EFFECT OF HIGH TEMPERATURE ON THE BEHAVIOR OF FIBER REINFORCED POLYMER CONFINED HIGH STRENGTH CONCRETE CYLINDERS

EFFECT OF HIGH TEMPERATURE ON THE BEHAVIOR OF FIBER REINFORCED POLYMER CONFINED HIGH STRENGTH CONCRETE CYLINDERS EFEK TEMPERATUR TINGGI PADA PERILAKU CYLINDER BETON MUTU TINGGI YANG DIBUNGKUS DENGAN FIBER REINFORCED POLYMER Butje Alfonsius Louk Fanggi Staf Pengajar pada Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Kupang, Kupang-NTT Jln. Adi Sucipto-Penfui, Kupang-NTT, 85001, E-mail: [email protected] ABSTRACT This research is purpose to investigate the effect of high temperature on the behavior of Fiber Reinforced Polymer (FRP) confined concrete cylinders. Ten unreinforced concrete cylinders with 60 MPa of concrete on twenty eight days having 100 mm diameter and 200 height were casted and eight of them wrapped with Carbon FRP (CFRP) and Glass FRP (GFRP). Moreover these cylinders were divided into two groups: room temperature group used as reference group and group of prolonged high temperature. Each group was consist of five cylinders: one cylinder wrapped with no layer of FRP, one cylinder wrapped with one layers of CFRP, one cylinder wrapped with two layers of CFRP, one cylinder wrapped with one layer of GFRP, and one cylinder wrapped with two layers of GFRP. After 30 days in room with temperature 20oC for cylinders in room temperature group and oven with temperature 70oC for cylinders in prolonged high temperature group, all cylinders were tested by application of an axial concentric loading until failure. This study indicated that prolonged high temperature did not significantly influence ultimate strength of cylinder wrapped with no layer of FRP and with FRP. Exception was experienced on cylinder wrapped with 1 layer of GFRP where its ultimate strength increased. There was no significantly affect observed on ultimate deflection of cylinder wrapped with no layer of FRP and 1 layer of GFRP. Meanwhile ultimate deflection of cylinder wrapped with 1 layer of CFRP decreased but ultimate deflection of cylinder wrapped with 2 layers of GFRP increased. Capacity of cylinder to absorb energy at maximum load of cylinder wrapped with no layer of FRP and with FRP increased where exception was observed on cylinder wrapped with 2 layer of CFRP. Total energy absorption before cylinder collapse increased for cylinder wrapped with no layer of FRP and with 1 and 2 layers of GFRP, but decreased for cylinder wrapped with 1 and 2 layers of CFRP. Keywords: high temperature, prolonged high temperature, concrete cylinder, strength, deflection, energy absorption.

ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi efek temperatur tinggi pada perilaku Fiber Reinforced Polymer (FRP) membungkus silinder beton. Sepuluh silinder beton tak bertulang dengan kuat tekan 60 MPa pada umur 28 hari dengan ukuran diameter 100 mm dan tinggi 200 mm dicetak dan 8 diantaranya dibungkus dengan Carbon FRP (CFRP) dan Glass FRP (GFRP). Selanjutnya silinder dibagi ke dalam 2 group: group temperatur ruang sebagai group referensi dan group temperatur tinggi berkepanjangan. Setiap group terdiri dari 5 silinder yaitu: satu silinder tidak dibungkus dengan FRP, satu silinder dibungkus dengan 1 lapis CFRP, satu silinder dibungkus dengan 2 lapis CFRP, satu silinder dibungkus dengan 1 lapis GFRP, dan satu silinder dibungkus dengan 2 lapis GFRP. Setelah 30 hari ditempatkan dalam ruang dengan temperatur 200C bagi silinder dalam group temperatur ruang dan dalam oven dengan temperatur 700C bagi silinder dalam group temperatur tinggi berkepanjangan, seluruh silinder dites dengan menggunakan beban tekan terpusat hingga hancur. Hasil penelitian ini megindikasikan bahwa temperatur tinggi berkepanjangan tidak secara signifikan mempengaruhi kekuatan ultimit dari silinder yang tidak dibungkus maupun dibungkus dengan FRP. Pengecualian terjadi pada silinder yang dibungkus dengan 1 lapis GFRP dimana kekuatan ultimitnya meningkat. Tidak ada efek yang signifikan pada lendutan ultimit dari silinder yang tidak dibungkus dengan FRP dan yang dibungkus dengan 1 lapis GFRP. Sementara lendutan ultimit dari silinder yang dibungkus dengan 1 lapis CFRP menurun sebaliknya silinder yang dibungkus dengan 2 lapis GFRP meningkat. Kapasitas menyerap energi pada beban maksimum dari silinder yang tidak dibungkus maupun yang dibungkus dengan FRP meningkat semnetara pengecualian terjadi pada silinder yang dibungkus dengan 2 lapis CFRP. Total energi yang diserap sebelum silinder hancur meningkat bagi silinder yang tidak dibungkus maupun yang dibungkus dengan 1 dan 2 lapis GFRP, sebaliknya menurun bagi silinder yang dibungkus dengan 1 dan 2 lapis CFRP. Kata-kata kunci: temperatur tinggi, temperatur tinggi berkepanjangan, silinder beton, kekuatan, lendutan, energi yang diserap.

