Pengaruh steel fiber pada sifat mekanis beton dan kapasitas balok beton bertulang pasca kebakaran

KADRENI, Emilia, Ir. Bambang Suhendro, MSc.,PhD

2001 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Penelitian ini bertuj uan untuk mengetahui pengaruh penambahan serat baja terhadap kuat tekan, kuat tarik, kuat lentur, perilaku struktural, daktilitas, kekakuan, kapasitas lentur, beban retak awal yirst crack load), pola retak dan proppagasi retak balok bertulang dengan dan tanpa dibakar serta membandingkan hasil laboratorium yang di dapat dengan rumusan yang telah ada Proporsi campuran beton dihitung berdasarkan specrfc gravity bahan penyusun beton, dengan grafik-grafik dari penelitian Suhendro (1 99 1) untuk beton normal dan beton serat dengan penambahan sfeel fiber, dengan VI. = 0,635 % (50 kg/m'). Setiap jenis beton dibuat 2 buah silinder 15 x 30 cm untuk pengujian kuat tarik belah; 2 buah balok ukuran 15 x 15 x 60 cm untuk pengujian kuat lentur dan kuat tekan serta 2 buah model balok beton bertulang ukuran 15 x 25 x 180 cm untuk pengujian lentur balok dengan variasi pembakaran 400" C dan 800" C . Penambahan serat baja pada temperatur kamar (25" C), 400" C, 800" C dapat meningkatkan kuat tarik belah silinder berturut - tUrut sebesar 24,35%, 19,44%, 61,4 % ; kuat tekan beton sebesar 54,432 % , 63,033% , 102,56 % ; beban retak awal yirst crack load) 12,5 % , 7,14 % ,50 % dan beban maksimum sebesar 5,41 % , 3,03 % , 3,22 ?'o. Pertambahan temperatur mengakibatkan penurunan kuat tarik belah sebesar 6 1,3 1 YO (beton serat) ; 58,79 YO (beton normal) pada temperatur 400" C ; 89,73 % (beton serat) ; 94,75 % (beton normal) pada temperatur 800" C serta kuat tekan beton sebesar 26,502 %; (beton serat) ; 30,379 % (beton normal) pada temperatur 400" C dan 67,623 % (beton serat); 75,316 % (beton normal) pada temperatur 800°C. Terjadi perbedaan yang signifikan antara MoR eksperimen dan MoR teoritis sebesar 36,94 O/O (BF-25); 45,29 % (BN-25) , 38,29 % (BF-400) ; 60,61% (BN-400) ; 77,60 % (BF-800) dan 9334 % (BN-800). Penurunan daktilitas beton sebesar 21,61 % (BN-400) ; 15,95 % (BF-400) ; 32,25 % (BN-800) dan 39,78 % '(BF- 800). Penurunan kekakuan terbesar pada temperatur 800" C pada beton serat maupun beton normal sebesar satu setengah kali dibandingkan balok pengontrol. Retak pada benda uji balok terjadi pada daerah lentur dengan pola mengikuti (meneruskan) retak rambut yang telah ada akibat panas api dan propagasi (penyebaran retak) pada beton serat lebih sedikit dibandingkan pada beton normal dengan dan tanpa dibakar.

This reseach was conducted to study the influence of steel fiber addition on structural behavior, ductility, stiffness, flexural capacity, first crack load, a crack pattern and propagation of reinforced concrete beam after fire. The mix proportion of fiber concrete was 1 cement; 100,008 sand; 80,007 gravel; 22,171 water; 0,5 superplasticizer, by weight with fiber volume fraction, Vf = 0,635Y0 while for the normal concrete was 1 cement ; 100 sand ; 79,99 gravel; 22,49 water, by weight. The mechanical properties of the normal and fiber concrete were obtained by performing standard split tensile strength, flexural tests and compressive strength test. Two models of reinforced concrete beams, with their dimension 15 cm x 25 cm x 180 cm, were prepared for normal and fiber concrete. After 3 months, the beam models were put in fire with temperature of 400' C and 800' C for about three hours. The beams were then tested flexurally 3 days later. For temperature of 25' C, 400" C and 800" C, the addition of steel fiber increased tensile strength of 24,35%, 19,44%, 61,4%; compressive strength of 54,432%, 63,033%, 102,56% ; the first crack load of 12,5%, 57,14%, 50 YO and the maximum load of 5,41 %, 3,03%, 3,22% respectively. The increase of temperature would result in decreasing tensile strength and compressive strength of 61,31% and 26,502% (fiber concrete), 58,79% and 30,379% (plain concrete) when the temperature is 400" C; 89,73% and 67,623% (fiber concrete), 94,76% and 75,316% (plain concrete) when the temperature is 800" C. There was a significant difference between MoR experiment with MoR theory up to 36,94% (BF-800) and 9334% (BN-800). The decreasing of beam ductility was 3,64% (BN-400); 38,3 1 YO (BF-400); 16,88% (BN-800) and 42,2 1 % (BF- 800). The stiffness degradation of the normal concrete beams was 36,95% and 5 1,32% for 400" C and 800" C; while that of fiber concrete beams was 47,03% and 57,92%. The amount of crack occur in concrete beams was significantly less than the normal concrete beam.

Kata Kunci : Balok Beton Bertulang, Steel Fiber, steel fiber-concrete-after fire-mechanical properties-beam capacity.