## KAJIAN EKSPERIMENTAL KUAT TEKAN BETON BENDA UJI SILINDER DIKEKANG DENGAN BAHAN CARBON FIBER WRAP
Immanuel Panusunan Tua Panggabean 1) , Valentana Ardian Tarigan 2) 1,2) Universitas Quality, Jl. Ring Road No. 18 Ngumban Surbakti Medan Email : nuelgabe@gmail.com

## ABSTRAK
Perubahan fungsi bangunan dengan menambah jumlah lantai ke atas/ arah vertikal atau disebut  juga dengan menambah jumlah tingkat  akan menambah beban pada tiang/  kolom,  dan  perubahan  dengan  membuang  salah  satu  tiang  untuk memperluas ruangan akan menambah beban kepada kolom dan balok. Penurunan mutu  beton  pasca  pelaksanaan  pembangunan  struktur  juga  merupakan permasalahan  yang  sering  dijumpai  pada  pelaksanaan  konstruksi.  Balok,  kolom maupun  pelat  merupakan  elemen  struktur  yang  digunakan  untuk  menerima  dan menyalurkan beban. Beban yang bertambah sebagai akibat dari perubahan fungsi struktur,  penambahan  beban  pada  bangunan,  atau  tidak  tercapainya  mutu  beton rencana dari struktur bangunan. Tahapan pengujian dengan membentuk benda uji silinder sebanyak 15 (lima belas) buah, dengan masing-masing 5 (lima) benda uji dilakukan  tanpa  menggunakan carbon  fiber  wrap untuk  mewakili  kondisi  benda uji di lapangan yang di bawah mutu standar rencana dalam penelitian ini rencana mutu beton dilakukan dengan menggunakan job mix formula untuk f’c = 30 MPa, sedangkan 10 (sepuluh) benda uji lainnya dilakukan dengan melakukan kekangan menggunakan  bahan  fiber  wrap.  Pengamatan  dilakukan  dengan  melihat penambahan  kuat  tekan  beton  pada  diberi  kekangan fiber  wrap tersebut.
Pengamatan  lainnya  yang  dilakukan  dengan  mengamati  pola  runtuh  dan mekanisme  keruntuhan  yang  terjadi  dengan  dan  tanpa  benda  uji  yang  dipasang kekangan. Kuat tekan beton bertambah kuat sebesar 54% untuk tipikal kekangan 1 dengan  menggunakan  arah  serat  standar  dan  23%  untuk  tipikal  kekangan  2 menggunakan  serat  arah  berlawanan  dari  standar.  Model  keruntuhan  Benda  Uji yang  tidak  dikekang  sesuai  standar  model  keruntuhan  dalam  SNI,  sedangkan Benda  Uji  yang  dikekang  mengalami  keruntuhan  setelah  bahan Carbon  Fiber Wrap , robek akibat penambahan beban tekan pada Benda Uji.
Kata  kunci  :  benda  uji  silinder,  kuat  tekan, carbon  fiber  wrap ,  model keruntuhan.

