Rabu, 03 Desember 2008

PENGEMBANGAN RUMUS ESTIMASI KUAT TEKAN BETON
DARI DATA KECEPATAN PULSA ULTRASONIK

Sudarmadi dan Amir Partowiyatmo
UPT LUK – BPPT Puspiptek Serpong Tangerang 15314

INTISARI
Rumus untuk estimasi kuat tekan beton dari pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik yang telah dikembangkan dirasakan masih kurang praktis untuk digunakan karena terdiri dari lebih dari satu persamaan. Oleh karena itu, dalam makalah ini dibahas mengenai penerapan rumus Chung-Law Sederhana, yang merupakan penyederhanaan dari rumus Chung-Law, dan pengembangan rumus baru untuk estimasi kuat tekan beton dari data hasil pengukuran pulsa ultrasonik.

Untuk penelitian ini disiapkan benda uji beton dari dua sumber, masing-masing dengan lima tingkat kekuatan, dengan membedakan rasio air-semen pada campuran betonnya. Benda uji yang digunakan adalah kubus, silinder, dan kolom. Bahan untuk silinder adalah sama dengan bahan untuk kolom, tetapi berbeda dengan untuk kubus. Pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik dilakukan pada kubus dan silinder sebelum uji kuat tekan. Terhadap kolom hanya dilakukan pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik. Hasil pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik kemudian dimasukkan ke dalam rumus Chung-Law Sederhana dan dibandingkan dengan hasil uji tekan kubus. Persamaan koreksi terhadap penerapan rumus Chung-Law Sederhana disusun dengan analisis regresi terhadap hubungan yang ada antara hasil-hasil rumus Chung-Law Sederhana dan uji tekan kubus. Analisis regresi juga dilakukan terhadap hubungan hasil pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik dan uji kuat tekan untuk mengembangkan rumus baru.

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa nilai kuat tekan beton yang diestimasi dengan rumus Chung-Law Sederhana perlu dikoreksi dan bahwa rumus baru yang diperoleh dari penelitian ini dapat digunakan untuk estimasi kuat tekan beton secara lebih praktis karena hanya terdiri dari satu persamaan.

Katakunci : kuat tekan beton, pulsa ultrasonik, rasio agregat-semen, rasio air-semen.

ABSTRACT
Developed formulas for estimating the concrete compressive strength based on measurement of ultrasonic pulse velocity are considered less practical to apply because they consist of more than one equation. Therefore, in this paper it is discussed the application of Simplified Chung-Law formula that is the simplification of Chung-Law formula, and the development of a new formula for estimating the concrete compressive strength from the results of ultrasonic pulse velocity measurement.

For this research it was prepared concrete specimens from two sources with five degrees of strength by differentiating water-cement ratios in concrete mixes. The specimens used were cubes, cylinders, and columns. Materials for cylinders was the same as for columns, but different with for cubes. Measurements of ultrasonic pulse velocity were conducted on cubes and cylinders before compressive strength test. Regarding with columns it was performed measurements of ultrasonic pulse velocity only. The results of ultrasonic pulse velocity measurement was then inserted in the Simplified Chung-Law formula and compared to the results of cubes compressive tests. Correction equation for application of Simplified Chung-Law formula was made by conducting regression analysis of the existing relationship between the results of Simplified Chung-Law formula and cubes compressive tests. Regression analysis was also carried out for the results of ultrasonic pulse velocity measurements and compressive strength tests to develop a new formula.

From the research results it can be concluded that the values of concrete compressive strength estimated by Simplified Chung-Law formula require to be corrected and that the new formula obtained from this research can be used for estimation of concrete compressive strength more practically because it is only made up of one equation.

Keywords: concrete compressive strength, ultrasonic pulse, aggregate-cement ratio, water-cement ratio.


1. PENDAHULUAN

Beberapa rumus untuk estimasi kuat tekan beton dari data pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik telah dikembangkan oleh beberapa peneliti. Seals dan Anderson [1] mengembangkan model untuk memperkirakan kuat tekan beton umur 28 dan 90 hari dari data hasil pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik pada umur satu dan dua hari. Chung dan Law [2] mengusulkan rumus lain untuk estimasi kuat tekan beton in situ. Partowiyatmo dan Sudarmadi [3] meninjau penyederhanaan rumus yang dikembangkan Chung dan Law [2] menjadi rumus Chung-Law Sederhana. Akan tetapi, pengembangan yang terus-menerus untuk mendapatkan persamaan yang lebih sederhana dan praktis sehingga akan mempercepat pekerjaan dirasakan masih diperlukan.

