KAJIAN KETAHANAN KEJUT (IMPACT) BETON KERTAS PADA VARIASI CAMPURAN

(1)

commit to user

i

KAJIAN KETAHANAN KEJUT (

IMPACT

) BETON KERTAS

PADA VARIASI CAMPURAN

Impact Strength Test of Papercrete at A Variety of Mixtures

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pada

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Disusun oleh :

MUHAMMAD IMRON

I 1105021

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

(2)

commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah dipanjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan

Karunia, Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penyusunan skripsi dengan judul

“Kajian Ketahanan Kejut (impact) Beton Kertas pada Variasi Campuran” dapat

diselesaikan.

Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk

meraih gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta. Melalui penyusunan skripsi ini diharapkan

mahasiswa mampu mempunyai daya analisa yang tajam serta dapat memperdalam

ilmu yang diperoleh selama masa kuliah.

Dalam penyusunan skripsi ini tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak,

sehingga dalam kesempatan ini secara khusus ingin disampaikan ucapan terima

kasih kepada:

1. Endah Safitri, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik

2. Achmad Basuki, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I, yang telah banyak

membantu untuk memberikan masukan dalam penulisan skripsi ini

3. Stefanus Adi Kristiawan, ST, MSc, PhD selaku Dosen Pembimbing II

4. Tim Penguji Pendadaran pada jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

5. Rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik Sipil khususnya 2005, atas

dukungan dan kerjasama selama menempuh studi hingga penyusunan skripsi.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan laporan ini masih jauh

dari sempurna, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangatlah

diharapkan. Akhir kata semoga skripsi ini berguna bagi pihak-pihak yang

membutuhkan.

Surakarta, 30 November 2010

(3)

commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Jaringan fibers kering dan jaringan selulosa... 11

Gambar 2.2. Gugusan rantai selulosa ... 11

Gambar 2.3. Alat uji skema uji impact charpy... 14

Gambar 2.4. Skema sudut kerja uji impact charpy... 15

Gambar 2.5. Skema sudut β1 dan β2... 16

Gambar 2.6. Alat uji impactdrop weight... 18

Gambar 2.7. Sketsa perambatan retak pada specimen uji impactdrop weight.... 20

Gambar 2.8. Sketsa pengukuran kedalaman kawah ... 21

Gambar 2.9. Sketsa pengukuran diameter pada spesimen uji impak drop weight... 21

Gambar 3.1. Benda uji silinder untuk pengujian impact drop weight... 23

Gambar 3.2. Benda uji balok untuk pengujian impact charpy... 24

Gambar 3.3. Alat uji impact charpy dan impact drop weight... 25

Gambar 3.4. Bor listrik dan bubur kertas ... 26

(4)

(5)

commit to user

viii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

MOTTO ... iv

PERSEMBAHAN... v

ABSTRAK... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR... xi

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang ...1

1.2. Rumusan Masalah ...3

1.3. Batasan Masalah...3

1.4. Tujuan Penelitian...3

1.5. Manfaaat Penelitian...3

BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ...4

2.2. Landasan Teori ...6

2.2.1. Mortar...6

2.2.2. Beton Kertas (papercrete)...8

2.2.3. Material Penyusun Beton Kertas...9

2.2.4. Pembuatan Beton Kertas ...13

2.2.5. Ketahanan Kejut (impact) ...14

2.2.5.1. Ketahanan Kejut Benda Uji Balok (impact charpy) ...14

2.2.5.2. Ketahanan Kejut Benda Uji Balok (impact drop weight) ...18

(6)

commit to user

ix

2.2.6.1. Pengukuran Perambatan Retak...19

2.2.6.2. Pengukuran Kedalaman Kawah ...20

2.2.6.3. Pengukuran Luas Kawah...21

2.2.6.4. Energi Potensial...22

BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Uraian Umum ...23

3.2. Benda Uji...23

3.3. Bahan...25

3.4. Peralatan Penelitian ...25

3.5. Metode Pembuatan Bubur Kertas ...26

3.6. Pembuatan Benda Uji...27

3.7. Perawatan (curing) ...27

3.8. Pengujian Ketahanan Kejut (impact) ...28

3.8.1. Pengujian Benda Uji Balok (impact charpy) ...28

3.8.2. Pengujian Benda Uji Silinder (impact drop weight) ...28

3.9. Pengumpulan Data ...30

3.10. Tahap dan Prosedur Penelitian...31

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Analisa Data ...33

4.2. Analisa Data Variasi Kepadatan ...33

4.3. Ketahanan Impak...38

4.4. Moda Kerusakan ...41

4.5. Pembahasan...43

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan...45

5.2. Saran...46

DAFTAR PUSTAKA ...47

(7)

commit to user

(8)

commit to user

x

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1. Benda uji silinder untuk pengujian impact drop weight... 24

