Studi Eksperimen Non-Destructive Test dengan Metode Semi-Direct pada Beton

Abstract

Teknik pengukuran kualitas beton dapat dideteksi dengan mengetahui besarnya kecepatan perambatan gelombang ultrasonik. Dalam prosesnya, akurasi hasil pengukuran ditentukan oleh jarak transducer dan receiver, mutu material, impedansi akustik material, dan salah satunya homogenitas material. Hingga kini, metode yang populer digunakan adalah direct dan indirect untuk mengetahui kualitas material dan deteksi kerusakan pada beton. Salah satu kendala utama yang dihadapi adalah ketika kedua metode tersebut tidak dapat digunakan disebabkan kondisi eksisting Gedung. Skema uji semi-direct diusulkan untuk membantu menyelesaikan permasalahan yang tidak dapat dijangkau oleh metode direct dan indirect. Hasil akhir pengujian menunjukkan tingkat akurasi yang lebih rendah dibandingkan metode yang lainnya dengan selisih hasil pengujian 30%.

Full text

E-ISSN: 2528-388X INERSIA
P-ISSN: 0213-762X Vol. 18, No.1, Mei 2022
*Corresponding author.
E-mail: iskandaryasin@ustjogja.ac.id
https://doi.org/10.21831/inersia.v18i1
Received 17 April 2022; Revised 27 Mei 2022; Accepted 29 Mei 2022
Available online 31 May 2021
Studi Eksperimen Non-Destructive Test dengan Metode Semi-
Direct pada Beton
Faqih Ma’arif a, Iskandar Yasina,* Zainul Faizien Hazaa
a Program Studi Teknik Sipil, Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa, Yogyakarta 55281, Indonesia
keywords:
Non-Destructive Test
UPV
semi-direct
kata kunci:
Non-Destructive Test
UPV
semi-langsung
ABSTRACT
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
(eighteen) points. 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 semi-
direct test has the best accuracy at the distance of 100 mm (Transducer and Receiver),
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 (minimum
distance of 100 mm).
ABSTRAK
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 (delapan belas) titik. 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
agregat. 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
pengujian. Nilai tersebut dapat dijadikan rujukan untuk skema pengujian kolom berbentuk
lingkaran dengan penempatan titik model kedua (jarak minimal 100 mm).
`
This is an open access article under the CC–BY license.
1. 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
hubungan balok dan kolom. Non-destructive test dengan
Ultrasonic Pulse Velocity merupakan salah satu
seperangkat instrumen yang digunakan untuk mengetahui
kualitas beton terpasang dilapangan (kondisi eksisting).
Dengan alat ini dapat diketahui nilai kecepatan rambat
gelombang yang dipancarkan dari transducer dan diterima

