## KAJIAN HUBUNGAN KUAT LENTUR DENGAN KUAT TEKAN BETON

## Suhendra

## Abstrak
Perkerasan  kaku  (rigid  pavement)  saat  ini  hampir  di  semua  ruas  jalan  nasional, provinsi  maupun  kabupaten  digunakan  sebagai  pengganti  perkerasan  lentur (flexible  pavement).  Salah  satu  kontrol  kualitas  perkerasan  kaku  beton  semen adalah nilai kuat lenturnya (fr= 45 kg/cm 2 pada umur 28 hari) sebagaimanan yang tercantum dalam Spesifikasi Umum Binamarga tahun 2010 revisi 3 yang diedarkan pada tahun 2014. Spesifikasi ini tidak lagi mengatur nilai kuat tekan beton semen yang  digunakan  pada  perkerasan  kaku.  Hal  ini  merupakan  suatu  tantangan  bagi dunia  pelaksanaan  konstruksi  karena  selama  ini  pengadaan  beton  semen  adalah berdasarkan  mutu  kuat  tekannya.  Formula  yang  ada  di  SNI  2847:2013  tentang b  fc’. Sementara para pelaksana konstruksi umumnya masih menggunakan spesifikasi binamarga revisi sebelumnya yang memuat mutu beton (K-350),  sehingga  mutu  lentur  pada  umumnya  tidak  tercapai.  Penelitian  ini melingkupi  nilai  hasil  uji  lentur  yang  dilakukan  di  laboratorium  fakultas  tekni terhadap balok yang disediakan oleh pihak ketiga yang menggunakan jasa lab., serta benda uji yang dibuat di laboratorium. Hasil uji menunjukkan bahwa terbukti ada korelasi antara kuat lentur terhadap kuat  tekan beton. Hubungannya kurang lebih sama dengan formula yang tercantum dalam SNI beton. Kata kunci: Beton, Kuat lentur, Kuat Tekan, Spesifikasi Binamarga 2010 rev. 3

## Abstract
Currently, rigid pavement in almost all national, provincial and district roads is used  instead  of  flexible  pavement.  One  of  the  rigid  concrete  pavement  quality controls is the flexural strength (fr = 45 kg / cm 2 at 28 days) as stated in the General Specification  of  Binamarga  year  2010  revision  3.  This  specification  no  longer regulates  the  value  of  compressive  strength  of  the  rigid  pavement.  This  is  a challenge for the construction’s practicians in implementation of the specification, because  during  this  time  the  procurement  of  cement  concrete  is  based  on  the compressive  strength.  The  formula  is  in  SNI  2847:  2013  on  concrete  that  fr  =  fc’. While the construction practitioners generally still use the binamarga specifications of previous revisions that contain the quality of concrete (K-350), so that the quality of bending in general is not achieved. This research covers the value of bending test results conducted in the Engineering Laboratory on beams provided by third parties using lab services, as well as test specimens made in the laboratory. The test results show that there is a correlation between the flexure strength to the compressive strength of the concrete. The relationship is more or less the same as the formula contained in SNI concrete.
Keywords:  Concrete,  Flexure  strength,  compressive  strength,  Binamarga  Specs 2010 rev. 3

