## PERILAKU LENDUTAN DAN RETAK PADA BALOK BETON BERTULANG DENGAN TAMBAHAN SERAT BAJA
Faisal Ananda 1 , Agoes Soehardjono 2 , Achfas Zacoeb 3
1 Mahasiswa Program Magister Teknik Sipil Universitas Brawijaya, Malang
2,3 Jurusan Teknik Sipil Struktur Program Magister Universitas Bawijaya, Malang Email: Anandabrawijaya@gmail.com

## Abstrak
Pengkajian lendutan  dan lebar retak  yang dilakukan bertujuan untuk  meminimalisir lendutan dan lebar retak  yang terjadi.  Pengujian  ini  menggunakan  balok  beton  bertulang  dengan  ukuran  15cm  x  25cm  x  180cm.  Pengujian dilakukan  bertahap  setiap  108kg  sampai  lelehnya  tulangan.  Peningkatan  serat  0%,  1,57%,  3,14%,  dan  4,71%. Berdasarkan  penambahan  serat  maksimum 4,71%  mendapatkan  penurunan  kuat  tekan sebesar  2%,  penurunan modulus rupture 2,54%,  kuat  tarik  mengalami  peningkatan  sebesar  0,27%.  Peningkatan    rata-rata  lendutan  dengan penambahan serat mencapai maksimum 4,71% pada dimensi tulangan 10 sebesar 0,31%. Pada dimensi tulangan 12 dan  14  mengalami  peningkatan  sebesar  20,4%  dan  11,68%.  Peningkatan  serat  pada  saat  tulangan  mencapai  leleh terjadi  peningkatan  lebar  retak  maksimum.  Pada  tulangan  berdiameter  10  dengan  peningkatan  serat  mencapai maksimum  4,71%,  terjadi  peningkatan  sebesar  4,22%.  Pada  tulangan  berdiameter  12  dan  penulangan  diameter  14 dengan peningkatan serat mencapai maksimum  4,71%, terjadi peningkatan  sebesar 8,49 dan 9,9%.

## Kata kunci : lebar retak, lendutan, rasio tulangan, serat baja

## Abstract
The assessment on deflection and crack width was done to minimize the deflection and crack width exist. This test uses reinforced concrete beams with a size of 15cm x 25cm x 180cm. The test was done gradually started at 108kg until the reinforcement reaching to yield. The increasing of the fiber done were at 0%, 1.57%, 3.14%, and 4.71%. Based on the addition of maximum fiber of 4.71%, it was found a decrease of 2% in compressive strength, a decrease of 2.54% in the of rupture modulus, and an increase of 0.27% in tensile strength. The average increasing with the addition  of fiber deflection reaches  a  maximum of  4.71% on  the 10-dimensional reinforcement of  0.31%. In reinforcement dimensions on 12 and 14 increased by 20.4% and 11.68%. Increasing fiber during reinforcement yield achieved an increased in the maximum crack width. In reinforcement diameter of 10 with increasing fiber to reach a maximum of 4.71% was 4.22%. In reinforcement diameter 12 and 14 with an increase in fiber diameter reached a maximum of 4.71% were 8.49 and 9.9%.
Keywords : deflection, fiber steel, reinforcement ratio, width crack

