 1,6 1,62 1,64 1,66

Slu

mp

(cm

)

∂ (gr/mm3)

Berat Isi (gr/mm3) dan Slump (cm)

23,583

14,661 18,161

39,472

Fc' (Mpa)

Grafik Kuat Tekan Beton

GA GB GC M

Tabel 6. Proporsi Material Benda Uji Penelitian

Benda Uji Proporsi Material (kg) Perbandingan Proporsi

Semen Pasir Split Semen Pasir Split

Silinder GA 7,488 14,977 41,152 1 2 5,496

Silinder GB 7,069 14,137 42,412 1 2 6

Silinder GC 6,631 13,262 43,724 1 2 6,594

Silinder Mortar 16,965 33,929 0 1 2 0

Geser GA 7,910 15,820 43,470 1 2 5,496

Geser GB 7,467 14,933 44,800 1 2 6

Geser GC 7,005 14,009 46,186 1 2 6,594

Geser Mortar 22,400 44,800 0 1 2 0

Uji Slump / Workability

Nilai slump masing-masing kriteria benda uji semakin meningkat tinggi jatuh puncaknya.

Hasil uji slump ini berbanding lurus terhadap nilai berat isi pada masing-masing kriteria

gradasi agregat kasar. Grafik pengujian ini (Gambar 3) menunjukkan bahwa padatnya

agregat kasar mempengaruhi nilai uji slump. Pada komposisi gradasi agregat kasar dengan

jumlah mortar yang semakin sedikit akan meningkatkan nilai tinggi jatuh puncak adonan

beton (nilai workabilitas turun).

Gambar 3. Hubungan Nilai Slump Terhadap Berat Isi

Kuat Tekan Beton

Benda uji (Mortar) M memberikan nilai kuat tekan lebih besar dibandingkan GA, GB dan

GC (Gambar 4). Dapat disimpulkan bahwa kontribusi tekan pada beton mortar murni lebih

besar dibandingkan beton agregat. Namun dalam hal ekonomis tentunya mortar murni jauh

lebih banyak mengeluarkan biaya.

Gambar 4. Grafik Kuat Tekan Beton Penelitian

*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected]

8

60,844 62,792

61,122

54,832

LC (KN)

Grafik Kuat Geser Beton

GA GB GC M

1,552 ; 23,583

1,6 ; 14,661 1,649 ; 18,161

0

5

10

15

20

25

1,540 1,560 1,580 1,600 1,620 1,640 1,660

Fc`

(MP

a)

𝜕 (gr/mm3)

Berat Isi (gr/mm3) - Kuat Tekan Beton (MPa)

1,552 ; 60,844

1,6 ; 62,792

1,649 ; 61,122

60,5

61,0

61,5

62,0

62,5

63,0

1,540 1,560 1,580 1,600 1,620 1,640 1,660

Vc

(KN

)

𝜕 (gr/mm3)

Berat Isi (gr/mm3) dan Kuat Geser Beton (MPa)

Hasil uji tekan dari ketiga kriteria benda uji GA, GB dan GC (Gambar 5) tidak berbanding

lurus dengan hasil uji slump (Gambar 3) maupun nilai berat isi. Hasil uji tekan GB lebih

rendah dari GA dan GC, hasil uji tekan GC juga lebih rendah dari GA. Ada kemungkinan

hal ini dipengaruhi oleh efek keropos yang terjadi pada benda uji GB dan GC.

Gambar 5. Hubungan Berat Isi dan Kuat Tekan Beton

Kuat Geser Beton

Hasil uji geser menunjukkan bahwa beton dengan gradasi (GA, GB dan GC) lebih tinggi

dari pada mortar murni. Mortar murni hanya berperan optimal terhadap kontribusi gaya

tekan saja. Ketiga kriteria gradasi menujukkan nilai kuat geser yang tidak jauh berbeda.

Secara keseluruhan, hal ini menunjukkan bahwa sistem interlocking agregat kasar

mempunyai peran positif terhadap kapasitas geser.

Gambar 6. Grafik Kuat Geser Beton Penelitian

Gambar 7. Hubungan Berat Isi dan Kuat Geser Beton

*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected]

9

2,593 ; 14,362

1,179 ; 58,116

010203040506070

0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000

LC (

KN

)

∆ H / ∆ V

GA : ∆ H / ∆ V dan LC (KN)

4,000 ; 3,006

1,020 ; 58,283

010203040506070

0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000

LC (

KN

)

∆ H / ∆ V

GB : ∆ H / ∆ V dan LC (KN)

GA GB GC

Vc SNI 0,809 0,638 0,710

Vc exp 4,196 4,310 4,215

0,0001,0002,0003,0004,0005,000

Teg.

ge

ser

(Mp

a)

Perbandingan VcSNI dan Vcexp

Pada uji tekan, benda uji GB yang menghasilkan kuat tekan lebih rendah. Namun pada uji

geser, GB memberikan kapasitas geser lebih tinggi. Kemampuan interlocking agregat kasar

pada benda uji GB memberikan kontribusi yang cukup baik ketika beton menerima gaya

geser. Dengan gradasi agregat kasar yang padat, agregat kasar akan saling mengunci

(interlocking) antar agregat kasar pada bidang gesernya. Hal ini sangat berdampak pada

meningkatnya kapasitas geser beton GA, GB dan GC.

