E-ISSN: 2528-388X P-ISSN: 0213-762X INERSIA Vol. No. Mei 2022 Studi Eksperimen Non-Destructive Test dengan Metode SemiDirect pada Beton Faqih MaAoarif a. Iskandar Yasina,* Zainul Faizien Hazaa Program Studi Teknik Sipil. Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa. Yogyakarta 55281. Indonesia ABSTRACT Non-Destructive Test UPV semi-direct This study aims to determine the important role of the semi-direct method in concrete using Ultrasonic Pulse Velocity (UPVM). The test method used a laboratory experiment consisting of 18 normal concrete specimens with a quality of 20 MPa, 25 MPa, and 30 MPa respectively. Each variant was tested by Non-Destructive Testing using the direct method with a total of 54 points, and each variance consisted of 18 . As for the semi-direct method, 180 points were tested, with each variance tested using different distances at the top and bottom using the notation (S20A. S20B. S25A. S25B. and S30A. S30B). The destructive test was carried out after 28 days old. The test results show that the pulse velocity propagation is determined by the quality of the concrete, density, distance, and aggregates. The semidirect test has the best accuracy at the distance of 100 mm (Transducer and Receive. , and the value of the deviation for the semi-direct test compared to the direct method at that distance is 20% for all tests categories. These results can be used as a reference for the circular column test with the placement of the second model point . inimum distance of 100 m. ABSTRAK kata kunci: Non-Destructive Test UPV semi-langsung Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui peran penting metode semi-direct pada beton dengan menggunakan Ultrasonic Pulse velocity (UPVM). Metode pengujian menggunakan eksperimen laboratorium yang teridiri dari 18 benda uji beton normal dengan mutu 20 MPa, 25 MPa dan 30 MPa. Masing-masing varian diuji NDT dengan metode direct dengan total 54 titik, dan masing-masing varians terdiri 18 . elapan bela. Sedangkan untuk metode semi-direct dilakukan pengujian 180 titik, dengan masing-masing varian diuji menggunakan jarak berbeda pada bagian atas dan bawah menggunakan notasi (S20A. S20B. S25A. S25B. dan S30A. S30B). Uji destructive dilaksanakan setelah benda uji berumur 28 hari. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kecepatan perambatan gelombang ditentukan oleh mutu beton, kerapatan, dimensi dan Pengujian semi-direct memiliki tingkat akurasi pembacaan terbaik pada jarak Transducer dan Receiver sebesar 100 mm. dan besarnya deviasi untuk pengujian semi-direct dibandingkan dengan metode direct pada jarak tersebut adalah 20% untuk semua kategori Nilai tersebut dapat dijadikan rujukan untuk skema pengujian kolom berbentuk lingkaran dengan penempatan titik model kedua . arak minimal 100 m. This is an open access article under the CCAeBY license. Pendahuluan Penilaian kondisi bangunan rumah tinggal menjadi hal penting dalam beberapa dekade mendatang, karena salah satu hal yang sering dipertanyakan oleh para ahli di bidang struktur adalah perihal kualitas beton, kualitas baja tulangan, terutama pada daerah sendi plastis atau *Corresponding author. E-mail: iskandaryasin@ustjogja. https://doi. org/10. 