BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Umum
Komposit kayu panggoh – beton direncanakan untuk menambah kekuatan tekan kayu sebagai kolom pada struktur bangunan yang akan menahan beban aksial.
Dimana material kayu mempunyai kuat tarik dan tekanlentur yang cukup baik serta berat yangringan dengan material beton yang kuat terhadap tekan dijadikan satu
kesatuan komposit. Sebagaimana diketahui, kayu juga merupakan material yang mudah terbakar sedangkan beton tidak sehingga dengan dijadikan sebagai satu
kesatuan komposit, kayu menjadi terlindungi dan tidak mudah terbakar. Dengan demikian terbentuk suatu kolom komposit kayu panggoh – beton yang kuat dengan
dimensi yang relatif kecil dan biaya yang ekonomis.
2.2. Kayu
Kayu merupakan suatu bahan konstruksi yang didapatkan dari tumbuhan dalam alam. Kayu adalah bagian keras tanaman yang digolongkan kepada pohon.
Penggunaan kayu sebagai konstruksi bangunan sudah di kenal dan banyak di pakai sebelum orang mengenal beton dan baja. Kayu mempunyai kuat tarik dan kuat tekan
relatif tinggi, berat yang relatif rendah, mempunyai daya tahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan listrik, dapat dengan mudah untuk dikerjakan, relatif murah,
dapat mudah diganti dan bisa didapat dalam waktu singkat Felix, 1965. Pemakaian kayu sebagai konstruksi dukung banyak menjadi alternative
pengganti besi dan beton bertulang. Rata – rata konstruksi kayu dengan daya dukung
Universitas Sumatera Utara
yang sama, harganya ± 25 sampai 40 lebih murah dari pada konstruksi kayu dan beton bertulang. Dengan demikian akan lebih ekonomis jika menggunakan kayu pada
stuktur bangunan dan juga dapat memperindah desain bangunan tersebut. Akan tetapi, untuk menggunakan kayu sebagai bahan konstruksi perlu diketahui sifat – sifat kayu
terlebih dahulu guna mengetahui jenis dan mutu ataupun kualitas kayu yang akan dipakai. Adapun sifat – sifat kayu akan dijelaskan berikut ini.
2.2.1. Sifat Utama Kayu
Kayu sampai saat ini masih banyak dicari dan dibutuhkan orang. Dari segi manfaatnya bagi kehidupan manusia, kayu dinilai mempunyai sifat – sifat utama,
yaitu sifat – sifat yang menyebabkan kayu tetap selalu dibutuhkan manusia Heinz, 1982. Sifat – sifat utama tersebut antara lain:
1. Kayu merupakan sumber kekayaan alam yang tidak akan habis – habisnya,
apabila di kelola dengan cara yang baik. Kayu dikatakan juga sebagai renewable resources
sumber kekayaan alam yang dapat diperbaharui lagi. 2.
Kayu merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang- barang seperti kertas, bahan sintetik dan tekstil.
3. Kayu mempunyai sifat – sifat spesifik yang tidak bisa ditiru oleh bahan –
bahan lain yang dibuat oleh manusia seperti baja dan beton. Misalnya kayu mempunyai sifat elastis dan mempunyai ketahanan terhadap pembebanan yang
tegak lurus dengan seratnya atau sejajar seratnya. Selain itu, kayu juga memiliki sifat – sifat bahan tersendiri tergantung pada jenis
pohonnya. Beberapa sifat yang umum terdapat pada semua jenis kayu adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
1. Kayu tersusun dari sel – sel yang memiliki tipe bermacam – macam dan
susunan dinding selnya terdiri dari senyawa kimia berupaselulosa dan hemi selulosa karbohidrat serta lignin nonkarbohidrat.
2. Semua kayu bersifat anisotropik, yaitu memperlihatkan sifat – sifat yang
berlainan jika diuji menurut tiga arah utamanya longitudinal, radial dan tangensial.
3. Kayu merupakan bahan yang bersifat higroskopis, yaitu dapat menyerap atau
melepaskan kadar air kelembaban sebagai akibat perubahan kelembaban dan suhu udara disekelilingnya.
4. Durabilitas kayu adalah daya tahan suatu jenis kayu terhadap faktor – faktor
perusak yang datang dari luar kayu itu sendiri. Secara alami kayu mempunyai durabilitas tersendiri, dan berbeda untuk tiap jenis kayu. Durabilitas kayu
biasanya ditentukan oleh adanya zat ekstraktif yang terkandung di dalam kayu tersebut.
2.2.2. Sifat Fisis dan Mekanis Kayu
Sifat dan kekuatan tiap jenis kayu berbeda – beda secara alami antar jenis, antar pohon dalam satu jenis bahkan antar bagian dalam satu pohon, maka harus
disesuaikan penggunaan kelas kayu dengan konstruksi yang akan dibuat. Oleh karena itu, penting sekali untuk mengetahui sifat fisis dan sifat mekanis kayu yang juga
mempengaruhi kekuatan kayu.
