STUDI PERBANDINGAN SIFAT MEKANIS BETON DENGAN DAN TANPA PERKUATAN GFRP DAN TYFO SW EPOXY (UNDERWATER) (THE STUDY OF COMPARISON MECHANICAL CHARACTERISTIC OF CONCRETE WITH AND WITHOUT STRENGHTENING OF GFRP AND TYFO SW EPOXY (UNDERWATER))

(1)

Oleh :

LENI PUSPA MELIANI

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

(2)

ABSTRAK

STUDI PERBANDINGAN SIFAT MEKANIS BETON DENGAN DAN TANPA PERKUATAN GFRP

DAN TYFO SW EPOXY (UNDERWATER)

Oleh

Leni Puspa Meliani

Kerusakan seperti keroposnya tiang pancang dermaga kerap terjadi pada konstruksi-konstruksi bawah air seperti bangunan pinggir pantai. Perkuatan tiang pancang beton bawah air dengan GFRP dan epoxy underwater adalah salah satu solusi kerusakan pada bangunan demaga, dengan cara meningkatkan/ mengembalikan kekuatan tiang pancang dan menambah masa layan dari struktur dermaga tersebut.

Benda uji yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari 40 sampel silinder beton (d=150 mm dan h=300 mm). Dua puluh sampel silinder untuk uji kuat tekan dan modulus elastisitas beton serta 20 sampel silinder untuk uji kuat tarik belah beton. Perlakuan pada sampel yaitu perkuatan dengan GFRP 1 layer, 2 layers dan 3 layers.

Persentase peningkatan kuat tekan pada perkuatan dengan GFRP 1 layer, 2 layers dan 3 layers berturut-turut yaitu 41,7%, 77,85% dan 192,6% terhadap beton tanpa GFRP. Persentase peningkatan kuat tarik belah pada perkuatan dengan GFRP 1

(3)

dan epoxy underwater terjadi peningkatkan kuat tekan dan kuat tarik belah yang signifikan. Nilai modulus elastisitas (Ec) rata-rata dial gauge/modulus tanpa GFRP

dan dengan perkuatan GFRP 1 layer, 2 layers dan 3 layers, berturut-turut yaitu 32753,71 MPa, 12438,51 MPa, 52946,20 MPa dan 50151,52 MPa. Maka disimpulkan hasil pengujian modulus elastisitas tidak sesuai harapan yaitu seharusnya perkuatan dengan GFRP meningkatkan modulus elastisitas beton.

(4)

ABSTRACT

THE STUDY OF COMPARISON MECHANICAL CHARACTERISTIC OF CONCRETE WITH AND WITHOUT STRENGHTENING OF

GFRP AND TYFO SW EPOXY (UNDERWATER) By

Leni Puspa Meliani

The damage of concrete structures such as the porous of dock piling, often occur on underwater constructions such as buildings on the beach. The strengthening of underwater concrete piles with GFRP and epoxy underwater is one solution for dock damage, by improving/restoring load capacity of poles and increasing the service life of pier structures.

The specimens used in this study consisted of 40 cylinders (d = 150 mm and h = 300 mm). Twenty cylindrical samples used for compressive strength and modulus of elasticity test as well as 20 samples used for splitting tensile strength test. The variations of GFRP strengthening in this research were 1 layer, 2 layers and 3 layers.

Persentage of increment of compressive strength test of GFRP strengthening for 1 layer, 2 layers and 3 layers compare to concrete without GFRP were 41.7%, 77.85% and 192.6% respectively. Persentage of increment of splitting tensile

(5)

conclusion is the cylinders strengthened by GFRP and epoxy underwater can increase compressive strength and splitting tensile strength significantly. The average modulus of elasticity (Ec) dial gauge/modulus without GFRP and GFRP strengthening for 1 layer, 2 layers and 3 layers were 32753.71 MPa, 12438.51 MPa, 52946.20 MPa and 50151.52 MPa respectively. It shows that the test result do not appropriate with the hypothesis which the cylinders strengthened by GFRP should have higher modulus of elasticity than plain cylinders.

(6)

NamaMatrasiswa No. Pokok Mahasiswa

Junrsan

Fakultas

A6rn Puspaolddnrt

08r501 r070

Teknik Sipil Teknik

MENYETUJTII

l.

Komisi Pembimbing

Ir. Eddy Purwanto, M.T.

NrP. I 955 1212 I 990101001 _NIP._1974083_12000032002N., S.T., M.T.

2.

KetuaJurusan

a, M.T.

Ir.

I

(7)

rt-Ett

ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang

Fr.h

diakukan oftmg

laiq

dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat

lrye

aau pendapat yang dituti*kan atau diterbitkffi crarry tain kecuali yang

lErl

t€rtulis diacu dalarn naskah

ini

sebagaimana dissbutkan dalam daftBr

Fsrka-

setain

itu

saya menyatakan pula, bahwa skripsi

ini

dibuat oleh saya

a+rl

AfhfE

pemyataan saya ini tidak

krar,

maka saya bffssdia dikmai sanksi sesuai

r-ti.

_hukum_{yang berlaku.}

Agust*s 2St3

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL... iii

DAFTAR GAMBAR... iv

DAFTAR NOTASI... vii

DAFTAR LAMPIRAN... viii

I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1

B. Rumusan Masalah... 2

C. Tujuan Penelitian... 2

D. Batasan Masalah... 3

E. Manfaat Penelitian... 3

II TINJAUAN PUSTAKA A. Beton... 4

B. Tyfo Fibrwrap Systems... 5

C. Aplikasi GFRP pada Beton... 14

D. Penelitian Terdahulu... 16

E. Perhitungan Kuat Tekan, Modulus Elastisitas dan Kuat Tarik Belah... 19

III METODE PENELITIAN A Pengumpulan Data... 21

(9)

C Alat... 25

D Pelaksanaan Penelitian... 28

E Analisis Penelitian... 38

F Bagan Alir Penelitian... 39

IV HASIL DAN PEMBAHASAN A Kuat Tekan Beton... 41

B Kuat Tarik Belah Beton... 52

C Modulus Elastisitas Beton... 60

D Hubungan Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah... 65

V KESIMPULAN DAN SARAN A KESIMPULAN... 68

B SARAN... 70 DAFTAR PUSTAKA

(10)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kerusakan struktur dapat diakibatkan oleh beberapa faktor, diantaranya adalah kesalahan saat perencanaan, kesalahan saat proses konstruksi, dan kerusakan elemen struktur pada suatu konstruksi. Untuk menanggulangi faktor-faktor penyebab kerusakan struktur tersebut dibutuhkan perkuatan struktur. Beberapa metode perkuatan pun terus berkembang.

Salah satu metode perkuatan struktur adalah perkuatan struktur dengan FRP (Fibre Reinforced Polymer). Metode perkuatan dengan FRP ini diaplikasikan bersama dengan epoxy. Epoxy adalah perekat yang berfungsi merekatkan FRP dengan bahan lain seperti beton, baja, pipa dan lain-lain.

FRP adalah material komposit berbentuk seperti lembaran kain anyaman yang fleksibel dan memiliki kekuatan hampir 10 kali kekuatan baja biasa, FRP berfungsi menambah kekuatan di bagian tarik dari suatu struktur.

FRP memiliki beberapa kelebihan diantaranya adalah tahan terhadap korosi, memiliki berat yang cukup ringan (hampir ¼ dari berat baja), mudah diaplikasikan di tempat yang sempit, mengurangi penggunaan scaffolding dan biaya pekerjaan, memiliki kekuatan yang cukup tinggi, memiliki kapasitas

(11)

deformasi yang besar serta dapat digunakan dengan dimensi dan geometri yang tak terbatas. Dengan penggunaan bahan FRP dan epoxy tersebut memungkinkan adanya peningkatan kekuatan dari elemen struktur, sehingga masa layan dari sebuah konstruksi dapat diperpanjang. FRP dibagi berdasarkan jenis bahan yaitu glass, carbon dan aramid. Bahan yang terbuat dari glass yaitu GFRP (Glass Fibre Reinforced Polymer).