21831/inersia. Received 17 April 2022. Revised 27 Mei 2022. Accepted 29 Mei 2022 Available online 31 May 2021 hubungan balok dan kolom. Non-destructive test dengan Ultrasonic Pulse Velocity merupakan salah satu seperangkat instrumen yang digunakan untuk mengetahui kualitas beton terpasang dilapangan . ondisi eksistin. Dengan alat ini dapat diketahui nilai kecepatan rambat gelombang yang dipancarkan dari transducer dan diterima Faqih MaAoarif, dkk. INERSIA. Vol. No. Mei 2022 oleh receiver, cara bekerjanya sederhana dan mudah diaplikasikan dalam pekerjaan proyek konstruksi . Dalam proses pelaksanaan pengujian, terdapat 3 . metode yang digunakan untuk menilai kualitas material diantaranya adalah . tidak langsung . semi langsung . emi-direc. Metode direct merupakan salah satu uji yang secara umum digunakan untuk memprediksi besarnya kuat tekan beton, pengujian ini paling banyak diimplementasikan dan memiliki nilai akurasi yang paling baik diantaranya dua uji lainnya. Selanjutnya uji indirect merupakan uji tidak langsung yang dapat digunakan untuk mendeteksi retak pada beton ataupun cacat lainnya pada struktur, yang mana tidak dapat dilakukan dengan menggunakan metode Sedangkan uji semi-direct memiliki tingkat akurasi yang cenderung kurang baik dibandingkan dengan kedua uji sebelumnya . Gambar 2. Pola pengujian semi-direct . Transducer bergerak tegak lurus dengan receiver pada titik 1 . , titik 2 . dan seterusnya hingga menempati grid system yang telah ditentukan. Dalam hal ini didapatkan hubungan antara pulse velocity . dan posisi titik uji yang bervariasi. Namun demikian, pengujian semi-direct dibutuhkan terutama untuk kondisi eksisting yang sulit untuk dijangkau, terutama pada kasus dimana antara Transducer dan Receiver dalam posisi tidak saling berhadapan (Gambar . Dalam hal ini, uji semi-direct sangat dibutuhkan dan berperan penting untuk menghasilkan suatu prediksi kualitas bangunan yang ditinjau. Dalam hal sebuah kasus yang ditinjau berbentuk lingkaran, belum ditemukan formulasi yang tepat dan Uji eksperimen terkait hal tersebut perlu dilakukan dalam rangka untuk mendapatkan sebuah solusi model pengujian yang dapat diterapkan dalam kondisi di Oleh karena itu, minimnya referensi tentang hal ini penting untuk dapat diselesaikan melalui berbagai skema modifikasi uji antar titik Transducer dan Receiver. Metode Metode pelaksanaan dalam penelitian ini adalah eksperimen laboratorium. Benda uji terdiri dari 18 specimen dengan varian S20. S25, dan S30. Masing-masing varian memiliki kualitas beton yang berbeda diantaranya adalah 20 MPa, 25 MPa dan 30 MPa sebagaimana pada Tabel 1. Gambar 1. Pola pengujian semi-direct . Skema di atas berlaku untuk benda uji berbentuk persegi dan dapat ditemui pada kolom langsing ataupun kolom Riset terapan lainnya terkait uji semi-direct dilakukan pada benda uji dinding sebagaimana pada Gambar 2. Tabel 1. Jumlah benda uji Mutu beton Jumlah benda Kuat Jumlah titik pengujian Direct Semi direct S20 S25 S30 Jumlah S20: benda uji silinder dengan kuat tekan 20MPa. S25: benda uji silinder dengan kuat tekan 25MPa S30: benda uji silinder dengan kuat tekan 30MPa Konsep pengujian Ultrasonic Pulse Velocity mengacu kepada ASTM C597-02-2003 sebagaimana Gambar 1. Faqih MaAoarif, dkk. INERSIA. Vol. No. Mei 2022 Gambar 3. Konsep pengujian UPV . Berdasarkan standar Eropa EN 12504-4. BS EN 12504-4 dan ASTM C597-02 . dua metode transmisi . ransducer dan receive. diterapkan dengan sistem frekuensi pengiriman gelombang sebesar 54kHz. Dalam pelaksanaannya, metode pengujian UPV dibagi menjadi tiga diantaranya adalah: . pengujian langsung . pengujian tidak langsung . pengujian semi-direct. Masing-masing metode memiliki keunggulan dan kelemahan tergantung dari kondisi di lapangan. Gambar 5. Pengujian direct pada benda uji silinder 150 mm x 300 mm . ampak sampin. Direct test Mekanisme untuk pengujian Non-Destructive Test