HESA SOP ULTRASONIC PULSE VELOCITY TEST

Jl. Condet Raya No. 27 Rukan Mutiara Faza RB 1, Gedong Pasar Rebo, Jakarta Timur Phone: 021 - 8404531, Fax: 021 - 87783547, E-mail: kontak@hesa.co.id

1

DAFTAR ISI

A PENDAHULUAN ....................................................................................................... 3

B ALAT UJI ................................................................................................................... 3

C METODE PELAKSANAAN UPVT ............................................................................. 4

C.1 TEORI DASAR ......................................................................................................4 C.2 ESTIMASI MUTU BETON DENGAN UPVT .............................................................6 C.3 DETEKSI HONEYCOMBING/ VOID ATAU KUALITAS BETON YANG

KURANG BAIK .....................................................................................................7 C.4 ESTIMASI KEDALAMAN RETAK ............................................................................8 C.5 ESTIMASI MODULUS ELASTISITAS BETON ...........................................................8

D HASIL UJI ................................................................................................................ 10

E PENGALAMAN ....................................................................................................... 12

2

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR B-1 SATU SET PUNDIT LAB PLUS .................................................................................... 4 GAMBAR C-1 METODE PENGUKURAN UPV TEST........................................................................... 5 GAMBAR C-2 BEBERAPA INDIKASI PERFORMA BETON YANG DAPAT DIPERKIRAKAN

DENGAN MENGGUNAKAN UPV TEST................................................................................... 6 GAMBAR C-3 KURVA HUBUNGAN ANTARA KECEPATAN GELOMBANG DAN MUTU BETON ............ 7 GAMBAR C-4 PERBANDINGAN EMPIRIS ANTARA DINAMIS DAN STATIS MODULUS

ELASTISITAS BETON DENGAN CEPAT RAMBAT GELOMBANG ............................................... 9 DAFTAR TABEL

TABEL C-1 PERBANDINGAN EMPIRIS ANTARA DINAMIS DAN STATIS MODULUS ELASTISITAS BETON DENGAN CEPAT RAMBAT GELOMBANG ................................................................... 9

TABEL D-1 CONTOH DATA KUAT TEKAN BETON DARI KONVERSI NILAI KECEPATAN RAMBAT GELOMBANG ULTRASONIC ............................................................................................... 10

TABEL D-2 CONTOH DATA MODULUS ELASTISITAS BETON DARI KONVERSI NILAI KECEPATAN RAMBAT GELOMBANG ULTRASONIC .............................................................. 10

TABEL D-3 CONTOH DATA KEDALAMAN RETAK HASIL UJI UPVT .................................................. 11

3

A PENDAHULUAN

Ultrasonic Pulse Velocity Test (UPVT) adalah salah satu metode pengujian kuat tekan beton dengan pemanfaatan rambatan gelombang Ultrasonic pada medium beton dan mengkonversi nilai cepat rambat gelombang ultrasonic tersebut kedalam mutu kuat tekan beton. UPVT termasuk dalam kategori pengujian Non Destructive Test atau pengujian yang bersifat tidak merusak.

Selain nilai kuat tekan beton pengujian beton menggunakan UPVT juga memiliki beberapa fungsi lainnya, seperti:

1. Mendeteksi kedalaman retak beton.

2. Mencari nilai pendekatan Modulus elastisitas beton.

3. Mendapatkan nilai homogenitas beton.

4. Menentukan indikasi lokasi honeycombing/ void dalam struktur beton.

B ALAT UJI

Alat yang akan digunakan adalah seperangkat alat Pundit Lab+ (Portable Ultrasonic Non-destructive Digital Indicating Tester +) buatan Proceq (Switzerland), yang terdiri dari:

1. Satu buah Read-out Unit PUNDIT (Portable Unit Non Destructive Indicator Tester).

2. Dua buah Transducer 54 Hz (masing-masing sebagai transmitter dan receiver).

3. Satu buah Calibration Bar serta kabel-kabel dan connector

Alat untuk melakukan UPVT seperti pada gambar berikut:

4

Gambar B-1 Satu Set Pundit Lab Plus

C METODE PELAKSANAAN UPVT

C.1 TEORI DASAR UPVT bekerja berdasarkan pengukuran waktu tempuh gelombang ultrasonik yang menjalar dalam struktur beton.

Penelitian Ultrasonic Pulse Velocity Test dilaksanakan berdasarkan (BS 1881-203; ASTM C597).

