pengaruh tipe bentuk serat baja terhadap sifat fisik …
Post on 02-Apr-2022
12 Views
Preview:
TRANSCRIPT
*Corresponding author: faiz.sulthan@pu.go.id 29 DOI: https://doi.org/10.35139/cantilever.v8i1.71
Volume: 8 | Nomor: 1 | April 2019 | ISSN: 1907-4247 (Print) | ISSN: 2477-4863 (Online) | Website: http://cantilever.unsri.ac.id
PENGARUH TIPE BENTUK SERAT BAJA TERHADAP SIFAT FISIK
DAN MEKANIK BETON BERSERAT BAJA MEMADAT SENDIRI
1) Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Republik Indonesia (Jl. Pattimura 20, Kebayoran Baru Jakarta Selatan, Indonesia)
e-mail: faiz.sulthan@pu.go.id
Abstract
The weaknesses of the concrete material are weak to the tensile strength and brittle. The solution to overcome this
weakness is by adding fibers like steel fiber. The use of steel fibers has constraints in workability. So as to facilitate
work in the field, it was developed to become self-compacting concrete (SCC). SCC which uses additional steel fibers is
known as steel fibers reinforced self-compacting concrete (SFRSCC). The development of steel fiber shapes from
beginning to the present has produced many types of shapes, including of straight, crimped, and hooked. Based on the
various shapes of steel fiber, further development of SFRSCC technology needs to be carried out. This paper analyzed
the influence of steel fiber types consisting of the three types of shapes on the physical and mechanical properties of
SFRSCC. The methodology in this paper is to use literature review and experimental methods. The results of the analysis
show that all types of steel fibers result in a decrease in workability. The biggest decrease is using hooked type steel
fibers, and the smallest uses straight type. The results of the mechanical properties analysis showed the opposite, the
largest increase in mechanical properties was obtained using hooked type, and straight type. For optimum physical and
mechanical properties, crimped type is recommended as a type of steel fiber in the SFRSCC.
Key Words: steel fiber reinforced self-compacting concrete, steel fiber, physical and mechanical properties
1. PENDAHULUAN Pembangunan infrastruktur Indonesia sedang
berada dalam perkembangan yang sangat signifikan, salah satu infrastruktur tersebut adalah jalan dan
jembatan. Pembangunan infrastruktur jalan dan
jembatan tidak terlepas dari teknologi bahan material penyusun infrastruktur tersebut. Material yang
paling dominan digunakan terutama untuk
infrastruktur jembatan adalah material beton. Perkembangan teknologi beton mengalami
kemajuan yang pesat seiring perkembangan
teknologi konstruksi dan kebutuhan material
konstruksi. Teknologi beton yang mulai banyak
dikembangkan salah satunya adalah teknologi beton
memadat sendiri atau lebih dikenal SCC (Self-Compacting Concrete).
SCC adalah teknologi beton dengan kemampuan
untuk memadatkan bentuknya sendiri dalam proses pengecoran tanpa bantuan alat penggetar seperti pada
beton umumnya. SCC digunakan untuk menghemat
waktu dan jumlah tenaga kerja dalam pengerjaan
beton. Teknologi SCC pertama kali dikembangkan
di Jepang tahun 1986 oleh Okamura & Kazumasa
dari Universitas Tokyo untuk mengatasi
permasalahan durabiltas beton dan meningkatnya
permintaan pekerja terampil untuk pengerjaan beton
(Okamura & Ozawa, 1995).
Beton adalah material yang mempunyai
keunggulan dalam kuat tekan namun lemah dalam kuat tarik, hal ini menjadikan beton termasuk
material yang getas (brittle). Karakteristik SCC yang
dapat melakukan mekanisme pemadatan sendiri menjadikan beton sangat padat sehingga
meningkatkan kuat tekan beton, namun semakin
padat beton maka beton akan semakin brittle. Untuk meningkatkan elastisitas beton maka perlu
penambahan serat pada beton.
