## PERILAKU BALOK PROFIL DOUBLE KANAL (C) FERROFOAM CONCRETE DENGAN PLAT BAJA DAN BAUT SEBAGAI ALAT PENYAMBUNG (STUDI KASUS : VARIASI JUMLAH BAUT PADA SAYAP PROFIL
Sornia Derni a,* , Muhammad Afifuddin b , Abdullah Abdullah c
a Magister Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Syiah kuala, Banda Aceh a,b Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Syiah kuala, Banda Aceh *Corresponding author, email address: neni_art92@yahoo.com

## A R T I C L E    I N F O                               A B S T R A C T
© 2018 Magister Teknik Sipil Unsyiah.All rights reserved

## 1. PENDAHULUAN
Konstruksi jembatan umumnya dan khususnya gelagar jembatan terbuat dari material baja, kayu dan beton.  Teknologi  ferrocement  memang  belum  sepopuler  dibanding  dengan  beton  bertulang.  Padahal, teknologi ini lebih ekonomis dan bisa diaplikasikan untuk berbagai hal. Teknologi ini sebenarnya telah dikenal di Indonesia sejak 30 tahun lalu. Kini teknologi ferrocement telah diaplikasikan dalam berbagai jenis dan bentuk struktur di berbagai pelosok wilayah di negeri ini. Penggunaan beton ringan pada daerah rawan gempa merupakan suatu alternatif yang baik, hal ini disebabkan beton ringan dapat mereduksi resiko yang akan ditimbulkan akibat gempa bumi.

## Jurnal Arsip Rekayasa Sipil dan Perencanaan (JARSP)
Journal of Archive in Civil Engineering and Planning
E-ISSN: 2615-1340; P-ISSN: 2620-7567
Journal homepage: http://www.jurnal.unsyiah.ac.id/JARSP/index
Construction  of  the  bridge  generally  and  especially  the  bridge  girders made of steel, wood and concrete materials. The ferrocement technology is  not as popular  yet  as reinforced concrete. In fact,  this technology  is more economical and can be applied to various things. Now ferrocement technology has been applied in  various types and structures in  various parts of the country. The use of lightweight concrete in earthquake-prone areas is a good alternative. This is because the lightweight concrete can reduce the risk that will be caused by the earthquake. The purpose of this study was to determine the strength of the cross-section of the ferrofoam concrete  channel  beam  profile  with  the  addition  of  pozzolan  to  the variation of the number of bolt connectors on the profile wing. Then the profile with a variation of some bolts, i.e., 2 bolts (2 specimens) and 4 bolts (2 specimens) 1 each (test specimen) using a  joining plate on the side of the body and 1 (specimen) not wearing a joint plate on the body. A testing object that uses 6 bolts (1 specimen) is treated without using the body  connector  plate.  Concrete  is  planned  to  have  the  compressive strength (f'c) 35 MPa and steel used is D8 threaded iron. The results of the  study  were  450.6  larger  capacity  103%  compared  to  the  450.2A profile.  Unlike  the  case  with  the  450.4A  profile  after  receiving  the maximum load the load slowly drops until the test  is stopped, capacity 450.4A is 89% greater than the 450.2A profile.

## Article History:
Recieved 08 April 2018 Recieved in revised form 04 June 2018 Accepted 11 June 2018
Keywords: Ferrofoam Concrete, Channel C, I Configuration, Flexture Capacity, Model Collapse

## Jurnal Arsip Rekayasa Sipil dan Perencanaan 1(2):183-188 (2018)
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kekuatan dari batang penampang balok profil  kanal ferrofoam concrete dengan penambahan pozzolan terhadap variasi  jumlah alat sambung baut pada sayap profil. Kemudian profil diberi  gaya tekan pada sayap profil  I.

## 2. KAJIAN PUSTAKA

## 2.1 Ferrocement
ferrocement menurut American  Concrete  Institute  Committee ( ACI  Commitee )  yang  disetujui  oleh Ferrocement  Model  Code dan  dikeluarkan  oleh International  Ferrocement  Society (IFS),  “  Ferosemen adalah suatu konstruksi beton bertulang tipis, dimana biasanya menggunakan semen hidrolis yang ditulangi dengan lapisa nlapisan kawat anyam jala yang bergaris tengah kecil dan menerus”.
Ferrofoam Concrete
Ferrofoam concrete adalah merupakan material yang dimodifikasi dari material ferosemen. Prinsip dasar  dari  material ferrofoam  concrete adalah  dengan  mengganti  bahan  mortar  pada ferosemen  dengan bahan foam concrete (beton busa) (Nazliza, 2013).

