Percobaan-percobaan, Pengendalian Mutu, Pengawasan

Percobaan-percobaan, Pengendalian Mutu, Pengawasan

Mutu dari material yang diproduksi di prabrik dengan memakai mesin, seperti baja struktur atau baja tulangan, dijamin oleh produsemya, yang harus menjalankan pengendalian mutu secara sistematis, yang biasanya berdasarkan spesifikasi yang sesuai dari standar-standar ASTM (American Society for Testing and Materials). Bahan beton, sebaliknya, diproduksi pada atau di dekat lokasi pekerjaan dan mutu akhirnya dipengaruhi oleh sejumlah faktor, seperti yang telah dibahas secara singkat sebelumnya. Dengan demikian, pada lokasi konstruksi harus dilakukan pengendalian mutu yang sistematis.
Ukuran utama dari mutu struktur beton adalah kekuatan tekannya.
Percobaan-percobaan untuk menentukan sifat ini dilakukan pada contoh silinder yang mempunyai tinggi dua kali dari ukuran diametemya, biasanya dipakai yang berukuran 6 x 12 inchi. Cetakan kedap air yang berbentuk silinder seperti ini diisi dengan beton yang prosedur pengisian beton ke dalam cetakan seperti yang telah ditentukan dalam spesifikasi ASTM C172. Metode Pengembalian Contoh Beton Baru, spesifikasi ASTM C31, Metode Pembuatan dan Perawatan contoh Beton di Lapangan. Silinder tersebut dijaga kelembabannya supaya tetap pada temperatur 70 sampai kurang lebih 75°F, selama 28 hari, dan kemudian diuji di laboratorium dengan pembebanan bertahap sesuai dengan spesifikasi. Kekuatan tekan yang didapat dari hasil percobaan seperti itu dikenal sebagai kekuatan silinder f 'c dan merupakan sifat utama yang ditentukan untuk tujuan- tujuan perencanaan.

Untuk memberikan keamanan pada struktur, perlu dilakukan pengendalian dan pengawasan secara terus menerus untuk mendapatkan kepastian bahwa kekuatan beton yang didapat benar- benar sesuai dengan harga kekuatan beton yang dipakai dalam perencanaan. Pedoman ACI menentukan bahwa untuk pembuatan beton sebanyak 150 yd3 (115 m3) atau untuk setiap penempatan permukaan beton seluas 5000 ft2 (465 m2) harus diuji sepasang silinder paling sedikit sekali sehari.

Seperti yang dinyatakan dalam artikel 1.4, hasil dari percobaan kekuatan dari campuran batch yang berbeda dengan proporsi yang sejenis biasanya menunjukan perbedaan-perbedaan yang tidak dapat dihindari. Perbedaan tersebut dapat dikurangi dengan pengendalian dan pengawasan yang ketat, tetapi pada percobaan-percobaan tertentu tidak dapat dihindari terjadinya kekuatan silinder yang lebih rendah dari kekuatan yang ditentukan dalam perencanaan.

Walaupun terdapat perbedaan-perbedaan yang demikian, untuk memastikan didapatnya kekuatan beton yang cukup, pedoman ACI merumuskan bahwa mutu beton dapat dikatakan memuaskan apabila (1) tidak satupun dari hasil pengujian kekuatan (harga rata-rata dari sepasang silinder yang dicoba) lebih rendah dari 500 psi (3,45 MPa) atau lebih dari kekuatan f'c yang diperlukan dan (2) harga rata-rata dari sembarang tiga pengujian kekuatan secara berturut-turut harus sama atau melampaui harga f'c yang ditentukan.