Beton serat menjadi inovasi untuk mengatasi
kelemahan dari material beton. Serat beton pada
umumnya terdiri dari serat buatan dan alami. Serat
buatan yang sering digunakan adalah serat baja (steel fiber). Penggunaan serat baja dapat mengurangi
workability beton segar, sehingga untuk kemudahan
pekerjaan di lapangan digunakanlah SCC. Inovasi penggunaan serat baja dalam SCC disebut dengan
beton berserat baja memadat sendiri atau lebih
dikenal dengan SFRSCC (Steel Fiber Reinforced Self-Compacting Concrete).
SFRSCC merupakan gabungan dari dua inovasi
beton yang memiliki keunggulan workability dari
SCC dan peningkatan sifak mekanik dari
penambahan serat baja. SFRSCC merupakan inovasi
beton yang mengombinasikan teknologi steel fiber
reinforced concrete (SFRC) dan self-compacting
Faiz Sulthan | Pengaruh Tipe Bentuk Serat Baja Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Beton Berserat Baja Memadat Sendiri Cantilever | Volume: 8 | Nomor: 1 | April 2019 | Hal. 33-39 | ISSN: 1907-4247 (Print) | ISSN: 2477-4863 (Online) | Website: http://cantilever.unsri.ac.id
DOI: https://doi.org/10.35139/cantilever.v8i1.71 30 Attribution-NonCommercial 4.0 International. Some rights reserved
concrete (SCC). SFRC merupakan beton yang
menggunakan serat dengan material baja untuk
menambah kemampuan beton terhadap gaya tarik
dan mengurangi sifat getas beton (brittle). SFRC juga mempunyai kemampuan yang baik dalam
ketahanan (durability). Serat baja dalam beton
bekerja meningkatkan kerapatan beton, mengurangi retakan, dan mengurangi permeabilitas, sehingga
dapat membuat beton lebih tahan terhadap
lingkungan (ACI 544.5R, 2010).
Serat baja adalah jenis serat perkuatan beton yang
terbuat dari material baja mutu tinggi. Awalnya serat
baja digunakan pada campuran beton untuk
mengurangi sifat susut beton, namun
perkembangannya penggunaan serat baja ternyata
signifikan meningkatkan kekuatan lentur, hal ini
karena serat baja yang bekerja secara komposit dengan beton. Menurut Altun, Haktanir, & Ari
(2006) keuntungan penggunaan serat baja di dalam
beton adalah sebagai berikut:
1. Meningkatkan kekuatan lentur.
2. Meningkatkan kapasitas penyerapan energi.
3. Meningkatkan perilaku ductile sebelum
keruntuhan ultimit.
4. Menghambat pertumbuhan pelebaran retak.
5. Meningkatkan daya tahan (durability). Satu-satunya kelemahan penggunaan serat baja
adalah menurunkan workability, dan waktu setting
time beton segar. Kelemahan ini dapat diatasi dengan penggunaan superplasticizer sehingga membentuk
campuran SCC. Kinerja serat baja pada beton
tergantung pada banyak faktor seperti jenis serat baja,
bentuk, panjang, bentuk penampang, kekuatan tarik,
kadar serat, kekuatan ikatan, kekuatan matriks,
komposisi campuran beton, dan pencampurannya
dalam beton (ACI 544.IR, 2010). Serat baja
memiliki berbagai macam tipe bentuk, dari awal
penggunaannya hingga saat ini bentuk serat baja yang masih digunakan terdiri dari bentuk straight,
crimped, dan hooked seperti pada Gambar 1.
Komposisi SFRSCC terdiri dari campuran SFRC dan SCC. Campuran SFRC dan SCC memiliki
peraturan yang mengatur komposisi masing-masing.
SFRC diatur dalam standar ACI 544.IR-02, dan SCC diatur dalam standar ACI 237 R-07 dan EFNARC.
ACI 544.IR-02 memberikan proporsi untuk
campuran SFRC. Adapun proporsi campuran
ditunjukkan dalam Tabel 1. Berdasarkan standar ACI 544.IR-02, diketahui
bahwa ukuran maksimum agregat mempengaruhi
komposisi bahan penyusun lainnya. Semakin kecil
ukuran agregat membutuhkan lebih banyak bahan
pengisi. Ukuran maksimum agregat kasar 3/8in (10 mm)
membutuhkan lebih banyak bahan pengisi
dibandingkan dengan ukuran maksimum agregat 3/8in
(19 mm) dan 11/2in (3,81 mm). Sementara untuk
proporsi campuran SCC, ACI 237 R-07 memberikan
proporsi campuran yang ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 1. Proporsi campuran SFRC (ACI 544.IR, 2002)
Parameter
3/8 in.