2.2.2.1. Sifat Fisis Kayu
Sifat fisis kayu adalah sifat yang dapat diketahui secara jelas melalui panca indera tanpa menggunakan alat bantu.
Universitas Sumatera Utara
A. Berat Jenis Kayu
Berat jenis didefinisikan sebagai angka berat dari satuan volume suatu material.Berat jenis diperoleh dengan membagikan berat kepada volume
benda tersebut. Berat diperoleh dengan cara menimbang suatu benda pada timbangan dengan tingkat keakuratan yang diperlukan atau biasanya
digunakan timbangan dengan ketelitian 20, yaitu sebesar 20 grkg. Sedangkan untuk menentukan volume biasanya dilakukan dengan mengukur
panjang, lebar dan tebal suatu benda dan mengalikannya. Kayu terbentuk dari sel – sel yang memiliki bermacam – macam tipe yang
memungkinkan terjadinya suatu penyimpangan tertentu. Oleh karena itu, perhitungan berat jenis kayu seharusnya berpangkal pada keadaan kering
udara yang berarti sekering – keringnya tanpa pengeringan buatan. Berat jenis kayu biasanya berbanding lurus dengan kekuatan daripada kayu atau sifat –
sifat mekanisnya. Maka makin tinggi berat jenis suatu kayu semakin tinggi pula kekuatannya.
B. Kadar Air
Kadar air didefinisikan sebagai banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya. Kayu sebagai
bahan konstruksi dapat mengikat air dan juga dapat melepaskan air yang dikandungnya disebabkan oleh sifat higroskopis yang dimiliki kayu. Keadaan
ini tergantung pada kelembaban suhu udara disekeliling kayu itu berada. Kayu sangat peka terhadap kelembaban karena pengaruh kadar air yang
Universitas Sumatera Utara
menyebabkan mengembang dan menyusutnya kayu serta mempengaruhi pula sifat-sifat fisis dan mekanis kayu.
Kadar air sangat besar pengaruhnya terhadap kekuatan kayu, terutama daya pikulnya terhadap tegangan desak sejajar arah serat dan juga tegak lurus arah
serat kayu.Sel-sel kayu mengandung air yang sebagian bebas mengisi dinding sel. Kayu mengering pada saat air bebas keluar dan apabila air bebas itu habis
keadaannya disebut titik jenuh serat FibreSaturation Point.Kadar air pada saat itu kira-kira 25 - 30. Apabila kayu mengering dibawah titik jenuh
serat, dinding sel menjadi semakin padat sehingga mengakibatkan serat- seratnya menjadi kokoh dan kuat.
Pada umumnya kayu-kayu di Indonesia yang kering udara mempunyai kadar air antara 12 - 18, atau rata-ratanya adalah 15. Tetapi apabila berat dari
benda uji tersebut menunjukkan angka yang terus-menerus menurun, maka kayu belum dapat dianggap kering udara.
Selain berat jenis dan kadar lain, sifat fisis kayu lainnya adalah warna, tekstur, arah serat, kesan raba, bau dan rasa, serta nilai dekoratif.
2.2.2.2. Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu merupakan keteguhan kayu, yaitu perlawanan yang diberikan oleh suatu jenis kayu terhadap perubahan – perubahan bentuk yang
disebabkan oleh gaya – gaya luar. Perlawanan kayu terhadap gaya – gaya luar dibedakan menjadi:
A. Keteguhan Tarik Tension Strength
Universitas Sumatera Utara
Keteguhan tarik adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap dua buah gaya yang bekerja dengan arah yang berlawanan dan gaya ini bersifat tarik
Gambar II.1. Gaya tarik ini berusaha melepas ikatan antara serat – serat kayu tersebut. Sebagai akibat dari gaya tarik P, maka timbullah didalam kayu
tegangan – tegangan tarik yang harus berjumlah sama dengan gaya – gaya luar P. Bila gaya tarik ini membesar sedemikian rupa, serat – serat kayu terlepas
dan terjadilah patahan. Dalam suatu konstruksi bangunan, hal ini tidak boleh terjadi untuk menjaga keamanan.
Tegangan tarik masih diizinkan bila tidak timbul suatu perubahan atau bahaya pada kayu, disebut dengan tegangan tarik yang diizinkan dengan notasi
Ft MPa. Misalnya, untuk kayu dengan kode mutu E26 tegangan tarik yang diizinkan dalam arah sejajar serat adalah 60 MPa.