## PENDAHULUAN
Pekerjaan  perkerasan  kaku  ( rigid  pavement ),  atau  dalam  buku  spesifikasi umum  tahun  2010  seksi  5.3  dinamai  dengan  Perkerasan  Beton  Semen  saat  ini hampir secara menyeluruh diterapkan di ruas jalan dalam provinsi Jambi khususnya dan Indonesia secara umum.
Kuat lentur beton minimum untuk perkerasan beton semen menurut Buku Spesifikasi Umum Edisi 2010 (revisi 3) secara  umum tidak jauh berbeda dengan edisi sebelumnya (revisi 2 dan 2010). Kuat lentur minimum pada umur beton 28 hari adalah Fs = 45 kg/cm 2 . SNI 2847:2013 tentang Persyaratan Beton Struktural untuk  Bangunan  Gedung  menyebutnya  sebagai  modulus  ruptur,  fr.  Namun  pada edisi  revisi  3  ini  tidak  lagi  mencantumkan  nilai  kuat  tekan  beton  minimum, sebagaimana tercantum pada buku spesifikasi umum 2010. Pada prakteknya, hal ini menjadikan  pengujian  kuat  lentur  beton  sebagai  persyaratan  dalam  penerimaan hasil  pekerjaan.  Namun  disisi  lain  dalam  hal  pembuatan  campuran  beton  yang selama ini mengacu pada kuat tekan, menjadi tantangan bagi pelaksana yang harus melakukan trial  mix sedemikian  rupa  sehingga  kuat  lentur  45  kg/cm 2 (4,4  MPa) tercapai.
Mengacu pada nilai kuat lentur beton (fr) berdasarkan nilai kuat tekannya (fc`), SNI 2847:2013 telah menyatakan hubungannya dengan suatu formula, yakni 
dan  kuat  lentur  yang  tercantum  dalam  buku  Spesifikasi  Umum  2010,  tidak terpenuhi korelasi sebagaimana formula yang tercantum dalam SNI 2847:2013.
Penelitian ini bermaksud untuk mengkaji hubungan antara kuat tekan beton dengan  kuat  lenturnya,  sehingga  diperoleh  pedoman  dalam  menentukan  harga satuan  pekerjaan  beton  yang  realistis  dan  sesuai.  Penelitian  dilakukan  dengan melakukan  kajian  terhadap  hasil-hasil  pengujian  kuat  lentur  dari  berbagai  balok beton dari berbagai sumber yang dilakukan pengujiannya di laboratorium Fakultas Teknik Unbari, dan hasil uji yang dirancang sendiri. Tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah:
1. Mendapatkan  nilai  kuat  tekan  dan  kuat  lentur  benda  uji  yang  diuji  di laboratorium Fakultas Teknik Unbari.
2. Mendapatkan nilai kuat lentur dari benda uji balok yang dirancang sendiri berdasarkan mutu kuat tekannya.
3. Mendapatkan hubungan kuat lentur dengan kuat tekan. Pengujian  terhadap  benda  uji  yang  bersumber  dari  luar  adalah  benda  uji yang berasal dari penyedia jasa konstruksi. Dalam hal ini nilai kuat tekan rencana diperoleh dari informasi penyedia jasa tersebut. Benda uji yang dirancang sendiri dibuat  berdasarkan  mutu  kuat  tekan.  Rencana  campuran  dibuat  berdasarkan  SNI 03-2834-2002.
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Terwujudnya  pemahaman  mengenai  nilai  kuat  lentur  balok  yang  bisa diperoleh dari nilai kuat tekannya.
2. Sebagai  bahan  masukan  dan  koreksi  dalam  penentuan  mutu  beton  pada buku  Spesifikasi  Umum  Binamarga  khususnya  seksi  perkerasan  beton semen.