Tabel 3.1. Benda uji balok untuk pengujian impact charpy... 24

Tabel 4.1. Hasil pengukuran berat beton kertas balok... 33

Tabel 4.2. Hasil pengukuran dimensi beton kertas balok ... 34

Tabel 4.3. Hasil pengukuran kepadatan beton kertas balok ... 35

Tabel 4.4. Hasil pengukuran berat beton kertas silider ... 36

Tabel 4.5. Hasil pengukuran dimensi beton kertas silinder ... 36

Tabel 4.6. Hasil pengukuran kepadatan beton kertas silinder ... 36

Tabel 4.7 Hasil pengujian impact charpy pada beton kertas balok... 37

Tabel 4.8. Nilai rerata pengujian impact charpy ... 38

Tabel 4.9. Prosentase kerusakan akibat impact drop weight... 39

(9)

commit to user

(10)

commit to user

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A : Hasil Uji Bahan

Lampiran B : Rencana Campuran Beton Kertas (Mix Design)

Lampiran C : Hasil Pengukuran Data

Lampiran D : Hasil Pengujian

(11)

commit to user

vi

ABSTRAK

Muhammad Imron, 2010. KAJIAN KETAHANAN KEJUT (IMPACT) BETON KERTAS PADA VARIASI CAMPURAN. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Papercrete adalah suatu material bangunan yang dibuat dengan kertas didaur ulang, pasir dan Portland semen. Kertas yang digunakan dalam penelitian ini adalah kertas koran yang kemudian diolah menjadi bubur kertas dengan tujuan untuk mempermudah pengadukan campuran. Pemakaian kertas ini sebagai salah satu alternative beton ringan ramah lingkungan. Penelitian ini akan menunjukkan seberapa kuat beton pada variasi campuran dalam pengujian kejut(impact). Ketahanan kejut yang diperoleh diharapkan dapat menunjukkan sifat-sifat khusus dari beton kertas.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimental laboratorium. Pada penelitian ini digunakan beberapa variasi campuran yaitu dengan variasi perbandingan berat semen, kertas, pasir (SKP) 111, SKP 121, SKP 131, SKP 112, SKP 122 dan SKP 132 pada benda uji balok dengan ukuran (7x1x1) cm sebanyak enam benda uji untuk setiap variasi. Serta benda uji dengan perbandingan campuran SKP 122 pada benda uji silinder dengan ukuran diameter 15 dan tinggi 30 cm, sebanyak tiga benda uji. Pengujian impak dilakukan saat umur beton

kertas 28 hari dengan menggunakan impact charpy untuk benda uji balok dan

impact drop weight untuk benda uji silinder. Data yang diperoleh dari uji impact charpy adalah energi serap beton kertas tersebut, dari data tersebut dapat diketahui energi serap maksimum pada masing-masing campuran. Dan data yang diperoleh

dari uji impact drop weight adalah dapat diketahui energi sesaat beban hantam

dilepaskan serta dapat diketahui tingkat kerusakan setelah beban hantam dilepaskan.

Nilai ketahanan kejut pada variasi campuran sebesar berturut-turut adalah benda

uji dengan campuran SKP 111 = 19,54 joule/ , SKP 121 = 26,912

joule/ , SKP 131 = 25,595 joule/ , SKP 112 = 18,31

joule/ , SKP 122 = 18,34 joule/ , dan SKP 132 = 22,517

joule/ . Campuran kertas pada beton kertas sangat berpengaruh terhadap

besar nilai impak pada beton kertas balok. Hal ini dikarenakan kertas memberikan

pengaruh lentur terhadap beton. Hasil impak drop weight yang dilakukan pada

proporsi campuran SKP 1:2:2 (Semen, Koran, Pasir) berturut-turut memiliki nilai kerusakan SKP 122.1 = 2,22 %, SKP 122.2 = 2,89 %, SKP 122.3 = 2,489 %,

sehingga dapat disimpulkan bahwa tingkat kerusakan impact drop weight sangat

kecil.

