74
STUDI EKSPERIMENTAL PERKUATAN BALOK BETON BERTULANG DENGAN KOMBINASI GFRP DAN WIREMESH (Skripsi) Oleh: CANDRA FAUZAN AKBAR FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2019

STUDI EKSPERIMENTAL PERKUATAN BALOK BETON …digilib.unila.ac.id/55662/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Asisten Praktikum mata Kuliah Teknologi Bahan di Universitas Lampung (2017/2018,

  • Upload
    others

  • View
    47

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

STUDI EKSPERIMENTAL PERKUATAN BALOK BETON BERTULANG

DENGAN KOMBINASI GFRP DAN WIREMESH

(Skripsi)

Oleh:

CANDRA FAUZAN AKBAR

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2019

ABSTRAK

STUDI EKSPERIMENTAL PERKUATAN BALOK BETON BERTULANG

DENGAN KOMBINASI GFRP DAN WIREMESH

Oleh:

CANDRA FAUZAN AKBAR

Penelitian pada skripsi ini merupakan studi eksperimental untuk menyelidiki

perilaku lentur elemen balok beton bertulang yang diperkuat dengan kombinasi

GFRP dan wiremesh terhadap balok normal tanpa perkuatan. Balok beton dengan

total panjang 1700 mm, lebar dan tinggi 150 mm sebanyak 6 buah dipergunakan

dengan kuat tekan beton 26,43 MPa. Dua balok tanpa perkuatan (BN) dan 2 buah

dengan perkuatan wiremesh 2 lapis (BW) dan 2 balok lagi dengan perkuatan

kombinasi 2 lapis GFRP dan 1 lapis wiremesh (BGW).

Balok diuji diatas dua perletakan sederhana terhadap 2 beban titik diatasnya

dilakukan secara bertahap sampai balok runtuh/gagal. Hasil eksperimen

menunjukkan bahwa kapasitas beban pada BW 2 meningkat sebesar 11,32%

terhadap BN 1 dan meningkat 27,71% terhadap BN 2, sedangkan BGW 1

mengalami peningkatan sebesar 69,81% terhadap BN 1 dan 94,80% terhadap BN

2, sementara untuk balok BGW 2 mengalami peningkatan sebesar 75,47%

terhadap BN 1 dan 101,30% terhadap BN 2. Dari hasil penelitian balok yang

menggunakan perkuatan, hanya balok BW 1 yang mengalami penurunan kapasitas

beban yaitu sebesar 24,15% terhadap BN 1 dan 12,99% terhadap BN 2.

Balok tanpa perkuatan mengalami kegagalan lentur dengan beton hancur setelah

tulangan meleleh. Begitu juga balok dengan perkuatan wiremesh patah ditengah

bentang dengan perilaku yang sama. Sebaliknya balok dengan perkuatan

gabungan GFRP dan wiremesh mengalami kegagalan dengan terlepasnya

perkuatan di bagian salah satu ujungnya yang dikenal dengan istilah debonding

failure.

Kata kunci: beton bertulang, perkuatan, GFRP , wiremesh, kapasitas beban.

ABSTRACT

EXPERIMENTAL STUDY OF STRENGTHENING REINFORCED

CONCRETE BEAM WITH GFRP AND WIREMESH COMBINATION

By:

CANDRA FAUZAN AKBAR

The research on this thesis are about experimental study for investigating flexure

behaviour of reinforced concrete beam that strengthened with GFRP and

wiremesh in comparison with normal reinforced concrete beam. Six concrete

beams with length 1700 mm, width and height 150 mm and compressive strength

of 26,43 MPa are used in this study. Two beams without using any strengthening

(BN) and 2 beams with 2 layers of wiremesh strengthening (BW) and 2 beams

with 2 layers of GFRP and 1 layer of wiremesh strengthening (BGW).

The beams was tested over two simple restrain against two point loads above it,

the test are done gradually until the beams was collapsed/fail. The experiment

shows that the load capacity of BW 2 increased by 11,32% in comparison with

BN 1 and increased 27,71% in comparison with BN 2, while BGW 1 have

increased the load capacity by 69,81% in comparison with BN 1 and increased by

94,80% in comparison with BN 2, while for BGW 2 have increased the load

capacity by 75,47% in comparison with BN 1 and increased by 101,30% in

comparison with BN 2. Based on the experiment from strengthened beams, it

shows only BW 1 have decreased load capacity by 24,15% in comparison with

BN 1 and decreased by 12,99% in comparison with BN 2.

Normal reinforced concrete beams experience flexural failure with the concrete

failed before the reinforcement yielded. The same with beams that are

strengthened with wiremesh fail with broken in the middle of the span. On

contrary beams with combination of GFRP and wiremesh failure are caused by

the loosened of the strengthened in the end of span known as debonding failure.

Keyword : reinforced concrete, strengthening, GFRP, wiremesh, load capacity.

STUDI EKSPERIMENTAL PERKUATAN BALOK BETON BERTULANG

DENGAN KOMBINASI GFRP DAN WIREMESH

Oleh:

CANDRA FAUZAN AKBAR

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2019

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Candra Fauzan Akbar. Lahir di Bangka, pada tanggal 23

Maret 1996, merupakan anak kedua dari tiga bersaudara dari

pasangan bapak Dadang SN dan ibu Harningsih. Penulis

memiliki dua orang saudara, yaitu kakak perempuan yang

bernama Selly Oktavia Ningtyas dan adik laki-laki yang

bernama Dony Rizki Fauzi. Penulis menempuh pendidikan tingkat dasar di SDN 1

Banjar Kertarahayu yang diselesaikan pada tahun 2008, lalu dilanjutkan

pendidikan tingkat pertama di SMPN 2 Way Pengubuan yang diselesaikan pada

tahun 2011, dan dilanjutkan ke pendidikan tingkat atas di SMAN 1 Way

Pengubuan yang diselesaikan pada tahun 2014. Ketika duduk di bangku Sekolah

Menengah Atas, penulis aktif di berbagai organisasi ekstrakurikuler, diantaranya

PRAMUKA, PASKIBRA dan OSIS.

Penulis diterima di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung

melalui jalur tes SBMPTN (Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri)

pada tahun 2014. Penulis juga aktif dalam kegiatan-kegiatan kampus, terutama

kegiatan eksternal kampus. Di tahun 2017, penulis 2 kali menjadi finalis lomba

nasional, yaitu Lomba Rancang Kuda-Kuda Nasional di Universitas Tadulako

(Palu) dan Lomba Desain Jembatan di UPN “Veteran” (Surabaya). Dan juga pada

vii

tahun 2018, penulis mengikuti Lomba Beton Mutu Tinggi yang dilaksanakan di

PT. Semen Padang dan berhasil meraih juara harapan 3.

Pada tahun 2017 penulis melaksanakan kegiatan Kerja Praktek di Proyek

Pembangunan Jalan Tol Trans Sumatra Paket 3 (Kota Baru – Metro) yang

dikerjakan oleh PT. ADHI KARYA Persero (TBK) selama 3 bulan. Dan pada

awal tahun 2018 penulis melaksanakan kegiatan Kuliah Kerja Nyata (KKN)

selama 40 hari di Desa Garut, Kecamatan Semaka, Kabupaten Tanggamus.

Selama masa perkuliahan penulis diberikan kepercayaan menjadi Asisten

Praktimum Mata Kuliah Mekanika Fluida di Universitas Lampung (2016/2017),

asisten praktikum mata kuliah Hidrolika di Universitas Lampung (2016/2017) dan

Asisten Praktikum mata Kuliah Teknologi Bahan di Universitas Lampung

(2017/2018, 2018/2019), di Institut Teknologi Sumatera (2018/2019), dan di

Universitas Teknokrat Indonesia (2017/2018). Pada tahun 2018 penulis

melakukan penelitian pada bidang perkuatan struktur dengan judul tugas akhir

“Studi Eksperimental Perkuatan Balok Beton Bertulang Dengan Kombinasi GFRP

dan Wiremesh” dibawah bimbingan bapak Fikri Alami, S.T., M.Sc., M.Phil. dan

bapak Dr. Eng. Mohd. Isneini, S.T., M.T.

HALAMAN PENGAKUAN

Pertama-tama saya bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas karunianya

Skripsi ini dapat selesai pada akhirnya. Saya mengekpresikan terima kasih saya

kepada pembimbing saya Bapak Fikri Alami dan Mohd. Isneini yang telah

membimbing, memberikan ide penelitian yang sangat menarik dan sekaligus

mendukung dalam pembiayaan. Penelitian ini merupakan salah satu bagian dari

penelitian besar yang mereka miliki.

Pada kesempatan ini juga saya menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan

yang besar kepada P.T. Fyfe Fibrwrap Indonesia atas bantuannya dalam memberikan

material yang dibutuhkan dalam penelitian ini dan sekaligus kunjungan mereka pada

saat pengujian. Semoga kerjasama ini tetap akan berlanjut.

Dan terakhir saya mendedikasikan skripsi ini untuk kedua orang tua saya yang telah

banyak membantu saya dalam perjalanan sampai akhir dari studi saya.

MOTTO

“Tidak masalah seberapa lambat kamu berjalan, yang terpenting kamu tidak

pernah berhenti “

(Candra Fauzan A.)

“Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga mereka

merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri”

(Qs. Ar Ra’d : 11)

“Tak seluruhnya langit itu kelam, suatu saat akan cerah juga, hiduplah dengan

sejuta harapan, habis gelap terbitlah terang”

(Rhoma Irama)

“Learn from yesterday, live for today, hope for tomorrow”

(Albert Einstein)

SANWACANA

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat

dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Studi

Eksperimental Perkuatan Balok Beton Bertulang dengan Kombinasi GFRP

dan Wiremesh” dengan baik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk

meraih gelar Sarjana Teknik pada program reguler Jurusan Teknik Sipil, Fakultas

Teknik, Universitas Lampung.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa pada penulisan skripsi ini masih banyak

terdapat kekurangan dan kesalahan. Oleh sebab itu penulis mohon maaf dan

mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang setulusnya kepada:

1. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.Sc., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik,

Universitas Lampung.

2. Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik

Sipil, Universitas Lampung.

3. PT. Fyfe Fibrwrap Indonesia, yang telah memberikan bantuan material

berupa serat fiber tipe SEH-51A Composite (GFRP) dan lem Resin Epoxy.

4. Bapak Fikri Alami, S.T., M.T., M.Phil, selaku Pembimbing I atas

kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses

x

penyelesaian skripsi ini, dan juga bantuan dana sehingga penelitian bisa

selesai.

5. Bapak Dr. Eng. Mohd. Isneini, S.T., M.T, selaku Pembimbing II atas

kesediaannya memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses

penyelesaian skripsi ini, dan juga bantuan dana sehingga penelitian bisa

selesai.

6. Bapak Ir. Surya Sebayang, M.T, selaku Dosen Penguji Skripsi.

7. Bapak dan ibu tercinta (Dadang SN dan Harningsih) yang selalu dan tidak

henti-hentinya memberikan bimbingan dan dukungan dalam studi dan hidup

penulis, serta kakak dan adikku (Selly Oktavia Ningtyas dan Dony Rizki

Fauzi) yang selalu memberikan semangat untuk tidak pernah menyerah.

8. Dedi Vernanda, Farida Rahma Hadi Putri, dan Klara Nalarita (tim penelitian

skripsi) yang telah bahu membahu selama 8 bulan di Laboratorium dalam

menyelesaikan penelitian sehingga dapat selesai.

9. Kepala Laboratorium (Ir. Eddy Purwanto, M.T) dan Teknisi Laboratorium

(Pak Bagio, Pak Ngadiono, Pak Kus, dan Kiyay Susanto) yang telah banyak

membantu selama di Laboratorium.

10. Rekan-rekan seperjuangan lomba (Taufik, Uun, Coco, Dedi dan Farida).

11. Novan dan Tazkia rekan tim Kerja Praktek yang telah berjuang bersama

selama 3 bulan.

12. Adik-adikku angkatan 2017 dan 2018 yang telah banyak membantu di

Laboratorium.

13. Seluruh keluarga besar Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung,

khususnya angkatan 2014 yang telah memberikan support.

xi

Serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah banyak

membantu dan memberikan dukungan dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis

berharap karya kecil ini dapat bermanfaat bagi pembaca, terutama bagi penulis

sendiri.

Bandar Lampung, Januari 2019

Penulis

Candra Fauzan Akbar

Persembahan

Kupersembahkan karya kecilku yang jauh dari kata sempurna namun penuh

dengan kerja keras untuk orang yang kusayangi:

Bapak dan ibu tercinta, motivator terbesar dalam hidupku yang tak pernah jemu

mendo’akan dan menyayangiku, atas semua pengorbanan dan kesabaran

mengantarku sampai kini.

Kakak dan adikku, yang selalu memberi semangat kepada diriku.

Seluruh guru dan dosen yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat kepada

diriku.

Sahabat-sahabatku seperjuangan di Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung

dan semua teman-teman yang tak mungkin penulis sebutkan satu-persatu, for you

all i miss you forever.

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ..................................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xv

DAFTAR TABEL.............................................................................................. xviii

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2 Tujuan ......................................................... ............................................ 2

1.3 Manfaat Penelitian ................................................................................... 3

1.4 Hipotesis .................................................................................................. 3

1.5 Batasan Masalah ....................................................................................... 3

1.6 Sistematika Laporan.................................................................................. 5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 FRP dan Aplikasinya ............................................................................... 7

2.1.1 GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) ...................................... 7

2.1.2 CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) .................................... 8

2.1.3 AFRP (Aramid Fiber Reinforced Polymer) .................................... 9

2.1.4 Epoxy Resin ................................................................................... 10

2.2 Wiremesh dan Aplikasinya ..................................................................... 12

2.2.1 Ferosemen ...................................................................................... 13

2.3 Analisis Kapasitas Balok ........................................................................ 14

2.4 “State of Art” dari Aplikasi Penggunaan FRP ...................................... 19

III. METODE PENELITIAN

3.1 Metode Eksperimental ........................................................................... 22

3.1.1 Benda uji ........................................................................................ 22

3.1.2 Set up pengujian ............................................................................ 25

3.1.3 Hasil yang akan didapat ................................................................. 27

3.2 Metode Teoritis ....................................................................................... 29

3.3 Bagan Alir Penelitian .............................................................................. 30

IV. MATERIAL PROPERTI DAN PENGUJIAN BENDA UJI

xiv

4.1 Beton ....................................................................................................... 32

4.1.1 Uji material .................................................................................... 32

4.1.2 Perhitungan JMF (Job Mix Formula) ............................................ 34

4.1.3 Job mix ........................................................................................... 35

4.1.4 Perawatan beton (curing) .............................................................. 37

4.2 Perkuatan Balok ...................................................................................... 38

4.2.1 Material perkuatan ......................................................................... 38

4.2.2 Laminating perkuatan .................................................................... 39

4.2.3 Aplikasi perkuatan pada balok ...................................................... 41

4.3 Pengujian Benda Uji ............................................................................... 41

4.3.1 Set up pengujian ............................................................................ 41

4.3.2 Pelaksanaan pengujian ................................................................... 44

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Analisis dan Desain Secara Teori ........................................................... 46

5.1.1 Perhitungan beban retak (Pcr) ....................................................... 46

5.1.2 Perhitungan beban maksimum (Pmaks) ........................................ 51

5.2 Hasil Pengujian Secara Eksperimental ................................................... 54

5.2.1 Pengujian kuat tekan beton ............................................................ 54

5.2.2 Pengujian balok beton bertulang ................................................... 55

5.2.3 Analisis hasil pengujian ................................................................. 62

5.3 Perbandingan Kedua Metode .................................................................. 79

5.3.1 Analisis data Pcr teoritis dan Pcr eksperimental........................... 80

5.3.2 Analisis data Pmaks teoritis dan Pmaks eksperimental ................. 81

5.3.3 Revisi Pmaks balok BGW ............................................................. 82

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan ............................................................................................. 85

6.2 Saran ....................................................................................................... 88

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN 1

LAMPIRAN 2

LAMPIRAN 3

LAMPIRAN 4

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Berbagai macam tipe kawat jala ...................................................... 14

Gambar 2. Regangan untuk metode ACI 440 2R-08 ......................................... 14

Gambar 3. Flowchart analisis kapasitas balok dengan perkuatan komposit ..... 18

Gambar 4. Balok beton tanpa perkuatan (BN) ................................................. 23

Gambar 5. Balok beton dengan perkuatan wiremesh 2 lapis (BW) ................... 23

Gambar 6. Balok beton dengan perkuatan GFRP+WM+GFRP (BGW) ........... 23

Gambar 7. Posisi strain gauge pada balok normal (BN) ................................... 25

Gambar 8. Posisi strain gauge pada balok dengan perkuatan wiremesh 2

Lapis (BW) ...................................................................................... 25

Gambar 9. Posisi strain gauge pada balok dengan perkuatan GFRP+WM+

GFRP (BGW) .................................................................................. 26

Gambar 10. Set up pengujian dan pemasangan LVDT ........................................ 27

Gambar 11. Hubungan beban-defleksi pada balok .............................................. 28

Gambar 12. Bagan alir penelitian ........................................................................ 30

Gambar 13. Bagan alir pembuatan benda uji ....................................................... 31

Gambar 14. Memasukkan material SSD kedalam karung yang dilapisi

plastik ............................................................................................... 34

Gambar 15. Bekisting dengan pengaku ............................................................... 36

Gambar 16. Pembekokkan tulangan .................................................................... 37

xvi

Gambar 17. Perakitan tulangan ............................................................................ 37

Gambar 18. Proses curing balok .......................................................................... 38

Gambar 19. GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) ........................................ 39

Gambar 20. Wiremesh ........................................................................................... 39

Gambar 21. Pencampuran lem epoxy resin ......................................................... 40

Gambar 22. Proses laminating ............................................................................. 40

Gambar 23. Pemasangan perkuatan ke balok ...................................................... 41

Gambar 24. Set up balok pada alat Loading Frame ............................................ 42

Gambar 25. Pemasangan dial gauge ................................................................... 43

Gambar 26. Strain gauge ..................................................................................... 44

Gambar 27. Strain indicator ................................................................................ 44

Gambar 28. Pelaksanaan pengujian ..................................................................... 45

Gambar 29. Perletakan balok dan diagram momen akibat beban terpusat .......... 51

Gambar 30. Grafik hubungan beban dan lendutan balok normal (BN) ............... 64

Gambar 31. Grafik hubungan beban dan lendutan balok normal dengan

perkuatan wiremesh 2 lapis (BW) .................................................... 65

Gambar 32. Grafik hubungan beban dan lendutan balok normal dengan

perkuatan GFRP dan wiremesh (BGW) ........................................... 66

Gambar 33. Grafik hubungan beban dan lendutan pada setiap balok ................. 67

Gambar 34. Grafik hubungan beban dan regangan BN 1 .................................... 70

Gambar 35. Diagram regangan balok BN 1 ........................................................ 71

Gambar 36. Grafik hubungan beban dan regangan BN 2 .................................... 71

Gambar 37. Diagram regangan balok BN 2 ........................................................ 72

Gambar 38. Grafik hubungan beban dan regangan BW 2 ................................... 73

xvii

Gambar 39. Diagram regangan balok BW 2 ....................................................... 74

Gambar 40. Grafik hubungan beban dan regangan BGW 1 ................................ 74

Gambar 41. Diagram regangan balok BGW 1 ..................................................... 75

Gambar 42. Grafik hubungan beban dan regangan BGW 2 ................................ 76

Gambar 43. Diagram regangan balok BGW 2 ..................................................... 77

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Karakteristik bahan glass, aramid, dan carbon .................................... 10

Tabel 2. Spesifikasi bahan wiremesh .................................................................. 12

Tabel 3. Hasil mix design.................................................................................... 35

Tabel 4. Hasil perhitungan Pcr teoritis ............................................................... 51

Tabel 5. Data material properti balok beton bertulang dan perkuatan ............... 52

Tabel 6. Hasil analisis balok BN ........................................................................ 53

Tabel 7. Hasil analisis balok BW ....................................................................... 53

Tabel 8. Hasil analisis balok BGW..................................................................... 53

Tabel 9. Hasil pengujian kuat tekan beton.......................................................... 54

Tabel 10. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BN 1 ............................ 56

Tabel 11. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BN 2 ............................ 57

Tabel 12. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BW 1 ........................... 58

Tabel 13. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BW 2 ........................... 59

Tabel 14. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BGW 1 ......................... 60

Tabel 15. Beban, defleksi, dan regangan dari pengujian BGW 2 ......................... 61

Tabel 16. Beban maksimum berdasarkan hasil pengujian.................................... 62

Tabel 17. Nilai indeks kedaktilan pada benda uji balok ....................................... 69

Tabel 18. Perbandingan data Pcr antara hasil teoritis dengan hasil

pengujian .............................................................................................. 80

xix

Tabel 19. Perbandingan data Pmaks antara hasil teoritis dengan hasil

pengujian .............................................................................................. 81

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Beton bertulang merupakan material komposit yang terdiri dari beton dan

baja tulangan yang ditanam di dalam beton. Sifat utama beton adalah sangat

kuat menahan beban tekan (kuat tekan tinggi) tetapi lemah di dalam

menahan gaya tarik (Pratikto, 2009). Baja tulangan di dalam beton berfungsi

menahan gaya tarik yang bekerja dan sebagian gaya tekan.