dengan Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) dilaksanakan pada benda uji berumur 28 hari. Setiap varian pengujian diambil tiga titik data dengan pola sebagaimana pada Gambar 4. Besarnya nilai kecepatan perambatan gelombang dihitung dengan persamaan . Keterangan: V: kecepatan . L: Panjang . Travel time . Usulan Semi direct test Pengujian semi direct dilaksanakan apabila pengujian direct dan indirect tidak dapat diimplementasikan. Kasus yang sering dijumpai adalah kondisi eksisting yang menyulitkan sehingga dibutuhkan inovasi metode untuk mengevaluasi mutu beton. Usulan yang dilaksanakan mengacu pada Gambar 6 dengan berfokus pada receiver yang digerakkan pada bidang permukaan silinder. Sedangkan untuk posisi Transducer tetap pada bidang Jarak antar keduanya berubah-ubah dan setiap kecepatan perambatan gelombang dianalisis sesuai dengan besaran jaraknya. Gambar 4. Pola pengujian direct pada benda uji 150x300 mm . ampak depa. Gambar 4 dan Gambar 5 menunjukkan metode pengujian direct pada silinder beton dengan tiga varian mutu . MPa, 25 MPa dan 30 MP. yang jumlah 3 . titik jumlah total titik pengujian untuk setiap varian adalah 54 . ima puluh empa. Faqih MaAoarif, dkk. INERSIA. Vol. No. Mei 2022 Gambar 6 melaporkan tentang metode usulan semi-direct untuk benda uji berbentuk silinder. Transducer diletakkan dalam satu titik, kemudian Receiver diposisikan pada lima titik yang berbeda untuk sisi yang melingkar. Besaran L1 sampai dengan L5 diukur untuk mendapatkan besarnya kecepatan pada setiap titik pengujian. Setiap benda uji dilakukan 5 . kali uji, sehingga untuk total jumlah uji adalah 120 . eratus dua pulu. Sebagai catatan penting, proses pengujian dilaksanakan pada sisi bawah dan atas untuk akurasi data yang dihasilkan. Uji kuat tekan Pengujian kuat tekan beton dilaksanakan dengan mengacu pada Gambar 8. Menggunakan mesin uji CONTROLS AUTOMAX 5 Automatic EN Compression Testers kapasitas 3000 kN. Gambar 6. Metode pengujian semi-direct test keterangan: . T : transducer. R : receiver. Sebelum dilaksanakannya pengujian tekan, modulus juga diperhitungkan . , benda uji diberi capping yang berfungsi untuk meratakan beban. Besarnya kuat tekan dihitung sesuai dengan ASTM C39/C39M-14 pada Persamaan . ycE yua= . ya keterangan: E: tegangan (MP. P: Beban . N). A: Luas . Pembahasan Pengujian langsung . irect tes. Pengujian langsung dilaksanakan untuk tiga kategori kuat tekan beton yaitu 20 MPa, 25 MPa, dan 30 MPa. Hasil pengujian tersaji pada Tabel 2. Gambar 7. Ilustrasi pengujian tampak samping Mutu 20MPa S20A S20B S20C S20D S20E S20F Jarak Titik A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 Tabel 2. Hasil pengujian direct untuk variasi mutu beton Mutu Jarak Titik Mutu 25MPa 30MPa Jarak Titik A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 S25A S25B S25C S25D S25E S25F A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 S30A S30B S30C S30D S30E S30F Faqih MaAoarif, dkk. INERSIA. Vol. No. Mei 2022 Mutu 20MPa Jarak Titik Mutu 25MPa A18 Jarak Titik A18 keterangan: TT: travel time . S20: kuat tekan beton silinder 20 MPa. S25: kuat tekan beton silinder 25 MPa. dan S30: kuat tekan beton silinder 30 MPa. Mutu 20MPa S20A S20B S20C S20D Titik A10 A11 A12 S20E S20F A13 A14 A15 A16 A17 A18 Jumlah rerata Mutu 30MPa S25A S25E S25B S25C S25D A10 A11 A12 A13 A14 A15 S25F Titik A18 Selanjutnya, hasil pengujian direpresntasikan ke dalam kecepatan sebagaimana pada Tabel 3 dengan menggunakan Persamaan . Tabel 3. Analsis kecepatan rambat gelombang Mutu Titik Mutu 25MPa 30MPa Jarak A16 A17 A18 Jumlah rerata S30A S30E Titik S30B S30C S30D A10 A11 A12 A13 A14 A15 S30F A16 A17 A18 Jumlah rerata . Berdasarkan pada Tabel 3 besarnya kecepatan perambatan gelombang S20. S25, dan S30 berturut-turut sebesar 1. km/s, 1. 