Menentukan Kuat Tarik Baja Struktur yang Sudah Terpasang

Menentukan Kuat Tarik Baja pada Struktur yang Sudah Terpasang

Salah satu material utama dalam struktur bangunan adalah baja, baik berupa profil baja maupun tulangan (rebar) di dalam beton. Untuk mengetahui kuat tarik baja secara akurat, metode terbaik adalah dengan memotong sampel struktur dan melakukan uji tarik di laboratorium.

Namun, pada struktur existing yang masih berfungsi, pemotongan elemen struktur sering kali tidak memungkinkan karena alasan keselamatan, operasional, maupun biaya. Oleh karena itu, digunakan metode pengujian non-destructive untuk memperkirakan kuat tarik baja tanpa merusak struktur.

Beberapa metode yang umum digunakan di lapangan akan dijelaskan berikut ini.

Uji Kekerasan Brinell

Uji kekerasan Brinell merupakan metode untuk menentukan kekerasan material berdasarkan ketahanan permukaan terhadap penekanan bola baja (indentor). Metode ini diperkenalkan oleh Johan August Brinell pada awal tahun 1900-an  dan hingga saat ini masih menjadi acuan standar dalam pengujian kekerasan logam.

Pengujian dilakukan dengan menekan bola baja berdiameter tertentu ke permukaan logam menggunakan beban yang telah ditetapkan, selama waktu tertentu (umumnya ±30 detik). Setelah beban dilepas, diameter lekukan diukur menggunakan mikroskop.

Permukaan baja yang diuji harus relatif rata, bersih, dan bebas dari karat atau cat, agar hasil pengujian dapat diandalkan.

Angka kekerasan Brinell (HB) dinyatakan sebagai perbandingan antara beban tekan dengan luas permukaan lekukan.
Dalam praktiknya, nilai HB dihitung berdasarkan hasil pengukuran diameter lekukan.

Parameter dasar pengujian Brinell diilustrasikan pada gambar berikut:

Uji Kekerasan Leeb (Rebound Hardness)

Metode Leeb, yang juga dikenal sebagai metode rebound, dikembangkan pada pertengahan tahun 1970-an dan menjadi instrumen portabel pertama untuk pengujian kekerasan logam di lapangan.

Prinsip dasar metode ini adalah pengukuran energi pantulan (rebound) dari sebuah impact body yang ditumbukkan ke permukaan baja.

Pegas pada alat mendorong impact body hingga menumbuk permukaan benda uji. Setelah tumbukan, impact body memantul kembali dengan kecepatan tertentu. Perbedaan kecepatan sebelum dan sesudah tumbukan mencerminkan tingkat kekerasan material.

Semakin lunak material, semakin besar deformasi permukaan, energi yang hilang semakin besar, dan kecepatan pantulan menjadi lebih kecil.

Indentor pada alat Leeb umumnya terbuat dari tungsten carbide atau bola berlian (diamond ball), yang memungkinkan pengujian cepat tanpa merusak elemen struktur secara signifikan.

Nilai kekerasan Leeb dinyatakan dalam satuan HL, yang merupakan rasio antara kecepatan tumbukan dan kecepatan pantulan.
Nilai HL ini kemudian dapat dikonversi ke skala kekerasan lain, seperti Brinell (HB), Rockwell (HRC), atau Vickers (HV).

Konversi Nilai Kekerasan Leeb ke Brinell

Dalam praktik rekayasa struktur, skala Brinell masih menjadi acuan yang cukup luas. Oleh karena itu, nilai kekerasan Leeb (HL) biasanya dikonversi ke nilai Brinell (HB).

Konversi dapat dilakukan menggunakan tabel empiris berikut:

Atau menggunakan persamaan pendekatan:

HB = 0,436 × HL + 514,317

Perkiraan Kuat Tarik Baja dari Angka Kekerasan

Setelah nilai kekerasan Brinell diperoleh, kuat tarik baja dapat diperkirakan menggunakan tabel korelasi empiris berikut:

Selain tabel, perkiraan kuat tarik baja juga dapat dihitung menggunakan persamaan pendekatan berikut:

Kuat Tarik Baja (MPa) = 3,482 × HB − 28,772

Catatan Penting dalam Interpretasi

Hasil pengujian harus dibaca sebagai bagian dari evaluasi menyeluruh, dengan mempertimbangkan kondisi visual, umur struktur, lingkungan (korosi, kelembaban), serta riwayat beban dan modifikasi struktur. Karena itu, interpretasi hasil uji kekerasan sebaiknya dilakukan oleh engineer yang memahami perilaku struktur dan batasan metode pengujian, bukan semata-mata membaca angka hasil alat.

Perlu dipahami bahwa hasil perhitungan ini merupakan perkiraan teknis, bukan nilai absolut seperti uji tarik laboratorium.
Namun dalam banyak kasus, metode ini sangat membantu untuk penilaian awal, audit struktur, atau pengambilan keputusan teknis tanpa harus merusak elemen bangunan.