(12)

commit to user

vii ABSTRACT

Andri Rahmadhon, 2009. SRINKAGE OF PAPERCRETE ON VARIOUS MIXTURE. Thesis, Civil Engineering department, Faculty of Engineering, Sebalas Maret University of Surakarta.

Papercrete is a material made of paper a mixed with portland cement. The paper used in this study is newsprint waste which was processed to a pulp in order to facilitate the stirring mixture. Papercrete used as one of alternative materials such as wall partitions, blocks, panels, stucco and other environmentally friendly. To add to its performance in the manufacture of papercrete can be added aggregates such as sand, kaolin and other materials to obtain papercrete with the desired characteristics. Things that prevent today is the lack of knowledge about the properties of papercrete because papercrete is less developed, especially in Indonesia. This study will show shrinkage behavior of papercrete. Shrinkage value which can be obtained is expected to show how much the shrinkage value of papercrete.

The method used in this study is the experimental laboratory. In this study used some variation with a variation of the mixture weight ratio of cement, paper, sand (SKP) 111, SKP 121, SKP 131, SKP 112, 122 and SKP SKP 132. These observations will yield shrinkage data of papercrete and then analyzed so as to know how much shrinkage of papercrete in each variation and then compared with the shrinkage of occurred in the normal concrete and mix that produces the smallest decrease the value.

Data analysis shows that with the addition proportion of paper will increase the lost value. Conversely, with the addition proportion of sand will reduce the shrinkage values of papercrete. Papercrete SKP 112 has the lowest shrinkage value of 4843.06 microstrain. From the analysis also note that the shrinkage pattern of papercrete is different from the normal concrete. This is because the large water content in papercrete and hardening process is slower than normal concrete.

(13)

commit to user

vi

ABSTRACT

Muhammad Imron, 2010.IMPACT STRENGTH TEST OF PAPERCRETE AT A VARIETY OF MIXTURES. Thesis, Civil Engineering of Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University.

Papercrete is one of construction material made of recycled paper, sand and Portland cement. Paper employed in this research was the used newspaper that was then processed into pulp aiming to facilitate the dough mixing. The use of this paper is one of alternative in producity environment-friendly light concretes. This research will show the extent to which the varians concrete mixtures will withstand the impact test. The impact endurance obtained is expected to show the typical characteristics of paper concrete.

The method employed in this research was laboratory experiment. In this research, many mix variations were used with the cement-paper-sand weight ratio (SKP) of 111, SKP 121, SKP 131, SKP 112, SKP 122, and SKP 132.The samples were prisms with dimension of 7x1x1 cm and for each mix, six samples were prepared. The impact testing was done at date the age of 28 days using impact charpy in additional three cylinder samples of 15 cm in diameter and 30 cm height were also prepared for SKP 122 mix. Three cylinders were tested for impact using drop weight method. The data obtained from impact charpy is the paper concrete’s absorption energy, from such data, it can be calculated the maximum absorption energy in each mix. From the data obtained from impact drop weight, it can be determine the energy when the indentor hit the cylinder and the damaged it caused on cylinder.

The impact endurance obtained are as follow SKP 111 is 19.54 10-3 joule/mm2,

SKP 121 is 26.912 10-3 joule/mm2, SKP 131 is 25.595 10-3 joule/mm2, SKP 112 is

18.31 10-3 joule/mm2, SKP 122 is 18.34 10-3 joule/mm2, and SKP 132 is 22.517

10-3 joule/mm2. The paper concrete in the papercrete significantly affects the

value of impact. It is because the paper gives elastic effect on the concrete. The result of drop weight impact conducted in the mix proportion SKP (Cement, Paper, Sand) 1: 2:2 has the damage value of SKP 122.1 = 2.22%, SKP 122.2 = 2.89%, SKP 122.3 = 2.489%, so that it can be concluded that the impact drop weight damage level is very small.

(14)

commit to user

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Masalah

Penggunaan beton ringan pada proyek konstruksi teknik sipil memiliki beberapa

keunggulan diantaranya adalah beratnya yang lebih ringan dibanding dengan

material lain. Sebagai contoh penggunaan beton ringan pada dinding partisi akan

mengurangi beban konstruksi bila dibandingkan dengan menggunakan dinding

bata. Salah satu jenis beton ringan yang dipakai adalah beton ringan dengan bahan

pencampur kertas yang biasa disebut beton kertas (papercrete).

