Akurasi Akurasi Non-destructive Non-destructive Test terhadap terhadap Semi Destructive Destructive Test pada Shear Wall Beton Bertulang Oleh: Heri Khoeri Dosen Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Jakarta Email :
[email protected] Abstract: Estimasi sifat mekanik eton dapat dilakukan den!an eerapa metode" Non-destructive Test (NDT) # Semi Destructive Test (SDT) maupun Destructive Test (DT) . U$i tekan eton merupakan hal yan! umum untuk menentukan kekuatan eton# dalam hal ini dikata!orikan sea!ai SDT . Sementara itu u$i Rebound concrete Hammer % %CH & dan peran!kat ultrasonic pulse velocity % %UPV & yan! di!unakan dalam men!u$i kekuatan eton dalam hal ini dikata!orikan dikata!orikan NDT . Dalam tulisan ini# diamil '( sample eton den!an men!!unakan core drill dari dari sear !all )partemen )partemen *ayamas# *ota Tan!eran! Selatan. +ada lokasi pen!amilan sample terseut# seelum dilakukan core drill # dilakukan NDT men!!unakan men!!unakan CH dan UPV . Dimana UPV yan! yan! dilakukan men!!unakan direct methods dan $u!a indirect metods .
,asil penelitian menun$ukkan ah-a hasil ammer test dan dan UPV indirect metod memiliki memiliki korelasi linier yan! leih esar den!an r '(./0/# hal ini karena pada UPV indirect metod seperti seperti halnya CH hanya men!indikasikan mutu eton pada lapisan permukaan# dimana pada UPV indirect metod kedua kedua tranducer terletak di permukaan eton yan! sama# sehin!!a ramatan !eloman! akan er!erak dari tranducer transmitter ke receiver melalui $arak terpendek yaitu permukaan eton. ,asil UPV direct leih leih memiliki akurasi yan! leih tin!!i dan korelasi yan! leih kuat terhadap hasil u$i tekan# diandin!kan diandin!kan hasil UPV indirect dan dan CH . ,uun!an cepat ramat !eloman! den!an mutu eton pada shear -all apartemen *ayamas adalah
f ck =0.000009 × v
2.120906
den!an r'(.11.
"ey!ords # NDT$ SDT$ concrete$ ammer test$ ultrasonic pulse velocity$ core drill
1 Pendah dahulu uluan
+en!u$ian kekuatan eton yan! palin! akurat adalah den!an men!!unakan u$i tekan eton# namun untuk men!etahui mutu eton pada an!unan yan! sudah erdiri den!an $umlah lokasi yan! anyak den!an men!amil sample eton men!!unakan core drill# tentunya akan merusak eton# dimana struktur eton diluan!i den!an kisaran diameter antara '2 sampai den!an 32 den!an kedalaman sample ideal adalah ' kali diameternya. Sehin!!a u$i ini pen!amilan eton inti %core drill & dikata!orikan dikata!orikan semi destructive test %SDT &. &. Tentunya den!an SDT sample sample yan! diamil tidak seleluasa Non Destructive Test % %NDT &. &. 4amun seerapa esar akurasi dan korelasi nilai mutu eton dari hasil NDT terhadap terhadap SDT harus harus diketahui# sehin!!a pendekatan u$i den!an NDT yan! yan! dilakukan akan leih mendekati nilai kuat tekan eton yan! seenarnya. Selan$utnya huun!an yan! diperoleh dapat di$adikan acuan untuk penilaian mutu eton den!an NDT pada pada an!unan yan! ditin$au. Dalam ka$ian studi ini in!in diketahui seerapa esar peredaan mutu eton yan! diperoleh den!an eerapa metode NDT antara antara lain den!an
metods dan CH serta serta a!aimana tin!kat akurasinya# sehin!!a dapat men$adi salah satu ru$ukan dalam pemilihan metode NDT yan! yan! tepat sesuai den!an kasus yan! dihadapi. SDT dengan dengan Core Drill ! ! "#i Tekan
Metoda core drill adalah suatu metoda pen!amilan sampel eton pada suatu struktur an!unan. Sampel yan! diamil %entuk silinder& selan$utnya dia-a ke laoratorium laoratorium untuk dilakukan pen!u$ian seperti *uat tekan. +en!amilan contoh dilakukan den!an alat or yan! mata ornya erupa 5pipa2 dari intan# sehin!!a diperoleh contoh eton erupa silinder. Silinder eton yan! diperoleh ter!antun! ukuran diameter mata6ornya# umumnya antara '2 sampai 32. Dan disarankan diameter silinder tidak kuran! dari 0 kali ukuran maksimum a!re!at etonnya. 7eerapa hal yan! perlu diperhatikan dalam pen!amilan sample eton den!an CD adalah sea!ai erikut 89# 8':
9.