P P
Serat Kayu Gambar. 2.1. Batang kayu menerima gaya tarik P
B. Keteguhan Tekan Compression Strength
Keteguhan tekan adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap gaya – gaya tekan yang bekerja sejajar atau tegak lurus serat kayu. Gaya tekan yang bekerja
sejajar serat kayu akan menimbulkan bahaya tekuk pada kayu tersebut Gambar 2.2. Sedangkan gaya tekan yang bekerja tegak lurus arah serat akan menimbulkan
retak pada kayu Gambar 2.3. Batang – batang yang panjang dan tipis seperti papan, mengalami bahaya kerusakan lebih besar ketika menerima gaya tekan
Universitas Sumatera Utara
sejajar serat jika dibandingkan dengan gaya tekan tegak lurus serat kayu. Sebagai akibat adanya gaya tekan ini akan terjadi tegangan tekan pada kayu. Tegangan
tekan terbesar yang tidak menimbulkan adanya bahaya disebut tegangan tekan yang diizinkan, dengan notasi Fc MPa.
Bahaya Tekuk
P P
Gambar. 2.2. Batang kayu menerima gaya tekan sejajar serat P
P Gambar 2.3. Batang kayu menereima gaya tekan tegak lurus serat
C. Keteguhan Geser
Keteguhan geser adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap dua gaya – gaya tekan yang bekerja padanya, kemampuan kayu untuk menahan gaya – gaya
yang menyebabkan bagian kayu tersebut bergeser atau tergelincir dari bagian lain di dekatnya. Akibat gaya geser ini maka akan timbul tegangan geser pada kayu
lihat Gambar 2.4. Dalam hal ini, keteguhan geser dibagi menjadi 3 tiga macam, yaitu keteguhan geser sejajar serat, keteguhan geser tegak lurus serat dan
keteguhan geser miring. Tegangan geser terbesar yang tidak akan menimbulkan
Universitas Sumatera Utara
bahaya pada pergeseran serat kayu disebut tegangan geser yang diizinkan, dengan notasi F
v
MPa.
Gaya Geser
P P
Gambar 2.4 Batang kayu yang menerima gaya geser tegak lurus arah serat
D. Keteguhan Lentur Statis Static Bending Strength
Keteguhan lentur adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya – gaya yang berusaha melengkungkan kayu. Pada balok sederhana yang dikenai beban maka
bagian bawah akan mengalami bagian tarik dan bagian atas mengalami tegangan tekan maksimal Gambar 2.5. Dari pengujian keteguhan lentur diperoleh nilai
keteguhan kayu pada batas proporsi dan keteguhan kayu maksimum. Dibawah batas proporsi terdapat hubungan garis lurus antara besarnya tegangan dan
regangan, dimana nilai perbandingan antara tegangan dan regangan ini disebut modulus elastisitas MOE. Akibat tegangan tarik yang melampaui batas
kemampuan kayu maka akan terjadi regangan yang cukup berbahaya.
P Garis netral
Tertekan
Tertarik Gambar 2.5. Batang kayu yang menerima beban lengkung
E. Keteguhan Belah
Universitas Sumatera Utara
Keteguhan belah adalah kemampuan kekuatan kayu dalam menahan gaya – gaya yang berusaha membelah kayu. Kayu lebih mudah membelah menurut arah
sejajar serat kayu. Keadaan kayu juga mempengaruhi sifat pembelahan, misalnya kayu yang basah lebih mudah dibelah daripada kayu yang telah kering.
2.2.3. Tegangan Bahan Kayu
Istilah kekuatan atau tegangan pada bahan seperti kayu adalah kemampuan bahan untuk mendukung beban luar atau beban yang berusaha merubah bentuk dan
ukuran bahan tersebut. Akibat beban luar yang bekerja ini menyebabkan timbulnya gaya – gaya dalam pada bahan yang berusaha menahan perubahan ukuran dan bentuk
bahan. Gaya dalam ini disebut dengan tegangan yang dinyatakan dalam Poundft2. Dibeberapa negara satuan tegangan ini mengacu ke sistem Internasional SI yaitu
Nmm2. Perubahan ukuran atau bentuk ini dikenal sebagai deformasi atau regangan. Jika tegangan yang bekerja kecil maka regangan atau deformasi yang terjadi
juga kecil dan jika tegangan yang bekerja besar maka deformasi yang terjadi juga besar. Jika kemudian tegangan dihilangkan maka bahan akan kembali kebentuk
semula. Kemampuan bahan untuk kembali kebentuk semula tergantung pada besar sifat elastisitasnya. Jika tegangan yang diberikan melebihi daya dukung serat maka
serat-serat akan putus dan terjadi kegagalan atau keruntuhan. Deformasi sebanding dengan besarnya beban yang bekerja sampai pada satu
titik. Titik ini adalah Limit Proporsional. Setelah melewati titik ini besarnya deformasi akan bertambah lebih cepat dari besarnya beban yang diberikan. Hubungan
antara beban dan deformasi ditunjukkan pada grafik 2.1.