Ukuran
maksimum
agregat
3/4 in.
Ukuran
maksimum
agregat
11/2 in.
Ukuran
maksimum
agregat
Semen, lb/yd3 600-1000 500-900 470-700
Rasio w/c 0,35-0,45 0,35-0,50 0,35-0,55
Kadar agregat
halus terhadap
kasar, %
45-60 45-55 40-55
Kadar udar, % 4-8 4-6 4-5 Volume fraksi
fiber, %
Deformed fiber
0,4-1,0 0,3-0,8 0,2-0,7
Smooth fiber 0,8-2,0 0,6-1,6 0,4-1,4
Tabel 2. Proporsi campuran SCC (ACI 237 R-07)
Parameter Nilai
Volume agregat kasar 28-32% (ukuran maks.>12mm) 50% (ukuran maks. 10 mm)
Fraksi pasta (berdasarkan
volume)
34-40% (volume total
campuran)
Fraksi mortar
(berdasarkan volume)
68-72% (volume total
campuran)
w/c 0,32-0,45 Semen 386-475 kg/m3 (lebih rendah
dengan VMA)
Penggunaan serat baja di dalam SFRC membuat
kemampuan kerja beton segar (workability)
menurun, sehingga penggunaannya perlu
dikombinasikan dengan campuran beton yang
memiliki workability yang baik yaitu SCC.
Perkembangan serat baja dari awal hingga saat ini
telah menghasilkan banyak tipe bentuk, diantaranya terdiri dari bentuk straight, crimped, dan hooked.
Berdasarkan beragamnya bentuk serat baja tersebut,
untuk pengembangan teknologi SFRSCC perlu dilakukan penelitian lebih lanjut. Berdasarkan
penjabaran diatas, maka penelitian ini bertujuan
untuk menganalisis pengaruh dari tipe bentuk serat
baja terhadap sifat fisik beton segar dan sifat mekanik
SFRSCC.
2. METODOLOGI
Penelitian ini dilakukan menggunakan metode
studi literatur dan eksperimental. Studi literatur pada
penelitian ini dilakukan dengan mengumpulkan dan mempelajari data dari tulisan ilmiah, jurnal, diktat,
buku, serta internet mengenai pembahasan SFRSCC.
Data yang didapat menghubungkan dan menjelaskan permasalahan mengenai pengaruh tipe bentuk serat
baja terhadap sifat fisik dan mekanik beton berserat
memadat sendiri. Objek pembahasan pada penelitian
ini adalah SFRSCC dengan variabel bebasnya adalah
tipe bentuk yang terdiri dari straight, crimped, dan
hooked seperti pada Gambar 1.
Faiz Sulthan | Pengaruh Tipe Bentuk Serat Baja Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Beton Berserat Baja Memadat Sendiri Cantilever | Volume: 8 | Nomor: 1 | April 2019 | Hal. 33-39 | ISSN: 1907-4247 (Print) | ISSN: 2477-4863 (Online) | Website: http://cantilever.unsri.ac.id
DOI: https://doi.org/10.35139/cantilever.v8i1.71 31 Attribution-NonCommercial 4.0 International. Some rights reserved
Gambar 1. Tipe bentuk serat baja
Data primer pada penelitian ini diperoleh dengan
metode studi eksperimental berdasarkan pengujian
secara langsung di Laboratorium. Data primer yang diperoleh adalah pengaruh serat baja tipe bentuk
hooked. Sedangkan data sekunder merupakan data
hasil penelitian orang lain yang diperoleh dari jurnal ataupun karya tulis imiah dalam bentuk lain. Data
sekunder yang diperoleh adalah pengaruh serat baja
tipe bentuk straight dan crimped.
Metode eksperimental yang dilalukan terdiri dari
pengujian sifat fisik beton segar, dan pengujian sifat
mekanik beton. Pengujian sifat fisik beton segar
dilakukan untuk mengetahui workability dari beton,
pengujian yang dilakukan berupa uji slump flow, T-
500, V-funnel, dan L-box berdasarkan standar EFNARC (The European Federation of Specialist
Construction Chemicals and Concrete Systems).
