![Hammer Test Dan Ultrasonic Pulse Velocity [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/hammer-test-dan-ultrasonic-pulse-velocity.jpg)
4 0 2 MB
PELATIHAN TATA CARA PENGUJIAN PALU BETON (HAMMER TEST) DAN ULTRASONIC PULSE VELOCITY (UPV)
MODUL PELATIHAN TATA CARA PENGUJIAN HAMMER TEST DAN ULTRASONIC PULSE VELOCITY DISUSUN UNTUK MEMENUHI VISI DARI KEGIATAN WIRAUSAHA YAITU PENGABDIAN TERHADAP BANGSA MELALUI PENGETAHUAN
JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. Karena hanya dengan rahmat dan ridho-Nya yang telah dilimpahkan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan modul pelatihan ini. Modul ini untuk memenuhi visi dari mata kuliah wirausaha Politeknik Negeri Bandung. Pada kesempatan ini, Penulis mengucapkan terimakasih kepada pihakpihak yang telah membantu Penulis dalam penyelesaian modul ini. Ucapan terimakasih kepada: 1.
Bapak
Hendry.Dipl.Ing.HTL.,MT
selaku
pengajar
mata
kuliah
kewirausahaan. 2.
Bapak Yulianto,Drs.,MM selaku pengajar mata kuliah kewirausahaan.
3.
Bapak Sumargo,Ir,M.Sc.,Ph.D selaku pengajar mata kuliah perawatan bangunan.
4.
Kedua orang tua yang telah memberikan doa dan dukungan kepada penulis.
5.
Serta semua sahabat dan rekan-rekan yang telah membantu penulis terutama rekan-rekan TPPG 2010 lainnya.
Sebagai manusia biasa, Penulis menyadari bahwa Penulisan modul ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu Penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca modul pelatihan ini baik dosen maupun mahasiswa atau pelaku konstruksi, untuk menyempurnakan dan memperbaiki dikemudian hari. Penulis mengharapkan ada perbaikan dari dosen Politeknik Negeri Bandung untuk memperbaiki modul pelatihan ini demi kepentingan perkuliahan di lingkungan kampus Politeknik Negeri Bandung. Penulis tidak bertanggungjawab atas penyalahgunaan modul. Semoga modul pelatihan ini berguna bagi pembaca.
Bandung, 26 April 2014
Shona Sulistya
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
DAFTAR ISI
Kata Pengantar .................................................................................................................. i Daftar Isi .......................................................................................................................... ii Spesifikasi Pelatihan ....................................................................................................... i v Panduan Pembelajaran...................................................................................................... v BAB I. PENDAHULUAN 1.1
Pengertian NDT .................................................................................................... 1
1.2
Peralatan dan Fungsi Alat NDT............................................................................ 2
1.3
Penerapan NDT..................................................................................................... 3
1.4
Pemeriksaan Visual ............................................................................................. 4 1.4.1
Alat Dan Peralatan Untuk Inspeksi Visual ............................................... 5
1.4.2
Prosedur Umum Inspeksi Visual .............................................................. 6
1.4.3
Aplikasi Inspeksi Visual ........................................................................... 6
BAB II. HAMMER TEST 2.1
Pengertian ........................................................................................................... 7
2.2
Fungsi .................................................................................................................. 10
2.3
Standar Pengujian .............................................................................................. 11
2.4
Tata Cara Pengujian .......................................................................................... 11
2.5
2.6
2.4.1
Aspek Keselamatan Dan Kesehatan Kerja (K-3) .................................. 11
2.4.2
Mempersiapkan Alat ............................................................................. 13
2.4.3
Pengecekan Objek Struktur ................................................................... 13
2.4.4
Tahap Pengujian .................................................................................... 14
Tata Cara Analisis ............................................................................................. 19 2.5.1
Estimasi Kuat Tekan ............................................................................. 19
2.5.2
Estimasi Kuat Tekan Rata-rata .............................................................. 20
2.5.3
Estimasi Standar Deviasi ....................................................................... 20
2.5.4
Estimasi Kuat Tekan Karakteristik ....................................................... 21
Contoh Kasus .................................................................................................... 22
BAB III. ULTRASONIC PULSE VELOCITY 3.1
Pengertian .......................................................................................................... 24
ii
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
3.2
Fungsi ............................................................................................................... 27
3.3
Standar Pengujian ............................................................................................. 28
3.4
Tata Cara Pengujian .......................................................................................... 28
3.5
3.6
3.4.1
Aspek Keselamatan Dan Kesehatan Kerja (K-3) .................................. 28
3.4.2
Mempersiapkan Alat ............................................................................. 29
3.4.3
Pengecekan Objek Struktur ................................................................... 30
3.4.4
Tahap Pengujian .................................................................................... 31
Tata Cara Analisis ............................................................................................. 33 3.5.1
Estimasi Kuat Tekan ............................................................................. 34
3.5.2
Estimasi Kepadatan Beton .................................................................... 36
3.5.3
Estimasi Kedalaman Retakan ................................................................ 36
3.5.4
Esimasi Modulus Elastisitas Beton ....................................................... 39
3.5.5
Estimasi Mutu Beton Karakteristik ....................................................... 40
Contoh Kasus .................................................................................................... 41
BAB IV. TAMBAHAN 4.1
PCACOL ........................................................................................................... 45 4.1.1
4.2
Tata Cara Analisis ................................................................................. 45
RESPONSE 2000 .............................................................................................. 50 4.2.1
Tata Cara Analisis ................................................................................. 50
BAB V. DAFTAR PUSTAKA
iii
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
SPESIFIKASI PELATIHAN A.
TUJUAN UMUM
Tujuan Umum Pelatihan Pada akhir pelatihan ini peserta diharapkan mampu melaksanakan
pekerjaan yang berkaitan dengan pengujian tanpa merusak pada struktur beton, mencakup pemeriksaan visual, perencanaan pengujian, pelaksanaan pengujian hingga mengolah data hasil pengujian dengan memperhatikan aspek K-3.
B.
Tujuan Khusus Pelatihan 1.
Mengenalkan & memahami tentang Non-destructive Test.
2.
Memahami tahapan pengujian NDT pada beton.
3.
Mampu melaksanakan pengujian.
4.
Mampu mengolah data hasil pengujian.
5.
Mampu menerapkan unsur K-3 pada pelaksanaan.
6.
Mampu memeriksa hasil pelaksanaan pengujian struktur NDT.
TUJUAN PEMBELAJARAN Modul “pelatihan pengujian palu beton dan ultrasonic pulse velocity” ini dibuat untuk menunjang unit kompetensi pelatihan sehingga peserta mampu menerapkan kompetensi dengan benar selama melakukan pekerjaan.
Kriteria Penilaian Pada akhir pelatihan peserta mampu : 1.
Melaksanakan Pengujian dengan memperhatikan aspek K-3
2.
Mampu mengolah data hasil pengujian
iv
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
PANDUAN PEMBELAJARAN A.
PENJELASAN SINGKAT MODUL
No 1
Judul Pengertian NDT
2
Peralatan dan Fungsi Alat NDT
3
Penerapan NDT
4
HAMMER TEST Pengertian
5
Fungsi
6
Standar Pengujian
7
Tata Cara Pengujian
8
Tata Cara Analisis
9
Contoh Kasus
10
UPV Pengertian
11
Fungsi
12 13
Standar Pengujian Tata Cara Pengujian
14
Tata Cara Analisis
15
Contoh Kasus
16
Tambahan PCACOL
17
RESPONSE 2000
Keterangan Menjelaskan mengenai pengertian NDT dan aplikasi NDT dilapangan Menjelaskan mengenai macam-macam peralatan NDT pada beton yang sering digunakan beserta fungsi masingmasing alat tersebut. Menjelaskan mengenai aplikasi pengujian NDT Menjelaskan pengertian dan sejarah hammer test Menjelaskan mengenai tujuan dari pengujian hammer Menjelaskan standar dan persyaratan dalam pengujian hammer Menjelaskan mengenai tahapan pengujian hammer Menjelaskan mengenai tata cara mengolah hasil pengujian Menjelaskan mengenai contoh aplikasi hammer hingga tahap analisis hasil pengujian Menjelaskan mengenai pengertian dan sejarah UPV Menjelaskan mengenai fungsi / tujuan pengujian beton dengan UPV Menjelaskan mengenai standar UPV Menjelaskan mengenai tahapan pengujian Menjelaskan mengenai tata cara mengolah data hasil pengujian Menjelaskan mengenai contoh aplikasi UPV hingga tahap analisis hasil pengujian Menjelaskan mengenai tata cara membuat diagram interaksi kolom Menjelaskan mengenai tata cara menghitung kapasitas penampang balok / Mn pada balok beton bertulang
v
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
B.
