Ultrasonic Pulse Velocity Test (UPVT) adalah metode pengujian tidak merusak (Non-Destructive Testing/NDT) untuk mengidentifikasi mutu dan integritas beton melalui pengukuran kecepatan rambat gelombang ultrasonik. UPVT digunakan untuk mengevaluasi mutu beton, mengukur kedalaman retak, dan mendeteksi keberadaan honeycomb (void dalam beton).
Daftar Isi
Cara Kerja Ultrasonic Pulse Velocity Test
UPVT bekerja berdasarkan pengukuran waktu tempuh gelombang ultrasonik yang menjalar dalam struktur beton.
Gelombang ultrasonik disalurkan dari transmitter transducer yang ditempatkan di permukaan beton, melalui material beton, menuju receiver transducer. Waktu tempuh gelombang diukur oleh Read-Out unit PUNDIT (Portable Unit Non Destructive Indicator Tester) dalam satuan milidetik (ms).
Kedua transducer dapat ditempatkan secara direct, semi-direct, atau indirect. Karena jarak antara kedua transducer telah diketahui, kecepatan gelombang ultrasonik dapat dihitung dengan rumus:
V = L / T
V = kecepatan gelombang (m/s) | L = jarak transducer (m) | T = waktu tempuh (s)
Kecepatan rambat gelombang adalah fungsi dari kepadatan material. Dengan mengetahui kecepatan gelombang ultrasonik dalam beton, nilai tersebut dapat dikorelasikan ke kepadatan beton, yang selanjutnya dikaitkan dengan mutu beton (compressive strength) berdasarkan grafik hubungan empiris.
Peralatan Yang Digunakan
Peralatan standar untuk melakukan UPVT Test terdiri dari:
- Read-out Unit PUNDIT (Portable Unit Non Destructive Indicator Tester) — 1 unit
- Transducer 54 Hz (transmitter dan receiver) — 2 unit
- Calibration Bar — 1 unit
- Kabel dan connector — sesuai kebutuhan
Alat untuk melakukan UPVT seperti pada gambar berikut:
Metode Pengujian
Dalam pengujian material beton menggunakan UPV Test, gelombang ultrasonik disalurkan dari transmitter transducer yang ditempatkan dipermukaan beton melalui material beton menuju receiver transducer dan waktu tempuh gelombang tersebut diukur oleh Read-Out unit PUNDIT (Portable Unit Non Destructive Indicator Tester) dalam micro detik (msec).
Ultrasonic Pulse Velocity Test dilaksanakan berdasarkan standar pengujian BS 1881-203; ASTM C597. Pengukuran dapat dilakukan dengan tiga metode utama:
- Direct Method — Transmitter dan receiver berada pada dua permukaan yang paralel (paling akurat untuk evaluasi volume)
- Semi-Direct Method — Transmitter dan receiver berada pada dua permukaan yang saling tegak lurus (untuk area dengan akses terbatas)
- Indirect Method — Kedua transducer berada pada permukaan yang sama (untuk permukaan terbuka saja)
Seperti ditunjukkan pada gambar berikut:
Rumus Perhitungan Kecepatan
Kuat tekan beton dapat diestimasi dengan menggunakan kurva hubungan antara kecepatan gelombang dan mutu beton:
Klasifikasi Kondisi Beton Berdasarkan Kecepatan Gelombang
Untuk memudahkan interpretasi hasil UPVT, kecepatan gelombang dapat diklasifikasikan menjadi kategori kondisi beton sesuai standar internasional (BS 1881-203, ASTM C597):
| Kecepatan Gelombang (m/s) | Klasifikasi Kondisi | Indikasi | Rekomendasi |
|---|---|---|---|
| > 4500 | Excellent | Beton sound, tidak ada retak, integritas sempurna | Lanjutkan operasi normal |
| 3500–4500 | Good | Beton berkualitas baik, kemungkinan microcracks minor | Monitor berkala |
| 2700–3500 | Fair/Moderate | Beton average, ada indikasi cracks atau kepadatan berkurang | Investigasi lebih lanjut; pertimbangkan core drilling |
| < 2700 | Poor/Deteriorated | Beton kualitas rendah, banyak defects, delamination, atau honeycomb | Urgent: Core drilling + engineering assessment |
• Range ini adalah guideline umum dan dapat bervariasi tergantung mix design beton, jenis agregat, dan kondisi lingkungan
• Verifikasi dengan core drill adalah mandatory untuk keputusan teknis final — ambil minimum 10–20 sample cores
• Typical accuracy UPVT: ±10–15% dari actual compressive strength
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Hasil UPVT
Hasil pengukuran UPVT tidak hanya ditentukan oleh mutu beton, tetapi juga dipengaruhi oleh beberapa faktor eksternal yang perlu diperhatikan:
1. Kadar Air (Moisture Content)
Pengaruh: Beton dengan kadar air tinggi menunjukkan kecepatan gelombang LEBIH TINGGI dibanding beton dalam kondisi kering. Perbedaan bisa mencapai 5–15% dari nilai pembacaan.