Metode dan peralatan untuk pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik diuraikan antara lain dalam Standar ASTM C 597 [4] dan pustaka lain [5].

Informasi kuat tekan beton selalu diperlukan apabila akan dilakukan evaluasi terhadap struktur bangunan beton yang sudah berdiri. Informasi kuat tekan beton ini pada gilirannya digunakan dalam perhitungan-perhitungan kekuatan dari struktur yang ditinjau. Di dalam gambar-gambar struktur dari bangunan yang ditinjau biasanya terdapat informasi kuat tekan beton. Akan tetapi seberapa jauh beton di lapangan sesuai dengan data di gambar menjadikan pemeriksaan kekuatan beton aktual tetap diperlukan. Berkaitan dengan informasi mengenai kuat tekan beton, pentingnya melakukan estimasi terhadap kuat tekan beton telah diuraikan oleh Partowiyatmo dan Sudarmadi [3].

Pada pustaka [6] dinyatakan bahwa persamaan hubungan antara kuat tekan beton ekivalensi kubus dan kecepatan pulsa ultrasonik secara umum dapat dinyatakan sebagai: , dengan fc: kuat tekan beton ekivalensi kubus, e: bilangan alam, V: kecepatan pulsa, A dan B: konstanta. Persamaan berikut, mengikuti hubungan secara umum tersebut, diusulkan oleh Chung & Law [2] untuk memperhitungkan kuat tekan beton dari hasil pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik :
dengan :
f'c : kuat tekan beton (MPa)
Vp : kecepatan pulsa ultrasonik pada pasta semen (km/det)

Kecepatan pulsa ultrasonik pada pasta semen (Vp) oleh Chung & Law [2] diturunkan dari kecepatan pulsa terukur pada beton dan kecepatan pulsa pada agregat.

Oleh karena dipandang tidak praktis, persamaan (1) tersebut disederhanakan menjadi rumus Chung-Law Sederhana [3] :
dengan :
f'c : kuat tekan beton estimasi (kg/cm2)
Vc : kecepatan pulsa ultrasonik terukur pada beton (km/det).

Partowiyatmo dan Sudarmadi [3] meninjau hubungan yang ada antara kuat tekan hasil estimasi dengan rumus (2) tersebut dengan kuat tekan sebenarnya dari beton, yang didapat dari uji tekan silinder. Berdasarkan hasil penelitian yang mereka lakukan disimpulkan bahwa penggunaan rumus (2) di atas perlu dikoreksi dengan rumus :

dengan :
y : nilai kuat tekan beton ekivalensi silinder Ø15x30 cm (kg/cm2)
x : nilai kuat tekan hasil estimasi dengan rumus Chung-Law Sederhana (rumus (2)) (kg/cm2).

Dengan rumus (2) dan (3) memang sudah cukup memadai untuk melakukan estimasi kuat tekan beton konversi terhadap kekuatan silinder beton Ø15x30 cm. Akan tetapi, pada penelitian Partowiyatmo dan Sudarmadi [3] rumus-rumus tersebut, belum ditinjau penggunaannya pada benda uji lain, apakah masih sesuai atau tidak. Kemudian dari segi kepraktisan dipandang masih perlu pengembangan formula baru yang lebih praktis lagi dan lebih sesuai dengan kondisi lokal, karena beton sangat ditentukan oleh bahan-bahan pembentuknya.

Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas, pada makalah ini dibahas mengenai penelitian dalam rangka pengembangan lebih lanjut metode estimasi kuat tekan beton melalui uji ultrasonik. Pembahasan mencakup penerapan rumus Chung-Law Sederhana (rumus (2)) pada benda uji kubus, pengaruh rasio agregat-semen dan rasio air-semen, serta pengembangan rumus baru untuk estimasi kuat tekan beton ekivalensi terhadap kubus 15x15x15 cm. Selanjutnya akan ditinjau penerapan berbagai pendekatan tersebut pada kolom beton.