Umur eton minimal 9; hari.
'.
+en!amilan contoh silinder eton dilakukan di daerah yan! kuat tekannya dira!ukan# iasanya erdasarkan data hasil u$i contoh eton dari masin!6masin! a!ian struktur# atau dari hasil 4DT %4on Destructive Testin!& den!an concrete hammer ataupun U+
0.
;.
/.
?.
Dari satu pen!amilan contoh diamil 0 titik pen!eoran. +en!eoran harus ditempat yan! tidak memahayakan struktur# misalnya $an!an dekat samun!an tulan!an# momen maksimum# dan tulan!an utama. 7enda u$i yan! cacat karena terlalu anyak terdapat ron!!a# adanya serpihan=a!re!at kasar yan! lepas# tulan!an esi yan! lepas dan ketidakteraturan dimensi# tidak oleh di!unakan untuk
teal lapisan untuk kapin! tidak oleh meleihi 9( mm. 90. Selan$utnya *uat tekan eton den!an den!an ketelitian (.>/ M+a dapat dihitun! sea!ai erikut:
f ' c =
P π ´ 2 .............................................................. %pers. 9& d 4
Dimana:
f ' c P d´
*uat tekan dalam M+a 7ean u$i maksimum %hancur& yan! ditun$ukkan oleh mesin u$i dalam 4 diameter enda u$i rata6rata dalam mm
Sedan!kan kuat tekan eton den!an ketelitian sampai den!an (./ M+a dapat dihitun! den!an:
f ' cc=C 0 C 1 C 2 f ' c ..............................................%pers. '& Dimana:
Diameter enda u$i untuk u$i kuat tekan tidak oleh kuran! dari >( mm"
f ' cc *uat tekan eton inti yan! dikoreksi dalam
asio tin!!i sample %A& den!an diameter %D& leih esar atau sama den!an (#>/ # dimana A pan$an! dan D diameter enda u$i"
C 0
1.
+en!eoran harus te!ak lurus den!an permukaan eton.
3.
Auan! ekas pen!eoran harus se!era diisi den!an eton yan! mutunya minimal sama.
M+a f ' c *uat tekan eton inti yan! dihitun! menurut rumus dalam M+a Caktor +en!ali menurut +asal 0.9( S4 (060;(069>>; C 1 Caktor +en!ali menurut +asal 0.99 S4 (060;(069>>; C 2 Caktor +en!ali menurut +asal 0.9' S4 (060;(069>>;
C 0 adalah faktor pen!ali yan! erhuun!an >.