PENDAHULUAN Pengunaan FRP sebagai material untuk membungkus beton sangat populer dewasa ini. Metode ini memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan metode konvensional seperti steel jacket yaitu mudah diaplikasikan di lapangan, biaya material murah, memiliki kekuatan tinggi, dan ringan (El-Hacha et al., 2010). Karena itu, FRP telah digunakan secara luas, khususnya untuk perkuatan dan perbaikan struktur yang lemah atau perkuatan struktur yang baru (Sadhegian et al., 2010). Studi tentang FRP membungkus beton pada temperatur lingkungan ekstrim telah banyak dilakukan. Green et al. (2004) meneliti efek kondisi ekstrim pada perilaku FRP membungkus

beton dimana cuaca dingin, korosi, dan kebakaran adalah kondisi ekstrimnya. Selanjutnya cuaca dingin dibagi kedalam daerah temperatur rendah dan daerah freeze-thaw. Untuk tes daerah temperatur rendah, enam silinder (dua tidak dibungkus dan empat dibungkus dengan satu dan dua lapis CFRP-A) ditempatkan pada temperatur -180C selama 200 hari, kemudian dites pada temperatur ruang. Sementara sembilan silinder (tiga tidak dibungkus dan enam dibungkus) ditempatkan pada temperatur ruang sebagai spesimen kontrol, dan enam belas silinder (dibungkus dengan satu lapis CFRP-B dan dua lapis GFRP-A) ditempatkan pada temperatur -400C dan temperatur ruang selama 16 hari dan kemudian dites sesegera mungkin setelah dikeluarkan dari tempat pembekuan (-400C). Setiap silinder memiliki ukuran yang sama

