VIENID Mulai latihan

Beranda › Materi › Sertifikat Besi Tulangan 鉄筋技能士 (teori Kelas 1/2)

Material (Material Baja, Standar JIS & Sifat Mekanis Besi Tulangan, Material Beton)

Sertifikat Besi Tulangan 鉄筋技能士 (teori Kelas 1/2) · 技能検定「鉄筋施工」1級・2級 学科 · Disusun oleh Tokutei Pass berdasarkan materi resmi; tidak disalin kata per kata.

Klasifikasi Material Besi-Baja, Kandungan Karbon, dan Cara Pembuatan Tulangan

Logam besi diklasifikasikan menurut kadar karbon (C) menjadi besi murni (C ≤ 0,02%), baja / steel (C sekitar 0,02%–2,0%), dan besi kasar / besi cor (C sekitar 2,0%–6,7%). Seluruh besi tulangan dan baja profil bangunan terbuat dari 'baja (kō)'.

Semakin tinggi kandungan karbon dalam baja, maka 'kekerasan' dan 'kuat tarik' meningkat, tetapi 'regangan (keuletan)', 'ketangguhan impak', dan 'sifat mampu las (weldability)' menurun sehingga baja menjadi getas. Fosfor (P) dan belerang (S) adalah unsur pengotor yang merugikan.

Metode pembuatan baja tulangan meliputi 'metode dapur listrik (electric furnace)' yang melebur besi tua (scrap), serta 'metode tanur tinggi–konverter' dari bijih besi. Sebagian besar besi ulir diproduksi menggunakan dapur listrik dari bahan baku scrap.

Billet baja hasil pengecoran kontinu dipanaskan hingga sekitar 1000–1200°C lalu dilewatkan pada rol-rol canai untuk membentuk diameter batang serta sirip memanjang dan melintang; proses ini disebut 'pengerolan panas (hot rolling / nekkan atsuen)'.

Poin penting


  • Kadar karbon ~0,02–2,0% adalah 'baja' dan di atas 2,0% adalah 'besi cor/kasar'; besi tulangan terbuat dari baja

  • Kenaikan kadar karbon meningkatkan kekerasan dan kuat tarik namun menurunkan regangan, keuletan, dan sifat mampu las

  • Besi ulir umumnya dilebur dari besi scrap di dapur listrik dan dibentuk melalui pengerolan panas (hot rolling)
KosakataArti
besi murni, baja, dan besi kasar (menurut kadar karbon)
kuat tarik, regangan (elongation), dan sifat mampu las
metode dapur listrik (bahan baku besi scrap)
pengerolan panas (hot rolling) dan billet baja

Uji Tarik Besi Tulangan, Kurva Tegangan-Regangan, dan Sifat Mekanis

Pada 'uji tarik (tensile test)' untuk mengetahui sifat mekanis besi tulangan, batang uji ditarik hingga putus sambil mencatat hubungan antara 'tegangan (gaya per satuan luas penampang: N/mm²)' dan 'regangan (pertambahan panjang dibagi panjang awal)'.

Saat tegangan masih kecil, tegangan berbanding lurus dengan regangan (hukum Hooke) dan batas tegangan tertinggi di mana besi masih kembali ke panjang semula disebut 'batas elastis'. Kemiringan garis elastis ini disebut 'Modulus Young (modulus elastisitas)' yang nilainya tetap sekitar '205 kN/mm² (205.000 N/mm²)' untuk semua mutu baja.

Melewati batas elastis terjadi 'fenomena luluh (yielding)' di mana regangan bertambah besar tanpa kenaikan tegangan: puncak pertama disebut 'titik luluh atas', bagian mendatar setelahnya disebut 'titik luluh bawah', lalu tegangan naik mencapai puncak tertinggi yang disebut 'kuat tarik (tensile strength)' sebelum putus.

Untuk baja mutu tinggi yang tidak memiliki titik luluh jelas, tegangan yang menghasilkan regangan permanen sebesar '0,2%' ditetapkan sebagai 'tegangan bukti 0,2% (0,2% proof stress)'. Rasio titik luluh terhadap kuat tarik disebut 'rasio luluh (yield ratio)'.

