TEKNOLOGI BAHAN

BETON SERAT BAJA (Steel Fiber Reinforced Concrete)

DISUSUN OLEH :

M. SYAHID THONTOWI (105060100111060)

DARA ZAM CHAIRYAH (105060100111064)

NITA DWI FEBRIANTI (105060100111070)

TATANG FENDY (105060101111002)

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

TEKNIK SIPIL

2011

A. UMUM

Beton merupakan material komposit yang tersusun dari agregat dan terbungkus oleh

matrik semen yang mengisi ruang di antara partikel-partikel sehingga membentuk satu

kesatuan. Berdasarkan kekuatan tekannya beton dibagi menjadi tiga klasifikasi, yaitu beton

normal, kinerja tinggi, dan kinerja sangat tinggi Salah satu sifat penting dari beton adalah

daktilitas. Daktilitas beton yang rendah dicerminkan oleh kurva tegangan-regangannya yang

memiliki penurunan kekuatan tekan yang cepat pada daerah beban pasca puncak, sehingga

menyebabkan keruntuhan terjadi tiba-tiba. Penambahan serat yang mempunyai modulus

elastisitas yang lebih rendah dari modulus elastisitas matrik beton diharapkan dapat membuat

beton lebih daktail. Dengan sifat daktail tersebut, serat yang dicampurkan ke dalam beton

diharapkan dapat digunakan untuk memperbaiki karakteristik beton. Penggunaan serat untuk

memperkuat material yang getas telah lama dikenal. Serat-serat yang telah umum

dipergunakan antara lain terbuat dari baja, polymer, atau fiber glass. Beton serat dapat

didefinisikan sebagai beton yang terbuat dari semen portland atau bahan pengikat hidrolis

lainnya yang ditambah dengan agregat halus dan kasar, air, dan diperkuat dengan serat .

Interaksi antara serat dan matrik beton merupakan sifat dasar yang mempengaruhi kinerja

dari material komposit beton serat. Pengetahuan tentang interaksi ini diperlukan untuk

memperkirakan kontribusi serat dan meramalkan perilaku

dari komposit. Serat untuk campuran beton dapat dibedakan menjadi empat jenis, yaitu

1. Serat metal, misalnya serat besi dan serat stainless steel.

2. Serat polymeric, misalnya serat polypropylene dan serat nylon.

3. Serat mineral, misalnya fiberglass.

4. Serat alam, misalnya serabut kelapa dan serabut nenas

Dalam penjelasan makalah ini, yang dibahas adalah beton serat baja. Adapun penjelasannya

adalah sebagai berikut ;

B. DEFINISI

Steel fiber didefenisikan sebagai bagian kecil yang rata atau ber gelombang baja dingin;

bagian rata atau bergelombang potongan baja; leburan ekstrak serat atau serat baja lainnya

yang sangat kecil tersebar merata dalam campuran beton segar, dengan aspek rasio, yaitu

panjang serat dibagi dengan diameter serat, l/d antara 12,7 mm sampai 63,5 mm (ACI

544.3R-84) dengan tegangan tarik rata–rata fu, tidak kurang dari 345 MPa ( ASTM-A820 ).

Sementara Fiber reinforced concrete itu sendiri yaitu beton yang dibuat dari campuran

semen, agregat halus, agregat kasar, air dan sejumlah fiber yang disebar secara random dalam

adukan. Untuk menambah kemampuan beton dalam menahan beban tarik dan lentur, di

lakukan upaya-upaya perbaikan antara lain dengan cara memberi baja tulangan didaerah

tarik. Usaha untuk menambah kekuatan tarik dan lentur beton tanpa tulangan. Dalam

pembuatannya, Fiber reinforced concrete harus mempunyai Serat yang baik harus memiliki

t / do (panjang / rasio diameter) yang tinggi dan serat homogen yang menyebar sehingga akan

terjadi optimal penguatan.

Gambar 1. serat pada beton Gambar 2. serat homogen pada beton yang

dibuktikan dengan Sinar X-photograph

C. SIFAT BETON SERAT BAJA

Fiber reinforced concrete memiliki sifat:

daya tahan tinggi (awet)

Kuat dan Daktilitas

Resistansi "stress" yang tinggi (penyerapan energi)

D. PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BAJA PADA BETON

Dari hasil penelitian yang telah dilaksanakan, penambahan serat ke dalam adukan beton dapat Memberikan keuntungan berupa perbaikan beberapa sifat beton (Suhendro 2000: 7), yaitu :

1. Daktilitas (duktility), yang berhubungan dengan kemampuan bahan untuk

menyerap energi (energi absorption).