2. BENDA UJI DAN METODE PENGUKURAN

Untuk keperluan penelitian ini dibuat benda uji kubus beton (15x15x15) cm dengan lima variasi komposisi campuran. Benda uji diharapkan dapat memenuhi kuat tekan beton: K-225, K-300, K-400, K-500, dan K-600. Masing-masing tipe benda uji terdiri dari 6 buah kubus. Komposisi bahan baku untuk masing-masing campuran spesi beton untuk kubus tertera pada Tabel 1.

Tabel 1 Komposisi bahan baku rancangan campuran spesi beton untuk kubus

* Hasil rata-rata yang diperoleh dari uji tekan kubus

Di samping itu, ditampilkan juga, pada Tabel 2, komposisi bahan baku beton yang digunakan untuk benda uji silinder dan kolom, dengan sumber bahan dan komposisi rancangan campuran spesi yang berbeda dengan bahan untuk benda uji kubus sebagaimana tercantum pada Tabel 1. Untuk tiap-tiap tipe beton pada Tabel 2 dibuat benda uji silinder Ø15x30 sejumlah enam buah dan satu kolom dengan ukuran tinggi 1,5 m dan penampang 30x40 cm. Sebagian hasil penelitian dari benda uji silinder dibahas pada pustaka lain [3].

Tabel 2 Komposisi bahan baku rancangan campuran spesi beton untuk silinder dan kolom

* Hasil rata-rata yang diperoleh dari uji tekan silinder

Sehari setelah pengecoran, kubus beton dibongkar dari cetakan dan kemudian dirawat dengan cara direndam di dalam air selama 28 hari. Setelah itu dibiarkan di udara terbuka ruangan laboratorium selama 3 bulan. Setelah masa perawatan selesai, dilakukan pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik. Pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik dengan peralatan PUNDIT, dilakukan 10 kali pada setiap kubus untuk mengurangi tingkat kesalahan yang mungkin terjadi. Setelah semua kubus diuji ultrasonik, kemudian dilakukan uji tekan dengan menggunakan Mesin Control 1500 kN.

Pada benda uji kolom, setelah cetakan dibongkar, perawatan dilakukan dengan cara membungkus kolom tersebut dengan karung yang dibasahi selama 28 hari. Setelah itu dibiarkan di ruangan terbuka di dalam laboratorium sampai selama 5 bulan. Setelah selesai masa perawatan, dilakukan pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik. Untuk pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik, kolom dibagi menjadi tiga daerah: atas, tengah, dan bawah. Pada setiap daerah dilakukan pengukuran sebanyak 20 titik. Kemudian diambil harga rata-rata untuk setiap kolom. Untuk benda uji silinder dibahas pada pustaka lain [3].

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Penerapan rumus Chung-Law Sederhana pada benda uji kubus

Hasil pengukuran dari uji ultrasonik adalah waktu tempuh dalam satuan mikrodetik. Kecepatan pulsa, dalam satuan km/det, diperoleh dengan membagi jarak ukur, dalam hal ini adalah 150 mm, dengan waktu tempuh terukur. Nilai kecepatan pulsa kemudian dimasukkan ke dalam rumus (2) untuk mendapatkan nilai kuat tekan estimasi dari kubus beton. Nilai-nilai kuat tekan beton estimasi ini kemudian dihubungkan dengan nilai kuat tekan sebenarnya yang didapat dari uji tekan kubus. Hubungan antara kuat tekan hasil uji tekan kubus dengan kuat tekan hasil estimasi tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1 Hubungan antara kuat tekan kubus beton dan kuat tekan estimasi dengan rumus Chung-Law Sederhana.

Dari Gambar 1 tampak bahwa nilai-nilai kuat tekan estimasi terletak di bawah garis kontrol, yang berarti cenderung lebih tinggi dari pada kuat tekan kubus beton sebenarnya. Kisaran selisih nilai antara kuat tekan estimasi dengan kuat tekan sebenarnya adalah -40 – 104 kg/cm2, dengan rata-rata 41 kg/cm2. Oleh karena itu, untuk mendapatkan nilai kuat tekan kubus beton yang benar, nilai kuat tekan estimasi harus dikoreksi dengan melihat hubungan yang ada antara kuat tekan sebenarnya dari kubus beton dengan kuat tekan estimasinya. Untuk mengetahui hubungan tersebut dicari persamaan yang sesuai melalui penggambaran trendline dari data yang ada. Empat macam persamaan regresi diterapkan, yaitu regresi linear, polinomial orde dua (persamaan kuadrat), power, dan eksponensial. Penggambaran trendline dan perumusan persamaan regresinya yang sesuai dilakukan dengan menggunakan fasilitas yang sudah tersedia pada Program Microsoft Excel.