Uji Tarik Besi Tulangan, Kurva Tegangan-Regangan, dan Sifat Mekanis

Poin penting


  • Urutan kurva tegangan-regangan: batas elastis → titik luluh atas/bawah → kuat tarik (tegangan maksimum) → putus

  • Modulus Young baja tulangan selalu tetap sekitar 205 kN/mm² tanpa bergantung pada mutu baja

  • Jika titik luluh tidak tampak jelas, digunakan 'tegangan bukti 0,2%' pada saat regangan permanen mencapai 0,2%
KosakataArti
batas elastis dan modulus Young (modulus elastisitas)
titik luluh atas, titik luluh bawah, dan tegangan bukti 0,2%
kuat tarik (tegangan maksimum) dan regangan saat putus
rasio luluh (yield ratio)

Standar JIS G 3112 Baja Tulangan Beton dan Identifikasi Mutu Baja

Standar Industri Jepang JIS G 3112 mengatur 'besi polos (SR235, SR295)' yang permukaannya halus dan 'besi ulir (SD295A, SD295B, SD345, SD390, SD490)' yang memiliki rusuk memanjang (rib) serta sirip melintang (fushi) untuk memperkuat daya lekat.

Angka pada kode mutu baja (235, 295, 345, 390, 490) menyatakan 'nilai batas bawah titik luluh atau tegangan bukti 0,2% (N/mm²)', bukan kuat tarik. Misalnya SD345 memiliki titik luluh 345–440 N/mm² dan kuat tarik minimal 490 N/mm².

Agar tidak tertukar di lapangan, JIS G 3112 menetapkan 'tanda titik canai (rolling mark)' pada batang besi dan 'warna cat ujung'. SD295A tidak memiliki titik (tanpa warna); SD295B tanpa titik bulat dengan warna ujung putih.

'SD345' memiliki 1 titik timbul (・) dengan warna ujung 'kuning'; 'SD390' memiliki 2 titik timbul (・・) dengan warna ujung 'hijau'; dan 'SD490' memiliki 3 titik timbul (・・・) dengan warna ujung 'biru'.

Standar JIS G 3112 Baja Tulangan Beton dan Identifikasi Mutu Baja

Poin penting


  • Pada JIS G 3112: 'SR' adalah besi polos, 'SD' adalah besi ulir, dan angkanya menunjukkan batas bawah titik luluh (N/mm²)

  • Jumlah titik canai: SD295A/B = tanpa titik, SD345 = 1 titik (・), SD390 = 2 titik (・・), SD490 = 3 titik (・・・)

  • Warna cat ujung besi: SD295B = putih, SD345 = kuning, SD390 = hijau, SD490 = biru
KosakataArti
besi polos (SR235, SR295) dan besi ulir (SD)
nilai batas bawah titik luluh (N/mm²)
tanda canai timbul (1 titik, 2 titik, 3 titik)
warna identifikasi ujung besi (putih, kuning, hijau, biru)

Diameter Nominal, Massa Satuan Besi Ulir, dan Sertifikat Mill Sheet

Karena besi ulir memiliki rusuk dan sirip, penampangnya bukan lingkaran sempurna. Oleh karena itu diameter besi bulat yang memiliki luas penampang setara berdasarkan massa per meter dan massa jenis baja (7,85 g/cm³) disebut 'diameter nominal (d)' dan luasnya disebut 'luas penampang nominal'.

Sebutan dan diameter nominal besi ulir adalah: D10 = 9,53 mm, D13 = 12,7 mm, D16 = 15,9 mm, D19 = 19,1 mm, D22 = 22,2 mm, D25 = 25,4 mm, D29 = 28,6 mm, dan D32 = 31,8 mm.

'Massa satuan per meter (kg/m)' menurut JIS G 3112 yang wajib dihafal untuk perhitungan berat adalah: D10 = 0,560 kg/m, D13 = 0,995 kg/m, D16 = 1,56 kg/m, D19 = 2,25 kg/m, D22 = 3,04 kg/m, D25 = 3,98 kg/m, dan D29 = 5,04 kg/m.

Saat besi tulangan tiba di proyek, wajib diperiksa 'Sertifikat Pemeriksaan Baja (Mill sheet)' dari pabrik untuk mencocokkan mutu baja, ukuran, komposisi kimia (C, Si, Mn, P, S), dan sifat mekanis (titik luluh, kuat tarik, regangan) dengan label dan tanda canai.