B. Rumusan Masalah

Konstruksi-konstruksi bawah air seperti bangunan pinggir pantai kerap mengalami kerusakan seperti keroposnya tiang pancang dermaga. Perkuatan tiang pancang beton bawah air dengan GFRP dan epoxy underwater dapat menjadi solusi kerusakan pada bangunan dermaga, dengan cara meningkatkan/mengembalikan kekuatan tiang pancang dan menambah masa layan dari struktur dermaga tersebut.

Untuk pendekatan/penyederhanaan dari kondisi tiang pancang berbentuk silinder di lapangan, maka dibuat sampel silinder yang diperkuat dengan GFRP pada kondisi di laboratorium, kemudian dilakukan uji tekan dan tarik belah.

C. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah:

1. Membandingkan kekuatan beton bawah air sebelum dan setelah diperkuat GFRP 1 layer, 2 layers, dan 3 layers serta epoxy undewater.

(12)

2. Pada beton bawah air dilakukan uji tekan, uji tarik belah dan uji modulus elatisitas untuk mengetahui peningkatan kuat tekan dan kuat tarik belah serta nilai modulus elatisitas.

D. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Bahan yang digunakan untuk perkuatan struktur adalahGFRP tipe SEH-51A dan Tyfo SW-1 (epoxy underwater) yang diproduksi oleh Fyfe Co. 2. Pada penelitian ini dibuat 40 sampel silinder dimana 10 sampel

diperuntukkan bagi masing-masing perlakuan. Perlakuan tersebut dintaranya sebelum ditambah GFRP, penambahan GFRP 1 layer, 2 layers dan 3 layers. Pemasangan GFRP dilakukan saat umur beton 21 hari. Pemasangan GFRP ini dilakukan di dalam air.

3. Pengujian yang dilakukan adalah uji tekan, uji tarik belah dan uji modulus elastisitas. Pengujian dilakukan pada umur beton 36 sampai 50 hari.

E. Manfaat Penelitian

Maanfaat penelitian ini adalah:

1.Mengetahui pengaruh perkuatan GFRP dan epoxy underwater pada beton bawah air.

2.Memberikan informasi tentang hasil penelitian kepada pihak Fyfe co. sebagai sponsor pada penelitian ini yang menyediakan GFRP dan epoxy underwater.

(13)

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Beton

Beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidrolik lain, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan campuran tambahan yang membentuk massa padat.

Beton memiliki beberapa kelebihan diantaranya yaitu:

1. Harga relatif murah

2. Mempunyai kekuatan tekan yang tinggi

3. Adukan beton mudah diangkut dan dicetak dalam bentuk yang diinginkan 4. Kuat tekan beton jika dikombinasikan dengan baja akan mampu untuk

memikul beban yang berat

5. Dalam pelaksanaannya adukan beton dapat disemprotkan atau dipompakan ke tempat tertentu yang cukup sulit

6. Biaya perawatan yang cukup rendah

Beton juga memiliki beberapa kelemahan diataranya yaitu:

1. Kuat tarik yang rendah sehingga mudah retak dengan demikian perlu diberi baja tulangan.

(14)

2. Adukan beton menyusut saat pengeringan sehingga perlu dibuat perluasan sendi (expansion joint) untuk struktur yang panjang

3. Beton sulit untuk kedap air secara sempurna 4. Beton bersifat getas (tidak daktail)

B. Tyfo®Fibrwrap®Systems

Tyfo® fibrwrap® systems adalah one stop solution yang diberikan oleh Tyfo berupa sistem yang mencakup desain, material, aplikasi dan garansi serta dilakukan oleh Tyfo itu sendiri.

Tyfo® fibrwrap® systems adalah salah satu produsen dan spesialis dalam bidang FRP. FRP (Fibre Reinforced Polymer) adalah hasil kombinasi serat dan damar. Prinsip dari penambahan FRP sama seperti penambahan plat baja, yaitu menambah kekuatan di bagian tarik dari struktur. FRP yang sering digunakan pada perkuatan struktur adalah plate/composite dan fabric/wrap.

Bentuk plate lebih efektif dan efisien untuk perkuatan lentur baik pada balok maupun pelat serta pada dinding, sedangkan bentuk wrap lebih efektif dan efisien untuk perkuatan geser pada balok serta meningkatkan kapasitas beban aksial dan geser pada kolom.

Keuntungan perkuatan menggunakan FRP (Fibre Reinforced Polymer):

1. Tidak merusak dan mudah dipasang

2. Waktu shutdown/pemberhentian operasi singkat yang pendek atau tidak perlu waktu shutdown

(15)

4. Tidak memerlukan peralatan berat atau khusus

5. Dapat diaplikasi di lokasi yang mempunyai ruang sempit dan sulit 6. Dapat menyatu dengan material finishing

7. Dapat diaplikasi di bawah air

8. Meningkatkan bending strength elemen lentur

9. Meningkatkan kuat geser pada balok, kolom dan dinding 10. Meningkatkan daya tahan terhadap beban vertikal pada kolom 11. Meningkatkan ductility karena cyclic loading

12. Tidak menyebabkan korosi dan dapat mencegah korosi Jenis properti fiber dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Jenis properti fiber

Dikutip dari Sihotang (2012)

Jenis produk FRP yaitu carbon, glass dan aramid fiber dengan kombinasi yang unik dengan Tyfo® polymer menjadi satu kesatuan komposit fiber.

Modulus Tensile Elongation Diameter Relative of Elasticity Strength at Break

Fiber μm Density (Gpa) (Gpa) (%)

Steel 5-500 7.84 200 0.5-2.0 0.5-3.5

Glass 9-15 2.60 70-80 2-4 2-3.5

Asbestos

Crocidolite 0.02-0.4 3.40 196 3.5 2.0-3.0

Chrysotile 0.02-0.4 2.60 164 3.1 2.0-3.0

Fibrillated polypropylene 20-200 0.90 5-77 0.5-0.75 8

Aramid (Kevlar) 10 1.45 65-133 3.6 2.1-4.0

Carbon (high strength) 9 1.90 230 2.6 1

Nylon - 1.10 4.0 0.9 13.0-15.0

Cellulosa - 1.20 10 0.3-0.5

-Acrylic 18 1.18 14-19.5 0.4-1.0 3

Polyethylene - 0.95 0.3 0.7 x 10-2 10

Wood fiber - 1.50 71.0 0.9

-Sisal 10-50 1.50 - 0.8 3

1 Gpa = 1000 Mpa = 145 x 103 psi

(16)

Karakter dari bahan-bahan glass, aramid dan carbon dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Karakteristik bahan glass, aramid dan carbon

Sumber: fyfefibrwrapindonesia.presentation-tyfo’2012bahasa.pdf

Sistem Tyfo® fibrwrap® dapat digunakan untuk:

1. Perlindungan struktur secara keseluruhan

2. Memperbaiki ketahanan gempa suatu bangunan

3. Memperkuat jembatan dengan menaikkan tingkat beban, ketahanan gempa, perbaikan dampak kerusakan dan memperpanjang umur jembatan

4. Upgrade struktur (menaikkan kekuatan balok, pelat, dan kolom yang sudah ada)

5. Memperkuat struktur yang tidak lagi memiliki kekuatan disain aslinya karena kesalahan konstruksi, korosi dan penambahan beban

(17)

6. Rehabilitasi pipa atau perkuatan pipa untuk mengatasi peningkatan

tekanan dari dalam, beban lentur, traffic dan beban tanah. Sistem Tyfo® fibrwrap® dapat dilem dari luar maupun dari dalam pipa

7. Ideal untuk perkuatan struktur industri karena angka perbandingan kekuatan dan berat yang tinggi, serta kemudahan pemasangan

8. Memperbaiki struktur yang korosi/berkarat

9. Memperkuat struktur beton dan struktur pada area laut yang mana dapat memperbaiki dan memelihara element struktur yang ada

10.Perlindungan dari kebakaran

11.Dapat dipakai dengan berbagai jenis coating untuk memenuhi kebutuhan masing-masing proyek

Dalam prakteknya, sistem Tyfo® fibrwrap® didukung dengan desain engineering akan memberikan kepastian peningkatan kapasitas struktur setelah dilakukan perkuatan.

Pengujian perkuatan dengan Tyfo® fibrwrap® systems dapat meningkatkan kapasitas struktur, perbaikan struktur akibat gempa, perbaikan pipa, perkuatan terhadap ledakan dan perbaikan karena korosi ataupun untuk rehabilitasi struktur jembatan dan lain-lain.

