PENGARUH KADAR KARBON TERHADAP PERILAKU LENTUR BAJA TULANGAN = EFFECT OF CARBON CONTENT ON THE DUCTILE BEHAVIOR OF REINFORCING STEEL

Daktilitas merupakan parameter utama dalam menentukan kinerja struktur beton bertulang, khususnya pada struktur yang dirancang untuk menahan beban gempa. Penelitian ini mengkaji secara komprehensif pengaruh kandungan karbon dalam baja tulangan terhadap perilaku daktail balok beton bertulang melalui pendekatan multi-skala yang mengintegrasikan analisis mikrostruktur, karakterisasi sifat mekanis material, dan evaluasi perilaku struktural elemen lentur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 25% sampel penelitian melebihi batas kandungan karbon maksimum SNI 2052:2024. Analisis SEM-EDS mengungkapkan transformasi mikrostruktur yang signifikan seiring peningkatan kandungan karbon. Pengujian tarik mengkonfirmasi dampak langsung mikrostruktur terhadap sifat mekanis. Peningkatan kandungan karbon dari 0,302% ke 0,411% menghasilkan peningkatan kuat leleh 37,9% (dari 440 MPa menjadi 606,5 MPa) dan kuat tarik 20,1% (dari 617,3 MPa menjadi 741,6 MPa), tetapi menyebabkan penurunan perpanjangan 24,7% (dari 28,25% menjadi 21,28%) dan penurunan rasio fu/fy sebesar 12,9% (dari 1,40 menjadi 1,22). Pengujian lentur terhadap sembilan balok beton bertulang (tiga variasi baja, masing-masing tiga spesimen) dengan konfigurasi under-reinforced dan mutu beton fc'=23 MPa mengkonfirmasi pengaruh signifikan karakteristik baja terhadap kapasitas dan daktilitas. Balok BTS mencapai beban leleh rata-rata 32,5 kN, beban ultimit 48,78 kN, lendutan leleh 8,2 mm, lendutan ultimit 37,0 mm, daktilitas kurvatur μφ=1,97, dan daktilitas displacement μΔ=4,51. Balok BSK mencapai beban leleh 38,0 kN, beban ultimit 57,35 kN (peningkatan 17,6%), lendutan leleh 15,8 mm, lendutan ultimit 34,1 mm, μφ=1,51 (penurunan 23,4%), dan μΔ=2,16 (penurunan 52,1%). Balok BWJ dengan baja S-4 (C=0,411%) mencapai beban leleh 41,5 kN, beban ultimit 62,24 kN (peningkatan 27,6% relatif BTS), lendutan leleh 17,5 mm, lendutan ultimit 35,0 mm, μφ=1,46 (penurunan 25,9%), dan μΔ=2,00 (penurunan 55,7%). Mekanisme degradasi hierarkis dengan amplifikasi 4,76x menjelaskan mengapa penurunan perpanjangan moderat (~25%) pada skala material menghasilkan penurunan daktilitas displacement sangat signifikan (~56%) pada skala struktural. Temuan ini memiliki implikasi kritis untuk desain struktur tahan gempa di mana daktilitas adalah parameter non-negotiable, menegaskan bahwa pengendalian kandungan karbon bukan hanya persyaratan administratif tetapi kebutuhan fundamental untuk keamanan struktural.