RESUME PERTEMUAN PERTAMA MATA KULIAH STRUKTUR BETON

BERTULANG

Disusun Oleh :

Hari Sumaryono 21010112120007

Andre Obrien Damanik 21010112120011

Muhammad Arsyadi Huda 21010112120019

Maghfur Rozak 21010112130081

Hesna Rianti Dakhi 21010112140090

1. PENDAHULUAN

A. BETON

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah atau

agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat

dari semen dan air. Bentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang satu atau lebih

bhan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu

seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas dan waktu pengerasan.

Bahan penyusun beton secara umum dibedakan atas semen : sebagai bahan

pengikat hidrolis, Agregat : sebagai bahan batu-batuan yang netral (tidak bereaksi)

dan merupakan bentuk sebagian besar beton, air, dan bahan tambahan / admixture :

bahan kimia tambahan yang ditambahkan ke dalam spesi beton untuk mengubah

sifat beton yang dihasilkan.

Beton memiliki sifat dan karakkteristik sendiri. Di antaranya memiliki kuat tekan

dan kuat Tarik. Kuat tekan beton ditentukan dngan melakukan uji kegagalan

terhadap silinder beton 6 inci x 12 inci yang brumur 28 hari pada tingkat pebebanan

tertentu. Selama periode 28 hari ini silinder beton biasanya ditempatkan di dalam air

atau di dalam sebuah ruangan dengan temperature tetap dan kelembaban 100

persen. Kebanyakan beton memiliki kekuatan pada kisaran 3000 hingga 7000 psi. 1

psi = 0.006894757 MPa.

Untuk aplikasi yang umum digunakan beton dengan kekuatan 3000 dan 4000

psi, sementara untuk konstruksi beton prategang 5000 dan 6000 psi. Nilai-nilai kuat

tekan beton yang diperoleh dari hasil pengujian sangat dipengaruhi oleh ukuran dan

bentuk dari elemen uji dan cara pembebanannya.

Beton tidak memiliki modulus eastisitas yang pasti, nilainya tergantung dari

kekuatan beton. Modulus elastisitas atau E adalah nilai perbandingan antara

tegangan (gaya per satuan luas) dan regangan (perubahan panjang dibagi panjang

mula-mula). Atau dengan kata lain modulus elastisitas adalah nilai tegangan yang

dibutuhkan untuk merubah panjang suatu bahan sebesar satu satuan panjang.

Beton memiliki sifat yang unik yaitu akan menyusut secara perlahan seiring

berjalannya waktu terutama setelah beton dirawat dan mengering. Proses

penyusutan ini dapat digambarkan sebagai berikut. Ketika bahan-bahan untuk beton

dicampur dan diaduk, pasta yang terdiri dari semen dan air mengisi ronggga-rongga

di dalam agregat dan mengikat agregat tersebut menjadi satu. Campuran ini harus

cukup dapat dikerjakan dan dapat mengalir sehingga campuran tersebut dapat

masuk di antara sela-sela tulangan dan memenuhi seluruh cetakan. Untuk dapat

mencapai tingkat kepampuan kerja seperti ini, biasanya digunakan air yang lebih

banyak daripada yang seharusnya agar semen dan air dapat bereaksi bersama.

Setelah beton selesai dirawat dan mulai mengering kelebihan campuran air

ini mencari jalan ke permukaan beton tempat di mana campuran ini akan menguap

yang mengakibtakan beton akan menyusut. Susut berlangsung selama bertahun-

tahun tetapi dalam kondisi normal sekitar 90 persen susut terjadi pada tahun

pertama. Batang dengan penampang melintang yang kecil akan mengalami

penyusutan yang lebih proporsional daripada batang dengan penampang melintang

yang besar

Beton adalah material yang memiliki tingkat daktilitas yang sangat kecil atau

bahkan hamper tidak ada. Daktilitas adalah kemampuan material mengembangkan

regangannya dari pertama kali leleh hingga akhirnya putus atau bisa diartikan

seberapa plastis material tersebut. Sehingga dapat dikatakan beton adalah material

yang getas, arrtinya titik lelehnya sama dengan titik putusnya. Jadi saat dia leleh

saat itu juga dia putus.