Sejak 1988, Tyfo® fibrwrap® systems telah diuji coba dan terbukti efektif dan tahan lama. Lebih dari 500 struktur dan bahan uji, baik yang sudah rusak ataupun masih normal telah diuji dengan menggunakan Tyfo® fibrwrap® systems. Tyfo® fibrwrap® systems harus didesain sesuai ACI 318-05. Syarat kekuatan dan faktor beban dinyatakan dalam ACI 318-05.

(18)

Produk Tyfo yaitu GFRP (Glass Fibre Reinforced Polymer) dan Epoxy. GFRP dan epoxy sendiri terdiri dari beberapa produk seperti dijelaskan di bawah ini.

1. GFRP (Glass Fibre Reinforced Polymer)

GFRP (Glass Fibre Reinforced Polymer) adalah salah satu produk FRP berbahan glass. GFRP memilki dua produk yaitu Tyfo SEH-25A dan Tyfo SEH-51A.

a. Tyfo SEH-25A dikombinasikan dengan bahan epoxy untuk meningkatkan kekuatan dan daktalitas dari jembatan, bangunan dan struktur lainnya.

b. Tyfo SEH-51A terdiri dari serat material kaca berorientasi dalam arah 0° dengan penambahan serat kaca yang berwarna kuning yang berorientasi dalam arah 90° dan tegak lurus serat kaca. Kegunaan Tyfo SEH-51A dikombinasikan dengan bahan epoxy untuk meningkatkan kekuatan dan daktalitas dari jembatan, bangunan dan struktur lainnya. Keuntungan Tyfo SEH-51A yaitu:

 Memiliki masa pakai yang lama

 Gulungan GFRP dapat dipotong sesuai kebutuhan sebelum dikirimkan

 100% bebas bahan pelarut

 Ramah lingkungan

Data Tyfo SEH-51A dapat dilihat pada Tabel 3, sedangkan data campuran Tyfo SEH-51A dan Epoxy dapat dilihat pada Tabel 4.

(19)

Tabel 3. Typical dry fibre properties

Sumber: fyfefibrwrapindonesia.2.tyfoSEH-51A.pdf

Tabel 4. Composite gross laminate properties

Sumber: fyfefibrwrapindonesia.2.tyfoSEH-51A.pdf

Kondisi penyimpanan Tyfo SEH 51A yang baik yaitu pada suhu 40-320 C, menjaga suhu tetap normal atau jauh dari kondisi beku, serta menjauhkan dari kontaminasi uap dan air.

Pemasangan GFRP dilakukan oleh aplikator terlatih dan bersertifikat serta harus sesuai standar quality kontrol Fyfe co. Gambar Tyfo SEH-51A dapat dilihat pada Gambar 1.

(20)

Gambar 1. GFRP Tyfo SEH-51A

2. Epoxy

Epoxy adalah perekat yang berfungsi merekatkan GFRP dengan bahan lain seperti beton, baja, pipa dan lain-lain. Jenis-jenis Epoxy diantaranya adalah sebagai berikut:

a. Saturation (tyfo S) b. All puspose (WS) c. Metal bond d. Track coat e. SW-1 f. Wet prime

Epoxy underwater dengan merek dagang Tyfo SW-1, memilki formula yang terdiri dari epoxy damar, pengeras, dan pengisi lembam. Epoxy ini khusus dirancang untuk aplikasi bawah air pada permukaan baja, beton dan lain-lain.

Tyfo SW-1 diformulasikan untuk digunakan sebagai bahan penambal, primer dan bahan perekat dalam aplikasi serat pembungkus. Tyfo SW-1

(21)

dapat digunakan untuk melapisi atau memperbaiki beton dan material baja di dalam air, dimana Tyfo SW-1 berfungsi memberikan perlindungan terhadap korosi dan kerusakan akibat garam atau air tawar. Epoxy ini diformulasikan khusus untuk struktur daerah pantai.

Perbandingan pencampuran epoxy dibagi berdasarkan volume dan berat epoxy. Perbandingan berdasarkan volume yaitu 100 bagian komponen A dicampur dengan 74 bagian komponen B.

Perbandingan beradasarkan berat yaitu 100 bagian komponen A dicampur dengan 56 bagian komponen B. Permukaan harus rata, bersih, bebas dari tumbuhan laut atau bahan lain yang akan merusak adhesi.

Nilai volume dan berat pada pencampuran epoxy dapat dihitung melalui rumus berat jenis, sedangkan rumus untuk berat jenis adalah hasil bagi antara berat dan volume dengan satuannya adalah t/m3.

Nilai berat jenis epoxy adalah 1,6 t/m3, dengan diketahui volume epoxy maka dapat diketahui berat epoxy tersebut melalui rumus berat jenisnya. Dengan diketahui volume epoxy setara dengan beratnya melalui rumus ini, maka dapat dibuat perbandingan untuk pencampuran epoxy.

Cara mengaplikasikan Tyfo SW-1 yaitu:

a. mempersiapkan permukaan yang akan diperkuat.

b. Mengaplikasikan Tyfo SW-1 segera setelah persiapan permukaan untuk mengurangi kemungkinan kontaminasi permukaan.

(22)

c. Melakukan pencampuran Tyfo SW-1 dengan perbandingan 100 bagian berat komponen A dengan 56 bagian berat komponen B pada suhu sekitar ≥ 400 F (≥ 40 C).

d. Pencampuran dilakukan dengan mixer berkecepatan redah selama 3-5 menit.

e. Mengoleskan Tyfo SW-1 pada permukaan yang akan diperkuat dengan tangan bersarung atau dengan sekop.

Klasifikasi Tyfo SW-1 dapat dilihat pada Tabel 5, sedangkan Tyfo sw-1 dapat dilihat pada Gambar 2.

Tabel 5. Typical material properties at 750 F

(23)

Gambar 2. Tyfo SW-1

C. Aplikasi GFRP pada Beton

Proses aplikasi GFRP dan epoxy underwater pada struktur bangunan adalah sebagai berikut:

1. Perbaikan permukaan beton yang akan dibalut (wraping) GFRP. Perbaikan beton dibagi tiga yaitu perbaikan ringan, perbaikan sedang dan perbaikan berat. Metode perbaikan berat ditentukan oleh jenis kerusakan strukturnya yang meliputi:

a. Coating

Perbaikan coating adalah melapisi permukaan beton dengan cara mengoleskan atau menyemprotkan bahan yang bersifat plastik dan cair. Lapisan ini digunakan untuk menyelimuti beton terhadap lingkungan yang merusak beton.

b. Injection (grouting)

Perbaikan injection adalah memasukkan bahan yang bersifat encer ke dalam celah atau retakan pada beton, kemudian disuntikkan dengan tekanan, sampai terlihat pada lubang atau celah lain telah terisi atau mengalir keluar.

(24)

c. Shotcrete

Perbaikan shotcrete adalah menembakkan mortar atau beton dengan ukuran agregat yang kecil pada permukaan beton yang akan diperbaiki. Shotcrete dapat digunakan untuk perbaikan permukaan yang vertikal maupun horisontal dari bawah.

d. Prepacked Concrete

Perbaikan prepacked concrete adalah mengupas beton, kemudian dibersihkan dan diisi dengan beton segar, beton baru ini dibuat dengan cara mengisi ruang kosong dengan agregat sampai penuh. Kemudian disuntikkan dengan mortar yang sifat susutnya kecil dan mempunyai ikatan yang baik dengan beton lama.

2. Cat dasar/mengoleskan (priming) permukaan beton dengan tyfo SW-1 Epoxy.

3. Penjenuhan (saturation) Tyfo SEH 51-A dengan Tyfo SW-1 epoxy menggunakan kuas.

4. Membungkus (wraping) permukaan beton dengan Tyfo seh-51 A setelah permukaan dioleskan epoxy.

5. Pelapisan dengan mortar dengan tujuan melindungi dari sinar ultraviolet.

Beberapa perkuatan struktur di Indonesia yang menggunakan GFRP diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Pekuatan pada kolom beberapa bangunan yaitu Senopati at 8 residence Building Jakarta, Bank NISP Kelapa Gading Jakarta, Gedung Graha Utomo Jalan Raden Saleh Jakarta dan Pertamina UP IV Cilacap.