Dari empat macam regresi yang dilakukan tampak bahwa regresi yang paling sesuai, ditunjukkan oleh nilai R2 yang paling mendekati 1, dalam hal ini = 0,9254, adalah regresi polinomial orde dua. Akan tetapi, regresi linear juga memberikan nilai R2 yang secara praktis sama, yaitu 0,9253. Dengan pertimbangan kesederhanaan bentuk persamaan, regresi linear yang dipilih. Selanjutnya, maka koreksi terhadap nilai kuat tekan beton hasil estimasi dapat dilakukan dengan persamaan ini :

dengan :
y : kuat tekan beton ekivalensi kubus 15x15x15 cm (kg/cm2)
x : kuat tekan hasil estimasi dengan rumus Chung-Law Sederhana (kg/cm2).

Sampai di sini, dengan membandingkan persamaan (4) dan (3) dapat dilihat bahwa persamaan koreksi untuk penggunaan rumus Chung-Law Sederhana pada kubus dan pada silinder berbeda.
Pengaruh rasio agregat- semen dan rasio air-semen

Disebutkan dalam pustaka bahwa korelasi antara kecepatan pulsa ultrasonik dan kekuatan beton dipengaruhi oleh jenis agregat, rasio agregat-semen, umur beton, ukuran dan gradasi agregat, dan kondisi perawatan (curing) [5]. Pada bagian ini akan disajikan hasil penelitian mengenai pengaruh rasio agregat-semen. Pengaruh rasio agregat-semen pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2 Pengaruh rasio agregat-semen terhadap kecepatan pulsa ultrasonik pada beton.
Secara umum, semakin besar nilai rasio agregat-semen, semakin rendah kecepatan pulsa ultrasoniknya. Dari Gambar 2 tampak bahwa apabila hubungan kecepatan pulsa ultrasonik dengan nilai rasio agregat-semen dinyatakan dengan garis lurus, maka pada benda uji kubus perubahan kecepatan pulsa ultrasonik terhadap nilai rasio agregat-semen cukup konsisten, tetapi tidak demikian halnya pada benda uji silinder. Pada nilai rasio agregat-semen yang rendah, pada benda uji silinder, hubungan antara kecepatan pulsa ultrasonik dan nilai rasio agregat-semen cenderung menurun dibandingkan pada benda uji kubus. Ada kemungkinan pada waktu pemadatan telah terjadi pemadatan yang tidak sempurna pada benda uji dengan rasio agregat-semen rendah karena memang pemadatan pada beton dengan rasio air-semen rendah relatif lebih sulit dibandingkan pada beton dengan rasio air-semen yang tinggi.
Gambar 3 Perubahan nilai rasio agregat-semen terhadap nilai rasio air-semen.

Kemudian, pada Gambar 3 diperlihatkan hubungan antara nilai rasio agregat-semen dengan nilai rasio air-semen. Tampak bahwa dalam pembuatan rancangan campuran spesi beton dalam penelitian ini, hubungan antara keduanya membentuk garis lurus di mana nilai rasio agregat-semen akan naik sebanding dengan kenaikan nilai rasio air-semen. Dengan demikian pengaruh rasio air-semen terhadap kecepatan pulsa ultrasonik memiliki kecenderungan yang sama dengan pengaruh rasio agregat-semen.

Secara umum, berdasarkan data pada benda uji kubus hubungan antara kecepatan pulsa ultrasonik dengan rasio agregat-semen dapat dinyatakan dalam persamaan berikut:

dengan :
v : kecepatan pulsa ultrasonik (km/det)
(a/c): rasio agregat-semen

dan untuk hubungannya dengan rasio air-semen, dapat dinyatakan sebagai berikut :

dengan :
v : kecepatan pulsa ultrasonik (km/det)
(w/c) : rasio air-semen

Pengembangan rumus

Rumus untuk estimasi kuat tekan beton dari hasil pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik dikembangkan secara empiris berdasarkan pada pengamatan terhadap hubungan antara hasil uji tekan pada benda uji kubus dan hasil pengukuran kecepatan pulsa ultrasoniknya. Dari hasil pengamatan diperoleh data sebagaimana digambarkan pada Gambar 4.