)paila ada kandun!an tulan!an esi dalam enda u$i eton inti# letaknya harus te!ak lurus terhadap sumu enda u$i"
9(. Jumlah kandun!an tulan!an esi dalam enda u$i eton inti tidak oleh leih dari ' atan!" 99. )paila $umlah kandun!an tulan!an esi dalam enda u$i eton inti leih dari ' atan!# enda u$i harus diker$akan den!an !er!a$i eton dan !erinda# sehin!!a memenuhi ketentuan dan ila tidak terpenuhi# enda u$i terseut tidak oleh di!unakan untuk u$i kuat tekan
den!an arah pen!amilan enda u$i eton inti pada struktur eton# dimana C 0 adalah sea!ai erikut: ,orisontal %te!ak lurus pada arah tin!!i dari struktur eton& 9
' C 1
adalah faktor pen!ali yan! erhuun!an den!an rasio pan$an! sesudah dieri lapisan untuk kapin! %AF& den!an diameter D dari enda u$i# seperti yan! dierikan pada tale erikut: Tael 9 Faktor Pengali
9'. 7enda u$i eton inti sesudah kapin! yaitu harus memenuhi ketentuan '#(( B A=D B 9#(( dimana
L' / ´ d
C 1
C 1 9.1/
(.>3
9./( 9.'/ 9.((
(.>? (.>0 (.31
C 1 adalah faktor pen!ali karena adanya kandun!an tulan!an esi dalam enda u$i eton inti yan! letaknya te!ak lurus terhadap sumu enda u$i dapat dihitun! den!an rumus:
C 2 =1.0 + 1.5
( ) d h × ´ d L
.....................................%pers. 0&
Dimana:
d d´ h L
diameter tulan!an %mm& diameter rata6rata enda u$i %mm& $arak terpendek antara sumu atan! tulan!an den!an u$un! enda u$i pan$an! enda u$i seelum dieri lapisan untuk kapin! %mm&
$ NDT dengan %oncrete Hammer &%H'
Goncrete ,ammer Test= Schmidt ,ammer Test merupakan suatu metode u$i yan! mudah dan praktis untuk memperkirakan mutu eton. +rinsip ker$a G, adalah den!an memerikan ean impact %tumukan& pada permukaan eton den!an men!!unakan suatu massa yan! diaktiHkan den!an men!!unakan ener!y yan! esarnya tertentu. *arena timul tumukan antara massa terseut den!an permukaan eton# massa terseut akan dipantulkan kemali. Jarak pantulan massa yan! terukur memerikan indikasi kekerasan permukaan eton. *ekerasan eton dapat memerikan indikasi kuat tekannya. Iamar erikut men!ilustrasikan prinsip ker$a G,:
Iamar ' ,uun!an 4ilai eound den!an *uat Tekan
7eton 8; +ada !raHik diatas terlihat eerapa huun!an korelasi antara 4ilai ,ammer eound# yan! ter!antun! dari arah ean impact ke struktur eton# )# 7 atau G. ( NDT dengan "ltrasonic Pulse )elocit* &"P)'
Iamar 9 +rinsip *er$a G, 8 0 *arena prinsip ker$a dan cara pen!!unaan alat san!at mudah# maka secara luas alat ini anyak di!unakan untuk memperkirakan mutu eton# terutama pada struktur an!unan yan! sudah $adi. Dan den!an proses u$i yan! cepat maka alat inipun secara praktis dapat men!u$i secara keseluruhan struktur an!unan ataupun a!ian struktur secara luas untuk men!indikasikan kesera!aman mutu eton. Sea!ai catatan karena alat ini hanya memaca kekerasan eton pada lapisan permukaan %; cm&# sehin!!a untuk elemen struktur den!an dimensi yan! esar# u$i den!an G, hanya men$adi indikasi a-al a!i mutu dan kera!aman mutu. Selain itu pada saat pen!u$ian permukaan eton yan! akan diu$i harus diersihkan dan diratakan karena alat ini peka terhadap variasi yan! ada di permukaan eton. ,uun!an Empirik dari 4ilai ,ammer eound den!an kuat tekan seperti ditun$ukkan pada !raHik erikut.
U+< eker$a erdasarkan pen!ukuran -aktu tempuh !eloman! ultrasonik yan! men$alar dalam struktur eton. Ieloman! ultrasonik disalurkan dari transmitter transducer yan! ditempatkan dipermukaan eton melalui material eton menu$u receiver transducer dan -aktu tempuh !eloman! terseut diukur oleh ead6Out unit +U4DT % Portable Unit Non Destructive %ndicator Tester & dalam m detik. *edua transducer terseut dapat ditempatkan secara direct # semi direct atau indirect . *arena $arak antara kedua transducer ini telah diketahui# maka kecepatan !eloman! ultrasonik dalam material eton dapat dihitun!# yaitu teal eton dia!i den!an -aktu tempuh. *arena kecepatan ramat !eloman! adalah merupakan fun!si dari kepadatan material# maka den!an diketahuinya cepat ramat !eloman! ultrasonik di dalam eton# kecepatan terseut dapat dikorelasikan ke nilai kepadatan eton# yan! selan$utnya dikorelasikan la!i ke mutu eton# erdasarkan !raHik empiris huun!an kecepatan ramat !eloman! den!an mutu eton. Selain pen!ukuran mutu eton# U+< dapat $u!a di!unakan untuk men!ukur kedalaman retak dan keeradaan oneycomb pada eton. +eralatan yan! di!unakan untuk pen!u$ian ini terdiri dari : 9.
