Kajian balok beton Styrofoam ringan

SUARNITA, I Wayan, Ir. Iman Satyarno, M.E.,Ph.D

2004 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Kebutuhan beton untuk struktur dalam bidang teknik sipil khususnya, saat ini terus bertambah, sehingga menuntut teknologi beton yang lebih baik Pemakaian styrofoam dalam pembuatan beton, bertujuan untuk menghasilkan beton yang ringan. Dengan berat jenis beton yang rendah, maka berat struktur secara keseluruhan akan menjadi berkurang. Hal ini akan sangat mempengaruhi gaya gempa dasar pada struktur, sehingga akan mengurangi resiko kerusakan akibat gempa. Pada penelitian ini dipakai beton dengan menggunakan styrofoam pada balok beton bertulang, untuk diteliti sifat mekanikanya yang meliputi kuat tekan beton, kuat lekat tulangan, kapasitas lentur dan geser, keruntuhan dan pola retak. Pada penelitian ini dilakukan pengujian yang meliputi : pengujian silinder beton, pengujian tarik baja, pengujian kuat lekat tulangan, dan pengujian lentur balok beton styrofoam ringan bertulang. Pada pengujian balok lentur, dibuat benda uji dengan dimensi balok: lebar 250 mm, tinggi 400 mm dan panjang 2.100 mm, tulangan utama tarik dan tekan 2 D16 mm, 3 D16 mm dan 4 D16 mm, tulangan sengkang D8 – 100 mm masingmasing 2 buah balok. Balok beton bertulang tersebut diletakkan pada loading frame yang kuat dan ditumpu sendi – rol pada kedua ujungnya. Bentang bersih balok 1950 mm, dan dibebani secara simetris pada titik sejauh 750 mm dan 600 mm dari masing-masing tumpuan. Pembebanan statik dilakukan dengan hydraulic jack, secara bertahap dengan interval kenaikkan beban sebesar 500 kg sampai beban maksimum. Hasil pengujian silinder beton menghasilkan kuat tekan beton rata-rata (fc’) = 1.6 MPa, modulus elastisitas rata-rata (Ec) = 443 MPa, dengan berat satuan rata-rata = 727 kg/m3. Tegangan leleh rata-rata tulangan D16 mm deform (fy ) = 512 MPa, tulangan D8 mm polos (fy) = 370 MPa. Hasil pengujian kuat lekat tulangan rata-rata deform D16 mm = 1.2 MPa, tulangan polos D8 mm = 2.0 MPa. Untuk menganalisa kapasitas momen nominal balok (Mn), perhitungan sesuai SNI tidak dapat digunakan. Dari hasil penelitian didapat bahwa, kapasitas momen nominal (Mn) balok tidak meningkat dengan peningkatan jumlah tulangan tarik, karena balok mengalami keruntuhan geser. Analisis kapasitas geser balok digunakan koefisien (α) = 0.30. Pola retak yang terjadi umumnya adalah retak geser yang terfokus pada satu daerah di mana terjadi retak awal. Retak ini makin melebar seiring dengan penambahan beban sampai pada keruntuhan balok.

Requirement of concrete for structure in civil works increase in recent years, that is need more concrete technology. By using styrofoam that is mixing in aggregate to produce, concrete light in weight. With low density of concrete, weights of structure are reducing. It will strongly influence to basic seismic force for the structure; in addition, all of the sophisticate will reduce the effect of earthquake’s damage. In this research using the styrofoam for reinforced concrete beam, to searching the mechanical workability which are, compression strength, bond stress, flexure and shear capacity, failure and pattern crack. This research has some tested which are, compression strength of concrete cylinders, tests of tensile strength of steel bars, tests of bond strength and flexural tests of reinforced concrete beams with styrofoam aggregate. In the flexural tests of RC beams, the specimens width, height and length are 250 mm, 400 mm and 2100 mm respectively, with rebar number and dimensions for compression and tension reinforcements are 2D16, 3D16 and 4D16 for every 2 beams with shear reinforcement (stirrups) using D8-100. The RC beams were set simply supported on the loading frame. Clear span of the beams are 1950 mm, and loaded symmetrically as far as 750 mm and 600 mm from each support. Static loading then given to the beams by hydraulic jack gradually with halt for increasing interval of 500 kg up to maximum loading. Result from compression tests of concrete cylinder give average value of compression strength of concrete (fc’) = 1.6 MPa, average value of modulus of elasticity (Ec) = 443 MPa, and average value of specific gravity = 727 kg/m3. Average yield stress of deformed steel bar with diameter of 16 mm (fy) was = 512 MPa, as for the 8 mm non deformed steel bars, the average of yield stress reaching (fy) = 370 MPa. Result from tests of bond strength for deformed steel bars with 16 mm diameter give average value of 1.2 MPa, while the non deformed steel bars with 8 mm diameter, the average bond strength was 2.0 MPa. To analyze nominal moment capacity (Mn), the calculation of SNI method is not relevant .The moment capacity of the beams is not increased along with the addition of tension reinforcement since the failure of the beam was caused by bond failure between shear reinforcement bars and the surrounding concrete. The beam shear capacity analysis using coefficient (α) = 0.30. The existing crack contour is the shear crack is focusing at the areas that have an initial crack. This crack becomes wide along increasing loading up to failure of the beam.

Kata Kunci : Balok Beton Styrofoam Ringan, lightweight concrete, styrofoam, flexural capacity