BAB V

PENGUJIAN KEKUATAN BETON DAN PEMBAHASAN

5.1 Pengujian Kekuatan Beton

Tanggal : 21 April 2011

Alat yang dipakai :

- Mesin tekan ELE

- Kaliper

- Penolok ukur

- Timbangan

Bahan :

- Benda uji berumur 28 hari.

Cara pengujian :

1. Benda uji Silinder dan balok yang dirawat selama 28 hari dengan

penyiraman dengan air dan menutup dengan karung yang

dibasahi setiap 2 hari sekali.

2. Setelah benda uji berumur 28 hari benda uji dilakukan uji. Benda

uji di timbang beratnya, kemudian diuji kuat tekan 9 silinder dan

1 silinder kuat tarik belah. Benda uji diletakkan pada tempat yang

telah tersedia pada mesin tekan. Sedangkan untuk balok

dilakukan uji lentur.

3. Didapat berat dan daya tahan untuk masing-masing benda uji

yang telah dicantumkan pada tabel berikut :

52

Tabel 5.1

Hasil Pengujian Beton Silinder

Silinder Umur

( hari )

Berat Silinder

( Kg )

Beban P

( kN )

Luas Bidang Tekan A

( mm2 )

1.1 28 11.7 380 17662.5

1.2 28 11.945 360 17662.5

1.3 28 11.812 360 17662.5

1.4 28 11.705 390 17662.5

1.5 28 11.726 360 17662.5

2.1 28 11.86 390 17662.5

2.2 28 11.76 400 17662.5

2.3 28 11.755 320 17662.5

2.4 28 12.25 300 17662.5

2.5 28 11.760 140 141300

53

5.2 Perhitungan Berat Jenis Beton

1. Volume silinder beton

V = 14

x 3.14 x 150 x 150 x 300

= 5298750 mm3

= 0,00529875 m3

2. Berat jenis silinder beton dihitung dengan cara :

Bj =

BeratVolume

Tabel 5.2

Hasil Perhitungan Berat Jenis Beton.

Silinder

Berat Jenis Beton

(

kg

m3

)

1.1 2208,068

1.2 2254,305

1.3 2229,205

1.4 2209,014

1.5 2212,975

2.1 2238,264

2.2 2219,391

2.3 2218,448

54

2.4 2311,866

Berta Jenis rata-rata Silinder adalah :

Berat jenis rata−rata=∑i=1

9in

=

2208.068+2254.305+229.205+2209.014+2212.975++2238.264+2219.391+2218.448+2311.8669

= 2233,504 kg/m3

Keterangan :

Dari hasil berat jenis yang didapat, bahwa semua berat jenis silinder

hampir sama dengan hasil rancangan yang didapat adalah 2230 kg/m3. Hal itu

menunjukan hasil campuran sudah sesuai dengan hasil rancangan, tetapi tidak

persis sama yang dikarenakan oleh kondisi dilapangan, keadaan agregat, keadaan

saat pencampuran kurang teliti, saat pengecoran yang dilakukan oleh orang yang

berbeda dan factor pembulatan anggka saat perhitungan maupun penimbangan

material yang dipengaruhi oleh keadaan alat.

55

5.2 Perhitungan kuat tekan beton

1. Luas permukaan tekan (A)

A=14

x π x D2 ¿

14

x3.14 x 1502 = 17662.5

Kuat tekan beton dapat dihitung dengan rumus :

σbk =

PA

dimana : σbk = kuat tekan beton (MPa) P = daya tahan silinder (N)

A = luas permukaan tekan (mm2)

Tabel 5.2

Hasil Perhitungan Kuat Tekan Beton Silinder.