Rekomendasi: Standardisasi kondisi moisture jika memungkinkan; dokumentasikan kondisi cuaca dan kelembaban sebelum testing.
2. Temperatur (Temperature)
Pengaruh: Temperatur ekstrem (< 5°C atau > 35°C) dapat mempengaruhi kecepatan gelombang. Perbedaan dapat mencapai 3–8%.
Rekomendasi: Lakukan testing pada jam-jam dengan temperatur moderat (hindari pagi sangat dingin atau siang terik); catat temperatur ambient saat testing.
3. Umur Beton (Age of Concrete)
Pengaruh: Beton usia dini (< 7 hari) menunjukkan velocity rendah karena hidrasi semen belum lengkap. Perbedaan bisa mencapai 10–30% untuk beton muda.
Rekomendasi: Jangan test beton terlalu muda (< 7 hari); untuk acceptance testing — standardisasi pada umur minimum 28 hari setelah casting.
4. Jenis dan Diameter Agregat
Pengaruh: Jenis agregat (limestone vs granite) dan ukuran diameter mempengaruhi velocity. Perbedaan bisa mencapai 5–10%.
Rekomendasi: Ketahui sumber agregat yang digunakan; jika ganti supplier — pertimbangkan re-calibration kurva empiris.
5. Kepadatan Tulangan (Reinforcement Density)
Pengaruh: Beton dengan rebar density tinggi dapat menghasilkan reading yang overstated (gelombang “boost” melalui steel yang memiliki velocity tinggi). Perbedaan bisa mencapai 5–20%.
Rekomendasi: Gunakan semi-direct atau indirect method jika rebar density tinggi; hindari reading langsung melewati rebar; dokumentasikan posisi rebar.
Aplikasi UPVT untuk Deteksi Retak dan Honeycomb
Selain evaluasi mutu beton umum, UPVT dapat digunakan untuk identifikasi defects spesifik seperti retak dalam dan honeycomb (void/kepadatan rendah).
A. Deteksi Retak (Crack Detection)
Prinsip: Retak adalah discontinuity dalam material. Ketika gelombang ultrasonik melewati retak, gelombang akan diperlambat, menghasilkan velocity yang signifikan lebih rendah di area retak dibanding area sehat.
| Jenis Retak | Detectable? | Catatan |
|---|---|---|
| Hairline cracks (< 0.2 mm) | ❌ Sulit | Terlalu fine, tidak cukup attenuate gelombang |
| Fine cracks (0.2–0.5 mm) | ⚠️ Marginal | Dapat terdeteksi jika continuous & dalam |
| Open cracks (0.5–2 mm) | ✅ Baik | Clearly detectable, jelas perbedaan velocity |
| Wide cracks (> 2 mm) | ✅ Sangat jelas | Very obvious, mudah diidentifikasi |
Metode Terbaik: Direct Method paling akurat untuk deteksi retak dalam (deep cracks), karena gelombang melewati seluruh kedalaman elemen. Limitations: UPVT tidak efektif untuk hairline cracks (< 0.2 mm). Gunakan visual inspection untuk surface cracks.
B. Deteksi Honeycomb & Void
Honeycomb adalah area dalam beton dengan kepadatan rendah (air pockets, segregation, poor consolidation).
Karakteristik Akustik: Honeycomb memiliki kepadatan sangat rendah → gelombang diperlambat drastis → velocity di area honeycomb < 1500 m/s (vs normal beton 4000+ m/s). Detectable untuk honeycomb > 10 cm diameter dan dekat permukaan (< 30 cm depth).
