Paramitha, Kharisma Keysia (2024) Evaluation of Mechanical Properties and Bond Strength of Ultra High-Performance Concrete (UHPC) With The Addition of Fly Ash, Limestone, dan Polyamide Fiber as Repair Material. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
![[thumbnail of 3035221010-Master_Thesis.pdf]](http://repository.its.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
3035221010-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (17MB) | Request a copy |
Abstract
UHPC merupakan beton kinerja ultra-tinggi dengan kelas bahan semen yang memiliki kekuatan, kuat tarik, dan durabilitas yang tinggi dibandingkan dengan beton konvensional atau bahkan beton mutu tinggi. UHPC dapat diaplikasikan sebagai material perbaikan, retrofit, dan rehabilitasi struktur bangunan, karena memiliki kekuatan, ketahanan retak, dan daya tahan yang tinggi, serta kemudahan aplikasi yang baik (flowability), yang memungkinkan material ini mengisi celah kerusakan dan menciptakan ikatan yang kuat dengan beton eksisting.
Namun, penggunaan material seperti silica fume, quartz powder, quartz sand, dan steel fiber pada UHPC menjadi perhatian khusus. Penelitian ini melakukan upaya untuk mengeliminasi penggunaan material tersebut dalam pengembangan campuran UHPC sebagai material repar dengan menggunakan fly ash, limestone, dan polyamide fiber. Serta agregat yang digunakan hanya agregat lokal yang dapat dengan mudah ditemukan di Indonesia. Adanya modifikasi material pada UHPC, maka penelitian ini melakukan evaluasi karakteristik mekanis UHPC dengan pengujian flowability, kuat tekan, kuat tarik belah dan susut. Dikarenakan penggunaan UHPC ditujukan sebagai material repair maka dilakukan evaluasi kekuatan ikatan UHPC terhadap beton normal sebagai material eksisting. Pengujian yang dilakukan adalah slant shear, splitting tensile, dan perilaku lentur melalui flexural strength.
Hasil penelitian menunjukkan UHPC dengan variasi 30% fly ash, 7% limestone, sebagai supplementary cementitious materials (SCM), dan 1% HRWR merupakan komposisi terbaik berdasarkan nilai flowability sebesar 205 mm, kuat tekan mencapai 92,73 MPa dengan kuat tarik belah 5,51 MPa, serta susut pada 28 hari 0,039%. Berdasarkan evaluasi kekuatan ikatan slant shear dan splitting tensile seluruh variasi telah memenuhi persyaratan nilai minimum kekuatan ikatan. Dimana, nilai slant shear rata-rata ikatan untuk kombinasi OPC – UHPC berkisar antara 16,60 MPa hingga 18,39 MPa dan 24,61 MPa – 31,74 MPa untuk kombinasi UHPC – UHPC dengan nilai minimun 12,34 MPa (ASTM C882). Kekuatan ikatan berdasarkan splitting tensile termasuk dalam kategori “excellent bond strength” dengan nilai rata-rata 3,07 hingga 3,51 lebih dari 2,8 MPa yang merupakan syarat minimum (ASTM C496). Berdasarkan uji flexural strength, tegangan yang terjadi dari seluruh variasi UHPC tidak melewati batas kapasitas lentur balok tersebut. Dari seluruh hasil pengujian pada penelitian ini, UHPC dengan penggunaan fly ash, limestone, polyamide fiber, dan agregat lokal memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai material repair.
==========================================================================================================================
UHPC is an ultra-high-performance concrete composed of a class of cementitious materials with high strength, tensile strength, and durability compared to conventional and high-strength concrete. UHPC can be applied as a repair, retrofit, and rehabilitation material for building structures due to its high strength, crack resistance, durability, and good flowability, allowing it to fill damage gaps and create a strong bond with existing concrete.
However, the use of materials such as silica fumes, quartz powder, quartz sand, and steel fibers is of particular concern. This research attempts to eliminate the use of these materials in the development of UHPC mixtures. Instead, fly ash, limestone, and polyamide are used. In addition, only aggregates that can be easily found in Indonesia are used. With the modification of UHPC materials, this study evaluates the mechanical characteristics of UHPC through flowability, compressive strength, splitting tensile strength, and shrinkage tests. Since the use of UHPC is intended as a repair material, the bond strength of UHPC to normal concrete, which is an existing material, was also evaluated. The tests conducted include slant shear, splitting tensile, and flexural strength tests.
The results show that UHPC with a variation of 30% fly ash, 7% limestone as the supplementary cementitious material (SCM), and 1% HRWR is the best composition based on a flowability value of 205 mm, compressive strength reaching 92.73 MPa, splitting tensile strength of 5.51 MPa, and 28-day shrinkage of 0.039%. Based on the evaluation of the slant shear and splitting tensile bond strengths, all variations satisfied the minimum bond strength requirements. The average slant shear bond values for the OPC-UHPC combination ranged from 16.60 to 18.39 MPa and from 24.61 to 31.74 MPa for the UHPC-UHPC combination, with a minimum value of 12.34 MPa (ASTM C882). The bond strength based on splitting tensile tests fell into the "excellent bond strength" category with an average value of 3.07–3.51, exceeding the minimum requirement of 2.8 MPa (ASTM C496). Based on the flexural strength test, the stress from all UHPC variations did not exceed the beam’s flexural capacity. Based on all the test results obtained in this study, UHPC with fly ash, limestone, polyamide fiber, and local aggregates meets the requirements for use as a repair material.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | UHPC, Fly ash, Limestone, Polyamide Fiber, Karakteristik Mekanis, Kekuatan Ikatan UHPC, Fly ash, Limestone, Polyamide Fiber, Mechanical Properties, Bond Strength |
| Subjects: | T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA681 Concrete construction |
| Divisions: | Faculty of Vocational |
| Depositing User: | Kharisma Keysia Paramitha |
| Date Deposited: | 08 Aug 2024 22:44 |
| Last Modified: | 08 Aug 2024 22:44 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/113085 |
Actions (login required)
 |
View Item |