Silinder Kuat Tekan Silinder (MPa)

1.1 21.514

1.2 20.382

1.3 20.382

1.4 22.081

1.5 20.382

2.1 22.081

2.2 22.647

2.3 18.117

2.4 16.985

56

Kuat tekan silinder rata-rata adalah :

σbn=∑i=1

9in

¿21,514+20,382+20,382+22,081+20,382+22,081+22,647+18,117+16,985

9

= 20.50789 Mpa

Perhitungan nilai standar deviasi (Sd) dihitung dengan rumus :

Sd = √∑ (σ ' bk−σ ' bn )2

(n−1 )

dimana : σbk = kuat tekan masing-masing silinder

σbn = kuat tekan rata-rata silinder

n = 9

Sehingga nilai Sd didapat : 1.894467 MPa

Perhitungan kuat tekan rata-rata Silinder :

σ ' bk=σ ' bn+k . Sd

dimana : σ ' bk

= kuat tekan rata-rata silinder setelah dihitung

σ ' bn = kuat tekan rata-rata silinder

k = 1,64

Sd = Standar deviasi

Didapat kuat tekan silinder rata-rata = 20,50789 - ( 1,64 x 1.894467)

= 17.401 MPa

57

Pembahasan :

Dari hasil uji kuat tekan beton silinder didapatkan nilai kuat tekan pada

campuran pertama lebih besar dibandingkan nilai kuat tekan pada campuran

kedua, hal tersebut disebabkan karena pada awal proses pencampuran tingkat

ketelitian dan tenaga yang digunakan masih bagus, namun untuk pencampuran

kedua ketelitian sudah mulai berkurang karena faktor kelelahan, dan juga tenaga

yang digunakan untuk melakukan tumbukan pada cetakan beton sudah mulai

berkurang sehingga nilai kuat tekan beton pada campuran pertama lebih besar

dibandingkan nilai kuat tekan pada campuran kedua.

Hasil uji kuat tekan beton rata-rata benda uji silinder yang diperoleh

adalah 17,401 MPa, hasil ini tidak sesuai dengan kuat tekan yang ditargetkan

yaitu sebesar 25 MPa. Kuat tekan rata-rata yang didapatkan sangat jauh dari

harapan, hasil ini dipengaruhi oleh beberapa factor yang menyebabkan hasil yang

tidak sesuai harapan. Faktor tersebut antara lain :

1. Penambahan air pada campuran beton. Penambahan air yang dilakukan

tiap tahap campuran sampai 35%, penambahan ini terlalu besar dari

penambahan yang diijinkan. Sehingga penambahan yang terlalu besar

mempengaruhi kuat tekan beton, dimana kuat tekan beton akan menurun.

2. Gradasi Pasir. Pada gradasi pasir hasil pemeriksaan dengan ayakan,

didapatkan gradasi pasir yang mendekati zona 2, tetapi saat diplot pada

grafik gradasi tidak semua masuk ke dalam batas-batas zona 2 melainkan

hanya sebagian. Gradasi lebih cenderung masuk ke zona 1, sehingga

terjadi kesalahan pada perhitungan rancangan campuran beton (mix

design). Hal ini dikarenakan zona pasir yang digunakan adalah zona 2,

tetapi seharusnya zona pasir yang digunakan adalah zona 1. Pasir zona 1

tergolong pasir yang kasar atau memiliki gradasi kasar sehingga dalam

rancangan campuran akan terlihat bahwa agregat kasar yang diperlukan

58

akan lebih sedikit karena sumbangan gradasi kasar sudah banyak dari

gradasi pasir itu sendiri.

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

59

Gambar 5.1 Hasil Uji Kuat Tekan Silinder

Pola retakan yang terjadi pada silinder

Keterangan:

Dari gambar hasil uji kuat tekan di atas secara visual terlihat bahwa semua

retakan atau runtuhan terjadi pada dinding-dinding silinder. Hal itu terjadi akibat

adanya gaya tekan ke atas dan ke bawah yang diberikan pada silinder yang

menyebabkan terjadi penyebaran tegangan pada tubuh silinder, di mana

penyebaran tegangan ini memberikan dorongan ke arah luar tubuh silinder yang

berupa gaya horizontal sehingga pada saat silinder sudah tidak mampu menahan

gaya tersebut akan terlihat dinding silinder mulai mengembang dan terjadilah

retakan atau runtuhan pada dinding silinder. Hal ini dapat diilustrasikan pada

gambar di bawah.