PROSES PEMBELAJARAN
KEGIATAN INSTRUKTUR Pembukaan dan Penjelasan Tujuan Pelatihan Latar Belakang NDT
KEGIATAN PESERTA
PENDUKUNG
Mengikuti penjelasan dengan tenang.
INFOCUS, laptop
Mengikuti penjelasan dengan tenang dan aktif. Pengenalan Macam- Mengikuti penjelasan dengan tenang dan Macam Alat NDT aktif. Pengenalan Hammer Mengikuti penjelasan dengan tenang dan Test aktif. Fungsi Hammer Test Mengikuti penjelasan dengan tenang dan aktif. Standar yang Mengikuti penjelasan dengan tenang dan digunakan aktif. Tata Cara Pengujian Ikut serta aktif dalam mengenal dan memperagakan alat Tata Cara Analisis Mengikuti penjelasan dengan tenang dan aktif. Pengenalan UPV Mengikuti penjelasan dengan tenang dan aktif. Fungsi UPV Mengikuti penjelasan dengan tenang dan aktif. Standar yang Mengikuti penjelasan dengan tenang dan digunakan aktif. Tata Cara Pengujian Ikut serta aktif dalam mengenal dan memperagakan alat Tata Cara Analisis Mengikuti penjelasan dengan tenang dan aktif. Simulasi Studi Kasus Ikut serta aktif dalam pembahasan studi kasus Example Pengujian Peserta berperan aktif dalam simulasi Hammer Test pengujian Example Pengujian Peserta berperan aktif dalam simulasi UPV pengujian Pengenalan ETABS Mengikuti penjelasan dengan tenang dan aktif. Pengenalan PCACOL Mengikuti penjelasan dengan tenang dan aktif. Pengenalan Response Mengikuti penjelasan dengan tenang dan 2000 aktif.
INFOCUS, laptop INFOCUS, laptop INFOCUS, laptop INFOCUS, laptop INFOCUS, laptop INFOCUS, hammer test INFOCUS, laptop INFOCUS, laptop INFOCUS, laptop INFOCUS, laptop INFOCUS, UPV INFOCUS, laptop INFOCUS, laptop INFOCUS, hammer test INFOCUS, UPV INFOCUS, laptop INFOCUS, laptop INFOCUS, laptop
vi
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Pengertian Non-destructive Test (NDT) Non-destructive Test atau uji tak merusak adalah Teknik Pengujian Material Tanpa Merusak Benda Uji. Pengujian ini dilakukan untuk menjamin bahwa material yang kita gunakan masih aman dan belum melewati batas toleransi kerusakan. Metode NDT lebih praktis dibanding DT disamping karena NDT tidak merusak benda uji juga karena NDT lebih efektif karena bisa dilakukan langsung di lapangan tanpa harus membawa benda uji ke lab. Terlebih dahulu seperti halnya pengujian kuat tekan beton di lab. Para ahli NDT sudah mulai menggunakan peralatan mekanis untuk memudahkan pekerjaan dalam men-identifikasi tingkat kerusakan benda uji, sebagai ilustrasi terdapat jembatan tua di salah satu negara di Asia Tenggara, untuk menilai tingkat kerusakan yang berhubungan erat dengan kapasitas aktual struktur jembatan para ahli cukup mendeteksi titik-titik kerusakan dengan alat bantu ultrasonik yang di setting sedemikian rupa sehingga dapat mendeteksi retak atau void sebagai contoh yang terjadi antara daya lekat beton dan baja tendon yang terjadi korosi cukup fatal yang mengakibatkan terdapat void akibat faktor usia jembatan dan faktor lingkungan, metode NDT dikenal lebih efisien dibanding DT, dan lebih banyak digunakan dikarenakan banyak-nya struktur yang tidak mungkin diambil sampel dari lokasi struktur tersebut ke tempat pengujian lab. NDT dalam dunia sipil berkembang pesat di negara-negara maju seperti Amerika, Jepang dan lainnya. Salah-satu dasar pertimbangan para ahli dalam mengembangkan NDT adalah karena kompleks-nya kerusakan yang mungkin terjadi pada suatu struktur yang tidak mungkin atau akan sangat sulit dilakukan dengan metode DT (destructive test) yang memiliki resiko tinggi seperti merusak material yang dapat mempengaruhi struktur lainnya. Sebagai contoh di salah-satu negara Asia Tenggara dilakukan penelitian mengenai alat mekanis ultrasonik dalam men-deteksi retak dan void yang terjadi pada struktur beton, dalam melakukan penelitian-nya para ahli disana menggunakan sampel struktur
1
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
jembatan tua yang sudah tidak di fungsikan lagi dalam mendeteksi crack dan void terutama antara daya lekat beton dan baja tendon akibat korosi, dalam melakukan penelitiannya para ahli melakukan pengujian NDT dengan alat UPV dan melakukan pembuktian dengan cara memotong bagian struktur yang diidentifikasi memiliki crack dan void.
1.2
Peralatan dan Fungsi Alat NDT Dilihat dari segi objek benda uji, NDT dapat dibedakan dalam 2 macam yaitu:
surface test (pengujian pada permukaan).
inside test (pengujian pada isi material). Sebaiknya pada saat pengujian dilakukan, terlebih dahulu merencanakan
mengenai tujuan dan target NDT (misal surface atau inside), baru digunakan metoda NDT dengan alat yang tepat. Dalam dunia teknik sipil, ada beberapa alat yang digunakan diantaranya:
Rebound hammer test Alat uji estimasi kuat tekan permukaan beton.
Profometer test. Mendeteksi Jarak tulangan, tebal selimut beton dan diameter tulangan.
Corrosion analysis instrument (CANIN). Estimasi laju korositas baja tulangan.
Ultrasonic pulse velocity. Estimasi kuat tekan beton, kedalaman retakan, letak void, modulus elastisitas, dan lainnya.
Depth crack. Estimasi kedalaman retakan pada retak permukaan.
Widht crack. Estimasi lebar retakan permukaan struktur.
Coating thickness. Estimasi tebal cat terpasang pada struktur. Sangat berguna bagi pengecekan tebal cat pelindung pada struktur baja. 2
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Terdapat juga beberapa alat lainnya seperti alat detektor tebal pelat lantai atau carbonation test untuk melihat pH atau tingkat keasaman dari lingkungan beton yang mempengaruhi baja tulangan serta peralatan lainnya. Peralatan NDT umumnya di produksi oleh produsen tertentu seperti james instrument dan lainnya sehingga masing-masing peralatan pada umumnya memiliki spesifikasi yang berbeda-beda akan tetapi pada dasarnya memiliki kesamaan dalam hal pengoperasiannya.
1.3
Penerapan NDT Dalam dunia teknik sipil NDT biasanya digunakan untuk beberapa fungsi diantaranya :
Dalam pelaksanaan konstruksi (tahapan konstruksi) NDT dilakukan sebagai rujukan ketika hasil kuat tekan beton di lab. tidak memenuhi syarat SNI 032847-2002 atau peraturan beton bertulang Indonesia tahun 1971. Rujukan dari SNI yaitu pengujian palu beton terhadap struktur aktual dengan hasil pengujian dianggap memenuhi apabila min.80% f’c yang disyaratkan.
Estimasi kapasitas struktur aktual di lapangan seperti kapasitas bangunan lama/heritage, kapasitas bangunan terhadap rencana retroviting bangunan, kapasitas struktur terhadap rencana perubahan fungsi bangunan dan lainnya.
Sebagai langkah dari perawatan dan perbaikan bangunan atau infrastruktur yaitu pengecekan kondisi struktur aktual di lapangan seperti perawatan jembatan : pengecekan laju korositas baja, retak dan lain-lain.
