Jumat, 07 Februari 2014

Dokumentasi UPV ( Ultrasonic Pulse Velocity ), Hammer test, Driling Comprestion test,Material test,

Concrete test : Pengujian Kualitas Mutu Beton Destructive (Corring) Non Destructive (UPV,Hammer test)

ULTRASONIC PULSE VELOCITY TEST

Penelitian ultrasonic pada struktur telah digunakan dibeberapa negara pada beberapa masa silam dan di Indonesia telah digunakan dan berkembang pada awal tahun 80’an.

Tujuan penelitian Ultrasonic Pulse Velocity Test terhadap struktur beton adalah untuk mengetahui beberapa data-data seperti :

·         Mendeteksi keretakan dan kedalamannya
·         Homoginitas pada beton
·         Kerusakan permukaan beton akibat kebakaran atau pengaruh kimiawi
·         Perubahan-perubahan sifat pada masa ke masa
·         Kwalitas/mutu beton
·         Honeycombing/void atau kerusakan lain pada beton
·         Modulus Elastisitas Beton

Alat


Alat yang dipergunakan adalah PUNDIT yang merupakan singkatan dari: Portable Ultrasonic Non-Destructive Digital Indicating Tester.

Pundit menghasilkan frekwensi pulsa ultrasonic rendah yang diperlukan untuk mengukur waktu yang dibutuhkan antara dua transducer yang masuk dari suatu media.

Peralatan yang digunakan dalam test ini terdiri dari:

1)                  Pundit
2)                  Dua transducer berkapasitas 54 khz
3)                  Dua transducer lead
4)                  Reference bar

Dalam pelaksanaan penelitian Ultrasonic Pulse Velocity ini terdiri dari 3 aplikasi pengukuran yaitu:

·         Direct Transmission dimana pengukuran dilakukan dengan cara receiver transducer dan transmitter transducer diletakkan saling berhadapan.

·         Indirect Transmission dimana receiver transducer dan transmitter transducer diletakkan dalam satu bidang datar.

·         Semidirect Transmission dimana receiver transducer dan transmitter transducer diletakkan pada posisi axial, satu bidang tegak lurus dan satu bidang mendatar.



 

Pemasangan Transducer pada Permukaan Beton


Ketepatan dalam pengukuran waktu menjalar hanya dapat dijamin bila kerapatan transducer dan permukaan beton dilakukan dengan baik.

Jika permukaan-permukaan beton agak kasar harus diperhalus dahulu agar dapat diperoleh kerapatan yang merata pada permukaan transducer, digunakan grease/gemuk ataupun lubricant sejenisnya pada permukaan beton.

Perhitungan Velositas Pulsa



                                Path length          (Jarak antara transmitter ke receiver transducer)
Pulse Velocity = ---------------------
Transit time          (Waktu tempuh pulsa dari transmitter ke receiver transducer)

Untuk pengukuran pada Path length akurasi ketelitian harus sampai dengan 1%.

Pengukuran Pulsa Velositas Pada Beton


Pemilihan metode aplikasi pelaksanaan Ultrasonic Pulse Velocity test diusahakan dengan cara Direct transmission apabila keadaan lapangan memungkinkan karena akan memberikan output sensitivitas yang maximum. Terkecuali untuk mengetahui kedalaman keretakan dan kerusakan pada permukaan beton harus dengan aplikasi Indirect transmission

Dari beberapa  penelitian Ultrasonic Pulse Velocity test yang telah di lakukan untuk mengetahui mutu beton  dengan semua metoda , diketahui bahwa  :

-          Metoda Indirect lebih lambat kurang lebih 28% daripada metoda Direct, maka perlu faktor koreksi /0.72 bilamana penelitian dilakukan dengan metoda Indirect.
-          Metoda Semi-Direct lebih lambat kurang lebih 15% dari pada metoda Direct, maka perlu factor koreksi /0.85 bilamana penelitian dilakukan dengan metoda Semi-Direct   

Efek-Efek Kondisi Test Terhadap Pengukuran Pulsa Velositas


Perlu diketahui bahwa terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi pengukuran pulsa velositas dan keakuratannya. Faktor-faktor tersebut meliputi:

·         Kondisi permukaan pada struktur yang diuji
·         Moisture content
·         Temperatur beton
·         Jarak tempuh pulsa antara transmitter ke receiver
·         Pengaruh terhadap tulangan besi
·         Tebal spesimen yang diuji

Tercantum dibawah ini adalah kondisi lapangan yang berkaitan dengan faktor-faktor tersebut diatas agar dalam pengevaluasian hasil test dapat diperoleh secara maximal.