Grafik di atas menunjukkan hubungan tegangan dan regangan dari beton. Dari

grafik dapat disimpulkan bahwa regangan berbanding lurus dengan tegangan dan

langsung putus ketika mencapai titik leleh (puncak grafik) tanpa melewati daerah

plastis terebih dahulu. Semua beton akan mencapai kekuatan pucak pada regangan

sekitar 0,02.

B. Baja

Baja pada dasarnya ialah besi (Fe) dengan tambahan unsur Karbon

( C ) sampai dengan 1.67% (maksimal). Bila kadar unsur karbon ( C) lebih dari

1.67%, maka material tersebut biasanya disebut sebagai besi cor (Cast Iron). Makin

tinggi kadar karbon dalam baja, maka akan mengakibatkan hal- hal sbb:

Kuat leleh dan kuat tarik baja kan naik,

Keliatan / elongasi baja berkurang,

Semakin sukar dilas.

Oleh karena itu adalah penting agar kita dapat menekan

kandungan karbon pada kadar serendah mungkin untuk dapat mengantisipasi

berkurangnya keliatan dan sifat sulit dilas di atas, tetapi sifat kuat leleh dan kuat

tariknya tetap tinggi. Penambahan unsur – unsur ini dikombinasikan dengan proses

heat treatment akan menghasilkan kuat tekan yang lebih tinggi, tetapi keuletan dan

keliatan, dan kemampuan khusus lainnya tetap baik. Unsur – unsur tersebut antara

lain: Mangan (Mn), Chromium (Cr), Molybdenum (Mo), Nikel (Ni) dan tembaga (Cu).

Tetapi proporsional pertambahan kekuatannya tidak sebesar karbon. Pertambahan

kekuatannya semata –mata karena unsur tersebut memperbaiki struktur mikro baja.

 Untuk memahami pengaruh komposisi kimia dan heat treat terhadap sifat akhir

baja, maka kita perlu menganal faktor – facktor sbb:

Struktur mikro,

Unsur Fe dan C menyususun diri dalam suatu struktur berulang dalam pola

tiga dimensi yang dinamakan dengan kristal. Kristal –

kristal yang berorientasi (arah pengulangan / susunan ) sama disebut

sebagai butir. Susunan kumpulan butir satu dengan yang lain pada suatu

fasa tertentu dinamakan struktur mikro, contoh struktur mikro antara

lain: ferit, perlit dan sementit.

Ukuran butiran,

Penghalusan butir baja akan menghasilkan: Peningkatan kuat leleh (yield

strength), Perbaikan sifat keuletan (toughness) dan keliatan (ductility),

Penghalusan butiran dapat dilakukan dengan penambahan unsur niobium,

vanadium dan aluminium dengan jumlah maksimal 0.05% atau dengan heat

treatment.

Kandungan nonlogam.

Unsur – unsur non-logam yang umumnya dibatasi jumlahnya di dalam

produk baja adalah Sulfur (S) dan Fosfor (P). Tinggi kadar kedua unsur

tersebut bisa menurunkan keliatan (ductility) baja dan meningkatkan

kemungkinan retak pada sambungan las. Pada baja khusus mampu las,

kandungan kedua unsur di atas dibatasi kurang dari 0.05%.

Endapan di permukaan antar butiran.

Unsur – unsur lain yang juga dapat menurunkan keuletan baja baja anatar

lain: timah (Sn), antimon (Sb) dan arsen (As) hingga baja menjadi

getas. Sifat getas ini ditimbulkan oleh pengendapan atau berkumpulnya

unsur – unsur di atas bidang batas antar butir baja pada suhu 500 – 600o .

Baja dibuat meliputi beberapa dapat. Tahap pertama adalah bijih besi (iron

ore) dan kokas (coke) dicampur dan dipanaskan hingga menghasilkan sinter. Lalu

sinter dan batu kapur (limestone) dicampur dan dimasukan ke blast furnace dan

dipanaskan pada suhu tinggi sampai menghasilkan besi cair. Besi cair diatas lalu

dicampur dengan besi dan baja bekas dan dilelehkan di dalam electric Arc Furnace

(EAF).

