retak, yang pada akhirnya mengurangi keawetan beton. Nilai kuat tarik optimum dalam variabel diameter dan panjang fiber pada mutu beton tinggi
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton
5. Sifat agregat
2.3. BETON FIBER
2.3.2. SERAT POLYPROPYLENE
Fiber polypropylene telah direkomendasikan untuk beton di tahun 1965 oleh Goldfein, untuk kontruksi gedung tahan goncangan termasuk kepada Persatuan Insinyur Amerika. Persatuan ini bertugas menggolongkan dari bermacam-macam fiber alami dan buatan didalam mortar dan semen, dan publikasi memberikan dorongan untuk percobaan mula-mula pada serat film polyproplene pada beton oleh Shell Internasional Chemical Co. Ltd yang memberikan nama beton tersebut. Prinsip-prinsip dari pengerjaan awal telah digambarkan oleh Zensveld. Benang polypropylene murah, dan tersedia berlimpah seperti serat buatan manusia, pada kualitas yang tidak berubah sehingga beberapa masalah produksi dan komersial akan terjadi apabila produksi ini tidak potensial didalam produk beton. Berbagai macam beton serat yang mampu memperbaiki sifat-sifat beton oleh ACI Committee 544
tahun 1982, dan Soroushian & Bayasi (1987) adalah: baja, plastik (polypropylene), kaca dan karbon.
Pengembangan polypropylene dalam bentuk baru yang kuat, bentuk Isotactic, dan komersial produksi di tahun 1960-an, menawarkan pada industri tekstil dimana polymer yang murah dan potensial dan mampu diubah menjadi serat tekstil yang berguna. Serat polypropylene kemudian menjadi tersedia dalam 2 bentuk monofilamen (pintal), dan serat film. Pemisahan dengan pemintalan polymer sintetik sampai menjadi serat telah menjadi metode yang konvensional. Untuk rayon dan nylon teknik ini juga digunakan untuk memproduksi serat polypropylene yang berbentuk bundar pada persimpangan dan digunakan pada tenun dan karpet.
Proses terbaru dari pemisahan film lebih ekonomis dan terutama untuk melengkapi proses isotactic polypropylene. Pemisahan disesuaikan dengan pengecapan untuk memproduksi bentuk pipa atau bentuk film yang pipih kemudian dibelah menjadi pita, dan direnggangkan secara monoaksial.
“Rasio Gambar” adalah pengukuran pertambahan pengukuran panjang yang dilakukan selama proses pembuatan, dan ratio gambar sekitar 8 are, umum untuk film polypropylene. Hasil pedoman molekuler dari perenggangan dan penyebab dari kuat tarik tinggi.
Berdasar pada Spencer Smith, gambar struktur polypropylene film, dapat digambarkan dengan satu model dimana polymer itu sendiri adalah material komposit yang berisi Amorphus Non Crystalline. Matrik diperkuat dengan bentuk mikro-fibril dari perubahan bentuk dari kristal kecil (Spherulites) selama pembentukan secara panas. Struktur yang sama juga muncul seperti pada linen, katun dan wool. Model film polypropylene ini identik dengan serat komposit yang diperkuat.
Penelitian metode penggambaran polyolefins dengan meningkatkan pedoman dan kristalisasi dapat memandu secara baik pada produksi film polypropylene dengan modulus elastisitas yang lebih besar dari pada produk yang ada di pasaran.
Dengan produksi film yang mempunyai sifat-sifat yang cukup memadai, penggunaan produk ini dalam beton sangat mungkin dengan berbentuk serabut yang mana merupakan generasi pembelahan memanjang dan dapat dikontrol dengan menggunakan sistem desain secara cermat dengan aturan perenggangan serat. Serat yang digambarkan pada Gambar.1 telah dibelah dengan teraan ( ukuran), hasil yang tidak sama akan terbentuk film. Gambar.2 menunjukkan bentuk sederhana (seragam) pada serat. Serabut film dipisahkan hingga berbentuk serat yang telah dikembangkan untuk penggunaan tali, tetapi terbukti berguna didalam beton.
Tipe dari serat digolongkan berdasar panjang dalam meter/kilogram, atau dengan tujuan penggunaan, berat dalam gram 9.000 m benang, untuk benang pintal mainan 6.000 sekitar 1.500m/kg.