(25)

2. Perkuatan pada balok beberapa bangunan yaitu Hotel Grand Royal Panghegar Bandung, TCC Telkomsel Padang, PT Yamaha MMI Jakarta, Kantor Butik di Senayan City Jakarta dan Sudirman Place di Jakarta. 3. Perkuatan pada pelat beberapa bangunan yaitu Sea Water Intake PT

Tripolyta Cilegon Indonesia dan Graha Mobisel Building.

4. Perkuatan pada jembatan yaitu Jembatan Noel Mina NTT, Jembatan Tondo Baubau, Jembatan penghubung Kepulauan Banyak Aceh dan Flyover Yos Sudarso Medan.

5. Perkuatan pada struktur pantai yaitu PT Polychem Cilegon, Jetty Tanjung Intan Cilacap dan PT Tripolyta Jetty Cilegon Banten.

D. Penelitian Terdahulu

Sudarsana dan Sutapa (2007) meneliti pengaruh perkuatan kolom bulat beton bertulang menggunakan 1 lapis GFRP (Glass Fibre Reinforced Polymer) dengan variasi overlaping terhadap perilaku keruntuhan, daya dukung aksial dan daktilitas aksial kolom. Kolom bulat beton bertulang dibuat sebanyak 21 buah silinder berukuran 150 mm dan tinggi 300 mm, kuat tekan rencana adalah 20 MPa dengan variasi overlaping GFRP adalah 100%, 150%, 200%, 250% dan 300% dari overlaping hasil perhitungan. Panjang overlapping GFRP dihitung berdasarkan tegangan tarik ultimit GFRP (ffu) dan

tegangan rekatan ultimit GFRP (tbu). Dari perhitungan tersebut didapat

panjang lewatan (overlapping) minimal untuk mendukung tercapainya kekuatan serat adalah 8 mm, sehingga didapat variasi overlaping berturut-turut sebesar 12 mm, 16 mm, 20 mm, 24 mm. Pengujian dilakukan saat umur

(26)

beton 20 hari dengan memberikan beban tekan pada benda uji sampai benda uji mengalami keruntuhan. Hasil pengujian kuat tekan rata-rata adalah sebesar 14,56 MPa. Peningkatan daya dukung aksial rata-rata yang diperoleh adalah 226,67 KN dan 295 KN untuk sampel tanpa GFRP, 340 KN (meningkat 15,25%) untuk beton dengan overalaping 8 mm, 335 KN (meningkat 13,56%) untuk beton dengan overlaping 12 mm, 330 KN (meningkat 11,86%) untuk beton dengan overlaping 16 mm, 335 KN (meningkat 13,56%) untuk beton dengan overlaping 20 mm serta 335 KN (meningkat 13,56%) untuk beton dengan overlaping 24 mm. Kesimpulan pada penelitan ini yaitu variasi overlaping tidak begitu mempengaruhi peningkatan kekuatan kolom bulat beton bertulang yang diberi perkuatan dengan satu lapis GFRP.

Nuryadin (2012) meneliti pengaruh perkuatan GFRP terhadap kapasitas lentur kolom berpenampang lingkaran beton bertulang. Perkuatan kolom berpenampang lingkaran beton betulang menggunakan GFRP 1 lapis. Sampel merupakan kolom berpenampang lingkaran dengan diameter kolom (d) = 130 mm, dengan tinggi kolom (h) = 700 mm sebanyak 4 sampel dengan variasi 2 sampel beton bertulang normal dan 2 sampel kolom dengan perkuatan GFRP 1 lapis. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kemampuan ultimit lentur kolom tanpa GFRP dan kolom dengan perkuatan GFRP 1 lapis pada kondisi elastis dan inelatisnya. Pengujian dilakukan diatas frame terbuat dari profil baja yang didesain dengan perletakan sederhana (sendi-rol) untuk menguji kapasitas beban lentur dengan beban aksial awal pada kolom berpenampang lingkaran. Dalam mekanisme pengujian oleh mesin hydraulic jack, kolom terlebih dahulu diberikan gaya aksial awal secara langsung sebesar 35 ton

(27)

(desain awal), kemudian diberikan beban lateral lentur pada tengah bentang hingga kolom mengalami kerusakan. Kesimpulan pada penelitian ini yaitu peningkatan kapasitas lentur kolom berpenampang lingkaran dengan perkuatan GFRP1 lapis pada kondisi elastis adalah sebesar 11,11% dibanding dengan kolom berpenampang lingkaran normal, dan sebesar 109,68% pada kondisi inelastisnya. Mode kegagalan dari kolom berpenampang lingkaran normal akibat kombinasi pembebanan aksial dan lentur adalah berupa gagal geser, sedangkan pada kolom berpenampang lingkaran dengan perkuatan GFRP 1 lapis mengalami perubahan mode kegagalan menjadi gagal lentur.

Pernata (2009) 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) 352 ton (meningkat 75,13 %). Model kegagalan pada balok beton (BL) pada penelitian ini ialah keruntuhan lentur, keruntuhan GFRP yang terjadi ialah GFRP mengelupas.

(28)

E. Perhitungan Kuat Tekan, Modulus Elastisitas dan Kuat Tarik Belah

Terdapat beberapa perhitungan yang dapat digunakan untuk pengolahan data-data laboratorium, diataranya adalah sebagai berikut:

1. Perhitungan kuat tekan

Perhitungan kuat tekan menggunakan rumus-rumus di bawah ini:

(2.1)

dengan,

σm : kuat tekan benda uji (MPa)

P : beban maksimum sampai beton hancur (N) A : luas penampang silinder (mm2)

∑ _(2.2)

dengan,

Xi : kuat tekan tiap sampel (MPa) n : jumlah sampel

√∑

(2.3)

dengan,

S : standar deviasi

X : kuat tekan tiap sampel (MPa) N : jumlah sampel

fcr = f’c + 1,64 S (2.4)

dengan,

(29)

f’c : kuat tekan akhir (MPa)

S : standar deviasi

2. Perhitungan modulus elastisitas

Perhitungan modulus elastisitas beton menggunakan rumus di bawah ini:

(2.5)

dengan,

Ec : modulus elastisitas beton (MPa)

S2 : kuat tekan saat 40% dari beban maksimum (MPa)

S1 : kuat tekan saat regangan longitudinal mencapai ε1 = 50.10-6, (MPa)

ε2 : regangan longitudinal yang dihasilkan pada saat S2

atau menggunakan rumus di bawah ini:

(2.6) dengan,

Ec : modulus elastisitas beton (MPa)

ε0,4 : regangan pada saat tegangan tekan mencapai 0,4 tegangan tekan

maksimum

3. Perhitungan kuat tarik belah (splitting tensile strenght)

Perhitungan kuat tarik belah menggunakan rumus di bawah ini:

(2.7) dengan,

ft : kuat tarik belah (MPa) P : beban pada saat runtuh (N) L : panjang benda uji (mm) D : diameter benda uji (mm)

(30)

III. METODE PENELITIAN

Pengamatan yang dilakukan pada penelitian ini mengenai perbandingan hasil uji tekan, uji tarik belah dan uji modulus elatisitas antara benda uji tanpa perkuatan GFRP dan dengan perkuatan GFRP.

A. Pengumpulan Data

Pengumpulan data dilakukan agar proses analisis dapat dilakukan. Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data primer dan data sekunder. Data primer adalah data yang diperoleh dari sumber asli atau sumber pertama. Data primer yang digunakan adalah data yang diambil dari hasil penelitian yang penulis lakukan. Data sekunder adalah data yang sudah tersedia di berbagai sumber seperti di perpustakaan, perusahaan, biro pusat statistik dan lain-lain. Data sekunder yang digunakan adalah data GFRP (Tyfo SEH-51A) dan data Epoxy underwater (Tyfo SW-1).

B. Material

1. Semen

Semen yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah semen Baturaja tipe PCC (Portland Cement Composite) dengan berat jenis 3,15.