• Minor (< 5% area): velocity 3800–4200 m/s → Acceptable
• Moderate (5–15% area): velocity 3200–3800 m/s → Requires monitoring
• Significant (15–30% area): velocity 2500–3200 m/s → Repair recommended
• Severe (> 30% area): velocity < 2500 m/s → Critical; immediate action
Verifikasi: UPVT adalah screening tool. Untuk confirmation honeycomb, lakukan visual inspection + core drilling + petrographic analysis di lab.
UPVT vs Metode NDT Lainnya: Kapan Menggunakan UPVT?
Berbagai metode nondestructive testing tersedia untuk evaluasi beton. Memilih metode yang tepat tergantung pada objektif, budget, dan akurasi yang dibutuhkan:
| Aspek | UPVT | Schmidt Hammer | Core Drilling | Impact Echo |
|---|---|---|---|---|
| Non-Destructive? | ✅ YES | ✅ YES | ❌ NO (Destructive) | ✅ YES |
| Akurasi Estimasi Mutu | ±10–15% | ±15–30% | ±5% (HIGHEST) | N/A (no strength) |
| Deteksi Retak Internal | ✅ YES | ❌ TIDAK | Conditional | ✅ YES |
| Waktu per Point | 2–5 min | 30 sec–1 min | 15–30 min | 3–5 min |
| Cost per Point | Rp 300–500k | Rp 50–100k | Rp 2–5 jt | Rp 500k–1 jt |
| Best Use Case | Screening mutu, deteksi retak | Quick rough estimate | Final verification, critical decision | Delamination detection |
Kapan Pakai UPVT?
- ✅ Screening mutu beton general → Acceptance testing
- ✅ Identifikasi area suspect untuk detailed investigation
- ✅ Deteksi retak internal dan honeycomb
- ✅ Monitoring integritas struktur dari waktu ke waktu
- ❌ TIDAK cocok untuk: Final critical decision tanpa verifikasi core drill
Strategi Testing yang Direkomendasikan
1. UPVT sampling 50–100 points (Rp 25–50 jt)
2. Core drilling 10–20 samples untuk verifikasi & calibration (Rp 30–60 jt)
3. Total investasi: ~Rp 55–110 jt (untuk building 10 lantai)
Jasa UPV Test Beton di Indonesia
UPVT adalah salah satu produk pengujian tanpa rusak (Nondestructive Test/NDT) yang ditawarkan oleh PT Hesa Laras Cemerlang kepada institusi atau personal yang membutuhkan:
- Pemeriksaan mutu beton
- Pengecekan retak beton
- Deteksi honeycomb dan void
- Evaluasi integritas struktur
Tenaga pengecekan beton kami sudah berpengalaman lebih dari 5 tahun menangani inspeksi berbagai gedung dan bangunan. Kami telah dipercaya oleh ratusan instansi, baik pemerintah maupun swasta, untuk melakukan Uji Mutu Dan Integritas Beton Ultrasonic Pulse Velocity Test di berbagai lokasi: gedung, jembatan, dermaga, silo, dan banyak bangunan lainnya di Indonesia.
Biaya dan Sampling UPV Test
Faktor yang menentukan harga jasa UPV Test adalah jumlah titik uji yang akan diambil sebagai sampel pengujian. Penentuan jumlah titik uji disesuaikan dengan keperluan dan tujuan pengujian (kasus per kasus).
Panduan Jumlah Sampling:
- Screening Cepat: 3–5 points per elemen struktur
- Acceptance Testing: Minimum 10% dari total volume atau per standar kontrak
- Calibration Curve: Minimum 20 points UPVT + 20 core samples + uji tekan (ref: BS-4408, ASTM C-597)
Contoh Sampling Gedung 5 Lantai:
- Kolom: 3 point/kolom × 4 kolom × 5 lantai = 60 point
- Balok arah X: 3 point × 5 balok × 5 lantai = 75 point
- Balok arah Y: 3 point × 4 balok × 5 lantai = 60 point
- Pelat: 3 point × 5 lantai = 15 point
- Total: ~210 points untuk evaluasi comprehensive
Pada prinsipnya, semakin banyak sample yang diambil, semakin akurat hasil analisis. Jika memungkinkan, ambil semua titik untuk data paling representatif.
Informasi harga jasa UPV Test yang lebih detail, silakan hubungi kami langsung untuk konsultasi.