Beton kertas biasa digunakan sebagai komponen non-struktural seperti pengganti

bata pada dinding, bahan lantai dan bermacam ornamen lainnya. Selain beratnya

yang ringan, beton kertas juga memiliki kekuatan yang bagus. Beton kertas dapat

diproduksi sendiri, dicetak atau dicor sesuai dengan bentuk dan kekuatan yang

diinginkan. Di sisi lain penggunaan beton kertas perlu mempertimbangkan aspek

ekonomis, keselamatan penggunanya dan ramah lingkungan. Maka dari itu

penelitian ini dilakukan untuk menemukan kelebihan dan kekurangan beton kertas

sesuai dengan kenyataan dalam uji coba yang akan dilakukan.

Bila dilihat dari sisi ramah lingkungan beton kertas jelas sangat cocok dalam

upaya penyelamatan lingkungan karena memanfaatkan barang bekas yang terbuat

dari hasil eksploitasi alam (kertas terbuat dari serat kayu). Pertimbangan lain

dalam penggunaan beton kertas adalah mengenai keuntungan beton kertas yang

dinilai lebih murah dan ramah lingkungan. Beton kertas terbuat hampir 50% dari

kertas bekas dan sisanya adalah campuran semen, pasir dan air. Hal ini yang

menyebabkan beton kertas menjadi lebih murah, sebab mampu menghemat

pembelian semen pasir hampir 50% nya. Beton kertas juga memiliki banyak

variasi, selain campuran kertas bisa ditambah campuran lain, seperti beberapa

(15)

commit to user

Kualitas dari suatu beton tergantung pada beberapa faktor antara lain adalah kuat

tekan beton. Kuat tekan merupakan salah satu parameter penting yang digunakan

sebagai acuan untuk mengetahui kualitas dari beton yang digunakan. Kuat tekan

beton yang semakin tinggi maka kualitas beton juga akan semakin baik. Kuat

tekan merupakan parameter penting dari suatu beton yang akan mempengaruhi

parameter-parameter yang lain misalnya kuat geser, kuat lentur dan kuat tarik

beton. Selain itu juga akan berpengaruh dengan nilai modulus elastisitas.

Di lihat dari ketersedianya unsur-unsur yang terkandung didalamnya maka secara

teknis dan ekonomis, penggunaan kertas sebagai campuran pembuatan beton

dapat digunakan sebagai efisiensi penggunaan semen. Pengujian-pengujian yang

akan dilakukan difokuskan pada pengaruh penggunaan campuran semen, pasir,

dan bubur kertas yang dalam prosentase tertentu diharapkan dapat meningkatkan

kualitas beton. Pengujian-pengujian tersebut dilakukan untuk mengetahui

prosentase optimum penggunaan kertas dalam kontribusinya pada beton secara

maksimum ditinjau dari kekuatanya untuk menahan beban kejut (impact). Dari

penelitian ini diharapkan diperoleh struktur beton dengan sifat struktural yang

setara atau lebih baik dibanding dengan beton yang tidak menggunakan pengganti

sebagian semen atau beton normal.

Penelitian ini bertujuan mengetahui perilaku kinerja beton kertas yang terbuat dari

bubur kertas ditinjau dari ketahanan kejut (impact) dari beton kertas. Hasil

penelitian ini diharapkan dapat memberi petunjuk untuk mengembangkan material

(16)

commit to user

1.2.

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas yang telah diuraikan sebelumnya, maka dapat

diambil rumusan masalah yaitu ketahanan kejut (impact) beton kertas pada variasi

campuran.

1.3.

Batasan Masalah

Dalam penelitian ini untuk mempermudah pembahasan diberikan batasan-batasan

sebagai berikut :

a. Jenis kertas yang dipakai adalah kertas koran .

b. Peninjauan hanya pada kinerja ketahanan kejut dalam keadaan keras.

c. Nilai FAS (Faktor Air Semen) = 1, karena kertas merupakan material yang

banyak menyerap air.

d. Semen yang digunakan adalah semen Portland jenis I.

e. Penggunaan bubur kertas pada campuran beton yaitu dengan melakukan

variasi campuran berat bubur kertas.

1.4.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh

penambahan proporsi kertas dalam campuran terhadap nilai impak beton tersebut.