Gelombang ultrasonik disalurkan dari transmitter transducer yang ditempatkan dipermukaan beton melalui material beton menuju receiver transducer dan waktu tempuh gelombang tersebut diukur oleh Read-Out unit PUNDIT (Portable Unit Non Destructive Indicator Tester) dalam detik. Kedua transducer tersebut dapat ditempatkan secara direct, semi direct atau indirect.

5

(a) Direct Method (b) Semi-Direct method

(c) Indirect Method

Gambar C-1 Metode Pengukuran UPV Test Sumber: [1],[2]

Perbedaan metode-metode penempatan kedua tranducer (transmitter dan receiver) tersebut, adalah sebagai berikut:

- Direct Method yaitu transmitter dan receiver berada pada dua permukaan yang paralel.

- Semi-direct Method, yaitu transmitter dan receiver berada pada dua permukaan yang saling tegak lurus.

- Indirect Method dimana kedua transducer berada pada permukaan yang sama.

Pada lokasi pengukuran ditentukan posisi-posisi transmitter dan receiver, kemudian jarak antara transmitter dan receiver ini diukur. Read-out unit PUNDIT mengukur waktu (dalam sec) yang dibutuhkan oleh gelombang dari transmitter (melalui material beton) menuju receiver. Karena jarak antara kedua transducer ini telah diketahui maka kecepatan gelombang dalam material beton dapat dihitung yaitu jarak dibagi waktu.

1 BS 1881-203 2 ASTM C597

T R

T

R

T

R

T = Transmitting transducer R = Receiving transducer

6

Kecepatan gelombang ultrasonik di dalam beton yang dihitung dengan rumus LV

T

dimana L adalah jarak antara transmitter dan receiver dan T adalah waktu yang ditempuh oleh gelombang di dalam beton. Karena kedua parameter ini telah diukur maka kecepatan gelombang dapat diketahui.

Karena kecepatan rambat gelombang adalah merupakan fungsi dari kepadatan material, maka dengan diketahuinya cepat rambat gelombang ultrasonik di dalam beton, kecepatan tersebut dapat dikorelasikan ke nilai kepadatan beton, yang selanjutnya dikorelasikan lagi ke mutu beton, modulus elastisitas beton, integritas beton dan kinerja beton lainnya, seperti gambar di bawah ini.

Gambar C-2 Beberapa indikasi performa beton yang dapat diperkirakan dengan menggunakan

UPV Test

C.2 ESTIMASI MUTU BETON DENGAN UPVT Cara untuk mengevaluasi mutu beton adalah dengan membandingkan velositas yang diperoleh Ultrasonic Test pada suatu struktur beton yang baik dan yang disangsikan mutu dan umur dari satu pengecoran yang sama.

Metode ini sangat cepat dan tepat dan dapat disimpulkan apakah struktur beton yang disangsikan dapat diterima atau tidak, atau perlu penelitian lebih lanjut untuk mengetahui kekuatan uji tekan yang aktual.

Cara untuk mengetahui kekuatan uji tekan yang aktual dapat diperoleh dengan membuat grafik korelasi antara pulsa velocity dan uji tekan sample beton di labarotorium.

Untuk membuat grafik tersebut diperlukan minimal 20 buah sample sesuai anjuran British Standard. Sample tersebut di ultrasonic pulse velocity test dahulu sebelum diuji tekan kekuatan compressive. Hasil velositas dan strength dapat di

7

plot dan diperoleh suatu grafik. Ini dapat digunakan sebagai patokan nilai velositas yang harus dicapai untuk menyimpulkan bahwa struktur tersebut telah memenuhi syarat mutu beton yang diijinkan sesuai rencana ataupun tidak.

Namun jika itu tidak dilakukan dapat digunakan kurva standar hubungan antara kecepatan gelombang dengan kuat tekan beton, seperti pada gambar berikut.

Gambar C-3 kurva hubungan antara kecepatan gelombang dan mutu beton3

Berdasarkan grafik empiris hubungan kecepatan rambat gelombang dengan mutu beton, mutu beton dapat diketahui.

C.3 DETEKSI HONEYCOMBING/ VOID ATAU KUALITAS BETON YANG KURANG BAIK

Untuk mendeteksi honeycombing/ void atau kualitas beton yang kurang baik dapat di laksanakan dengan metode Direct atau Indirect transmission. Pengukuran dilakukan dengan grid-grid yang berdekatan sehingga sebuah kontur plot dapat digambarkan dan bagian-bagian dengan velositas yang rendah atau yang lebih rendah lagi dapat diinterpretasikan sebagai daerah-daerah honeycombing atau kualitas beton yang kurang baik.