Beban
Universitas Sumatera Utara
Tarikan
Limit Proporsional
Tekanan
Limit Proporsional
Deformasi
Grafik 2.1. Hubungan beban tekan dengan deformasi untuk tarikan dan tekanan Kayu memiliki beberapa tegangan, pada satu jenis tegangan nilainyabesar dan
untuk jenis tegangan yang lain nilainya kecil. Sebagai contoh tegangan tekan cenderung memperpendek kayu sedangkan tegangan tarik akan memperpanjang kayu.
Biasanya kayu akan menderita kombinasi dari beberapa tegangan yang terjadi secara bersamaan meski salah satu jenis tegangan lebih mendominasi. Kemampuan untuk
melentur bebas dan kembali ke bentuk semula tergantung kepada elastisitas, dan kemampuan untuk menahan terjadinya perubahan bentuk disebut dengan kekakuan.
Modulus elastisitas adalah ukuran hubungan antara tegangan dan regangan dalam limit proporsional yang memberikan angka umum untuk menyatakan kekakuan atau
elastis suatu bahan. Semakin besar modulus elastisitas kayu, maka kayu tersebut semakin kaku.
Dalam mencari karakteristik kekuatan kayu ada dua cara yang dapat dilakukan. Pertama, dengan pengujian langsung di lapangan. Kedua, dengan
penelitian. Karena pelaksanaan pengujian di lapangan memerlukan biaya yang besar maka pengujian dengan penelitian merupakan alternatif pemilihan. Pada penelitian
ada dua jenis pengujian yang dapat dilakukan. Pengujian dengan menggunakan sampel kecil dan pengujian kayu sebagai struktural.
Universitas Sumatera Utara
Pengujian dengan menggunakan sampel penting untuk tujuan komparatif, yang memberikan indikasi bahwa sifat – sifat kekuatan setiap jenis – jenis kayu
berbeda. Karena pengujian dirancang untuk menghindari pengaruh kerusakan lain, sehingga hasilnya tidak menunjukkan beban aktual yang mampu diterima dan faktor
yang harus digunakan untuk mendapatkan tegangan kerja yang aman. Pengujian kayu dengan bentuk struktural lebih mendekati kondisi penggunaan yang sebenarnya.
Secara khusus dianggap penting karena dapat mengamati kerusakan seperti pecah- pecah.
Kelemahan pada pengujian ini adalah memerlukan biaya yang besar dan pekerjaannya sulit karena membutuhkan kayu dalam jumlah yang besar dan butuh
waktu yang lebih lama. Selain itu, faktor pemilihan bahan dalam ukuran yang besar dengan kualitas yang seragam menjadi sangat penting dibandingkan dengan
pemilihan sampel dalam ukuran kecil. Pengujian dengan menggunakan sampel kecil telah memiliki standar pengujian. Karena sifat kekuatan kayu sangat dipengaruhi oleh
kandungan air, pengujian dapat dilakukan dalam kondisi terpisah. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan material kayu yang memiliki kandungan standar.
Pengujian dilakukan pada bahan kering udara dengan kadar air yang diketahui dan angka – angka kekuatan tersebut dikoreksi terhadap kandungan air standar.
Ketelitian dibutuhkan untuk mengeliminasi faktor – faktor yang dapat membuat variasi sifat kekuatan. Pengujian dengan sampel kecil dari jenis – jenis kayu yang
berbeda – beda kini telah dilakukan, dan banyak batasan data yang diperoleh. Angka – angka yang diterbitkan untuk kayu yang berbeda – beda dapat dibandingkan dengan
metode pengujian yang telah distandarkan. Angka – angka ini sendiri dapat dipakai dalam memperhitungkan tegangan kerja karena faktor koreksi telah diperhitungkan.
Universitas Sumatera Utara
Nilai tegangan diperoleh dari besarnya beban per luas penampang yang dibebani, dinyatakan dalam Nmm², atau:
Tegangan σ =
����� ���� ���������
=
� �
2.1 Dan regangan didefinisikan sebagai deformasi per ukuran semula yaitu:
Regangan ε =
��������ℎ�� ������� ������� ����−����
=
∆� ��
2.2 Secara teoritis, semakin ringan kayu maka semakin kurang kekuatannya, demikian
juga sebaliknya. Pada umumnya dapat dikatakan bahwa kayu – kayu yang berat sekali juga kuat sekali. Kekuatan, kekerasan dan sifat teknik lainnya adalah berbanding lurus
dengan berat jenisnya. Tentunya hal ini tidak terlalu sesuai, karena susunan dari kayu tidak selalu sama.