Pengujian sifat mekanik beton keras dilakukan untuk mengetahui sifat mekanik beton, pengujian dilakukan
pada usia beton 28 hari berupa uji kuat tekan
(compressive strength), uji kuat tarik belah (splitting tensile strength), uji modulus elastisitas (modulus of
elasticity test), dan uji kuat lentur (flexural strength
test). Pengujian sifat mekanik beton mengacu pada
standar ASTM (American Society for Testing and
Materials).
Pengujian Sifat Fisik Beton Segar
Berdasarkan standar EFNARC, beton dapat dikategorikan sebagai SCC jika memenuhi
karakteristik filling ability, viscosity atau flowability,
passing ability dan segregation resistance. Karakteristik tersebut diperoleh dengan melakukan
pengujian beton segar pada alat tertentu sesuai
dengan jenis karakteristik.
Filling Ability
Salah satu karakteristik SCC adalah filling ability
yang dapat diketahui melalui pengujain slump flow. Hasil pengujian slump flow yaitu berupa diameter
penyebaran beton segar dengan ukuran diameter
antara 550 – 850 mm. Pengujian slump flow dilakukan menggunakan pelat dan Abrams Cone.
Pelat yang digunakkan memiliki ukuran minimum
900 x 900 mm yang terbuat dari bahan yang kaku,
tidak menyerap air (impermeable), memiliki
permukaan yang halus dan memiliki tanda yang jelas
pada diameter 200 mm dan 500 mm. Sedangkan
Abrams Cone yang digunakkan memiliki diameter 100 mm pada bagian atas dan diameter 200 mm pada
bagian bawah dengan tinggi 300 mm seperti pada
Gambar 2. Pengelompokkan kelas filling ability untuk SCC dibagi menjadi tiga kelas sesuai dengan
nilai slump flow seperti pada Tabel 3.
Gambar 2. Dimensi alat pengujian slump flow (Schutter, 2005)
Tabel 3. Kelas filling ability (EFNARC, 2005)
No. Kelas Slump flow (mm)
1. SF 1 550 – 650
2. SF 2 660 – 750
3. SF 3 760 – 850
Pengujian slump flow dilakukan untuk memeriksa
filling ability SCC berdasarkan nilai diameter sebarannya, semakin besar diameter sebarannya
maka semakin baik kelas filling ability SCC. Dua
parameter yang diukur pada pengujian ini, yaitu diameter sebaran dan waktu T-500. Waktu T-500
adalah waktu dimana diameter sebaran mencapai
diameter 500 mm. Parameter diameter sebaran
menunjukkan batas maksimum aliran yang dapat
dilakukan oleh beton segar, sedangkan parameter
waktu T-500 menunjukkan waktu yang ditunjukkan
beton segar dalam mengalir.
Viscosity (Flowability)
Pengujian yang dilakukan untuk mengukur nilai
viscosity SCC diantaranya adalah T-500 test, V-
funnel test, O-funnel test, dan Orimet. Keempat pengujian tersebut memberikan hasil pengukuran
berupa waktu alir beton segar (flow time).
Pengelompokkan kelas viscosity untuk SCC dibagi
menjadi dua kelas sesuai dengan waktu pengujian T-
500 dan V-funnel seperi pada Tabel 4.
Tabel 4. Kelas viscosity (EFNARC, 2005)
No. Kelas T-500
(detik)
V-funnel
(detik)
1. VS 1/ VF 1 2 8
2. VS 2/ VF 2 > 2 9 – 25
Faiz Sulthan | Pengaruh Tipe Bentuk Serat Baja Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Beton Berserat Baja Memadat Sendiri Cantilever | Volume: 8 | Nomor: 1 | April 2019 | Hal. 33-39 | ISSN: 1907-4247 (Print) | ISSN: 2477-4863 (Online) | Website: http://cantilever.unsri.ac.id
DOI: https://doi.org/10.35139/cantilever.v8i1.71 32 Attribution-NonCommercial 4.0 International. Some rights reserved
Gambar 3. Dimensi alat pengujian V-funnel (Schutter, 2005)
Pengujian V-funnel dilakukan untuk mengukur
waktu yang dibutuhkan volume beton segar mengalir
melalui corong berbentuk V dengan lubang pintu bukaan seperti leher yang sempit. Bentuk dan
dimensi alat pengujian V-funnel dapat dilihat pada
Gambar 3.