Dengan metode direct transmision akan diketahui cepat rambat gelombang dari transmiter menuju receiver, yang dapat kita bagi menjadi beberapa layer sesuai yang diinginkan misal per 10 mm, 20 mm, 30 mm dan seterusnya.

3 HESA 2014

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 1000 2000 3000 4000 5000

Com

pres

sive

Stre

ngth

, MPa

Pulse Velocity, m/sec

8

Selanjutnya dari data hasil uji dengan kedalaman dari permukaan beton yang sama diplotkan dalam bentuk contour untuk mengetahui mutu per layer yang sudah ditentukan sebelumnya.

C.4 ESTIMASI KEDALAMAN RETAK Estimasi kedalaman keretakan dapat dilakukan dengan metode Indirect untuk mengukur waktu yang tercatat pada satu bidang permukaan dan bila melewati garis keretakan terjadi loncatan waktu.

Dua aplikasi dapat dilakukan untuk mengetahui kedalaman keretakan yang pertama adalah transmitter dan receiver transducer diletakan saling menyeberang dalam satu bidang permukaan dengan jarak yang sama dari garis keretakan permukaan, bila metoda ini dilakukan maka,

= 4

dimana : C adalah keretakan. t1 adalah waktu menempuh pada jarak 100mm t2 adalah waktu menempuh pada jarak 200mm X adalah jarak antar transducer. Metode lain dapat dilakukan dengan substitusi waktu menjalarnya pulsa pada bidang yang baik dan yang melalui keretakan dimana kedalaman keretakan dapat dihitung dengan rumus empiris

C.5 ESTIMASI MODULUS ELASTISITAS BETON Berdasarkan cepat rambat gelombang yang diperoleh dari hasil uji, modulus elastisitas beton dapat didekati dengan rumus empiris seperti pada table berikut:

9

Tabel C-1 Perbandingan empiris antara dinamis dan statis modulus elastisitas beton dengan cepat rambat gelombang

Pulsa Velositas Km/s Modulus Elastisitas

Dinamis MN/m2

Statis MN/m2

3.6 24000 13000 3.8 26000 15000 4.0 29000 18000 4.2 32000 22000 4.4 36000 27000 4.6 42000 34000 4.8 49000 43000 5.0 58000 52000

Modulus elastisitas yang tercantum pada tabel diatas memiliki keakurasian kurang lebih 10 %.

Gambar C-4 Perbandingan empiris antara dinamis dan statis modulus elastisitas beton dengan

cepat rambat gelombang

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

3000 3500 4000 4500 5000 5500

Mod

ulus

of E

last

icity

(MPa

)

Pulse Velocity, m/sec

Dinamis

Statis

10

D HASIL UJI

Data hasil pengukuran yaitu berupa data kecepatan rambat gelombang ultrasonic yang melalui medium beton. Selanjutnya data kecepatan tersebut di konversikan kedalam mutu kuat tekan atau disesuaikan dengan kebutuhan. Berikut adalah beberapa contoh data hasil pengujian UPVT:

Tabel D-1 Contoh data kuat tekan beton dari konversi nilai kecepatan rambat gelombang ultrasonic

Tabel D-2 Contoh data modulus elastisitas beton dari konversi nilai kecepatan rambat gelombang ultrasonic

Distance Time1 Time2 Velocity

Equivalent Cube

Compressive Strength

Equivalent Cube Compressive

Strength (Average)

(cm) (sec) (sec) (m/sec) (Mpa) (Mpa)DIRECT 1 60.0 153.20 - 3916.4 35.2DIRECT 2 60.0 152.90 - 3924.1 35.3DIRECT 3 60.0 166.40 - 3605.8 31.4 31.3DIRECT 4 60.0 186.90 - 3210.3 27.1DIRECT 5 60.0 185.10 - 3241.5 27.5DIRECT 1 25.0 63.90 - 3912.0 35.2DIRECT 2 25.0 63.20 - 3956.0 35.7DIRECT 3 25.0 62.70 - 3987.0 36.1 34.4DIRECT 4 25.0 67.10 - 3726.0 32.8DIRECT 5 25.0 68.40 - 3655.0 32.0INDIRECT 1 20.0 90.90 175.20 2609.2 21.8INDIRECT 2 20.0 87.90 180.90 2366.1 19.9INDIRECT 3 20.0 65.20 145.40 2743.4 22.9 22.0INDIRECT 4 20.0 162.60 247.60 2588.3 21.6INDIRECT 5 20.0 51.90 128.20 2883.1 24.1INDIRECT 1 20.0 80.20 143.10 3847.8 34.3INDIRECT 2 20.0 99.60 170.20 3116.3 26.2INDIRECT 3 20.0 68.40 167.10 2228.6 18.9 23.7INDIRECT 4 20.0 80.70 165.20 2603.7 21.7INDIRECT 5 20.0 63.40 172.40 2018.5 17.5

