## MODIFIKASI BETON NORMAL SEBAGAI RIGID PAVEMENT YANG MEMENUHI SYARAT KUAT LENTUR
I Made Suardana Kader 1,*) , I Made Jaya 1)
1) Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bali Jl. Kampus Bukit Jimbaran Badung Bali *) Email : suardanakader@gmail.com

## Abstract
Minimum specification of concrete flexural strength for rigid pavement structure is 4.5 MPa. If it is estimated, the concrete quality that meets these requirements is f'c 41.  To  get  concrete  f'c  41  requires  very  good  material,  measurable  methods  of implementation  and  strict  supervision.  Therefore,  the  procurement  of  concrete  is very expensive. In addition to price issues, the provision of coarse aggregates with specific gravity above 2.5 in Bali Province is still difficult. Under these conditions, normal  concrete  is  designed  but  meets  the  requirements  by  1)  adding  wire  fibers with  a  variation  of  0.5%,  0.75%,  1%,  3%  and  5%  of  the  concrete  weight  and  2) giving a layer of carbon fiber under a layer of concrete without resin adhesive. The results of the study revealed that the addition of wire fibers of less than 5% turned out  to  make  the  value  of  flexural  strength  lower  than  without  wire,  so  that  at  5% wire  content  the  flexural  strength  slightly  exceeded  the  flexural  strength  without wire. The value of flexural strength without wire is 4.57 MPa, flexural strength with a  5%  wire  content  is  4.94  MPa,  resulting  in  a  difference  of  0.44  MPa  or  greater 9.47%.  For  flexural  strength  with  carbon  fiber  layer  at  the  bottom,  the  value  of flexural  strength  increased  significantly  to  5.63  MPa  or  about  25.10%.  This  is understandable because carbon fiber has a high  tensile strength specification and is the main material in retrofit activity.
Kata kunci : rigid pavement, flexural strenght, wire fibers, carbon fiber

## PENDAHULUAN
Beton untuk jalan memiliki spesifikasi tersendiri  salah  satunya  adalah  kuat lentur minimal 4,5 MPa yang diperoleh  dengan  metode  pengujian SNI  4431  –  2011  (Widodo,  2011). Berdasarakan nilai kuat lentur
tersebut, maka sesuai dengan SNI 03-
2874-2002  dapat  diperkirakan  mutu beton yang harus digunakan adalah f’c 41.  Beton  dengan  mutu  41  Mpa. Untuk memperoleh beton mutu tersebut  material  yang  digunakan harus terukur dan memenuhi
persyaratan,  perancangan  campuran beton  harus  tepat,  teknik  pelaksanaan pengecoran  hingga  perawatan  harus cermat dan benar, serta wajib dilakukan  pengawasan  selama  proses pelaksanaan  berlangsung.  Namun  di Provinsi  Bali  syarat  berat  jenis  (BJ) agregat  kasar  minimal  2,5  sering  kali tidak  tercapai  (Kader,  2013).  Hal  ini terjadi  karena  industry  pemecah  batu yang ada belum sanggup menyediakannya.  Dengan  demikian pengadaan  beton  menjadi  sangat mahal.  Sesuai dengan uraian tersebut,
maka  akan  dicoba  membuat  beton dengan  mutu  normal  namun  mampu memenuhi  persyaratan  kuat  lentur yang  ditetapkan  dengan  cara  1) menambahkan kawat dalam beton dan 2)  memberi  lapis  serat  karbon  pada bagian  dasar  beton.  Dipilih  beton mutu normal karena panduan perancangannya sudah tertuang dalam
SNI 03-2835-2000, mudah dikerjakan, material  yang  mudah  diperoleh  dan lebih murah.