Salah satu penggunaan beton bertulang yaitu pada struktur balok. Balok

sendiri adalah bagian dari struktur sebuah bangunan yang kaku dan

dirancang untuk menahan gaya lentur dan geser. Sesuai dengan fungsi balok

menahan gaya lentur dan geser maka sering terjadi kerusakan atau

kegagalan struktur pada pada daerah tersebut. Kerusakan atau kegagalan

struktur tersebut dapat diakibatkan oleh umur struktur, akibat perubahan

pembebanan, ataupun akibat bencana alam. Untuk menanggulangi

kerusakan struktur tersebut dapat dilakukan perkuatan struktur. Salah satu

metode perkuatan struktur adalah dengan menggunakan material GFRP

(Glass Fiber Reinforcement Polymer). Metode perkuatan eksternal dengan

GFRP ini diaplikasikan pada bagian permukaan tarik beton bawah balok

dengan menggunakan epoxy resin.

2

Pada penelitian terdahulu, I Ketut Sudarsana dan Ida Bagus Rai Widiarsa

(2008), balok yang diperkuat dengan GFRP dapat meningkatkan kuat lentur,

dimana pada penambahan 1 lapis GFRP terjadi peningkatan sebesar 10,8 %

dengan model keruntuhan yang terjadi yaitu keruntuhan lentur yang disertai

dengan putusnya GFRP. Sedangkan pada penambahan 2 lapis GFRP terjadi

peningkatan kuat lentur sebesar 13,4 % dengan model keruntuhan yang

terjadi yaitu keruntuhan lentur yang disertai dengan pelepasan lekatan antara

GFRP dengan beton (debonding). Hal ini menunjukkan penggunaan GFRP

untuk perkuatan balok sangat berpengaruh besar terhadap peningkatan kuat

lentur. Namun hal ini menunjukan GFRP belum bekerja maksimum,

mengingat terjadi keruntuhan yang berbeda pada kedua model tersebut.

Karena hal itu, penulis akan melakukan penelitian mengenai perkuatan

balok beton bertulang dengan mengkombinasikan Wiremesh dan GFRP.

Dengan kombinasi kedua bahan ini diharapkan dapat lebih memaksimalkan

penggunaan GFRP dan juga lebih meningkatkan nilai kuat lentur pada

balok.

1.2 Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah:

1. Membandingkan kekuatan balok beton bertulang terhadap kuat lentur

sebelum dan sesudah diperkuat dengan Wiremesh 2 lapis atau dengan

kombinasi Wiremesh dan GFRP (Glass Fiber Reinforcement Polymer).

2. Mengetahui nilai daktilitas sebelum dan sesudah diperkuat berdasarkan

grafik perbandingan beban-lendutan.

3

1.3 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat penelitian sebagai berikut:

1. Mengetahui pengaruh perkuatan Wiremesh dan GFRP pada balok beton

bertulang.

2. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan kepada ilmu

pengetahuan tentang perkuatan balok dengan menggunakan kombinasi

Wiremesh dan GFRP.

3. Sebagai bahan untuk penelitian lanjutan dalam bidang perkuatan

struktur.

1.4 Hipotesis

Hipotesis dari penelitian ini adalah :

1. Semakin banyak lapis wiremesh yang digunakan maka semakin besar

gaya lentur yang mampu ditahan.

2. Semakin tebal lapisan GFRP, maka semakin besar nilai kekakuan dan

daktilitasnya.

3. Mengetahui material GFRP mempunyai sifat agak getas, sementara

wiremesh mempunyai sifat leleh yang tinggi. Maka dengan

mengkombinasikan kedua material tersebut akan didapat struktur yang

kuat menahan beban yang besar namun tidak bersifat getas.

1.5 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dari penelitian ini adalah :

4

1. Benda uji beton yang digunakan adalah beton normal (f’c = 25 Mpa)

dengan 6 buah benda uji balok dimensi 15 cm x 15 cm x 170 cm dan 30

buah benda uji silinder dimensi diameter 15 cm dengan tinggi 30 cm.

2. Metode pengujian yang dilakukan adalah Metode Eksperimental

dengan uji lentur menggunakan alat Loading Frame dan metode teoritis

yang berdasarkan pada standar ACI 440.2R-08 dan SNI-2874-2002.

1.6 Sistematika Laporan

Sistematika penulisan yang digunakan oleh penulis dalam penyusunan tugas

akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Terdiri dari latar belakang, tujuan, manfaat , hipotesis, batasan

masalah, dan sistematika penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Berisikan landasan teori dari beberapa literatur yang mendukung

pembahasan tentang studi kasus yang diambil, yaitu perkuatan

balok beton bertulang dengan kombinasi Wiremesh dan GFRP

dengan beton normal.

BAB III : METODE PENELITIAN

Terdiri dari dua metode yaitu Metode Eksperimental dan Metode

Teoritis yang berdasarkan pada standar ACI 440.2R-08 dan SNI

1726 tahun 2012.

BAB IV : MATERIAL PROPERTI DAN PENGUJIAN BENDA UJI

5

Bab ini menjelaskan tentang pelaksanaan penelitian dari mulai

persiapan material, pabriksasi sampai dengan pengujian benda uji

balok yang dilakukan di Laboratorium Konstruksi dan Bahan,

Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

BAB V : HASIL DAN PEMBAHASAN

Bagian ini berisi presentasi hasil pengujian secara eksperimental.

Hasil analisis dan desain secara teorinya dibahas dalam bagian ini

dan perbandingan kedua metode tersebut dibahas lebih detail pada

bagian ini juga.

BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN

Berdasarkan tujuan yang ingin dicapai, maka pada bagian

kesimpulan ini ditampilkan output/keluaran utama dari hasil

penelitian beserta kesimpulan-kesimpulannya. Dan pada bagian

saran ini berupa pengembangan dari hasil penelitian dan

diharapkan dari bagian saran ini didapat informasi untuk memberi

kesempatan bagi peneliti dalam mengembangkan dan

memperbaiki hasil penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Berisikan referensi-referensi yang digunakan dalam penulisan

tugas akhir ini.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Perkuatan struktur dilakukan sebagai upaya pencegahan sebelum struktur

mengalami kerusakan/kehancuran. Saat ini metode perkuatan struktur sangat

beragam dan bervariasi, salah satunya yaitu metode perkuatan eksternal.

Perkuatan eksternal ini bermacam-macam jenisnya, ada yang menggunakan

lapisan serat fiber (FRP) dan ada juga yang menggunakan tulangan wiremesh.

FRP (Fiber Reinforced Polymer) merupakan material komposit yang terdiri dari

polimer matrik yang melekat pada serat berkekuatan tinggi seperti, serat gelas,

aramid, dan serat carbon (Primasari, P et al, 2014).

FRP biasanya digunakan untuk perlindungan struktur secara keseluruhan,

memperbaiki ketahanan gempa, meng-upgrade struktur yang sudah ada, dan

memperbaiki struktur yang tidak memiliki kekuatan desain aslinya karena

kesalahan konstruksi, korosi dan penambahan beban. Sementara perkuatan yang

menggunakan tulangan wiremesh biasanya dikombinasikan dengan mortar yang

dikenal sebagai ferosemen. Diketahui bahwa FRP mempunyai sifat yang agak

getas sedangkan tulangan wiremesh mempunyai sifat kuat tarik yang tinggi, maka

dengan mengkombinasikan kedua material tersebut untuk perkuatan diharapkan

dapat meningkatkan perkuatan yang optimal dan melengkapi kekurangan material

masing-masing.

7

2.1 FRP dan Aplikasinya

FRP (Fiber Reinforced Polymer) merupakan material komposit yang terdiri

dari polimer matrik yang melekat pada serat berkekuatan tinggi seperti, serat

glass, aramid, dan carbon (Primasari, P et al, 2014). Tidak seperti material

baja, beton, dan lainnya, komposit FRP termasuk ke dalam jenis material

yang bersifat anisotropik, yaitu komposit yang matriksnya memberikan

penguatan yang tidak sama terhadap arah yang berbeda, misalnya nilai

penguatan untuk arah transversal tidak sama dengan penguatan arah

longitudinal (Thomas Keller, 2003).

Keunggulan dan keuntungan dari sistem perkuatan FRP ini yaitu bahan

lebih ringan sehingga penambahan beban mati lebih sedikit, kekuatan tarik

tinggi, tidak terjadi korosi sehingga memiliki durabilitas (keawetan) yang

bahannya mudah untuk dibentuk (fleksibel) (I Ketut Sudarsana dan Ida

Bagus Rai Widiarsa, 2008). Bahan serat yang umum digunakan pada FRP

ada 3 jenis, yaitu:

2.1.1 GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer)

Glass Fiber Reinforcement Polimer (GFRP) adalah serat polimer yang

terbuat dari matriks plastik diperkuat oleh serat halus dari kaca. Di

jerman GFRP juga dikenal dengan nama GFK (Glasfaserverstärkter

Kunststoff). GRFP merupakan jenis perkuatan yang memiliki kekuatan

yang sangat besar, dan bahan yang ringan (Siti Nurlina et al, 2016).