46 km/s, dan 1. 46 km/s. Gambar 9. Hubungan antara kecepatan dan kuat tekan Gambar 9 menunjukkan bahwa kecepatan perambatan gelombang linear dengan kuat tekan betonnya. Semakin tinggi kuat tekan beton, rapat masa semakin baik, dan akan Gambar 8. Pengujian kuat tekan beton . Faqih MaAoarif, dkk. INERSIA. Vol. No. Mei 2022 berpengaruh terhadap pembacaan kecepatan perambatan gelombang ultrasonik. Pada media padat, kecepatan akan meningkat sedemikian rupa sehingga pada kasus tertentu seperti keadaan beton retak, dapat dideteksi dengan melemahnya nilai travel time di zona yang mengadung cacat merujuk pada . kecepatan (V) dan jarak . sebagaimana pada Gambar 9 sampai dengan Gambar 11. Sebuah temuan dalam penelitian ini untuk masing-masing kategori kuat tekan ditemukan bahwa jarak terbaik untuk uji langsung adalah pada nilai 100 mm, yang mengindikasikan nilai stabil pada semua pengujian yang telah dilaksanakan. Selanjutnya, ditransformasikan kedalam persamaan yang bermuara kepada tindakan mitigasi untuk rencana tindaklanjut proses perbaikan, atau perkuatan sebuah struktur Gambar 9 juga menunjukkan bahwa pencapaian uji kecepatan rambat gelombang senada dengan . sehingga keandalan uji ini masih dapat dipertanggungjawabkan. Representasi dari Tabel 4 sampai dengan Tabel 6 diilustrasikan ke dalam Gambar 10 sampai dengan Gambar 12 untuk setiap variasi mutu pengujian dengan jarak masing-masing dari L1 sampai dengan L5. Gambar 10 sampai dengan Gambar 12 juga merupakan sebaran data pengujian UPV silinder beton pada dua bidang muka . agian atas dan bawa. , dengan variasi jarak yang Pengujian semi-direct Pengujian semi-direct jarang digunakan dalam aplikasi di Pada umumnya pengujian NDT menggunakan UPV cenderung dititikberatkan kepada uji direct dan dan Hal ini karena hasilnya lebih akurat . terutama pada pengujian direct . Dalam pengujian ini, sebagaimana pada Gambar 10 sampai dengan Gambar 12 dengan hasil disajikan pengujian pada Tabel 4 sampai dengan Tabel 6. Titik pengujian dilaksanakan secara merata pada bidang permukaan silinder beton yang di notasikan dengan Transducer (R) dan Receiver (R) yang menempati sepuluh titik berbeda untuk bagian atas dan bawah. Data yang didapatkan harus dianalisis ulang menggunakan metode ChauvenetAos Criterion untuk dapat menemukan bahwa data berdistribusi normal pasca analisis ANOVA. Sehingga data yang berada di luar layer tersebut dapat dihapus dari kumpulan data yang sudah terekam. Dalam hal ini, fokus utama analisis tersebut didasarkan kepada posisi transducer dan receiver yang saling berhadapan. Gambar 10. Hubungan antara kecepatan dan jarak untuk kualitas beton 20 MPa Hasil pengujian menunjukkan konsistensi data kecepatan pada saat kisaran jarak 100 mm-150 mm untuk masingmasing kualitas beton 20 MPa, 25 MPa dan 30 MPa dengan nilai berturut-turut sebesar 4. 79 km/s, 4. 09 km/s, 44 km/s yang mengandung arti bahwa beton memiliki kualitas yang baik sebagaimana yang dihasilkan oleh . Oe xI| . ycIycu keterangan: . Dmax: deviasi maksimum yang diijinkan. nilai outlier data. ycuI : nilai rerata. Sx: standar deviasi. | nilai absolut. Dmax Ou Langkah ini diambil karena konsep utama semi-direct menitikberatkan kepada proses pengujian yang mana kedua variabel tidak saling berhadapan. Di sisi yang lain, pengukuran dengan titik T dan R yang berbeda dilakukan untuk memprediksi jarak optimum antara transducer dan receiver pada bidang muka lingkaran. Sehingga akibat pengaruh tersebut akan didapatkan hubungan antara Gambar 11. Hubungan antara kecepatan dan jarak untuk kualitas beton 25 MPa INERSIA. Vol. No. Mei 2022 Faqih MaAoarif, dkk. Pengujian kuat tekan beton perawatan dengan cara perendaman. Pembebanan benda uji pada rentang nilai 0. 