Kapasitas lentur plat lantai beton Styrofoam ringan dengan baja tulangan polos

MUSALAMAH, Sittati, Ir. Iman Satyarno, ME.,Ph.D

2004 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Pemakaian bahan-bahan alternatif dalam campuran beton telah banyak dilakukan dalam rangka menghasilkan beton ringan yang semakin berkualitas. Diantara bahan alternatif yang bisa dicoba untuk menghasilkan beton yang ringan adalah styrofoam. Bahan ini mempunyai berat jenis yang kecil, antara 13 sampai 15 kg/m3 sehingga dimungkinkan untuk digunakan sebagai bahan pembuat plat beton yang ringan. Penelitian ini menguji plat lantai beton styrofoam untuk diketahui sifatsifat mekanikanya. Pada penelitian ini, dibuat 6 buah benda uji, yaitu 3 plat dengan tebal 12 cm menggunakan baja tulangan polos berdiameter 8, 10 dan 12 mm; dan 3 plat dengan tebal 20 mm yang menggunakan baja tulangan polos berdiameter 8, 10 dan 12 mm.Lebar benda uji adalah 800 mm dan panjangnya 2400 mm.Digunakan proporsi campuran dalam 1 m3 beton terdiri dari 350 kg semen, 200 kg pasir, dan 13.5 kg styrofoam dengan nilai faktor air semen 0,45. Plat beton bertulang diletakkan pada loading frame yang kuat dan ditumpu sendi-rol pada kedua ujungnya. Pengujian lentur dilakukan dengan pembebanan 2 titik pada jarak masing-masing 700 mm dari tumpuan.Pembebanan statik dilakukan secara bertahap sampai beban maksimum dengan mengunakan hydraulick jack. Sebelumnya dilakukan pemeriksaan bahan untuk mengetahui kuat tekan silinder beton, tegangan leleh baja tulangan polos, kuat lekat, dan modulus of rupture. Dari hasil pengujian kuat tekan silinder beton didapatkan nilai fc’ = 1.24 MPa, Ec = 381.11 MPa, dan berat jenis 734.44 kg/m3. Nilai tegangan leleh baja tulangan polos diameter 8 mm = 374.189 MPa, diameter 10 mm =329.536 MPa dan diameter 12 mm = 345.199 MPa.Kuat lekat tulangan diameter 8 mm = 2.0 MPa dan diameter 10 mm = 1.82 MPa. Nilai modulus of rupture 0.7 MPa. Besarnya momen maksimum yang bisa ditahan oleh plat tebal 12 cm adalah 3.797kNm, 3.108 kNm dan 3.471 kNm dan plat dengan tebal 20 cm adalah 12.813 kNm, 14.230 kNm dan 10.748 kNm . Hasil pengujian menunjukkan bahwa plat tebal 12 cm mengalami keruntuhan lentur dan plat tebal 20 cm mengalami keruntuhan geser lentur. Hasil analisis teoritis menunjukkkan bahwa kapasitas lentur plat tidak meningkat dengan penambahan luas tulangan. Plat P12D8 dapat diaplikasikan pada beban hidup hingga 2.5 kN/m2 dengan bentang 1.5 m; plat P12D10 dengan bentang maksimum 1.8 m dan plat P12D12 dengan bentang maksimum 1.9 m. Sedangkan untuk plat P20D8 dapt diaplikasikan pada beban hidup 5 kN/m2 dengan bentang maksimum 2.2 m; plat P20D10 dengan bentang maksimum 2.6 m dan plat P20D12 dengan bentang maksimum 2.4.

The utilization of alternative materials in concrete mix design has been considered in order to make lightweight concrete with high quality. Among those alternative materials that applicable for lightweight concrete was Styrofoam. The specific gravity of this material range between 13 to 15 kg/m3, consequently has the possibility of application as lightweight concrete material. In this research, lightweight concrete slab was tested to study the mechanical properties. Six specimens were made in this research consist of 3 slab with 12 cm thickness, each slab reinforced with undeformed steel bar 8, 10 and 12 mm diameter respectively, and 20 cm thick slab, reinforced with undeformed steel bar of 8, 10 and 12 mm diameter respectively. The width and length of specimens were 800 mm and 2400 mm respectively. The mix proportion in 1 m3 of concrete consist of 350 kg of PC, 200 kg of sand, and 13.5 kg of styrofoam with the ratio of water to cement used was 0.45. The reinforced concrete slab was set on loading frame simply supported under each ends. The flexural test was conducted by two point loading 700 mm from each bearing. The static loading was applied gradually up to maximum load by hydraulic jack. Prior to the flexural tests, the material inspection was conducted in order to measure the compression strength of concrete cylinder, steel yield stress, bond strength and modulus of rupture. The tests results show that concrete compressive strength (f’c) = 1.24 MPa, modulus of elasticity (Ec) = 381.11 MPa and specific gravity of concrete samples of 734.44 kg/m3. The value of steel reinforcement yield stress for 8 mm, 10 mm and 12 mm diameter were 374.189 MPa, 329.536 MPa and 345.199 MPa respectively. The bond strength for 8 mm and 10 mm reinforcement steel bar were 2.0 MPa and 1.82 MPa respectively. The value of modulus of rupture was 0.7 MPa. Maximum moments for 12 cm thick slabs were 3.797 kNm, 3.108 kNm and 3.471 kNm, while for 20 cm thick slabs, maximum moments obtained were 12.813 kNm, 14.230 kNm and 10.747 kNm. The test results show that 12 cm thick slabs experienced flexural failure while 20 cm thick slabs experienced shear-flexural failure. Theoretical analytical results show that flexural capacity of the slab is not increasing along with the addition of reinforcement cross section area. P12D8, P12D10 and P12D12 slabs are applicable under live loading up to 2.5 kN/m2 with clear span of 1.5 m, 1.8 m and 1.9 m respectively. While P20D8, P210D10 and P20D12 are applicable under live loading up to 5 kN/m2 with maximum clear span of 2.2 m, 2.6 m and 2.4 m respectively.

Kata Kunci : Struktur Bangunan,Beton Ringan,Styrofoam,Kapasitas Lentur Plat,styrofoam, lightweight concrete, flexural capacity