Passing Ability
Passing ability adalah kemampuan SCC untuk
melewati rintangan seperti halnya tulangan di dalam suatu cetakan. Pengujian yang dilakukan untuk
mengukur nilai passing ability SCC dalam penelitian
ini adalah L-box. Pengujian menggunakan L-box menghasilkan nilai passing ratio yang digunakan
untuk mengelompokkan kelas passing ability seperti
pada Tabel 5.
Tabel 5. Kelas passing ability (EFNARC, 2005)
No. Kelas Passing ratio
1. PA 1 0,80 dengan 2 tulangan
2. PA 2 0,80 dengan 3 tulangan
Pengujian L-box dilakukan dengan cara mengukur
tinggi beton segar setelah mengalir melalui tulangan
yang dinotasikan dengan H2 dan mengukur tinggi
beton segar pada daerah pangkal L-box yang
dinotasikan dengan H1. Dengan pengujian ini
didapatkan ketinggian setelah beton segar melalui
tulangan, ketinggian pada pangkal L-box, serta
perkiraan perilaku beton segar saat melewati tulangan. Prinsip pengukuran dalam pengujian L-box
dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Prinsip pengukuran uji L-box
Pengujian Sifat Mekanik Beton
Pengujian SFRSCC dilakukan setelah proses
perawatan (curing) terhadap beton. Pengujian
SFRSCC dilakukan untuk mengetahui sifat mekanik
pada beton.
Kuat Tekan Beton
Parameter utama dari mutu suatu beton yang
merupakan hasil dari perhitungan beban dibagi luas disebut dengan kuat tekan beton. Pengujian kuat
tekan pada penelitian ini mengacu pada standar
ASTM C 39 dengan perhitungan kekuatan tekan beton yang diberikan pada Persamaan (1).
fc’ = A
P (1)
dimana:
fc’ = kuat tekan (N/mm2)
P = gaya (N)
A = luas permukaan (mm2)
Kuat Tarik Belah Beton
Salah satu parameter sifak mekanik beton adalah
kuat tarik belah. Kuat tarik belah diperoleh dari
tegangan tarik beton yang dibebani beban P pada sisi
selimut silinder seperti pada Gambar 5. Mekanisme
pengujian kuat tarik belah adalah memberikan beban
P pada kedua sisi selimut silinder hingga beton mengalami keruntuhan. Beban yang tercatat hingga
beton mengalami keruntuhan kemudian
dipehitungkan berdasarkan luas selimut silinder beton
Gambar 5. Prinsip uji kuat tarik belah beton (ASTM C 496)
Pengujian kuat tarik belah pada penelitian ini
dilakukan berdasarkan ASTM C 496 dengan perhitungan seperti pada Persamaan (2).
��� �DLs
P
..
2
(2)
dimana:
��� = kuat belah beton (N/mm2)
P = beban maksimum yang diberikan (N) D = diameter silinder (mm)
Ls = tinggi silinder (mm)
H
H
Faiz Sulthan | Pengaruh Tipe Bentuk Serat Baja Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Beton Berserat Baja Memadat Sendiri Cantilever | Volume: 8 | Nomor: 1 | April 2019 | Hal. 33-39 | ISSN: 1907-4247 (Print) | ISSN: 2477-4863 (Online) | Website: http://cantilever.unsri.ac.id
DOI: https://doi.org/10.35139/cantilever.v8i1.71 33 Attribution-NonCommercial 4.0 International. Some rights reserved
Modulus Elastisitas Beton
Beton yang diuji dengan beban tekan akan
mengalami regangan, besarnya regangan tekan beton
dipengaruhi oleh modulus elastisitas beton. Secara
numerik modulus elastisitas merupakan parameter
sifat mekanik beton yang dihitung dari tegangan tekan dibagi dengan regangan tekan beton.
Pengujian modulus elastisitas pada penelitian ini
menggunakan standar ASTM C 469 seperti pada Gambar 6 dan perhitungannya seperti pada
Persamaan (3).