1.5.

Manfaat Penelitian

Manfaat nyata yang diharapkan dari percobaan ini adalah :

Manfaat teoritis :

1. Memberikan informasi mengenai ketahanan impak beton kertas.

2. Dapat diterapkan dalam industri komposit beton kertas.

(17)

commit to user

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1.

Tinjauan Pustaka

Beton kertas (papercrete) adalah suatu material bangunan yang dibuat dengan

karton/kertas didaur ulang, pasir, dan portland semen. Metode ini telah

dikembangkan di Inggris, setidaknya setiap tahunya telah memenfaatkan kertas

bekas untuk membangun dinding setinggi 14 meter mengelilingi negara ini.

Survey membuktikan bahwa 45% kertas bekas telah didaur ulang dengan baik,

tetapi sisanya sekitar 55% dari 48 juta ton kertas setiap tahunya hanya berakhir di

pembuangan sampah. Bila dilihat dari awalnya,setidaknya dibutuhkan 15 batang

pohon untuk satu ton kertas. Itu berarti 720 juta pohon hanya digunakan sekali

kemudian berakhir di tempat sampah. Sehingga dibutuhkan pengolahan kembali

limbah tersebut untuk menjadi sesuatu yang lebih berguna. Dimana beton kertas

sendiri merupakan bahan yang ramah lingkungan dan mendukung upaya

pembangunan konstruksi yang ramah lingkungan. (Living in paper.com,2009)

Pembuatan bubur kertas dilakukan dengan merendam potongan kertas koran

kemudian dihaluskan, adapun pembuatan bubur kertas dapat dilakukan dengan

berbagai cara tergantung kebutuhan. Ada beberapa macam beton kertas, antara

lain adalah beton berserat atau fibercrete, fibercement, padobe dan fidobe..

Metode umum yang dilakukan disebut beton kertas, bila dilihat dari namanya

merupakan campuran dari semen dan acian beton. Campuran ini mengandung

sekitar 50-80% penggunaan kertas bekas dalam setiap campuranya. Kertas yang

dipakai bervariasi seperti kartu nama, kertas majalah glossy, brosur iklan, kertas

surat, koran, dan sebagainya. Walau begitu, beberapa jenis kertas seperti koran

dan HVS lebih gampang dan lebih baik pengolahanya, sedangkan kertas-kertas

yang sulit menyerap air seperti majalah lebih sulit untuk dibuat bubur kertasnya.

(18)

commit to user

5

diperhatikan material pengikut yang tidak diinginkan seperti kertas yang masih

terlihat, selotip pada majalah dan sebagainya. (www.papercrete.com, 2007)

Sifat yang penting dari suatu agregat (batu-batuan, kerikil, pasir dan lain-lain)

adalah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan yang dapat

mempengaruhi ikatanya dengan pasta semen, porositasnya dan karakteristik

penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses pembekuan waktu

musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap penyusutan. (Murdok

dan Brook, 1996) .

Beton serat (fiber concrete) ialah bagan komposit yang terdiri dari beton biasa

dan bahan lainya yang berupa serat. Serat pada umumnya berupa batang-batang

dengan diameter antara 5 mm sampai 55 mm, dan panjang sekitar 25 mm sampai

100 mm. Bahan serat dapat berupa : serat asbestos, serat tumbuh-tumbuhan (rami,

bambu, ijuk), serat plastik (polypropylene), atau potongan kawat baja.

(Tjokrodimuljo, 1996).

Ketahanan kejut didefinisikan sebagai energi total yang diperlukan untuk

membuat benda uji retak dan patah menjadi beberapa bagian, yang diketahui dari

jumlah pukulan suatu massa yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu. (Portland

Cement Association).

Beban kejut (impact) termasuk dalam beban dinamik, dimana beban diterapkan

dan dihilangkan secara tiba-tiba. Pengertian beban kejut itu sendiri adalah beban

yang dihasilkan apabila dua buah benda bertumbukan, atau apabila suatu benda

jatuh dan mengenai suatu struktur. (Gere dan Timoshenko, 2000) .

Ada hubungan yang tidak unik antara kekuatan impact dan kekuatan tekan.

Sebagai pernyataan pendukung kekuatan impact ditaksir biasanya sebagai

kemampuan dari spesi beton untuk menahan pukulan berulang dan dalam

menyerap energi. Kekuatan impact dan energi total yang diserap oleh beton

(19)

commit to user

6

2.2.