(31)

2. Agregat Halus (Pasir)

Agregat halus yang digunakan pada penelitian ini adalah pasir yang berasal dari penambangan pasir Way Sekampung di daerah Gunung Sugih, Lampung Tengah. Agregat halus diuji kadar air, berat volume, kandungan zat organis, kadar lumpur, gradasi agregat halus, berat jenis dan penyerapan agregat halus. Setelah diuji dan sesuai standar ASTM maka agregat halus siap digunakan sebagai bahan campuran beton.

3. Agregat Kasar (Split atau Batu Pecah)

Agregat kasar yang digunakan pada penelitian ini adalah agregat kasar yang berasal dari Panjang, Bandar Lampung. Agregat kasar diuji kadar air, berat jenis dan penyerapan agregat kasar, berat volume agregat, los angeles test serta gradasi agregat kasar. Setelah diuji dan sesuai standar ASTM maka agregat kasar siap digunakan sebagai bahan campuran beton.

4. Air

Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan-bahan merusak yang mengandung oli, asam, alkali, garam, bahan organik, atau bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton. Air yang digunakan pada penelitian ini adalah air sumur yang berada di dekat Laboratorium Bahan dan Konstruksi Fakultas Teknik Universitas Lampung.

5. GFRP (Glass Fibre Reinforced Polymer)

GFRP yang digunakan pada penelitian ini adalah GFRP tipe SEH-51 A yang diproduksi oleh Fyfe co. Pembungkusan permukaan sampel dengan

(32)

GFRP pada saat sampel beton berumur 21 hari. Pada penelitian ini dilakukan variasi jumlah layer GFRP pada beton, yaitu 1 layer, 2 layers dan 3 layers.

Tyfo SEH-51A dapat dilihat pada Gambar 3, sedangkan bagian permukaan sampel yang dibalut GFRP dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 3. Tyfo SEH-51A

Gambar 4. Bagian permukaan sampel yang dibalut GFRP

Pada kondisi lapangan, letak pemasangan GFRP pada tiang pancang tergantung pada splash zone (daerah percikan/deburan). Splash zone berada diantara LWS (low water sea/surut) dan HWS (high water sea/pasang), area ini rentan terjadi korosi pada tiang pancang yang dapat mengurangi kekuatan tiang pancang itu sendiri. Untuk mengantisipasi

(33)

terjadinya korosi maka GFRP dipasang 1 m di bawah LWS hingga atas tiang pancang.

6. Epoxy

Epoxy yang digunakan pada penelitian ini adalah Tyfo SW-1 yang diproduksi oleh Fyfe co. Campuran Tyfo SW-1 komponen A dan komponen B yaitu 100 bagian volume komponen A dicampur dengan 74 bagian volume komponen B pada suhu sekitar ≥ 400 F (≥ 40 C). Pencampuran dilakukan dengan mixer berkecepatan rendah selama 3-5 menit. Gambar Tyfo SW-1 dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. (a) Tyfo SW-1 komponen A dan (b) Tyfo SW-1 komponen B

7. Cling Film

Cling film adalah plastik perekat yang membantu dalam proses perekatan GFRP, epoxy dan beton. Cling film dapat dilihat pada Gambar 6.

(34)

C. Alat

Pada penelitian ini dibutuhkan peralatan-peralatan yang memiliki spesifikasi yang berbeda-beda. Beberapa diantaranya memiliki standar ASTM masing-masing sesuai kebutuhan pengujian material.

Peralatan yang digunakan pada penelitian ini diantaranya adalah:

1. Satu Set Saringan

Saringan berfungsi untuk mendapatkan variasi gradasi agregat lolos dan tertahan. Pada penelitian ini saringan yang digunakan memiliki merek JICA. Saringan digunakan untuk pengujian gradasi agregat kasar dan halus seta berat jenis dan penyerapan agregat kasar.

2. Timbangan

Timbangan adalah alat yang digunakan untuk mengukur berat suatu benda. Pada penelitian ini digunakan 2 merek timbangan yaitu Nagata dan Kilang Laju Timbangan. Timbangan dengan merek Nagata ini adalah jenis timbangan digital berkapasitas 12 kg dengan ketelitian 1 gram dan digunakan untuk menimbang agregat yang akan diuji. Timbangan dengan merek Kilang Laju Timbangan ini memilki 2 kapasitas yaitu 150 kg dan 120 kg.

Timbangan yang berkapasitas maksimum 120 kg ini, memilki ketelitian pembacaan 100 g dan digunakan untuk mengukur berat beton (timbangan kecil). Timbangan berkapasitas maksimum 150 kg dengan ketelitian pembacaan 100 g digunakan untuk mengukur bahan campuran beton (timbangan besar).

(35)

3. Oven

Oven adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk memanaskan atau mengeringkan. Oven yang digunakan pada penelitian ini memilki merek Matest dengan tegangan 2800 watt. Oven ini digunakan untuk mendapatkan kondisi kering dari agregat halus dan kasar.

4. Kerucut Abrams

Kerucut Abrams, tongkat besi dan pelat baja digunakan pada slump test. Slump test dilakukan untuk mengetahui kekentalan adukan beton. Kerucut Abrams ini memilki diameter atas 100 mm, diameter bawah 200 mm dan tinggi 300 mm.

5. Picnometer

Picnometer digunakan pada uji berat jenis dan penyerapan agregat halus. Hasil perhitungan pada pengujian berat jenis dan penyerapan agregat halus ini menghasilkan nilai berat jenis SSD (Saturated Surface Dry), berat jenis kering, berat jenis jenuh dan persentase absorbsi. Kondisi SSD adalah kondisi jenuh agregat dan kering pada permukaannya.

6. Cetakan Silinder Beton

Cetakan silinder yang digunakan pada penelitian ini berukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm.

7. Mesin Pengaduk Beton (Concrete Mixer)

Mesin pengaduk beton digunakan untuk pencampuran adukan beton. Mesin pengaduk beton yang digunakan memiliki merek KYC dan diproduksi di Jepang.

(36)

8. Mesin Penggetar (Vibrator)

Vibrator digunakan untuk memadatkan adukan beton di dalam cetakan silinder. Penggunaan vibrator bertujuan menghilangkan rongga-rongga udara dan untuk mendapatkan kepadatan yang maksimal.

9. CTM (Compression Testing Machine)

Compression testing machine yang digunakan memilki merk Wykeham Farrance Engineering dengan kapasitas pembebanan maksimum 1500 KN dengan ketelitian pembacaan 10 KN. Mesin ini dibuat di kota Slough, Inggris serta memiliki tegangan 240 Volt. Pada penelitian ini CTM digunakan untuk melakukan pengujian kuat tekan dan tarik belah sampel silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm.

10. Hydraulic Jack

Hydraulic jack yang digunakan pada penelitian ini memilki merek Enerpac dan diproduksi di Amerika Serikat.Alat yang memiliki kapasitas beban 80 ton dengan ketelitian pembacaan 1 ton, digunakan pada penelitian ini untuk memberikan beban (P) pada uji kuat tekan dan uji modulus elastisitas.

11. Dial Gauge/Modulus dan Dial Gauge/Maghnet

Dial gauge adalah alat ukur regangan beton. Pada pengujian ini digunakan 2 jenis dial yaitu dial gauge/modulus dan dial gauge/maghet. Dial gauge/modulus adalah alat ukur regangan yang memilki 3 buah tiang penyangga berjarak 20 cm dan 3 buah skrup masing-masing di sisi atas dan bawah, dimana skrup ini berfungsi untuk mengencangkan/merekatkan

(37)

antara beton silinder dengan rangka dial. Dial gauge/maghnet adalah alat ukur regangan yang memilki lengan yang dapat diatur posisinya dan maghnet dibagian bawah dial berfungsi sebagai perekat dial dengan dudukannya agar dial tetap pada posisinya saat pengujian berlangsung.

D. Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium Bahan dan Konstruksi Fakultas Teknik, Universitas Lampung, Bandar Lampung.