Untuk kepentingan lainnya seperti mendeteksi kerusakan, menilai tingkat kerusakan dan lain-lain terutama yang berhubungan dengan penilaian batas toleransi kerusakan suatu struktur. Pada umumnya beton bertulang memiliki umur yang berkaitan dengan
depresiasi struktur (penurunan kualitas struktur) dalam jangka waktu tertentu sehingga pengujian pada saat konstruksi dan pada bangunan eksisting yang sudah jadi sangatlah berbeda, perbedaan yang mencolok dari pengujian terhadap gedung eksisting yang sudah berumur lama yaitu permasalahan akan faktor depresiasi bangunan atau kapasitas layan bangunan eksisting yang mengalami penurunan
3
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
mutu. Berdasarkan PBI hal.34 umur beton normal bisa mencapai hingga 135% pada saat umur 1 tahun seperti berikut : Tabel 1 : Perbandingan kuat tekan beton Umur (Hari) 3 7 14 21 28 90 365 Semen Portland Biasa 0,40 0,65 0,88 0,95 1,00 1,20 1,35 Semen Portland 0,55 0,75 0,90 0,95 1,00 1,15 1,20 Kekuatan awal tinggi NDT biasanya digunakan dalam beberapa hal seperti untuk estimasi mutu beton, tebal selimut beton aktual, tebal cat aktual, laju korositas tulangan baja, mendeteksi keberadaan crack, kerusakan atau cacat pada material, ataupun untuk mendapatkan data-data material terpasang ketika tidak ada as build drawing.
1.4
Pemeriksaan Visual Pemeriksaan visual adalah pemeriksaan kondisi aktual dilapangan untuk mendapatkan data-data tertentu dan pemeriksaan visual merupakan langkah pertama sebelum melakukan pengujian non-destructive. Biasanya pemeriksaan visual menggunakan kamera untuk melihat sejauh mana kerusakan yang terjadi. Analisa dilakukan dengan melihat kondisi lapangan, gambar, data lalu menyimpulkannya dengan melihat standar kerusakan yang ada. Pemeriksaan visual merupakan hal yang paling penting dari semua tes non - destruktif. Pengujian visual ini dapat memberikan informasi berharga bagi orang yang sudah terlatih atau berpengalaman dalam menilai kondisi struktur yang akan dilakukan pengujian dan sebagai parameter untuk menentukan metode nondestruktif apa yang cocok digunakan serta letak struktur mana yang layak di uji. Pemeriksaan visual mempengaruhi terhadap rencana pelaksanaan NDT, seperti berikut ini :
Pengerjaan / metode Dalam pemeriksaan visual kita dapat menyimpulkan metode mana yang tepat dalam melaksanakan pengujian dan penentuan alat, sebagai contoh pengujian pada struktur kolom dan balok memiliki metode yang berbeda karena beberapa faktor diantaranya faktor ketinggian.
Serviceability struktural.
4
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Dengan memeriksa secara visual terkadang para ahli dapat melihat kerusakan yang terjadi dan dapat menilai berdasarkan visual apakah struktur dapat di perbaiki atau dilakukan perkuatan ataupun demolis karena tingkat kerusakan yang begitu besar.
Jenis kerusakan. Dengan memeriksa secara visual kita dapat menentukan titik-titik kritis yang perlu di uji berdasarkan jenis kerusakan, terkadang kita dapat menyimpulkan beberapa kerusakan yang tidak perlu di uji karena kerusakan yang tidak parah atau karena kerusakan tersebut dapat dilihat secara visual sehingga tidak perlu dilakukan pengujian dan langsung dilaksanakan perbaikan. Pemeriksaan visual memberikan gambaran mengenai kondisi struktur
dilapangan sehingga dapat menganalisa kerusakan atau gejala yang terjadi misalnya retak, disintegrasi, perubahan warna, pelapukan, cacat permukaan dan kurangnya keseragaman. Informasi dapat dikumpulkan dari inspeksi visual untuk memberikan indikasi awal dari kondisi struktur dan memungkinkan perumusan program pengujian berikutnya. Dalam melaksanakan inspeksi visual aspek-aspek yang harus diperhatikan adalah :
struktur yang sedang diselidiki.
struktur sekitar.
lingkungan.
iklim.
1.4.4 Alat Dan Peralatan Untuk Inspeksi Visual Seorang insinyur melakukan survei visual yang harus dilengkapi dengan alat untuk memfasilitasi pemeriksaan. Ini melibatkan sejumlah aksesori umum yang disesuaikan dengan kebutuhan, dalam inspeksi visual pada struktur beton biasanya membawa alat seperti penggaris, spidol, meteran, kamera, alat pengukur suhu (bila diperlukan), bagan warna beton (bila diperlukan), kartu pengukur lebar keretakan dan lain sebagainya.
5
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
1.4.5 Prosedur Umum Inspeksi Visual Sebelum tes visual dilakukan insinyur harus membaca dengan teliti semua aspek seperti gambar shop drawing, rencana dan elevasi untuk lebih mengenal kondisi struktur dan lingkungan dilapangan. Dokumen yang tersedia juga harus diperiksa dan ini termasuk :
spesifikasi teknis.
laporan terakhir dari tes atau pemeriksaan dilakukan.
catatan konstruksi.
rincian bahan yang digunakan.
metode dan tanggal konstruksi.
dll.
Survei harus dilakukan secara sistematis dengan memperhatikan berbagai aspek dan semua cacat struktural ataupun hal yang dianggap memungkinkan akan berdampak merugikan harus diidentifikasi dan diklasifikasikan dari mulai penyebab (hipotesa) hingga tingkat kerusakan struktur.
1.4.6 Aplikasi Inspeksi Visual Inspeksi visual memberikan indikasi awal kondisi struktur untuk memungkinkan perumusan program pengujian berikutnya. Dengan mata yang terlatih, inspeksi visual dapat mengungkapkan informasi penting mengenai struktur seperti :
Metode konstruksi.
Pelapukan.
Serangan kimia.
Kerusakan mekanis.
Kerusakan fisik.
Penyalahgunaan.
Kesalahan konstruksi.
Dan banyak lainnya.
6
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
BAB II HAMMER TEST
2.1
Pengertian Rebound Hammer Test Rebound Hammer Test adalah suatu pengujian permukaan mutu beton tanpa merusak beton. Metoda pengujian ini dilakukan dengan memberikan beban impact (beban hentakan yang terdapat pada hammer) pada permukaan beton dengan menggunakan suatu massa yang diaktifkan dengan menggunakan energi yang besarnya tertentu. Jarak pantulan yang timbul dari massa yang diberikan pada saat terjadi tumbukan dengan permukaan beton, benda uji dapat memberikan indikasi kekerasan. Alat ini sangat peka terhadap kondisi di permukaan dan variasi kekerasan yang ada pada permukaan beton, misalnya keberadaan partikel baja tulangan pada bagian tertentu dekat permukaan maka pembacaan akan berbeda jauh. Oleh karena itu, diperlukan beberapa kali pengujian disekitar disetiap lokasi pengujian, yang hasilnya kemudian dirata-ratakan dan pada umumnya hammer test tidak dianjurkan dilakukan pada beton berumur kurang dari 7 hari. Untuk mengetahui keseragaman mutu beton dipermukaan dapat dilakukan dengan cara uji tanpa merusak dengan hammer test ini (palu beton) yang dapat digunakan untuk menguji dan mengevaluasi kekerasan permukaan beton. Bagianbagian hammer test dijelaskan pada gambar berikut :
Gambar 1 Hammer Test Type N Sumber : Surface hardness methods by Chapman & Hall, 1996)
7
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Peralatan yang paling sering digunakan dan yang paling cocok untuk beton kisaran kuat tekan 20-60 N/mm2 dalam berbagai kekuatan adalah type N. Sedangkan versi khusus lain yang tersedia untuk zona sensitif untuk beton mutu rendah berkisar kuat tekan 5-25 kekuatan N/mm2 dianjurkan jenis pendulum Rebound palu yang memiliki kepala palu diperbesar (Type P atau pendulum hammer).
Gambar 2 Hammer Test Type P Sumber : Surface hardness methods by Chapman & Hall, 1996)
Secara umum hammer test terdiri dari beberapa tipe sesuai dengan mutu beton yang akan diuji. Tipe yang digunakan dalam pengujian beton normal biasanya memakai hammer test tipe N. Secara umum alat ini bisa digunakan untuk :
Memeriksa keseragaman mutu beton.