Faqih Ma’arif, dkk. INERSIA, Vol. 18, No. 1, Mei 2022
45
oleh receiver, cara bekerjanya sederhana dan mudah
diaplikasikan dalam pekerjaan proyek konstruksi [1]-[12].
.
Dalam proses pelaksanaan pengujian, terdapat 3 (tiga)
metode yang digunakan untuk menilai kualitas material
diantaranya adalah (1) langsung (direct); (2) tidak
langsung (indirect); dan (3) semi langsung (semi-direct).
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
direct. Sedangkan uji semi-direct memiliki tingkat akurasi
yang cenderung kurang baik dibandingkan dengan kedua
uji sebelumnya [4]-[6].
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 1). Dalam hal ini, uji semi-direct sangat
dibutuhkan dan berperan penting untuk menghasilkan
suatu prediksi kualitas bangunan yang ditinjau.
Gambar 1. Pola pengujian semi-direct [9]
Skema di atas berlaku untuk benda uji berbentuk persegi
dan dapat ditemui pada kolom langsing ataupun kolom
pendek. Riset terapan lainnya terkait uji semi-direct
dilakukan pada benda uji dinding sebagaimana pada
Gambar 2.
Gambar 2. Pola pengujian semi-direct [13]
Transducer bergerak tegak lurus dengan receiver pada
titik 1 (kesatu), titik 2 (kedua) dan seterusnya hingga
menempati grid system yang telah ditentukan. Dalam hal
ini didapatkan hubungan antara pulse velocity (v) dan
posisi titik uji yang bervariasi.
Dalam hal sebuah kasus yang ditinjau berbentuk
lingkaran, belum ditemukan formulasi yang tepat dan
memadai. Uji eksperimen terkait hal tersebut perlu
dilakukan dalam rangka untuk mendapatkan sebuah solusi
model pengujian yang dapat diterapkan dalam kondisi di
lapangan. Oleh karena itu, minimnya referensi tentang hal
ini penting untuk dapat diselesaikan melalui berbagai
skema modifikasi uji antar titik Transducer dan Receiver.
2. 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.
Tabel 1. Jumlah benda uji
No
Mutu beton
Jumlah benda
uji
Kuat
tekan
Jumlah titik pengujian
Direct
Semi direct
1
S20
6
6
18
60
2
S25
6
6
18
60
3
S30
6
6
18
60
Jumlah
18
18
54
180
keterangan:
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.
T
R
1
2
R
T
specimen

INERSIA, Vol. 18, No. 1, Mei 2022 Faqih Ma’arif, dkk.
46
Gambar 3. Konsep pengujian UPV [12]
Berdasarkan standar Eropa EN 12504-4, BS EN 12504-4
dan ASTM C597-02 (2003) dua metode transmisi
(transducer dan receiver) diterapkan dengan sistem
frekuensi pengiriman gelombang sebesar 54kHz. Dalam
pelaksanaannya, metode pengujian UPV dibagi menjadi
tiga diantaranya adalah: (1) pengujian langsung (direct);
(2) pengujian tidak langsung (indirect); dan (3) pengujian
semi-direct. Masing-masing metode memiliki keunggulan
dan kelemahan tergantung dari kondisi di lapangan.
2.1. 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.
Gambar 4. Pola pengujian direct pada benda uji 150x300 mm
(tampak depan) [8]
Gambar 4 dan Gambar 5 menunjukkan metode pengujian
direct pada silinder beton dengan tiga varian mutu (20
MPa, 25 MPa dan 30 MPa) yang jumlah 3 (tiga) titik
pengujian. jumlah total titik pengujian untuk setiap varian
adalah 54 (lima puluh empat).
Gambar 5. Pengujian direct pada benda uji silinder 150 mm x
300 mm (tampak samping) [11]
Besarnya nilai kecepatan perambatan gelombang dihitung
dengan persamaan (2).
  
󰇛󰇜
Keterangan: V: kecepatan (km/s); L: Panjang (m); T:
Travel time (μs)
2.2. 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
muka. Jarak antar keduanya berubah-ubah dan setiap
kecepatan perambatan gelombang dianalisis sesuai
dengan besaran jaraknya.
A1
A2
A3
D
h
T
T
R
R

Faqih Ma’arif, dkk. INERSIA, Vol. 18, No. 1, Mei 2022
47
Gambar 6. Metode pengujian semi-direct test
keterangan: (1) T : transducer; (2) R : receiver.
Gambar 7. Ilustrasi pengujian tampak samping
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 (lima) kali uji, sehingga untuk total jumlah uji
adalah 120 (seratus dua puluh). Sebagai catatan penting,
proses pengujian dilaksanakan pada sisi bawah dan atas
untuk akurasi data yang dihasilkan.
2.3. 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.
Sebelum dilaksanakannya pengujian tekan, modulus juga
diperhitungkan [11], benda uji diberi capping yang
berfungsi untuk meratakan beban. Besarnya kuat tekan
dihitung sesuai dengan ASTM C39/C39M-14 pada
Persamaan (2).