Hubungan antara hasil uji tekan dan hasil pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik tersebut kemudian dicoba dirumuskan dalam bentuk persamaan. Untuk merumuskan persamaan yang paling sesuai dalam menggambarkan hubungan yang ada, dilakukan penggambaran trendline melalui persamaan regresi. Tiga macam persamaan regresi dicoba diterapkan, yaitu regresi linear, polinomial orde dua (persamaan kuadrat), dan eksponensial. Persamaan yang paling sesuai akan ditunjukkan dengan nilai R2 yang paling mendekati 1. Perumusan persamaan dilakukan dengan bantuan Program Microsoft Excel.

Gambar 4 Hubungan kuat tekan dan kecepatan pulsa ultrasonik pada kubus beton.

Dari tiga persamaan regresi yang diterapkan, tampak bahwa yang menghasilkan nilai R2 paling mendekati 1 adalah persamaan polinomial orde dua dengan R2 = 0,9256. Dengan demikian, persamaan tersebut adalah persamaan yang paling cocok untuk menggambarkan hubungan antara kuat tekan kubus beton dan kecepatan pulsa ultrasoniknya. Oleh karena itu, estimasi kuat tekan beton ekivalensi kubus, selain dapat menggunakan rumus Chung-Law Sederhana (persamaan 2) bersama-sama dengan rumus koreksinya (persamaan 3), dapat juga dilakukan dengan persamaan berikut :

dengan :
f'c : kuat tekan beton ekivalensi kubus 15x15x15 cm (kg/cm2)
v : kecepatan pulsa ultrasonik pada beton (km/det)

Telah dilakukan juga perhitungan kesalahan relatif dari penerapan persamaan (7) tersebut, yaitu dengan menghitung nilai absolut dari selisih nilai antara hasil uji tekan dan hasil estimasi dengan persamaan (7) dibagi dengan nilai kuat tekan hasil uji tekan. Dari hasil perhitungan diperoleh bahwa kesalahan relatif rata-rata adalah 6% dan maksimum 20%. Ini menunjukkan bahwa untuk estimasi kuat tekan beton, persamaan (7) cukup dapat diandalkan.

Pada Gambar 4 disajikan juga persamaan Chung-Law Sederhana sebelum dikoreksi. Sekali lagi, tampak bahwa persamaan ini menghasilkan nilai kuat tekan beton yang cenderung lebih tinggi dari nilai kuat tekan sebenarnya. Kesalahan relatif dari penggunaan rumus Chung-Law Sederhana ini rata-rata adalah 12%, tetapi dapat mencapai 44%. Oleh karena itulah maka persamaan Chung-Law Sederhana dalam penggunaannya terhadap benda uji kubus perlu dikoreksi dengan persamaan (4) atau diganti sama sekali dengan persamaan (7).

Penerapan rumus

Hasil estimasi kuat tekan beton pada kolom dengan menggunakan berbagai pendekatan disajikan pada Gambar 5, disandingkan dengan hasil uji tekan silinder. Hasil uji tekan silinder dimaksudkan sebagai kontrol karena campuran spesi beton untuk kolom sama dengan campuran spesi beton untuk silinder, sehingga kekuatan betonnya diharapkan sama.

Pada Gambar 5 ditunjukkan bahwa pada rasio air-semen 0,3 dan 0,4 kuat tekan beton pada kolom hasil estimasi cukup mendekati hasil uji tekan silinder. Khusus pada rasio air-semen 0,5 hasil uji tekan dari dua silindernya menunjukkan perbedaan yang cukup besar dengan silinder yang satunya. Dalam hal ini, ada kemungkinan telah terjadi kekeliruan dalam pembuatan campuran spesi betonnya atau dalam penandaan benda uji. Pada rasio air-semen 0,5 ini, kuat tekan beton pada kolom hasil estimasi cukup mendekati hasil uji tekan pada silinder yang dua buah. Kemudian pada kolom dengan rasio air-semen 0,6 dan 0,7 kuat tekan beton pada kolom hasil estimasi ternyata berbeda secara signifikan dengan hasil uji tekan silinder, yaitu dapat mencapai sekitar 40%. Hal ini terjadi kemungkinan karena memang ada perbedaan kekuatan beton antara kolom dan silinder, atau karena rumus estimasi yang tidak sesuai atau mungkin ada faktor yang lain. Yang mana dari hal-hal tersebut yang paling mungkin terjadi, penjelasannya diuraikan pada paragraf berikut.