Poin penting


  • Diameter nominal besi ulir: D10 = 9,53 mm, D13 = 12,7 mm, D16 = 15,9 mm, D19 = 19,1 mm, D25 = 25,4 mm

  • Massa satuan (kg/m): D10 = 0,560; D13 = 0,995; D16 = 1,56; D19 = 2,25; D22 = 3,04; D25 = 3,98; D29 = 5,04

  • Saat penerimaan material, periksa komposisi kimia dan sifat mekanis melalui sertifikat Mill sheet
KosakataArti
diameter nominal dan luas penampang nominal
massa satuan (D10 = 0,560; D13 = 0,995; D16 = 1,56 kg/m)
massa satuan (D19 = 2,25; D22 = 3,04; D25 = 3,98 kg/m)
sertifikat pemeriksaan pabrik baja (Mill sheet)

Jaring Kawat Las (Wiremesh), Baja Prategang (PC), Tulangan Geser Mutu Tinggi & Kawat Bendrat

'Jaring kawat las (wiremesh - JIS G 3551)' dibuat dengan menyusun kawat baja tarik dingin secara tegak lurus lalu mengelas titik pertemuannya dengan 'las resistansi listrik (spot welding)'. Wiremesh banyak digunakan untuk mencegah retak pada lantai kerja dan pelat komposit.

'Beton prategang (Prestressed Concrete / PC)' memberikan gaya tekan awal pada beton menggunakan 'baja prategang (kawat PC, strand PC, batang PC)' yang ditarik kuat sehingga mampu menahan bentang lebar tanpa retak. Baja PC memiliki kuat tarik sekitar 3–5 kali besi tulangan biasa.

Karena baja prategang (PC) berada dalam tegangan tarik tinggi dan peka terhadap panas, pengelasan atau pemanasan dengan api las di lapangan akan merusak kekuatannya dan memicu putus mendadak, sehingga dilarang keras.

Selain itu digunakan pula 'tulangan geser mutu tinggi' (kelas titik luluh 685 N/mm² atau 785 N/mm²) untuk sengkang kolom dan balok. Pengikatan tulangan menggunakan 'kawat bendrat lunak (namashi tessen)' berdiameter standar '0,8 mm (#21)' rangkap 2 atau 3.

Poin penting


  • Wiremesh (JIS G 3551) dilas titik dengan resistansi listrik dan dipakai untuk mencegah retak pelat lantai

  • Baja prategang (PC) memiliki kuat tarik beberapa kali lipat baja biasa; dilarang keras mengelas atau memanaskan baja PC

  • Kawat pengikat tulangan (kawat bendrat / namashi tessen) menggunakan diameter standar 0,8 mm (#21)
KosakataArti
jaring kawat las / wiremesh (JIS G 3551)
beton prategang (PC) dan baja prategang
tulangan geser mutu tinggi
kawat bendrat lunak (diameter 0,8 mm)

Material Penyusun Beton (Semen, Agregat, Air, dan Bahan Tambah)

Beton dibuat dengan mencampurkan semen, air, agregat halus (pasir), agregat kasar (kerikil/batu pecah), serta bahan tambah (admixture). Reaksi kimia antara semen dan air yang mengeraskan beton disebut 'reaksi hidrasi' dan menghasilkan 'panas hidrasi'.

Agregat dipisahkan oleh ayakan 5 mm menjadi agregat halus dan agregat kasar; ukuran maksimum standar agregat kasar untuk beton bertulang umum adalah '20 mm atau 25 mm'. Berat isi kering udara beton ringan sekitar 1,7–2,0 t/m³, sedangkan beton normal sekitar 2,3 t/m³ (beton bertulang sekitar 2,4 t/m³).

Bahan tambah dibagi menjadi dua: 'Bahan tambah kimia (konwazai - 剤)' yang takarannya sedikit dan tidak dihitung dalam volume adukan, meliputi AE agent, AE pengurang air, dan superplasticizer yang memasukkan gelembung udara mikro untuk meningkatkan kelecakan (workability) dan ketahanan beku.

Sebaliknya, 'bahan tambah mineral (konwazai - 材)' yang digunakan cukup banyak dan diperhitungkan dalam volume adukan meliputi fly ash (abu terbang), bubuk halus terak tanur tinggi (blast-furnace slag), dan silica fume.