## 2.2   Pasir Pozzolan Alami
Menurut Abdullah (2010),  penggunaan  beton  busa  pada specific  gravity (SG)  tertentu  dengan penambahan pasir pozzolan pada persentase tertentu pula menunjukan adanya peningkatan yang siginifikan pada sifat mekanis beton busa, terutama pada kuat tekannya. Hal ini terjadi pada SG 1,6 dan factor air semen  0,4  pada  persentase  pasir pozzolan 10%    diperoleh  kekuatan  sebesar  31,38  MPa.  Dari  hasil  ini ditemukan bahwa beton busa dengan tambahan 10% pozzolan dapat  digunakan sebagai bahan srtuktural karena kuat tekannya telah melebihi dari 27,5 MPa.

## 2.3   Jaringan Kawat (Wiremesh)
Pada ferrofoam concrete diberi tulangan jaringan kawat yang relatif kecil diameternya dan tersebar merata dalam beberapa lapisan (Naaman, 2000).

## 2.4  Tulangan Rangka
Tulangan rangka juga dapat menambah keamanan terhadap gaya tarik secara signifikan pada ferrofoam concrete (Naaman, 2000).

## 2.5  Analisa Kekuatan Penampang
Menurut Hicks (2002) karakteristik mekanik untuk penampang kanal (C) dan I homogen diperlihatkan pada Gambar 1 dan dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut :

## Gambar 1.
Karakteristik Mekanik Profil C dan I Sumber : Hicks
𝐴 = (𝐻 𝑥 𝑡) + (2(𝑏 𝑥 𝑡)) (1) 𝑐 = 1 2 𝐻 (2)
Iy b b H b c 1 c 2 c B B t Iy h h Ix
𝑐 1 = 1 2 ( 2𝑡𝐵2+ℎ𝑡2 2𝑡𝐵+ℎ𝑡 ) (3) 𝑐 2 = 𝐵 − 𝑐 1 (4) 𝑦 = 𝑐 1 − 𝑡 (5) 𝐼 𝑥 = 𝐵𝐻3−𝑏ℎ3 12 (6) 𝐼 𝑦 = 1 3 (𝐻𝑐 1 3 − ℎ𝑦 3 + 2𝑡𝑐 2 3 ) (7) 𝑊 𝑥 = 𝐼𝑥 𝑐1 (8) 𝑊 𝑦 = 𝐼𝑥 𝑐2 (9)
𝑖 𝑥 = √ 𝐼𝑥 𝐴 (10)
𝑖 𝑦 = √ 𝐼𝑦 𝐴 (11)

## 2.6  Sambungan Baut
Berdasarkan SNI 03-1729-2002,  dua tipe dasar baut mutu tinggi yang distandarkan oleh ASTM adalah tipe A325 dan A490. Baut ini mempunyai kepala berbentuk segi enam. Baut A325 terbuat dari baja karbon yang memiliki kuat leleh 560-630 Mpa, baut a490 terbuat dari baja alloy dengan kuat leleh 790-900 Mpa tergantung  pada  diameternya.  Diameter  baut  mutu  tinggi  berkisar  antara  ½  in  -  1½  in,  dalam  desain jembatan sering digunakan 7 8 ⁄ in hingga 1 in.