Landasan Teori

2.2.1. Pengertian Mortar

Mortar (sering disebut juga mortel atau spesi) adalah campuran yang terdiri dari

pasir, bahan perekat serta air, dan diaduk sampai homogen. Pasir sebagai bahan

bangunan dasar harus direkatkan dengan bahan perekat. Bahan perekat yang

digunakan dapat bermacam-macam, yaitu dapat berupa tanah liat, kapur, semen

merah (bata merah yang dihaluskan), maupun semen potland. Dalam penelitian

kali ini digunakan bubur kertas sebagai bahan tambahan, sehingga menghasilkan

mortar yang beratnya ringan yang biasa disebut beton kertas (papercrete).

Mortar dibagi berdasarkan jenis bahan ikatnya menjadi empat jenis, yaitu mortar

lempung/lumpur, mortar kapur, mortar semen dan mortar khusus.

a. Mortar lumpur

Mortar lumpur diperoleh dari campuran pasir, lumpur/tanah liat dengan air.

Pasir, tanah liat dan air tersebut dicampur sampai rata dan mempunyai

kelecakan yang cukup baik. Jumlah pasir harus diberikan secara tepat untuk

memperoleh adukan yang baik. Terlalu sedikit pasir menghasilkan mortar

yang retak-retak setelah mengeras sebagai akibat besarnya susutan

pengeringan. Terlalu banyak pasir menyebabkan adukan kurang dapat melekat

dengan baik. Mortar jenis ini digunakan sebagai bahan tembok atau tungku

api di pedesaan.

b. Mortar kapur

Mortar kapur dibuat dari campuran pasir, kapur, semen merah dan air. Kapur

dan pasir mula-mula dicampur dalam keadaan kering kemudian ditambahkan

air. Air diberikan secukupnya untuk memperoleh adukan dengan kelecakan

yang baik. Selama proses pelekatan kapur mengalami susutan sehingga jumlah

pasir yang umum digunakan adalah tiga kali volume kapur. Kapur yang dapat

(20)

commit to user

7

c. Mortar semen

Mortar semen merupakan campuran semen, pasir dan air pada proporsi yang

sesuai. Perbandingan volume semen dan pasir bekisar pada 1 : 2 sampai

dengan 1 : 6 atau lebih tergantung penggunaannya. Mortar semen lebih kuat

dari jenis mortar lain, sehingga mortar semen sering digunakan untuk tembok,

pilar, kolom atau bagian-bagian lain yang menahan beban. Karena mortar ini

rapat air, maka juga sering digunakan untuk bagian luar dan yang berada di

bawah tanah. Dalam adukan beton atau mortar, air dan semen membentuk

pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini selain mengisi pori-pori

diantara butir-butir agregat halus, juga bersifat sebagai perekat atau pengikat

dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terikat

dengan kuat dan terbentuklah suatu massa yang kompak atau padat .

d. Mortar khusus

Mortar khusus dibuat dengan menambahkan bahan khusus pada mortar kapur

dan mortar semen dengan tujuan tertentu. Mortar ringan diperoleh dengan

menambahkan asbestos fibres, jutes fibres (serat alami), butir – butir kayu,

serbuk gergaji kayu, serbuk kaca dan lain sebagainya. Mortar khusus

digunakan dengan tujuan dan maksud tertentu, contohnya mortar tahan api

diperoleh dengan penambahan serbuk bata merah dengan aluminous cement,

dengan perbandingan satu aluminous cement dan dua serbuk batu api. Mortar

ini biasanya di pakai untuk tungku api dan sebagainya.

Menurut Tjokrodimuljo (1996:126) mortar yang baik harus mempunyai sifat-sifat

sebagai berikut :

a. Murah.

(21)

commit to user

8

c. Mudah dikerjakan (diaduk, diangkat, dipasang dan diratakan).

d. Melekat dengan baik dengan bata, batu dan sebagainya.

e. Cepat kering dan mengeras.

f. Tahan terhadap rembesan air.

g. Tidak timbul retak-retak setelah dipasang.

Pemakaian mortar pada kondisi bangunan tertentu disyaratkan untuk memenuhi

mutu adukan yang tertentu pula. Sebagai contoh untuk bangunan gedung

bertingkat banyak diisyaratkan menggunakan mortar yang kuat tekan

minimumnya 3,0 Mpa.