222 Dinamika TEKNIK SIPIL, Akreditasi BAN DIKTI No : 110/DIKTI/Kep/2009

yaitu diameter 152 mm dan tinggi 305 mm, notasi A dan B menunjukan pabrik yang memproduksi material CFRP dan GFRP tersebut. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa silinder pada temperatur rendah yang dibungkus dengan CFRP-A tidak mengalami penurunaan kekuataannya bahkan mengalami peningkatan sebesar 14% pada temperatur -400C. Untuk freeze-thaw tes, 63 silinder dengan ukuran diameter 152 mm dan tinggi 305 mm dibungkus dengan CFRP-A dan GFRP-B ditempatkan pada 250 kali siklus freeze-thaw dimana satu siklus terdiri atas 16 jam pada udara dengan temperatur -180C dan 8 jam berada dalam air dengan temperatur +150C. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa silinder yang dibungkus dengan CFRP dan GFRP mengalami penurunan kekuatannya sebesar kurang dari 10% dan 15% sementara silinder yang tidak dibungkus mengalami penurunan kekuatan lebih lebih dari 50%. El-hacha et al. (2010) meneliti perilaku dari silinder beton tanpa penulangan yang dibungkus dengan lembaran FRP pada sebuah lingkungan yang keras seperti temperatur tinggi, siklus panas dan dingin, dan temperatur panas berkepanjangan. Temperatur tinggi diwakili oleh temperatur +45oC selama 40 hari, siklus panas dan dingin diwakili oleh temperatur +23oC sampai +45oC sebanyak 33 siklus, dan temperatur tinggi yang berkepanjangan diwakili oleh temperatur +45oC selama 70 hari. 36 silinder dengan ukuran diameter 150 cm dan tinggi 300 cm dicetak dan dites dengan menggunakan beban tekan aksial hingga silindersilinder tersebut hancur. Sembilan silinder tidak dibungkus dan digunakan sebagai kontrol dan 24 silinder dibungkus dengan 2 lapis lembar CFRP. Setengah dari total silinder ditempatkan pada siklus panas dan dingin, kemudian ditempatkan pada siklus freeze-thaw pada temperatur -18oC sampai 23oC selama 33 siklus dan sisanya dibenamkan dalam air dingin pada temperatur +23oC selama 33 hari atau pada air asin pada temperatur +23OC selama 33 hari. Studi ini menunjukan bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan pada kekuatan dari silinder beton yang dibungkus maupun yang tidak dibungkus dengan FRP yang ditempatkan pada siklus panas dan dingin. Sedikit efek negatif nampak pada kuat tekan baik silinder yang dibungkus atau tidak dibungkus oleh FRP yang ditempatkan pada siklus freeze-thaw atau dibenamkan dalam air dingin atau air asin. Kekuatan silinder yang dibungkus yang ditempatkan pada temperatur panas berkepan-jangan juga tidak mengalami penurunan. Karbari et al. (2000) meneliti efek dari siklus freeze-thaw pada silinder beton yang dibungkus dengan CFRP dan GFRP. Silinder dibuat dari beton dengan kuat tekan 50 Mpa dengan ukuran diameter 152.4 mm dan tinggi 304.4 mm. Setelah 28 hari dibenamkan dalam air, silinder dikeluarkan dan dibungkus dengan CFRP dan GFRP, dan kemudian ditempatkan pada temperatur ruang selama 1 bulan sebelum dites. Selanjutnya seluruh silinder dibagi ke dalam 2 group, yaitu group pertama ditempatkan pada temperatur +22.5oC dan group kedua ditempatkan pada siklus freeze-thaw dengan menggunakan temperatur +22.5 o C sampai -20oC selama 201 kali siklus. Seluruh spesimen dites hingga hancur dengan menggunakan beban tekan axial. Penelitian ini mengindikasikan bahwa tidak ada perubahan yang siknifikan pada kekuatan ultimit dari silinder yang dibungkus setelah ditempatkan pada siklus freeze-thaw. Dari penelitian di atas dan beberapa penelitian lain yang tersedia dalam berbagai literatur, perilaku beton yang dibungkus dengan FRP pada suhu antara +45oC sampai -40oC cukup dikenal dengan baik. Secara umum aplikasi FRP akan meningkatkan kekuatan dan daktalitas dari beton yang dibungkus. Namun dari beberapa riset terdahulu seperti penelitian di atas, telah terindikasi adanya degradasi pada matrix FRP dari beton yang dibungkus dengan FRP khususnya pada temperatur tinggi atau pada siklus freeze-thaw. Dilain pihak pemahaman terhadap perilaku beton yang dibungkus dengan FRP pada temperatur diatas +45oC masih terbatas padahal temperatur tinggi di atas +45oC telah dialami oleh banyak negara misalnya Australia dan negara-negara timur tengah.

Karena itu, tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan efek temperatur tinggi berkepanjangan terhadap kekuatan, lendutan, dan energi yang diserap oleh silinder beton yang dibungkus dengan FRP. METODE PENELITIAN Sepuluh silinder beton tak bertulang dicetak dengan ukuran diameter 100 mm dan tinggi 200 mm. Sehari setelah dicetak, bekesting silinder dilepas dan semua silinder direndam dalam bak air untuk proses hidrasi selama 28 hari. Setelah proses hidrasi, semua silinder dikeluarkan dan 8 diantaranya dibungkus dengan FRP. Setelah itu, silinder dibagi ke dalam group temperatur ruang dan temperatur tinggi berkepanjangan dimana masing-masing group terdiri atas 5 buah silinder yaitu 1 silinder tidak dibungkus dengan FRP, 1 silinder dibungkus dengan 1 lapis CFRP, 1 silinder dibungkus dengan 2 lapis CFRP, 1 silinder dibungkus dengan 1 lapis GFRP, dan 1 silinder dibungkus dengan 2 lapis GFRP. Selanjutnya silinder dalam group temperatur ruang ditempatkan dalam ruangan dengan temperatur 20oC selama 30 hari dan silinder dalam group temperatur tinggi berkepanjangan ditempatkan dalam oven dengan temperatur 70oC selama 30 hari. Detail silinder dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Detail silinder Temperatur Temperatur ruang