2.2.4. Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Mekanis
Pemilihan secara mekanis untuk mendapatkan modulus elastisitas lentur harus dilakukan dengan mengikuti standar pemilahan mekanis yang baku. Berdasarkan
modulus elastis lentur yang diperoleh secara mekanis, kuat acuan lainnya dapat diambil mengikuti tabel 2.1. Kuat acuan yang berbeda dengan tabel 2.1 dapat
digunakan apabila ada pembuktian secara eksperimental yang mengikuti standar – standar eksperimen yang baku.
Tabel 2.1. Nilai kuat acuan MPa berdasarkan atas pemilahan secara mekanispada kadar air 15 berdasarkan PKKI NI - 5 2002
Universitas Sumatera Utara
Kode Mutu
E
w
F
b
F
t
F
c
F
v
F
c ﬩
E26 25000
66 60
46 6,6
24 E25
24000 62
58 45
6,5 23
E24 23000
59 56
45 6,4
22 E23
22000 56
53 43
6,2 21
E22 21000
54 50
41 6,1
20 E21
20000 56
47 40
5,9 19
E20 19000
47 44
39 5,8
18 E19
18000 44
42 37
5,6 17
E18 17000
42 39
35 5,4
16 E17
16000 38
36 34
5,4 15
E16 15000
35 33
33 5,2
14 E15
14000 32
31 31
5,1 13
E14 13000
30 28
30 4,9
12 E13
14000 27
25 28
4,8 11
E12 13000
23 22
27 4,6
11 E11
12000 20
19 25
4,5 10
E10 11000
18 17
24 4,3
9
Dimana : Ew = Modulus elastis lentur
Fb = Kuat lentur Ft = Kuat tarik sejajar serat
Fc = Kuat tekan sejajar serat Fv = Kuat Geser
Fc ┴ = Kuat tekan tegak lurus
Faktor – faktor koreksi digunakan untuk menghitung nilai tahanan terkoreksi. Nilai faktor koreksi yang digunakan dalam menghitung nilai tahanan terkoreksi
adalah sebagai berikut: Tabel 2.2. Faktor koreksi layan basah, CM
Universitas Sumatera Utara
f
b
f
t
f
v
f
c ﬩
f
c
E
Balok kayu 0,85
1,00 0,97
0,67 0,80
0,90 Balok kayu besar 125x125 mm
atau lebih besar 1,00
1,00 1,00
0,67 0,93
1,00 Lantai papan kayu
0,85 -
- 0,67
- 0,90
Glulam kayu laminasi struktural
0,80 0,80
0,67 0,53
0,73 0,83
Tabel 2.3. Faktor koreksi temperature, C
t
Kondisi Acuan
Kadar air pada masa layan
C
t
T ≤ 38
o
C 38
o
C T ≤ 52
o
C 52
o
C T ≤ 65
o
C
f
t
, E
Basah atau kering 1,0
0,9 0,9
f
b,
f
c,
f
v
Kering 1,0
0,8 0,7
Basah 1,0
0,7 0,5
2.2.5. Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Visual
Pemilahan secara visual harus mengikuti standar pemilahan secara visual yang baku. Apabila pemeriksaan visual dilakukan berdasarkan atas pengukuran berat jenis,
maka kuat acuan untuk kayu berserat lurus tanpa cacat dapat dihitung dengan menggunakan langkah – langkah sebagai berikut :
a. Kerapatan ρ pada kondisi basah berat dan volume diukur pada kondisi basah,
tetapi kadar airnya lebih kecil dari 30 dihitung dengan mengikuti prosedur baku. Gunakan satuan kgm³ untuk
ρ. b.
Kadar air, m m 30, diukur dengan prosedur baku. c.
Hitung berat jenis pada m G
m
dengan rumus : G
m
=
[1000 1 + m100] 2.3
d. Hitung berat jenis dasar G
b
dengan rumus : G
b
= G
m
[1 + 0,265 a G
m
] dengan a = 30 – m 30 2.4
Universitas Sumatera Utara
e. Hitung berat jenis pada kadar air 15 G
15
dengan rumus : G
15
= G
b
1 – 0,133 G
b
2.5 f.
Hitung estimasi kuat acuan, dengan modulus elastisitas lentur Ew = 16500G
0.7
2.6 dimana G : Berat jenis kayu pada kadar air 15 = G
15
. Untuk kayu dengan serat tidak lurus atau mempunyai cacat kayu, estimasi
nilai modulus elastis lentur acuan pada point d harus direduksi dengan mengikuti ketentuan pada SNI Standar Nasional Indonesia 03-3527-1994 UDC Universal
Decimal Classification 691.11 tentang “Mutu Kayu Bangunan“ yaitu dengan mengalikan estimasi nilai modulus elastis lentur acuan dari Tabel 2.1. tersebut dengan
nilai rasio tahanan pada Tabel 2.4. yang bergantung pada kelas mutu kayu. Kelas mutu kayu ditetapkan dengan mengacu pada Tabel 2.5.