00005,0
SSE
2
32
c
(3)
dimana: S2 = tegangan sebesar 0,4 fc’
S1 = tegangan sesuai dengan regangan arah
longitudinal sebesar 0,0000531 MPa
2 = regangan longitudinal akibat tegangan S2
Regangan tekan (�) beton akibat beban tekan pada
penelitian modulus elastisitas SFRSCC
diperhitungkan dengan Persamaan (4).
(4)
dimana:
L = penurunan arah longitudinal (mm) L = tinggi beton relatif (jarak antara dua strain
gauge)
Gambar 6. Prinsip uji modulus elastisitas beton (ASTM C 469)
Kuat Lentur Beton
Parameter utama sifat mekanik beton berserat
adalah kuat lentur beton, hal ini dikarenakan salah
satu tujuan penggunaan serat pada beton adalah untuk
meningkatkan kuat lenturnya. Kuat lentur beton merupakan kemampuan beton untuk menahan gaya
tarik tidak langsung pada daerah lentur balok beton
akibat beban di tengah bentang. Besarnya gaya yang
diberikan pada balok beton hingga mengalami
keruntuhan menghasilkan momen lentur dan apabila
dibagi dengan momen inersia balok maka jadilah
tegangan lentur. Mekanisme uji kuat lentur pada
penelitian ini dilakukan dengan mengacu pada
standar ASTM C 1609 seperti dapat dilihat pada Gambar 7 dan dihitung dengan Persamaan (5).
�� �)db(
LP2
(5)
dimana:
�� = kuat lentur beton (N/mm2)
P = gaya tekan yang bekerja (N)
L = panjang bentang balok (mm)
b = tinggi balok (mm)
d = tebal balok (mm)
Gambar 7. Prinsip uji kuat lentur beton (ASTM C 1609)
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Sifat Fisik Beton Segar
Menurut Altun dkk. (2006) penambahan serat
baja pada beton akan mengakibatkan penurunan
workability, pada analisis pengaruh tipe bentuk serat
baja pada sifat fisik beton segar ini disajikan data penurunan workability dalam persentase berdasarkan
perbandingan pengaruh SCC dengan serat baja dan
tanpa serat baja. Pai & Kumar (2009) meneliti mengenai pengaruh
serat baja tipe bentuk straight terhadap workability
SFRSCC dengan komposisi campuran yang
digunakan terdiri dari rasio semen 1, silica fume 7,5%
volume fraksi, agregat halus 1,29, agregat kasar 1,43,
dan air 0.34. Bahan tambahan digunakan
superplasticizer (SP) 0,6%, dan viscosity modifying
admixture (VMA) 0,2%. Serat baja tipe straight
yang digunakan memiliki aspek rasio (l/d) 50 dan volume fraksi 1,0%. Hasil sifat fisiknya ditunjukkan
pada Tabel 6.
Sable & Rathi (2012) meneliti mengenai pengaruh serat baja tipe bentuk crimped terhadap
workability SFRSCC yang ditunjukkan pada Tabel 7.
Komposisi campuran yang digunakan terdiri dari
Faiz Sulthan | Pengaruh Tipe Bentuk Serat Baja Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Beton Berserat Baja Memadat Sendiri Cantilever | Volume: 8 | Nomor: 1 | April 2019 | Hal. 33-39 | ISSN: 1907-4247 (Print) | ISSN: 2477-4863 (Online) | Website: http://cantilever.unsri.ac.id
DOI: https://doi.org/10.35139/cantilever.v8i1.71 34 Attribution-NonCommercial 4.0 International. Some rights reserved
rasio semen 1, fly ash 0,3, agregat halus 1,814,
agregat kasar 1,48, dan air 0,408. Untuk memberikan
campuran yang flow digunakan superplasticizer (SP)
1%, dan viscosity modifying admixture (VMA) 0,5%. Serat baja tipe crimped yang digunakan memiliki
aspek rasio (l/d) 50 dan presentase terhadap besar
semen 2,5%. Hasil metode eksperimental yang dilakukan
menggunakan komposisi SFRSCC dengan semen 1,
agregat halus 1,31, agregat kasar 1,37, air 0,3, dan
superplasticizer (SP) 0,8% dari berat semen. Serat
baja tipe hooked dengan aspek rasio (l/d) 65 dan
volume fraksi 1,0%. Hasil sifat fisiknya ditunjukkan
pada Tabel 8.