Satu uah ead6out Unit +U4DT %+ortale Unit 4on Destructive ndicator Tester&.
'.
Dua uah Transducer /; ,K %masin!6masin! sea!ai transmitter dan receiver&.
0.
Satu uah Galiration 7ar serta kael6kael dan connector
dimana ' adalah $arak antara transmitter dan receiver dan T adalah -aktu yan! ditempuh oleh !eloman! di dalam eton. *arena kedua parameter ini telah diukur maka kecepatan !eloman! dapat diketahui. 7eerapa !raHik huun!an *uat tekan eton den!an kecepatan !eloman! antara lain sea!ai erikut:
)lat untuk melakukan u$i U+< seperti pada !amar erikut:
Iamar 0 )lat u$i U+<# +roceL +U4DT
+ada metode ini# !eloman! ultrasonik disalurkan dari transmitter transducer yan! ditempatkan dipermukaan eton melalui material eton menu$u receiver transducer dan -aktu tempuh !eloman! terseut diukur oleh ead6Out unit +U4DT %+ortale Unit 4on Destructive ndicator Tester& dalam micro detik %msec&.
Iamar / IraHik huun!an pulse velocity den!an kuat tekan eton pada kondisi pen!u$ian kerin! dan asah 8 ?
Ultrasonic +ulse
Direct Method yaitu transmitter dan receiver erada pada dua permukaan yan! paralel. Semi6direct Method# yaitu transmitter dan receiver erada pada dua permukaan yan! salin! te!ak lurus. ndirect Method dimana kedua transducer erada pada permukaan yan! sama.
Seperti ditun$ukkan pada !amar erikut: Iamar ? IraHik huun!an pulse velocity den!an kuat tekan eton 8 1 diandin!kan den!an GS4 10 9019
Iamar ; Metode peramatan dan penerimaan !eloman! ultrasonic
+en!u$ian identiHikasi kuat tekan eton den!an Ultrasonic +ulse
Iamar 1 IraHik huun!an pulse velocity den!an kuat tekan eton den!an eerapa variasi campuran eton 8 3
+ ,etode dan tahapan Penelitian
Tahapan penelitian yan! dilakukan adalah sea!ai erikut: 9. Menentukan acuan a-al korelasi yan! di!unakan dalam penentuan kuat tekan eton# dalam penelitian ini di!unakan: a. Untuk G, men!!unakan !raHik standard seperti pada !amar '. . Untuk U+< men!acu pada 7ritish Standard# 7S9339: Testin! concrete# Part 203: Recommendations for measurement of velocity of ultrasonic pulses in concrete# untuk memuat korelasi U+< dan kuat tekan eton diamil minimal '( uah sample CD yan! diamil nilai UPV nya den!an men!!unakan direct metods seelum diu$i tekan. an! selan$utnya dari hasil u$i tekan dikorelasikan den!an velositas yan! diperoleh dari hasil UPV # diperoleh !raphic huun!an cepat ramat !eloman! ultrasonic# V dan kuat tekan eton cube# c* %+V" & '. +en!u$ian pada shear -all dilakukan den!an 4DT men!!unakan UPV indirect metods dan G, pada '( lokasi yan! sama. U+< dilakukan den!an / kali pemacaan data velositas# sedan!kan CH dilakukan den!an 9' kali pemacaan nilai Rebound # yan! masin!6 masin! diamil nilai rata6ratanya. +en!u$ian pada sear !all dilakukan seelum pelaksanaan CD. 0. 4ilai eound dikonversi men$adi kuat tekan den!an persamaan dari !amar '# sedan!kan 4ilai UPV indirect metods dikonversi men$adi kuat tekan den!an persamaan yan! didapat dari +V" . ;. Dilakukan analisis atas nilai kuat tekan yan! diperoleh dari u$i tekan sample CD# pen!u$ian UPV dan CH .