15 MPa/detik sampai dengan 0. 35 MPa/detik . Pengujian kuat tekan dilakukan pada benda uji silinder dengan dimensi 150 mm x 300 mm yang berumur 28 hari. Tabel 4. Hasil pengujian semi-direct mutu 20 MPa Mutu 20MPa Titik Atas Jarak, pembacaan travel time, dan kecepatan Jarak . S20A . Jarak . S20B . Jarak . S20C . Jarak . S20D . Titik Jarak . S25A . Jarak . S25B V . Jarak . S25C . Jarak . S25D . Mutu 30MPa Titik Jarak . S25A . Jarak . S25B V . Jarak . S25C . Jarak . S25D . Bawah Tabel 5. Hasil pengujian semi-direct mutu 25 MPa Mutu 25MPa Atas Bawah Tabel 6. Hasil pengujian semi-direct mutu 30 MPa Tabel 7 menunjukkan bahwa kuat tekan rerata untuk benda uji S20. S25, dan S30 berturut-turut sebesar 22. MPa, 28. 32 MPa, dan 26. 24 MPa. hasil pengujian ini sesuai target rencana untuk masing-masing spesimen sebesar 20 MPa, 25 MPa dan 30 MPa. Tabel 7. Hasil pengujian kuat tekan beton Benda uji Tinggi Diameter P. N) fcAo S20A S20B S25A S25B S30A S30B Gambar 12. Hubungan antara kecepatan dan jarak untuk kualitas beton 30 MPa Faqih MaAoarif, dkk. INERSIA. Vol. No. Mei 2022 Pada saat pelaksanaan, kontrol ketat dilakukan sejak proses pembuatan benda uji yang termasuk dalam hal ini adalah pemilihan butir agregat, pemadatan, hingga perawatan beton dalam kurun waktu usia 28 hari. Selanjutnya, besarnya nilai kecepatan untuk masingmasing kualitas beton berturut-turut sebesar 4. 79 km/s. 09 km/s dan 3. 44 km/s termasuk dalam kategori sangat baik . Apabila ditinjau dari akurasi pengujian antara direct dan semi-direct untuk penempatan titik uji horizontal didapatkan nilai pada Tabel 8. Dalam proses pengambilan data dilaksanakan pada sisi silinder. Hasil yang diperoleh merupakan rerata dari setiap 4 . benda uji silinder yang masing-masing nilai kecepatannya terdiri dari bagian atas dan bawah. Gambar 13. Hubungan antara kecepatan dan kuat tekan beton. Tabel 8. Jarak T dan R minimum 60mm Benda uji S20A V . V . emi -direc. Rerata dev S20B S25A S25B S30A S30B Keterangan: . S20A: pengujian benda uji dengan kuat tekan 20 MPa bagian atas. pengujian kecepatan pada kuat tekan benda uji 25 MPa bagian bawah. S25A. S25B. S30A. S30B sebagaimana penjelasan pada S20A. Besarnya tingkat akurasi antara pengujian direct dan semidirect rerata untuk beton dengan kualitas 20 MPa, 25 MPa dan 30 MPa, sebagaimana pada Tabel 8 berturut-turut 84%, 32. 29% dan 46. Hal ini mengandung arti bahwa pada skema jarak pengujian L1 . terdapat deviasi pembacaan data yang cukup Apabila nilai tersebut ditingkatkan, maka level akurasi disajikan pada Tabel 9. Sedangkan untuk mempermudah visualisasi, perubahan jarak L seperti pada Gambar 13. Sebagaimana pada Tabel 8, hasil data kecepatan tersebut berdasarkan rerata dari nilai hasil uji empat buah silinder, yang diambil pada bagian atas dan bawah, sehingga dengan banyaknya data yang diperoleh merupakan representasi dari homogenitas setelah lolos uji ANOVA. Tabel 9. Jarak T dan R ditingkatkan menjadi 100mm Benda uji S20A V . V . emi-direc. Rerata S20B S25A S25B S30A S30B Merujuk pada Gambar 14 menyatakan bahwa tingkat akurasi pembacaan ditentukan oleh jarak L pada pengujian semi direct. Apabila dibandingkan dengan uji direct pada peletakan titik yang sama pada masing-masing kualitas beton berturut-turut sebesar 26. 