‘

(a) (b) (c)

Gambar 5.2 Penyebaran Tegangan Pada Silinder

Pada gambar di atas, (a) setelah diberikan tekanan dari atas dan bawah silinder

terjadi penyebaran tekanan pada tubuh silinder. (b) akibat penyebaran tekanan,

uraian yang ke arah horizontal memberikan tekanan ke dinding silinder sehingga

60

dinding silinder mengembang. (c) tekanan yang tidak mampu ditahan oleh

dinding silinder mengakibatkan keruntuhan atau retakan pada dinding silinder.

5.4 Pengujian Kuat Tarik Belah Silinder

Tabel 5.3

Hasil Uji Kuat Tarik Belah Silinder.

Silinder Umur Berat Silinder

(Kg)

Beban P

(N)

Luas sisi tabung =

Π .D.L ( mm2 )

2.5 28 11.760 140000 141300

Gambar 5.3 Hasil uji kuat tarik belah beton silinder

Dari gambar hasil uji kuat tarik silinder, secara visual bahwa pecahan-

pecahan agregat pada tubuh silinder terlihat simetris. Hal itu membuktikan bahwa

daya lekat spesi pada agregat cukup kuat. Namun pada bagian atas silinder ( pada

gambar) terlihat sebaran agregat kasar dan halus sudah baik, sedangkan pada

61

Tiga agregat kasar yang terpecah terlihat simetris

Agregat kasar berwarna hitam yang terpecah terlihat simetris

Agregat kasar yang terpecah terlihat simetris

bagian bawah silinder (pada gambar) terlihat hanya besar terisi oleh agregat halus

saja. Keadaan ini tidak baik digunakan dalam sebuah konstruksi, karena tidak ada

agregat kasar yang mengisi dan akan mengurangi kekuatan pada beton.

. Pada proses kuat tarik belah dapat diilustrasikan seperti pada gambar di bawah:

(a) (b) (c)

Gambar 5.4 proses uji kuat tarik belah

Pada saat silinder diberikan beban seperti terlihat pada gambar (a), maka

pada tubuh silinder akan terjadi tarikan yang menyebabkan silinder terlbelah. Jika

pada silinder terjadi garis belahan seperti terlihat pada gambar (b), di mana garis

belahan tersebut terjadi pada agregat. Hal itu membuktikan bahwa daya lekat

spesi pada agregat cukup kuat. Sedangkan jika terjadi garis belahan seperti pada

gambar (c), di mana garis belahannya terjadi pada spesi yang melekat pada

agregat. Hal itu membuktikan bahwa daya lekat spesi pada agregat kurang kuat.

Pada hasil uji kuat tarik belah yang dilakukan pada praktikum, diperoleh

garis belahan terjadi pada agregat, yang terbukti dengan adanya pecahan agregat

yang simetris pada silinder. Jadi daya lekat spesi pada agregat kuat.

Kuat tarik belah beton yang ditentukan berdasarkan kuat tekan belah

silinder beton yang ditekan pada sisi panjangnya.

Kuat tekan belah silinder 140000 N.

Kuat tarik belah silinder = 2 P

πDL

62

=2 x140000

3.14 x150 x30000

= 1,981 MPa

Tabel 5.4

Kuat Tarik Belah Silinder.

Silinder2 P

πDL (MPa)

2.5 1.981

Menurut

Kuat tarik belah berada diantara 9% – 15% kuat tekan silinder.

Kuat tekan rata-rata = 17,401 MPa

9% - 15% dari 17,401 = 1.566 MPa – 2,610 MPa

Hasil kuat tarik belah 1,981 MPa, artinya masuk diantara 9% - 15% kuat tekan.

63

5.5 Pengujian Kuat Lentur Beton

Tanggal : 21 April 2011

Alat dan bahan

1. Benda uji berupa balok dengan ukuran 15 x 15 x 62.5 cm

2. Mesin tekan ELE

3. Timbangan

Cara kerja

1. Alat dan bahan disiapkan.

2. Balok diletakkan memanjang diantara dua perletakan dengan

diberi tekanan ditengah-tengah bentang.

3. Catat tekanan yang diterima balok pada saat patah.

Hasil percobaan :

Gambar 5.5 Balok Saat Diuji Kuat Lentur

Keterangan:

64

Terlihat pada gambar bahwa pada balok tidak terjadi proses retakan,

tetapi langsung mengalami patahan secara tiba-tiba (getas) sehingga proses

retakannya sulit untuk diamati.