Membandingkan
beton
diberikan
dengan
persyaratan
yang
ditentukan.
Estimasi Perkiraan kekuatan beton.
Tes ini didasarkan pada prinsip bahwa nilai rebound dari massa elastis tergantung pada kekerasan permukaan yang dipengaruhi oleh kekuatan pegas. NDT memberikan informasi tentang mutu lapisan permukaan beton yang tidak lebih dari 30 mm mendalam. Hasil memberikan ukuran kekerasan relatif dari zona ini, dan ini tidak bisa langsung berhubungan dengan properti lainnya dari beton, banyak faktor yang mempengaruhi hasil tetapi semua harus dipertimbangkan
8
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
sehingga kuat tekan karakteristik beton dapat diperkirakan dengan akurat. Faktorfaktor yang mempengaruhi hasil tes adalah sebagai berikut :
Campuran karakteristik : o
Jenis Semen.
o
konten Semen.
o
Jenis agregat kasar.
karakteristik anggota : o
Massa.
o
Pemadatan.
o
Jenis Permukaan.
o
Usia, tingkat kekerasan dan tipe curing.
o
Permukaan karbonasi.
o
Kelembaban.
o
Suhu.
Pengaruh agregat pada hasil pengujian hammer test bisa dilihat pada Gambar 2.3. Perbandingan kekuatan akibat agregat biasanya memiliki selisih kekuatan 6-7 N/mm2, sedangkan akibat kondisi kelembaban bisa dilihat pada Gambar 2.4 yang menunjukan bahwa kekerasan permukaan beton lebih rendah ketika basah dari pada saat kering untuk itu pengujian hammer test harus sesuai dengan standar yang berlaku.
Gambar 3 Perbandingan kerikil keras dan lunak. Sumber : Surface hardness methods by Chapman & Hall, 1996)
9
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Pengujian hammer pada dasarnya hanya dapat memberikan estimasi nilai kuat tekan permukaan hingga kedalaman ±30mm sehingga pada saat pengujian apabila titik tersebut terdapat kerikil keras maka akan menghasilkan nilai rebound yang tinggi. Hasil dari pengujian akan lebihbaik dilakukan pengontrolan terhadap hasil nilai rebound pada titik tersebut, sehingga nilai yang didapat tidak terlalu tinggi dan tidak terlalu rendah seperti hal-nya pengontrolan hasil nilai rebound dengan menghitung nilai rata-rata dari nilai hammer lalu dilakukan pengontrolan atas hasil nilai rebound tidak boleh lebih dari nilai rata-rata ±5.
Gambar 4 Perbandingan Hasil Hammer akibat Kelembaban Sumber : Surface hardness methods by Chapman & Hall, 1996)
Perbandingan hasil hammer antara kondisi permukaan yang lembab dan permukaan yang kering menunjukan angka yang berbeda sekitar ±6MPa untuk kondisi kering menunjukan angka yang lebih tinggi dibandingkan dengan kondisi basah sehingga pada saat pengujian hasil yang didapat akan lebih baik jika mengambil titik uji pada daerah dengan kondisi kering yang cukup.
2.2
Fungsi
Memeriksa keseragaman permukaan mutu beton.
Membandingkan mutu beton lapangan dengan persyaratan yang ditentukan (mutu beton rencana).
Estimasi Perkiraan kuat tekan beton permukaan.
10
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Estimasi pertumbuhan kuat tekan dilapangan (bila diperlukan).
Memberikan gambaran zona daerah struktur beton yang memiliki kualitas buruk.
2.3
Standar Pengujian Ada beberapa standar yang digunakan dalam melaksanakan metode pengujian untuk mengukur tegangan karakteristik beton dengan alat schmidt hammer test yaitu :
British standar 1881-202
ASTM C805 Peralatan NDT pada umumnya masih didominasi dari Amerika Serikat
sehingga umumnya pengujian menggunakan standar ASTM.
2.4
Tata Cara Pengujian Umumnya hammer test tidak direkomendasikan pada struktur beton dengan umur kurang dari 7 hari. Spesifikasi alat dari pabrik biasanya memberikan grafik nilai bacaan rebound vs estimasi kuat tekan beton untuk umur beton lebih dari 7 hari. Penjelasan mengenai tata cara pengujian akan dijelaskan pada sub-bab berikut.
2.4.1 Aspek Keselamatan Dan Kesehatan Kerja (K-3) Sebelum melakukan pengujian seorang ahli forensik terlebih dahulu harus memperhatikan aspek K-3. Kegiatan dari aspek K-3 meliputi :
1.
Identifikasi kemungkinan bahaya. Pada berbagai lokasi pengujian terdapat beberapa kondisi yang memungkinkan akan bahaya yang bisa timbul di lapangan, seorang ahli forensik tentunya harus bisa menganalisa dan melakukan identifikasi terhadap kemungkinan-kemungkinan bahaya yang terjadi sehingga kemungkinan terjadi cedera bisa di kurangi atau mungkin dapat menjadi zero accident. Sebagai contoh pengujian pada ketinggian yang tinggi memiliki tingkat bahaya jatuh dari ketinggian tersebut, seperti hal-nya pengujian pada gedung eksisting biasanya
11
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
dilakukan pada daerah struktur yang tidak terdapat plester sehingga pengujian dilakukan di daerah atap atau plafond sehingga memiliki kemungkinan jatuh dari ketinggian tersebut. Pengujian pada daerah pantai seperti jetty memiliki tingkat bahaya yang berbeda diantaranya tinggi rendah-nya kondisi ombak yang memberikan hentakan terhadap perahu yang dipakai.
2.
Identifikasi kondisi lingkungan. Kegiatan ini melingkupi identifikasi akan kondisi lingkungan sekitar sehingga bisa di analisa kemungkinan bahaya yang akan timbul, selain itu juga dengan edentifikasi kondisi lingkungan dapat menentukan peralatan NDT yang tepat. Sebagai contoh hammer test tidak direkomendasikan digunakan pada kondisi permukaan struktur yang lembab ataupun basah seperti daerah laut.
3.
Identifikasi perlengkapan keselamatan dan kesehatan kerja. Setelah di analisa kemungkinan bahaya dan kondisi lingkungan yang kemungkinan timbul dilapangan, langkah selanjutnya adalah identifikasi akan kebutuhan perlengkapan K-3. Perlengkapan K-3 diantaranya :
4.
Kotak P3K (bila diperlukan).
Alat pelindung diri.
Rambu-rambu keselamatan kerja.
Jas Lab (bila perlu).
Memakai alat pelindung diri. Alat pelindung diri umumnya terdiri dari :
Pakaian kerja.
Safety shoes.
Safety helmet
Safety harness atau ikat pinggang. Apabila dalam analisa kemungkinan bahaya yang akan timbul semua alat
pelindung diri diperlukan maka pelaksana wajib menggunakan APD tersebut sebagai langkah mereduksi kemungkinan bahaya yang akan timbul. 12
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
2.4.2 Mempersiapkan Alat Peralatan utama yang harus disiapkan dalam melakukan pengujian hammer adalah :
Gurinda :alat untuk menghaluskan permukaan beton.
Hammer :alat utama.
Alat Kalibrasi :umumnya hammer test yang digunakan adalah tipe N dengan alat kalibrasi tipe cube.
2.4.3 Pengecekan Objek Struktur Pengujian hammer idealnya digunakan pada kondisi struktur yang tidak lembab atau basah sehingga bacaan yang dihasilkan memiliki tingkat akurasi yang tinggi dibanding pada kondisi lembab, hal ini dikarenakan spesifikasi alat dari hammer hanya mampu memberikan nilai impact dari hasil pengujian hingga kedalaman 30mm dari permukaan beton yang di uji sehingga kondisi permukaan struktur sangat berpengaruh terhadap hasil pengujian. Pengujian pada daerah yang terkena plester semen ataupun yang memiliki permukaan tidak rata lebih baik dihindari untuk memaksimalkan hasil dari pengujian. Pada bangunan yang sudah jadi lebih baik mencari titik uji dimana pada bagian struktur tersebut tidak terdapat plester seperti pada bagian atas plafond dan lain-lain, sedangkan pada tahap konstruksi harap melakukan pengujian sebelum struktur tersebut di plester. Kesalahan yang sering terjadi dari pengujian hammer adalah karena tidak memperhatikan kondisi objek struktur, terkadang kesalahan terjadi karena melakukan pengujian pada objek struktur yang di plester tanpa membobok dahulu plesterannya sehingga memberikan nilai yang begitu besar akibat plesteran halus yang terdiri dari semen dan air, terkadang terjadi pula nilai hammer yang begitu kecil disebabkan karbonasi tinggi didaerah tersebut atau daerah tersebut memiliki kelembaban yang tinggi yang menyebabkan struktur lembab.
