Campuran beton dapat dirancang untuk memberikan berbagai sifat mekanik dan daya tahan untuk memenuhi persyaratan desain suatu struktur. Kuat tekan beton adalah ukuran kinerja yang paling umum digunakan oleh insinyur dalam merancang bangunan dan struktur lainnya. Kuat tekan diukur dengan memecahkan benda uji beton berbentuk silinder di dalam mesin uji tekan. Kuat tekan dihitung dari beban keruntuhan dibagi dengan luas penampang yang menahan beban dan dilaporkan dalam satuan pound-force per inci persegi (psi) dalam satuan Umum AS atau megapascal (MPa) dalam satuan SI. Persyaratan kuat tekan beton dapat bervariasi dari 2500 psi (17 MPa) untuk beton residensial hingga 4000 psi (28 MPa) dan lebih tinggi pada struktur komersial. Kekuatan yang lebih tinggi hingga dan melebihi 10.000 psi (70 MPa) ditentukan untuk aplikasi tertentu.

Menentukan Kuat Tekan Beton

Hasil uji kuat tekan terutama digunakan untuk menentukan bahwa campuran beton yang dikirim memenuhi persyaratan kekuatan yang ditentukan, c, dalam spesifikasi pekerjaan. Hasil uji kekuatan dari silinder cor dapat digunakan untuk kontrol kualitas, penerimaan beton, atau untuk memperkirakan kekuatan beton dalam suatu struktur untuk tujuan penjadwalan operasi konstruksi seperti pemindahan bentuk atau untuk mengevaluasi kecukupan perawatan dan perlindungan yang diberikan pada struktur. . Silinder yang diuji untuk penerimaan dan kontrol kualitas dibuat dan dirawat sesuai dengan prosedur yang dijelaskan untuk spesimen yang diawetkan standar dalam ASTM C 31 Praktik Standar untuk Pembuatan dan Perawatan Spesimen Uji Beton di Lapangan. Untuk memperkirakan kekuatan beton di tempat, ASTM C 31 menyediakan prosedur untuk benda uji yang dirawat di lapangan. Spesimen silinder diuji sesuai dengan ASTM C 39, Metode Uji Standar untuk Kuat Tekan Spesimen Beton Silinder.

Hasil pengujian adalah rata-rata dari sekurang-kurangnya dua benda uji kuat tahan standar yang dibuat dari sampel beton yang sama dan diuji pada umur yang sama. Dalam kebanyakan kasus persyaratan kekuatan untuk beton berada pada usia 28 hari.

  • Rata-rata dari 3 pengujian berturut-turut harus sama atau melebihi kekuatan yang ditentukan
  • Tidak ada uji kekuatan tunggal yang boleh jatuh di bawah c lebih dari 500 psi (3,45 MPa); atau lebih dari 0,10 c ketika c lebih dari 5000 psi (35 MPa)
  • Penting untuk dipahami bahwa pengujian individual yang berada di bawah c tidak selalu merupakan kegagalan untuk memenuhi persyaratan spesifikasi. Ketika rata-rata pengujian kekuatan pada suatu pekerjaan berada pada kekuatan rata-rata yang disyaratkan, cr, probabilitas bahwa pengujian kekuatan individu akan kurang dari kekuatan yang ditentukan adalah sekitar 10% dan ini diperhitungkan dalam kriteria penerimaan.

Ketika hasil uji kekuatan menunjukkan bahwa beton yang dikirim gagal memenuhi persyaratan spesifikasi, penting untuk mengetahui bahwa kegagalan mungkin terjadi pada pengujian, bukan pada beton. Hal ini terutama benar jika fabrikasi, penanganan, perawatan dan pengujian silinder tidak dilakukan sesuai dengan prosedur standar.

Catatan uji kekuatan historis digunakan oleh produsen beton untuk menetapkan kekuatan rata-rata target campuran beton untuk pekerjaan di masa depan.