8

dipintal dengan bantuan Bushing Platinumrhodium pada kecepatan

200 mph (Duhri, 2013).

GFRP memiliki dua produk yaitu Tyfo SEH-25A dan Tyfo SEH-51A.

Dalam pelaksanaannya Tyfo SEH-25A dan Tyfo SEH-51A

dikombinasikan dengan perekat epoxy resin untuk menigkatkan

kekuatan dan daktilitas dari jembatan, bangunan dan struktur lainnya

(fyfefibrwrapindonesia.2.tyfoSEH-51A.pdf, 2012).

Penggunaan GFRP biasanya digunakan untuk perkuatan balok, kolom,

dan struktur bangunan lainnya. Selain untuk perkuatan, GFRP juga

dapat digunakan untuk interior maupun eksterior ruangan, karena

GFRP merupakan bahan yang tahan akan segala jenis cuaca, tahan

dengan air yang mengandung garam seperti air laut, dan lainnya.

Untuk pengaplikasiannya GFRP merupakan bahan yang sangat

serbaguna dimana bahan ini memiliki jenis bahan yang ringan,

kekuatan, dan ketahanan terhadap segala jenis cuaca.

2.1.2 CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer)

CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) merupakan salah satu jenis

FRP yang terbuat dari serat carbon. CFRP merupakan sejenis plat baja

tipis yang mengandung serat-serat carbon dan fiber (Sianipar, 2009).

Kelebihan material ini adalah lebih baik dibandingkan GFRP dan

AFRP dilihat dari kekuatan dan elastisitasnya yang jauh lebih bagus.

CFRP mempunyai kuat tarik yang lebih tinggi dari kuat tarik baja

9

tulangan sebesar 2800 MPa, mempunyai kekakuan yang cukup tinggi

dimana modulus elastisitasnya (E) sebesar 165.000 MPa, tidak

mengalami korosi karena terbuat dari bahan non logam, mempunyai

penampang kecil dan sangat ringan dengan berat 1,5 g/cm3 serta

mudah dalam pemasangannya (R, Djamaluddin et al, 2015). Adapun

kekurangannya adalah CFRP masih tergolong sangat mahal.

2.1.3 AFRP (Aramid Fiber Reinforced Polymer)

AFRP (Aramid Fiber Reinforced Polymer) merupakan serat mutu

tinggi yang dibentuk dari polyamide dengan struktur ikatan aromatic

(Ariyadi Basuki, 2005). Material perkuatan dengan basis serat aramid

merupakan salah satu metode perkuatan yang menawarkan

kemudahan dalam pelaksanaan dan kehandalan dalam kekuatan.

Material ini akan terpengaruh oleh kondisi lingkungan dengan

kelembaban yang ekstrem serta panas yang berlebih.

Ketiga jenis serat tersebut memiliki karakteristik yang berbeda-beda.

Adapun karakteristik dari bahan-bahan carbon, aramid dan glass

dapat dilihat pada tabel 1 di bawah ini.

10

Tabel 1. Karakteristik bahan glass, aramid, dan carbon

Sumber: fyfefibrwrapindonesia.presentation-tyfo, 2012.

2.1.4 Epoxy resin

Selain ketiga serat FRP tersebut, ada satu bahan yang tidak kalah

penting , yaitu epoxy resin. Epoxy resin adalah larutan yang digunakan

untuk merekatkan serat fiber pada beton atau objek yang ingin

diperkuat. Campuran epoxy resin terdiri dari bahan padat dan cair

yang saling larut. Campuran dengan epoxy resin yang lain dapat

digunakan untuk mencapai kinerja tertentu dengan sifat yang

diinginkan. Epoxy resin yang paling banyak digunakan adalah

Bisphenol A Eter Diglisidil (R. Djamaluddin et al, 2015).

Beberapa keuntungan epoxy resin sebagai berikut:

a. Berbagai sifat mekanis memungkinkan pilihan yang lebih banyak.

b. Tidak ada penguapan selama proses pengeringan.

c. Rendahnya penyusutan selama proses pengeringan.

d. Ketahanan yang baik terhadap bahan kimia.

e. Memiliki sifat adhesi yang baik terhadap berbagai macam

pengisi, serat dan subtrat lainnya.

11

Pemanfaatan material komposit fiber pada struktur beton, dapat diterapkan

pada tahap aplikasi beton baru (pembuatan elemen struktur baru) ataupun

yang bersifat renovasi/perbaikan. Hal tersebut dapat dikategorikan sebagai

berikut (Ariyadi Basuki, 2005):

1. Aplikasi pada beton baru, pengganti besi tulangan dengan material

komposit fiber glass/carbon (berbentuk batangan/tulangan).

2. Aplikasi pada beton baru, penggunaan dalam bentuk rangka, perpaduan

batang dan profil.

3. Aplikasi pada beton lama/perbaikan:

a. Dengan perekat epoxy resin (externally bonded method), metode

ini menggunakan laminate carbon/aramid yang dipadukan dengan

perekat berbahan epoxy resin. Dalam aplikasinya, untuk

memperkuat lekatan pada sisi tumpuan, diberi angkur penahan

yang tertanam pada struktur elemen beton yang diperkuat.

Penerapan ditempatkan pada sisi bawah dari pelat, balok atau

membungkus kolom (jacketing).

b. Dengan menggunakan kaitan mekanis (mechanically fastened

method), metode perkuatan ini menggunakan laminate carbon yang

direkatkan dengan pasak/kaitan tertanam pada sisi bawah elemen

struktur yang diperkuat. Fungsi pasak tersebut untuk

mendistribusikan gaya/tegangan internal secara merata pada

permukaan beton. Resiko kegagalan akibat lepasnya rekatan dapat

diperkecil.

12

2.2 Wiremesh dan Aplikasinya

Wiremesh adalah bahan material yang terbuat dari beberapa batang logam,

baja atau alumunium dalam jumlah banyak dan dihubungkan satu sama lain

dengan cara dilas atau bahkan dihubungkan dengan pin atau peralatan lain

hingga berbentuk lembaran dan ada yang bisa digulung.

Wiremesh dibuat dalam berbagai jenis dan ukuran yang biasanya

disesuaikan dengan berbagai macam kebutuhan. Ukuran diameter tulangan

wiremesh biasa ditulis dengan awalan M, misalnya M5 untuk wiremesh

dengan diameter tulangan 5 mm. Ukuran diameter tulangan wiremesh yang

ada di pasaran adalah ukuran M4, M5, M6, M7, M8, M9, M10, M11, M12.

Ukuran standar untuk wiremesh adalah lembaran ukuran 2,1 m x 5,4 m,

tetapi untuk ukuran diameter kecil seperti M4 dan M5 tersedia juga dalam

bentuk roll ukuran 2,1 m x 5,4 m.

Tabel 2. Spesifikasi bahan wiremesh

Wiremesh Diameter

(mm)

Actual

Weight

(gr/mm)

Kekuatan

tarik

(N/mm2)

Batas

ulur

(N/mm2)

Elongation

(%)

M4 4,0 15,45 min 490 min 400 min 8 %

M5 4,7 21,33 min 490 min 400 min 8 %

M5 4,5 19,55 min 490 min 400 min 8 %

M6 5,7 31,37 min 490 min 400 min 8 %

M6 5,5 29,2 min 490 min 400 min 8 %

M7 6,7 43,34 min 490 min 400 min 8 %

13

M7 6,5 40,79 min 490 min 400 min 8 %

M8 7,7 57,24 min 490 min 400 min 8 %

M8 7,5 54,31 min 490 min 400 min 8 %

M9 8,7 73,07 min 490 min 400 min 8 %

M9 8,5 69,75 min 490 min 400 min 8 %

M10 9,7 90,84 min 490 min 400 min 8 %

M10 9,5 87,13 min 490 min 400 min 8 %

M11 10,7 110,53 min 490 min 400 min 8 %

M11 10,5 106,44 min 490 min 400 min 8 %

M12 11,7 132,16 min 490 min 400 min 8 %

M12 11,5 127,68 min 490 min 400 min 8 %

Sumber: Batraja

Untuk aplikasi wiremesh dalam perkuatan struktur, umumnya tulangan

wiremesh dikombinasikan dengan mortar yang dikenal sebagai Ferosemen.

Adapun yang dimaksud dengan Ferosemen sebagai berikut:

2.2.1 Ferosemen

Ferosemen adalah semacam konstruksi beton bertulang tipis, dimana

biasanya semen hidrolis ditulangi dengan lapisan-lapisan jala yang

bergaris tengah kecil dan menerus. Lapisan jala dapat terbuat dari

bahan metal atau bahan lain yang cocok digunakan (ACI Committe

549, 1997). Ferosemen mempunyai keuntungan khusus sebagai bahan

struktur karena sifat mekanika seperti kuat tarik, lentur, geser dan

daya tahan terhadap retak yang lebih besar dibandingkan dengan

beton biasa. Distribusi yang seragam dengan tingginya rasio luas

14

permukaan dibandingkan volume menjadikan ferosemen mampu

menahan retak lebih baik (Hartono,1997). Secara umum kawat jala

tersebut digolongkan dalam bentuk seperti kawat jala segi enam, segi

empat, wajik, dan anyaman persegi, seperti terlihat paa gambar 1.

(a) Kawat jala segi enam (b) Kawat jala las segi empat

(c) Kawat jala wajik (d) kawat jala anyaman persegi

Sumber: B. Soebandono et al, 2011

Gambar 1. Berbagai macam tipe kawat jala.

2.3 Analisis Kapasitas Balok

Untuk menganalisis dan membandingkan hasil yang diperoleh secara

eksperimental digunakan metode ACI 440 2R-08 dan SNI-2874-2002.

Gambar 2. Regangan untuk metode ACI 440 2R-08.