Proses pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut:

1. Pengujian Bahan Pencampur Beton.

Pengujian dan pemeriksaan bahan pencampur beton diantaranya sebagai berikut:

a. Kadar air agregat kasar dan agregat halus (ASTM 556 & ASTM C-566)

b. Berat jenis dan penyerapan agregat kasar dan agregat halus (ASTM C-127 & ASTM C-128)

c. Gradasi agregat kasar dan agregat halus

d. Kadar lumpur agregat halus dengan saringan (ASTM C-117) e. Kandungan zat organis dalam pasir (ASTM C-40)

f. Los angeles test

g. Berat volume agregat kasar dan agregat halus (ASTM C-29)

Hasil pemeriksaan agregat kasar dan agregat halus dapat dilihat pada Tabel 6 dan Tabel 7.

(38)

Tabel 6. Hasil pemeriksaan agregat kasar

No Pemeriksaan Hasil

Rata-rata Standar ASTM 1 Gradasi saringan Baik Sesuai Gradasi 2 Modulus kehalusan 7,578 6,0-8,0

3 Kadar air (%) 0,83 0-3

4 Berat jenis kondisi SSD 3,1 2,5-2,7 5 Berat volume padat (kg/m³) 1568 - 6 Persentase penyerapan (%) 1,1 1,0-3,0

7 Los angeles test (%) 0,169 < 40

Dari hasil pemeriksaan agregat kasar, didapatkan nilai berat jenis kondisi SSD melebihi standar ASTM, tetapi hal ini bukan berarti bahwa agregat kasar yang digunakan tidak layak untuk pencampuran beton. Pada pelaksanaan pencampuran bahan beton, agregat kasar yang akan digunakan harus lebih kering dari keadaan pada saat pengambilan sampel untuk pengujian kadar air.

Tabel 7. Hasil pemeriksaan agregat halus

No Pemeriksaan Hasil

rata-rata Standar ASTM 1 Gradasi saringan Baik Sesuai Gradasi

2 Modulus kehalusan 4,09 2,3-3,1

3 Kadar air (%) 0,3 0-1

4 Berat jenis kondisi SSD 2,54 2,0-2,9 5 Persentase penyerapan (%) 2,8 1,0-3,0

6 Kadar lumpur (%) 2,7 < 5

7 Berat volume padat (kg/m³) 1392 - 8 Kandungan zat organik (warna) no.2 di bawah no.3

Dari hasil pemeriksaan agregat halus, didapatkan nilai modulus kehalusan melebihi standar ASTM, hal tersebut dikarenakan kesalahan saat

(39)

pengolahan data hasil uji gradasi agregat halus sehingga berat agregat halus untuk mix desain melebihi kebutuhan yang diperlukan.

2. Persiapan Bahan-Bahan Pencampur Beton dan Cetakan Silinder Beton

Persiapan bahan-bahan pencampur beton antara lain membersihkan agregat halus dan agregat kasar. Agregat halus disaring dengan saringan pasir dari kawat ayam sehingga kotoran-kotoran tertahan di saringan, kemudian pasir diletakan di atas kontainer besar dan didiamkan selama 1 hari untuk mendapatkan kondisi SSD. Agregat kasar dibersihkan dengan cara dicuci kemudian diangkat dari dalam air dan didiamkan selama 1 hari untuk mendapatkan kondisi SSD. Cetakan silinder juga disiapkan, dimana cetakan silinder ini memiliki diameter 150 mm dan tinggi 300 mm.

3. Pembuatan Benda Uji

Proses pelaksanaan pembuatan benda uji adalah sebagai berikut:

a. Perencanaan campuran beton dengan metode ACI (American Concrete Institute) dengan mutu beton (f’c) = 25 MPa.

b. Menimbang berat bahan-bahan pencampur beton untuk 1 kali pengadukan mesin concrete mixer.

c. Mencampur adukan beton dengan mesin pengaduk beton (concrete mixer) (Gambar 7 (a)).

d. Mengukur kelecakan (workability) beton dengan melakukan slump test, (Gambar 7 (b)).

(40)

e. Menuangkan adukan beton ke dalam cetakan kemudian dipadatkan dengan vibrator (Gambar 7 (c)). Pada penelitian ini dibuat sampel sebanyak 40. Penjelasan ini dapat dilihat pada Tabel 8.

Tabel 8. Jumlah sampel dan kebutuhan GFRP

Perlakuan pada Beton Pengujian

Total Kebutuhan Tekan Tarik Belah GFRP (layer)

Tanpa GFRP+Epoxy Underwater 5 Sampel 5 Sampel -

Dengan GFRP+Epoxy Underwater (1 layer) 5 Sampel 5 Sampel 10

Dengan GFRP+Epoxy Underwater (2 layers) 5 Sampel 5 Sampel 20

Dengan GFRP+Epoxy Underwater (3 layers) 5 Sampel 5 Sampel 30

Total Sampel 20 Sampel 20 Sampel 60

Pengkodean variasi layer pada sampel adalah sebagai berikut:

 Sampel tanpa GFRP (S0) berjumlah 10 sampel. 5 sampel digunakan untuk uji tekan dan 5 sampel untuk uji tarik belah. Pengkodean tiap sampel untuk uji tekan adalah S0-1, S0-2, S0-3, S0-4, S0-5. Pengkodean tiap sampel untuk uji tarik belah (S0t) adalah S0t-1, S0t-2, S0t-3, S0t-4, S0t-5.

 Sampel dengan GFRP 1 layer (S1) berjumlah 10 sampel. 5 sampel digunakan untuk uji tekan dan 5 sampel untuk uji tarik belah. Pengkodean tiap sampel untuk uji tekan adalah S1-1, S1-2, S1-3, S1-4, S1-5. Pengkodean tiap sampel untuk uji tarik belah (S1t) adalah S1t-1, S1t-2, S1t-3, S1t-4, S1t-5.

 Sampel dengan GFRP 2 layers (S2) berjumlah 10 sampel. 5 sampel digunakan untuk uji tekan dan 5 sampel untuk uji tarik belah. Pengkodean tiap sampel untuk uji tekan adalah S2-1, S2-2, S2-3,

(41)

S2-4, S2-5. Pengkodean tiap sampel untuk uji tarik belah (S2t) adalah S2t-1, S2t-2, S2t-3, S2t-4, S2t-5.

 Sampel dengan GFRP 3 layers (S3) berjumlah 10 sampel. 5 sampel digunakan untuk uji tekan dan 5 sampel untuk uji tarik belah. Pengkodean tiap sampel untuk uji tekan adalah S3-1, S3-2, S3-3, S3-4, S3-5. Pengkodean tiap sampel untuk uji tarik belah (S3t) adalah S3t-1, S3t-2, S3t-3, S3t-4, S3t-5.

Penampang sampel dengan jumlah layer GFRP yang bervariasi dapat dilihat pada Gambar 8.

f. Membuka cetakan benda uji setelah 1 hari (Gambar 9 (a)).

g. Melakukan proses curing beton yaitu sampel direndam di dalam air selama 28 hari (Gambar 9 (b)).

Gambar 7. (a) Mencampur adukan beton, (b) slump test dan (c) pemadatan dengan vibrator

(42)

Gambar 8. Penampang sampel dengan GFRP 1 layer (a) 2 layers (b) dan 3 layers (c)

Gambar 9. (a) Membuka cetakan benda uji dan (b) proses curing beton

4. Membalut Sampel dengan GFRP

Proses membungkus sampel dengan GFRP adalah sebagai berikut:

a. Beton yang telah berumur 21 hari, dipersiapkan untuk dibungkus dengan GFRP. Jika terdapat rongga udara kecil pada permukaan sampel beton dapat diratakan dengan menggunakan epoxy.

b. Epoxy komponen A sebesar 100 bagian volume dan komponen B sebesar 74 bagian dicampur dan diaduk dengan mixer berkecepatan

(43)

rendah selama 3-5 menit pada suhu 40C atau lebih. Pengadukan dapat juga dilakukan secara manual (Gambar 10 (a)).

c. Mengoleskan GFRP dengan epoxy (Gambar 10 (b)).

d. Membungkus permukaan sampel dengan tyfo SEH-51A dan tyfo SW-1 pada umur 21 hari serta dilakukan di dalam air. Sebelum membungkus GFRP pada permukaan beton, GFRP dibalut dengan epoxy underwater. Permukaan beton juga dibalut epoxy underwater. Proses membungkus GFRP dilakukan dengan perlahan agar sampel terbalut sempurna dan tidak ada rongga (Gambar 10 (c)).

