Fiber Reinforced Polymer TINJAUAN PUSTAKA

kecil sampai pada suatu tingkat pembebanan yang menyebabkan hancurnya balok beton tersebut di bidang geser nya.

II.2. Fiber Reinforced Polymer

Fiber Reinforced Polymer FRP merupakan sejenis pelat baja tipis yang didalamnya terdapat serat-serat carbon dan fiber. Tiga prinsip penggunan FRP dalam perkuatan struktur adalah : - Meningkatkan kapasitas momen lentur pada balok atau plat dengan menambahkan FRP pada bagian tarik. - Meningkatkan kapasitas geser pada balok dengan menambahkan FRP di bagian sisi pada daerah geser. - Meningkatkan kapasitas beban axial dan geser pada kolom dengan menambahkan FRP di sekeliling kolom. Tipe FRP yang umum digunakan sebagai perkuatan struktur dapat berupa CFS Carbon Fiber Sheet, AFS Aramid Fiber Sheet, dan GFS Glass Fiber Sheet. Tabel 2.1. Data FRP nilai dibawah hanya untuk fiber saja bukan composite Tipe Fiber KuatTarik Nmm 2 Modulus Elastisitas kNmm 2 Elongasi Massa jenis grcm 3 Carbon : high strength 4300-4900 230-240 1.9-2.1 1.8 Carbon : high modulus 2740-5490 294-329 0.7-1.9 1.78-1.8 Carbon : ultra high modulus 2600-4020 540-640 0.4-0.8 1.91-2.1 Aramid : high strength and high modulus 3200-3600 124-130 2.4 1.44 Glass 2400-3500 70-85 3.5-4.7 2.6 Universitas Sumatera Utara Tabel 2.2. Perbandingan Performance FRP Performance Carbon Aramid Glass Alkaline Resistant Good Good Bad UV Resistant Yes No Yes Electricity Conductivity Yes No Yes Compressive vs Tensile Strength Close to Lower Close to Elastic Modulus vs Steel Similar Lower Lower Melting Point 650°C 200°C 1000°C Creep Rapture Best Moderate Bad Bentuk FRP yang sering dipakai pada perkuatan struktur adalah : - Plate Composite - Fabric Wrap Bentuk Plate lebih efektif dan efisien untuk perkuatan lentur baik pada balok maupun plat serta pada dinding ; sedang bentuk wrap lebih efektif dan efisien untuk perkuatan geser pada balok serta untuk meningkatkan kapasitas beban axial dan geser pada kolom. Ada beberapa keuntungan penggunaan FRP sebagai Perkuatan Struktur, antara lain : Kuat tarik sangat tinggi ± 7-10 kali lebih tinggi dari U39 Sangat ringan density 1.4-2.6 grcm 3 , 4-6 kali lebih ringan dari Baja Pelaksanaan sangat mudah dan cepat Memungkinkan untuk tidak menutup lalu lintas mis : jembatan dll Tidak memerlukan area kerja yang luas Universitas Sumatera Utara Tidak memerlukan joint, meskipun bentang yang harus diperkuat cukup panjang Tidak berkarat non logam Terdapat juga kerugian dari FRP ,yaitu : Ketahanan terhadap kebakaran harus dilakukan lapisan tahan kebakaran Pengrusakan dari luar umumnya untuk fasilitas umum harus dilakukan lapisan penutup dari mortar. Dalam penggunaannya, FRP digabungkan dengan suatu bahan perekat Epoxy Impregnation Resin yang akan merekatkan lembaran fiber pada balok beton. Bahan perekat yang akan digunakan pada penelitian ini berupa Epoxy dengan merek dagang SIKADUR 330 ® . SIKADUR 330 ® terdiri dari 2 dua bagian yaitu bagian A berwarna putih dan bagian B berwarna abu-abu. Perbandingan campuran antara bagian A : bagian B = 4 : 1 sesuai berat nya.