󰇛󰇜
keterangan: σ: tegangan (MPa); P: Beban (kN); A: Luas
(mm2).
3. Pembahasan
3.1. Pengujian langsung (direct test)
Pengujian langsung dilaksanakan untuk tiga kategori kuat
tekan beton yaitu 20 MPa, 25 MPa, dan 30 MPa. Hasil
pengujian tersaji pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengujian direct untuk variasi mutu beton
No
Mutu
20MPa
Jarak
(mm)
Titik
pengujian
TT
Mutu
25MPa
Jarak
(mm)
Titik
pengujian
TT
Mutu
30MPa
Jarak
(mm)
Titik
pengujian
TT
1
S20A
30.40
A1
22.00
S25A
30.70
A1
21.00
S30A
30.18
A1
20.00
30.50
A2
22.00
30.60
A2
21.00
30.07
A2
21.00
30.40
A3
22.50
30.60
A3
21.00
29.92
A3
21.00
2
S20B
30.50
A4
21.00
S25B
30.40
A4
21.00
S30B
30.18
A4
20.00
30.50
A5
21.00
30.40
A5
14.50
30.07
A5
20.00
30.50
A6
21.00
30.40
A6
21.00
29.92
A6
20.50
3
S20C
30.60
A7
20.50
S25C
30.50
A7
21.00
S30C
30.18
A7
20.00
30.70
A8
21.50
30.60
A8
22.00
30.07
A8
20.00
30.60
A9
23.00
30.70
A9
22.00
29.92
A9
21.00
4
S20D
30.20
A10
23.00
S25D
30.30
A10
21.50
S30D
30.18
A10
20.50
30.20
A11
21.50
30.30
A11
22.50
30.07
A11
21.00
30.10
A12
21.50
30.30
A12
21.00
29.92
A12
20.00
5
S20E
30.60
A13
20.50
S25E
30.30
A13
21.50
S30E
30.18
A13
21.50
30.60
A14
21.00
30.50
A14
21.50
30.07
A14
21.00
30.80
A15
23.50
30.30
A15
21.50
29.92
A15
21.50
6
S20F
30.60
A16
20.50
S25F
30.60
A16
22.00
S30F
30.18
A16
21.00
30.60
A17
20.50
30.40
A17
22.00
30.07
A17
20.50
L5
L4
L3
L1
L2
T
R5
R4
R3
R1
R2
T
R
T
R
h
D
R
R
R
R