Poin penting


  • Semen mengeras melalui reaksi hidrasi dengan air; ukuran maksimum agregat kasar standar adalah 20 mm atau 25 mm

  • Berat isi beton normal sekitar 2,3 t/m³ (RC sekitar 2,4 t/m³) dan beton ringan sekitar 1,7–2,0 t/m³

  • AE agent dan AE pengurang air adalah bahan tambah kimia (混和剤); fly ash dan terak tanur tinggi adalah bahan tambah mineral (混和材)
KosakataArti
reaksi hidrasi dan panas hidrasi
agregat halus dan agregat kasar (ukuran maks. 20 mm / 25 mm)
bahan tambah kimia (AE agent, AE pengurang air)
bahan tambah mineral (fly ash, bubuk terak tanur tinggi)

Sifat Beton Segar, Uji Slump, dan Batas Waktu Pengecoran

Beton yang baru diaduk hingga sebelum mulai mengeras disebut 'beton segar (fresh concrete)', dan tingkat kemudahan pengerjaan saat dicor ke dalam bekisting dan celah tulangan tanpa segregasi disebut 'workability (kelecakan)'.

Pada 'uji slump' untuk mengukur kelecakan adukan, beton dimasukkan 3 lapis ke dalam kerucut slump setinggi '30 cm (300 mm)', lalu kerucut diangkat tegak lurus dan diukur 'penurunan tinggi (cm) pada bagian tengah puncak beton'.

Setelah pengecoran, naiknya air campuran ke permukaan akibat mengendapnya agregat disebut 'bleeding', sedangkan lapisan tipis rapuh di permukaan yang terbentuk dari endapan lumpur halus disebut 'laitance'. Laitance wajib dibersihkan sebelum pengecoran sambungan berikutnya.

Batas waktu beton siap pakai (ready-mix) sejak mulai diaduk hingga selesai dicor adalah 'maksimal 120 menit bila suhu udara di bawah 25°C', dan 'maksimal 90 menit bila suhu udara 25°C atau lebih'. Kandungan ion klorida dibatasi maksimal '0,30 kg/m³'.

Poin penting


  • Uji slump mengukur penurunan (cm) di tengah permukaan atas dari kerucut 30 cm; kemudahan pengecoran disebut workability

  • Lapisan rapuh di permukaan beton akibat bleeding disebut 'laitance' dan wajib dibuang sebelum pengecoran tahap berikutnya

  • Batas waktu pengadukan hingga selesai cor: < 25°C maks. 120 menit, ≥ 25°C maks. 90 menit; kadar ion klorida ≤ 0,30 kg/m³
KosakataArti
workability (kelecakan) dan uji slump (kerucut 30 cm)
bleeding dan laitance
batas waktu pengecoran (< 25°C: 120 menit; ≥ 25°C: 90 menit)
batas kandungan ion klorida (≤ 0,30 kg/m³)

Kuat Tekan Beton Keras, Faktor Air-Semen, Perawatan Awal, dan Karbonasi

Kuat tekan beton pada umur 28 hari (4 minggu) yang menjadi dasar perhitungan struktur disebut 'kuat tekan rencana (Fc, satuan N/mm²)', sedangkan kekuatan yang dipesan ke pabrik beton siap pakai setelah ditambah koreksi suhu disebut 'kuat tekan pesanan (yobi kyōdo)'.

Perbandingan massa air terhadap semen disebut 'faktor air-semen (W/C)'. Semakin kecil faktor air-semen maka beton semakin padat serta kuat tekan, kekedapan air, dan keawetannya semakin tinggi. Batas maksimum faktor air-semen umumnya adalah '65% ke bawah'.

Pada 'perawatan awal (curing)' setelah pengecoran, beton wajib dijaga tetap lembap minimal selama '5 hari' dan suhu beton dipertahankan 'minimal 2°C' untuk mencegah retak susut kering dan pembekuan dini.

Peristiwa masuknya gas karbon dioksida (CO2) dari udara ke dalam beton sehingga sifat alkali beton hilang disebut 'netralisasi / karbonasi (chūseika)'. Jika karbonasi mencapai besi tulangan, besi akan berkarat dan mengembang hingga memecahkan selimut beton.

Poin penting


  • Kuat tekan umur 28 hari untuk desain struktur disebut 'Fc'; semakin kecil faktor air-semen semakin tinggi kekuatan dan keawetan beton

  • Perawatan awal (curing) wajib menjaga kelembapan minimal 5 hari dan menjaga suhu beton minimal 2°C

  • Karbonasi (chūseika) akibat CO2 menghilangkan sifat alkali beton dan memicu karat tulangan sehingga selimut beton harus cukup
KosakataArti
kuat tekan rencana (Fc) dan kuat tekan pesanan
faktor air-semen (W/C ≤ 65%)
perawatan awal beton (lembap ≥ 5 hari, suhu ≥ 2°C)
karbonasi (netralisasi) beton dan korosi tulangan

Material (Baja & Beton)

Latihan soal bab ini di aplikasi

Referensi resmi

💬