Sudah terbukti bahwa apabila beton disusun sedemikian rupa sehingga harga kekuatan rata-ratanya tepat sama dengan kekuatan f 'c yang diperlukan, maka beton tersebut tidak dapat memenuhi syarat-syarat mutu seperti yang dikemukakan diatas, karena dalam hal ini kurang lebih setengah dari hasil percobaan kekuatannya berada dibawah harga f’c yang di-butuhkan. Oleh sebab itulah perlu dibuat suatu perbandingan komponen beton sedemikian rupa sehingga kekuatan rata-ratanya dapat melampaui kekuatan perencanaan yang dibutuhkan f 'c dengan suatu jumlah tertentu yang cukup dapat menjamin bahwa kedua syarat-syarat yang dikemukakan diatas dapat dipenuhi. Jumlah tertentu minimum dari kekuatan rata-rata yang harus melampaui f 'c hanya dapat ditentukan dengan memakai metode statistik karena adanya sifat penyimpangan acak dari perbedaan-perbedaan hasil pengujian.

Untuk melakukan hal tersebut, telah diturunkan syarat- syarat yang membatasi kemungkinan terjadinya pengurangan kekuatan dalam batasan sebagai berikut:

1. Kemungkinan 1 dalam 100 bahwa hasil percobaan kekuatan suatu silinder akan berada di bawah harga f'c lebih dari 500 psi (3,45 MPa).
2. Kemungkinan 1 dalam 100 bahwa kekuatan rata-rata dari hasil percobaan tiga buah silinder secara berturut-turut akan berada di bawah harga f'c.
3. Kemungkinan 1 dalam 100 bahwa hasil percobaan sebuah silinder yang diambil secara randum akan berada di bawah harga f'c.

Persyaratan ini dinyatakan dalam Gambar 1.3, yang menunjukan tiga buah grafik frekuensi normal dari distribusi hasil-hasil percobaan kekuatan, yang semuanya akan memenuhi syarat 3 seperti yang dikemukakan diatas. Kekuatan perencanaan yang dibutuhkan adalah f 'c = 3000 psi. Grafik-grafik tersebut berhubungan dengan tiga tingkatan yang berada dari pengendalian mutu, grafik yang paling sempit menunjukkan pengendalian mutu, grafik yang paling sempit menunjukkan pengendalian mutu, grafik yang paling sempit menunjukkan pengendalian yang paling baik, yaitu yang paling rendah penyimpangannya, dan grafik yang paling lebar menunjukan pengendalian yang paling buruk.
Gambar 1.3 Grafik frekuensi dan kekuatan rata-rata untuk berbagai tingkatan pengendalian mutu beton dengan f'c = 3000 psi (20,7 MPa) (dikutip dari Referensi 1.15) Percent of test = persentasi percobaan.

Commpressive strength = kekuatan tekan.
Specified Strength = kekuatan rencana.
Tingkat pengendalian, yaitu nilai penyimpangannya, diukur dengan deviasi standar, yang ditunjukan untuk setiap grafik tersebut. Dapat dilihat bahwa untuk memenuhi persyaratan 3 bagi beton yang terkendali secara ketat dengan suatu deviasi standar yang besamya hanya 344 psi, kekuatan rata-rata fcr harus paling sedikit 441 psi lebih besar dari kekuatan perencanaan fc. Sebaliknya, untuk tiga beton percobaan yang pengendaliannya sangat buruk, dengan suatu deviasi standar sebesar 806 psi, kekuatan rata-rata harus melampaui kekuatan perencanaan paling sedikit sebesar 1034 psi. Dengan cara yang sama kdndisi-kondisi 1 dan 2 dapat dievaluasi dengan metode statistik tersebut.

Berdasarkan beberapa hasil studi pedoman ACI mensyaratkan bahwa fasilitas-fasilitas produksi beton dapat menggunakan catatan-catatan hasil produksi untuk dipakai dalam menentukan deviasi standamya. Pedoman tersebut kemudian menentukan kekuatan minimum yang harus dilampaui kekuatan perencanaan f 'c dari kekuatan rata-rata yang dimaksud pada penentuan proporsi beton tertentu, yang besamya tergantung pada deviasi standar ct, sebagai berikut:

400 psi bila ct < 300 psi    2,8 MPa bila a < 2,1    MPa
550 psi bila ct = 300 S/D    400 psi    3,8 MPa bila ct = 2,1    s/d2,8 MPa
700 psi bila ct = 400 S/D    500 psi    4,9 MPa bila ct = 2,8    s/d 3,5    MPa
900 psi bila ct = 500 S/D    600 psi    6,3 MPa bila ct = 3,5    s/d 4,1    MPa

Apabila ct melampaui 600 psi (4,1 MPa), atau apabila tidak tersedia catatan yang cukup mengenai kekuatan beton yang pemah di coba, maka kekuatan rata-rata harus melampaui f'c paling sedikit 1200 psi (8,3 MPa).

Dapat dilihat bahwa metode pengendalian ini mengakui kenyataannya bahwa teijadinya penyimpangan kekuatan beton tidak dapat dihindari. Syarat-syarat 1 sampai 3 secara berurutan meyakinkan kita akan kecilnya kemungkinan bahwa kekurangan kekuatan seperti itu akan terjadi sedemikian besar sehingga menjadi suatu bahaya yang serius ; suatu kemungkinan kecil lainnya adalah bahwa bagian struktur yang dapat diukur, seperti yang diwakili oleh tiga percobaan kekuatan berturut-turut, akan terbuat dari bahan beton yang mempunyai kekuatan dibawah kekuatan rata-rata ; dan suatu bagian beton secara keseluruhan dengan kekuatan dibawah f'c tidak akan lebih besar dari 10% dari beton yang dibuat.

Walaupun terdapat kemajuan-kemajuan dalam dunia ilmu pengetahuan, dalam hal ilmu bangunan secara umum, dan khususnya dalam teknik pembuatan beton, tidak terdapat kemajuan yang pesat karena disini memerlukan unsur-unsur seni dan ketrampilan. Teknik pembuatan beton tergantung pada ketrampilan dan hasilnya sukar ditentukan secara tepat. Hal ini merupakan tugas dari pengawasan yang sistematis untuk memastikan terjadinya kesesuaian yang cukup baik antara rencana dan spesifikasi dengan hasil akhir dari struktur. Pengawasan selama berlangsungnya pembangunan harus dilakukan oleh seorang rekayasawan yang berwenang, dan biasanya yang lebih tepat dalam hal ini adalah rekayasawan yang merencanakan konstruksi tersebut atau yang bertanggung jawab terhadap rekayasawan yang merencanakannya. Fungsi utama dari seorang pengawas dalam hubungannya dengan pengendalian mutu adalah membuat contoh-contoh, melakukan pengujian terhadap contoh-contoh, dan pemeriksaan lapangan dari material, mengawasi penentuan komposisi material beton, pengawasan proses takaran, pencampuran, pengangkutan, penempatan pemadatan, perawatan, dan pengawasan persiapan pembuatan contoh-contoh untuk pemeriksaan laboratorium.

Sebagai tambahan seorang pengawas juga harus memeriksa pondasi, bekisting, penempatan baja tulangan, dan hal-hal lain yang berhubungan dengan kemajuan pekeijaan secara umum ; seperti membuat dan menyimpan catatan-catatan dari hal-hal yang diawasi, dan mempersiapkan laporan-laporan periodik Pentingnya pengawasan secara keseluruhan terhadap ketepatan dan tercapainya mutu beton dari struktur akhir tidak dapat ditekankan terlalu banyak disini.

Penjelasan singkat mengenai teknologi beton disini hanya memberikan garis besar dari subyek-subyek yang penting saja. Seorang praktisi yang bersungguh-sungguh bertanggung jawab dalam fase produksi dan pengecoran beton pastilah akan lebih terbiasa dengan hal-hal rinci yang lebih mendalam. Sebagai tambahan terhadap literatur yang dikemukakan pada artikel-artikel sebelumnya, dapat dipakai referensi 1.8 sampai 1.11. 1. Selanjutnya Kekuatan Tarik dan Kekuatan Akibat Tegangan Kombinasi