Beton Ringan, Tulangan serta Jenis-jenis Baja Tulangan

Beton Ringan

Seperti yang telah dibahas pada artikel 1.3, agregat-agregat ringan banyak dipakai untuk menghasilkan beton ringan yang dapat digunakan untuk berbagai tujuan: seperti untuk dipakai sebagai penyekat, sebagai bahan pengisi yang mempunyai kekuatan menengah, dan untuk penggunaan elemen struktural. Penggunaan yang terakhir ini dikenal sebagai beton struktur beragregat ringan dan didefniisikan sebagai beton yang pada usia 28 hari mempunyai kekuatan tekan lebih besar dari 2500 psi dan berat satuannya pada usia 28 hari pada kondisi udara kering tidak melampaui 115 pcf.
Sebagian besar beton ringan dalam struktur mempunyai berat antara 100 dan 110 pcf. Kekuatan tekan rencana biasanya berkisar antara 3000 sampai 4000 psi tetapi kekuatan yang lebih besar bahkan sampai melampaui 6000 psi yang dapat diperoleh dengan membuat proporsi campuran yang sesuai. Kekuatan ini cukup untuk dipakai pada semua struktur, untuk konstruksi yang dicor di tempat, dicor di prabrik, atau konstruksi beton prategang. Karena diperlukan pengendalian yang lebih ketat dan lebih seksama untuk mempoduksi struktur beton ringan akan lebih mudah untuk diproduksi secara pracetak (referensi 1.3), maka penggunaannya secara khusus lebih meluas pada konstruksi-konstruksi pracetak dan prategang.

Modulus elastisitas dari struktur beton ringan berkisar antara setengah sampai tiga seperempat dari modulus elastisitas beton biasa yang mempunyai kekuatan yang sama dan dapat dihitung tepat dengan memakai persamaan (1.1). Deformasi rangkak dan penyusutan yang teijadi pada beton ringan umumnya lebih besar dibandingkan dengan deformasi yang terjadi pada beton biasa yang besarnya berkisar antara 10 sampai 100 persen.

Kekuatan tarik dari split silinder beton ringan yang kering udara berkisar antara 70 sampai 90 persen dari beton biasa dengan kekuatan tekan yang sama, sedang apabila kedua jenis beton tersebut secara terns menerus diberikan kelembaban maka kekuatan tariknya mempunyai besar yang hampir bersamaan.

Modulus kehancuran dari beton ringan juga hampir bersamaaa Modulus kehancuran dari beton ringan juga hampir sama dengan modulus kehancuran beton biasa apabila keduanya berada dalam keadaan lembab, dalam keadaan kondisi udara kering harganya mungkin lebih kecil dibandingkan dengan beton biasa, tetapi dalam hal ini kita masih kekurangan data yang cukup memadai. Informasi yang lebih mendetail mengenai hal tersebut dan karakteristik-karakteristik lainnya dari beton ringan bisa diketemukan dalam referensi 1.2.

Dari perbandingan penampilan karakteristik struktur, dapat dilihat bahwa struktur beton beragregat ringan merupakan suatu material yang cukup baik untuk konstruksi beton. Namun demikian, diperlukan pertimbangan-pertimbangan khusus dalam perencana-an apabila penampilan struktur sangat tergantung pada rangkak dan penyusutan, seperti di dalam menentukan lendutan dari struktur yang mengalami pembebanan jangka panjang, dan apabila kekuatan tarik memegang suatu peranan yang penting seperti pada kekuatan geser dan ikatnya dan pada pengendaliannya retak.

Tulangan

a. Umum

Dibandingkan dengan beton, tulangan merupakan material berkekuatan tinggi. Baja penguat atau baja tulangan memikul tarik maupun tekan, kekuatan lelehnya kurang lebih sepuluh kali dari kekuatan tekan struktur beton yang umum, atau seratus kali dari kekuatan tariknya. Sebaliknya baja merupakan material yang mahal harganya bila dibandingkan dengan beton. Kedua material tersebut dapat dipergunakan dengan sebaik-baiknya dalam suatu kombinasi dimana beton berfungsi untuk memikul tegangan tekan sedang baja berfungsi untuk memikul tegangan tank.