25% dan 19. Kondisi kerapatan juga mempengaruhi hasil pembacan Faqih MaAoarif, dkk. INERSIA. Vol. No. Mei 2022 AuCompressive strength assessment of recycled aggregate concrete using Schmidt rebound hammer and core testing,Ay Constr. Build. Mater. , vol. 224, no. July, 630Ae638, 1016/j. kecepatan pada metode semi-direct yang ditunjukkan dengan penurusan deviasi dibandingkan dengan metode direct pada kualitas beton 25 MPa dan 30 MPa. Selanjutnya berdasarkan hasil pengujian serta pengamatan laboratorium dapat dilaporkan bahwa mempengaruhi pembacaan pada UPV test diantaranya adalah temperatur benda uji. Panjang lintasan gelombang 100 mm untuk ukuran agregat 20mm, serta Panjang 150 mm untuk ukuran agregat maksimum sebesar 40 mm, serta kondisi kelembaban benda uji. Kondisi permukaan harus dipastikan tidak lembab atau basah dan harus bersih sebelum dilaksanakannya pengujian. Sehingga peran operator terlatih dibutuhkan untuk mendapatkan hasil . Breysse D. Balayssac J. Strength Assessment in Reinforced Concrete Structures: From Research to Improved Practices [J]. Construction and Building Materials, 2018. V182: 1-9. Lee T. Lee J. Choi H. Assessment of Strength Development at Hardened Stage on High-Strength Concrete Using NDT. Applied Science, 2020. V10: Kaplan M F. The Relation Between Ultrasonic Pulse Velocity and the Compressive Strength of Concretes Having the Same Workability but Different Mix Proportions. Magazine of Concrete Research, 1960. V12. :1-8. Carcano R S. Moreno E. Evaluation of concrete made with crushed limestone aggregate based on ultrasonic pulse velocity. Construction and Building Materials, 2008. V22: 1225Ae1231. Naffa S O. Goueygou M. Piwakowski B. Bodin F Detection of chemical damage in concrete using Ultrasonics, 2002. V40: 247Ae251. Jain A. Kathuria A. Kumar A. , et al. Combined Use of Non-Destructive Tests for Assessment of Strength of Concrete in Structure. The 2nd International Conference on Rehabilitation and Maintenance in Civil Engineering. Procedia Engineering, 2013. V54: 241 Ae 251. F MaAoarif. Z Gao. F LI. Investigation of concrete quality using Discrete Element Method (DEM). Journal of Physics: Conference Series. International Conference on Technology and Vocational Teachers (ICTVT) . IOP Publishing, 2021. V1883: 012053. Qasrawi H Y. Concrete strength by Combined Nondestructive Methods Simply and Reliably Predicted. Cement and Concrete Research. V30: Carrillo J. Ramirez J. Marriaga J. Modulus of elasticity and Poisson's Ratio of Fiber-Reinforced Concrete in Colombia from Ultrasonic Pulse Velocities [J]. Journal of Building Engineering, 2019. V23: 18-26. MaAoarif F. Gao Z. Li F. The Modelling of Compressive Strength of Concrete on Discrete Element Method. Journal of Physics, 2021. V1845: Gambar 14. Deviasi pembacaan pada jarak L yang berbeda Simpulan Hasil pengujian di atas dapat disimpulkan bahwa: . besarnya nilai kecepatan perambatan gelombang pada pengujian direct ditentukan oleh mutu beton, kerapatan, serta dimensi agregat disamping kelembaban pada benda . pengujian semi-direct memiliki tingkat akurasi yang cukup baik pada Jarak L sebesar 100mm. hasil pengujian kuat tekan beton untuk ketiga kategori beton normal menunjukkan bahwa pada uji coba nilai deviasi pengujian semi-direct dibandingkan uji direct pada jarak minimal 100 mm memiliki deviasi lebih baik dengan kisaran persentasi untuk masing-masing benda uji sebesar 25% dan 19. 82% atau tidak lebih dari 20%. Ucapan Terimakasih