Serat disuplay dengan bentang pemangkasan pada sisinya, atau dibentuk dengan buatan pabrik, biasanya panjangnya antara 25-75 mm. Pembelian serta dengan pemotongan pada panjang yang diperlukan pada pekerjaan pre-cast dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam penyimpanan. Spool juga memudahkan dalam transportasi dan permintaan yang sedikit. Serabut yang rata juga dapat dibuka untuk membentuk jaringan film menerus yang mungkin diliputi dengan mortar untuk membentuk helai komposit dengan kuat lentur dan ketahanan lentur yang tinggi.
Polipropilena secara luas digunakan dalam produksi serat, untuk digunakan dalam karpet, tali dan benang, mobil interior, tekstil dan dalam aplikasi lain . Produksi polypropylene di AS selama 1994 mencapai £ 2688000000. untuk serat. Konsumsi mencapai £ 1000000000 per tahun untuk non-woven aplikasi kain dengan serat stapel produk menunjukkan sekitar £ 475.000.000 dan berputar-ikatan kain sekitar £ 400.000.000. Serat adalah salah satu aplikasi yang paling penting untuk pomopolimer polypropylene. Karena sifat meleleh yang mengalir, pembentukan serat lebih mudah bila dibandingkan dengan polimer lain. Kepadatan rendah menghasilkan hasil yang lebih tinggi dari serat per pon bahan. Chip polypropylene dapat dikonversi untuk serat / filamen oleh mencair tradisional berputar pengolahan, meskipun parameter operasi perlu diubah tergantung pada produk akhir.
Berputar-berikat dan meleleh-ditiup juga memproduksi serat sangat penting teknik untuk non-wovens. Lelehkan berputar adalah proses di mana polimer cair dipaksa melalui alat pemintal, sebuah pelat logam yang berisi sebanyak 100-200 lubang atau serat Polypropylene tersedia dalam dua bentuk yang berbeda; monofilamen dan Multi-filamen. Monofilamen adalah pita dari polypropylene terdiri dari satu diekstrusi filamen yang dihasilkan oleh lelehan berputar diikuti dengan pendinginan air. Ukuran monofilamen berkisar 75-5000 denier (1 denier = berat dalam gram dari 9000 m serat). Monofilamen digunakan dalam produk-produk tenun kaku seperti tali atau benang. Tali sehingga dihasilkan memiliki ketahanan aus yang tinggi, tidak menyerap air, mengapung karena rendah kepadatan dan mereka mempertahankan kekuatan ketika mereka basah. Serat monofilamen dicirikan oleh permukaan yang sangat reflektif dan transparan, kapasitas penyerapan terbatas, kekakuan tinggi dan tarik kekuatan yang baik . . Filamen yang lebih besar dingin lebih lambat dan pendinginan udara tidak ekonomis dan karenanya pendinginan air digunakan sebagai gantinya. Karena pendinginan cepat ini, waktu yang cukup tidak tersedia untuk pembentukan struktur kristal. Akibatnya air yang sulit dipadamkan serat dengan kekuatan tinggi. Multifilamen serat ditandai dengan fleksibilitas, ringan dan sifat hidrofobik.
Serat polypropylene juga diproduksi sebagai monofilamen silinder kontinyu yang dapat cincang ke panjang tertentu atau sebagai film dan kaset yang dapat fibrillated untuk membentuk fibril penampang persegi panjang. Fibrillated berarti polypropylene film adalah celah sehingga dapat berkembang menjadi jaringan terbuka serat
.
2.2.3 Sifat Serat Polypropylene.
Polypropylene berasal dari monomer C3H6 merupakan hidrokarbon murni, contoh: lem parafin. Serat polypropylene terdiri dari daerah kristalin dan non-kristalin. Para spherulites dikembangkan dari inti dapat berbagai ukuran dari fraksi mikrometer untuk cm diameter. Kristal masing-masing dikelilingi oleh non-kristalin. Serat pemintalan dan gambar dapat menyebabkan orientasi daerah baik kristalin dan amorf. Jika ekstensi kurang dari 0,5%, deformasi elastis spherulite dan tidak ada
gangguan dari struktur terjadi, jika tidak spherulites sangat berorientasi pada arah gaya dan akhirnya akan dikonversi ke mikrofibril. Microfibrillar ini sangat anisotropik struktur menyebabkan sifat serat anisotropik . Serat polypropylene diproduksi dalam berbagai tipe dengan berbagai tenacities dirancang untuk memenuhi berbagai kebutuhan pasar. Serat tekstil untuk keperluan umum telah tenacities di kisaran 4,5-6,0 g / den. Benang kekuatan tinggi sampai dengan 9,0 g / den diproduksi untuk penggunaan dalam tali, jaring dan aplikasi serupa lainnya (18). Serat polypropylene yang ditandai dengan ringan, ketahanan yang baik, stabilitas termal yang baik, kekuatan tinggi, dan menguntungkan perpanjangan properti.