Pemasangan GFRP 1 layer dipasang arah serat horizontal. Pemasangan GFRP 2 layers dipasang arah serat vertikal kemudian horizontal. Tipe pemasangan serat horizontal sebagai pengikat akhir dikarenakan arah serat horizontal efisien hasil perkuatannya. Pemasangan GFRP 3 layers dipasang arah serat horizontal, vertikal dan horizontal. Alasan dipasang arah serat bervariasi yaitu:

 Berdasarkan penelitian dan teknis lapangan.

 Arah serat horizontal lebih efisien hasil perkuatannya serta lebih mudah pemasangannya.

 Arah gaya yang bervariasi memungkinkan pemasangan serat GFRP yang bervariasi pula yaitu horizontal dan vertikal.

e. Menyelimuti sampel yang sudah dibungkus GFRP dengan cling film yaitu cling film sebagai pelapis akhir, hal ini bertujuan membantu pelekatan epoxy dan GFRP (Gambar 11 (a)).

(44)

f. Melakukan hal yang sama untuk sampel dengan GFRP 2 layers dan 3 layers yaitu cling film sebagai pelapis akhir.

g. Melanjutkan proses curing beton hingga berumur 28 hari (Gambar 11 (b)).

(a) (b) (c)

Gambar 10. (a) Pengadukan epoxy secara manual, (b) mengoleskan GFRP dengan epoxy dan (c) membungkus beton dengan GFRP yang sudah dioleskan epoxy

Gambar 11. (a) Menyelimuti sampel serta GFRP dengan cling film dan (b) proses curing hingga berumur 28 hari

5. Pengujian Sampel

a. Pengujian kuat tekan dan modulus elastisitas beton

b. Nilai kuat tekan beton didapat melalui tata cara pengujian standar ASTM C-192, pengujian kuat tekan beton dilakukan dengan menggunakan alat CTM dengan cara meletakkan silinder beton (diameter 150 mm dan tinggi 300 mm) tegak lurus dan memberikan

(45)

beban tekan bertingkat dengan kecepatan 0,15 MPa/detik sampai 0,34 MPa/detik hingga benda uji hancur. Pengujian kuat tekan dan tarik belah menggunakan mesin hydraulic jack dan CTM (Compression Testing Machine). Sebelum melakukan pengujian, permukaan tekan benda uji silinder harus diratakan agar tegangan terdistribusi secara merata pada benda uji, hal ini dilakukan dengan memberi lapisan belerang (capping) setebal 1,5 mm sampai 3 mm pada permukaan tekan benda uji silinder.

Pengujian kuat tekan dilakukan bersamaan dengan uji modulus elastisitas. Proses pemasangan dial gauge/modulus pada sampel yaitu memasang alat kompresometer ekstensometer pada benda uji dengan jarak 5 cm dari atas dan bawah sampel (Gambar 12 (a)).

Kemudian sampel diletakkan pada mesin hydraulic jack serta diberi pelat di atas sampel, yang bertujuan meratakan beban pada sampel. Pemasangan dial gauge/maghnet yaitu dial diletakkan di samping sampel dan jarum dial menyentuh pelat (Gambar 12 (b)). Pengujian dilakukan hingga sampel hancur atau hingga beban mencapai 60 ton, jika sampel belum hancur pengujian dilanjutkan dengan menggunakan CTM (Gambar 12 (c) dan Gambar 13). Pengujian berhenti saat beban pada mesin hydraulic jack mencapai 60 ton dikarenakan kapasitas penggunaan alat adalah 60 ton.

Dari hasil pengujian tekan ini, didapat beban maksimum yang mampu ditopang hingga sampel hancur. Uji tekan dan uji modulus elastisitas

(46)

beton dilakukan pada saat yang bersamaan. Pada uji modulus elastisitas dilakukan pencatatan regangan/deformasi setiap peningkatan beban 2 ton.

Gambar 12 (a) Memasang dial gauge/modulus, (b) memasang dial gauge/maghnet dan (c) melakukan uji tekan menggunakan mesin hydraulic jack

serta melakukan pembacaan dial gauge/modulus dan dial gauge/maghnet

Gambar 13. Melanjutkan uji tekan menggunakan CTM karena sampel belum hancur

c. Pengujian kuat tarik belah beton dilakukan sesuai standar ASTM C-496. Pengujian kuat tarik belah beton dilakukan dengan memasang rangka baja pada sampel dan meletakkan sampel beserta rangka baja sejajar (posisi tidur) pada CTM dan menjalankan mesin uji dengan

(47)

kecepatan konstan hingga benda uji hancur serta mencatat beban maksimumnya (Gambar 14 (a) dan Gambar 14 (b)).

Gambar 14. (a) Meletakkan sampel pada CTM dan (b) melakukan pembacaan beban maksimum uji kuat tarik belah

E. Analisis Penelitian

Sebelum dilakukan uji tekan dan tarik belah semua sampel silinder ditimbang beratnya. Melakukan uji tekan dan uji modulus elastisitas, kemudian didapat beban maksimum sampai beton hancur dan nilai regangan beton. Perhitungan kuat tekan menggunakan Persamaan 2.1 hingga Persamaan 2.4, dengan data-data luas penampang silinder (A) dan beban maksimum. Perhitungan nilai modulus elastisitas beton menggunakan Persamaan 2.6 dengan data regangan beton. Perhitungan kuat tarik belah beton menggunakan Persamaan 2.7 dengan data-data panjang benda uji (l) dan diameter benda uji (d). Perhitungan persentase peningkatan kuat tekan, modulus elastisitas dan kuat tarik belah beton dengan variasi perkuatan 1 layer, 2 layers dan 3 layers.

(48)

F. Bagan Alir Penelitian

Bagan alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 15.

TIDAK

Gambar 15. Bagan alir penelitian Mulai

Studi pustaka

Perhitungan kebutuhan jumlah material yang dibutuhkan

(perhitungan mix design) Pemeriksaan material

-(ASTM C-136)

-(ASTM C-128 & ASTM C-127) -(ASTM C-566 & ASTM C-556)

-(ASTM C-29)

-(ASTM C-117)

-(ASTM C-40)

Memenuhi standar ASTM

Pembuatan benda uji silinder sebanyak 40 sampel

(49)

Gambar 15. Bagan alir penelitian (lanjutan) Perawatan (curing) beton

selama 28 hari

Pengujian benda uji pada umur beton ke 36-50 hari

Analisis hasil penelitian

Kesimpulan dan rekomendasi

Selesai A

Pemasangan GFRP pada umur beton 21 hari

uji tekan uji tarik belah

- tanpa GFRP (5 sampel) - tanpa GFRP (5 sampel) - GFRP 1 layer (5 sampel) - GFRP 1 layer (5 sampel) - GFRP 2 layers (5 sampel) - GFRP 2 layers (5 sampel) - GFRP 3 layers (5 sampel) - GFRP 3 layers (5 sampel)

(50)

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Pada penelitian ini setelah dilakukan analisis hasil perhitungan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Penelitian di Laboratorium Bahan dan Konstruksi Teknik Sipil Universitas Lampung berupa sampel beton silinder adalah mewakili tiang pancang beton di daerah pinggir pantai.

2. Pada perkuatan dengan GFRP 1 layer, 2 layers dan 3 layers berturut-turut didapatkan peningkatan kuat tekan sebesar 41,7%, 77,85% dan 192,6% terhadap beton tanpa GFRP. Persentase peningkatan kuat tekan menunjukkan peningkatan yang signifikan seiring bertambahnya jumlah layer, hal ini menunjukkan semakin banyak jumlah layer GFRP maka semakin tinggi kuat tekan beton.

3. Pada perkuatan dengan GFRP 1 layer 2 layers dan 3 layers berturut-turut didapatkan peningkatan kuat tarik belah sebesar 171,84%, 154,54% dan 240,06% terhadap beton tanpa GFRP. Persentase peningkatan kuat tarik belah menunjukkan peningkatan yang signifikan. Pada perkuatan GFRP 2 layers nilai persentase peningkatannya lebih rendah dari perkuatan GFRP 1 layer hal ini dapat disebabkan mutu beton yang buruk atau

(51)

terdapat faktor penyebab lain. Maka dapat disimpulkan perkuatan beton dengan GFRP dan epoxy underwater efektif meningkatkan kuat tarik belah beton.