,asil pen!u$ian G, pada '( lokasi shear -all seperti pada tale erikut: Tael ' ,asil u$i G,
,asil pen!u$ian UPV indirect ,etods pada '( lokasi shear -all seperti pada tale erikut: Tael 0 ,asil u$i UPV indirect metods
Pelaksanaan "#i dan Hasil Pengu#ian
+en!u$ian CH dan UPV indirect metods dilakukan pada '( lokasi shear -all. Dimana pen!u$ian CH dan UPV indirect metods +en!u$ian dilakukan pada lokasi yan! sama
Setelah dilakukan pen!u$ian CH dan UPV indirect ,etods# dilakukan pen!amilan sample CD. Iamar 3 Dokumentasi pen!u$ian G, %kiri& dan U+< indirect methods %kanan&
Iamar > +en!amilan sampel CD
Seelum dilakukan u$i tekan dilakukan u$i UPV direct metods pada Sample CD.
Iamar 99 +en!u$ian sampel CD
Den!an hasil sea!ai erikut: Tael / ,asil u$i tekan pada sampel CD
Iamar 9( u$i UPV direct metods pada Sample CD
,asil pen!u$ian UPV direct ,etods pada '( sampel CD seperti pada tale erikut: Tael ; ,asil u$i UPV direct metods
. Analisis dan Pem/ahasan
7erdasarkan hasil UPV direct metods pada sampel CD dan hasil u$i kuat tekan sample CD didapatkan huun!an cepat ramat !eloman! dan kuat tekan eton sea!ai erikut:
Iamar 9' IraHik huun!an pulse pulse velocity den!an kuat tekan eton %cube compressive strent &
Dari !raHik diatas diperoleh huun!an sea!ai erikut: U$i tekan eton pada '( sampel CD dilakukan di
f ck =0.000009 × v
2.120906
..............................%pers. ;&
Tin!kat korelasi masin!6masin! hasil u$i deperlihatkan pada !amar6!amar erikut:
Dimana:
f ck
v
kuat tekan eton# cube compressive strent %k!=cm'& cepat ramat !eloman!= pulse velocity %m=detik&
Den!an men!!unakan %pers. ;& diperoleh kuat tekan erdasarkan hasil u$i UPV indirect metods %tael 0&# seperti pada tale erikut: Tael ? *uat tekan eton erdasarkan U+< indirect ,etods %epat ram/at gelom/ang v &m2sec'
%u/e compressive strength &kg2cm '
SW-1
01>>.((
0/9.31
SW-2
010?.((
00>.?9
SW-3
0//(.;(
0(;.3'
SW-4
00>3.;(
'11.39
SW-5
0103.3(
0;(.9/
SW-6
0?'9.3(
091.>1
SW-7
000/.'(
'??.>?
SW-8
0/9/.((
'>3.;9
SW-9
0/;9.((
0(0.99
SW-10
0;?(.'(
'33.?0
SW-11
;9(0.;(
;9;.0?
SW-12
00/9.'(
'?>.?>
SW-13
0;0(.'(
'30.0/
SW-14
0//(.?(
0(;.3?
SW-15
03>3.((
019.?(
SW-16
0111.3(
0;1.1'
SW-17
0119.?(
0;?./9
SW-18
0?;(.'(
0'9.;9
SW-19
0;30.3(
'>'.3'
SW-20
;(;(.((
;((.>(
0okas i "#i
Iamar 9; *orelasi kuat tekan eton hasil UPV indirect den!an hasil GD
Nalaupun terdapat huun!an positif antara hasil UPV indirect den!an hasil GD # namun korelasinya rendah r ' hanya (.9?;# e!itupun den!an hasil G, den!an hasil GD# korelasinya rendah# den!an indikasi r ' (.9(># seperti pada !amar 9/ erikut:
Iamar 9/ *orelasi kuat tekan eton hasil CH den!an hasil CD
+erandin!an kuat tekan hasil GD# U+< indirect Methods dan G, seperti pada !raHik erikut:
Iamar 90 +erandin!an kuat tekan hasil CD# UPV indirect UPV direct dan CH
Dari !raHik pada !amar 90 terlihat ah-a asil UPV direct mendekati hasil CD sedan!kan hasil UPV indirect mendekati hasil CH .
Iamar 9? *orelasi kuat tekan eton hasil UPV indirect den!an hasil CH
*uat tekan hasil UPV indirect den!an hasil CH mempunyai r' (./0/ yan! leih esar dari *orelasi kuat tekan eton hasil UPV indirect den!an hasil GD maupun *orelasi kuat tekan eton hasil CH den!an hasil CD.