Bahan – bahan non-logam yang tidak diinginkan ditekan kandungannya

dengan menambahkan bahan – bahan khusus. Reaksi kimia antara bahan khusus

tersebut dengan unsur non-logam, mengakibatkan keduanya melekat dan terangkat

ke permukaan yang akhirnya dibuang dinamakan mill scale. Setelah itu, besi cair

dicampur dengan deoxidant untuk mengendalikan gas – gas yang terlarut. Lalu dari

furnace dituang ke ladle, untuk selanjutnya dituang kecetakan – cetakan produk

setengah jadi (slab, bloom, beam blank, dll).

 Pembuatan baja dengan sistem cetak langsung (casting)   biasanya dilakukan

dalam jumlah yang tidak terlalu banyak, maksimal 30 – 50 ton. Penggunaan pun

dalam praktiknya tidak banyak, hanya untuk penggunaan khusus seperti untuk

aksesoris dan peralatan M/E. Forging adalah pembuatan material baja dengan

menggunakan bloom atau billet sebagai bahan baku yang dipanaskan sampai

dalam kondisi austenite dan dibentuk dengan system tekanan (press) mekanik

sampai menjadi bentuk yang diinginkan. Contoh hasil forging ini adalah pipa

seamless.

Penjelasan Sifat – sifat Mekanis Baja

Regangan (e) : besar deformasi perpanjang awal (tanpa satuan)

Tegangan (s) : gaya per satuan luas dalam satuan Mpa. 

Elongation : pertambahan panjang pada pengujian tarik (%). 

Kekuatan tarik (tensile strength) : besar tegangan (gaya) yang diperlukan unutk

mematahkan atau memutuskan benda uji.

Kekuatan leleh (yield strength) : besar tegangan yang diperlukan untuk mencapai

regangan plastis 0.2%.

Keliatan (ductility) : besar regangan maksimal yang dapat terjadi pada saat

benda uji patah atau putus dalam satuan persen (%).

Kekerasan (hardness) : ketahanan bahan terhadap penetrasi dipermukaannya,

yang dinyatakan dalam Bilangan kekerasan Brinell (BHN), Vickers (DPH) dan

atau kekerasan Rockwell (R). BKB dihitung berdasarkan luas daerah lekukan

yang ditimbulkan, sedangkan R dihitung berdasarkan dalamnya lekukan.

Keuletan (toughness) : daya tahan bahan terhadap lenturan dan puntiran –

puntiran berulang – ulang yang diukur dari besarnya energi yang diperlukan

untuk mematahkan suatu benda uji yang dinyatakan dalam satuan joule.

Penilaian keuletan dilakukan dengan tes Charpy atau Izod.

Jenis dan mutu baja

Ukuran baja tulangan yang tersediaMenurut SNI 03-2847-2002, tulangan yang

dapat digunakan pada elemen beton bertulang di batasi hanya pada Baja Tulangan

dan Kawat Baja saja. Belum ada peraturan yang mengatur penggunaan tulangan

lain,selain dari baja tulangan atau kawat baja tersebut. Baja Tulangan yang tersedia

di pasaran ada 2 jenis, yaitu

1.Baja Tulangan Polos (BJTP)

2.Baja Tulangan Ulir atau Deform (BJTD)

Tulangan Polos biasanya digunakan untuk tulangan geser/begel/sengkang, dan

mempunyai tegangan leleh (fy) minimal sebesar 240 MPa (disebut BJTP-24),

dengan ukuran Ø6, Ø8, Ø10, Ø12, Ø14 dan Ø16 (dengan Ø menyatakan simbol

diameter polos).

Tulangan Ulir/deform digunakan untuk untuk tulangan longitudinal atau

tulangan memanjang, dan mempunyai tegangan leleh (fy) minimal 300 MPa (disebut

BJTD-30). 

Hubungan Tegangan dan Regangan

Grafik di atas menunjukkan hubungan tegangan dan regangan dari baja.

Dari grafik dapat disimpulkan bahwa regangan berbanding lurus dengan

tegangan dan tidak langsung putus melalui titik leleh (Fyield) terebih dahulu baru

kemudian memasuki daerah palstis dimana tegangan tetap tetapi regangan

bertambah. Sampai regangan tertentu, diagram tegangan-regangan baja

memasuki daerah necking di mana untuk menambah regangan diperlukan

penabahan tegangan hingga mencapai titik putus.