4. Nilai modulus elastisitas (Ec) rata-rata dial gauge/modulus tanpa GFRP

dan dengan perkuatan GFRP 1 layer 2 layers dan 3 layers berturut-turut, 32753,71 MPa, 12438,51 MPa, 52946,20 MPa, 50151,52 MPa. Nilai Ec

rata-rata dial gauge/modulus yang mengalami penurunan dan peningkatan menunjukkan hasil ini tidak sesuai yang diharapkan, karena seiring bertambahnya jumlah layer GFRP seharusnya dapat menekan perpendekan pada beton sehingga meningkatkan nilai modulus elastisitasnya.

5. Kerusakan pada beton akibat uji kuat tekan dengan GFRP 3 layers , 2 layers dan 1 layer berturut-turut memilki lebar pengelupasan GFRP terkecil hingga terbesar, sedangkan kerusakan beton tanpa GFRP terlihat paling buruk dibanding beton dengan perkuatan GFRP. Hal ini menunjukkan semakin banyak jumlah layer maka semakin kecil kerusakan pada beton akibat pembebanan

6. Hasil analisis pola retak pada pengujian kuat tekan menunjukkan pembebanan maksimum yang diberikan pada sampel tanpa GFRP mengkibatkan sampel mengalami kehancuran, maka dapat diasumsikan jika terjadi pembebanan maksimum pada kolom suatu struktur, kolom tersebut akan langsung mengalami kehancuran dan struktur akan runtuh. Sampel yang diberikan perkuatan GFRP saat diberi beban maksimum,

(52)

GFRP mengelupas terlebih dahulu dan mengekang beton di dalamnya, jika terjadi pada kolom suatu struktur maka kolom masih dapat berfungsi menopang struktur di atasnya sehingga dapat menurunkan resiko kecelakaan.

7. Beton dengan perkuatan GFRP 1 layer, 2 layers dan 3 layers memiliki nilai luas yang semakin bertambah, hal ini mempengaruhi hasil kuat tekan yaitu semakin banyak jumlah layer maka semakin besar nilai luas penampang sehingga semakin besar kuat tekan beton.

B. Saran

1. Hasil persentase peningkatan kuat tekan dan kuat tarik belah yang tinggi membuktikan bahwa perkuatan beton bawah air menggunakan GFRP dan epoxy underwater sangat disarankan untuk perkuatan tiang pancang beton di lapangan.

2. Pada penelitian ini telah diuji kuat tekan, kuat tarik belah dan modulus elastisitas beton, maka dapat disarankan pada penelitian selanjutnya dilakukan uji tarik lentur beton untuk mengetahui kelengkapan sifat mekanis beton.

(53)

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.1993. Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal (SNI 03-2834-1993). Pusjatan-Balitbang PU. Indonesia.

Anonim. 2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (RSNI3). Indonesia.

Anonim. 2008. ACI 440.2R-08-Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. USA

Anonim. 2012. Perkuatan Struktur Beton, Kayu dan Besi. http://www.strength- construction.biz/.

Christiawan, Ignatius. Perkuatan (Strengthening) Struktur beton dengan fibre Reinforced Polymer (FRP). UNDIP. Semarang. 10 hlm.

Co Fyfe. 2012.Tyfo Systems Concrete Solutions To the Nations. data-data fyfefibrwrapindonesia

Co Fyfe. TyfoSEH-51A Composite using Tyfo S Epoxy pdf. data-data fyfefibrwrapindonesia.

Co Fyfe. TyfoSW-1 Epoxy underwater pdf. data-data fyfefibrwrapindonesia. Hartono, Henry. 2007. Analisis Kerusakan Struktur Bangunan Gedung Bappeda

Wonogiri. Universitas Muhammadiyah. Surakarta. 9 hlm.

Masdar, Surya dan Sahat. 2006. Penuntun Praktikum Beton. Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Nuryadin, Andi. 2012. Studi perkuatan Kolom Berpenampang Lingkaran Beton Bertulang dengan Menggunakan GFRP-Sheet 1 Lapis (Jurnal Tugas Akhir). Universitas Hasanudin. Makasar. 10 hlm.

(54)

Sebayang, Surya. 2000. Diktat Bahan Bangunan. Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Sudarsana dan Sutapa. 2007. Perkuatan Kolom Bulat Beton Bertulang dengan Lapis Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) (Jurnal Ilmiah Teknik Sipil). Universitas Udayana. Denpasar. 10 hlm.

(1)

Gambar 15. Bagan alir penelitian (lanjutan) Perawatan (curing) beton

selama 28 hari

Pengujian benda uji pada umur beton ke 36-50 hari

Analisis hasil penelitian

Kesimpulan dan rekomendasi

Selesai A

Pemasangan GFRP pada umur beton 21 hari

uji tekan uji tarik belah

- tanpa GFRP (5 sampel) - tanpa GFRP (5 sampel) - GFRP 1 layer (5 sampel) - GFRP 1 layer (5 sampel) - GFRP 2 layers (5 sampel) - GFRP 2 layers (5 sampel) - GFRP 3 layers (5 sampel) - GFRP 3 layers (5 sampel)

(2)

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Pada penelitian ini setelah dilakukan analisis hasil perhitungan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Penelitian di Laboratorium Bahan dan Konstruksi Teknik Sipil Universitas Lampung berupa sampel beton silinder adalah mewakili tiang pancang beton di daerah pinggir pantai.

2. Pada perkuatan dengan GFRP 1 layer, 2 layers dan 3 layers berturut-turut didapatkan peningkatan kuat tekan sebesar 41,7%, 77,85% dan 192,6% terhadap beton tanpa GFRP. Persentase peningkatan kuat tekan menunjukkan peningkatan yang signifikan seiring bertambahnya jumlah layer, hal ini menunjukkan semakin banyak jumlah layer GFRP maka semakin tinggi kuat tekan beton.

3. Pada perkuatan dengan GFRP 1 layer 2 layers dan 3 layers berturut-turut didapatkan peningkatan kuat tarik belah sebesar 171,84%, 154,54% dan 240,06% terhadap beton tanpa GFRP. Persentase peningkatan kuat tarik belah menunjukkan peningkatan yang signifikan. Pada perkuatan GFRP 2 layers nilai persentase peningkatannya lebih rendah dari perkuatan GFRP 1 layer hal ini dapat disebabkan mutu beton yang buruk atau

(3)

terdapat faktor penyebab lain. Maka dapat disimpulkan perkuatan beton dengan GFRP dan epoxy underwater efektif meningkatkan kuat tarik belah beton.

4. Nilai modulus elastisitas (Ec) rata-rata dial gauge/modulus tanpa GFRP dan dengan perkuatan GFRP 1 layer 2 layers dan 3 layers berturut-turut, 32753,71 MPa, 12438,51 MPa, 52946,20 MPa, 50151,52 MPa. Nilai Ec rata-rata dial gauge/modulus yang mengalami penurunan dan peningkatan menunjukkan hasil ini tidak sesuai yang diharapkan, karena seiring bertambahnya jumlah layer GFRP seharusnya dapat menekan perpendekan pada beton sehingga meningkatkan nilai modulus elastisitasnya.

5. Kerusakan pada beton akibat uji kuat tekan dengan GFRP 3 layers , 2 layers dan 1 layer berturut-turut memilki lebar pengelupasan GFRP terkecil hingga terbesar, sedangkan kerusakan beton tanpa GFRP terlihat paling buruk dibanding beton dengan perkuatan GFRP. Hal ini menunjukkan semakin banyak jumlah layer maka semakin kecil kerusakan pada beton akibat pembebanan

(4)

7. Beton dengan perkuatan GFRP 1 layer, 2 layers dan 3 layers memiliki nilai luas yang semakin bertambah, hal ini mempengaruhi hasil kuat tekan yaitu semakin banyak jumlah layer maka semakin besar nilai luas penampang sehingga semakin besar kuat tekan beton.

B. Saran

1. Hasil persentase peningkatan kuat tekan dan kuat tarik belah yang tinggi membuktikan bahwa perkuatan beton bawah air menggunakan GFRP dan epoxy underwater sangat disarankan untuk perkuatan tiang pancang beton di lapangan.