Ganbar 5.7 Balok Kuat Lentur Campuran ke-3

Keterangan:

Terlihat pada gambar diatas bahwa patahan terjadi pada tengah-tengah

bentang. Jika dengan seksama awal patahan terjadi pada sisi bagian bawah balok

yang mengalami tarik.

Beban yang diberikan = 33 KN (beton patah)

Volume balok (V) = 15 x 15 x 62.5 = 13500 cm³

Berat balok = 32 kg = 32000 gr

Berat jenis = 2,22 gr/cm³

Luas penampang (A) = 0,15 x 0,15 = 0,0225 m²

Reaksi Perletakan

65

P1=16.5 kN P2= 16.5 kN

C A D E B F

8.75cm 15cm 15cm 15cm 8.75cm

62.5 cm

∑ MB = 0

AV.0,45 – P1.0,3 – P2

. 0,15 = 0

` AV.0,45 – 16.5 . 0,3 – 16.5 . 0,15 = 0

AV = 16.5 KN

BV = 16.5 KN

Perhitungan bidang Momen :

► Tinjau kiri :

1. Batang CA (0 ~ 0,0875)

Mx = 0

2. Batang AD (0,0875 ~ 0,2375)

Mx = Av (x – 0,0875)

66

2,475 KN m

0,15 m0,15 m0,15 m 0,0875 m0,0875 m

+ 16,5 kN

+ 16,5 kN

= 16.5 (x – 0,0875)

x = 0,0875 Mx = 0

x = 0,2375 Mx = 2.475 KN m

3. Batang DE (0,2375 ~ 0,3875)

Mx = 16.5 (x – 0,0875) – 16.5 (x – 0,2375)

x = 0,2375 Mx = 2.475 KN m

x = 0,375 Mx = 2.475 KN m

►Tinjau kanan :

4. Batang FB (0 ~ 0,0875)

Mx = 0

5. Batang BE (0,0875 ~ 0,2375)

Mx = 16.5 (x – 0,0875)

x = 0,0875 Mx = 0

x = 0,2375 Mx = 2.475 KN m

Bidang Momen

Bidang Gaya Lintang

67

Inersia penampang :

Penampang berbentuk segi empat :

b = 0,15 m

h = 0,15 m

I = b . h³

= 0,15 . (0,15)³

= 4,21875 x 10-5 m4

Y = m = 0,075 m

Tegangan / kuat lentur balok :

σ max =

M .YI

= 2 , 475 x0 ,075

4 , 21875 x 10−5

= 4400 KN/m² = 4,4 N/mm2 = 4,4 MPa

68

150 cm

150 cm

-4,4 MPa

+ 4,4 MPa

Pembahasan:

Jadi berdasarkan hasil pengujian dan perhitungan pada beton bertulang

atau balok uji di dapatkan nilai momen maksimum sebesar 2,475 kN m. Sehingga

tegangan lentur maksimum pada balok uji adalah sebesar ± 4,4 MPa. Nilai negatif

berarti pada bagian sisi yang diberikan beban, serat beton mengalami tekan

maksimum sebesar 4.4 Mpa. Sedangkan nilai positif berarti pada bagian sisi

sebaliknya, serat beton mengalami tarik maksimum sebesar 4,4 Mpa. Pada saat

melakukan uji kuat lentur pada balok seharusnya diamati proses balok tersebut

mengalami retakan saat diberikan beban. Namun ini sulit diamati karena proses

patahan beton terjadi secara tiba-tiba (getas).

Dari hasil uji kuat tekan dan kuat tarik beton di dapatkan bahwa nilai kuat

tarik beton jauh lebih kecil dibandingkan nilai kuat tekan beton. Jadi sesuai

dengan sifat beton itu sendiri yaitu beton lebih kuat menerima tekan dari pada

menerima tarikan. Untuk mengatasi hal ini, serat yang mengalami tarikan perlu

diberi tulang untuk mendukung kekuatan beton sehingga dapat mencegah adanya

patahan secara tiba-tiba (getas) pada suatu kontruksi bangunan.

69