Dengan demikian, pada suatu gelagar beton bertulang beton berfungsi memikul gaya tekan batang-batang baja yang dipasang longitudinal diletakkan di dekat permukaan tarik untuk memikul gaya tarik, dan sering kali batang-batang baja tambahan diletakkan sedemikian rupa sehingga dapat memikul timbulnya tegangan tarik yang disebabkan oleh gaya geser pada badan gelagar.

Namun demikian, tulangan juga dipakai untuk memikul gaya tekan terutama pada tempat-tempat dimana diinginkan adanya pengurangan dimensi dari penampang dari elemen struktur tekan, seperti pada kolom-kolom lantai bawah pada bangunan bertingkat banyak Walupun dalam perhitungan tidak ditemukan tulangan seperti yang dikemukakan diatas, suatu jumlah minimum dari tulangan ditempatkan pada elemen struktur tekan untuk melin-dunginya terhadap efek dari momen lentur yang teijadi secara tiba-tiba yang dapat meretakkan bahkan meruntuhkan bagian yang tidak diberi tulangan.

Supaya pemakaian tulangan bisa beijalan dengan efektif, harus diusahakan agar tulangan dan beton dapat mengalami deformasi bersama-sama, yaitu agar terdapat ikatan yang cukup kuat diantara kedua material tersebut untuk memastikan tidak teijadinya gerakan relatif (atau slip) dari tulangan dengan beton yang ada disekelilingnya.



Ikatan yang kuat ini dapat diperoleh dengan memakai bahan adhesi kimia yang bekeija pada bidang antara tulangan beton, atau oleh kekasaran alami dari geseran yang terdapat pada tulangan berprofil baja, dan oleh sirip permukaan yang dibentuk oleh rusuk-rusuk yang dekat sekali jaraknya yang terdapat pada tulangan penguat supaya bisa teijadi ikatan yang kuat diantara kedua material tersebut.

Berikut ini diberikan beberapa gambaran yang menyebabkan teijadinya ikatan yang kuat antara tulangan dan beton:
(1) koefisien muai panas dari kedua material, kurang lebih 0,0000065 untuk tulangan dan rata-rata 0,0000055 untuk beton, cukup berdekatan untuk dapat mencegah teijadinya retak dan efek-efek lainnya yang tidak diinginkan akibat tejadi-nya deformasi karena adanya perubahan temperatur.

(2) karena daya tahan baja terhadap karat sangat lemah, maka beton yang berada disekeliling tulangan penguat dapat memberi-kan perlindungan yang baik terhadap karat, dengan demikian dapat memperkecil masalah karat dan mengurangi biaya pemeliharaannya.

(3) Daya tahan api dari tulangan yang tidak terlindung diperlemah oleh konduktifitasnya yang tinggi terhadap panas dan oleh kenyataan bahwa kekuatan tulangan akan berkurang banyak pada temperatur yang tinggi. Sebaliknya kondutifitasnya panas beton relatif rendah. Dengan demikian, kerusakan yang disebabkan, bahkan oleh api yang menjalar untuk jangka waktu yang lama, kalaupun ada, biasanya terbatas pada lapisan luar dari beton, dan suatu penutup beton dengan ketebalan cukup dapat berfungsi cukup baik sebagai penyekat bagi tulangan yang ditanamkan di dalamnya.

b. Jenis-jenis Baja Tulangan.

Di dalam struktur beton, baja tulangan dipakai dalam dua cara yang beda: sebagai baja penguat dan sebagai baja prategang. Baja penguat dipasang di dalam cetakan sebelum  beton dicor. Tegangan-tegangan yang terjadi pada baja, seperti juga tegangan yang terjadi pada beton yang telah mengeras, hanya disebabkan oleh beban yang bckeija pada struktur, kecuali apabila terjadi kemungkinan timbulnya tegangan-tegangan sekunder seperti yang disebabkan oleh penyusutan atau sebab-sebab lainnya.

Sebaliknya, pada struktur beton prategang, sebelum baja bekerja bersama dengan beton untuk memikul beban luar, terlebih dahulu dikeqakan gaya tarik yang besar padanya. Baja yang dipakai untuk kedua penggunaan ini sangat berbeda antara yang satu dengan yang lainnya masing-masing akan dibahas secara terpisah.