Simbol U0R C1R C2R G1R G2R

Temperatur tinggi berkepanjangan

U0P C1P C2P G1P G2P

Keterangan Silinder tidak dibungkus dengan FRP pada temperatur ruang Silinder dibungkus dengan 1 lapis CFRP pada temperatur ruang Silinder dibungkus dengan 2 lapis CFRP pada temperatur ruang Silinder dibungkus dengan 1 lapis GFRP pada temperatur ruang Silinder dibungkus dengan 2 lapis GFRP pada temperatur ruang Silinder tidak dibungkus dengan FRP pada temperatur tinggi berkepanjangan Silinder dibungkus dengan 1 lapis CFRP pada temperatur tinggi berkepanjangan Silinder dibungkus dengan 2 lapis CFRP pada temperatur ruang Silinder dibungkus dengan 1 lapis GFRP pada temperatur tinggi berkepanjangan Silinder dibungkus dengan 2 lapis GFRP pada temperatur tinggi berkepanjangan

Pembungkusan dengan FRP dilakukan menggunakan campuran antara epoxy resin dan hardener dengan perbandingan 1:5. Sebelum dibungkus, silinder dikeringkan dengan cara dianginanginkan dan dibersihkan dari debu. FRP yang digunakan adalah Carbon FRP (CFRP) dan Glass FRP (GFRP) yang berbentuk pita dengan lebar 10 cm. Bagi silinder yang dibungkus dengan 2 lapis FRP, lapisan ke 2 dilakukan setelah 30 menit lapisan pertama dilekatkan. Rentang waktu ini akan memberikan lekatan yang cukup pada lapisan pertama sehingga tidak bergeser saat lapisan kedua diaplikasikan. Detail dari pembungkusan dapat dilihat pada gambar 1 dibawah. Tes dilakukan pada temperatur ruang dengan menggunakan mesin kuat tekan berkekuatan 500 ton. Beban diaplikasikan secara sentris terpusat dengan rate 0.2 mm/detik pada permukaan atas silinder. Data yang diperoleh adalah beban dan lendutan axial. Sebelum pengetesan, bagian atas atau bawah silinder yang tidak rata dicapping dengan menggunakan campuran antara plaster dan air dengan perbandingan 3.5:1. Perbandingan ini mem-

Dinamika TEKNIK SIPIL/Vol. 11/No. 3/September 2011/ Butje Alfonsius L. F./Halaman : 222 - 227 223

buat kekuatan capping setara dengan 80 MPa. Pengcappingan dilakukan agar beban dapat diaplikasikan secara sentris.

bahwa temperatur tinggi berkepanjangan menurunkan kapasitas menyerap energi baik pada beban maksium maupun pada total energi dari silinder yang tidak dibungkus dengan FRP. Tabel 3. Perbandingan energi yang diserap silinder U0R dan U0P

U0R

Energi yang diserap pada beban maksimum (J) 4.21

Total energi yang diserap (J) 4.28

U0P

3.40

3.46

Silinder

Peningkatan pada beban maksimum (%)

Peningkatan total energi yang diserap (%)

0.00

0.00

-19.25

-19.12

SILINDER YANG DIBUNGKUS DENGAN 1 LAPIS CFRP (SILINDER C1R DAN C1P)

Gambar 1. Detail pengekangan/ pembukusan HASIL DAN PEMBAHASAN SILINDER YANG TIDAK DIBUNGKUS DENGAN FRP (SILINDER U0R DAN UOP) Perilaku beban dan lendutan axial silinder U0R dan U0P tampak pada gambar 2. Berdasarkan gambar 2, silinder UOP memiliki perilaku yang sama dengan silinder U0R dimana ketika beban maksimum dicapai, beban drop secara drastis tetapi lendutan ultimit meningkat. Tampak beban dan lendutan ultimit yang dicapai oleh silinder U0P lebih rendah dari silinder U0R.