13
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
2.4.4 Tahap Pengujian 10 kali tembakan pada suatu struktur dapat mewakili 1 benda uji kubus sehingga hasil dari pengujian hammer dapat di konversikan kedalam bentuk benda uji kubus sesuai dengan PBI 1971 (Peraturan Beton Indonesia 1971) sehingga bisa didapatkan nilai yang mewakili struktur tersebut serta dapat menghitung nilai estimasi standar deviasi dan nilai estimasi kuat tekan beton karakteristik. Umumnya nilai rebound dari hasil pengujian hammer yang di konversikan kedalam nilai estimasi kuat tekan beton setara dengan benda uji kubus, perbedaan dalam konversi perbandingan kekuatan tekan beton sama seperti tabel 4.1.3 dalam PBI 1971 hal 33 sebagai berikut ini : Tabel 2 : Perbandingan kuat tekan Benda Uji Perbandingan Kekuatan Tekan Kubus 15x15x15 cm 1,00 Kubus 20x20x20 cm 0,95 Silinder 15x30 cm 0,83 Dari tabel diatas kita dapat mengetahui bahwa ketika melaksanakan pengujian pada mutu beton dengan satuan N/mm2 (kubus 15x15x15cm) berbeda dengan pengujian terhadap bentuk benda uji silinder 15x30cm dalam satuan Mpa jika hasil pengujian di konversikan. Sebagai contoh akan berbeda antara mutu beton rencana dengan mutu f’c 30 Mpa dengan K-300 (f’c 300 kg/cm2), sehingga dalam melaksanakan pengujian harus dilakukan dengan teliti dan hati-hati. Berikut merupakan langkah dalam melaksanakan pengujian dengan palu beton :
1.
Kalibrasi alat Umumnya kalibrasi alat hammer test menggunakan benda kalibrasi tipe cube sesuai dengan spesifikasi alat hammer. Kalibrasi digunakan sebagai pedoman dalam menilai kondisi alat berbanding dengan standar alat yang berlaku. Kalibrasi tipe cube seperti pada gambar berikut :
14
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Gambar 5 Alat Kalibrasi tipe cube Sumber : Data Pribadi
Kalibrasi alat dilakukan dengan cara melakukan pemukulan terhadap benda kalibrasi sebanyak 10x dengan sudut -900 seperti pada gambar berikut :
Gambar 6 Kalibrasi alat Sumber : Data Pribadi
Data kalibrasi dari hasil kalibrasi alat tersebut kemudian dihitung nilai rata-ratanya, lalu nilai standar yaitu 80 dibagikan dengan hasil rata-rata data kalibrasi, sehingga didapatkan nilai angka koreksi sebagai pedoman dalam menghitung nilai hasil pengujian yang terkoreksi alat (kalibrasi). Rumus dalam menghitung nilai rata-rata data kalibrasi alat : 𝑁
∑ 𝑟 𝑅̅ = 1 ................................................................................. Persamaan 1 𝑁
80
AK= ̅ ................................................................................... Persamaan 2 𝑅
Dimana : N = Jumlah Pukulan r = Besar Pukulan (rebound)
15
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
𝑅̅ = Angka Rebound Rata-rata AK = Angka Kalibrasi / Angka Koreksi alat
2.
Metode Pengujian
Gambar 7 Cara kerja hammer test Sumber : https://www.google.com/search?q=hammer+test
Merujuk pada spesifikasi data pabrik, umumnya ada 3 metode dalam melakukan pengujian dengan palu beton, setiap metode memiliki grafik nilai rebound vs estimasi kuat tekan yang berbeda yaitu :
Sudut 00 untuk pengujian tegak lurus horizontal.
Sudut –900 untuk pengujian tegak lurus ke bawah.
Sudut +900 untuk pengujian tegak lurus ke atas. Merujuk pada ASTM C 805-2 pasal 5.5 hal-hal yang perlu diperhatikan
dalam pelaksanaan pengujian yaitu :
Elemen struktur beton yang akan diuji harus memiliki ketebalan minimal 100 mm dan terkoneksi erat dengan struktur bangunan area uji berdiameter 150 mm.
Untuk permukaan yang bertekstur atau dilapisi plester atau mortar harus diratakan dengan menggunakan gerinda Pada saat pengukuran, diambil sepuluh pembacaan dari setiap area uji.
Jarak pembacaan antar titik uji minimal 25 mm.
16
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Hasil uji dengan menggunakan alat Hammer Test tergantung kepada rata dan tidaknya permukaan, basah keringnya bidang uji dan sudut inklinasi. Berdasarkan data diatas ada beberapa faktor lain yang perlu diperhatikan
dalam melaksanakan pengujian yaitu :
Umur struktur. Pada tahap konstruksi umur beton sangat mempengaruhi terhadap hasil pengujian dengan palu beton, berdasarkan pengalaman umur beton dari 1 hingga 14 hari mengalami peningkatan yang signifikan, sedangkan 14 hari hingga 28 hari beton mengalami peningkatan yang tidak terlalu signifikan berkisar antara 1-3 Mpa. Berbeda hal-nya dengan pengujian terhadap struktur eksisting yang sudah berumur panjang, akan banyak faktor yang mempengaruhi terhadap hasil pengujian yang berkaitan erat dengan depresiasi bangunan (penurunan mutu).
Kondisi permukaan. Pastikan kondisi permukaan beton tidak terlalu lembab,kasar dan kering sehingga pembacaan nilai rebound dapat lebih efektif.
Aspek diatas perlu diperhatikan dengan benar sehingga pengujian dapat dilaksanakan sesuai dengan prosedur peraturan yang berlaku. Berikut merupakan langkah-langkah dalam melakukan pengujian :
1.
Marking area. Pengujian pada satu objek struktur minimal dilakukan dengan 10x pukulan sehingga didapatkan 10 nilai rebound. Marking area dilakukan dengan cara membuat persegi dengan lebar 3x2,5cm (2,5cm merupakan jarak minimal pembacaan antar titik uji) hingga didapat titik uji berjumlah 10 seperti pada gambar berikut :
17
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Gambar 8 Marking area Sumber : Data Pribadi
2.
Tahap pengujian. Pengujian dilakukan dengan cara menghentakan plunger (kepala hammer) kebagian struktur yang akan di uji. Jarak pengujian sesuai dengan tahap marking area yaitu berkisar ±2,5cm, contoh pengujian terhadap struktur beton kolom bisa dilihat pada gambar berikut :
Gambar 9 Pengujian hammer sudut 00 pada struktur kolom Sumber : Data Pribadi
3.
Tahap kontrol terhadap hasil pengujian. Setelah melakukan pengujian hendaknya menghitung nilai rata-rata dari data nilai rebound tersebut. ASTM memberikan syarat bahwa hasil pengujian tidak boleh memiliki rentan yang begitu jauh antar hasil pengujian, hal ini berkaitan erat dengan beberapa faktor yang menyebabkan kesalahan bacaan dari hasil pengujian bisa karena keberadaan tulangan dekat pengujian atau karena ada void pada daerah pengujian sehingga memberikan nilai yang begitu kecil, syarat tersebut yaitu ±5 dari hasil rata-rata nilai rebound, maksudnya adalah bahwa hasil
18
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
pengujian terhadap nilai 10 rebound tersebut harus masuk dalam kisaran batas plus 5 dan min 5 terhadap nilai rata-rata rebound. Sebagai contoh nilai rata-rata rebound adalah 33, hasil pengujian harus berada dalam batas atas yaitu 33+5 dan batas minimal 33-5. Apabila didapatkan nilai yang tidak masuk dalam batas tersebut hendaknya dilakukan pengujian ulang terhadap titik tersebut, pengujian dilakukan didaerah sekitar titik yang tidak masuk persyaratan dengan rentang jarak disesuaikan atau ±2,5cm. Tabel berikut memberikan contoh analisa terhadap hasil pengujian yang menunjukan nilai dari rebound masuk dalam rentang ±5 dari nilai rata-rata rebound. Tabel 3 : Contoh Pengujian hammer Location Code 1 Bawah
2.5
Strike Angle 2 0°
37 36 36 36
Rebound Number (R) 3 35 38 34
36 38 36
Average Prior to Calibration 4
Average After Calibration 6 = 4 x CV
Compression (σb) (N/mm²) 7
36,2
37,18
33,28
Remark 8
Tata Cara Analisis Umumnya hammer test digunakan untuk mengukur nilai estimasi kuat tekan permukaan beton. Dalam hal lain digunakan juga sebagai rujukan dari PBI 1971 apabila mutu beton di lab. tidak memenuhi syarat. Dalam hal mengukur estimasi kuat tekan permukaan beton dapat juga dihitung nilai standar deviasi atau mutu pelaksanaan dan estimasi kuat tekan karakteristik yang berkaitan dengan mutu pelaksanaan pekerjaan beton. Penjelasan mengenai tata cara analisis dijelaskan pada sub-bab berikut.
