3. Sifat Mekanis Utama Beton
Setelah memahami dasar material dan proses pembentukan kekuatan beton, kini saatnya kita masuk ke jantung pembahasan: sifat mekanis utama beton. Sifat-sifat inilah yang menentukan seberapa besar beton dapat menahan beban, seberapa lentur ia bisa berdeformasi, dan bagaimana responsnya saat menghadapi retak, lentur, maupun tekanan tinggi.
3.1 Kuat Tekan Beton (Compressive Strength)
Definisi
Kuat tekan beton adalah kapasitas maksimum beton untuk menahan gaya tekan sebelum mengalami keruntuhan. Ini adalah sifat mekanis paling penting dalam desain struktur beton dan menjadi parameter utama dalam spesifikasi teknis proyek konstruksi.
Pengujian Standar
- ASTM C39 / SNI 1974:2011 – Menggunakan benda uji silinder Ø150 mm × 300 mm
- Pengujian dilakukan pada umur 28 hari untuk mendapatkan nilai karakteristik kuat tekan (f’c)
3.2 Kuat Tarik Beton (Tensile Strength)
Kenapa Penting?
Meski beton sangat kuat terhadap tekanan, ia sangat lemah terhadap gaya tarik. Karena itu, tulangan baja memiliki keunggulan untuk mengimbangi kelemahan ini.
Jenis Uji Tarik:
- Split Cylinder Test (ASTM C496/SNI 2491)
- Flexural Test (ASTM C78)
Hubungan Empiris:
fct = 0.56 x sqrt(f’c)*
*fct = kuat tarik beton (MPa)
*f’c = kuat tekan beton (MPa)
*sqrt= fungsi pangkat
Kuat tarik biasanya hanya 8–12% dari kuat tekan beton.
3.3 Modulus Elastisitas (Elastic Modulus, Ec)
Definisi
Modulus elastisitas menggambarkan kekakuan beton, yaitu hubungan antara tegangan dan regangan dalam zona elastis.
Rumus dari SNI 2847:
Ec=4700 x sqrt(f’c)*
*Ec = modulus elastisitas beton (MPa)
*f’c = kuat tekan beton (MPa)
*sqrt = fungsi pangkat
Tabel Perbandingan:
| f’c (MPa) | Ec (MPa) |
|---|---|
| 20 | 21,000 |
| 30 | 25,700 |
| 40 | 29,700 |
| 60 | 36,400 |
3.4 Modulus Ruptur (Flexural Strength)
Definisi
Modulus ruptur mengukur kekuatan beton terhadap pembebanan lentur—penting dalam desain pelat atau elemen tanpa tulangan tarik penuh.
Estimasi Umum:
fr ≈ 0.7 x sqrt(f’c)*
*fr = modulus ruptur beton
*f’c = kuat tekan beton
*sqrt = fungsi pangkat
Kekuatan lentur umumnya lebih tinggi daripada kuat tarik langsung beton, namun tetap jauh lebih rendah dibandingkan dengan kuat tekannya.
3.5 Poisson’s Ratio
Definisi
Poisson’s ratio (ν\nuν) adalah perbandingan antara regangan lateral dengan regangan aksial.
- Nilai tipikal beton: 0.15 – 0.20
- Digunakan dalam analisis tegangan 3D dan simulasi FEM
3.6 Kekerasan dan Ketahanan Abrasi
Kekerasan
- Pengujiannya ialah dengan rebound hammer (Schmidt hammer) untuk estimasi kuat tekan lapangan.
- Memberikan hasil relatif, bukan pengganti uji tekan laboratorium.
Ketahanan Abrasi
- Diperlukan untuk lantai industri, pelabuhan, jalan beton.
- Uji standar: ASTM C131 (Los Angeles Abrasion Test)
Sekarang kita lanjut membahas Perbandingan Sifat Mekanis Beton Normal, Beton Mutu Tinggi, dan Beton Khusus di halaman selanjutnya.