Test Method

Kolom K 1/5B (Lantai-Atap)

Balok B3 (Lantai-3)

Pelat A (Lantai-3)

Pelat B (Lantai-3)

1

2

3

4

No. Structure ID

Distance Time1 Time2 VelocityDinamic

Modulus of Elasticity

Dinamic Modulus of Elasticity (Average)

Static Modulus of Elasticity

Static Modulus of Elasticity (Average)

(cm) (sec) (sec) (m/sec) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa)DIRECT 1 60.0 153.20 - 3916.4 30698 23636DIRECT 2 60.0 152.90 - 3924.1 30859 23837DIRECT 3 60.0 166.40 - 3605.8 24624 24555 16536 16891DIRECT 4 60.0 186.90 - 3210.3 18062 10009DIRECT 5 60.0 185.10 - 3241.5 18534 10436DIRECT 1 25.0 63.90 - 3912.0 30605 23520DIRECT 2 25.0 63.20 - 3956.0 31532 24685DIRECT 3 25.0 62.70 - 3987.0 32195 29348 25532 22066DIRECT 4 25.0 67.10 - 3726.0 26875 19055DIRECT 5 25.0 68.40 - 3655.0 25531 17535INDIRECT 1 20.0 90.90 175.20 2609.2 10390 4085INDIRECT 2 20.0 87.90 180.90 2366.1 8004 2677INDIRECT 3 20.0 65.20 145.40 2743.4 11877 10800 5074 4414INDIRECT 4 20.0 162.60 247.60 2588.3 10169 3946INDIRECT 5 20.0 51.90 128.20 2883.1 13559 6289INDIRECT 1 20.0 80.20 143.10 3847.8 29283 21897INDIRECT 2 20.0 99.60 170.20 3116.3 16686 8803INDIRECT 3 20.0 68.40 167.10 2228.6 6822 13672 2067 7632INDIRECT 4 20.0 80.70 165.20 2603.7 10331 4048INDIRECT 5 20.0 63.40 172.40 2018.5 5239 1347

Test Method

Kolom K 1/5B (Lantai-Atap)

Balok B3 (Lantai-3)

Pelat A (Lantai-3)

Pelat B (Lantai-3)

1

2

3

4

No. Structure ID

11

Tabel D-3 Contoh data kedalaman retak hasil uji UPVT

NoStructure

IDPoint Date

Measurement Type

Distance

[mm]

Time 1 [s]

Time 2 [s]

Crack Depth [mm]

1 Wednesday, March 18, 2015 Surface 100 70.8 133.9 402 Wednesday, March 18, 2015 Surface 100 73.9 179.1 0.0003 Wednesday, March 18, 2015 Surface 100 85.1 138.4 91

1 Wednesday, March 18, 2015 Surface 100 73.4 128.2 682 Wednesday, March 18, 2015 Surface 100 76.7 120.6 1023 Wednesday, March 18, 2015 Surface 100 77.1 124.7 93

1 F1

2 F2

12

E PENGALAMAN

MATARAM SILO PACKING DAN STORAGE PLANT (CLIENT: WASKITA KARYA),

2014

UPVT IFC-2 PROJECT SAMSUNG (CLIENT: SAMSUNG C & T, JAKARTA), 2014

13

GEDUNG KANTOR & LABORATORIUM FAKULTAS KEDOKTERAN UMJ (CLIENT:

UNIVERSITY OF MUHAMMADIYAH, JAKARTA), 2014

UJI STRUKTUR DERMAGA GILIMANUK DAN KETAPANG (CLIENT: PT. ASDP INDONESIA FERRY PERSERO, BALI), 2014

14

ULTRASONIC PULSE VELOCITY TEST (UPVT) AUSTRALIAN EMBASSY (CLIENT:

Leighton - TOTAL J.O, JAKARTA), 2014

JETTY SEMAYANG, BALIKPAPAN (CLIENT: ALTUS LOGISTIK INDONESIA), 2013