Tabel 2.4. Nilai rasio tahanan Kelas Mutu Nilai Rasio Tahanan
A 0,80
B 0,63
C 0,50
Tabel 2.5. Cacat maksimum untuk semua kelas mutu kayu Macam Cacat
Kelas Mutu A Kelas Mutu B
Kelas Mutu C Mata Kayu:
Pada arah lebar Pada arah sempit
16 lebar kayu 18 lebar kayu
¼ lebar kayu 16 lebar kayu
½ lebar kayu ¼ lebat kayu
Universitas Sumatera Utara
Retak 15 tebal kayu
16 tebal kayu ¼ tebal
Pinggul 110 tebal atau lebar
kayu 16 tebal atau lebar
kayu ¼ tebal atau lebar
kayu Arah serat
1 : 13 1 : 9
1 : 6 Saluran Damar
15 tebal kayu eksudasi tidak
diperkenan 25 tebal kayu
½ tebal kayu
Gubal Diperkenankan
Diperkenankan Diperkenankan
Lubang serangga Diperkenankan asal
terpencar dan ukuran dibatasai dan
tidak ada tanda- tanda serangga
hidup Diperkenankan
asal terpencar dan ukuran dibatasai
dan tidak ada tanda-tanda
serangga hidup Diperkenankan
asal terpencar dan ukuran dibatasai
dan tidak ada tanda-tanda
serangga hidup Cacat lain lapuk,
hati rapuh, retak melintang
Tidak diperkenankan
Tidak diperkenankan
Tidak diperkenankan
2.2.6. Kayu Panggoh
Pada eksperimen ini kayu yang akan digunakan sebagai bahan komposit kolom kayu – beton adalah kayu panggoh yang berasal dari tanaman aren Arenga
Pinnata . Kayu panggoh yang digunakan dalam eksperimen ini diambil dari tanaman
aren yang sudah mati dan berumur tua ± 20 tahun. Tanaman aren yang berumur tua, ditandai dengan tumbuhnya bunga yang dekat dengan permukaan tanah tempat
tanaman aren tumbuh. Kayu panggoh terdapat dibagian luar batang tanaman aren yang merupakan kayu keras, kuat dan mengkilat. Dari sekitar 50 cm diameter batang
aren, bagian pinggir yang keras hanya setebal 5 – 7 cm. Makin keatas, ketebalan kayu panggoh makin berkurang. Kayu panggoh berwarna hitam dan memiliki sifat tahan
air, sehingga umumnya produk dengan bahan kayu panggoh lebih tahan lama. Kayu panggoh memiliki serat yang hampir mirip dengan kayu kelapa.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6. Kayu Panggoh
2.3. Beton
Beton merupakan suatu material batu yang diperoleh dengan membuat suatu campuran yang mempunyai proporsi tertentu dari semen, pasir dan koral atau agregat
lainnya, dan air untuk membuat campuran tersebut menjadi keras dalam cetakan sesuai dengan bentuk dan dimensi struktur yang diinginkan. Kumpulan material
tersebut terdiri dari agregat yang halus dan kasar. Semen dan air berinteraksi secara kimiawi untuk mengikat partikel – partikel agregat tersebut menjadi suatu massa yang
padat. Tambahan air yang melampaui jumlah yang dibutuhkan untuk reaksi kimia ini diperlukan untuk memberikan campuran tersebut sifat mudah diolah yang
memungkinkannya mengisi cetakan – cetakan dan membungkus baja penguat sebelum mengeras.
Beton dalam berbagai variasi sifat kekuatan dapat diperoleh dengan pengaturan yang sesuai dari perbandingan jumlah material pembentuknya. Semen –
semen khusus seperti semen berkekuatan tinggi dan agregat – agregat khusus seperti bermacam – macam agregat ringan dan agregat berat memungkinkan untuk
mendapatkan variasi sifat – sifat beton yang lebih luas lagi. Sifat – sifat ini dalam banyak hal tergantung pada proporsi dari campurannya, pada kesempurnaan dari
Universitas Sumatera Utara
adukan bahan – bahan pembentuk campuran tersebut dan pada kondisi kelembaban dan temperatur pada tempat diletakkannya campuran tersebut sejak saat
ditempatkannya campuran tersebut dalam cetakan hingga mengeras sepenuhnya. Kekuatan beton ditaksir dengan mengukur kekuatan hancur dari kubus atau silinder
uji yang dibuat dari adukan. Benda uji ini biasanya dirawatdan diuji setelah dua puluh delapan hari menurut prosedur standar.
2.3.1. Sifat – sifat Beton
Beton pada dasarnya merupakan campuran antara semen, kerikil, pasir, dan air dengan perbandingan campuran yang tertentu. Kadang – kadang beberapa bahan
tambahan juga ikut digunakan dalam campuran beton ini untuk membuat beton yang memiliki sifat – sifat yang diinginkan, misalnya fly ash abu terbang atau material
kimia lainnya. Air dan semen akan bereaksi menjadi pasta semen yang bertugas untuk mengikat kerikil dan pasir sehingga terbentuk struktur yang kaku dan memiliki
kekuatan tertentu. Beton didapat dari pencampuran bahan – bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir, batu, batu pecah atau bahan semacam lainnya, dengan
menambahkan secukupnya bahan perekat semen, dan air sebagai pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses dan perawatan beton berlangsung.
Nilai kuat tekan beton relatif tinggi dibanding kuat tariknya, dan beton merupakan bahan berifat getas. Nilai kuat tariknya hanya berkisar 9 - 15 saja dari
kuat tekannya. Pada penggunaan sebagai komponen struktur bangunan, umumnya beton diperkuat dengan batang tulangan baja sebagai bahan yang dapat bekerja sama
dan mampu membantu kelemahannya, terutama pada bagian yang menahan tarik. Dengan demikian tersusun pembagian tugas, dimana tulangan bajabertugas
Universitas Sumatera Utara
memperkuat dan menahan gaya tarik, sedangkan beton hanya diperhitungkan menahan gaya tekan.
2.3.1.1. Kuat Tekan Beton
Beton mempunyai sifat yang kuat terhadap tekan dan mempunyai sifat yang relatif rendah terhadap tarik. Maka pada umumnya beton hanya diperhitungkan
mempunyai kerja yang baik di daerah tekan pada penampangnya. Hubungan regangan – regangan yang timbul karena pengaruh pengaruh gaya tekan tersebut digunakan
sebagai dasar pertimbangan. Nilai dari kuat tekan beton diwakili oleh tegangan tekan maksimum fc’ dengan satuan Nmm2 atau MPa Mega Pascal. Kuat tekan beton
umur 28 hariberkisar antara nilai ± 10 – 65 MPa. Untuk struktur beton bertulang pada umumnya menggunakan beton dengan kuat tekan berkisar 17 – 30 MPa Dipohusodo,
1999. Nilai dari kuat tekan beton ditentukan dari tegangan tekan tertinggi fc’ yang
dicapai benda uji umur 28 hari akibat beban tekan selama percobaan. Dengan demikian, seperti tampak pada gambar, harap dicatat bahwa tegangan fc’ bukanlah
tegangan yang timbul pada saat benda uji hancur melainkan tegangan maksimum pada saat regangan beton εb mencapai nilai ± 0,002. Kurva – kurva pada gambar
2.7 memperlihatkan hasil percobaan kuat tekan benda uji beton berumur 28 hari untuk berbagai macam adukan rencana.
Universitas Sumatera Utara
Grafik 2.2. Diagram Tegangan - Regangan Batang Tulangan Baja Terhadap Kuat Tekan Beton
Kuat tekan pada umur 28 hari dapat dihitung dari data kuat tekan pada umur lainnya dengan menggunakan angka konversi yang diturunkan dilaboratorium
terhadap benda uji yang dirawat di laboratorium maupun di lapangan. Bila percobaan ini tidak dilakukan, alternatif lain untuk mendapatkan kuat tekan beton 28 hari adalah
dengan menggunakan tabel berikut ini, asalkan beton tersebut tidak menggunakan campuran tambahan atau agregat ringan.
Tabel 2.6. Perbandingan kuat tekan beton pada berbagai umur untuk benda uji silinder yang dirawat di laboratorium
Umur Beton Hari Portland Type I
3 0,46
7 0,70
14 0,88
21 0,99
28 1,00
2.3.1.2. Modulus Elastisitas Beton
Universitas Sumatera Utara
Tolak ukur yang umum dari sifat elastis suatu bahan adalah modulus elastisitas, yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan
perubahan bentuk per satuan panjang, sebagai akibat tekanan yang diberikan. SK SNI 03 – 2847 – 2002 memberikan nilai modulus elastisitas beton yaitu:
• Untuk nilai wc di antara 1500 kgm3 dan 2500 kgm3, nilai modulus elastisitas beton Ec:
Ec =
W
c 1.5
0.043 ��′� dalam MPa
2.7 • Untuk beton normal Ec dapat diambil sebesar:
Ec
= 4700 ��′�
2.8 Dimana:
W
c
= Berat Satuan Beton kgm3 f’
c
= Kuat Tekan Beton yang disyaratkan MPa Nilai regangan tidak berbanding lurus dengan nilai tegangannya berarti bahan
beton tidak sepenuhnya bersifat elastis, sedangkan nilai modulus elastisitas berubah – ubah sesuai dengan kekuatannya. Modulus elastisitas beton juga berubah – ubah
tergantung kepada umur beton, sifat-sifat dari agregat dan semen, kecepatan pembebanan, jenis dan ukuran dari benda uji. Pada umumnya nilai kuat maksimum
untuk mutu beton tertentu akan berkurang pada tingkat pembebanan yang lebih lamban atau slower rates ofstrain. Nilai kuat beton beragam sesuai dengan umurnya
dan biasanya nilai kuat beton ditentukan pada waktu beton mencapai umur 28 hari setelah pengecoran. Umumnya pada umur 7 hari kuat beton mencapai 70 dan pada
umur 14 hari mencapai 85 - 90 dari kuat beton umur 28 hari.
