06 modulus elastisitas

JOBVI

PENGUJIAN MODULUS ELASTISITAS BETON

A. Tujuan

1. Untuk mengetahui prosedur pengujian Modulus Elastisitas.

2. Untuk mengetahui cara mengolah data hasil pengujian Modulus

Elastisitas beton.

3. Untuk mengetahui besarnya Modulus Elastisitas pada benda uji.

B. Dasar Teori

Modulus elastisitas dapat didefenisikan sebagai perbandingan beban

persatuan luas (tegangan) dengan perubahan elastis persatuan panjang

(regangan). Modulus elastisitas beton berubah-ubah menurut kekuatan.

Modulus elastisitas juga tergantung pada umur beton, sifat-sifat dari

agregat dan semen, kecepatan pembebanan, jenis dan ukuran dan benda

uji. Modulus elastisitas berdasarkan kombinasi antara modulus secant dan

modulus tangent. Sudut tangent ditarik antara dua titik (titik bawah untuk

meniadakan pengaruh retak awal pada regangan 0,00005 dan titik atas

pada saat tegangan mencapai 40% dari regangan batas).

Modulus elastisitas sangat penting untuk menentukan kekuatan dan

lentutan beton. Dengan menggunakan gambar 1 yang menyajikan suatau

kurva tengangan-tegangan untuk beton, modulus tangen (tangent

modulud), dan modulus sekan (second modulus).

fc

f’c 0.15 f’

c

0.5 f’c

0.002 ε cu ε u

Gambar 6.1. Hubungan Tegangan dan Regangan

42

Kemiringan awal yang beragam tergantung pada nilai kuat tekan

beton, dengan demikian nilai modulus elastisitas beton akan beragam pula.

Sesuai dengan teori elastisitas, secara umum kemiringan kurva pada tahap

awal menggambarkan nilai modulus elastisitas bahan. Karena krva pada

beton berbentuk lengkung maka nilai regangan tidak berbanding dengan

nilai tegangannya berarti beton tidak sepenuhnya bersifat elastic,

sedangkan nilai modulus elastisitas berubah-ubah sesuai dengan kekuatan

dan tidak dapat ditetapkan melalui kemiringan kurva.

Pengujian ini menggunakan alat “Concrete Compression Testing

Machine” yang dilengkapi dengan dial pengukur regangan vertikal.

Metode pengujian sesuai standar ASTM C469-87. Nilai modulus

elastisitas beton bervariasi tergantung dari mutu atau kekuatan beton, umur

pengujian beton, sifat-sifat (kekuatan) agregat halus, kasar dan semen,

kecepatan pembebanan, jenis dan dimensi benda uji yang dipakai.

Modulus elastisitas sangat penting untuk menetukan kekuatan dan

lendutan beton.

Besarnya modulus elastisitas dihitung berdasarkan persamaan:

E=S2−S1

ε2−0,00005

Dimana :

E = Modulus Elastisitas (MPa)

S1 = Tegangan untuk regangan 0,00005

S2 = Tegangan 40% dari tegangan hancur ultimate.

ε2 = Regangan yang menghasilkan S2

Menurut ACI, untuk beton berbobot normal rumus pendekatan

Modulus Elastisitas (Ec) adalah sebagai berikut :

Ec=4700√ f ' c

43

C. Peralatan dan Bahan

Peralatan yang digunakan

1. Timbangan, ketelitian 0.001 gr

2. Pot peleleh (untuk melelehkan belerang)

3. Cetakan pelapis (Capping Plate)

4. Mesin kuat tekan (Concrete Compression Testing Machine)

5. Alat Compressometer-Extensometer

Bahan yang digunakan

1. Belerang (untuk capping)

2. Benda uji beton slinder

D. Prosedur Pelaksanaan

1. Menentukan berat dan ukuran benda uji.

2. Melakukan pelapisan (capping) permukaan atas benda uji beton

dengan mortal belerang dengan prosedur berikut :

a. Melelehkan belerang dalam pot peleleh sampai suhu kira-kira

130˚C

b. Menuangkan belerang cair ke dalam cetakan pelapis (capping

plate) yang telah dilapisi gemuk tipis-tipis, kemudian meletakkan

benda uji di atasnya.

c. Mendiamkan sampai mortar belerang cair menjadi keras.

3. Mengatur alat Compressometer-Extensometer pada benda uji silinder.

4. Melakukan setting alat Compressometer-Extensometer pada benda uji

silinder.

5. Menempatkan benda uji silinder yang telah dipasangi alat

Compressometer-Extensometer pada mesin uji tekan. Dial

Compressometer dan Extensometer diatur ke angka nol.

44

6. Menekan benda uji perlahan-lahan, selanjutnya beban, displacemant

longitudinal dicatat setiap penambahan 50 KN sampai mencapai beban

maksimum.