Kondisi Permukaan pada Bidang Uji

Pengetesan Ultrasonic Pulse Velocity harus didapati permukaan yang cukup rata bila terdapat permukaan yang agak sedikit kasar akan  dapat mengurangi kecepatan velositas antara 5%-10%.


Moisture Content

Pada kondisi beton yang basah, velositas yang diperoleh Ultrasonic Pulse Velocity test dapat menunjukkan hasil lebih tinggi antara 2%-5% bila dibandingkan dengan beton yang kering. Bilamana umur beton melebihi 28 hari, maka moisture content sangat kecil dan tidak akan mempengaruhi bacaan yang dilakukan.


Temperature Beton

Temperature beton hanya dapat mempengaruhi velositas pada kondisi suhu yang cukup extrem dengan perbedaan suhu antara 5â C hingga 30â C


Jarak Tempuh Pulsa Antara Transmitter ke Receiver

Bila specimen uji  makin panjang ada kecenderungan  pengurangan velositas makin besar, umumnya dapat mengurangi velositas antara 2% - 3%.
 
 
 
Pengaruh Terhadap Tulangan Besi

Perlu diketahui bahwa velositas pada besi lebih tinggi antara 1.2 – 1.9 kali bila dibandingkan dengan beton. Bilamana pembacaan diperkirakan mengenai posisi besi maka harus dilakukan faktor koreksi mengikuti  tabel  dibawah ini:



Tabel 1: Faktor koreksi terhadap pengaruh besi dimana rambatan pulsa melalui posisi
  besi tegak lurus.

Ls/L
Velositas  beton ( Vc km/s)
Vc = 3.0
Vc = 4.0
Vc = 5.0
0.10
0.95
0.96
0.98
0.15
0.93
0.95
0.97
0.20
0.90
0.93
0.96
0.25
0.88
0.92
0.95
0.30
0.85
0.90
0.95

L    =  Panjang antara titik Tx dan Rr
Ls  = Panjang antara titik Tx dan Rx yang melalaui besi

 
Tabel 2 :  Faktor koreksi terhadap pengaruh besi dimana rambatan pulsa pada posisi
    pararel

 

 





Tabel Spesimen yang Diuji


Dengan mengunakan 54 khz transducer, tebal spesimen yang diuji akan mempengaruhi transit time bilamana dimensinya dibawah 80mm, disarankan penelitian dilakukan pada spesimen dengan ketebalan diatas 100 mm.


Data-Data yang Dapat Diperoleh dari Ultrasonic Pulse Velocity Test

Penelitian Ultrasonic memungkinkan memperoleh data-data sebagai berikut:

1.             Estimasi Mutu Beton

Cara yang paling gampang untuk mengevaluasi mutu beton adalah dengan membandingkan velositas yang diperoleh Ultrasonic Test pada suatu struktur beton yang baik dan yang disangsikan mutu dan umur dari satu pengecoran yang sama.

Metode ini sangat cepat dan tepat dan dapat disimpulkan apakah struktur beton yang disangsikan dapat diterima atau tidak, atau perlu penelitian lebih lanjut untuk mengetahui kekuatan uji tekan yang aktual.

Cara untuk mengetahui kekuatan uji tekan yang aktual dapat diperoleh dengan membuat grafik korelasi antara pulsa velocity dan uji tekan sample beton di labarotorium.

Untuk membuat grafik tersebut diperlukan minimal 20 buah sample sesuai anjuran British Standard. Sample tersebut di ultrasonic pulse velocity test dahulu sebelum diuji tekan kekuatan compressive. Hasil velositas dan strength dapat di plot dan diperoleh suatu grafik. Ini dapat digunakan sebagai patokan nilai velositas yang harus dicapai untuk menyimpulkan bahwa struktur tersebut telah memenuhi syarat mutu beton yang diijinkan sesuai rencana ataupun tidak.



 


Grafik tipikal kekuatan uji tekan terhadap velositas yang dibuat dengan metoda Direct.



Untuk setiap proyek ada baiknya bila dilakukan core-drilling minimal 3 titik dan sebelum uji tekan kekuatan dilakukan ultrasonic pulse velocity  test dahulu. Tujuan ini adalah untuk mengkonfirmasikan  apakah grafik yang ada dapat digunakan atau perlu dilakukan faktor koreksi agar hasil yang diperoleh lebih akurat.
2.       Mendeteksi Honeycombing/Void atau Kwalitas Beton yang Kurang Baik

          Untuk mendeteksi honeycombing/void atau kwalitas beton yang kurang baik dapat di laksanakan dengan metode Direct atau Indirect transmission. Pengukuran dilakukan dengan grid-grid yang berdekatan sehingga sebuah kontur plot dapat digambarkan dan bagian-bagian dengan velositas yang rendah atau yang lebih rendah lagi dapat diinterpretasikan sebagai daerah-daerah honeycombing atau kwalitas beton yang kurang baik.

 


Kontur Plot Tipikal
(Velositas km/sc)

Shearwall 2-3/A
Grid:  100mm

            1          2          3          4          5          6          7
A       4.2         3.1       4.2       3.7       4.2       4.2       4.1

B       4.2         3.2       4.2       3.8       3.9       3.9       4.1
C       3.8         3.1       4.1       3.8       3.9       4.1       4.2

D       4.2         4.3       4.2       4.2       4.2       4.1       4.2

 

            Mutu beton kurang baik

 

Bagian-bagian dengan honeycombing

 



3.       Estimasi Kedalaman Keretakan

Estimasi kedalaman keretakan dapat dilakukan dengan metode Indirect untuk mengukur waktu yang tercatat pada satu bidang permukaan dan bila melewati garis keretakan terjadi loncatan waktu.


Dua aplikasi dapat dilakukan untuk mengetahui kedalaman keretakan yang pertama adalah transmitter dan receiver transducer diletakan saling menyeberang dalam satu bidang permukaan dengan jarak yang sama dari garis keretakan permukaan, yaitu pada jarak 150mm dan selanjutnya  pada jarak 300mm. Bila metoda ini dilakukan maka,




 
                                                         4t12 – t22
                                       C = 150   --------------
                                                         t22 – t12


dimana : C adalah keretakan.
               t1 adalah waktu menempuh pada jarak 150mm
               t2 adalah waktu menempuh pada jarak 300mm






Metode lain dapat dilakukan dengan substitusi waktu menjalarnya pulsa pada bidang yang baik dan yang melalui keretakan dimana kedalaman keretakan dapat dihitung dengan rumus empiris.



 




Aplikasi Peletakkan Transducer dan Plot Tipikal Kedalaman Keretakan




















Estimasi Ketebalan Permukaan Beton yang Rusak akibat Kebakaran maupun Kimiawi

Bagian permukaan beton dapat mengalami kerusakan akibat kebakaran, pengaruh kimiawi dan lain-lain. Ketebalan permukaan beton yang rusak dapat diestimasi melalui penelitian Ultrasonic Pulse Velocity dengan metoda Indirect, mirip dengan monitoring keretakan . Bila di plot terdapat titik tekuk ( Xo ) maka dapat diketahui perbatasan antara lapisan beton yang homogen dan yang mengalami kerusakan.
Ketebalan lapisaan yang rusak dapat diestimasi dengan formula sebagai berikut :




 
                        t  =  Xo           Vs - Vd
                               ----            ---------
2                        Vs +  Vd


dimana : Vd    =  Rambatan pulsa pada beton yang rusak
   Vs     =  Rambatan pulsa pada beton yang baik di bawah kedalaman  yang rusak
    t       =   Ketebalan beton yang rusak

 


Aplikasi Peletakkan Transducer dan Plot Tipikal Kerusakan Permukaan Beton







Modulus Elastisitas Beton


Tabel dibawah ini menunjukkan perbandingan empiris antara dinamis dan statis modulus elastisitas beton dengan pulsa velositas.
Modulus elastisitas yang tercantum dibawah ini memiliki keakurasian kurang lebih 10 %.
           
Pulsa Velositas Km/s
Modulus Elastisitas
Dinamis
MN/m2
Statis
MN/m2
3.6
24000
13000
3.8
26000
15000
4.0
29000
18000
4.2
32000
22000
4.4
36000
27000
4.6
42000
34000
4.8
49000
43000
5.0
58000
52000


Penutup


Dari ringkasan Ultrasonic Pulse Velocity dapat diketahui bahwa alat non destructive test ini sangat bermanfaat untuk menunjang teknologi pembangunan struktur beton bilamana diagnosa tersebut dilakukan oleh personil yang cukup berpengalaman.

Penelitian Ultrasonic Pulse Velocity test berpedoman pada BS 4408 : Parts 5 : February 1974 ( recommendations for Non-destructive methods of test of concrete).