Hubungi PT Hesa Laras Cemerlang
Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia
Telp: (021) 8404531
Email: kontak@hesa.co.id
Whatsapp Business: 0811 888 9409
Untuk kebutuhan segera, hubungi kami melalui Whatsapp untuk konsultasi gratis mengenai jasa UPVT dan harga.
Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)
❓ FAQ 1: Apakah UPVT bisa mendeteksi SEMUA jenis retak?
Jawaban: Tidak. UPVT paling efektif untuk open cracks (> 0.5 mm) dan wide cracks (> 2 mm). Retak-retak halus berikut TIDAK bisa dideteksi:
- Hairline cracks (< 0.2 mm) — terlalu fine, gelombang tidak cukup attenuate
- Microcracks (0.2–0.5 mm) — marginally detectable, butuh kondisi ideal
Rekomendasi: Untuk deteksi surface cracks yang fine, gunakan visual inspection + dye penetrant test. Kombinasikan UPVT dengan core drilling untuk confirmation.
❓ FAQ 2: Berapa lama beton boleh di-UPVT setelah casting?
Jawaban: Minimum 28 hari setelah casting untuk hasil yang akurat dan representatif. Alasan:
- < 7 hari: Hidrasi semen belum lengkap, velocity rendah (tidak representative dari final strength)
- 7–28 hari: Hidrasi masih berlangsung, velocity terus naik (variable hasil)
- ≥ 28 hari: Hidrasi mayoritas selesai, velocity stabil (results reliable)
Catatan: Jika perlu early-age testing (< 7 hari), gunakan untuk quality control saja, BUKAN untuk estimasi strength final.
❓ FAQ 3: Apakah beton basah (setelah hujan) bisa di-UPVT?
Jawaban: Bisa, tetapi hasilnya akan bias tinggi (overstated). Alasan:
- Beton basah memiliki kadar air tinggi di pori-porinya
- Air memiliki konduktivitas akustik lebih baik dari udara
- Gelombang merambat lebih cepat di material basah
- Perbedaan velocity bisa mencapai 5–15% dari nilai seharusnya
Rekomendasi:
- Lakukan testing pada kondisi yang konsisten (standardisasi)
- Dokumentasikan kondisi cuaca & moisture saat testing
- Jika perlu akurasi tinggi → tunggu beton kering atau lakukan correction
❓ FAQ 4: Hasil UPVT saya 3200 m/s, itu bagus atau jelek?
Jawaban: Itu masuk kategori FAIR/MODERATE (2700–3500 m/s). Artinya:
- ✅ Beton masih acceptable untuk kebanyakan struktur normal
- ⚠️ Ada indikasi crack atau kepadatan berkurang
- 🔴 Action required: Monitor berkala; lakukan investigasi lebih lanjut (core drilling)
Perbandingan klasifikasi lengkap:
- > 4500 m/s = Excellent (beton sempurna)
- 3500–4500 = Good (beton baik)
- 2700–3500 = Fair/Moderate ← hasil Anda
- < 2700 = Poor (beton berkualitas rendah, urgent action)
❓ FAQ 5: Kapan harus pakai core drill dibanding UPVT saja?
Jawaban: Core drill MANDATORY dalam situasi berikut:
| Situasi | Action |
|---|---|
| Final critical decision (acceptance, safety evaluation) | ✅ HARUS core drill |
| Establishing local calibration curve | ✅ HARUS 10–20 cores minimum |
| Forensic investigation struktur rusak | ✅ HARUS core drill |
| Rapid screening/budget tight | ❌ UPVT saja OK |
Rule of Thumb: UPVT untuk screening & identification. Core drill untuk verification & final decision.
Typical accuracy: UPVT ±10–15% vs core drill ±5%.
❓ FAQ 6: Apa standar internasional yang mengatur prosedur UPVT?
Jawaban: UPVT dilaksanakan berdasarkan standar internasional:
- ASTM C597 — Standard Method for Pulse Velocity Through Concrete (USA)
- BS 1881-203 — Recommendations for measurement of velocity of ultrasonic pulses in concrete (UK)
- IS 516 (Part 5/Sec 1):2018 — Non-Destructive Testing of Concrete, Ultrasonic Pulse Velocity Testing (India)
- DIN EN 12504-4 — Testing concrete – Part 4: Determination of ultrasonic pulse velocity (Europe)
- ACI 228.2R — Report on Nondestructive Test Methods for Evaluation of Concrete (USA)
Semua standar ini merekomendasikan V = L/T formula dan verifikasi dengan core drill untuk akurasi tinggi.