Berdasar pada Zonsveld bahwa bahan ini dibuat dengan polimerisasi, merupakan molekul yang berat dan proses produksi sampai menjadi serat gabungan untuk memberikan sifat-sifat yang berguna pada serat polypropylene ini:
a. Susunan atom biasa dalam molekul polymer dan kristalisasi tinggi, bernama Isotactic Polypropylene
b. Titik leleh yang tinggi 1650C dan mampu digunakan pada temperatur 1000
c. Kekakuan kimia menyebabkan bahan kuat terhadap hampir semua bahan kimia. Bahan kimia tidak akan menyerang beton dan juga tidak akan berpengaruh pada serat. Terhadap bahan kimia yang lebih ganas maka betonlah yang akan mengalami kerusakan terlebih dahulu.
C dalam waktu yang lebih singkat
d. Permukaan yang Hidrophobic, tidak akan basah terkena pasta semen, membantu mencegah pukulan pada serat dan mengembang pada saat pencampuran, atau terletak pada tempat yang berbeda tidak perlu air.
e. Pedoman menunjukkan kelemahan pada daerah lateral, dimana terdapat serabut. Matriks semen dapat menembus struktur rapat antara serabut sendiri dan membuat ikatan mekanik antara serat dan matriks.
Sifat dari monofilamen dan serat multifilamen bervariasi. Tergantung pada diameter modulus Young dari monofilamen akan sampai 725 ksi dan untuk multifilaments fibrillated, maka akan sampai 500 ksi. Kekuatan tarik yang monofilamen akan sampai 65 ksi sedangkan multifilaments telah tarik yang kekuatan dalam kisaran
80-110 ksi. Ketahanan kimia yang sangat baik pada suhu kamar. karena sifat hidrofobik. Ini memiliki ketahanan abrasi yang sangat baik karena permukaan kelancaran. Serat tidak bereaksi terhadap zat-zat yang dapat membentuk noda dan mereka telah baik dicuci. Pertumbuhan mikroorganisme tidak mempengaruhi mekanik sifat-sifat serat. Mereka juga menunjukkan inertness kimia yang sangat baik tetapi mereka menurunkan dari paparan UV Light.
2.3.4. Sifat Serat Polipropilena dalam Beton Bertulang.
Penggunaan serat polypropylene telah berhasil meningkatkan ketangguhan beton meskipun serat polypropylene yang ditandai dengan modulus elastisitas rendah dan ikatan physiochemical miskin dengan pasta semen, cukup jelas bahwa kemampuan lentur jauh meningkat . Sejumlah besar penelitian telah dilakukan untuk engevaluasi sifat-sifat serat beton bertulang. Data pengujian telah diklasifikasikan untuk beton bertulang dengan serat polypropylene pada persentase volume yang berkisar dari 0,1% -10,0%. Materi yang sifat beton nya diperkuat serat polypropylene yang bervariasi, sangat tergantung terhadap konsentrasi serat dan bentuk serat . Faktor utama lainnya yang melekat yang mempengaruhi sifat-sifat yang diperkuat oleh serat adalah kekuatan ikatan serat polypropylene dengan komposit semen. Efektivitas serat polypropylene sebagai penguat beton tergantung pada ikatan antara serat dan matriks. Ikatan kimia antara serat polypropylene dan pasta semen sangat kecil. Serat yang didistribusikan di seluruh matriks keseluruhan, memberikan dukungan kepada beton ke segala arah yang mungkin . Hal ini juga menjelaskan mekanisme bagaimana perpaduan antara serat dan matriks semen setelah memasukkan serat ke dalam beton. Serat Polypropylene dalam bentuk film dan kaset atau fibrillated jerat tenunan memberikan ikatan yang lebih baik dengan matriks semen dari serat monofilamen cincang . Diameter serat dan panjang juga dapat memiliki efek langsung pada posting-puncak perilaku daktilitas dari FRC.