## ABSTRACT
Changes  in  building  functions  by  increasing  the  number  of  floors  to  the  top  / vertical  direction or  also called by increasing the number of  levels  will increase the  burden  on  the  pole/  column,  and  changes  by  removing  one  of  the  pillars  to expand  the  room  will  add  burden  to  the  columns  and  beams.  Impairment  of concrete  quality  after  the  implementation  of  structural  construction  is  also  a problem that is  often encountered in  the implementation  of  construction. Beams, columns,  plates  are  structural  elements  used  to  receive  and  distribute  loads.
Expenses  that  are  added  as  a  result  of  changes  in  the  function  of  the  structure, additional load on the building, or not achieving the quality of the concrete plan of the building structure. Stages of testing by forming cylindrical specimens of 15 (fifteen) pieces, with each of 5 (five) specimens carried out without using carbon fiber  wrap  to  represent  the conditions  of  specimens in  the field  which are below the standard quality plan in this study concrete quality plans carried out using a job mix formula for f'c = 30 MPa, while 10 (ten) other test specimens are carried out by confinement using fiber wrap material. Observations were made by looking at  the  addition  of  compressive  strength  of  concrete  on  the  given  fiber  wrap restraints. Other observations are made by observing the collapse pattern and the mechanism of collapse that occurs with and without the test specimen mounted in restraints.  The  compressive  strength  of  concrete  increased  by  54%  for  typical restraints 1 using standard fiber direction and 23% for typical restraints 2 using the opposite direction of standard fiber. The collapse model of the Test object that is  not  restrained  is  by  following  the  standard  collapse  model  in  SNI,  while  the Test  object  that  is  restrained  experiences  collapse  after  the  Carbon  Fiber  Wrap material is torn due to the addition of compressive load on the Test Object. Keywords: cylindrical specimens, compressive strength, carbon fiber wrap, failure model.
Pendahuluan Kebutuhan untuk memperkuat bangunan  baik  yang  diusulkan  oleh pemilik bangunan dan ataupun akibat perubahan  fungsi  dari  bangunan seringkali  dihadapkan  dengan  tidak berubahnya dimensi eksisting dengan signifikan, umumnya struktur tersebut adalah struktur beton. Tujuan dari penelitian ini membentuk  gambaran  jelas  tentang pengaruh yang diberikan oleh kekangan carbon fiber wrap terhadap beton yang dikekang. Benda uji yang digunakan adalah benda uji silinder.
Benda  uji  silinder  menjadi  standar dari  penerimaan  beton  di  lapangan sesuai  dengan  standar  SNI  2847- 2013.  Praktek  yang sering terjadi di lapangan  bahwa  benda  uji  silinder tidak  memenuhi  standar  dari  mutu beton  rencana.  Metode  perkuatan
akibat dari turunnya mutu beton dari mutu  beton  rencana  merupakan solusi  yang  terbaik  bila  terjadi ketidaksesuaian  dari  mutu  beton rencana.
Salah satu metode perkuatan  yang ada  yaitu menambah kekangan  pada  benda  uji  dengan menggunakan  fiber  wrap,  yang  pada penelitian  kali  ini  direncanakan menggunakan  bahan  jenis  carbon. Beton  dengan  kuat  tekan  yang rendah diharapkan dapat naik dengan menambah  kekangan  pada  benda  uji yang dibentuk pada pengujian ini.

## Penelitian Sebelumnya
Penggunaan  material  carbon  fiber wrap pada benda uji silinder mempunyai  karakteristik  material Modulus  Elastisitas    230.000  MPa, Tensile  Strength  4.900  MPa  dan Elongation  1,7%.  Jenis  Material Carbon  Fiber  Wrap  yang  digunakan
SIKA  Wrap  231-C  dan  Epoxy  yang digunakan SIKADUR 330. Penelitian  yang  telah  dilakukan sebelumnya  dilakukan  pada  beton bertulang  dan  meneliti  kenaikan daktilitas  balok  beton  bertulang  (Sri Rejeki  Laku  Utami,  dkk  (2016), p.140).  Juga  penelitian  dengan  jenis bahan  yang  sama  tetapi  bentuk  plat dilakukan dengan memperkuat balok yang  sudah  retak  dan  meneliti kenaikan kapasitas dari balok tersebut  pasca  dilapis  dengan  plat carbon  fiber  ( Immanuel  Panusunan Tua  Panggabean (2014),  p.  28) , penelitian  dengan  jenis  bahan  yang sama  tetapi  bentuk  plat  dilakukan dengan  memperkuat  balok  konsol yang  sudah  retak  dan  meneliti kenaikan  kapasitas  geser  dari  balok konsol  tersebut  pasca  dilapis  dengan plat  carbon  fiber (Valentana  Ardian
Tarigan (2014), p.40) .
Penggunaan jenis wrap untuk kenaikan lentur balok beton bertulang  ( Ratan  Kharatmol,  dkk (2014),  p.119) Penelitian  terhadap kekuatan  menahan  gaya  geser  balok ( M.  B.  S  Alferjani ,  dkk  (2013).,
p.45)  Penggunaan  wrap  pada  balok dengan  menggunakan  material  baja ( Wiryanto  Dewobroto,  dkk  (2012), p.65), untuk  mengamati  kinerja setelah diperkuat, dan analisis terhadap  kuat  lentur  balok  beton bertulang dengan menggunakan carbon  fiber  wrap  ( Endah  Kanti Pangestuti, dkk (2008), p.13).

## Tujuan Penelitian
1. Mengamati  kenaikan  kuat  tekan beton  akibat  kekangan  pada benda uji.
2. Mengamati  pola  runtuh  yang terjadi  akibat  kekangan  dengan bahan carbon fiber wrap.
3. Mengamati mekanisme keruntuhan  yang  terjadi  akibat kekangan  dengan  bahan  carbon fiber wrap.

## Tahapan Penelitian
1. Penyiapan material untuk pembuatan benda uji. 2. Penelitian dimulai dengan menyiapkan bahan material penyusun  beton  dengan  mutu target  minimal  f’c  30  MPa, menggunakan  job  mix  formula yang  sudah  ada  pada  sumber material (Gambar 1).
3. Pemesanan  material  pabrikan dari  PT  SIKA  Indonesia  sebagai penyedia  material  carbon  fiber wrap (Gambar 2).
4. Benda Uji yang dibentuk sebanyak  15  buah  benda  uji silinder  dengan  perbandingan
1:2 yaitu perbandingan benda uji terhadap  diameter  dan  tinggi benda uji.
5. Sebanyak  5  (lima)  buah  benda uji  silinder  disiapkan  tanpa pemasangan  kekangan  dengan carbon fiber wrap.
6. Sebanyak  10  (sepuluh)  buah benda  uji  silinder  disiapkan dengan  pemasangan  kekangan carbon fiber wrap.
7. Dari 10 (sepuluh) benda uji yang dikekang  5  disiapkan  dengan arah  serat  standar,  sedangkan  5 benda  uji  lagi  dikekang  dengan arah serat berlawanan.
8. Pengujian  dilaksanakan  pada usia  beton  28  hari,  maka  benda
uji  diperhatikan  terhadap  syarat- syarat  yang  ditentukan  oleh Standar  Nasional  Indonesia  SNI 2847:2013.
9. Hasil  pengujian  akan  disajikan dalam bentuk grafik dan
dokumentasi. 10. Analisis dilakukan terhadap hasil pengujian yang kemudian disimpulkan  terhadap  kenaikan kuat tekan beton, model keruntuhan dan mekanisme keruntuhan  Benda  Uji  yang dilaksanakan  dalam  3  (tiga) model  pelaksanaan  penelitian terhadap  benda  uji  tekekang  dan tidak  terkekang  dengan  jumlah sampel  15  (lima  belas)  buah benda uji.
Gambar 1. Material Beton
Gambar 2. Carbon Fiber Wrap