15

Untuk perkuatan lentur dengan FRP, perhitungan desain mengacu pada ACI

Committee 440. Adapun perhitungan disajikan dalam rumus-rumus sebagai

berikut:

Dalam mendesain kekuatan lentur diperlukan faktor reduksi terhadap

momen yang terjadi.

............................................................................................ (1)

Untuk melindungi kemampuan lekatan FRP diberikan persamaan untuk

menghitung koefisien lekatan yaitu:

(

) .................. (2)

Dengan memberikan asumsi bahwa nilai regangan maksimum pada beton

sebesar 0.003, maka regangan yang terjadi pada FRP dapat dihitung dengan

persamaan (3).

(

) .......................................................... (3)

Setelah mendapatkan nilai regangan pada FRP, maka nilai tegangan pada

FRP dapat dihitung dengan persamaan (4).

........................................................................................... (4)

Dengan menggunakan persamaan (5) dan (6) nilai regangan dan nilai

tegangan pada tulangan dapat dihitung. Setelah diketahui nilai nilai

regangan dan tegangan pada tulangan dan FRP, posisi garis netral dapat

dicek berdasarkan gaya dalam yang terjadi dengan menggunakan persamaan

(7).

(

) .............................................................................. (5)

...................................................................................... (6)

16

................................................................................... (7)

Kapasitas momen nominal perkuatan perkuatan lentur dengan menggunakan

FRP dapat dihitung dengan persamaan (8). Untuk perkuatan lentur ACI

committee 440 merekomendasikan nilai faktor reduksi untuk FRP (ψf)

sebesar 0,85.

(

)

(

) ........................... (8)

Keterangan:

Km = koefisien lekatan pada lapisan FRP

ɛfu = regangan maksimum pada FRP

n = jumlah lapisan perkuatan FRP

Ef = modulus elastisitas FRP (MPa)

tf = ketebalan nominal 1 lapis perkuatan FRP (mm)

ɛfe = regangan efektif pada FRP yang dicapai saat terjadi kegagalan

ɛcu = regangan ultimate pada beton di daerah tekan (0,003)

h = ketebalan penampang (mm)

c = jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

ɛbi = regangan pada substrat beton pada saat pemasangan FRP

ffe = tegangan pada FRP (MPa)

fy = tegangan leleh baja tulangan (MPa)

ψf = faktor reduksi kekuatan FRP

Af = luas penampang perkuatan FRP (mm2)

ffe = tegangan efektif FRP (MPa)

17

Rumus diatas hanya digunakan untuk perkuatan yang menggunakan FRP

saja. Adapun jika perkuatan yang digunakan terdiri dari lebih dari satu

bahan atau biasa disebut komposit, maka analisis yang digunakan sedikit

berbeda. Berikut flowchart dari analisis kapasitas balok perkuatan dengan

bahan komposit.

Tidak Iya

Mulai

Input dimensi balok, properti concrete, steel dan

wiremesh

Hitung:

As, Aswm, Af, ρ, ρmin

Ket:

As = luas tulangan

Aswm = luas wiremesh

Af = luas FRP

ρ = ρ terpasang

ρmin = ρ minimum

ρ > ρmin

As terlalu kecil

𝜌𝑏 ,85 𝑓′𝑐

𝑓𝑦 𝛽 *

𝑓𝑦+

β1 = 0,85, untuk f’c ≤ M

β1 = 0,85 – 0,008 (f’c – 30),

untuk 30 < f’c < 55 MPa

β1 = 0,65, untuk f’c ≥ 55 M

18

Iya

Tidak

Tidak

Iya

Gambar 3. Flowchart analisis kapasitas balok dengan perkuatan komposit.

ρ ≤ 0,75 ρb

Penampang diperbesar

𝑎 𝑇𝑠 𝑇𝑤𝑚 𝑇𝑓

𝐶

𝐴𝑠 𝑓𝑦 𝐴𝑠𝑤𝑚 𝑓𝑦 𝐴𝑓 𝑓𝑓𝑢

, 5 𝑓′𝑐 𝑏

C = T

ɛs = 𝑑 𝑐

𝑐 ɛ𝑐𝑢 > ɛ𝑦

ɛwm = 𝑤𝑚 𝑐

𝑐 ɛ𝑐𝑢 > ɛ𝑦

ɛfe = 𝑓 𝑐

𝑐 ɛ𝑐𝑢 > ɛ𝑦

𝑀𝑛 𝐴𝑠 𝑓𝑦 (𝑑 𝑎

2) 𝐴𝑓 𝑓𝑓𝑒 ( 𝑓

𝑎

2) 𝐴𝑠𝑤𝑚 𝑓𝑦 ( 𝑤𝑚

𝑎

2)

𝑃𝑛 2 𝑀𝑛

𝑙′

19

Perhitungan diatas digunakan untuk mencari beban maksimum pada balok

(Pmaks). Sementara untuk beban pada saat retak (Pcr) dapat digunakan

rumus sebagai berikut:

........................................................................................ (9)

Adapun fr adalah modulus hancur beton yang dapat dicari dengan

persamaan:

, 2 √ ′ ................................................................................... (10)

Sedangkan Ig adalah momen ineria bruto dan c merupakan garis netral. Dari

nilai Mcr tersebut dapat dihitung nilai Pcr pada balok dengan persamaan:

′ ............................................................................................ (11)

Dimana l’ merupakan jarak point load ke tumpuan.

2.4 “State of Art” dari Apikasi Penggunaan FRP

R. Djamaluddin et al (2013) meneliti pengaruh hybrid serat carbon (CFRP)

dan serat glass (GFRP) terhadap kapasitas lentur balok beton bertulang.

Pada penelitian ini dimensi balok yang digunakan adalah 150 cm x 20 cm

dengan panjang 270 cm. Ada dua macam variasi yang digunakan yaitu

variasi I (BGC) yang terdiri dari 1 lapis GFRP penuh permukaan + 1 lapis

CFRP dengan lebar 1/3 lebar balok, dan variasi II (BGCG) yang terdiri dari

1 lapis GFRP penuh permukaan + 1 lapis CFRP dengan lebar 1/3 lebar

balok + 1 lapis GFRP penuh permukaan. Adapun metode penelitian ini

terdiri dari dua tahap pengujian yaitu pengujian balok beton bertulang

normal yang dibebani hingga mencapai tulangan leleh dan pengujian balok

beton bertulang yang diperkuat GFRP dan CFRP. Hasil pengujian untuk

20

balok beton bertulang yang telah diperkuat GFRP dan CFRP menunjukan

bahwa balok mampu menahan kapasitas beban hingga mencapai 175,19 %

untuk balok variasi I dan 214,69 % untuk balok variasi II terhadap balok

normal. Mode kegagalan yang terjadi pada balok semuanya mengalami

lepasnya lekatan antara FRP dan beton (debonding failure). Sedangkan pada

lapisan hybrid-nya tidak terjadi kerusakan antara GFRP dan CFRP (R.

Djamaluddin et al, 2013).

Fikri Alami (2010) meneliti balok beton bertulang yang diperkuat dengan

GFRP. Balok beton bertulang berukuran 20 cm x 30 cm x 300 cm sebanyak

4 buah dengan variasi jumlah layer yaitu tanpa GFRP, dengan GFRP 1

layer, 2 layers dan 3 layers. Pengujian lentur dilakukan pada 4 balok beton

bertulang. Peningkatan kekuatan berdasarkan hasil eksperimen di

laboratorium ditunjukkan dengan meningkatnya nilai beban yang mampu

ditahan oleh balok dari (BL) 4,198 ton, (BL-1) 6,804 ton (meningkat 62,08

%), (BL-2) 7,078 ton (meningkat 68,60 %), dan (BL-3) 7,352 ton

(meningkat 75,13 %). Mode kegagalan pada balok beton (BL) pada

penelitian ini ialah keruntuhan lentur, keruntuhan GFRP yang terjadi ialah

pilling-off atau pelat GFRP mengelupas (Fikri Alami, 2010).

I Ketut Sudarsana dan Ida Bagus Rai Widiarsa (2008) juga telah melakukan

penelitian mengenai perilaku runtuh balok beton bertulang yang diperkuat

dengan lapis Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP). Penelitian ini

dilakukan untuk mengetahui perilaku runtuh dan kuat lentur dari balok

beton bertulang yang diberi penambahan lapis GFRP pada daerah tarik

21

balok. Pengujiaan ini menggunakan benda uji balok dengan ukuran 100 mm

x 150 mm x 1100 mm di atas tumpuan sederhana. Balok dibebani dua beban

terpusat dengan jarak 300 mm dari masing-masing tumpuan. Pada balok

dikerjakan 3 perlakuan yaitu balok tanpa penambahan lapis GFRP, balok

dengan penambahan 1 lapis GFRP, dan balok dengan penambahan 2 lapis

GFRP. Lapis GFRP yang digunakan penelitian ini terdiri dari serat glass

(fiberglass) yang berbentuk woven roving, dilekatkan pada permukaan beton

dengan epoxy resin. Data-data yang diamati berupa beban retak, beban

ultimit, pola retak, lebar retak, lendutan dan model keruntuhan. Hasil dari

penelitian ini menunjukan bahwa dengan penambahan lapis GFRP dapat

menahan terjadinya panjang retak dan lebar retak pada balok beton

bertulang. Penambahan lapis GFRP juga dapat meningkatkan kuat lentur

balok, dimana pada penambahan 1 lapis GFRP terjadi peningkatan sebesar

10,8 % dengan model keruntuhan yang terjadi yaitu keruntuhan lentur yang

disertai dengan putusnya GFRP. Sedangkan pada penambahan 2 lapis GFRP

terjadi peningkatan kuat lentur sebesar 13,4 % dengan model keruntuhan

yang terjadi yaitu keruntuhan lentur yang disertai dengan pelepasan lekatan

antara GFRP dengan beton (debonding) (I Ketut Sudarsana dan Ida Bagus

Rai Widiarsa, 2008).