## PENDAHULUAN
Beton mempunyai nilai kuat tekan relatif lebih tinggi dibandingkan dengan kuat tarik- nya. Kuat tekan beton umur 28 hari berkisar antara  nilai  lebih  kurang  10-65  MPa.  (Mul- yono,  2004).  Peningkatan  defleksi  atau  len- dutan  berpengaruh  besar  dengan  adanya  re- tak  pada  beton  bertulang,  yang  dikarenakan pengurangan  kekakuan  lentur  pada  bagian retak  ketika  berpengaruh  pada  sumbu  tarik yang  bekerja  di  bawah  sumbu  netral  ber- kurang.  Dalam  meningkatan  perkuatan  len- tur juga bisa dengan penambahan serat.
Menurut  (Deluce  &  Vechio,  2013),  Pe- nambahan serat pada beton dapat meningkat-
kan  prilaku  elemen  struktur,  meningkatkan prilaku tarik pasca retak dan mengontrol re- tak. Pembebanan jangka panjang juga mem- pengaruhi retak  yang telah terjadi, maka de- ngan  penambahan  serat  juga  merupakan  hal yang  paling  efektif  dalam  pengaturan  retak (Vasanelli dkk, 2012).
Keterkaitan  volume  serat  (Vf)  dan  kadar serat  (Wf),  rasio  serat  (l f /d f ),  dan  bahan  asal serat terhadap retak, baik lebar retak dan ja- rak  retak  juga  bisa  menjadi  komponen  yang dikaji. Sesuai dengan peraturan yang berlaku di  dalam  permasalahan  retak,  baik  SNI  03- 2847-2002 dan perbandingan terhadap pene- litian sebelumnya, Penelitian yang terdahulu
merumuskan  lebar  retak  dengan  parameter yang  berlaku  secara  umum  yaitu  tegangan baja (fs), diameter tulangan (db) dan selimut beton  (c).  Studi  parameter  yang  bisa  juga dikaji  dengan  keterkaitan  terhadap  retak  ya- itu  rasio tulangan (  ) dan spasi tulangan (S) agar  rumusan  lebar  retak  lebih  fleksibel  un- tuk digunakan.
Penelitian  ini  bertujuan  mengetahui  ba- gaimana  pengaruh  penambahan  serat  baja terhadap kuat tekan beton dan, modulus rup- ture. Penambahan serat baja (Wf) dan variasi peningkatan  rasio  tulangan  (  r ) juga  secara langsung mempengaruhi  terhadap  defleksi, dan lebar retak (w), sehingga hal ini dapat di- ketahui  seberapa  besar  pengaruhnya  secara terukur. Penambahan serat baja (Wf) dan va- riasi  peningkatan  rasio  tulangan  (  r ) juga akan mempengaruhi biaya yang dikeluarkan, sehingga  menilai  seberapa  besar  biaya  yang dikeluarkan menjadi salah satu tujuan dalam penelitian ini.

## BAHAN DAN METODE
Lendutan yang berlebihan dari unsur (ba- tang)  boleh  jadi  untuk  batang  itu  sendiri  ti- dak  begitu  merugikan,  akan  tetapi  penga- ruhnya  pada  komponen  yang  dipikul  oleh batang  yang  melendut  sering  menentukan besar  lendutan yang  diperbolehkan.  Kondisi dalam penilaian diantara dua inersia diantara tahapan  pra  retak  dan  tahapan  retak  yaitu inersia  effektif,  dimana  merupakan  momen inersia  dari  penampang  retak  transformasi. Menurut persamaan Branson (1977).
Seperti yang telah kita ketahui serat juga dapat  menunda  pertumbuhan  retak,  mening- katkan  kekerasan  dengan  meneruskan  tega- ngan  di  bagian  retak  sehingga  deformasi  le- bih  lama  terjadi  yang  memungkinkan  mele- bihi  tegangan  puncak  dibandingkan  dengan perkuatan  tanpa serat  (Neville &  Brooks, 2010).
Penelitian dilakukan di Laboratorium Ba- han Bangunan dan Beton Jurusan Teknik Si- pil  Universitas  Brawijaya.  Benda  uji  balok
berukuran (15x25x180) cm. Pembebanan di- lakukan  dengan  kondisi  dua  titik  pembeba- nan  (a  two  point  loading).  Benda  uji full scale. Penulangan dalam kondisi under rein- forced.  Direncanakan  menggunakan  tumpu- an sederhana pada kedua sisinya.
Tabel 1. Lebar retak maksimum yang diizinkan Kondisi Lingkungan Lebar retak (mm) Udara kering atau membran terlindung. 0,41 Udara lembab, tanah, senyawa kimia 0,30 Air laut, basah maupun kering 0,18 Struktur penahan air 0,15 (tidak termasuk pipa tak bertekanan) 0,10