Cara Menguji Kekuatan Beton

  • Spesimen silinder untuk pengujian penerimaan harus berukuran 6 x 12 inci (150 x 300 mm) atau 4 x 8 inci (100 x 200 mm) jika ditentukan. Spesimen yang lebih kecil cenderung lebih mudah dibuat dan ditangani di lapangan dan di laboratorium. Diameter silinder yang digunakan harus minimal 3 kali ukuran maksimum nominal agregat kasar yang digunakan dalam beton.
  • Mencatat massa spesimen sebelum ditutup memberikan informasi yang berguna jika terjadi perselisihan.
  • Untuk menyediakan distribusi beban yang seragam saat pengujian, silinder biasanya ditutup dengan mortar belerang (ASTM C 617) atau tutup bantalan neoprene (ASTM C 1231). Tutup belerang harus diterapkan setidaknya dua jam dan sebaiknya satu hari sebelum pengujian. Tutup bantalan neoprene dapat digunakan untuk mengukur kekuatan beton antara 1500 dan 7000 psi (10 hingga 50 MPa). Untuk kekuatan yang lebih tinggi hingga 12.000 psi, tutup bantalan neoprene diizinkan untuk digunakan jika memenuhi syarat dengan pengujian pendamping dengan tutup belerang. Persyaratan kekerasan durometer untuk bantalan neoprene bervariasi dari 50 hingga 70 tergantung pada tingkat kekuatan yang diuji. Bantalan harus diganti jika ada keausan yang berlebihan.
  • Silinder tidak boleh dibiarkan mengering sebelum pengujian.
  • Diameter silinder harus diukur di dua lokasi dengan sudut siku-siku satu sama lain di tengah ketinggian benda uji dan dirata-ratakan untuk menghitung luas penampang. Jika dua diameter yang diukur berbeda lebih dari 2%, silinder tidak boleh diuji.
  • Ujung-ujung spesimen tidak boleh menyimpang dari tegak lurus dengan sumbu silinder lebih dari 0,5º dan ujung-ujungnya harus rata dengan jarak 0,002 inci (0,05 mm).
  • Silinder harus dipusatkan di mesin uji kompresi dan dimuat untuk menyelesaikan kegagalan. Laju pembebanan pada mesin hidrolik harus dipertahankan dalam kisaran 20 hingga 50 psi/s (0,15 hingga 0,35 MPa/s) selama paruh kedua fase pembebanan. Jenis istirahat harus dicatat. Pola patahan yang umum adalah patahan kerucut.
  • Kekuatan beton dihitung dengan membagi beban maksimum pada saat runtuh dengan luas penampang rata-rata. C 39 memiliki faktor koreksi jika rasio panjang-diameter silinder antara 1,75 dan 1,00, yang jarang terjadi. Setidaknya dua silinder diuji pada usia yang sama dan kekuatan rata-rata dilaporkan sebagai hasil pengujian hingga 10 psi (0,1 MPa) terdekat
  • Teknisi yang melakukan pengujian harus mencatat tanggal penerimaannya di laboratorium, tanggal pengujian, identifikasi spesimen, diameter silinder, usia pengujian, beban maksimum yang diterapkan, kuat tekan, jenis patah, dan setiap cacat pada silinder atau tutup. Jika diukur, massa silinder juga harus diperhatikan.
  • Kebanyakan penyimpangan dari prosedur standar untuk pembuatan, perawatan dan pengujian benda uji beton akan menghasilkan kekuatan terukur yang lebih rendah.
  • Kisaran antara silinder pendamping dari set yang sama dan diuji pada usia yang sama harus, rata-rata, sekitar 2 hingga 3% dari kekuatan rata-rata. Jika perbedaan antara dua silinder pendamping terlalu sering melebihi 8%, atau 9,5% untuk tiga silinder pendamping, prosedur pengujian di laboratorium harus dievaluasi dan diperbaiki.
  • Hasil pengujian yang dilakukan oleh laboratorium yang berbeda pada sampel beton yang sama tidak boleh berbeda lebih dari sekitar 13% dari rata-rata kedua hasil pengujian tersebut.
  • Jika salah satu atau kedua silinder pecah pada kekuatan di bawah c, evaluasi silinder untuk masalah yang jelas dan pegang silinder yang diuji untuk pemeriksaan selanjutnya. Seringkali penyebab tes yang gagal dapat dengan mudah dilihat di dalam silinder, baik secara langsung atau dengan pemeriksaan petrografi. Jika dibuang kesempatan mudah untuk memperbaiki masalah mungkin hilang. Dalam beberapa kasus silinder cadangan tambahan dibuat dan dapat diuji jika satu silinder dari satu set pecah pada kekuatan yang lebih rendah.
  • Pengujian 3 atau 7 hari dapat membantu mendeteksi potensi masalah dengan kualitas beton atau prosedur pengujian di laboratorium tetapi bukan merupakan dasar untuk menolak beton, dengan persyaratan kekuatan 28 hari atau umur lainnya.
  • ASTM C 1077 mensyaratkan bahwa teknisi laboratorium yang terlibat dalam pengujian beton harus bersertifikat.
  • Laporan uji kekuatan tekan memberikan informasi berharga kepada tim proyek untuk proyek saat ini dan masa depan. Laporan harus diteruskan ke produsen beton, kontraktor dan perwakilan pemilik secepat mungkin.