2.3.1.3. Kuat Tarik
Universitas Sumatera Utara
Nilai kuat tarik beton relatif jauh lebih rendah daripada nilai kuat tekan beton. Nilai kuat tarik bahan beton normal hanya berkisar antara 9 - 15 dari kuat
tekannya. Kuat tarik beton yang tepat sulit untuk diukur. Kekuatan tarik beton seringkali diukur berdasarkan modulus tarik modulus of rupture, yaitu tegangan
tarik lentur beton yang timbul pada pengujian hancur balok beton polos tanpa tulangan. Nilai ini sedikit lebih besar dari nilai tarik sesungguhnya. SNI 03-2847-
2002 membatasi untuk beton normal, kekuatan beton dalam menahan tarik akibat lentur adalah: Fr 0,70f c = Fr ini biasa dikenal dengan tegangan retak
Dengan Ec dan f’c dalam Mpa. Harga ini harus dikalikan faktor 0,75 untuk beton ringan total dan 0,85 untuk beton ringan berpasir. Dari berbagai hasil percobaan
terlihat bahwa kekuatan tarik beton sangat kecil dibandingkan kekuatan tekannya, sehingga dalam analisis atau desain kekuatan tarik beton diabaikan, dan beton
dianggap hanya dapat menahan gaya tekan.
2.3.2. Bahan Penyusun Beton 2.3.2.1.
Semen
Semen adalah bagian yang sangat penting dalam pembuatan beton. Fungsi semen adalah sebagai pengikat yang bersifat kohesif dan adhesif yang memungkinkan
melekatnya fragment mineral menjadi suatu massa yang padat. Kegunaan semen ini semata – mata untuk bahan pengikat yang akan mengikat agregat halus dan agregat
kasar dengan bantuan air dimana prosesnya disebut hidrasi sehingga bahan – bahan tersebut membentuk suatu kesatuan yang disebut beton. Pengikatan dan pengerasan
dari semen hanya dapat terjadi karena adanya air, dan air inilah dapat yang melangsungkan reaksi – reaksi kimia guna melarutkan bagian – bagian dari semen
sehingga dihasilkan senyawa – senyawa hidrat yang dapat mengeras. Semen yang
Universitas Sumatera Utara
digunakan dalam pelaksanaan konstruksi beton harus mempunyai kualitas yang baik, sebab semen sangat menentukan kualitas beton itu sendiri.
1 Ordinary Portland Cement OPC
Merupakan jenis semen yang paling sering digunakan dalam pembangunan. Semen portland diklasifikasikan dalam lima tipe yaitu :
a.Tipe I Ordinary Portland Cement
Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti yang dipersyaratkan pada tipe – tipe lain. Tipe
semen ini paling banyak diproduksi dan banyak dipasaran.
b. Tipe II Moderate Sulfat Resistance
Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahananterhadap sulfat atau panas hidrasi sedang. Tipe II ini mempunyai
panas hidrasi yang lebih rendah dibanding semen Portland Tipe I. Pada daerah – daerah tertentu dimana suhu agak tinggi, maka untuk mengurangi
penggunaan air selama pengeringan agar tidak terjadi Srinkage penyusutan yang besar perlu ditambahkan sifat moderat “Heatof hydration”. Semen
Portland tipe II ini disarankan untuk dipakai pada bangunan seperti bendungan, dermaga dan landasan berat yang ditandai adanya kolom – kolom
dan dimana proses hidrasi rendah juga merupakan pertimbangan utama.
c. Tipe III High Early Strength
Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan yang tinggi pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi. Semen tipe III ini
dibuat dengan kehalusan yang tinggi blaine biasa mencapai 5000 cm2gr dengan nilai C3S nya juga tinggi. Beton yang dibuat dengan menggunakan
semen Portland tipe III ini dalam waktu 24 jam dapat mencapai kekuatan yang
Universitas Sumatera Utara
sama dengan kekuatan yang dicapai semen Portland tipe I pada umur 3 hari, dan dalam umur 7 hari semen Portland tipe III ini kekuatannya menyamai
beton dengan menggunakan semen portlan tipe I pada umur 28 hari.
d. Tipe IV Low Heat Of Hydration