INERSIA, Vol. 18, No. 1, Mei 2022 Faqih Ma’arif, dkk.
48
No
Mutu
20MPa
Jarak
(mm)
Titik
pengujian
TT
Mutu
25MPa
Jarak
(mm)
Titik
pengujian
TT
Mutu
30MPa
Jarak
(mm)
Titik
pengujian
TT
30.70
A18
21.00
30.50
A18
22.00
29.92
A18
21.00
keterangan: TT: travel time (μs); S20: kuat tekan beton
silinder 20 MPa; S25: kuat tekan beton silinder 25 MPa;
dan S30: kuat tekan beton silinder 30 MPa.
Selanjutnya, hasil pengujian direpresntasikan ke dalam
kecepatan sebagaimana pada Tabel 3 dengan
menggunakan Persamaan (2)
Tabel 3. Analsis kecepatan rambat gelombang
No
Mutu
20MPa
Titik
pengujian
V
(km/s)
Mutu
25MPa
Titik
pengujian
V
(km/s)
Mutu
30MPa
Titik
pengujian
V
(km/s)
1
S20A
A1
1.38
S25A
A1
1.46
S30A
A1
1.51
A2
1.39
A2
1.46
A2
1.43
A3
1.35
A3
1.46
A3
1.42
rerata
1.37
rerata
1.46
rerata
1.45
2
S20B
A4
1.45
S25B
A4
1.45
S30B
A4
1.51
A5
1.45
A5
2.10
A5
1.50
A6
1.45
A6
1.45
A6
1.46
rerata
1.45
rerata
1.67
rerata
1.49
3
S20C
A7
1.49
S25C
A7
1.45
S30C
A7
1.51
A8
1.43
A8
1.39
A8
1.50
A9
1.33
A9
1.40
A9
1.42
rerata
1.42
rerata
1.41
rerata
1.48
4
S20D
A10
1.31
S25D
A10
1.41
S30D
A10
1.47
A11
1.40
A11
1.35
A11
1.43
A12
1.40
A12
1.44
A12
1.50
rerata
1.37
rerata
1.40
rerata
1.47
5
S20E
A13
1.49
S25E
A13
1.41
S30E
A13
1.40
A14
1.46
A14
1.42
A14
1.43
A15
1.31
A15
1.41
A15
1.39
rerata
1.42
rerata
1.41
rerata
1.41
6
S20F
A16
1.49
S25F
A16
1.39
S30F
A16
1.44
A17
1.49
A17
1.38
A17
1.47
A18
1.46
A18
1.39
A18
1.42
rerata
1.48
rerata
1.39
rerata
1.44
Jumlah rerata
1.42
Jumlah rerata
1.46
Jumlah rerata
1.46
Berdasarkan pada Tabel 3 besarnya kecepatan perambatan
gelombang S20, S25, dan S30 berturut-turut sebesar 1.42
km/s, 1.46 km/s, dan 1.46 km/s.
Gambar 8. Pengujian kuat tekan beton [14]
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
h
D

Faqih Ma’arif, dkk. INERSIA, Vol. 18, No. 1, Mei 2022
49
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 [15].
Selanjutnya, nilai yang dihasilkan dapat
ditransformasikan kedalam persamaan yang bermuara
kepada tindakan mitigasi untuk rencana tindaklanjut
proses perbaikan, atau perkuatan sebuah struktur
bangunan. Gambar 9 juga menunjukkan bahwa
pencapaian uji kecepatan rambat gelombang senada
dengan [8][12]-[15] sehingga keandalan uji ini masih
dapat dipertanggungjawabkan.
2.2. Pengujian semi-direct
Pengujian semi-direct jarang digunakan dalam aplikasi di
lapangan. Pada umumnya pengujian NDT menggunakan
UPV cenderung dititikberatkan kepada uji direct dan dan
indirect. Hal ini karena hasilnya lebih akurat [14] terutama
pada pengujian direct [14]-[17]. Dalam pengujian ini,
pembacaan kecepatan perambatan gelombang
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
Chauvenet’s 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.
  


󰇛󰇜
keterangan: (a) Dmax: deviasi maksimum yang diijinkan; (b) x:
nilai outlier data; (c)  : nilai rerata; (d) Sx: standar deviasi; (5) |
. | nilai absolut.
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
kecepatan (V) dan jarak (mm) 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.
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
(bagian atas dan bawah), dengan variasi jarak yang
berbeda.
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 masing-
masing kualitas beton 20 MPa, 25 MPa dan 30 MPa
dengan nilai berturut-turut sebesar 4.79 km/s, 4.09 km/s,
dan 3.44 km/s yang mengandung arti bahwa beton
memiliki kualitas yang baik sebagaimana yang dihasilkan
oleh [18-20].
Gambar 11. Hubungan antara kecepatan dan jarak untuk
kualitas beton 25 MPa