2. Ketahanan terhadap beban kejut (impact resistance).

3. Kemampuan untuk menahan tarik dan momen lentur.

4. Ketahanan terhadap kelelahan (fatique life).

5. Ketahanan terhadap pengaruh susutan (shrinkage).

6. Ketahanan terhadap ausan (abrasion), fragmentasi (fragmentation), dan

spalling.

Mengingat kecilnya nilai kuat tarik beton jika dibandingkan dengan

Kuat tekannya yaitu sekitar 0,57√fc’, maka diambil solusi untuk menambahkan fiber

atau serat kedalam adukan beton. Hasil penelitian Suhendro (1990: 9) menyimpulkan

bahwa beton fiber mampu mempertahankan kemampuan tarik maksimum, meskipun

regangan tarik yang terjadi sudah cukup besar (bahkan terjadi retakan). Hal ini terbukti

melalui pengujian split silinder pada umur 28 hari memberikan hasil berupa kuat tarik

beton fiber. Beton biasa (BB) memiliki kuat Tarik sebasar 2,8 MPa, sedangkan beton

fiber baja (BFS-0,5 dan BFS-1,0), beton fiber bendrat (BFB-0,5) dan beton fiber kawat

(BFK-0,5), berturut-turut mempunyai kuat tarik sebesar 3,77 Mpa, 4,50 MPa, 4,425

MPa, dan 3,5 Mpa. Dengan kata lain terdapat peningkatan kuat tarik berturut-turut

sebesar 34%, 61%, 58%, 25%.

E. TIPE UMUM SERAT BAJA

Berdasarkan ASTM-A820, terdapat

empat tipe umum serat baja yang

digunakan sebagai material, yaitu tipe

I kawat dingin; tipe II potongan tipis;

tipe III leburan ekstrak serta tipe IV

serat jenis lainnya, seperti yang

ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

F. APLIKASI BETON SERAT BAJA

Adapun aplikasi penggunaan dari Fiber reinforced concrete adalah sebagai berikut:

1. TUNNEL PERBAIKAN

Beton ini dapat digunakan sebagai bahan untuk memperbaiki dan

memperkuat terowongan yang ada.

2. LERENG STABILISASI

Pada pengerjaan proyek di luar ruangan yang dekat dengan alam, kemungkinan terkena suhu

beku dan cuaca buruk akan mempengaruhi pembuatan struktur yang menyebabkan perubahan

dari struktur tersebut. Selain itu, Angin dan intens sinar matahari juga dapat menyebabkan

beton mengering sebelum waktunya. Kondisi ini perlu untuk menerapkan bahan yang kuat

terhadap faktor tersebut. Bahan yang paling cocok untuk mengatasi hal tersebut adalah

dengan menggunakan Fiber steel reinforced concrete (Beton berserat baja)

3. DINDING PENAHAN

Dinding penahan Pengembangan kota biasanya melibatkan penggalian besar. Ini perlu

dinding penahan vertikal dalam rangka mencegah ambruknya struktur dari samping dan juga

untuk memberikan aman pada kondisi kerja. Penggunaan Beton berserat baja (Fiber steel

reinforced concrete) sangat cocok sekali sebagai bahan pembuatan struktur ini.

4. GUA BESAR

Pada zaman sekarang, gua digunakan untuk banyak tujuan. Mulai dari pembangkit listrik ke

ruang olahraga, penyimpanan minyak, repositori untuk limbah. Fiber steel reinforced

concrete digunakan sebagai pendukung dasar penguat efisien karena Fiber reinforced

concrete memiliki daktilitas yang tinggi.

5. GUA

Dalam metode shell tunggal, lapisan terowongan dibangun penuh dengan menggunakan

Shotcrete. Karena tidak ada membran tahan air yang dapat dibangun di Shotcrete tersebut,

kualitas sangat penting khususnya untuk retak resistensi yang membutuhkan performant serat

baja tulangan. Untuk serat lapisan baja tuang menyediakan beton yang memiliki daya tahan

jauh lebih tinggi.