## 2.7  Lendutan
Dipohusodo (1996) berpendapat analisis lentur balok bertulang rangkap menyangkut penentuan kuat nominal momen suatu penampang (Mn) dengan nilai-nilai b,d , d’, As, As’, f’c dan fy dapat ditulis dengan persamaan :
M n 1 = As1.fy ( d-a/2 )                                                                                                                                          (12) M n2 = As1.fy (d- d’) (13) M n = M n1 +  M n2                                                                                                                                           (14)
Tinggi balok tegangan beton :
a = 𝐴𝑠𝑡.𝑓𝑦 (0,85.𝑓′𝑐.𝑏) (15) Letak garis netral :
c = 𝑎 𝛽 (16) Dengan : Mn  = Kuat nominal momen lentur (kg.cm) a    = Tinggi balok tegangan tekan (cm) c    = Letak garis netral (cm) d    = Jarak dari sisi tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm)
d’ = Jarak dari sisi tekan terluar ke pusat tulangan tekan (mm)

## 3. METODE PENELITIAN

## 3.1  Material dan Peralatan
Material yang akan digunakan pada penelitian ini adalah semen portland tipe I, foam agent, air, besi tulangan ukuran D8 (baja ulir), kawat jala ( wiremesh) , BCS , electric strain gauge yang akan digunakan adalah produksi Tokyo Kyowa Electronic Instruments Co. Ltd. tipe KFG-5-120-C1-11 dengan panjang gauge 5 mm digunakan untuk mengukur regangan baja.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini umumnya telah tersedia di Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala.

## 3.2  Rancangan Benda Uji
Ukuran penampang benda uji profil kanal yang digunakan adalah lebar 100 mm, panjang bersih 2000 mm, panjang keseluruhan 2200 mm dengan tinggi 300 mm, 450 mm, dan 600  mm. Data perencanaan profil kanal dan dapat dilihat Gambar 2 berikut. Variasi jumlah benda uji diperlihatkan pada Tabel 1.

## Gambar 2.
Tipikal Profil Kanal (C) yang Diuji
Tabel 1 .
Variasi Benda Uji Ferrofoam Concrete NO. Kode Benda Uji Jumlah Baut 1. 450.2A 2 2. 450.4A 4 3. 450.6 6

## 3.3  Rancangan Campuran
Mix design untuk foam concrete didasarkan pada target SG sebesar 1,6 dengan FAS 0,4 dan persentase cangkang sawit sebesar 10% dari berat volume beton.

## 3.4  Pengujian Benda Uji
Pengaturan  dimulai  dengan  mengkonfigurasikan  2  profil  kanal  (C)  menjadi  profil  I.  Profil digabungkan  menggunakan  dua  unit  baut  Ø  3/8”  pad a  bagian  ujung-ujung  profil.  Benda  uji  yang  telah dirangkai menjadi profil I tersebut ditempatkan pada tumpuan sendi-rol.
Sistem  pembebanan  yang  dilakukan  terhadap  profil  yaitu  dengan  memberikan  memberikan pembebanan dua titik dengan jarak antar pembebanan 600 mm, dan jarak pembebanan dengan tumpuan 700 mm. Untuk pembacaan lendutan ditempatkan dua LVDT pada 250 mm dari tumpuan dan satu LVDT pada tengah bentang, seperti diperlihatkan pada Gambar 3.
1. Loading  frame 6. Strain gauge 2. Loading  jack 7. Tumpuan 3. Loading cell 8. LVDT 4 . Profil yang diuji      9. Hidraulyc loading pump 5 . Baut pelekat ½ “    10. Data logger
Gambar 3 .
Posisi Alat dan Benda Uji

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1  Pengujian Kuat Tekan
Hasil kuat  tekan  benda  uji  silinder ferrofoam  concrete dengan  penambahan  BCS,  dimensi  silinder Ø100 mm x 200 mm didapat berkisar 353 kg/cm 2 .

## 4.2  Pengujian Kuat Tarik Tulangan, Plat dan Baut
Data hasil  uji  tarik  tulangan  rangka  pada  pengujian  kuat  tarik  tulangan  rangka  D8  ini  didapatkan tegangan luluh ( f yb ) dari tulangan yang di uji, yaitu  422 MPa dengan modulus elastisitas hasil sebesar 239 GPa,  regangan  luluhnya  sebesar  0,0017.  Tulangan  ini  termasuk  baja  lunak,  hal  ini  dibuktikan  dengan terlihatnya daerah leleh ( yield ) pada grafik. Pengujian kuat tarik wiremesh didapatkan tegangan luluh ( f yw ) dari wiremesh yang di uji, yaitu  420 MPa dengan modulus elastisitas sebesar 350 GPa dan regangan luluh wiremesh sebesar 0,0018.
Pengujian kuat tarik baut diameter 12 mm didapatkan tegangan luluh ( f yw ) dari baut yang di uji, yaitu 367  MPa  dengan  modulus  elastisitas  sebesar  204  GPa  dan  regangan  luluh  wiremesh  sebesar  0,0018 termasuk kedalam kategori baja lunak. Pengujian kuat tarik pelat tebal 5 mm didapatkan tegangan luluh ( f yw ) dari dari pelat dengan tebal 5 mm yang di uji, yaitu  258 MPa dengan modulus elastisitas sebesar 220 GPa dan regangan luluh wiremesh sebesar 0,0012 termasuk kedalam kategori baja lunak.