INERSIA, Vol. 18, No. 1, Mei 2022 Faqih Ma’arif, dkk.
50
3.3. Pengujian kuat tekan beton
Pengujian kuat tekan dilakukan pada benda uji silinder
dengan dimensi 150 mm x 300 mm yang berumur 28 hari,
perawatan dengan cara perendaman. kecepatan
Pembebanan benda uji pada rentang nilai 0.15 MPa/detik
sampai dengan 0.35 MPa/detik [11].
Tabel 4. Hasil pengujian semi-direct mutu 20 MPa
Mutu
20MPa
Titik
pengujian
Jarak, pembacaan travel time, dan kecepatan
Jarak
(mm)
S20A
V
(km/s)
Jarak
(mm)
S20B
V
(km/s)
Jarak
(mm)
S20C
V
(km/s)
Jarak
(mm)
S20D
V
(km/s)
Atas
R1
60
18.00
3.33
60
23.00
2.61
68
27.00
2.52
68
33.00
2.06
R2
100
48.00
2.08
100
34.50
2.90
119
47.50
2.51
119
28.00
4.25
R3
150
37.50
4.00
150
37.00
4.05
151
32.00
4.72
151
33.00
4.58
R4
100
28.50
3.51
100
36.00
2.78
120
25.50
4.71
120
33.50
3.58
R5
60
16.00
3.75
60
48.50
1.24
64
40.00
1.60
64
28.00
2.29
Bawah
R1
67
42.00
1.60
67
29.00
2.31
63
24.50
2.57
63
27.50
2.29
R2
123
85.50
1.44
123
22.50
5.47
121
27.00
4.48
121
35.00
3.46
R3
151
19.00
7.95
151
37.00
4.08
150
35.00
4.29
150
32.00
4.69
R4
118
80.00
1.48
118
41.50
2.84
120
28.00
4.29
120
40.00
3.00
R5
70
22.50
3.11
70
44.00
1.59
62
33.50
1.85
62
25.00
2.48
Tabel 5. Hasil pengujian semi-direct mutu 25 MPa
Mutu
25MPa
Titik
pengujian
Jarak
(mm)
S25A
V
(km/s)
Jarak
(mm)
S25B
V (km/s)
Jarak
(mm)
S25C
V
(km/s)
Jarak
(mm)
S25D
V
(km/s)
Atas
R1
64
22.50
2.84
64
27.50
2.33
66
20.50
3.22
66
28.00
2.36
R2
93
31.00
3.00
93
37.00
2.51
90
34.50
2.61
90
27.50
3.127
R3
153
36.50
4.19
153
37.00
4.14
151
38.00
3.97
151
42.50
3.55
R4
92
35.50
2.59
92
33.00
2.79
91
41.50
2.19
91
41.50
2.19
R5
61
24.50
2.49
61
41.50
1.47
60
42.50
1.41
60
37.00
1.62
Bawah
R1
61
13.50
4.52
61
28.00
2.18
62
16.50
3.76
62
15.00
4.13
R2
92
28.00
3.29
92
40.50
2.27
91
27.00
3.37
91
31.50
2.89
R3
156
37.00
4.22
156
38.50
4.05
150
34.50
4.35
150
35.50
4.23
R4
91
36.00
2.53
91
33.00
2.76
91
28.50
3.19
91
32.50
2.80
R5
63
22.50
2.80
63
22.50
2.80
62
33.00
1.88
62
18.00
3.44
Tabel 6. Hasil pengujian semi-direct mutu 30 MPa
Mutu
30MPa
Titik
pengujian
Jarak
(mm)
S25A
V
(km/s)
Jarak
(mm)
S25B
V (km/s)
Jarak
(mm)
S25C
V
(km/s)
Jarak
(mm)
S25D
V
(km/s)
atas
R1
68
33.50
2.03
68
26.50
2.57
61
33.30
1.83
61
24.50
2.49
R2
91
28.00
3.25
91
92.50
0.98
90.1
28.00
3.22
90.1
51.50
1.75
R3
152
55.00
2.76
152
37.50
4.05
150.5
55.00
2.74
150.5
36.50
4.12
R4
93
42.00
2.21
93
39.00
2.38
91
42.00
2.17
91
42.00
2.17
R5
67
34.00
1.97
67
37.00
1.81
61
34.00
1.79
61
38.00
1.61
bawah
R1
60.2
29.00
2.08
60.2
41.00
1.47
67
29.00
2.31
67
25.50
2.63
R2
90.4
38.00
2.38
90.4
41.50
2.18
91
38.00
2.39
91
75.50
1.21
R3
151.1
43.50
3.47
151.1
44.00
3.43
150.9
43.50
3.47
150.9
43.50
3.47
R4
91
28.00
3.25
91
36.00
2.53
90.2
28.00
3.22
90.2
35.50
2.54
R5
63
24.50
2.57
63
23.50
2.68
60.2
24.50
2.46
60.2
54.50
1.10
Gambar 12. Hubungan antara kecepatan dan jarak untuk
kualitas beton 30 MPa
Tabel 7 menunjukkan bahwa kuat tekan rerata untuk
benda uji S20, S25, dan S30 berturut-turut sebesar 22.65
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
No
Benda uji
Tinggi
Diameter
(mm)
P(kN)
fc’
1
S20A
306.00
150.00
390
22.08
2
S20B
305.00
150.00
410
23.21
3
S25A
303.70
148.00
500
29.08
4
S25B
30.340
158.00
540
27.56
5
S30A
301.80
149.90
570
32.31
6
S30B
299.40
148.70
350
20.16

Faqih Ma’arif, dkk. INERSIA, Vol. 18, No. 1, Mei 2022
51
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 masing-
masing kualitas beton berturut-turut sebesar 4.79 km/s;
4.09 km/s dan 3.44 km/s termasuk dalam kategori sangat
baik [16]-[17]. 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 (empat)
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
No
Benda uji
V (direct)
(km/s)
V (semi -direct)
(km/s)
%
%
Rerata dev
1
S20A
4.34
2.63
38.02
41.84
2
S20B
5.25
2.19
45.66
3
S25A
3.96
2.69
37.17
32.29
4
S25B
4.21
3.65
27.40
5
S30A
3.42
2.23
44.84
46.01
6
S30B
3.46
2.12
47.17
Keterangan: (a) S20A: pengujian benda uji dengan kuat tekan 20 MPa
bagian atas; (b) pengujian kecepatan pada kuat tekan benda uji 25 MPa
bagian bawah; (c) S25A, S25B, S30A, S30B sebagaimana penjelasan pada
S20A.
Besarnya tingkat akurasi antara pengujian direct dan semi-
direct rerata untuk beton dengan kualitas 20 MPa, 25 MPa
dan 30 MPa, sebagaimana pada Tabel 8 berturut-turut
sebesar 41.84%, 32.29% dan 46.01%. Hal ini
mengandung arti bahwa pada skema jarak pengujian L1
(60 mm) terdapat deviasi pembacaan data yang cukup
besar. 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
No
Benda uji
V (direct)
(km/s)
V (semi-direct)
(km/s)
%
%
Rerata
1
S20A
4.34
2.93
32.49
30.91
2
S20B
5.25
3.71
29.33
3
S25A
3.96
2.85
28.03
29.98
4
S25B
4.21
2.95
29.93
5
S30A
3.42
2.30
32.75
36.89
6
S30B
3.46
2.04
41.04
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 26.12%; 10.25% dan 19.82%.
Kondisi kerapatan juga mempengaruhi hasil pembacaaan