Tabel 6. Pengaruh tipe bentuk straight terhadap sifat fisik
SFRSCC (Pai dan Kumar, 2009)
Slump
flow T-500 V-funnel L-box
(mm) (detik) (detik) (H2/H1)
Tanpa serat 755 1,5 14 0,85
Straight 750 1,7 16 0,75
Persentase
Perubahan(%) -0,66 13,33 14,28 -11,76
Tabel 7. Pengaruh tipe bentuk crimped terhadap sifat fisik
SFRSCC (Sable dan Rathi, 2012)
Slump
flow T-500 V-funnel L-box
(mm) (detik) (detik) (H2/H1)
Tanpa serat 715 2,9 7,2 0,948
Crimped 705 4,1 8,1 0,898
Persentase
perubahan(%) -1,4 29,26 11,11 -5,56
Tabel 8. Pengaruh tipe bentuk hooked terhadap sifat fisik
SFRSCC
Slump
flow T-500 V-funnel L-box
(mm) (detik) (detik) (H2/H1)
Tanpa serat 722 3,8 7,95 0,92
Hooked 630 5,3 10,95 0,83
Persentase
perubahan(%) -12,7 40,79 37,74 -9,78
Berdasarkan hasil sifat fisik beton segar, diketahui
bahwa semua tipe bentuk serat baja menunjukkan
hasil penurunan workability. Secara urut dari penurunan workability yang terbesar tipe hooked
memberikan penurunan tertinggi, kemudian tipe
crimped, dan tipe straight. Hasil ini disebabkan oleh
luasan kontak dari serat baja kepada matriks beton
segar. Serat baja dengan tipe straight hanya lurus
sehingga bidang kontak dengan matriks ikatan beton
segar tidak sebanyak tipe crimped, dan hooked. Tipe
hooked mempunyai bentuk kaitan sehingga membuat
lekatan pada matriks beton cukup tinggi.
Hasil Sifat Mekanik Beton
Keuntungan penggunaan serat baja di dalam
beton adalah meningkatkan sifat mekaniknya (Altun
dkk., 2006). Berdasarkan metode eksperimental yang meneliti pengaruh tipe bentuk hooked, dan studi
literatur diperoleh hasil sifat mekanik SFRSCC
akibat pengaruh tipe bentuk serat baja yang ditunjukkan pada Tabel 9.
Tabel 9. Hasil sifat mekanik SFRSCC
Tipe bentuk serat
baja
Peningkatan sifat mekanik (%)
Kuat tekan
Kuat
tarik
belah
Modulus elastisitas
Kuat lentur
Straight
(Pai dan Kumar,
2009)
11,16 4,97 - 10,41
Crimped
(Sable dan Rathi,
2012)
29,84 29,05 - 13,05
Hooked 15,18 37,02 26,14 60,40
Pada hasil sifat mekanik SFRSCC, diketahui bahwa serat baja tipe bentuk hooked memberikan
persentase peningkatan sifat mekanik terbesar,
kemudian diikuti dengan tipe crimped, dan straight.
Hasil ini bertolak belakang dengan hasil sifat fisik
beton segar. Hal ini menunjukkan bahwa besarnya
sifat mekanik SFRSCC dipengaruhi oleh tipe serat
baja yang memiliki luasan kontak terbanyak pada
matriks beton. Tipe serat baja yang hanya berbentuk
lurus (straight) hanya meningkatkan sedikit sifat
mekanik apabila dibandingkan dengan dua bentuk yang lain. Bond dan anchorage serat baja meningkat
seiring dengan banyaknya bidang kontak. Untuk tipe
bentuk crimped dan hooked yang memiliki luasan kontak yang banyak, ternyata tipe hooked lebih
efektif memberikan peningkatan sifat mekanik. Pada
tipe bentuk hooked terdapat perpaduan bentuk
straight pada bagian tengah serat dan lekukan pada
ujung akhir serat memberikan peningkatan sifat
mekanik terbesar.
Serat baja memberikan pengaruh yang signifikan
pada sifat mekanik beton, terutama pada kuat lentur.