Penelitan-penelitian  terdahulu dengan  menambahkan  serat  kawat pada beton (Foermansah, 2013) memberi  hasil  bahwa  penambahan serat  kawat  dapat  meningkatkan  nilai kuat tekan dan tarik belah beton. Serat kawat yang dipergunakan dalam berbagai variasi jumlah maupun
bentuk dan panjangnya. Untuk penelitian  yang  menggunakan  serat karbon (Nugraha, 2004) juga memberikan  hasil  yang  serupa  dengan penggunaan  serat  kawat  di  mana  hasil diperoleh adalah
meningkatnya kemampuan  Tarik  beton  maupun lentur  beton.  Perbedaan  penelitian  ini dengan  penelitian  terdahulu  adalah karakteristik  beton  yang  diuji  adalah kuat  lentur  dan  penggunaan  serat karbon  bukanlah  untuk  perbaikan strutur  (retrofit)  melainkan  digunakan sejak  awal  pengecoran  dan  tanpa perekat  resin.  Artinya  serat  karbon dijadikan alas pengecoran beton segar.
Dengan latar belakang tersebut, rumusan  masalah  dari  penelitian  ini adalah apakah penambahan serat kawat dan  melapisi  bagian  bawah  dari  balok beton  dapat  membuat  beton  normal
mencapai  persyaratan  kuat  lentur  yang ditetapkan?

## METODE PENELITIAN
Penelitian  bersifat  eksperimental  yang dilakukan  di  laboratorium.  Penelitian ini  dilakukan  dengan  menguji  balok beton  dengan  uji  lentur  sesuai  dengan SNI 03-4431-2011. Secara umum akan ada  tiga  tipe  benda  uji.  Pertama  balok beton  tanpa  modifikasi,  kedua  balok beton  dengan  penambahan  serat  kawat bendrat, dan ketiga balok beton dengan lapis  serat  karbon.  Benda  uji  pertama yang  tanpa  modifikasi  adalah  kondisi awal yang menjadi acuan dari penelitian  ini.  Benda  uji  kedua  dan ketiga adalah modifikasi yang dilakukan.  Hasil  uji  benda  uji  kedua dan  ketiga  akan  dibandingkan  dengan benda uji pertama. Dari hasil perbandingan  tersebut  akan  diketahui apakah  modifikasi  akan  meningkatkan kemampuan kuat lentur balok beton.
Satu komposisi tertentu digunakan  untuk  membuat  seluruh benda uji. Variabel  yang diukur dalam pembuatan  benda  uji  adalah  nilai Slump  beton  segar,  di  mana  akan dipertahankan  slump  pada  nilai  10±2 cm.  Bentuk  benda  uji  yang  dibuat adalah balok dengan dimensi
150x150x600  mm.  Beton  akan  diuji kuat  lentur  pada  umur  28  hari.  Kawat yang digunakan adalah kawat stainless untuk menghindari karat yang mungkin terjadi agar tulangan terhindar  dari  karat  dan  memiliki diameter  1  mm.  Variasi  persentase kawat  bendrat  yang  diberikan  adalah 0,50%,  0,75%,  1,0%,  3%  dan  5%  dari berat  beton.  Tipe  benda  uji  ketiga
adalah  beton  yang  pada  bagian bawahnya dilapisi dengan serat karbon. Berbeda  dengan  penggunaan  serat karbon pada umumnya untuk perbaikan kerusakan beton, maka pada penelitian  ini  serat  karbon  akan menjadi pelapis beton sejak pelaksanaan.  Tidak  akan  digunakan
perekat  resin  karena  beton  yang digunakan adalah beton segar. Spesifikasi  teknis  woven  roving  yang dipergunakan  dalam  penelitian  ini ditunjukkan  Tabel  1  sedangkan  alur penelitian ini ditunjukkan pada
Gambar 3 di bawah.