Mengacu pada kurva beban-lendutan axial pada gambar 3, tampaknya silinder C1P memiliki perilaku yang sama dengan silinder C1R dimana beban meningkat secara drastis hingga mencapai puncak pertama, kemudian sedikit menurun secara perlahan dan meningkat lagi hingga mencapai puncak kedua dan terakhir drop, sedangkan lendutan ultimit meningkat. Dari gambar ini nampak bahwa efek dari pembungkusan oleh FRP baru bekerja setelah beton hancur yaitu dimulai pada titik dimana beban kembali meningkat setelah puncak pertama dicapai. Tampak beban ultimit yang dicapai silinder U0P lebih besar dari silinder U0R namun lendutan ultimitnya lebih rendah.

Gambar 3. Kurva beban-lendutan axial silinder C1R dan C1P Gambar 2. Kurva beban-lendutan axial silinder U0R dan U0P Seperti nampak pada tabel 2, beban ultimit yang dicapai oleh silinder U0P lebih rendah 1% dari silinder U0R, lendutan pada beban maksimum lebih tinggi 2% dari silinder U0R, dan beban ultimit yang dicapai oleh silinder U0P lebih rendah 3% dari silinder U0R. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa efek temperatur tinggi berkepanjangan tidak signifikan mempengaruhi baik kekuatan ultimit, lendutan pada beban maksimum, dan lendutan ultimit dari silinder yang tidak dibungkus oleh FRP.

Tabel 4 menunjukan hasil tes dari silinder C1R dan C1P dimana beban ultimit yang dicapai silinder C1P hampir sama dengan silinder C1R, lendutan pada beban maksimum lebih tinggi 151% dari silinder C1R, dan sebaliknya lendutan ultimit lebih rendah 46% dari silinder C1R. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa temperatur tinggi berkepanjangan tidak mempengaruhi beban ultimit namun meningkatkan lendutan pada beban maksimum menurunkan lendutan ultimit dari silinder yang dibungkus dengan 1 lapis CFRP. Tabel 4. Hasil Tes Silinder C1R dan C1P

Tabel 2. Hasil Tes Silinder U0R dan U0P Silinder U0R U0P

Beban ultimit (KN) 749.955 742.144

Lendutan pada beban maksimum (mm) 1.392 1.419

Lendutan ultimit (mm) 1.459 1.419

Tabel 3 menunjukan perbandingan energi yang diserap oleh silinder U0P terhadap silinder U0R (luas daerah dibawah kurva beban-lendutan) dimana energi yang diserap pada beban maksimum dan total energi yang diserap silinder U0P lebih rendah 19.25% dan 19.12 dari silinder U0R. Karena itu dapat dikatakan

Silinder C1R C1P




Tabel 5 menunjukan perbandingan energi yang diserap silinder C1P terhadap silinder C1R dimana energi yang diserap oleh silinder C1P pada beban maksimum lebih besar 299.36% dari silinder C1R tetapi total energi yang diserap oleh silinder C1P lebih rendah 0.54% dari silinder C1R. Dengan kata lain, temperatur tinggi berkepanjangan meningkatkan kemampuan me-


nyerap energy pada beban maksimum namun sebaliknya menurunkan total energy yang dapat diserap sebelum oleh silinder yang dibungkus dengan 1 lapis CFRP.

Tabel 7. Perbandingan energi yang diserap silinder C2R dan C2P Silinder

Tabel 5. Perbandingan energi yang diserap silinder C1R dan C1P Silinder C1R C1P

Energi yang diserap pada beban maksimum (J) 4.35 17.36

Total energi yang diserap (J) 18.88 18.87



0.00 299.36

0.00 -0.54

SILINDER YANG DIBUNGKUS DENGAN 2 LAPIS CFRP (SILINDER C2R DAN C2P) Kurva beban-lendutan axial silinder C2R dan C2P tampak pada gambar 4 di bawah. Berdasarkan gambar tersebut, silinder C2P memiliki perilaku yang sama dengan silinder C2R dimana ketika beban maksimum dicapai, beban drop tetapi lendutan ultimit meningkat bagi silinder C2R. Tampak beban ultimit yang dicapai oleh silinder C2P lebih tinggi dari silinder C2R.

C2R C2P





0.00 -18.91

0.00 -32.69

SILINDER YANG DIBUNGKUS DENGAN 1 LAPIS GFRP (SILINDER G1R DAN G1P) Kurva beban -lendutan axial silinder G1R dan G1P tampak pada gambar 5 dibawah. Berdasarkan gambar ini, silinder G1P memiliki perilaku yang sama dengan silinder G1R dimana ketika beban maksimum dicapai, beban drop secara drastis tetapi lendutan ultimit meningkat. Nampak beban ultimit yang dicapai oleh silinder G1P lebih rendah dari silinder G2R.