Gambar 5 Kuat tekan beton pada kolom diestimasi dengan berbagai pendekatan, dibandingkan dengan kuat tekan silinder.

Gambar 6 Estimasi kuat tekan silinder beton dari hasil pengukuran kecepatan ultrasonik dengan berbagai pendekatan.

Pada Gambar 6 diperlihatkan hasil estimasi kuat tekan beton pada silinder dibandingkan dengan hasil uji tekannya. Berbagai persamaan yang digunakan untuk estimasi tersebut, semuanya relatif memiliki korelasi yang cukup baik dengan hasil uji tekannya. Dengan demikian dapat diketahui bahwa perbedaan nilai kuat tekan antara silinder dan kolom di atas bukan disebabkan oleh persamaan estimasi yang tidak sesuai. Kemudian, pada Gambar 6 ini data dari hasil estimasi dengan persamaan (7), di mana merupakan nilai kuat tekan ekivalensi kubus, tidak dikonversikan ke nilai kuat tekan silinder, sementara menurut pustaka [7] kuat tekan silinder Ø15x30 cm adalah 0,83 kali kuat tekan kubus 15x15x15 cm. Hal ini dikarenakan bahwa dari data yang diperoleh pada penelitian ini ternyata nilai-nilai kuat tekan baik dari kubus maupun dari silinder, pada rasio air-semen atau rasio agregat-semen yang sama, tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 Perbandingan kuat tekan beton dari benda uji kubus dan silinder pada nilai-nilai rasio air-semen.

Gambar 8 Rata-rata kecepatan pulsa ultrasonik dari hasil pengukuran pada kolom dan silinder, disandingkan dengan hasil uji tekan silinder (nilai rata-rata).

Kemudian pada Gambar 8 ditunjukkan perbandingan kecepatan pulsa ultrasonik pada kolom dan pada silinder, disandingkan dengan hasil uji tekan silinder. Tampak bahwa kecepatan pulsa ultrasonik pada silinder dengan hasil uji tekannya berkorelasi cukup baik. Sementara itu, tampak pula bahwa pada rasio air-semen 0,6 dan 0,7, kecepatan pulsa ultrasonik pada kolom cukup lebih tinggi dibandingkan dengan kecepatan pulsa ultrasonik pada silinder, sementara pada rasio air-semen yang lebih rendah kedua nilai kecepatan tersebut cukup dekat. Dari sini dapat disimpulkan bahwa perbedaan nilai kuat tekan antara kolom dan silinder pada rasio air-semen 0,6 dan 0,7 sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 5 disebabkan oleh adanya perbedaan nilai terukur kecepatan pulsa ultrasonik. Perbedaan nilai kecepatan pulsa ultrasonik tersebut dapat disebabkan oleh kondisi internal betonnya, terutama tingkat kepadatannya. Tingkat kepadatan sangat mempengaruhi porositas, di mana semakin tinggi tingkat kepadatan suatu beton, akan semakin rendah porositasnya. Tingkat porositas sendiri sangat mempengaruhi kecepatan pulsa ultrasonik, di mana semakin rendah porositas suatu beton semakin tinggi kecepatan pulsa ultrasoniknya. Sementara itu, nilai kuat tekan beton hasil estimasi sangat peka terhadap perubahan nilai kecepatan pulsa ultrasonik.

Kemungkinan lain adalah karena faktor manusia, yaitu ketidaktelitian dalam melakukan pengukuran pada saat memeriksa kolom dengan rasio air-semen 0,6 dan 0,7. Sebagai akibatnya diperoleh angka-angka nilai kecepatan pulsa ultrasonik yang tinggi. Akan tetapi faktor manusia ini dapat dianggap kecil karena teknisi yang melakukan pengukuran sudah cukup berpengalaman.