Jenis yang paling umum dari baja penguat (yang berbeda dengan baja untuk struktur prategang) adalah batang baja yang berbentuk bulat yang tersedia dalam berbagai-bagai diameter, dari Vi sampai kurang lebih 1 3/8 in (6,3 sampai 35 mm) untuk penggunaan yang umum dan dalam bentuk dua batangan berat dengan diameter kurang lebih 1% dan 2 % in (44,5 dan 57 mm).

Batang-batang baja ini, dengan kekecualian yang berdiameter 1/4 inchi, dilengkapi dengan sirip pada permukaannya dengan maksud untuk menambah kekuatan ikatan antara baja dan beton. Syarat-syarat minimum untuk deformasi ini (jarak proyeksi dan lain-lainnya) dikembangkan berdasarkan penyelidikan percobaan yang lama dan di dalam ASTM dispesifikasikan pada spesifikasi A305. Produsen batang baja yang berbeda, memakai pola yang berbeda pula, yang semuanya berusaha untuk memenuhi syarat-syarat yang ditentukan. Gambar 1.11 menunjukan berbagai jenis baja dengan permukaan bersirip yang banyak diproduksi dewasa ini.

Gambar 1.11 Jenis-jenis batang baja bersirip .

Ukuran tulangan baja dinyatakan dengan nomor bilangan, nomor 2 sampai nomor 11 merupakan tulangan baja yang umum dipakai dan nomor 14 dan nomor 18 merupakan ukuran-ukuran tulangan baja ekstra besar seperti yang telah dikemukakan diatas. Penentuan dengan memakai bilangan, bukan makai diameter, telah dipakai karena dengan adanya sirip pada permukaan baja yang menyebabkan kita tidak mungkin untuk mendapat-kan suatu kebenaran harga diametemya.

Bilangan-bilangan tersebut disusun sedemikian rupa sehingga setiap satuan bilangan mempunyai nilai kelipatan ukuran diameter 1/8 inchi (3,2 mm). Jadi, tulangan nomor 5 mempunyai diameter nominal 5/8 inchi (16 mm), dan demikian pula halnya untuk ukuran-ukuran yang lainnya. Tabel A.l dari lampiran A memberikan ukuran luas, keliling, dan berat dari tulangan baja standar. Tabel-tabel A2 sampai A4 memberikan informasi yang serupa untuk tulangan kelompok.

Selain dari tulangan tunggal, untuk memperkuat plat atau permukaan-permukaan lainnya seperti Shell sering dipakai jaringan kawat baja yang dilas (welded wire fabric).

Jaringan ini terdiri dari serangkaian kawat-kawat baja yang disusun secara membujur dan melintang saling tegak lurus antara yang satu dengan yang lainnya dan kemudian dilas bersama-sama pada semua titik pertemuannya. Ukuran dan jarak antara kawat mungkin sama pada kedua arah tersebut dan mungkin pula berbeda, tergantung pada syarat-syarat dari perencanaan. Data yang mendetil mengenai hal ini bisa dilihat pada referensi 1.24 atau pada katalog-katalog komersil.

Baja prategang dipakai dalam tiga bentuk : kawat puntir (wire standar) kawat tunggal, dan tulangan baja berkekuatan tinggi. Kawat atau kabel prategang yang dipuntir terdiri dari tujuh jenis kawat yaitu sebuah kawat yang terletak dipusat yang dililit dengan kuat oleh enam kawat luar yang lilitannya berbentuk spiral dengan kemiringan berkisar antara 12 sampai 16 kali diamater nominal dari lilitan.

Diamter lilitan berkisar antara 'A sampai Vi inchi (6,5 sampai 13 mm). Kawat prategang diametemya berkisar antara 0,192 samapai 0,276 inchi (4,9 sampai 7,0 mm). Kawat tersebut dibuat berdasarkan tarik dingin dari baja yang mempunyai kadar karbon tinggi, seperti juga pembuatan dari setiap kawat yang terdapat pada kawat yang dipuntir. Tulangan campuran berkekuatan tinggi yang dipakai untuk prategang tersedia dalam ukuran diameter yang berkisar antara % sampai 1 inchi (19 sampai 35 mm). Selanjutnya baca Mutu dan Kekuatan serta Grafik Regangan-Tegangan.