Gambar 5. Kurva beban-lendutan axial silinder G1R dan G1R Gambar 4. Kurva beban-lendutan axial silinder C2R dan C2P Seperti tampak pada tabel 6, beban ultimit yang dicapai oleh silinder C2P lebih tinggi 3.20% dari silinder C2R, lendutan pada beban maksimum lebih tinggi 11.70%, dan beban ultimit silinder C2P lebih rendah 17.80% dari silinder C2R. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa suhu berkepanjangan tidak secara signifikan mempengaruhi beban ultimit, namun sebaliknya secara signifikan meningkatkan lendutan pada beban maksimum dan lendutan ultimit dari silinder yang dibungkus dengan 2 lapis CFRP. Tabel 6. Hasil Tes Silinder C2R dan C2P Silinder C2R C2P

Beban ultimit (KN) 1342.990 1385.935



Tabel 7 menunjukan perbandingan energi yang diserap silinder C2P terhadap silinder C2R dimana energi yang diserap oleh silinder C2P pada beban maksimum sebesar 18.91% lebih rendah dari silinder C2P dan total energi yang diserap lebih rendah 32.69% dari silinder C2R atau dapat dikatakan bahwa temperatur tinggi berkepanjangan menurunkan kapasitas menyerap energi pada beban maksimum dan total energi dari silinder yang dibungkus dengan 2 lapis CFRP.

Seperti tampak pada tabel 8, beban ultimit yang dicapai oleh silinder G1P lebih rendah 20.90% dari silinder G1R, lendutan pada beban maksimum lebih tinggi 11.70%, dan lendutan ultimit silinder G1P hampir setara dengan silinder G1R. Dengan kata lain dapat dikatakan bahwa efek temperatur tinggi berkepanjangan secara signifikan menurunkan beban ultimit tetapi sebaliknya meningkatkan lendutan pada beban maksimum, namun tidak berdampak bagi lendutan ultimit dari silinder yang dibungkus dengan 1 lapis GFRP. Penurunan beban ultimit dari silinder yang dilapisi dengan GFRP disebabkan oleh karakteristik dari material ini, dimana GFRP memiliki kekuatan lebih besar pada temperatur ruang (GangRao et al., 2007). Tabel 8. Hasil Tes Silinder G1R dan G2R Silinder G1R G1P




Tabel 9 menunjukan perbandingan energi yang diserap silinder G1P terhadap silinder G1R dimana energi yang diserap oleh silinder G1P pada beban maksimum sebesar 22.19% lebih tinggi dari silinder G1R. Total energi yang diserap oleh silinder G1P sebesar 40.52% lebih tinggi dari silinder G1R atau dapat dikatakan bahwa suhu berkepanjangan meningkatkan kapasitas menyerap energi pada beban maksimum dan total energi yang diserap oleh silinder yang dibungkus dengan 1 lapis GFRP.


Tabel 9. Perbandingan energi yang diserap silinder G1R dan G1P Silinder G1R G1P




Silinder

0.00 22.19

0.00 40.52

G2R G2P

SILINDER YANG DIBUNGKUS DENGAN 2 LAPIS GFRP (SILINDER G2R DAN G2P) Kurva beban-lendutan axial silinder G2R dan G2P tampak pada gambar 6. Berdasarkan gambar tersebut, silinder G2P memilii perilaku yang sama dengan silinder G2R. Ketika beban maksimum dicapai, beban yang bekerja drop secara drastis tetapi lendutan ultimit meningkat. Nampak beban ultimit dan lendutan ultimit silinder G2P lebih rendah dari silinder G2R.

Gambar 6. Kurva beban-lendutan axial silinder G2R dan G2P Seperti tampak pada tabel 10, beban ultimit yang dicapai oleh silinder G2P lebih rendah 3.83%, lendutan pada beban maksimum silinder G2P lebih rendah 6.67%, dan lendutan ultimit lebih rendah 12.32% dari silinder G2R. Dengan kata lain dapat dikatakan bahwa temperatur tinggi berkepanjangan tidak secara signifikan mempengaruhi beban ultimit dan lendutan pada beban maksimum, namun sebaliknya meningkatkan lendutan ultimit dari silinder yang dibungkus dengan 2 lapis GFRP. Penurunan beban ultimit pada temperatur tinggi berkepanjangan disebabkan oleh karakteristik dari material GFRP, dimana GFRP memiliki kekuatan lebih besar pada temperatur ruang (GangRao et al., 2007). Tabel 10. Hasil Tes Silinder G2R dan G2P Silinder G2R G2P