## Sumber: ACI Committee 224
Perancangan  campuran  adukan  beton (SNI 03-2834-2000) fc ’ = 20MPa. Serat baja yang  digunakan  adalah  serat  baja  yang terfabrikasi  (Dramix  RC-80/60-BN)  dengan l/d = 80 dengan kekuatan tarik minimal serat 1050 N/mm 2 . Slump awal 15cm ± 2cm, dan untuk  pengujian  lendutan  juga  lebar  retak menggunakan  beton  setelah  dicampur  serat. Sampel  kuat  tekan,  dan  tarik  belah dibuat menggunakan silinder.
Gambar 1. Skema rangkaian pembebanan dan pengujian.
Tabel 2. Proporsi campuran beton Jenis Material Jumlah (Kg) Semen Air Agregat Kasar Agregat Halus 410.00 205.00 802.04 980.27 Tabel 3. Kebutuhan serat berdasarkan variasi serat Persentase Serat (%) Fungsi Serat Jumlah Total Serat (Kg) 0 1,56 Balok Balok 3 3 0 3,113 3,14 Balok 3 6,226 4,71 0 Balok Silinder 3 6 9,340 0 1,56 Silinder 6 0.489 3,14 Silinder 6 0,978 4,71 Silinder 6 1,467 Tabel 4. Pengujian tarik baja  tul  r (%) fy exp (MPa) 10 12 14 0,523 0,76 1,048 324,93 269,02 260,21
Setelah benda uji mencapai umur 28 hari kemudian  diadakan  pengambilan data  beru- pa pengambilan beban statik, lendutan, lebar retak  dan  regangan sesuai  dengan  peraturan yang  digunakan  SNI  03-2847-2002. Tula- ngan utama menggunakan fy = 240MPa dan di  uji  tarik  sesuai SNI  07-2052-2002 Benda uji  balok    dibebani  oleh beban  garis  dengan pembebanan  dimulai  dari  nol  sampai  leleh yaitu  = . Besar beban (P) kN dapat di- baca  melalui  jarum  yang  berada  di proving ring dengan  interval  pembacaan  108kg  atau 2  strip  dibacaan proving  ring,  sampai  ter- capai kuat batas balok, yang ditandai dengan lelehnya tulangan baja tarik dibagian bawah balok. Pengamatan yang dilakukan antara le- bar  retak  juga  lendutan  terhadap  tegangan yang terjadi pada beton bertulang baik sebe- lum atau sesudah ditambah serat baja  beton, dan terhadap variasi tulangan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah mendapatkan proporsi campuran, maka  dilakukan  pengadukan  semen  dan  di- lakukan pengujian slump.
Gambar 2. Rasio nilai rata-rata slump
Prosentase  peningkatan  nilai  slump  rata- rata  dengan  kondisi  mencapai  serat maksi- mum sebesar  64,78%. Setelah dilakukan pe- ngujian slump maka dilakukan pengujian te- kan. Kuat  tekan  rata-rata  yang  didapatkan berdasarkan  persamaan  mengalami  penuru- nan.  Pada  penambahan  serat 1,57%  terjadi penurunan sebesar 0,67%. Pada penambahan serat 3,14% dan 4,71%  terjadi  penurunan kuat tekan 1,33% dan 2,00%.
Gambar 3. Kuat tekan beton serat
Modulus rupture rata-rata  yang  didapat- kan  berdasarkan  persamaan  mengalami  pe- nurunan  seiring  dengan  penambahan  serat. Pada penambahan serat 1,57 % terjadi penu- runan  sebesar  0.85%.  Pada  penambahan  se- rat 3,14% dan 4,71% terjadi penurunan kuat tekan 1,69% dan 2,54%.
Gambar 4. Modulus rupture beton serat
Pada tulangan berdiameter 10 dengan pe- ningkatan serat mencapai maksimum 4,71%, terjadi  penurunan  beban maksimum  sebesar 1,86%. Pada tulangan berdiameter 12 terjadi penurunan beban maksimum sebesar 3,73%. Pada  penulangan  diameter  14  dengan  pe- ningkatan serat maksimum terjadi penurunan beban maksimum mencapai 2,66%.
Gambar 5. Perbandingan Beban maksimum (P max ) kondisi tulangan mencapai leleh
Kondisi  peningkatan  rata-rata  lendutan
dengan  penambahan  serat  mencapai  maksi- mum  4,71%  pada  dimensi  tulangan  10  se- besar  0,31%.  Pada  dimensi  tulangan  12  dan 14 mengalami peningkatan  lendutan sebesar 20,4% dan 11,68%.
Gambar 6. Perbandingan lendutan maksimum (  max ) kondisi tulangan mencapai leleh
Gambar 7. Perbandingan lebar retak maksimum (W max ) kondisi tulangan mencapai leleh
Penambahan serat pada saat tulangan mencapai  leleh  terjadi  peningkatan  lebar  re- tak.  Pada  tulangan  berdiameter  10  dengan penambahan serat mencapai maksimum 4,71 %,  terjadi  peningkatan  lebar  retak  sebesar 4,22%.  Pada  tulangan  berdiameter  12  de- ngan  penambahan  serat  mencapai  maksim- um  4,71%,  terjadi  peningkatan  lebar  retak sebesar 8,49%. Pada penulangan diameter 14 dengan penambahan  serat  maksimum  men-
capai  4,71%,  didapatkan  peningkatan    lebar retak  mencapai 9,9%.