Gambar 1. Benda Uji dengan Berbagai Variasi
Gambar 2. Kawat Bendrat dan Serat Karbon Woven Roving
Tabel 1. Spesifikasi Woven Rofing yang Digunakan
Grade
FRC 200 Weight (g/m 2 ) 200 Design Thicness (mm) 0.111 Tensile Strength for Design (kgf/cm 2 ) 35.500 Tensile Modulus for Design (kgf/cm 2 ) 2.35 x 10 6 Elongation at Break (%)
1.5
a. Benda uji tanpa modifikasi .
b. Benda uji dengan penambahan kawat bendrat.
c. Benda uji dengan dilapisi serat karbon di bagian bawah
Gambar 3. Alur Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Komposisi  campuran  untuk  membuat beton adalah semen : pasir : batu pecah :  air  =  1  pc  :  1,93  ps  :  2,67  kr  :  f.as 0,52.  Adapun  berat  kawat  yang dicampurkan  dalam  beton  adalah seperti  pada  Tabel  2  sedangkan  hasil kuat  tekan  dan  nilai  perkiraan  kuat lentur  beton  berdasarkan  hasil  uji  kuat tekan  adalah  seperti  pada  pada  Tabel 3dan Tabel 4 di bawah.
Sesuai  dengan  SNI  T-15-1991-03 pendekatan  yang  dilakukan  untuk mencari  hubungan  antara  kuat  tekan dan kuat lentur beton sebagai berikut :
fr = √ (1)
di mana : fr = kuat lentur beton (MPa) dan = kuat tekan beton (MPa) Tabel 2. Berat Kawat dalam Kandungan Beton Volume Beton (m 3 ) 15x15x60 cm Berat Beton (kg) (asumsi 2400 kg/m 3 ) Berat Kawat (kg) 0.5% 0.75% 1% 3% 5% 0.0135 32.4 0.162 0.243 0.32 0.97 1.62
Mulai Spesifikasi Teknis Jalan Beton Benda Uji Beton Normal Penambahan serat kawat bendrat Melapisi bagian bawah dengan woven roving
Syarat Kuat Lentur Beton Peralatan Uji Kuat Lentur Balok
Melapisi bagian bawah pada cetakan beton
Melapisi bagian bawah pada tanah dasar
Uji Kuat Lentur Beton
Hasil Uji Kuat Lentur Beton
Kesimpulan dan Saran Selesai
Tabel 3. Perkiraan Nilai Kuat Lentur Beton Berdasarkan Uji Kuat Tekan
No. Kuat Tekan Kuat tekan setelah Konversi Bentuk Kuat Tekan setelah Konversi Satuan Perkiran Kuat Lentur (Kg/cm 2 ) (0.83) (0.0981) (MPa) 1 319.40 265.10 26.01 3.57 2 309.39 256.79 25.19 3.51 3 363.89 302.03 29.63 3.81 4 370.96 307.90 30.20 3.85 5 410.13 340.40 33.39 4.05 Rata-rata 28.34 3.76
Dilihat  dari  Tabel  3  diketahui bahwa  hasil  kuat  lentur  berdasarkan perkiraan  adalah  3.76  MPa.  Nilai  ini masih  di  bawah nilai  yang disyaratkan yaitu  4,5  MPa.  Dengan  demikian, sesuai  analisis  di  atas,  beton  yang dibuat masih di bawah nilai kuat tekan yang mencapai  syarat  kuat  lentur. Dan ini sesuai dengan harapan dari penelitian  yang  akan  membaut  beton itu  mencapai  nilai  kuat  lentur  dengan
modifikasi.
Dalam SNI 03-4431-2011
perhitungan  kuat  lentur  balok  dapat dilakukan  dengan  2  peramaan  yaitu persamaan (2) dan persamaan (3). Jika balok  patah  pada  daerah  pusat  (daerah 1/3  jarak  titik  perletakan  bagian tengah), maka dihitung dengan menggunakan  persamaan  (2).  Jika
balok  patah  pada  daerah  diluar  pusat (daerah  1/3  jarak  titik  perletakan bagian  tengah),  jarak  antara  titik  pusat dan  titik  patah  kurang  dari  5%  dari jarak  antara  titik  perletakan,  maka dihitung dengan menggunakan
persamaan (3).
σ l = (2) σ l = (3)
Dimana : σ l = kuat lentur  benda uji (MPa) = beban maksimum (N) = jarak antar perletakan (mm)
= jarak rata-rata tampang lintang patah dan  perletakan terdekat (mm)
= lebar tampak lintang (mm)
= tinggi tampak lintang (mm)
(a) (b)
Gambar 4. Pola Balok Patah Yang Dihitung Dengan Persamaan (2) (a) dan (3) (b)
Tabel 4. Perkiraan Nilai Kuat Lentur Beton Berdasarkan Uji Kuat Tekan
No. Variasi Benda Uji Kuat Lentur Perbandingan dengan Spesifikasi (Mpa) Selisih Persentase 1 Spesifikasi 4.50 0 0 2 Perkiraan dari kuat tekan 3.76 -0.74 -16.44 % 3 Tanpa Kawat 4.57 0.07 1.56 % 4 Kawat 0.50% 3.78 -0.72 -16.00 % 5 Kawat 0.75% 4.07 -0.43 -9.56 % 6 Kawat 1.00% 4.17 -0.33 -7.33 % 7 Kawat 3.00% 4.30 -0.20 -4.53 8 Kawat 5.00% 4.94 0.44 9.74 9 Woven Roving 5.63 1.13 25.10 %
Beberapa hal dapat diketahui dari hasil penelitian  ini.  Hal-hal  tersebut  dapat menjadi  bahan  diskusi  dan  bahan penelitian  di  masa  yang  akan  datang. Hal tersebut sebagai berikut : 1. Pada  penelitian  terdahulu  yang dilakukan oleh peneliti lain diketahui  penambahan  serat  kawat dapat meningkatkan nilai kuat tekan beton  tetapi  pada  penelitian  ini ternyata didapati bahwa penambahan  serat  kawat  pada persentasi  di  bawah  5%  malah membuat kuat lentur balok menurun dari tanpa serat kawat. Hingga pada persentase  5%  nilai  kuat  lentur dapat  sedikit  terlampaui.  Kondisi hingga  5%  perbandingan  antara penambahan  serat  kawat  dengan kuat lentur adalah berbanding lurus. Namun  demikian  belum  dikatahui apakah  perbandingan  tersebut  akan berubah  atau  tetap  pada  persentase lebih besar dari 5%.
2. Sesuai  diskusi  no.  1  maka,  perlu dilakukan  penelitian  mengenai  pola pecah benda uji pada pengujian kuat tekan dengan kuat lentur.
Mengingat  banyak  perbedaan  dari kedua pengujian tersebut.
3. Penurunan  kuat  lentur  beton  yang terjadi  karena  penambahan  serat kawat diperkirakan disebabkan oleh
:
a. Permukaan  serat  kawat  yang halus  dan  licin  sehingga  tidak terjadi  ikatan  yang  kuat  antara beton dengan kawat.
b. Bentuk serat kawat yang ditambahkan adalah lurus sehingga  tidak  ada  kait  yang menambah  ikatan  antara  beton dengan kawat.
c. Sekumpulan kawat yang
dicampurkan  dalam  beton  akan menyebar pada berbagai posisi di dalam beton pada saat pengadukan sehingga bisa dikatakan posisinya sembarangan, sehingga tidak mampu  memberikan  kontribusi yang cukup untuk menahan gaya lentur  yang  diberikan.  Hal  ini terlihat  pada  Gambar  6  yaitu pada  permukaan  beton  yang patah.
Gambar 6. Penampang Patah Balok dengan Serat Kaawat Tersebar
Penyebaran  yang  tidak  cukup  pada zona  patah  balok  sehingga  tidak banyak  kontribusi  kawat  menahan gaya  lentur  ayng  terjadi.  Penambahan lapisan  carbon  woven  roving  pada bagian  bawah  dari  balok  terbukti mampu meningkatkan nilai kuat lentur
balok.  Melapisi  woven  roving  ini dengan  cara  meletakkannya  di  dasar cetakan  lalu  dicor  dengan  beton  segar.
Tidak mempergunakan perekat sebagaimana penggunaan woven roving  pada  perbaikan  kerusakan beton.
Gambar 7. Woven Roving Melekat dengan Baik pada Permukaan Beton

## SIMPULAN
Setelah  melalui  serangkaian  pengujian dan  analisis  dapat  ditarik  beberapa kesimpulan  bahwa  pada  penambahan serat  kawat  kurang  dari  5%  nilai  kuat lentur  yang  diperoleh  di  bawah  nilai kuat  lentur  beton  tanpa  serat  kawat, hingga  pada  penambahan  5%  kuat lentur mencapai kuat lentur tanpa serat kawat.  Pada  penambahan  serat  kawat mencapai  5%  perbandingan  antara penambahan  serat  kawat  dengan  kuat
lentur adalah berbanding lurus. Melapisi  bagian  bawah  dari  balok beton  menggunakan  woven  roving dapat  meningkatkan  kuat  lentur  balok hingga  25%  dibandingkan  kuat  lentur balok  tanpa  modifikasi.  Penambahan serat  kawat  pada  campuran  beton sangat mempengaruhi kuat lenturnya.

## DAFTAR PUSTAKA
Aris  Widodo,  2012,  “ Pengaruh Penggunaan  Potongan  Kawat
Bendrat  Pada  Campuran  Beton Dengan Konsentrasi Serat Panjang  4  Cm  Berat  Semen  350 Kg/M 3 Dan  Fas  0,5 ”,  Jurnal TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN, Universitas Negeri Semarang (UNNES),
Nomor 2 Volume 14 – Juli 2012, hal: 131 – 140. Emon, Adul Basar. MD., 2014, “ Study of  Strength  and  Ductility  of
Galvanized Iron Wire Reinforced
Concrete ”,  Thesis,  Bangladesh University  of  Engineering  and Technology,
Fawzi  Julianto,  Eddy  Samsurizal,
Crisna  Djaja  Mungok,  2016,
Pengaruh Campuran Kawat Bendrat terhadap Kekuatan Balok  Beton  dengan  Mutu  20
MPa”, Jurnal  Mahasiswa Teknik Sipil  Universitas  Tanjungpura, Volume 2, Nomor 2.
Kader,  I  Made  Suardana  dan  I  Made
Jaya,  2013,  “ Analisis  pola  retak dan  mekanisme  kegagalan  balok beton bertuang dengan perkuatan lentur lembar CFRD” , Jurnal  LOGIC,  Vol.  13,  No.  3, hlm. 87- 95, Bali. Nugraha,  Paul  dan  Antoni,  2004,
“ Teknologi  Beton  dari  material,
Pembuatan,  ke  Beton  Kinerja
Tinggi ”,  LPPM  Univ.  Kristen Petra dan Penerbit Andi,
Yogyakarta.
Rony  Foermansah,  2013,  “ Tinjauan Kuat  Tekan  dan  Kuat  Tarik Belah Beton dengan Serat Kawat Bendrat  Berbentuk  Z  sebagai Bahan Tambah ”, Skripsi, Program  Studi  Teknik  Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta. Soebandono, Bagus. dkk., 2011, “ Perbaikan Balok Beton Bertulang dengan Metode Jacketing dengan Bahan Ferosemen  Akibat  Beban  Siklik pada  Beban  Ultimit ”,  Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, Vo. 14, No, 2, Hal. 166-176, Yogyakarta. Spesifikasi  Teknis,  2016,  Pelelangan Pengusahaan  Jalan  Tol,  Batang- Semarang,  Panitia  Pelelangan Pengusaan Jalan Tol, Kementrian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, Jakarta.
Spesifikasi  woven  roving,  Nitrowrap FRC, Fosroc.