INERSIA, Vol. 18, No. 1, Mei 2022 Faqih Ma’arif, dkk.
52
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
maksimal.
Gambar 14. Deviasi pembacaan pada jarak L yang berbeda
3. Simpulan
Hasil pengujian di atas dapat disimpulkan bahwa: (1)
besarnya nilai kecepatan perambatan gelombang pada
pengujian direct ditentukan oleh mutu beton, kerapatan,
serta dimensi agregat disamping kelembaban pada benda
uji; (2) pengujian semi-direct memiliki tingkat akurasi
yang cukup baik pada Jarak L sebesar 100mm; (3) 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
26.12%; 10.25% dan 19.82% atau tidak lebih dari 20%.
Ucapan Terimakasih
Terima kasih kami haturkan kepada laboratorium Jurusan
Teknik Sipil, Universitas Negeri Yogyakarta atas
dukungan yang telah diberikan dalam pengujian Non-
Destructive Test menggunakan Ultrasonic Pulse Velocity.
Daftar Rujukan
[1] M. Kazemi, R. Madandoust, and J. de Brito,
“Compressive strength assessment of recycled
aggregate concrete using Schmidt rebound hammer
and core testing,” Constr. Build. Mater., vol. 224, no.
July, pp. 630–638, 2019, doi:
10.1016/j.conbuildmat.2019.07.110.
[2] Breysse D., Balayssac J.P. Strength Assessment in
Reinforced Concrete Structures: From Research to
Improved Practices [J]. Construction and Building
Materials, 2018, V182: 1-9.
[3] Lee T., Lee J., Choi H. Assessment of Strength
Development at Hardened Stage on High-Strength
Concrete Using NDT. Applied Science, 2020, V10:
1-15.
[4] 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(34):1-8.
[5] Carcano R S, Moreno E.I. Evaluation of concrete
made with crushed limestone aggregate based on
ultrasonic pulse velocity. Construction and Building
Materials, 2008, V22: 1225–1231.
[6] Naffa S O., Goueygou M., Piwakowski B., Bodin F
B. Detection of chemical damage in concrete using
ultrasound. Ultrasonics, 2002, V40: 247–251.
[7] 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 – 251.
[8] F Ma’arif., 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.
[9] Qasrawi H Y., Concrete strength by Combined
Nondestructive Methods Simply and Reliably
Predicted. Cement and Concrete Research, V30:
739-746
[10] Carrillo J., Ramirez J., Marriaga J. L. 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.
[11] Ma’arif F., Gao Z., Li F. The Modelling of
Compressive Strength of Concrete on Discrete
Element Method. Journal of Physics, 2021, V1845:
012079

Faqih Ma’arif, dkk. INERSIA, Vol. 18, No. 1, Mei 2022
53
[12] ASTM C597-16. Standard Test Method for Pulse
Velocity through Concrete. American Society for
Testing and Materials International, 2016, V04.02.
[13] Chih-Hung Chiang, Po-Chih Chen, Semi-direct
measurements of ultrasonic pulse velocity in
proposed concrete reference specimens.
https://www.ndt.net/apcndt2001/papers/1207/1207.
htm
[14] ASTM C469 / C469M-14e1. Standard Test Method
for Static Modulus of Elasticity and Poisson's Ratio
of Concrete in Compression [B]. ASTM
International, 2016, v04.02.
[15] Faqih Ma’arif, Priyosulistyo Priyosulistyo, Ashar
Saputra. The Effect of Variation Concrete Cube of
Axial Load on Ultrasonic Pulse Velocity Transmitter
[16] F Ma’Arif, Z Gao, F Li, HU Ghifarsyam. The New
Analysis of Discrete Element Method Using ARM
Processor.
[17] F Ma’arif, Z Gao, F Li, HRC Priyosulityo.
Experiment Study of Ultrasonic Pulse Velocity Test
of R/C Column Under Axial Load Variation
[18] Al-Mufti R L., Fried A N. The Early Age Non-
Destructive Testing of Concrete Made with Recycled
Concrete Aggregate [J]. Construction and Building
Materials, 2012, V37: 379-386.
[19] Faqih Ma'arif Agus Santoso, Slamet Widodo.
Prediction of Lighweight Concrete Panel
Homogeneity by Ultrasonic Pulse Velocity (UPV).
[20] Faqih Ma’arif, Slamet Widodo, Agus Santoso.
Analisis Homogenitas Self Compacting Mortar
Menggunakan Serat Polypropylene Berdasarkan
Kecepatan Perambatan Gelombang Ultrasonik
(UPVM).