## Hasil Pengujian
Uji  Tekan  Beton  menggunakan  Alat Compressive  Strength  Test di Laboratorium  seperti  pada  Tabel  1. Benda  Uji  sebanyak  15  (lima  belas) buah  dengan  uraian  5  (lima)  benda uji  yang  tidak  dikekang  sebagai benda uji pembanding untuk kenaikan  kuat  tekan,  5  (lima)  benda uji  dikekang Carbon  Fiber  Wrap dengan arah serat standar (tipikal 1), dan    5  (lima)  benda  uji  dikekang Carbon  Fiber  Wrap dengan  arah serat  berlawanan  standar  (tipikal  2).
Tabel 1. Hasil Uji Kuat Tekan (f’c) Benda Uji
I (MPa) II (MPa) III (MPa) IV (MPa) V (MPa) Benda Uji tidak dikekang 31.81 42.44 42.45 41.85 38.27 Benda Uji dikekang Carbon Fiber Wrap Tipe 1 54.01 60.61 64.54 63.52 60.66 Benda Uji dikekang Carbon Fiber Wrap Tipe 2 40.2 45.01 51.38 47.45
45.69 Nomor Benda Uji Uraian
Tabel  1,  menunjukkan  bahwa  Benda Uji yang tidak dikekang menghasilkan kuat tekan f’c minimum 31,81 MPa, dan maksimum  42,45  MPa.  Benda  Uji yang dikekang dengan Carbon Fiber Wrap tipikal  1  dengan  kekangan searah standar pemasangan menghasilkan  kuat  tekan  minimum 54,01  MPa,  dan  maksimum  64,54 MPa.  Benda  Uji  yang  dikekang dengan Carbon Fiber Wrap tipikal 2 dengan kekangan tegak lurus standar pemasangan menghasilkan kuat tekan  minimum  40,20  MPa,  dan maksimum 51,38 MPa.
Tabel 2. Kuat Tekan Rata-rata (f’c) Benda Uji
Tabel  2.  menunjukkan  bahwa  Benda
Uji yang tidak dikekang menghasilkan kuat tekan f’c rata-rata 39,36 MPa, Benda Uji yang dikekang  dengan Carbon  Fiber Wrap tipikal  1  dengan  kekangan searah standar pemasangan menghasilkan  kuat  tekan  rata-rata 60,67 MPa, Benda Uji yang dikekang  dengan Carbon  Fiber
Wrap tipikal  2  dengan  kekangan tegak  lurus  standar  pemasangan menghasilkan  kuat  tekan  rata-rata 45,95 MPa.
Tabel 3. Kenaikan Kuat Tekan Rata-rata (f’c) Benda Uji
Tabel 3 menunjukkan bahwa kenaikan kuat tekan beton Benda Uji yang  dikekang Carbon  Fiber  Wrap Tipe  1  dengan  kekangan  sesuai standar  pemasangan  menghasilkan kenaikan  54%  dari  Benda  Uji  yang
tidak  terkekang,  sedangkan  kuat tekan beton Benda Uji yang dikekang Carbon Fiber Wrap Tipe 2 dengan kekangan tegak lurus standar pemasangan  menghasilkan  kenaikan 17%.
Rata-rata I (MPa) II (MPa) III (MPa) IV (MPa) V (MPa) (MPa) Benda Uji tidak dikekang 31.81 42.44 42.45 41.85 38.27 39.36 Benda Uji dikekang Carbon Fiber Wrap Tipe 1 54.01 60.61 64.54 63.52 60.66 60.67 Benda Uji dikekang Carbon Fiber Wrap Tipe 2 40.2 45.01 51.38 47.45 45.69 45.95 Uraian Nomor Benda Uji Rata-rata Kenaikan
Kuat Tekan (MPa) % Benda Uji tidak dikekang 39.36 Benda Uji dikekang Carbon Fiber Wrap Tipe 1 60.67 54 Benda Uji dikekang Carbon Fiber Wrap Tipe 2 45.95 17 Uraian
Gambar 3. Diagram Kuat Tekan Beton
Tren  Penggunaan carbon  fiber  wrap
(Gambar 3),  menunjukkan kenaikan kuat  tekan  beton  benda  uji  silinder. Benda Uji tidak dikekang menunjukkan nilai terkecil dibanding yang dikekang. 4. Model Keruntuhan
Model  keruntuhan  benda  uji  yang tidak terkekang (Gambar 4)
menunjukkan  keruntuhan  geser  dan keruntuhan  normal  tekan.  Jenis keruntuhan  ini  memenuhi  model keruntuhan  yang  ditetapkan  oleh standar  nasional  Indonesia  tentang model  keruntuhan  pada  benda  uji silinder.  Keruntuhan  yang  sesuai dengan  standar  menunjukkan  bahwa pengujian dilakukan dengan sesuai.

## Gambar 4.Keruntuhan Benda Uji tidak terkekang
Model  keruntuhan  benda  uji  yang terkekang  (Gambar  5)  menunjukkan terlepasnya carbon fiber wrap akibat desakan dari beton. Keruntuhan pada model  ini  telah  didahului  dengan
keruntuhan  beton  dalam  kekangan fiber, dengan  ditambahnya  beban  uji secara  bertahap  dan  terus  menerus pada Benda Uji menyebabkan gagalnya kekangan pada Benda Uji.

## Gambar 5.Keruntuhan Benda Uji terkekang Tipe I
Model  keruntuhan  benda  uji  yang terkekang  tipe  II  (Gambar  6) menunjukkan juga akibat terlepasnya carbon  fiber  wrap akibat  desakan dari  beton.  Keruntuhan  pada  model ini  juga  telah  didahului  dengan
keruntuhan  beton  dalam  kekangan fiber, dengan  ditambahnya  beban  uji secara  bertahap  dan  terus  menerus pada Benda Uji menyebabkan gagalnya kekangan pada Benda Uji. Gambar 6.Keruntuhan Benda Uji terkekang Tipe II
Kesimpulan
1. Kenaikan  kuat  tekan  beton f’c , setelah  dikekang  dengan carbon fiber  wrap ,  dengan  arah  searah standar  penggunaan carbon  fiber wrap sebesar  54%,  dan  untuk kekangan  tidak  searah  standar penggunaan carbon  fiber  wrap hanya sebesar 17%. 2. Model  keruntuhan  tekan  pada beton yang tidak dikekang sesuai dengan model keruntuhan standar
Nasional  Indonesia  yaitu  model keruntuhan  geser  dan  normal. Model  keruntuhan  pada  Benda Uji yang dikekang dengan
Carbon  Fiber  Wrap didahului dengan  putusnya  serat Carbon
Fiber Wrap akibat desakan beton yang dikekang. 3. Mekanisme  keruntuhan  Benda Uji  didahului  dengan  runtuhnya beton yang berada dalam kekangan Carbon  Fiber  Wrap , dan selanjutnya keruntuhan lanjutan  dengan  putusnya  serat fiber  dari carbon  fiber  wrap, setelah penambahan beban uji.

## Daftar Pustaka
Sri Rejeki Laku Utami, Nuroji, Antonius (2016) Pengaruh
Pembalutan Carbon Fiber
Wrap (CFW) terhadap Daktilitas Balok Beton Bertulang, Inersia, XII(2), 140- 155. Immanuel Panusunan Tua Panggabean (2014) Kajian Eksperimental  dan  Numerik Perkuatan Balok dengan menggunakan  Carbon  Fiber Reinforced  Polymer  dengan Beban  Lentur  Murni  Jurnal Rekayasa Struktur dan Infrastruktur, VIII, (2)  28-39 . Valentana Ardian Tarigan (2014) Kajian Eksperimental dan perkuatan geser konsol balok dengan Carbon Fiber Reinforced Polymer  Jurnal Rekayasa Struktur dan Infrastruktur, VIII, (2)  40-48 .
Ratan Kharatmol, Pankaj Sananse, Rohit Tambe, Ms. Raksha J.Khare. (2014) Strengthening of Beams using Carbon Fiber Reinforced Polymer , International Journal
Emerging Engineering
Research and Technologies
IJEERT 2 (3) , 119-126.
M. B. S Alferjani, A.A. Abdul Samad, Blkasem,S. Elrayaff, N. Mohamad, M. Hilton, Abdalla Ab Sinusi Saiah (2013) Use of
Carbon Fiber Reinforced Polymer Laminate for strengthening Reinforced concrete beams in shear : A review , International Refeered Journal of Engineering and
Sciences IRJES 2 (2) , 45-53. Wiryanto Dewobroto , Lanny Hidayat, Thomas Wijaya (2012) Pengaruh  Konfigurasi Wrapping  Fiber  Reinforced Polimer (FRP) terhadap kinerja hasil  retrofit  Balok  Pipa  Baja Pembalutan Carbon Fiber Wrap (CFW) terhadap Daktilitas Balok Beton Bertulang, Konteks  6,  MB  65- MB 76.
Endah  Kanti  Pangestuti, Januar
Prihanantio  (2008) Analisis Kuat  Lentur  Balok  Beton Bertulang dengan Carbon Fiber
Wrap    Jurnal  Teknik  Sipil  & Perencanaan 1 (10) , 13-20. dst.