E. Data Hasil Percobaan dan Perhitungan

Data Hasil Percobaan

Benda Uji Silinder (Tanpa Bahan Tambah)

Tabel 6.1 Data percobaan

Kode Sampel

Berat Benda Uji

Ukuran Benda UjiBeban Pembacaa

n DialΔ L

Δ LKet.Ø t

Kg (mm) (mm) (KN) (mm)

SM 1 12,58 150 300

0 0 0,000

Pmax = 300 KN

50 7 0,007

100 38 0,030

150 84 0,084

200 108 0,108

250 172 0,172

300 407 0,407


Kode Sampel

Berat Benda Uji

Ukuran Benda UjiBeban Pembacaan

DialΔ L

Δ LKet.Ø t


SM 3 12,42 150 300

0 0 0,000

Pmax =300 KN

50 3 0,003100 33 0,033150 74 0,074200 105 0,105250 154 0,154300 273 0,273

45


Kode Sampel

Berat Benda Uji

Ukuran Benda UjiBeban Pembacaan

DialΔ L

Δ LKet.Ø t


SM 5 12,24 150 300

0 0 0,000

Pmax =250 KN

50 10 0,010100 32 0,032150 178 0,178200 309 0,309250 580 0,580

F. Analisa Perhitungan Modulus Elastisitas

Sampel 1:

Tegangan = PA

= 50

17662,5 = 0,000283 = 2,83 MPa

Regangan = ∆ L

t =

0,007300

= 0,00002

Perhitungan selanjutnya dapat di lihat di tabel 6.4, tabel 6.5 dan tabel 6.6

46

Tabel 6.4 Data hasil perhitungan

Kode Sampel

Berat Benda

Uji

Ukuran Benda Uji Beban Pembacaan

Δ LPma

x ATegangan

Regangan(ε)Ø t Dial

Kg (mm) (mm) (KN) Δ L (mm) (KN

)(σ)

SM 1 12,58 150 300

0 0 0,000

300 17662.5

0 0

50 7 0,007 2,83 0,00002

56,25 16,12 0,0161 3,18 0,0000562,5 18,25 0,0185 3,53 0,0000675 22,5 0,0225 4,25 0,00007

100 38 0,030 5,66 0,0001

120 61 0,061 6,79 0,0002150 84 0,084 8,49 0,0003

200 108 0,108 11,32 0,0004

250 172 0,172 14,15 0,0006

300 407 0,407 16,99 0,0014

S1 = 3,18 ε1 = 0,00005

S2 = 6,79 ε2 = 0,0002

E = S 2−S1

Ƹ 2−0,00005 = 6,79−3,18

0,0002−0,00005 = 24066,67 MPa

Keterangan

E = modulus elastisitas

S1 = tegangan untuk regangan 0,00005

S2 = tegangan 40 % dari tegangan hancur ultimate

Ƹ2 = regangan yang menghasilkan S2

47

Tabel 6.5 Data hasil perhitungan

Kode Sampel

Berat Benda

Uji


Δ LPma

x ATegangan



)(σ)

SM 2 12,58 150 300

0 0 0,000

300 17662.5

0 050 3 0,003 2,83 0,00001

62,5 10,5 0,010 3,53 0,0000365,6 15 0,015 3,71 0,0000568,7 19,5 0,019 3,90 0,0000675 18 0,018 4,24 0,00006

100 33 0,033 5,66 0,0001120 53,5 0,053 6,79 0,0002150 74 0,074 8,49 0,0003

200 105 0,105 11,32 0,0004

250 154 0,154 14,15 0,0005

300 273 0,273 16,99 0,0009

S1 = 3,71 ε1 = 0,00005

S2 = 6,79 ε2 = 0,0002

E = S 2−S 1

Ƹ 2−0,00005 = 6,79−3,71

0,0002−0,00005 = 20533,33 MPa

Keterangan





48

Tabel 6.6 Data hasil pengujian

Kode Sampel

Berat Benda

Uji


Δ LPma

x ATegangan



)(σ)

SM 3 12,58 150 300

0 0 0,000

250 17662.5

0 050 10 0,010 2,83 0,00003

56,25 16,5 0,016 3,18 0,0000562,5 23 0,023 3,53 0,0000775 26 0,026 4,25 0,00009

100 32 0,032 5,66 0,0001150 178 0,178 8,49 0,0006200 309 0,309 11,32 0,001250 580 0,580 14,15 0,002

S1 = 3,18 ε1 = 0,00005

S2 = 5,66 ε2 = 0,0001

E = S 2−S 1

Ƹ 2−0,00005 = 5,66−3,18

0,0001−0,00005 = 49600 MPa

Keterangan





49

G. KESIMPULAN

Dari hasil pengujian Modulus Elastisitas yang telah dilakukan, maka

diperoleh nilai rata-rata Modulus Elastisitas = 31400 Mpa dan telah

memenuhi rumus pendekatan Modulus Elastisitas (Ec) ¿4700 √19,25 =

20621,16 Mpa.

H. GAMBAR ALAT

Pot peleleh Cetakan pelapis (Capping Plate)

Mesin kuat tekan Alat Compressometer-Extensometer

51

I. DOKUMENTASI

52

Melelehkan belerang dalam pot leleh

Mengoleskan vaseline pada Capping Plate

Menuangkan belerang cair ke dalam Capping Palte

Meletakkan sampel silinder di atas Capping Plate

53

Mendiamkan sampai mortar belerang cair menjadi keras

Melakukan setting alat Compressometer-

Extensometer pada benda uji silinder.

Menempatkan benda uji silinder pada mesin uji tekan

Merekam dan membaca hasil penekanan benda uji

06 modulus elastisitas

Documents