2.5.1 Estimasi Kuat Tekan (𝛔𝐛) Nilai estimasi kuat tekan (σb) didapatkan dari grafik rebound vs nilai estimasi kuat tekan yang disediakan oleh produsen alat. Berikut merupakan contoh grafik tersebut :
19
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Gambar 10 Grafik hammer Sumber : Data Pribadi
Grafik tersebut menunjukan 3 variabel nilai atas 3 metode pengujian yang berbeda. Pengujian yang dilakukan dengan metode yang berbeda akan menghasilkan nilai rebound yang berbeda pula, hal ini bisa disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya segregasi beton akibat gaya gravitasi yang membuat material berat sewaktu pelaksanaan pengecoran akan lebih banyak berada dibawah sehingga lebih menonjolkan nilai yang besar pada saat melakukan pengujian pada daerah bawah dibanding daerah atas.
2.5.2 Estimasi Kuat Tekan Rata-rata (σbm) Menghitung kuat tekan beton rata-rata :
σbm=
∑𝑁 1 (σb) 𝑁
........................................................................... Persamaan 3
Dimana : σbm = kuat tekan beton rata-rata N = Jumlah Pukulan σb = kuat tekan beton
2.5.3 Estimasi Standar Deviasi Menghitung standard deviasi :
S=√
∑𝑁 1 (σbm−σb)2 𝑁−1
............................................................... Persamaan 4
Dimana : σbm = kuat tekan beton rata-rata N = Jumlah benda uji σb = kuat tekan beton S = standar deviasi / mutu pelaksanaan
20
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Ada banyak standar dalam menentukan nilai mutu pelaksanaan yang berkaitan erat terhadap hasil pelaksanaan. Dalam pengujian hammer pada tahap konstruksi standar deviasi penting untuk dihitung sebagai langkah dalam menilai mutu pelaksanaan yang telah dilaksanakan dan sebagai acuan dalam perhitungan mutu beton karakteristik. Setiap pengujian hammer dianjurkan berpedoman pada 1 peraturan bisa berupa ASTM,ACI atau British standar. Sebagai contoh berikut merupakan tabel nilai standar deviasi : Tabel 4 : PBI hal.40 Isi Pekerjaan Sebutan Jumlah beton (m3) Kecil 3000
Deviasi Standar (Kg/cm2) Baik sekali Baik 45 < SD ≤ 55 35 < SD ≤ 45 25 < SD ≤ 35
Tabel 5 : ACI 214-77 (Revised 1989) Sebutan Lapangan (MPa) Excelent < 3,0 Very good 3,0 - 3,5 Good 3,5 - 4,0 Fair 4,0 - 5,0 Poor > 5,0
Dapat diterima 55 < SD ≤ 65 65 < SD ≤ 85 45 < SD ≤ 55 55 < SD ≤ 75 35 < SD ≤ 45 45 2,5
2.5.4 Estimasi Kuat Tekan Karakteristik Menghitung kuat tekan beton karakteristik :
σbk = σbm– (k1xSxk2)................................................ (Persamaan 5) dimana : σbm= Kuat tekan beton rata-rata σbk = Kuat tekan beton karakteristik (kg/cm2) S = Standar deviasi k1 = Konstanta statistik/Faktor pengali standar deviasi k2 = Konstanta statistik 5% Cacat : 1,64 (PBI hal 40) Tabel 6 : Nilai K1 (PBI 1971) Jml.Benda Uji 8 9
K1 1,37 1,29
21
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
2.6
1,23 1,19 1,15 1,12 1,1 1,07 1,06 1,04 1,03 1,01 1
Contoh Kasus Proyek konstruksi pada gedung Jurusan teknik Sipil 2 Polban tahap 2 tepatnya paska pengecoran kolom lantai 2 sempat dihentikan dikarenakan uji kuat tekan di lab. tidak memenuhi syarat yang ditentukan (dibawah mutu rencana). Atas kesepakatan semua pihak dilakukanlah pengujian dengan palu beton, dari hasil pengujian didapatkan mutu beton dibawah 80% dari mutu yang ditetapkan sehingga hasil pengecoran di bongkar ulang dan dilakukan tahap pengecoran ulang terhadap titik-titik yang tidak memenuhi syarat tersebut. Untuk
mengendalikan
hasil
pelaksanaan
dari
pihak
kontraktor
dilakukanlah pengujian palu beton terhadap hasil pengecoran ulang tersebut. Sebagai contoh berikut merupakan hasil pengujian atas 1 kolom tersebut dalam satuan MPa (sesuai data spesifikasi alat), dikarenakan mutu beton rencana menggunakan PBI 1971 yaitu mutu beton K-300 sehingga MPa diubah ke Kg/cm2 dengan dikalikan faktor konversi satuan sebesar 10,19716 :
22
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
HAMMER TEST (ASTM C.805-97)
Nomor : B-1 Concrete element : Kolom Location : Politeknik Negeri Bandung Project : Sipil 2 Polban Date of Testing : 28-29 Nov 2013 Age of Concrete : > 28 days Type N - 34 Equipment series number 1 P 0077 Equipment calibration 78 78 78 Calibration Date: 78 78 78 28-Nov-13 78 78 78 09.00 WIB 77
Location Code 1 Bawah
Tengah
Atas
Strike Angle 2 0°
0°
0°
38 36 36 36 41 36 38 36 36 36 37 36
Rebound Number (R) 3 36 38 39
36 37 40
36 36 37
36 37 38
37 36 37
38 37 37
Average σbm Conclusion : Average compression strength:
Done by Checked by Date
: : :
Shona S 01-Des-2013
Manufactur Calibration Average Calibration Standard Calibration Value (CV)
: : : :
Matest 77,9 80 1,027
Average Prior to Calibration 4
Average After Calibration 6 = 4 x CV
Compression (σb) (N/mm²) 7
37,2
38,20
34,94
37,1
38,10
34,77
36,7
37,69
34,10 352,64 352,64
Remark 8
Kg/cm² Kg/cm²
Setelah dilakukan pengujian hingga didapatkan jumlah pengujian yang dapat mewakili struktur langkah selanjutnya adalah menghitung nilai standar deviasi (S) dengan menggunakan data seluruh hasil pengujian lalu dilanjutkan dengan menghitung mutu beton karakteristik (σbk) sebagai batas bawah bahwa seluruh hasil pengujian atau seluruh nilai σb harus berada diatas nilai dari σbk. Berikut merupakan hasil pengujian tersebut:
23
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
HAMMER TEST (ASTM C.805-97)
Concrete element Location Project Date of Testing
: : : :
(σb)
Number Struktur Kode
COR ULANG
1 KKKKK-
Done by : Checked by : Date :
Kolom Politeknik Negeri Bandung Sipil 2 Polban 28-29 Nov 2013
Nomor 2 D-4,C-4,A-4,F-5 D-5,C-5,A-5,F-6 D-6,C-6,A-6,F-7 D-7,C-7,A-7,F-8 D-8-C-8,A-8
(Average) σbm cor ulang (Characteristic) σb' cor ulang
289 246 268 264 341
(N/mm²) 3 300 285 267 273 255 255 267 275 303 321 283,69
Shona S 01-Des-2013
(σbm-σb)2
SD
4 287 271 273 351
kg/cm²
24 1437 234 378 3283 Total
253 281 835 272 365
5 2 117 835 81 1360
11 153 112 4571
28,48445209 Kg/cm² Memuaskan
14604,55
K-
237
Hasil pengujian yang baik dapat juga ditambahkan lampiran berupa grafik hasil pengujian (grafik berupa arsiran) atau ditambahkan tabel seperti tabel dibawah ini : Kode Benda Uji D-4 C-4 A-4 F-5 D-5 C-5 A-5 F-6 D-6 C-6 A-6 F-7 D-7 C-7 A-7 F-8 D-8 C-8 A-8