## 4.3  Perbandingan hasil pengujian panel
Grafik gabungan hubungan beban-lendutan variasi tinggi profil diperlihatkan pada Gambar 4.

## Gambar 4
Grafik Gabungan Hubungan Beban-Lendutan Variasi Jumlah Baut pada Sayap Profil
31.43, 8.96 44.06, 16.90 42.95, 18.17 0 5 10 15 20 0 10 20 30 40 50 60 70 B eb an (to n) Lendutan (mm) 450.2A 450.4A
Berdasarkan  gambar  diatas  dapat  dilihat  kekakuan  masing-masing  profil  dengan  ukuran  plat  pada bagian atas untuk semua profil sama, namun jumlah bautnya berbeda, mulai dari 2, 4 dan 6 baut. Masing- masing profil menunjukkan kapasitas dan kekakuan yang berbeda, profil 450.6 adalah profil yang paling kaku dimana setelah daerah linear terlampaui profil mampu berdeformasi, namun masih terjadi kenaikan beban sebelum profil hancur dan pengujian dihentikan, kapasitas 450.6 lebih besar 103% dibandingkan dengan profil 450.2A. Berbeda halnya dengan profil 450.4A setelah menerima beban maksimum beban perlahan turun sampai pengujian dihentikan, kapasitas 450.4A lebih besar 89% dibandingkan profil 450.2A. Untuk profil 450.2A setelah menerima beban maksimum profil mampu berdeformasi dengan beban yang stabil sampai pengujian dihentikan. Dari Tabel 4.1 dapat disimpulkan bahwa dengan penambahan jumlah baut pada bagian sayap profil menambah kekakuan dan kapasitas dari profil dalam menerima beban.
Tabel 4.1
Perbandingan Kapasitas Profil Variasi Jumlah Baut pada Sayap Profil
Nama Benda Uji Beban Rasio (ton) (%) 450.2A 8,96 100 450.4A 16,90 189 450.6 18,17 203

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1   Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian adalah kapasitas 450.6 lebih besar 103% dibandingkan dengan profil 450.2A. Berbeda halnya dengan profil 450.4A setelah menerima beban maksimum beban perlahan turun sampai pengujian dihentikan, kapasitas 450.4A lebih besar 89% dibandingkan profil 450.2A.

## 5.2  Saran
Penelitian ini diharapkan dapat dilanjutkan oleh peneliti lain, dengan memperhatikan Penelitian selanjutnya diharapkan untuk lubang baut diset pada saat pengecoran profil.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdullah,  dkk.,  2010, Pemanfaatan  Bahan  Limbah  Sebagai  Pengganti  Semen  Pada  Beton  Busa  Mutu Tinggi, Universitas Syiah Kuala, Darussalam Banda Aceh. Hicks, T.G., 2002, Civil Engineering Formulas, McGraw Hill TLFeBook,  New York. Naaman,  A.E.,  2000, Ferrocement  and  Laminated  Cementitious  Composites ,  Techno  Press  3000, Michigan.
Nawy, E.G., 2005, Reinforced Concrete : A Fundamental Approach, Prentice Hall, New  Jersey. Nazliza.  (2013). Perilaku  Balok  Profil  Kanal  (C)  Ferrofoam  concrete  dengan  Penambahan  Pozzolan Alami Akibat Beban Lentur (Studi Kasus Dengan Beda Tinggi 150 mm, 200 mm, dan 300 mm ). Banda Aceh: Skripsi Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala.