seminar proposal ferosemen (ferrocement)

ILHAM AKBAR

PERILAKU PROFIL KANAL (C)

FEROSEMEN YANG DIBEBANI

LENTUR.

(Studi kasus : tinggi 150 mm, 200

mm, 300 mm menggunakan

wiremesh).

MARTHA PRATAMA

PERILAKU PROFIL KANAL (C)

FEROSEMEN YANG DIBEBANI

LENTUR.

(Studi kasus : tinggi 150 mm, 200

mm, 300 mm menggunakan

glass woven roving).

Seminar Proposal Tugas Akhir

Co. Pembimbing Dr. Ir. Abdullah, M.Sc

Pembimbing Dr. Ir. Moch. Afifuddin, M.Eng

PENDAHULUANPada aktifitas di beberapa daerah dalam kawasan provinsi NAD, sungai menjadi suatu faktor penghambat kelancaran, sehingga berdampak pada produktifitas masyarakat.Solusi dari masalah tersebut adalah pembangunan konstruksi jembatan. Pada kenyataannya tidak semua daerah dapat dibangun jembatan yang memadai. Kendala ini terjadi diantaranya dikarenakan oleh beberapa sebab seperti kondisi wilayah yang sulit dijangkau dan profil konstruksi jembatan yang umum dipakai saat ini mahal dan relatif berat.

Baja merupakan produk fabrikasi sehingga dapat dibentuk/dipesan sesuai keinginan dan pemasangannya tidak terlalu sulit, akan tetapi harga baja relatif mahal.

Kayu merupakan material yang mudah didapatkan dan mudah dirangkai, namun penggunaan kayu menjadi sangat dibatasi dikarenakan saat ini di Provinsi NAD khususnya setelah dikeluarkan Instruksi Gubernur No. 05/INSTR/2007 pada 6 Juni 2007 tentang pemberlakuan moratorium logging.

Beton konvensional merupakan material yang mudah dibentuk namun tergolong berat.

Perkembangan dunia konstruksi saat ini telah menghadirkan suatu material baru yang disebut ferosemen (ferrocement). Ferosemen merupakan material varian dari beton bertulang, namun tebalnya hanya sekitar 10 - 40 mm, dan pada ferosemen sebagai tulangan digunakan jaringan kawat (wiremesh). Sejauh ini jaringan kawat telah menjadi pilihan utama lapisan pada ferosemen. Bagaimanpun, adanya penelitian pada fiber reinforced polymeric atau plastic meshes akan menjadi salah satu alternatif dan mendorong perkembangan ferosemen seperti glass woven roving.Para pelaku kostruksi internasional telah mengembangkan ferosemen ini kedalam berbagai fungsi baik struktural maupun non-struktural, sehingga muncul ide untuk mencoba mengembangkan ferosemen menjadi sebuah profil gelagar jembatan.

PENDAHULUAN

OBJEK PENELITIAN

Profil kanal (C) ferosemen seperti dalam gambar di bawah ini :

FRP(glass woven roving)

Wiremesh konvension

al

0,5

0,5

TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh tinggi pada profil kanal (C) ferosemen terhadap kapasitas beban lentur.

Bending

CT

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

Ferosemen

Saat ini perkembangan teknologi beton cukup pesat. Menurut (Naaman, 2000:9) yang dikutip dari ACI Committee 549 (1999 : 2), ferosemen adalah sejenis beton bertulang yang tipis yang terdiri mortar semen hidraulik dengan jarak lapisan yang rapat dan ukuran jaringan kawat yang relatif kecil.Pada umumnya susunan struktur ferosemen terdiri dari lapisan mortar, jaringan kawat, dan tulangan rangka (Djausal, 2004:12). Material ini ditemukan oleh Joseph Louis Lambot yang dipatenkan pada tahun 1852 di Prancis (Naaman, 2000:1).


Bahan Pembentuk Ferosemen

Mortar

Menurut Namaan (2000 : 15), campuran semen hidraulik untuk ferosemen semen harus direncanakan menurut standar prosedur mix design untuk mortar dan beton. Pada umumnya mortar terdiri dari semen portland, pasir halus, air, dan admixture tambahan lainnya. ACI Committee 549 (1999 : 6) menyatakan interfal perbandingan campuran berdasarkan berat untuk ferosemen yang dianjurkan adalah rasio pasir dan semen berada pada (S/C) 1,5 – 2,5 serta untuk rasio air dan semen (W/C) berada pada 0,35 – 0,5. Pada keadaan normal nilai slump dari mortar segar sebaiknya tidak melebihi 2 inch (50 mm) dan pada umur 28 hari kuat tekan benda uji silinder 75-150 mm sebaiknya tidak kurang dari 35 MPa ( ACI Comitee 549 , 1999 : 5).


Menurut ACI Committee 549 (1999 : 4), semen pembentuk mortar ferosemen harus bersih, seragam, bebas dari gumpalan dan benda asing. Pilihan terhadap tipe semen harus bergantung kepada kondisi pelayanan. Pada umumnya semen yang digunakan adalah tipe I.

Semen

Type III - High Early

Type I - Normal Type II - Modification

Type IV - Low Heat of Hydration

Type IV – Sulfur Resistant

Pasir Halus


Pasir halus atau agregat halus adalah pasir yang ukurannya ≤ 4,75 mm dan lebih besar dari ≥ 0,074 mm (Ranian, 2006 : 20). Menurut ACI Committee 549 (1999 : 4), pada keadaan normal agregat terdiri dari agregat halus bergradasi baik yang melewati saringan standar ASTM No.8 (2,36 mm).


Pada ferosemen diberi tulangan jaringan kawat yang relatif kecil diameternya dan tersebar merata dalam beberapa lapisan. Kawat tulangan tersebut adalah tulangan kawat baja atau bahan lain yang sesuai kebutuhan (Naaman 2000 : 17, dikutip dari ACI Committee, 1988).

Jaringan kawat (wiremesh)

Menurut Naaman ( 2000:283 ) kelebihan fiber reinforced polymeric atau plastic meshes (FRP) yaitu lebih tahan terhadap korosi, pengerjaan yang mudah, gulungannya mudah dibentuk, bahan yang ringan serta memiliki daktilitas yang tinggi.

FRP (fiber reinforced polymeric)



Pada konstruksi ferosemen, tulangan rangka sering digunakan sebagai pembentuk dari WWF (Welded wire fabric), secara sederhana dapat berupa kawat, batangan, dan benang baja. Selain penulangan rangka ini diperlukan untuk membentuk suatu bentuk struktur tertentu, dengan adanya tulangan rangka kita dapat mengikatkan wiremesh yang pada umumnya di kedua sisinya. Tulangan rangka juga menambah keamanan terhadap gaya tarik secara signifikan pada ferosemen (Naaman, 2000 : 17).

Tulangan Rangka


Perbedaan perhitungan Wiremesh konvensional dengan Glass Woven Roving ialah dalam menghitung volume fraksi .

Analisis dan Desain Ferosemen

Volume fraksi

Wiremesh Glass Woven Roving

L

wf Dh

dV

2

.4 2

..............................................................................................(2.19)


Perbedaan perhitungan Wiremesh konvensional dengan Glass Woven Roving ialah dalam menhitung volume fraksi .


Volume fraksi

Wiremesh Glass Woven Roving

Ket.N = Jumlah lapisanWr = Berat satuan dari lapisan penulangan mesh ( kg/m2 )H = Ketebalan ferosemen ( m )γr = Berat jenis material mesh ( kg/m3)

…………………………………………………(2.19)


Menurut Naaman (2000 : 137), beberapa metode dapat digunakan untuk memprediksi momen tahanan.


1. Analisis metode regangan

Menurut Naaman ( 2000 : 138 ), momen nominal tahanan (Mn).

Mn = ( C atau T ) x ( YC + YT )…………….………… (2.9)

Keterangan :C = gaya tekan pada blok tekan mortar (N)T = total gaya tekan (N)YC = jarak gaya tekan ke garis netral (c) (mm)YT = jarak gaya tarik ke garis netral (c) mm)




2. Analisis metode lelehMenurut Naaman (2000 : 141), untuk menghitung

momen metode tulangan tarik leleh, pada umumnya ketinggian blok tekan (a) pada kondisi ultimit kecil (biasanya kurang 0,15h) dan pada kebanyakan terdiri satu lapis jaring.

i = j s.d. N ...........…………………...………(2.12)

Mn = ∑Ari σryi ( di – a/2 ) i = j s.d. N …………….....………………(2.13)

Ari =η.Vri Ac…………………………………………...........…...

(2.14)




2. Analisis metode leleh

Keterangan : Ari = Luas penampang dari tulangan tarik (mm2)

= Tegangan leleh dari tulagan rangka (MPa)a = Tinggi stress blok beton (mm)b = Lebar penampang (mm) fc’ = Kuat tekan beton (MPa)




3. Analisis metode plastis

Menurut Mansur et al (2000 : 354) tinggi garis netral (x), dan momen nominal (Mn) menggunakan rumus :

wwtuec

fftufwtuyb

h.)( + ) b . f (0,85

h..)()h-h.()(+ As .f

wb

bx

......................................................(2.17)

)18.2.(............................................................2/))((.) (

)(.b.h) ()-(d.A

wtu

22fftu2x

ffw

hxyb

hhxhhb

hfsMn f




3. Analisis metode plastis

As = Luas penampang dari tulangan tarik (mm2)= Tegangan leleh dari tulagan rangka (MPa)

h = Tinggi penampang keseluruhan (mm)b = Lebar penampang bagian sayap (mm) hf = Tinggi sayap (mm)η = Jenis bujur sangkar = 0,5 (ACI Committee 549 1999 : 10)dw = Diameter kawat wiremesh/Glass woven roving (mm)DL = Jarak pusat ke pusat kawat (p.k.p) dalam arah memanjang (mm)




4. Analisis metode grafik

Naaman (2000 : 144) untuk mencari momen nominal (Mn) digunakan rumus :

'fc

Vx ryr ....................................................................................................(2.22)

20772,0422,0005,0 xxy ....................................................................(2.23) 2...........................................................................................(2.24) bhfcyMn '




4. Analisis metode grafik

Keterangan : As = Luas penampang dari tulangan tarik (mm2)

= Tegangan leleh dari tulagan rangka (MPa )h = Tinggi penampang keseluruhan (mm)b = Lebar penampang bagian sayap (mm) Vf = Volume fraksi tulangan (%)η = Jenis bujur sangkar = 0,5 (ACI Committee 549 1999 : 10)dw = Diameter kawat wiremesh (mm)DL = Jarak pusat ke pusat kawat (p.k.p) dalam arah memanjang (mm)


Namaan (2000 : 148) merekomendasikan persamaan berikut untuk memprediksikan retak rata-rata pada ferosemen :

.....................................................................(2.25)Keterangan : DT = Jarak pusat ke pusat kawat (p.k.p) dalam arah melintang (mm)

= Regangan dari lapisan tulangan (%)β = Rasio dari jarak ke garis netral dari gaya tarik fiber dan lapisan terluar tulangan

= Tegangan dari lapisan tulangan (kN/mm2)

= Modulus dari lapisan tulangan (MPa)

Retak

rE


Menurut Namaan (2000 : 148) untuk menghitung lendutan dengan tumpuan sederhana ialah : ................................................................................

....(2.26)

......................................................................................(2.27)

Keterangan : L = Panjang bentang profil (mm)w = Beban terbagi rata (kN/mm)Ec = Modulus elastisitas komposit (MPa)I = Momen inersia penampang (mm4)

Lendutan

rE

METODE PENELITIAN

Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah mesin pembebanan lentur, mesin pembebanan tekan, mesin pembebanan tarik, LVDT (Linear Variable Deflection Tranducers), data logger, cetakan silinder beton, cetakan profil kanal, oven, timbangan, concrete mixer (molen), saringan standar ASTM, gunting kawat, tang dan alat las. Semua peralatan tersebut tersedia dengan kondisi baik di laboratoium.

Peralatan

METODE PENELITIAN

1. Semen portland;

2. Agregat halus (pasir halus);

3. Besi tulangan;

4. Jaringan kawat (wiremesh)/ Glass woven roving;

5. Air;

6. Kayu 3/4; atau 3/5

7. Triplek 10 mm;

8. Paku; dan

9. Baut.

Material

METODE PENELITIAN

Ukuran penampang profil kanal yang digunakan adalah lebar 100 mm, masing-masing tinggi 150 mm , 200 mm dan 300 mm. , tebal 30 mm dan panjang bersih 2000 mm, dan panjang keseluruhan 2200 mm.

Desain awal profil

METODE PENELITIAN

Desain awal profil (Sketsa cetakan)

3Ø8

1. Pemeriksaan berat jenis2. Pemeriksaan berat volume3. Pemeriksaan bahan organik

Pemeriksaan Agregat (Pasir Halus)

METODE PENELITIAN

Mixdesign untuk ferosemenKekuatan beton yang direncanakan dalam penelitian ini adalah 60 MPa. Rancangan campuran beton untuk ferosemen dilakukan berdasarkan tabel kalkulasi Namaan (2000). Data yang diperlukan adalah faktor air semen dan perbandingan berat pasir halus terhadap semen, yang menurut Naaman didapatkan dengan perbandingan campuran faktor air semen 0,4 : 1,5 pasir : 1 semen. Ketinggian slump tidak lebih dari 5 cm.

Pengukuran regangan baja dilakukan dengan memasang deflection dial pada benda uji. Pembacaan regangan dilakukan setiap kenaikan 0,2 ton. Hasil pengujian kuat tarik baja ini diplot dalam suatu kurva hubungan tegangan-regangan baja sehingga didapat besarnya tegangan dan regangan leleh.

Percobaan kuat tarik baja dan kuat tarik wiremesh/ glass woven roving

METODE PENELITIAN

Pada saat pengecoran ferosemen, dicor silinder kontrol. Silinder kontrol ini berdiameter 10 cm dan tinggi 20 cm. Pengecoran silinder dilakukan untuk mendapatkan kuat tekan beton ferosemen. Untuk setiap pengecoran dibuat empat silinder kontrol.

Pembuatan dan perawatan profil kanal (C) ferosemenPerakitan profil kanal (C) ferosemen dimulai dengan mengelas tulangan Ø 8 yang sudah dipotong sesuai ukuran menjadi sebuah tulangan rangka. Setelah itu, tulangan rangka dilapisi dengan wiremesh/glass woven roving sesuai perencanaan. Langkah selanjutnya tulangan rangka tersebut dimasukkan ke dalam cetakan. Kemudian dicor.

METODE PENELITIAN

Dua buah profil kanal (C) ferosemen dirangkai menjadi profil I untuk dibebani lentur. Profil kanal ferosemen diuji dengan menggunakan mesin pembebanan lentur setelah berumur 28 hari.

Pengujian kuat lentur terhadap profil kanal ferosemen

Sistem pembebanan yang dilakukan terhadap profil yaitu dengan memberikan satu buah beban terpusat di tengah bentang dengan jarak 1000 mm. Profil dibebani sampai hancur untuk mendapatkan besar beban ultimitnya. Selain itu diamati pula lendutan, retak, regangan baja dan beton. Pembacaan regangan dan lendutan dilakukan setiap kenaikan beban 200 kg dengan menggunakan LVDT.

METODE PENELITIAN

METODE PENELITIAN

Keterangan :

1. Loading frame

2. Loading jack

3. Loading cell

4 . Profil yang diuji

5 . Baut pelekap ½ “

6. Strain gauge

7. Tumpuan

8. LVDT

9. Hidraulyc loading pump

10. Data logger

Sketsa Uji Lentur Profil Ferosemen

METODE PENELITIAN

Data hasil pemeriksaan seperti sifat-sifat fisis agregat, kuat tekan silinder, dan keadaan adukan beton dihitung nilai rata-ratanya yang bertujuan untuk melihat penyebaran data.

Analisis data

PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN1.Pemeriksaan sifat-sifat fisis;

- Berat volume (bulk density)

- Berat jenis (specific grafity)

- Penyerapan (absorbsion)

- Susunan butiran (sieve analysis)

- Modulus kehalusan (fineness modulus)

- Kadar air yang dikandung (moisture contain)

2. Pengujian benda uji silinder beton untuk

mendapatkan mutu beton yang telah

direncanakan.

3. Pengujian benda uji profil untuk mendapatkan

data mengenai beban maksimum yang dapat

maksimum yang dapat ditahan oleh profil,

lendutan pada titik beban maksimum dan pola

retak.

PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASANPembahasan yang akan dikemukan

dengan :

1. Pengujian beban lentur dan tinggi sampel.

2. Besar lendutan yang terjadi

3. Pola retak yang timbul.

Grafik-grafik yang disajikan antar lain :

4. Hubungan antara tegangan-regangan baja.

5. Hubungan antara tegangan-regangan jaringan kawat

(Wiremesh / Glass woven roving.

6. Hubungan antara beban dan tinggi sampel.

7. Hubungan antara beban dan lendutan.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan dan saran mengenai pengaruh beda tinggi profil kanal (C) ferosemen terhadap kapasitas lenturnya akan dikemukakan dari hasil pengolahan data dan diskusi.

DAFTAR KEPUSTAKAAN

1. Abdullah, 1999, Ferosemen Sebagai Alternatif Material Untuk Memperkuat Kolom Beton

Bertulang, Seminar on Air - PPI Tokyo Institute of Technology 1999-2000 No.1 hal. 143-147,

Tokyo Institute of Technology

2. Amanullah, Syahrial, 1994, Pengaruh Dimensi Tampang dan Kekakuan Terhadap Kekuatan

Balok Beton Bertulang Sebelah, Tugas Akhir Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala,

Darussalam, Banda Aceh.

3. Anonim, 1981, Annual Book of ASTM Standard, Part 10, E-8, Standard Methods for Tension

Testing of Metallic Materials, Philadelphia.

4. Anonim, 1999, Guide for the Design, Construction, and Repair of Ferrocement, Report: ACI

549-1R (93), American Concrete Institute, Detroit, Michigan.5. Anonim, 2004, Annual Book of ASTM Standard 2004, Section 4, Volume 04.02, Concrete and Aggregates, International Standards-Worldwide.

DAFTAR KEPUSTAKAAN6. Ashfa, 1997, Perbaikan Balok Beton Bertulang Retak Akibat Beban Ultimit dengan Menggunkaan

Ferosemen, Tugas Akhir Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala, Darussalam, Banda Aceh.

7. Djausal, A., 2004, Struktur dan Aplikasi Ferosemen, Pusat Pengembangan Ferosemen Indonesia,

Bandar Lampung.

8. Hicks, T.G., 2002, Civil Engineering Formulas, McGraw Hill TLFeBook, www.iransaze.com

9. Mansur, M.A., dkk, 2000, Journal of Ferocement Vol. 30 No.4, International Ferrocement

Information Centre, Patumthani.

10. Mulyono, T., 2003, Teknologi Beton, Penerbit Andi, Yogyakarta.

11. Naaman, A.E., 2000, Ferrocement and Laminated Cementitious Composites, Techno Press 3000,

Michigan.

12. Neville, A.M., 1981, Properties Of Concrete, Fourth Edition, Longman, London.

13. Ranian, C., 2006, Bahan Pembentuk Beton, Paper Bahan Kuliah Teknologi Beton, Banda Aceh.

14. Sagel, R., Kole, P., dan Kusuma Gideon, 1993, Pedoman Pengerjaan Beton, Penerbit Erlangga,

Jakarta.

15. Vis, W.C, dan Gideon Kusuma, 1993, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang, Penerbit

Erlangga, Jakarta.

http://www.iransaze.com/

TERIMA KASIH

seminar proposal ferosemen (ferrocement)

Documents