Hasil Pengujian KETERANGAN Hammer Test PBI 1971 K-300 PUNDIT Mutu Rencana Kg/cm² Kg/cm² 80%*Mutu Rencana COR ULANG GROUTING LOLOS KUAT TEKAN LAB. Hammer PUNDIT Hammer PUNDIT 318 277 LOLOS LOLOS LOLOS TIDAK 330 337 LOLOS LOLOS LOLOS LOLOS 314 289 LOLOS LOLOS LOLOS TIDAK 316 301 LOLOS LOLOS LOLOS LOLOS 270 289 LOLOS LOLOS TIDAK TIDAK 294 277 LOLOS LOLOS TIDAK TIDAK 300 LOLOS LOLOS 299 LOLOS LOLOS 295 253 LOLOS LOLOS LOLOS TIDAK 280 LOLOS TIDAK 280 265 LOLOS LOLOS TIDAK TIDAK 300 LOLOS LOLOS 290 LOLOS LOLOS 294 253 LOLOS LOLOS LOLOS TIDAK 302 LOLOS LOLOS 351 LOLOS LOLOS 341 265 LOLOS LOLOS LOLOS TIDAK 333 240 LOLOS LOLOS LOLOS TIDAK 353 LOLOS LOLOS -
Tabel diatas merupakan contoh hasil pengujian NDT pada sebuah bangunan gedung yang sedang dalam tahap konstruksi menggunakan mutu beton rencana K-300 (menggunakan PBI 1971). Objek yang diuji adalah beton paska cor ulang dan mutu beton grouting yang terpasang dilapangan. 24
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
BAB III ULTRASONIC PULSE VELOCITY
3.1
Pengertian Ultrasonic Pulse Velocity Prinsip kerja pengujian ultrasonic adalah mengubah energi gelombang listrik yang dibangkitkan oleh pembangkit pulsa transducer pengirim (T) menjadi energi gelombang mekanik yang selanjutnya merambat pada beton. Setelah sampai pada probe receiver (R) energi gelombang tadi diubah kembali menjadi energi gelombang listrik yang selanjutnya melewati penguat dan akhirnya dihitung/ditampilkan waktu tempuh pencacat digital. Kecepatan pulsa ultrasonik tergantung pada kepadatan dan sifat elastis bahan. Kualitas beberapa bahan kadang-kadang terkait dengan kekakuan elastis mereka sehingga pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik dalam bahan seperti itu sering dapat digunakan untuk menunjukkan kualitas mereka serta untuk menentukan sifat elastis bahan tersebut. Bahan yang dapat dinilai dengan cara ini adalah beton dan kayu. Peralatan dasar UPV terdiri dari sebuah generator pulsa listrik, sepasang transduser, amplifier dan waktu perangkat elektronik untuk mengukur interval waktu antara inisiasi pulsa yang dihasilkan pada transduser pemancar dan tiba pada penerima (reciever). Umumnya transduser yang digunakan harus dalam kisaran 20-150 kHz dan dalam penggunaannya menggunakan transduser frekuensi tinggi untuk jarak pendek dan transduser frekuensi rendah untuk waktu yang lama pada jarak yang panjang. Transduser dengan frekuensi 50 kHz sampai 60 kHz cocok digunakan pada pemakaian umum.
1.
Faktor Yang Mempengaruhi Hasil Pengujian UPV
Suhu Beton Variasi suhu beton antara 100 C dan 300 C tidak memberikan perubahan yang signifikan tanpa terjadinya perubahan yang sesuai dalam kekuatan atau sifat elastis. Koreksi pengukuran kecepatan pulse harus dibuat
25
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
hanya untuk suhu di luar kisaran ini seperti yang diberikan dalam Gambar berikut :
Gambar 11 Pengaruh Suhu Beton pada UPV
Sumber : Guidebook on non-destructive testing of concrete structures (Vienna, 2002)
Panjang Lintasan Panjang lintasan dimana kecepatan pulsa diukur dipengaruhi oleh sifat homogenitas dari beton, sehingga makin panjang lintasan sifat homogenitas beton makin berpengaruh akan tetapi pengaruh tersebut tidak terlalu signifikan.
Bentuk dan Ukuran Spesimen Gambar dibawah memberikan hubungan antara kecepatan pulsa di beton, frekuensi tranducer dan dimensi lateral minimum yang diijinkan dari spesimen.
Gambar 12 Efek Bentuk dan Ukuran pada UPV
Sumber : Guidebook on non-destructive testing of concrete structures (Vienna, 2002)
Pengaruh Tulangan Kecepatan pulsa yang diukur dalam beton bertulang di sekitar tulangan biasanya lebih tinggi dari pada beton biasa dari komposisi yang sama. Hal ini karena kepadatan baja lebih padat dibanding beton sehingga kecepatan dalam baja mungkin sampai dua kali kecepatan dalam beton polos.
Keseragaman Beton
26
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Heterogenitas dalam beton menyebabkan variasi hasil dalam kecepatan pulsa akan tetapi tidak terlalu signifikan, hal ini dikarenakan beton memiliki microcrack. Keseragaman beton berkaitan dengan standar deviasi atau mutu pekerjaan.
3.2
Fungsi Alat NDT UPV yang akan dibahas disini adalah tipe V-Meter Mark IV dari produsen James Instruments Inc. Ada beberapa fungsi dari alat V-Meter ini yaitu :
Estimasi Homogenitas beton dan kayu.
Mendeteksi void,crack,honeycombs, splits dan rooting.
Estimasi kuat tekan beton, hingga kuat tekan beton paska kebakaran atau serangan kimia tertentu.
3.3
Estimasi nilai kepadatan atau kualitas dari kayu dan beton.
Estimasi kedalaman dan tipe retakan.
Estimasi modulus elastisitas atau poisson’s ratio.
Standar Pengujian Standar luar negeri yang memuat mengenai UPV diantaranya :
British standar 1881-203
ASTM C597 Alat tersebut di produksi di negara Amerika Serikat sehingga merujuk
pada petunjuk buku merekomendasikan menggunakan standar ASTM C597 edisi tahun 2009.
3.4
Tata Cara Pengujian
3.4.1 Aspek Keselamatan Dan Kesehatan Kerja (K-3) Sebelum melakukan pengujian seorang ahli forensik terlebih dahulu harus memperhatikan aspek K-3. Kegiatan dari aspek K-3 meliputi :
1.
Identifikasi kemungkinan bahaya. 27
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Pada berbagai lokasi pengujian terdapat beberapa kondisi yang memungkinkan akan bahaya yang bisa timbul di lapangan, seorang ahli forensik tentunya harus bisa menganalisa dan melakukan identifikasi terhadap kemungkinan-kemungkinan bahaya yang terjadi sehingga kemungkinan terjadi cedera bisa di kurangi atau mungkin dapat menjadi zero accident.
2.
Identifikasi kondisi lingkungan. Kegiatan ini melingkupi identifikasi akan kondisi lingkungan sekitar sehingga bisa di analisa kemungkinan bahaya yang akan timbul, selain itu juga dengan identifikasi kondisi lingkungan dapat menentukan peralatan NDT yang tepat.
3.
Identifikasi perlengkapan keselamatan dan kesehatan kerja. Setelah di analisa kemungkinan bahaya dan kondisi lingkungan yang kemungkinan timbul dilapangan, langkah selanjutnya adalah identifikasi akan kebutuhan perlengkapan K-3. Perlengkapan K-3 diantaranya :
4.
Kotak P3K (bila diperlukan).
Alat pelindung diri.
Rambu-rambu keselamatan kerja.