III. METODE PENELITIAN

Dalam penelitian ini, peneliti membagi menjadi dua metode yaitu metode

eksperimental dan metode teoritis. Secara umum metode eksperimental

menggambarkan lay-out dari benda uji dan mempresentasikan hasil yang didapat

dari pengujian di laboratorium. Sedangkan metode teoritis digunakan untuk

membandingkan hasil yang didapat dari metode eksperimental berdasarkan pada

standar ACI 440.2R-08 dan SNI-2874-2002.

3.1 Metode Eksperimental

3.1.1 Benda uji

Penelitian ini menggunakan 30 buah benda uji silinder dengan

dimensi diameter 15 cm dengan tinggi 30 cm, dan 6 buah benda uji

balok beton bertulang dengan dimensi 15 cm x 15 cm x 170 cm. Ada

tiga jenis variasi yang digunakan dalam penelitian ini. Dua balok

pertama (BN1 dan BN2) merupakan balok beton bertulang tanpa

perkuatan atau disebut balok normal, dua balok kedua (BW1 dan

BW2) merupakan balok yang diperkuat dengan tulangan wiremesh

sebanyak 2 lapis, dan dua balok terakhir (BGW1 dan BGW2)

merupakan balok yang diperkuat dengan kombinasi GFRP +

Wiremesh + GFRP.

23

Adapun tulangan yang digunakan yaitu pada daerah tekan digunakan

tulangan 2 ø 6 dan pada daerah tarik digunakan tulangan 2 ø 10.

Sementara untuk tulangan sengkang digunakan ø 6 – 48 mm. Detail

benda uji dapat dilihat seperti pada Gambar 4, 5, dan 6. Adapun

pengecoran benda uji menggunakan ready mix dengan kuat tekan f’c =

25 MPa.

Gambar 4. Balok beton tanpa perkuatan (BN).

Gambar 5. Balok beton dengan perkuatan wiremesh 2 lapis (BW).

Gambar 6. Balok beton dengan perkuatan GFRP+WM+GFRP

(BGW).

GFRP dan wiremesh akan dipasang setelah benda uji di curing selama

21 hari. GFRP yang digunakan dalam penelitian ini adalah GFRP tipe

24

SEH51 dengan Ultimate Tensile Strength dalam arah serat utama

sebesar 460 MPa, dan Tensile Modulus sebesar 20900 MPa. Ketebalan

1 lapis GFRP yang digunakan yaitu 1,33 mm. Sedangkan wiremesh

yang digunakan tipe kawat jala las segi empat diameter 0,55 mm

dengan lebar bukaan 6 mm x 6 mm. Proses pemasangan balok dengan

variasi BW dan BGW ini terdiri dari 4 tahapan yaitu:

1. Tahap pertama adalah penghalusan permukaan beton yang akan

dipasangi lapisan perkuatan dengan menggunakan

gerinda/amplas.

2. Tahap kedua yaitu pemotongan GFRP maupun wiremesh dengan

ukuran 15 cm x 144 cm.

3. Tahap ketiga yaitu memberikan bahan perekat yaitu epoxy resin

pada permukaan beton dengan menggunakan skrap.

4. Tahap keempat adalah penempelan GFRP dan wiremesh pada

benda uji menggunakan metode wet lay-up.

Adapun yang dimaksud dengan metode wet lay-up yaitu metode

pemasangan FRP, dimana FRP yang akan dipasang perlu dibasahi

sebelumnya terlebih dahulu dengan epoxy resin untuk selanjutnya

dilapisi pada benda uji yang akan diperkuat (Mufti Amir Sultan et al,

2015). Posisi penempelan GFRP dan wiremesh berada pada daerah

sisi tarik benda uji balok. Hal ini dikarenakan penelitian ini berfokus

pada perilaku balok akibat gaya lentur dengan perkuatan yang berbeda

atau tanpa perkuatan sama sekali.

25

3.1.2 Set up pengujian

Untuk mengukur lendutan pada balok setelah dilakukan pembebanan

maka dipasang strain gauge. Pemasangan strain gauge pada baja

tulangan di daerah tarik sebanyak 1 buah. Pada beton dipasang strain

gauge sebanyak 2 buah yaitu pada daerah tekan benda uji (atas balok)

dan sisi balok (15 mm dari atas balok). Pada GFRP dan wiremesh

dipasang strain gauge sebanyak 1 buah yang posisi pemasangannya

berada di tengah benda uji seperti ditunjukkan pada Gambar 7, 8, dan

9.

Gambar 7. Posisi strain gauge pada balok normal (BN).

Gambar 8. Posisi strain gauge pada balok dengan perkuatan wiremesh

2 lapis (BW).

26

Gambar 9. Posisi strain gauge pada balok dengan perkuatan

GFRP+WM+GFRP (BGW).

Set up pengujian diilustrasikan seperti Gambar 10, sebelum pengujian

dipasang dial gauge sebanyak 2 buah ditengah balok bagian bawah

sebelah kiri dan kanan untuk mengukur besarnya lendutan akibat

beban. Pengujian dilakukan dengan two point load, digunakan

pembebanan yang bersifat monotonik dengan kecepatan konstan

sebesar 0,05 mm/dt sampai benda uji mengalami kegagalan.

Pembacaan data pada proving ring diambil setiap kenaikan 5 divisi

atau setara 0,38 Ton pada kondisi normal, sedangkan untuk kondisi-

kondisi tertentu seperti first cracking, yield, dan ultimate load diambil

lebih rapat. Sementara pengamatan terhadap benda uji terus dipantau

secara visual, terutama terhadap perkembangan retak yang terjadi

akibat bertambahnya beban, juga terhadap perilaku keruntuhan yang

terjadi. Pembebanan dilakukan hingga mencapai beban ultimit.

27

Gambar 10. Set up pengujian dan pemasangan dial gauge.

3.1.3 Hasil yang akan didapat

1. Hubungan beban dan lendutan (Nawy, 2003)

Hubungan beban–lendutan balok beton bertulang pada dasarnya dapat

diidealisasikan menjadi beban trilinier menjadi seperti yang

diperlihatkan pada Gambar 11. Hubungan ini terdiri dari tiga daerah

sebelum terjadinya rupture.

Daerah I : Taraf praretak, dimana batang-batang strukturalnya

bebas retak.

Daerah II : Taraf pascaretak, dimana batang-batang strukturalnya

mengalami retak-retak terkontrol yang masih dapat

diterima, baik dalam distribusinya maupun lebarnya.

Daerah III : Taraf pasca-serviceability, dimana tegangan pada

tulangan tarik sudah mencapai tegangan lelehnya.

28

Sumber: Nawy, 2003.

Gambar 11. Hubungan beban-defleksi pada balok.

2. Hubungan beban dan regangan

Struktur yang mendapat beban-beban dari luar akan mengalami

deformasi. Nilai deformasi dibagi dengan dimensi awal sebelum

dibebani didefinisikan sebagai regangan (strain). Deformasi terjadi

akibat adanya tarikan, bagian panjang bagian L akan mengalami

perpanjangan sebesar ΔL. Adapun yang dimaksud dengan regangan

adalah perpanjangan relatif, yaitu pertambahan panjang persatuan

panjang awal yang dirumuskan sebagai berikut:

......................................................................................... (12)

Keterangan:

ɛ = regangan

ΔL = pertambahan panjang (ukuran) yang terjadi pada struktur (m)

L = panjang (ukuran) struktur awal (m)

29

Untuk P sebagai gaya tekan, dapat juga digambarkan hubungan

serupa. Formulasi yang mempresentasikan hubungan linier antara

tegangan dan regangan dituangkan sebagai hukum Hooke berikut ini:

........................................................................................ (13)

Keterangan;

= tegangan (MPa)

ɛ = regangan

E = modulus elastisitas (MPa)

3.2 Metode Teoritis

Sebelum dilakukan pengujian benda uji balok, terlebih dahulu dilakukan

analisis terhadap balok baik yang menggunakan perkuatan maupun yang

tidak menggunakan perkuatan. Analisis yang dilakukan yaitu terhadap

beban pada saat retak (Pcr) yang dapat dilihat pada persamaan (11) dan

beban pada saat mencapai maksimum atau beban ultimit (Pmaks) pada

persamaan (11). Persamaan-persamaan tersebut dapat dikembangkan sesuai

penambahan perkuatan pada balok.

30

3.3 Bagan Alir Penelitian

Tahap 1

Tahap 2

Tahap 3

Tahap 4

Gambar 12. Bagan alir penelitian.

Mulai

Studi Pustaka

Persiapan Material

Pembuatan Sampel dan Benda Uji

(lihat pada gambar 11)

Pengujian Sampel dan Benda Uji

Analisis Hasil dan Pembahasan

Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

31

Tidak

Ya

Gambar 13. Bagan alir pembuatan benda uji.

Mulai

Persiapan Material

Pemeriksaan Material:

-(ASTM C-136)

-(ASTM C-128 & ASTM C-127)

-(ASTM C-566 & ASTM C-556) -(ASTM C-29)

-(ASTM C-117)

Memenuhi

Standar ASTM

Mix

Design

Pembuatan benda uji untuk 30 buah benda uji

silinder (D = 15 cm, t = 30 cm) dan 6 buah benda

uji balok (15 cm x 15 cm x 170 cm)

Selesai

IV. MATERIAL PROPERTI DAN PENGUJIAN BENDA UJI

Pada bab ini dibagi menjadi tiga bahasan utama, yaitu: beton, perkuatan balok dan

pengujian benda uji. Pada bagian beton akan dijelaskan mengenai uji material,

perhitungan JMF (Job Mix Formula), job mix, dan perawatan beton (curing).

Kemudian pada bagian perkuatan balok akan dijelaskan mengenai material

perkuatan, laminating perkuatan, dan aplikasi perkuatan pada balok. Dan yang

terakhir bagian pengujian benda uji, berisi mengenai set up pengujian dan

pelaksanaan pengujian.

4.1 Beton

Beton yang digunakan pada penelitian ini adalah beton mutu normal dengan

kuat tekan rencana (f’c) 25 MPa. Adapun untuk benda uji balok, beton akan

dikombinasikan dengan baja tulangan berdiameter 10 mm pada daerah tarik.

Pada subbab ini dibagi menjadi 4 bahasan utama yang akan menjelaskan

secara rinci mengenai beton dan baja tulangan yang digunakan pada

penelitian ini, yaitu meliputi:

4.1.1 Uji material

Sebelum dilakukan perhitungan JMF dan pelaksanaan pembuatan

beton, harus dilakukan terlebih dahulu uji material terhadap material-

33

material yang akan digunakan. Uji material ini dilakukan untuk

mengetahui apakah material yang digunakan sesuai dengan standar

ASTM yang telah ditetapkan. Adapun uji material yang dilakukan

terdiri dari:

Berat jenis agregat kasar dan agregat halus

Berat jenis semen

Berat volume agregat kasar dan agregat halus

Kadar air agregat kasar dan agregat halus

Gradasi agregat kasar dan agregat halus

Adapun hasil uji material dapat dilihat pada lampiran (2).

Setelah dilakukan uji material dan memenuhi standar ASTM, maka

selanjutnya material dibersihkan agar tercapai kondisi SSD (Saturated

Surface Dry). Dan terakhir material yang telah mencapai kondisi SSD

dimasukkan kedalam karung yang sebelumnya telah dilapisi plastik

untuk menjaga kondisi SSD material tersebut.

34

Gambar 14. Memasukkan material SSD kedalam karung yang dilapisi

plastik.

4.1.2 Perhitungan JMF (Job Mix Formula)

Perhitungan JMF (Job Mix Formula) pada penelitian ini menggunakan

metode ACI. Pemilihan metode ACI pada penelitian ini dikarenakan

hasil dari trail mix sebelumnya. Sebelum dilakukan trail mix, dibuat

terlebih dahulu 2 perhitungan dengan metode berbeda, yaitu metode

British dan metode ACI. Dari kedua metode tersebut didapat hasil dari

trail mix yang paling sesuai dan kuat tekan beton mendekati kuat

tekan rencana yaitu metode ACI. Sehingga pada penelitian ini

digunakan metode ACI untuk perhitungan JMF-nya. Berikut adalah

hasil perhitungan JMF (Job Mix Formula):

1. Kuat tekan karakteristik = 25 MPa

2. Srandar deviasi (S) = 7 MPa

3. Slump rencana = 15 – 17 cm

35

4. Dari hasil pemeriksaan laboratorium pada kondisi SSD:

Agregat kasar (batu pecah):

BJ = 2,9

Berat volume padat = 1486,73 kg/m3

Agregat halus:

BJ = 2,56

Berat volume padat = 1492 kg/m3

Tabel 3. Hasil mix design

Komposisi Material Per 1 m3

Semen 469,57 kg

Air 216 kg

Agregat kasar 892,04 kg

Agregat halus 786,77 kg

4.1.3 Job mix

Pengecoran beton (job mix) dilakukan di Laboratorium Konstruksi dan

Bahan, Fakultas Teknik, Universitas Lampung. Pengecoran benda uji

balok dilaksanakan selama 3 hari dengan 2 kali pengecoran setiap

harinya. Hal ini dikarenakan karena terbatasnya kapasitas maksimum

volume mesin mixer yang ada di laboratorium, yaitu berkisar 0,048

m3. Sementara volume 1 balok 0,038 m

3 yang berarti hampir sama

dengan volume kapasitas mesin mixer. Sehingga tidak dapat dilakukan

pengecoran lebih dari 1 balok.

Sebelum dilakukan pengecoran, terlebih dahulu dilakukan pabrikasi

bekisting dan tulangan. Untuk pabrikasi bekisting sendiri dibuat

36

secara manual dengan menggunakan papan multiplek dengan tebal 1,3

mm dan disambungkan dengan baut sekrup. Pada atas bekisting diberi

pengaku berupa potongan kayu yang dipasang melintang sebanyak 3

buah. Hal ini supaya benda uji tidak mengalami perubahan bentuk

akibat beban berat dari adukan beton.

Gambar 15. Bekisting dengan pengaku.

Selain pabrikasi bekisting, dilakukan juga pabrikasi tulangan.

Tulangan yang digunakan yaitu diameter 10 mm pada daerah tarik dan

diameter 6 mm untuk sengkang. Pabrikasi tulangan ini dilakukan

secara manual. Untuk pembekokan sengkang dan angkur dilakukan

dengan balok kayu yang dipasang paku dengan ukuran yang telah

direncanakan. Lalu dirakit dengan kawat bendrat.

37

Gambar 16. Pembekokkan tulangan.

Gambar 17. Perakitan tulangan.

4.1.4 Perawatan beton (curing)

Metode yang digunakan untuk proses curing yaitu dengan menutupi

benda uji balok dengan karung goni yang telah dibasahi. Pada proses

38

curing ini harus selalu dilakukan pengecekan terhadap kondisi karung

goni apakah masih lembab atau tidak. Jika karung goni sudah kering,

maka harus dilakukan penyiraman kembali. Proses curing ini

dilakukan selama 21 hari.

Gambar 18. Proses curing balok.

4.2 Perkuatan Balok

Pada subbab ini dibagi menjadi 3 bahasan utama, yaitu:

4.2.1 Material perkuatan

Ada dua macam material utama yang digunakan untuk perkuatan

balok pada penelitian ini, yaitu GFRP (Glass Fiber Reimforced

Polymer) dan wiremesh. GFRP sendiri merupakan salah satu jenis

serat fiber yang bahan pembuatannya dari kaca. GFRP yang

digunakan yang mempunyai serat 2 arah dan mempunyai ketebalan

1,33 mm. Sementara wiremesh yang digunakan berjenis kawat jala

segi empat dengan diameter kawat 0,55 mm dan lebar bukaan 6 mm.

39

Gambar 19. GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer).

Gambar 20. Wiremesh.

4.2.2 Laminating perkuatan

Pada pabrikasi perkuatan composite dibagi menjadi 2 proses

laminating. Yaitu proses yang pertama, laminating untuk perkuatan

dengan 2 lapis wiremesh. Dan yang kedua, laminating untuk

40

perkuatan dengan 2 lapis GFRP yang dikombinasikan dengan 1 lapis

wiremesh. Sebelum di laminating, terlebih dahulu dibuat lem yang

terbuat dari epoxy resin. Epoxy resin terdiri dari 2 komponen, yaitu

komponen A (resin) dan komponen B (hardener) dengan rasio

campuran 100 komponen A dan 34,5 komponen B.

Gambar 21. Pencampuran lem epoxy resin.

Gambar 22. Proses laminating.

41

4.2.3 Aplikasi perkuatan pada balok

Untuk proses pengaplikasian perkuatan yang sudah di laminating ke

balok, yaitu dengan cara membasahi permukaan balok yang akan

dipasang perkuatan dengan lem resin epoxy. Sebelumnya kedua sisi

balok dipasang lakban agar lem tidak tumpah ke bawah. Setelah lem

di tuang ke permukaan balok, lem diratakan dengan skrap agar semua

permukaan balok terkena lem resin epoxy. Setelah itu perkuatan

dipasang ke permukaan balok yang sudah di beri lem dan dipasang

penjepit dan pemberat supaya lem merata.

Gambar 23. Pemasangan perkuatan ke balok.

4.3 Pengujian Benda Uji

4.3.1 Set up pengujian

Sebelum dilakukan pengujian benda uji balok, dilakukan dulu set up

pengujian yang terdiri dari :

42

1. Perletakan benda uji pada alat Loading Frame.

Benda uji balok di letakkan diatas tumpuan sendi - rol dengan

jarak 150 cm di atas alat Loading Frame. Setelah balok sentris,

dipasang balok baja IWF diatas balok yang dibawahnya terdapat

dua tumpuan yang akan menekan balok dengan jarak 30 cm dan

diameter 5 cm. Balok baja IWF ini berfungsi untuk mengubah

alat Loading Frame yang mempunyai beban single point load

menjadi two point load.

Gambar 24. Set up balok pada alat Loading Frame.

2. Pemasangan dial gauge.

Dial gauge berfungsi untuk mengukur besar lendutan pada balok

saat dilakukan pengujian. Dial gauge diletakkan tepat dibawah

balok dan berada ditengah. Disetiap pengujian dipasang 2 dial

gauge diposisi kanan dan kiri sisi pinggir balok paling bawah. Hal

43

ini bertujuan untuk mengetahui balok rata atau tidak saat

dilakukan penekanan beban.

Gambar 25. Pemasangan dial gauge.

3. Pemasangan strain gauge dan strain indicator.

Strain gauge adalah alat yang berfungsi untuk mengukur besarnya

regangan yang terjadi pada beton, tulangan maupun pada

perkuatannya. Sedangkan untuk membaca besarnya regangan

tersebut digunakan alat yang bernama strain indicator. Pada

balok normal, strain gauge dipasang sebanyak 3 buah pada

bagian atas balok, sisi samping 12 mm dari atas, dan pada bagian

tulangan. Sementara pada balok yang menggunakan perkuatan

dipasang sebanyak 4 buah. Letak pemasangannya sama seperti

balok normal, tapi ada penambahan pada bagian perkuatan.

44

Gambar 26. Strain gauge.

Gambar 27. Strain indicator.

4.3.2 Pelaksanaan pengujian

Pelaksanaan pengujian dapat dilakukan setelah semua set up

pengujian telah terpasang. Pada pelaksanaan pengujian ini dibutuhkan

setidaknya 5 orang untuk bertugas sebagai pengambil data strain

gauge pada alat strain indicator, pengambil data dial gauge, pengukur

besar retakan dengan alat micro crack, pemompa beban dengan

45

pompa hydraulic jack, dan yang terakhir dokumenter. Alat yang

digunakan untuk pengujian balok ini bernama Loading Frame. Alat

ini menggunakan tekanan pompa hydraulic untuk memberi beban

pada benda uji dan beban maksimalnya yang dapat di pompa yaitu 30

Ton. Tapi untuk keamanan alat tersebut dianjurkan tidak melebihi dari

20 ton. Sementara, untuk membaca besarnya beban alat ini masih

tergolong manual, yaitu menggunakan proving ring. Pengujian ini

dibaca setiap kelipatan beban 5 divisi, yang 1 divisinya bernilai 76 kg.

Gambar 28. Pelaksanaan pengujian.

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan perhitungan yang telah dibahas pada bab 5,

maka dapat diambil beberapa simpulan. Adapun simpulan tersebut sebagai

berikut:

1. Balok dengan menggunakan perkuatan mampu meningkatkan kapasitas

balok terhadap balok tanpa perkuatan. Balok sampel 2 dengan

perkuatan wiremesh 2 lapis (BW 2) meningkat sebesar 11,32% terhadap

balok normal 1 (BN 1) dan meningkat 27,71% terhadap balok normal 2

(BN 2). Sedangkan untuk balok pertama dengan perkuatan kombinasi

GFRP dan wiremesh (BGW 1) mengalami peningkatan sebesar 69,81%

terhadap balok normal 1 (BN 1) dan 94,80% terhadap balok normal 2

(BN 2). Sementara untuk balok kedua dengan perkuatan yang sama

(BGW 2) mengalami peningkatan sebesar 75,47% terhadap balok

normal 1 (BN 1) dan 101,30% terhadap balok normal 2 (BN 2).

2. Dari grafik beban dan lendutan, menunjukkan bahwa balok yang diberi

perkuatan mampu meningkatkan nilai kekakuan terhadap balok normal

tanpa perkuatan (BN). Pada balok BW 2 mampu meningkat sebesar

45,26% terhadap balok BN 1 dan 49,21% terhadap balok BN 2.

Sementara untuk balok BGW 1 mampu meningkat sebesar 60,11%

86

terhadap balok BN 1 dan 62,99% terhadap balok BN 2. Dan untuk

balok BGW 2 mampu meningkat sebesar 49,84% terhadap balok BN 1

dan 53,46% terhadap balok BN 2.

3. Sedangkan jika dibandingkan antara balok yang menggunakan

perkuatan wiremesh 2 lapis (BW) dengan balok yang menggunakan

perkuatan kombinasi GFRP dan wiremesh (BGW), dapat diambil

simpulan kedua bahwa balok yang menggunakan perkuatan kombinasi

GFRP dan wiremesh (BGW) lebih kaku dibandingkan dengan balok

yang menggunakan perkuatan wiremesh 2 lapis (BW). Untuk balok

BGW 1 nilai kekakuannya meningkat sebesar 27,13% terhadap balok

BW 2. Dan untuk balok BGW 2 nilai kekakuannya meningkat sebesar

8,37% terhadap balok BW 2.

4. Berdasarkan nilai indeks kedaktilan, dapat disimpulkan bahwa balok

normal tanpa perkuatan lebih daktail daripada balok yang menggunakan

perkuatan, baik yang menggunakan wiremesh 2 lapis maupun

kombinasi wiremesh dan GFRP.

5. Berdasarkan grafik beban dan regangan, kesemua benda uji balok

mengalami peningkatan regangan tulangan (ɛs) dan regangan pada

perkuatan (ɛwm atau ɛf) diatas regangan leleh baja (ɛy) yaitu 0,002.

6. Retak yang terjadi pada keenam balok merupakan retak lentur dan

kegagalan yang terjadi merupakan kegagalan lentur pada balok BN dan

balok BW. Sedangakan pada balok BGW kegagalan yang terjadi yaitu

lepasnya lekatan antara perkuatan dengan beton (debonding).

87

7. Berdasarkan perbandingan teoritis dan eksperimental terhadap beban

retak Pcr, terjadi perbedaan yang cukup jauh pada beban retak awal

antara hasil teoritis dengan hasil pengujian. Perbedaan yang signifikan

ini disebabkan karena pada hasil eksperimental, pengamatan yang

dilakukan pada retak awal dengan cara visual secara langsung tanpa alat

bantu. Sehingga beban retak awal yang didapat tidak mendekati

perhitungan teoritis.

8. Berdasarkan perbandingan teoritis dan eksperimental terhadap beban

maksimum Pmaks, pada balok tanpa perkuatan (BN) dan balok dengan

perkuatan wiremesh 2 lapis (BW) nilai Pmaks dari teoritis lebih kecil

dibandingkan nilai Pmaks dari eksperimental. Hal ini dikarenakan

analisis yang digunakan balok bertulangan tunggal, namun pada saat

penelitian dipasang tulangan pada daerah tekan untuk mengaitkan

sengkang. Walaupun diameter yang digunakan kecil, tapi tetap

memberikan kontribusi pada balok tersebut.

9. Sedangkan pada balok BGW nilai Pmaks eksperimental lebih kecil dari

Pmaks teoritis dan juga perbedaan yang cukup jauh. Maka perlu

dilakukan revisi terhadap perhitungan teoritisnya. Adapun dari hasil

revisi dapat diambil kesimpulan nilai Pmaks teoritis lebih besar

dibandingkan dengan nilai Pmaks eksperimental, tapi hasilnya lebih

mendekati dibandingkan analisis lama yaitu didapat nilai Pmaks teoritis

baru sebesar 7,53 Ton.

88

6.2 Saran

Dari penelitian dan analisis yang telah dilakukan peneliti, maka peneliti

memberikan saran sebagai berikut:

1. Melihat fenomena balok BW 1 yang kapasitas baloknya dibawah balok

normal, maka untuk penelitian selanjutnya pada saat proses pembuatan,

pengangkutan dan perawatan benda uji harus dilakukan dengan hati-

hati agar benda uji tidak rusak sebelum diuji. Dan juga pada saat

pemasangan perkuatan supaya lebih berhati-hati dalam pengeleman dan

lebih siap untuk metode pemasangan perkuatan yang akan digunakan.

2. Mengingat berat satu balok sekitar 100 kg lebih, maka untuk

selanjutnya supaya dipasang angkur diatas balok agar mobilisasi balok

dapat menggunakan crane dan dapat mempercepat penelitian.

3. Pada balok dengan perkuatan kombinasi GFRP dan wiremesh

kegagalan yang terjadi yaitu debonding, sehingga perlu dilakukan

treatment khusus yaitu berupa memberikan serbuk pasir ke permukaan

balok yang akan dipasang perkuatan agar rekatan pada lem semakin

kuat dan mencegah terjadinya debonding.

4. Selain itu perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk balok yang

menggunakan angkur atau wrap pada ujung perkuatan, perlakuan ini

juga untuk mencegah kegagalan debonding dan mengetahui kapasitas

maksimum pada balok yang menggunakan perkuatan kombinasi GFRP

dan wiremesh.

5. Alat untuk mengukur besarnya beban pada alat UTM (Universal

Testing Machine) masih menggunakan cara manual dengan sistem

89

jarum jam, sehingga data yang didapat kurang akurat dan detail. Maka

dari itu peneliti menyarankan untuk kedepannya Laboratrium

Konstruksi dan Bahan, Fakultas Teknik, Universitas Lampung

mengganti alat tersebut dengan yang lebih modern, misalnya sudah

terhubung dengan komputer dan output yang dihasilkan angka dan

gambar.

DAFTAR PUSTAKA

Universitas Lampung. 2018. Pedoman Penulisan Karya Ilmiah Universitas

Lampung. Unila Offset. Bandar Lampung.

ACI 440.2R-08. 2008. Guide for The Design and Consruction of Externally

Bonded FRP Systems for Strength Concrete Structures. Reported by ACI

Committee 440.

ACI 549R-97. 1997. State-of-the-Art Report on Ferrocement. American Concrete

Institute Committee 549.

Alami, F. 2010. Perkuatan Lentur Balok Beton Bertulang dengan Glass Fiber

Reinforced Polymer (GFRP). Perkembengan dan Kemajuan Konstruksi

Indonesia, Seminar dan Pameran HAKI. Jakarta.

Basuki, Ariyadi. 2005. Sistem Penguatan Struktur Beton Menggunakan Serat

Polimer (Fiber-Reinforced Polymer): BAGIAN I. Berita Teknologi Bahan

dan Barang Teknik, No.19/2005.

Djamaluddin, R. et al. 2009. Pengaruh Lapisan Hybrid Serat Karbon dan Serat

Gelas Terhadap Kapasitas Lentur Balok Beton Bertulang.

Duhri, Aswin Perdana. 2013. Studi Pengaruh GFRP Diagonal Terhadap Kuat

Lentur Balok Beton Bertulang. Skripsi, Progam Sarjana Universitas

Hasanuddin, Makassar.

Hartono, E. 1997. Aplikasi Ferosemen untuk Selimut Balok Beton Bertulang.

Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Keller, Thomas. 2003.Use of Fibre Reinforced Polymers in Bridge Construction.

Fiberline Composites A/S.

Nurlina, Siti. et al. 2016. Perbandingan Daktilitas Balok Beton Bertulang dengan

Menggunakan Perkuatan CFRP dan GFRP. Rekayasa Sipil, Vol. 10, No. 1

– 2016 ISSN 1978-5658.

Pratikto. 2009. Konstruksi Beton I. Politeknik Negeri Jakarta, Jakarta. 126 hlm.

Primasari, P. et al. 2014. Kajian Distribusi Tegangan Sambungan Material Fiber

Reinforced Polymer pada Kondisi Elastik Linier dengan Menggunakan

Metode Elemen Hingga. Reka Recana. Jurnal Online Institut Teknologi

Nasional.

Sianipar, Marolop Tua. 2009. Analisa Kolom Beton Bertulang yang diperkuat

dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer.

SNI 2847:2013. 2013. Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung.

Badan Standardisasi Nasional.

Soebandono, B. et al. 2011. Perbaikan Balok Beton Bertulang dengan Metode

Jacketing dengan Bahan Ferosemen Akibat Beban Siklik pada Beban

Ultimit. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, Vol. 14, No. 2, 166 – 176.

Sudarsana, I ketut. dan Widiarsa, Ida Bagus Rai. 2008. Perilaku Runtuh Balok

Beton Bertulang yang Diperkuat dengan Lapis Glass Fiber Reinforced

Polymer (GFRP). Jurnal Ilmiah Teknik Sipil. Vol, 12, No. 1.

Sultan, Mufti Amir et al. 2015. Pengaruh Air Laut Terhadap Kapasitas Lentur

Balok Beton Bertulang yang Diperkuat GFRP-S. Publikasi Ilmiah S3

Teknik Sipil UNHAS, Juni 2015/63.