II.2.1 Standard Pedoman Perencanaan

Pedoman perencanaan untuk FRP dapat mengacu pada standard ACI yaitu “ACI 440-Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP System for Strengthening Concrete Structures and Technical Report” yang dikeluarkan oleh “Concrete Society Committee Inggris yaitu Technical Report No. 55-Design Guidance for Strengthening Concrete Structure Using Fibre Composite Materials”. Universitas Sumatera Utara Di dalam ACI 440, selain factor reduksi kekuatan Φ; juga terdapat factor reduksi lainnya, yaitu : - Faktor reduksi partial untuk FRP ψ sebesar : Lentur : 0,85 Geser : 0,95 wrap 4 sisi atau 0,85 wrap 3 sisi Kolom : 0,90 bulat; 0,50 bujur sangkar atau berdasarkan test persegi. - Faktor reduksi untuk material FRP akibat pengaruh lingkungan C E , dipakai sebagai dasar perencanaan untuk kuat tarik ultimate f lu = C E . f lu dari pabrik dan regangan ultimate ε lu = C E . ε lu dari pabrik - Pada perencanaan geser regangan FRP dibatasi maximum sebesar 0,004. Tabel 2.3. Faktor Reduksi Lingkungan C E Kondisi penempatan Carbon Glass Aramid Di luar ruangan 1.0 0.8 0.9 Di dalam ruangan 0.9 0.7 0.8 Di dalam Technical Report No.55, digunakan faktor keamanan partial sbb : - f 1 = f lu γ mf . γ mm .γ mE · γ mf : faktor keamanan partial untuk kekuatan · γ mm : faktor keamanan partial untuk proses pembuatan atau pelaksanaan. · γ mE : faktor keamanan partial untuk modulus elastisitas. - Pada perencanaan geser regangan FRP dibatasi maximum sebesar 0,004. Universitas Sumatera Utara Tabel 2.4. Faktor keamanaan parsial untuk kekuatan. Material Faktor keamanan p artial γ mf Carbon FRP 1.4 Aramid FRP 1.5 Glass FRP 3.5 Tabel 2.5. Recommended values of partial safety factor, to be applied to design strength of manufactured composites, based on Clarke Type of system and method of application or manufacture Additional partial safety factor , γ mm Plates Pultruded 1.1 Prepeg 1.1 Preformed 1.2 Lembaran atau tapes Machines-controlled application 1.1 Vacuum infusion 1.2 Wet lay-up 1.4 Prefabricated factory-made shell Filament winding 1.1 Resin transfer moulding 1.2 Hand lay-up 1.4 Hand-held spray application 2.2 Universitas Sumatera Utara Tabel 2.6. Faktor keamanan parsial untuk modulus elastisitas. Material Partial safety factor, γ mE Carbon FRP 1.1 Aramid FRP 1.1 Glass FRP 1.8

II.2.2 Aplikasi FRP

FRP fiber reinforced polymer digunakan pada konstruksi yang telah ada. Pemakaian FRP pada suatu konstruksi biasa nya disebabkan oleh beberapa hal yaitu : • Terjadi kesalahan perencanaan • Adanya kerusakan-kerusakan dari bagian struktur sehingga dikhawatirkan tidak berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. • Adanya perubahan fungsi pada system struktur dan adanya penambahan beban yang melebihi beban rencana. Perkuatan tambahan ini telah banyak dipergunakan di berbagai belahan dunia. Di Indonesia, SIKA telah memproduksi FRP sejak tahun 1997. Jenis FRP yang saat ini dipasarkan oleh SIKA adalah terdiri dari :  Bentuk Plate : Sika Carbodur Pembagian tipe Sika Carbodur berdasarkan angka modulus elastisitasnya terdiri dari tiga tipe yaitu : Universitas Sumatera Utara 1. Carbodur tipe S Standard , jenis S512 dan S1012 2. Carbodur tipe M Middle 3. Carbodur tipe H High  Bentuk Wrap : Sika Wrap 230C Spesifikasi dari masing-masing tipe Sika Carbodur ini dapat dilihat pada Tabel 2.7 berikut ini. Tabel 2.7. Tipe dan Spesifikasi dari Sika Carbodur. Tipe Tensile Strength Nmm 2 Ultimate Tensile Strength Nmm 2 Elasticity Modulus Nmm 2 Failure Strain Sstandard 2400 3100 155000 1.9 Mmiddle 2000 2400 210000 1.1 Hhigh 1400 1600 300000 0.8 Universitas Sumatera Utara

II.3. Geser dan Tarik Diagonal