## TINJAUAN PUSTAKA
Rigid pavement atau perkerasan kaku terdiri dari suatu slab beton – dengan atau tanpa tulangan – yang dihamparkan langsung pada subgrade atau base course . Bisa  juga  berupa  slab  beton  yang  terlebih  dahulu  dicetak  pada  tempat  lain  dan setelah mengeras baru diletakkan pada subgrade atau base course tersebut. Teori-teori  mengenai  perencanaan  perkerasan  kaku  yang  ada  pada umumnya berdasarkan pada teori yang dikembangkan oleh Westergaard . Baik cara perhitungan  menurut Portland  Cement  Association  (PCA),  Corp  Of  Engineers (COE), Wire Reinforcement Institute (WRI) dan juga cara perhitungan perkerasan
kaku  dari  Departemen  Pekerjaan  Umum.  Teori-teori  tersebut  memperhitungkan nilai CBR lapisan di bawah rigid pavement . Namun sesuai spesifikasi umum 2010, uji kuat lentur mengacu pada SNI 4431:2011, dimana uji lentur berupa lentur pada balok di atas dua tumpuan.
2.1. Kuat Lentur Balok
Lentur adalah keadaan gaya kompleks  yang berkaitan dengan melenturnya elemen (balok) sebagai akibat adanya beban transversal. Aksi lentur menyebabkan serat pada permukaan elemen memanjang mengalami tarik dan tekan. Tegangan ini bekerja tegak lurus pada permukaan penampang struktur .
Kekuatan  elemen  (penampang)  yang  mengalami  lentur  tergantung  pada distribusi material pada penampang, juga jenis materialnya. Sebagai respon (reaksi) atas adanya lentur yang bekerja pada penampang struktur maka penampang akan memberikan gaya perlawanan (aksi) untuk mengimbangi gaya tarik dan tekan yang terjadi pada penampang. (Tri Mulyono, 2003)
Beban-beban  yang  bekerja  pada  struktur,  baik  yang  berupa  beban  gravitasi (berarah  vertikal)  maupun  beban-beban  lain,  seperti  beban  angin  (dapat  berarah horizontal), atau juga beban karena susut dan beban karena perubahan temperatur, menyebabkan adanya lentur dan deformasi pada elemen struktur.
Lentur pada balok merupakan akibat dari adanya regangan yang timbul karena adanya beban luar. (E. G. Nawy,2009). Apabila bebannya bertambah, maka pada balok  terjadi  deformasi  dan  regangan  tambahan  yang  mengakibatkan  timbulnya (atau  bertambahnya)  retak  lentur  di  sepanjang  bentang  balok.  Bila  bebannya semakin  bertambah,  pada  akhirnya  dapat  mengakibatkan  keruntuhan  elemen struktur.  Pada  saat  beban  luar  mencapai  taraf  pembebanan  demikian  disebut keadaan  batas  keruntuhan  karena  lentur . Karena  itu  perencana  harus  mendisain penampang elemen pada balok sedemikian rupa sehingga tidak terjadi retak yang berebihan pada saat beban kerja, dan masih mempunyai keamanan yang cukup dan kekuatan  cadangan  untuk  menahan  beban  dan  tegangan  tanpa  mengalami keruntuhan.(E. G Nawy, 2009)
Dengan  demikian  kuat  tekan  lentur  dapat  didefinisikan  kemampuan penampang  struktur  (balok  beton)  untuk  menahan  gaya  dengan  arah  tegak  lurus dengan sumbu benda uji sampai benda uji patah (gambar 1)
Gambar 1. Skematik pengujian kuat lentur. (ASTM C78)
Gambar 2. Garis-garis perletakan dan pembebanan (SNI 4431:2011) Kuat lentur beton, fr dihitung dengan ketentuan sebagai berikut.
a. Benda uji patah di bagian tengah pada 1/3 jarak titik perletakan pada bagian tarik dari beton, maka beton dihitung dengan rumus :
𝑓𝑟 = 𝑃. 𝐿
𝑏. ℎ 2
Gambar 3. Patah pada pusat 1/3 bentang (L)
b. Benda  uji  patah  di  luar  pusat  (di  luar  daerah  1/3  jarak  titik  perletakan) dibagian tarik beton, dan jarak antara titik pusat dan titik patah kurang dari 5  %  dari  panjang  titik  perletakan  maka  kuat  lentur  beton  dapat  dihitung dengan rumus :
𝑓𝑟 = 𝑃. 𝑎 𝑏. ℎ 2
Gambar 4. Patah di luar 1/3 bentang (L) dan garis patah < 5% dari bentang Dimana :
fr : Kuat lentur benda uji (MPa) P : Beban maksimum pada saat pengujian (N) L : Jarak bentang antara dua garis perletakan (mm) b : Lebar patah arah horizontal (mm) h : lebar patah vertikal (mm) a  :  jarak  rata-rata  antara  tampang  lintang  patah  dan  tumpuan  luar terdekat diukur 4 tempat pada sisi tarik benda uji (mm)
c. Benda uji yang patahanya diluar 1/3 lebar pusat pada bagian tarik beton dan jarak antara titik pembebanan dan titik patah lebih dari 5 % bentang maka
hasil pengujian dinyatakan batal dan diulang kembali dengan benda uji yang baru.
Menurut Spesifikasi Umum Binamarga tahun 2010 revisi 3 Divisi 5 seksi 5.3 (Perkerasan Beton Semen), nilai kuat lentur minimum perkerasan kaku pada umur 28 hari adalah Fs = 45 kg/cm 2 . Jika dalam satuan internasional adalah sama dengan fr = 4,4 MPa. Lebih lanjut di Divisi 5 Seksi 5.3 bagian 11 c) mengenai kekuatan lentur perkerasan beton semen, disyaratkan kekuatan pada umur 7 hari. Kekuatan lentur pada umur 7 hari minimal 80% dari kuat lentur lapangan yang terjadi.
2.2. Kuat Tekan
Kuat  Tekan  Beton  mengindentifikasikan  mutu  dari  suatu  struktur.  Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang diperlukan. Kuat tekan beton dinotasikan sebagai berikut.
𝑓𝑐` = 𝑃
𝐴
fc` : Kuat tekan beton (MPa). P : Beban uniaksial tekan hancur (N)
A : Luas bidang tekan benda uji (mm 2 ) Benda uji berbentuk silinder berukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Menurut Spesifikasi Umum Binamarga tahun 2010 revisi 3 Divisi 7 seksi 7.1 (Beton),  mutu  beton  untuk  penggunaan  sebagai  perkerasan  beton  semen  adalah jenis beton mutu sedang dengan rentang fc` adalah 20 sampai 45 MPa.