Dari penjelasan yang disampaikan di atas dapat disimpulkan bahwa penyebab yang paling mungkin terhadap terjadinya perbedaan antara kuat tekan beton hasil estimasi pada kolom dengan kuat tekan hasil uji tekan silinder, meskipun keduanya dari campuran yang sama, adalah karena memang pada rasio 0,6 dan 0,7 terdapat perbedaan kuat tekan antara kolom dan silinder akibat perbedaan porositas atau tingkat kepadatan. Jadi, bukan disebabkan oleh rumusan persamaan estimasi yang tidak sesuai. Kondisi kepadatan yang berbeda itu sendiri dapat terjadi sebagai akibat dari ketidakseragaman dalam pelaksanaan pembuatan benda uji.

Kemudian dari data pendukung untuk Gambar 6 diperoleh nilai kesalahan rata-rata untuk penggunaan persamaan (7) adalah 13%, sementara untuk persamaan Chung-Law Sederhana adalah 18%, dan persamaan Chung-Law Sederhana setelah dikoreksi terhadap benda uji silinder adalah 9%. Dengan demikian dapat dikemukakan bahwa penggunaan rumus (7) dari segi ketelitian cukup memadai dan dapat diterapkan secara lebih mudah karena tidak memerlukan persamaan koreksi.

4. KESIMPULAN

Dari hasil-hasil penelitian yang telah dilakukan dan dibahas dalam makalah ini dapat ditarik beberapa kesimpulan berikut.

1. Estimasi kuat tekan beton dengan rumus Chung-Law Sederhana (rumus (2)) menghasilkan nilai kuat tekan beton yang cenderung lebih tinggi dari kuat tekan sebenarnya dengan selisih rata-rata sebesar 41 kg/cm2.
2. Persamaan koreksi untuk penerapan rumus Chung-Law Sederhana (rumus (2)) pada benda uji kubus berbeda dengan persamaan koreksi pada benda uji silinder. Untuk kubus berlaku rumus (4) yang merupakan persamaan linier (garis lurus), sementara untuk silinder berlaku persamaan berpangkat.
3. Rasio agregat-semen dan rasio air-semen memiliki pengaruh yang serupa terhadap kecepatan pulsa ultrasonik, yaitu semakin besar nilai rasio agregat-semen atau rasio air-semen semakin rendah kecepatan pulsa ultrasoniknya. Hubungan tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan (5) dan (6).
4. Estimasi kuat tekan beton ekivalensi kubus dari data hasil pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik dapat dilakukan secara lebih praktis dengan persamaan (7) karena hanya memerlukan satu persamaan dan dengan demikian akan mempercepat pekerjaan untuk mendapatkan nilai kuat tekan beton yang dicari.

UCAPAN TERIMA KASIH

Materi makalah ini diperoleh dari sebagian hasil kegiatan penelitian yang dibiayai dari dana DIP – BPPT tahun anggaran 2001. Ucapan terima kasih disampaikan kepada Sdr. Suwignyo Hadi, Ahmad Khotib, Daud Supriyanto, Ade Ruchimat, dan Abdurachman Sutisna dari Kelompok Uji Tak Rusak dan Lab. Uji Statik UPT-LUK yang telah membantu dalam pelaksanaan pengukuran dan pengujian.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Anderson, D.A. and Seals, R.K., Pulse Velocity as a Predictor of 28- and 90-Day Strength, ACI Journal, March-April 1981, American Concrete Institute, Detroit, 1981. pp.116-122
[2] Chung, H.W. & Law, K.S., Diagnosing In Situ Concrete by Ultrasonic Pulse Technique, Concrete International, October 1983, American Concrete Institute, Detroit, 1983. pp.42-49
[3] Partowiyatmo, A. & Sudarmadi, Pengembangan Teknik Estimasi Kekuatan Beton dengan Uji Ultrasonik, Prosiding Seminar Teknologi Untuk Negeri, BPPT, Jakarta, 2003.
[4] ASTM C 597-1991, Test for Pulse Velocity through Concrete, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1991.
[5] Pundit Manual for Use with the Portable Ultrasonic Non-Destructive Digital Indicating Tester, C.N.S. Electronics Ltd., London.
[6] Bungey, J.H. & Millard, S.G., Testing of Concrete in Structures, 3rd Edition, Blackie Academic & Professional, Glasgow, 1996. p.57
[7] Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971 N.I.-2, Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, Ditjen Cipta Karya, Departemen PUTL.
Catatan: Makalah dimuat di "Publikasi Ilmiah Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Kalibrasi, Instrumentasi dan Metrologi (PPI - KIM) 2003", ISSN 0852 - 002X, Penerbit: Puslit KIM - LIPI