❓ FAQ 7: Apakah UPVT bisa mengukur kedalaman retak?
Jawaban: Ya, UPVT bisa estimate kedalaman retak dengan accuracy moderate. Cara:
- Ambil pembacaan di area dengan retak (hasil velocity rendah)
- Ambil pembacaan referensi di area sehat (velocity normal)
- Bandingkan selisih waktu tempuh antara keduanya
- Estimate kedalaman: Kedalaman ≈ ½ × (t_retak – t_normal) × V_sound
Limitation: Metode ini adalah rough approximation saja. Untuk akurasi tinggi, lakukan core drilling confirmation di area retak.
Standar referensi: ACI 228.2R menyatakan UPVT “can be used to evaluate the effectiveness of crack repair” tetapi selalu perlu verification dengan destructive test.
❓ FAQ 8: Berapa kedalaman beton yang bisa di-penetrasi gelombang ultrasonik UPVT?
Jawaban: Kedalaman penetrasi tergantung pada:
Frekuensi transducer:
- Standard UPVT (54 kHz): hingga 1.5–2 meter
- High-frequency (> 100 kHz): kurang dari 1 meter
- Low-frequency (20 kHz): hingga 6 meter (untuk beton uniform)
Metode pengukuran:
- Direct method (transmitter-receiver opposite sides): penetrasi maksimal
- Semi-direct method: penetrasi sedang
- Indirect method (same surface): penetrasi terbatas (surface only)
Kondisi beton:
- Beton sound/sehat: penetrasi lebih dalam
- Beton dengan banyak crack: penetrasi terbatas (gelombang attenuated)
Praktik lapangan: Untuk struktur tebal > 2 meter, pertimbangkan Sonic Pulse Velocity (SPV) testing dengan frekuensi lebih rendah.
❓ FAQ 9: Faktor apa saja yang mempengaruhi akurasi hasil UPVT?
Jawaban: Hasil UPVT dipengaruhi oleh 6 faktor utama:
| Faktor | Pengaruh | Magnitude | Kontrol |
|---|---|---|---|
| Moisture content | Beton basah = velocity lebih tinggi | ±5–15% | Standardisasi kondisi |
| Temperature | Ekstrem (< 5°C atau > 35°C) bias hasil | ±3–8% | Test saat temp moderat |
| Age of concrete | Beton muda < 7 hari = velocity rendah | ±10–30% | Tunggu ≥ 28 hari |
| Aggregate type | Limestone vs granite = beda velocity | ±5–10% | Know mix design |
| Rebar density | Banyak rebar = velocity boost | ±5–20% | Avoid direct rebar path |
| Surface condition | Permukaan kasar = poor contact | Variable | Smoothen surface |
Standar ref: IS:13311-1992 dan ASTM C597 keduanya menyebutkan faktor-faktor ini dalam limitations UPVT.
❓ FAQ 10: Apa hubungan antara velocity UPVT dan compressive strength beton?
Jawaban: Hubungan UPVT dan strength adalah EMPIRICAL (tidak deterministik), bukan relationship yang fixed. Penjelasan:
Guidelines standar (BS, ASTM, BIS):
- Velocity > 4500 m/s = Superior quality concrete (fc’ ≥ 50 MPa approx)
- Velocity 3500–4500 m/s = Good concrete (fc’ ~30–45 MPa approx)
- Velocity 2700–3500 m/s = Moderate/Fair concrete (fc’ ~15–30 MPa approx)
- Velocity < 2700 m/s = Poor quality concrete (fc’ < 15 MPa approx)
Important limitations:
- Range ini adalah guideline umum; actual relationship varies dengan:
- Mix design (w/c ratio)
- Jenis semen dan agregat
- Umur beton
- Curing method
- Accuracy: ±10–15% typical prediction error (ASTM C597 statement)
- Mandatory: Establish local calibration curve dengan minimum 20 core samples + compressive tests untuk setiap proyek/lokasi baru.
Standar referensi: BS 1881-203 dan ASTM C597 merekomendasikan selalu mengkalibrasi kurva dengan core drilling untuk hasil akurat.
Artikel ditulis oleh: Dr. Ir. Heri Khoeri, MT