Tabel 11. Energi yang diserap silinder G2R dan G2P




Tabel 11 menunjukan perbandingan energi yang diserap silinder G2P terhadap silinder G2R dimana energi yang diserap silinder G2P pada beban maksimimum lebih tinggi 37.27% dari silinder G2R dan total energi yang diserap silinder G2P lebih tinggi 23.46% dari silinder G2R, atau dapat dikatakan bahwa temperatur tinggi berkepanjangan meningkatkan kapasitas energi yang diserap pada beban maksimum dan total energi yang diserap oleh silinder yang dibungkus dengan 2 lapis GFRP.





0.00 37.27

0.00 23.46

KESIMPULAN Berdasarkan pembahasan di atas, beberapa kesimpulan dapat dibuat: 1. Efek temperatur tinggi berkepanjangan tidak signifikan mempengaruhi kekuatan ultimit, lendutan pada beban maksimum, dan lendutan ultimit dari silinder yang tidak dibungkus oleh FRP tetapi sebaliknya menurunkan kapasitas menyerap energi pada beban maksium maupun pada total energi sebelum silinder hancur. 2. Efek temperatur tinggi berkepanjangan tidak mempengaruhi kekuatan ultimit tetapi meningkatkan lendutan pada beban maksimum dan sebaliknya menurunkan lendutan ultimit dari silinder yang dibungkus dengan 1 lapis CFRP. Sementara kapasitas menyerap energi pada beban maksimum meningkat tetapi total energy yang dapat diserap oleh silinder sebelum hancur menurun. 3. Temperatur tinggi berkepanjangan tidak signifikan mempengaruhi kekuatan ultimit, namun secara signifikan meningkatkan lendutan pada beban maksimum dan lendutan ultimit dari silinder yang dibungkus dengan 2 lapis CFRP. Sementara kapasitas menyerap energi pada beban maksimum dan total energi yang diserap oleh silinder sebelum hancur menurun. 4. Efek temperatur tinggi berkepanjangan secara signifikan meningkatkan kekuatan ultimit dan lendutan pada beban maksimum, namun tidak berdampak bagi lendutan ultimit dari silinder yang dibungkus dengan 1 lapis GFRP. Selain itu, kapasitas menyerap energi pada beban maksimum dan total energi yang diserap oleh silinder meningkat. 5. Temperatur tinggi berkepanjangan tidak secara signifikan mempengaruhi kekuatan ultimit dan lendutan pada beban maksimum, namun sebaliknya meningkatkan lendutan ultimit dari silinder yang dibungkus dengan 2 lapis GFRP. Sementara kapasitas menyerap energi meningkat baik pada beban maksimum maupun pada total energy sebelum silinder hancur. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan secara tulus kepada Profesor Muhammad N. S. Hadi dari University of Wollongong atas semua bimbingan dan arahannya dalam penyelesaian penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA El-Hacha, R., Green, M. F., and Wight, G. R. (2010). Effect of severe environmental exposure on CFRP wrapped concrete columns, Journal of composites for construction, Vol. 14, No.1, February 1, 2010, pp. 83-88. GangRao, H.V.S., Taly, N., and Vijay, P.V. (2007). Reinforced concrete design with FRP composites, CRC Press, USA. Green, M. F., Bisby, L. A., and Kodur, V. K. R. (2006). FRP confined concrete columns: behavior under extreme condition, Cement and concrete composites, Vol. 28, pp. 928-937.


Karbhari, V. M., Rivera, J., and Dutta, P. K. (2000). Effect of short term freeze-thaw cycling on composites confined concrete, Journal of composites for construction, Vol. 4, pp. 191-197.

Sadeghian, P., Rahai, A. R., and Ehsani, M. R. (2010). Experimental study of rectangular columns strengthened with CFRP composites under eccentric loading, Composite for construction, January 2010, pp. 1-20.


EFFECT OF HIGH TEMPERATURE ON THE BEHAVIOR OF FIBER REINFORCED POLYMER CONFINED HIGH STRENGTH CONCRETE CYLINDERS

Recommend Documents