## METODOLOGI PENELITIAN
Hasil uji kuat tekan dan kuat lentur pada benda uji yang dibuat sendiri serta benda uji yang berasal dari penyedia jasa konstruksi pada rentang waktu penelitian digunakan sebagai data penelitian ini.
Benda uji kuat tekan berupa silinder beton berukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Benda uji balok lentur berupa balok beton berukuran 150 mm x 150 mm x 600 mm.
Pengujian kuat tekan mengacu pada SNI 03-1974-1990 dan ASTM C 39M. Pengujian kuat lentur mengacu pada SNI 4431: 2011 dan ASTM C 78. Perencanaan campuran beton untuk uji kuat tekan mengacu pada SNI 03-2834-2002.
Alat uji yang digunakan tersedia di Laboratorium Fakultas Teknik Unbari.

## HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS
Hasil uji menunjukkan bahwa nilai kuat lentur pada umur 28 hari meningkat tidak terlalu tinggi dibanding kuat lentur umur 7 hari. Kuat tekan umur 28 hari jauh lebih besar dibanding kuat tekan umur 7 hari.
Tabel 1. Hasil uji Kuat Tekan rata-rata dan Kuat Lentur rata-rata benda uji
No Penyedia Benda Uji Umur (Hari) Hasil Uji (MPa) Kuat lentur berdasarkan nilai uji kuat tekan fr = 0,62  fc`(MPa) kuat tekan, fc` kuat lentur, fr 1 Peneliti 7 15,1 3,2 2,4 2 PT KDJP 7 13,9 1,7 2,3 3 PT Hanro 7 29,2 1,7 3,4 4 Peneliti 28 36,7 3,8 3,8
Sumber: Hasil Penelitian, data diolah, 2016 Hasil  uji  lentur  benda  uji  umur  7  hari  (benda  uji  yang  dibuat  di laboratorium), menunjukkan nilai kuat lentur yang lebih besar dibanding nilai yang diperoleh  berdasarkan  nilai  uji  kuat  tekan  (fr  =  0,62  fc`).  Hal  ini  sesuai  dengan yang dinyatakan oleh H. S. Lew and T. W. Reichard dalam James G. MacGregor (2012)  bahwa  nilai  kuat  lentur  beton  meningkat  dengan  cepat  dibanding  kuat tekannya.
Hasil uji lentur pada umur 7 hari memenuhi kriteria minial 80% dari kuat lentur lapangan yang terjadi. Hasil ini berlaku untuk benda uji lentur yang dibuat di laboratorium dan dengan perawatan standar.
Nilai kuat lentur umur 7 hari untuk benda uji yang disediakan oleh PT KDJP dan PT Hanro menunjukkan nilai sebaliknya. Hal ini terjadi karena kontrol selama pembuatan benda uji dan perawatannya di lapangan kurang sesuai dengan standar yang berlaku.
Hubungan kuat lentur terhadap kuat tekan secara keseluruhan hanya berlaku secara  akurat  untuk  uji  umur  28  hari.  Untuk  uji  umur  kurang  28  hari,  nilai  kuat lentur  menggunakan  formula  berdasarkan  nilai  hasil  uji  kuat  tekan  relatif  lebih kecil.
Berdasarkan hasil uji tekan dan lentur di atas, terlihat bahwa hubungan kuat lentur terhadap kuat tekannya adalah bersesuaian dengan formula yang tercantum di SNI 2847:2013, yakni fr = 0,62  fc`. Sehingga, Secara keseluruhan, penggunan beton mutu sedang sesuai spesifikasi umum binamarga tahun 2010 revisi 3 divisi 7 seksi  7.1  untuk  perkerasan  beton  semen  tidak  akan  menghasilkan  kekuatan minimum untuk kuat lentur pada umur 28 hari (Fs = fr = 4,4 MPa). Hal ini karena untuk beton fc` = 45 MPa (batas atas beton mutu sedang) hanya menghasilkan kuat lentur sebesar fr = 0,62  45 = 4,15 MPa.