Keuntungan dan Kerugian Fiber Reinforced Concrete. Beton yang diperkuat serat telah mulai menemukan tempatnya di dalam banyak infrastruktur aplikasi bidang
sipil di mana kebutuhan untuk memperbaiki, meningkatkan daya tahan muncul. Juga FRCS digunakan dalam struktur sipil di mana korosi dapat maksimum dihindari. Serat beton bertulang yang lebih cocok untuk meminimalkan kavitasi / kerusakan erosi dalam struktur seperti pintu air, dermaga jembatan yang memiliki kecepatan arus air yang tinggi. Ketika digunakan dalam jembatan ini membantu untuk menghindari kegagalan struktur. Juga di daerah rawan gempa penggunaan beton yang diperkuat serat pasti akan meminimalkan korban manusia. Serat polypropylene mengurangi atau meredakan kekuatan internal dengan menghalangi mikroskopis retak dari pembentukan dalam beton .
Kerugian utama yang berhubungan dengan beton yang diperkuat serat adalah fabrikasi. Proses memasukkan serat ke dalam matriks semen adalah padat karya dan lebih mahal daripada produksi dari beton polos. Keuntungan nyata yang diperoleh oleh penggunaan FRC menggantikan kerugian ini.
Sifat-sifat yang dapat diperbaiki oleh polypropylene:
a. Daktilitas : berhubungan dengan kemampuan dalam menyerap energi b. Ketahanan terhadap beban kejut (impact resistance)
c. Kemampuan menahan tarik dan momen lentur d. Ketahanan terhadap kelelahan
e. Ketahanan pengaruh susutan (Shrinkage) f. Ketahanan Aus
g. Ketahanan Spalling Kelemahan:
a. Mudah menyala: api akan meninggalkan beton dengan penambahan porositas yang sama, pada serat yang menjadi satu sebagai serat untuk menahan benturan. Biasanya digunakan 0,3-1,5 % volume.
b. Modulus elstisitas yang rendah, berarti dengan adanya serat menurunkan ketahanan retak dari komposit. Dan hasil desakan sangat luas sebelum retak yang kompleks terjadi secara menyeluruh
d. Serangan matahari dan oksigen, untuk melindungi polypropylene terhadap radiasi ultraviolet dan oksidasi pabrikasi biasanya menjadi penyetabil pada pigmen: yang mana hasil dalam serat cukup dapat diterima untuk digunakan pada atap pada bangunan-banguan militer. Sebagai tambahan, lingkungan beton dalam produksi harus dipikirkan untuk melindungi serat sebaik mungkin sehingga kelemahan dapat dihindari.
Modulus Elastisitas dari serat antara 1 GN/m2 dan 8 GN/m2 tergantung dari tegangan rata dan harus lebih rendah dari rata-rata beton, 30 GN/m2. Kebanyakan material plastik lebih dari yang lainnya, menunjukkan suatu tingkat sensitivitas, peningkatan hasil pengujian kekuatan dalam peningkatan modulus dan yang lainnya mengindikasikan jumlah frekuensi modulus dinamik pada kecepatan suara, pada film polypropylene dapat mencapai 15 GN/m2 dan hasil perhitungan telah dicapai 10GN/m2. Ketergantungan rerata pada modulus untuk polypropylene mungkin dapat signifikan ketika kuat impact pada beton polypropylene dipertimbangkan dan mungkin lebih penting untuk mortar ketika modulus matriks sekitar 20 GN/m2.
3.2.4. Tipe serat
Dalam penelitian ini. Tipe serat yang akan digunakan berdasarkan tipe serat pada serat kawat besi. Tipe serat kawat besi adalah sebagai dasar dalam penentuan tipe serat pada polypropelyne.
Adapun tipe serat pada besi adalah sebagai berikut: 1. Tipe lurus (straight)
Tipe serat ini adalah tipe serat yang lurus. 2. Tipe berkait (hooked)
Tipe serat ini pada ujung nya ada kait 3. Tipe bergelombang (crimped)
Tipe serat ini memiliki bentuk seperti gelombanh 4. Tipe duoform
5. Tipe paddled 6. Tipe enlarged ends 7. Dll.
Gambar 2.9. Tipe Serat Kawat Besi Tipe serat polypropelyne yang di tinjau dalam penletian ini
1. tipe polos ( seperti tipe straight pada serat kawat)
tipe serat ini memili ukuran rata-rata , lebar 2 mm, panjang 4 cm
2. tipe berpola (seperti gabungan tipe hooked dan paddled pada serat kawat) tipe serat ini memili ukuran rata-rata , lebar 2 mm, panjang 6 cm
Gambar 2.10. Straping Bang Polos