Hal ini disebabkan karena pada kuat lentur beton mengalami tegangan tarik, sehingga kontribusi dari
serat baja sangat berpengaruh. Pada kuat tekan, serat
baja juga berkontribusi untuk memberikan kekuatan, namun tidak terlalu signifikan karena beton sendiri
sudah memiliki sifat kuat tekan yang tinggi.
4. KESIMPULAN Kesimpulan yang didapat dari penelitian
“Pengaruh Tipe Bentuk Serat Baja terhadap Sifat
Fisik dan Mekanik Beton Berserat Baja Memadat
Sendiri” adalah sebagai berikut: 1. Semua tipe bentuk serat baja menyebabkan sifat
fisik beton segar (workability) menurun.
Faiz Sulthan | Pengaruh Tipe Bentuk Serat Baja Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Beton Berserat Baja Memadat Sendiri Cantilever | Volume: 8 | Nomor: 1 | April 2019 | Hal. 33-39 | ISSN: 1907-4247 (Print) | ISSN: 2477-4863 (Online) | Website: http://cantilever.unsri.ac.id
DOI: https://doi.org/10.35139/cantilever.v8i1.71 35 Attribution-NonCommercial 4.0 International. Some rights reserved
2. Tipe bentuk serat baja yang paling besar
menyebabkan penurunan workability secara urut
adalah tipe hooked, crimped, dan straight.
3. Semua tipe bentuk serat baja dapat meningkatkan sifat mekanik beton. Peningkatan terbesar adalah
dengan menggunakan serat baja tipe hooked.
4. Sifat mekanik yang meningkat dengan signifikan akibat penambahan serat baja adalah kuat lentur
beton, hal ini disebabkan oleh kontribusi serat
baja yang meningkatkan kapasitas tegangan tarik
beton.
5. Untuk penggunaan serat baja pada SFRSCC agar
memberikan kinerja sifatk fisik beton segar dan
sifat mekanik yang optimum, direkomendasikan
menggunakan serat baja tipe bentuk crimped.
REFERENSI ACI 237R-07, 2007. Self-Consolidating Concrete. USA:
American Concrete Institute.
ACI 544.1R-02, 2002. State of the Art Report on Fiber
Reinforced Concrete. USA: American Concrete Institute.
ACI 544.5R-10, 2010. Report on the Physical Properties and
Durability of Fiber-Reinforced Concrete. USA: American Concrete Institute.
Altun, F., Haktanir, T., & Ari, K. (2006). Effects of Steel Fiber
Addition on Mechanical Properties of Concrete and RC
Beams. Construction and Building Materials, 21: 654–
661.
ASTM C 1609-10 (2010). Standard Test Method for Flexural Performance of Fiber-Reinforced Concrete (Using Beam
with Third-Point Loading). USA: Association of Standard
Testing Materials.
ASTM C 39-03 (2003). Specification for Standard Test Method
for Compressive Strength of Cylindrical Concrete
Specimen. USA: Association of Standard Testing
Materials.
ASTM C 469-14 (2014). Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in
Compression. USA: Association of Standard Testing
Materials.
ASTM C 496-04 (2004). Standar Test Methood for Splitting
Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens. USA:
Association of Standard Testing Materials.
EFNARC Association (2002). Specification and Guidelines for
Self-Compacting Concrete. United Kingdom: European
Federation for Specialist Construction Chemicals and
Concrete Systems.
EFNARC Association (2005). The European Guidelines for Self-Compacting Concrete. United Kingdom: European
Federation for Specialist Construction Chemicals and
Concrete Systems.
Okamura, H. & Ozawa, K. (1995). Mix-design for self-
compacting concrete, Concrete Library. JSCE, 25:107-
120. Pai, B. H. V. & Kumar, C. P. S. (2009). Experimental study on
steel fiber reinforced self compacting concrete with silica
fume as filler material. 34th Conference on Our World in
Concrete & Structures.
Sable, K. S. & Rathi, M. K. (2012). Effect of different type of
steel fibre and aspect ratio on mechanical properties of self compacted concrete. IJEIT–International Journal of
Engineering and Innovative Technology, 2(1): 184-188.
Schutter, G. (2005). Guidelines for testing fresh self-compacting
concrete. European Research Project: Measurement of
properties of fresh self-compacting concrete.
top related