+en!u$ian den!an U+< indirect den!an men!!unakan %pers. ;&# tidak merepresentasikan mutu eton pada sear !all # karena mutu eton yan! dihasilkan memiliki korelasi yan! rendah den!an hasil u$i kuat den!an sample core drill . 7e!itupun +en!u$ian den!an CH # tidak merepresentasikan mutu eton pada shear -all# karena mutu eton yan! dihasilkan memiliki korelasi yan! rendah den!an hasil u$i kuat den!an sample core drill. U$i men!!unakan CH hanya men!indikasikan mutu eton pada lapisan permukaan. 7e!itupun den!an UPV indirect hanya men!indikasikan mutu eton pada lapis permukaan# hal ini dapat dilihat ah-a korelasi antara hasil CH dan UPV indirect memiliki nilai yan! leih esar diandin!kan $ika dihuun!kan den!an hasil CD ataupun den!an UPV Direct . Sementara hasil CD den!an UPV direct memiliki korelasi yan! palin! esar (.11. ,al ini karena den!an UPV direct ramatan !eloman! meramat dari tranducer transmitter mele-ati eton dari sisi yan! satu ke sisi lainnya menu$u tranducer receiver. 7ereda den!an pada UPV indirect yan! mana ramatan !eloman! er!erak dari tranducer transmitter menu$u tranducer receiver mele-ati lapisan permukaan eton %$arak tercepat&# sehin!!a hasilnyapun mendekati nilai CH . 3 Kesimpulan dan Saran
9.
'.
,asil rata6rata dari masin!6masin! u$i adalah sea!ai erikut: a. U$i Tekan sampel CD ;00.9' k!=cm' . U+< direct Methods ;03.;9 k!=cm' c. U+< direct Methods 0''.90 k!=cm' d. Goncrete ,ammer 0;/.03 k!=cm' ,uun!an cepat ramat !eloman! dan kuat tekan eton %cue& pada shear -all apartemen *ayamas# seperti pada %pers. ;& sea!ai erikut:
f ck =0.000009 × v
2.120906
Den!an r' (.11 0.
Aapisan permukaan shear -all yan! diu$i memiliki mutu yan! tidak sera!am antara lapisan permukaan dan lapisan dalamnya# dimana lapisan permukaan hampir semuanya memiliki mutu yan! leih rendah diandin!kan den!an lapisan dalamnya.
;.
+en!u$ian den!an UPV indirect memiliki hasil yan! mendekati hasil CH # artinya pen!u$ian den!an UPV indirect hanya men!indikasikan mutu eton pada lapisan permukaan.
/.
Untuk penelitian leih lan$ut perlu dilakukan: a. Studi untuk melihat kera!aman mutu eton pada tiap layernya# den!an men!amati dan
men!analisa amplitude !eloman! pada media eton yan! dile-atinya . +ada sample CD yan! diamil perlu $u!a diperhatikan pen!aruh karonasi dan ada tidaknya tulan!an yan! tera-a pada sampel.
98 7adan Standardinasi 4asioal# SN4 5$-(6-55: etode pe!ambilan dan pen!u"ian beton inti# '8 7adan Standardinasi 4asioal# SN4 5$-$(5$-166(7 etode Pen!u"ian $uat Te%an &eton 'nti Pemboran 0 8 Givil and Environmental En!ineerin!# University of Galifornia# 7erkeley (on-Destructive et)ods# C* +,: Concrete aterials and Concrete Construction 51+8 ;8 .-2/1 Concrete Rebound .ammer $ +roduct Manual# '(9?. /8 7ritish Standard# 7S9339: Testin! concrete# Part 203: Recommendations for measurement of velocity of ultrasonic pulses in concrete # )mendment 4o. '# pulished and effective from 0( )u!ust 9>>9 ?8 J.,. 7un!ey# S.I. Millard# M.I. Irantham# Testin! of Concrete in Structures# Courth edition pulished '((? y Taylor Crancis# '((?. 18 Crancesco 4ucera affaele +ucinotti# Destructive And (on-Destructive Testin! n Reinforced Concrete Structure: T)e Case Study f T)e useum f a!na raecia 'n Re!!io Calabria# Department of Mechanics and Materials# Mediterranean University of e!!io Galaria# taly# '(9( 38 )E)# uideboo% on non-destructive testin! of concrete structures4 nternational )tomic Ener!y )!ency#