## KESIMPULAN
1. Kuat  tekan  yang  didapatkan  pada  pe- nambahan serat dan dengan pengurangan kadar  semen  mencapai  nilai  optimum terjadi penurunan kuat tekan sebesar 2%.
2. Peningkatan  serat  pada  saat  tulangan mencapai  leleh  terjadi  penurunan  pem- bebanan.  Pada  tulangan  berdiameter  10 dengan peningkatan serat mencapai mak- simal  11,25%,  terjadi  penurunan  sebesar 1,86%.  Pada  tulangan  berdiameter  12 dan  penulangan  diameter  14  didapatkan penurunan beban optimum rata-rata men- capai 3,73% dan 2,66%.
3. Peningkatan    rata-rata  lendutan  dengan penambahan  serat  mencapai  optimum 11,25%  pada  dimensi  tulangan  10  sebe- sar 0,31%. Pada dimensi tulangan 12 dan 14  mengalami  peningkatan  sebesar  20,4
% dan 11,68%.
4. Peningkatan  serat  pada  saat  tulangan mencapai  leleh  terjadi  peningkatan  lebar retak.  Pada  tulangan  berdiameter  10  de- ngan peningkatan serat mencapai maksi- mal  11,25%,  terjadi  peningkatan  sebesar 4,22%.  Pada  tulangan  berdiameter  12 dan  penulangan  diameter  14  dengan  pe- ningkatan  serat  mencapai  maksimal 11,25%, terjadi peningkatan 8,49 dan 9,9 %.
5. Peningkatan  rasio  tulangan  terhadap  be- ban maksimum dari  0,00523 ke 0,01048 terjadi peningkatan beban maksimum se- besar  39,78%.  Peningkatan  nilai  lendut- an  maksimum  yang  terjadi  dengan  pe- ningkatan  rasio  tulangan  sebesar  34,48 %. Sedangkan penurunan nilai lebar retak maksimum   yang terjadi dengan pening- katan rasio tulangan sebesar 29,03%.

## DAFTAR PUSTAKA
Deluce,  R.  Jordon.  dan  Vecchio,  J.F  (2013) Cracking Behaviour of Steel Fiber-Rein- forced  Concrete  Members  Containing Conventional Reinforcement, ACI Struc- tural  Journal, Vol.  110, No. 3,  pp.  481- 490.
Mulyono,  T (2005) Teknologi  Beton, CV. Andi Offset, Yogyakarta. Neville, A.M., dan Brooks, J.J (2010). Con- crete  Technology, Second  edition,  Uni- versity of Leeds, Inggris.
SNI  03-2834-2000, Tata  Cara  Pembuatan
Rencana Beton Normal. BSN. Puslitbang Teknologi  Pemukiman,  Balitbang  Kim- praswil  Departemen Kimpraswil.  Ban- dung.

## SNI  03-2847-2002, Tata  Cara  Perhitungan
Struktur  Beton  Untuk Bangunan  Ge- dung.  BSN.  Puslitbang  Teknologi  Pemu- kiman,  Balitbang  Kimpraswil  Departe- men Kimpraswil. Bandung.
Vasanelli,  E.,  Micelli  F.,  Aiello,  A.M.,  dan Plizzari, G. (2012), Analytical Prediction of  Crack  Width  of  FRC/RC  Beams Under  Short  and  Long  Term  Bending Condition, VIII International Conference on  Fracture  Mechanics  of  Concrete  and Concrete Structure, Italy.