Hubungan Kapasitas Geser Penelitian dan SNI

Formulasi geser pada Standar Nasional Indonesia masih cukup konservatif dalam

menentukan kapasitas geser (Gambar 7). Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan

kapasitas tekan yang rendah, beton tetap mampu memberikan kapasitas geser yang tinggi.

Gambar 7. Grafik Perbandingan Tegangan Geser

Deformasi Benda Uji Geser

Ketika bidang geser perlahan mengalami keruntuhan, bidang geser terus bergerak dan

terjadi friction antara partikel-partikel agregat kasar yang menonjol pada bidang geser.

Permukaan kedua sisi bidang geser yang dipenuhi agregat kasar ini berbentuk seperti gigi

gergaji yang saling bergesekan. Gesekan antara kedua permukaan ini menyebabkan

terjadinya deformasi horisontal. Deformasi horisontal yang terjadi berdampak pada

meningkatnya kapasitas geser beton.

Terlihat pada benda uji GA, GB dan GC (Gambar 8) telah terjadi peningkatan deformasi

horisontal secara signifikan dibandingkan benda uji mortar. Saat benda uji geser diberikan

beban, secara perlahan bidang geser akan mengalami deformasi. Dengan adanya

interlocking agregat kasar dan peran bond / lekatan akibat material semen, maka terjadilah

deformasi horisontal dan vertikal.

(i) Deformasi GA

(ii) k

(ii) Deformasi GB

(iii) k

*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected]

10

0,554; 49,265

010203040506070

0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000

LC (

KN

)

∆ H / ∆ V

M : ∆ H / ∆ V dan LC (KN)

1,500 ; 28,056

0,402 ; 57,448

010203040506070

0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000

LC (

KN

)

∆ H / ∆ V

GC : ∆ H / ∆ V dan LC (KN)

Gambar 8. Hubungan Kapasitas Geser Terhadap ∆ H / ∆ V

Akibat interlock yang terjadi, retak ke arah melebar terjadi terlebih dahulu hingga suatu

titik dimana kekuatan bond secara perlahan menurun. Setelah bond terlepas, maka secara

otomatis arah vertikal mendominasi adanya deformasi pada bidang geser. Namun bidang

geser tetap memberikan reaksi terhadap beban akibat adanya peran interlocking agregat

kasar hingga bidang geser benar-benar kehilangan kekuatan dalam menahan beban.

Berbeda dengan benda uji mortar, kapasitas bidang geser mortar murni hanya ditanggung

oleh peran bond dari material semen dalam matriks. Seiring meningkatnya beban, secara

perlahan kekuatan bond akan menurun dan bidang geser runtuh.

KESIMPULAN

Hasil preliminary research menunjukkan bahwa semakin padatnya agregat kasar, berat isi

akan meningkat dan ruang kosong pada beton akan semakin terbatas. Hal ini akan

menyebabkan ruang untuk material lainnya akan terbatas.

Berdasarkan hasil uji workabilitas menunjukkan bahwa nilai slump berbanding lurus

terhadap nilai berat isi agregat kasar. Nilai berat isi yang tinggi dengan kapasitas mortar

yang semakin terbatas akan menurunkan nilai slump.

Hasil uji tekan menunjukkan bahwa semakin padat dan meningkatnya nilai berat isi

agregat kasar, maka kekuatan tekan beton menurun. Ada kemungkinan hal ini terjadi

akibat efek keropos beton yang terjadi dan perlu diteliti lebih lanjut.

Hasil uji geser beton secara signifikan menunjukkan bahwa sistem interlocking agregat

kasar sangat berperan dalam meningkatkan kapasitas geser beton, terlihat dari

meningkatnya kapasitas geser beton GA, GB dan GC dibandingkan mortar murni. Namun

masing-masing kriteria gradasi memberikan kapasitas geser yang berbeda-beda dan perlu

diteliti lebih lanjut.

DAFTAR PUSTAKA

ACI Commite 318, 1983. “Commentary on Building Code Requirements for Reinforced

Concrete (ACI 318 - 83)”. Detroit, Michigan : American Concrete - Institute.

Jeroen Williem Ignatius Jozef Freinaj, 1989. “Time - Dependent Shear Transfer in

Cracked Reinforced Concrete”. `Menschliches, Allzumenschilches`, Ein Buch fur

freie Geister, Band I, Aphorismus N. 625, 1880.

Mindess et. al., 2003. Concrete ; Second Edition. Upper Sadle River, US : Pearson

Education Inc.

Mulyono, Tri, 2004. Teknologi Beton. Yogyakarta : Andi.

Murdock, L. J. dan Brook, K. M., 1999. Bahan dan Praktek Beton ; diterjemahkan oleh Ir.

Stephanus Hendarko. Jakarta : Erlangga.

(iv) Deformasi GC

(v) k

(iii) Deformasi GC

(iv) k

*) Dr. Ir. Nuroji MS., Email : [email protected]

11

Nasution, A., 2009. Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang. Institut Teknologi

Bandung : Bandung.

Nugraha, P. dan Antoni, 2007. Teknologi Beton dari Material, Pembuatan, ke Beton

Kinerja Tinggi. Yogyakarta : Andi Offset.

Nurlina, S., 2008. Struktur Beton. Bargie Media : Malang.

Triwardaya, 2010.“Pengaruh Kekangan Terhadap Kuat Geser Beton”. Tesis Magister

Teknik Sipil Universitas Diponegoro : Semarang.

Standard Nasional Indonesia 03-2847-2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

Bertulang Untuk Bangunan Gedung. Bandung.