## Kesimpulan
1. Berdasarkan hasil pembuatan benda uji lentur dan tekan di Laboratorium, diperoleh hubungan  yang  sesuai  antara kuat lentur (fr) dengan kuat tekan (fc`), sebagaimana yang tercantum dalam SNI 2847:2013. Formula ini (fr  = 0,62  fc`) berlaku untuk umur uji 28 hari.
2. Kuat lentur balok umur uji kurang 28 hari nilainya relatif lebih kecil jika menggunakan formula SNI 2847:2013 dibanding hasil uji balok lenturnya sendiri.
3. Kuat lentur minimum yang disyaratkan dalam spesifikasi umum tahun 2010 yakni  fs  =  45  kg/cm 2 (fr  =  4,4  MPa)  tidak  terpenuhi  untuk  mutu  beton sedang (fc` 20 sampai 45 MPa)

## Saran
1. Berdasarkan  kriteria  pengaturan  mutu  beton  (kuat  tekan)  di  divisi  7  seksi 7.1 dan kekuatan lentur minimum perkerasan beton semen di divisi 5 seksi 5.3, dalam spesifikasi umum binamarga tahun 2010 (baik edisi awal ataupun sampai revisi 3) maka diperlukan peninjauan kembali terhadap spesifikasi umum  dimaksud  agar  terjadi  sinkronisasi  antara  kuat  tekan  dengan  kuat lentur beton sebagaimana yang telah diformulasikan dalam SNI 2847:2013 dan dibuktikan dalam penelitian ini.
2. Perlakuan  pada  pekerjaan  perkerasan  beton  semen  di  lapangan  harus mengikuti prosedur dan tatacara yang sesuai. Terlihat dengan perlakuan saat
pembuatan  dan  tanpa  perawatan  benda  uji  di  lapangan,  menghasilkan kekuatan lentur yang jauh dari diharapkan.
3. Perlu peninjauan kriteria kuat lentur untuk rigid pavement dalam Spesifikasi Umum  Bina  Marga.  Kuat  Lentur  untuk rigid  pavement semestinya dipengaruhi  juga  oleh  base  course,  sedangkan  uji  lentur  menurut  SNI 4431:2011 tidak mengikutkan hal tersebut

## DAFTAR PUSTAKA
ACI  360R  –  92, Design  Of  Slabs  On  Grade, .ACI  Manual  Of    Concrete  Practice Part 2, 1995
ACI Manual of Concrete Practice Part 1, 1995 ASTM, Concrete  and  Aggregates ,  Annual  Book  of  ASTM  Standard  Vol.  04.02, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1993
Child,  L.D., A  model  Study  of  Slab  Action  in  Concrete  Pavement ,  Highway Research Board, Proceedings 25 th Annual Meeting, 1945. Departemen  Pekerjaan  Umum ,  Pedoman  Perencanaan  Pembebanan  Jembatan Jalan Raya , SNI No. 1725 - 1989 - F, Yayasan Badan Penerbit PU, 1989.
Ditjen Binamarga, Spesifikasi Umum, edisi 2010 revisi 1, Kementerian PU, 2012
Ditjen Binamarga, Spesifikasi Umum, edisi 2010 revisi 2, Kementerian PU, 2012 Ditjen Binamarga, Spesifikasi Umum, edisi 2010 revisi 3, Kementerian PU, 2014
Ditjen Binamarga, Spesifikasi Umum, edisi 2010, Kementerian PU, 2011
Hewes, L.I., American Highway Practice , Vol. II, John Wiley & Sons Inc.,1942. LAPI – ITB, Final Report Of Stage I, Utilization and Beneficial Uses of Tailings for Construction Materials , March 1998.
Mulyono, T. 2003. Teknologi Beton, Penerbit Andi Offset, Yogyakarta. Nawy, E. G., 2009. Beton Bertulang. Erlangga. Jakarta
Paxon, G. S., Factors Influencing The Stress In Concrete Pavement From Applied Loads , Oregon State Highway Department, 19..
Ringo,  B.  C.,  Anderson,  R.B.,  Designing  Floor  Slabs  On  Grades,  2nd  Ed.,The Aberdeen Group, 1996.
SNI 03-1974-1990, Metode Pengujian Kuat Tekan Beton
SNI  03-4431-2011,  Metode  Pengujian  Kuat  Lentur  Beton  Normal  Dengan  Dua Titik Pembebanan
Westergaard  H.M., Stresses  in  Concrete  Pavements  Computed  by  Theoritical Analysis , Public Roads, Vol. 7, No. 2, April, 1926 Yoder, E.J., Witczak, M.W., Principles Of Pavement Design , 2 nd Ed. John Wiley & Sons, Inc., 1975.