Jas Lab (bila perlu).
Memakai alat pelindung diri. Alat pelindung diri umumnya terdiri dari :
Pakaian kerja.
Safety shoes.
Safety helmet
Safety harness atau ikat pinggang. Apabila dalam analisa kemungkinan bahaya yang akan timbul semua alat
pelindung diri diperlukan maka pelaksana wajib menggunakan APD tersebut sebagai langkah mereduksi kemungkinan bahaya yang akan timbul.
28
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
3.4.2 Mempersiapkan Alat
Gambar 13 Isi Box V-meter Sumber : Guidebook V-Meter Mark IV
Alat utama yang harus disiapkan dalam melaksanakan pengujian dengan V-meter adalah :
1 set peralatan V-Meter terdiri dari : o
V-meter instrument
Gambar 14 Alat monitor mekanis V-meter Sumber : Data Pribadi
o
Kabel konektor antara V-meter instrument dengan kepala tranducer dan reciever.
Gambar 15 Kabel konektor Sumber : Data Pribadi
o
Transducer dan reciever
29
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Gambar 16 Kepala tranducer dan reciever Sumber : Data Pribadi
o
Kabel USB untuk memindahkan hasil pengujian kedalam komputer.
Alat pendukung lainnya : o
Meteran, berfungsi untuk mengukur jarak aktual dalam pengujian.
o
Perata permukaan beton bisa menggunakan gurinda atau yang sejenis.
o
Oli atau Salep atau sejenisnya yang dapat digunakan untuk menempelkan tranducer dan reciever sehingga kedap terhadap udara.
Gambar 17 Salep Sumber : Data Pribadi
3.4.3 Pengecekan Objek Struktur Ada beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam menguji struktur beton menggunakan UPV diantaranya adalah : 1.
Air Apabila melakukan pengujian terhadap crack, kedalaman retakan atau sejenisnya usahakan objek struktur tidak dalam keadaan basah atau retakan struktur tersebut tidak dalam kondisi jenuh air atau terisi air, hal ini dapat menyebabkan kesalahan dalam pembacaan alat, mengingat cara kerja ultrasonic merambat melalui benda padat sehingga apabila retakan terisi air dapat menyulitkan pembacaan dengan asumsi alat ultrasonic merambat pada daerah air tersebut.
30
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
2.
Kondisi permukaan struktur Usahakan kondisi permukaan struktur yang akan di uji dalam kondisi rata, hal ini untuk mempermudah pengujian atau dalam hal ini untuk memastikan bahwa kepala tranducer dan reciever dapat menempel dengan kondisi kedap udara. Dalam pengujian dengan ultrasonic pulse velocity kondisi struktur yang ideal untuk pengujian adalah yang tidak lembab atau berair dan kondisi permukaan struktur yang rata sehingga dapat mempermudah pengujian dengan kondisi kepala tranducer dan reciever yang kedap udara (menggunakan alat bantu salep atau oli).
3.4.4 Tahap Pengujian Dalam pengujian menggunakan UPV ada 3 macam metode yaitu :
Direct transmission
Gambar 18 Direct Transmission Sumber : Guidebook on non-destructive testing of concrete structures (Vienna, 2002)
Semi-direct transmision
Gambar 19 Semi-direct Transmission Sumber : Guidebook on non-destructive testing of concrete structures (Vienna, 2002)
Indirect or surface transmission
31
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Gambar 20 Indirect Transmission Sumber : Guidebook on non-destructive testing of concrete structures (Vienna, 2002)
Indirect transmission biasanya digunakan dalam pengujian untuk mengukur kedalaman retakan,sedangkan direct transmission biasa digunakan dalam mengukur tingkat kepadatan beton, estimasi kuat tekan hingga modulus elastisitas beton. Sebelum melakukan pengujian dilakukan terlebih dahulu kalibrasi alat dan setting alat, berdasarkan data pabrik, kalibrasi V-Meter dan setting alat untuk beton dilakukan dengan cara sebagai berikut :
1.
Setting V-Meter sesuai penggunaan yaitu untuk beton dengan ketentuan sebagai berikut :
Density : 2400 Kg/cm3
µ : 0,17
Ubah display dari P-Velocity ke P-Distance (yang kita cari nilai velocity) dengan syarat kita mengetahui jarak pengujian (menggunakan meteran).
Gambar 21 Setting P-Distance Sumber : V-Meter Handbook
2.
Kalibrasi dilakukan dengan cara menempelkan kepala tranducer dan reciever ditambah salep atau oli sebagai mediasi kedap udara, seperti pada gambar berikut :
32
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Gambar 22 proses kalibrasi Sumber : Data Pribadi
Lalu masuk ke display bagian kalibrasi, pastikan bahwa tranducer dan reciever menempel, setelah itu klik “calibration” apabila proses telah selesai akan muncul gambar seperti dibawah ini :
Gambar 23 proses kalibrasi Sumber : Data Pribadi
Sekedar informasi bahwa kalibrasi terhadap alat UPV lainnya biasanya menggunakan media silinder dari produsen terkait, hal ini berkaitan dengan grafik nilai velocity vs kuat tekan.
3.5
Tata Cara Analisis Ada banyak peralatan UPV yang dibuat oleh produsen tertentu, diantaranya adalah alat PUNDIT, V-Meter, dan lain sebagainya. Masing-masing alat memiliki fitur-fitur yang berbeda dengan spesifikasi alat yang berbeda pula. Tata cara analisis yang akan dijelaskan adalah menyangkut alat V-Meter dengan ruang lingkup yang dibatasi, sub bab berikut menjelaskan mengenai tata cara analisis tersebut.
33
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
3.5.1 Estimasi Kuat Tekan Mutu beton umumnya dinilai dengan mengukur kuat tekan dari benda uji silinder (atau kubus). Telah ditemukan bahwa tidak ada korelasi sederhana antara kekuatan silinder dan kecepatan denyut nadi (UPV) tetapi korelasi-nya dipengaruhi oleh:
jenis agregat.
agregat atau rasio semen.
umur beton.
ukuran dan gradasi agregat.
kondisi curing.
Grafik nilai kuat tekan beton berdasarkan nilai kecepatan rambat gelombang ultrasonik merupakan grafik setara dengan benda uji silinder di lab., itu menjadi salahsatu alasan kenapa alat kalibrasi berbentuk silinder, sehingga hasil pengujian harus direduksi sesuai dengan bentuk benda uji yang digunakan (kubus 15x15x15cm atau silinder 15x30cm) (bila diperlukan). Tabel 7 : Perbandingan kekuatan beton Benda Uji
Perbandingan Kuat Tekan
Silinder 15x30cm
1
Kubus 20x20x20cm
0,95
Kubus 15x15x15
0,83
34
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
Gambar 24 Nilai V (km/sec) vs Kuat Tekan (MPa) Sumber : V-Meter Manual Book
Grafik diatas menunjukan hubungan antara nilai estimasi kuat tekan beton dengan nilai kecepatan gelombang ultrasonik dengan alat V-meter James Instruments V, sedangkan Gambar 25 menunjukan nilai estimasi kuat tekan beton vs nilai kecepatan gelombang ultrasonik (V) dengan alat PUNDIT.
Gambar 25 Nilai V (km/sec) vs Kuat Tekan (MPa) Sumber : Google.com
Nilai V didapat dengan menggunakan persamaan berikut : 𝐿
𝑉 = 𝑇 (𝐾𝑚/𝑠𝑒𝑐)..................................................................... Persamaan 6 Dimana : L : jarak lintasan (mm)
35
MODUL PELATIHAN NON-DESTRUCTIVE TEST
T : Waktu tempuh gelombang ultrasonik (µsec) / didapatkan dari pengujian.
3.5.2 Estimasi Kepadatan Beton Nilai V didapat dengan menggunakan persamaan berikut : 𝐿
𝑉 = 𝑇 (𝐾𝑚/𝑠𝑒𝑐)..................................................................... Persamaan 7 Dimana : L : jarak lintasan (mm) T : Waktu tempuh gelombang ultrasonik (µsec) / didapatkan dari pengujian. Tabel 8 : Kepadatan Beton Longitudinal pulse velocity Km/s.103 Ft/s >4,5 >15 3,4-4,5 12-15 3,0-3,5 10-12 2,0-3,0 7-10