2.2.2. Beton Kertas (papercrete)

Beton kertas (papercrete) memiliki keistimewaan, selain ringan material ini dapat

diproduksi sendiri tanpa perlu membeli di pabriknya. Bahkan material ini dapat

dicetak atau dicor hingga disesuaikan kekuatanya sesuai dengan keinginan dan

kebutuhan. Di sisi lain kini terjadi pertentangan tentang penggunaan beton kertas

sebagai material bangunan. Pihak yang menggunakanya memiliki alasan bahwa

beton kertas salah satu material yang sangat ramah lingkungan, sedangkan pihak

yang lain mempertanyakan keselamatan bangunanya. Maka dari itu penelitian ini

dilakukan untuk menemukan kelebihan dan kekurangan beton kertas sesuai

(22)

commit to user

9

2.2.3. Material Penyusun Beton Kertas

2.2.3.1. Semen Portland

Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan

klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis

dengan gips sebagai bahan tambahan. Fungsi semen adalah untuk merekatkan

butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang padat dan juga untuk mengisi

rongga-rongga antar butir agregat.

2.2.3.2. Agregat Halus

Agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil (lebih kecil dari 4,8 mm).

Dalam pemilihan agregat halus harus benar-benar memenuhi persyaratan yang

telah ditentukan. Karena sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan

(workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk mortar bersama semen dan air,

berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat.

2.2.3.3. Air

Air merupakan bahan dasar pembuat dan perawatan beton, penting namun

harganya paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta untuk

menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan

dipadatkan. Air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula

untuk bahan campuran beton. Tetapi tidak berarti air harus memenuhi persyaratan

air minum. Jika diperoleh air dengan standar air minum, maka dapat dilakukan

(23)

commit to user

10

berbau, dan cukup jernih. Dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air

memenuhi syarat sebagai berikut:

a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.

b. Tidak mengandung garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll)

lebih dari 15 gram/liter.

c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.

d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.

Kekuatan beton dan daya tahannya berkurang jika air mengandung kotoran.

Pengaruh pada beton diantaranya pada lamanya waktu ikatan awal serta kekuatan

beton setelah mengeras. Adanya lumpur dalam air diatas 2 gram/liter dapat

mengurangi kekuatan beton. Air dapat memperlambat ikatan awal beton sehingga

beton belum mempunyai kekuatan dalam umur 2-3 hari. Sodium karbonat dan

potasium dapat menyebabkan ikatan awal sangat cepat dan konsentrasi yang besar akan mengurangi kekuatan beton.

Air yang dibutuhkan agar terjadi proses hidrasi kira-kira 25% dari berat semen .

Penggunaan air yang terlalu banyak dapat mengakibatkan berkurangnya kekuatan

beton. Disamping digunakan sebagai bahan campuran beton, air digunakan pula

untuk merawat beton dengan cara pembasahan setelah dicor dan untuk membasahi

(24)

commit to user

11

2.2.3.4. Kertas

Kertas bila dilihat dari material pembentuknya merupakan bagian dari rangkaian

serat Cellulose kayu, yang juga merupakan material berserat. Cellulose adalah

bahan material terbanyak ke dua di dunia ini, setelah batu. Bahan ini menjadi

pembentuk utama dinding kayu tanaman hijau yang juga dapat menjadi bahan

kain hingga kertas.

(a)

(b)

Gambar 2.1 (a) jaringan fibers kering, mereka terjalin satu sama lain dan melekat

kuat satu sama lain dan melekat kuat dengan ikatan hydrogen (b) Jaringan

selulosa atau cellulose fibers dan serat yang lebih kecil disebut fibrils.

Gambar 2.2 Gugusan rantai selulosa

(25)

commit to user

12

Cellulose atau dalam Bahasa Indonesia disebut selulosa, merupakan polimer alam memiliki gugusan rantai yang terhubung dengan molekul gula yang terbentuk dari

molekul-molekul yang lebih kecil

Gugusan rantai ini mengandung banyak hidrogen yang mengikat molekul OH,

dengan sifat ikatan yang kaku, mengkristal, stabil dan sangat kuat. Inilah yang

menjadikan hidrogen sebagai dasar dari kekuatan beton kertas.

Berdasarkan rumusan ikatan kimia dasar pada material beton kertas, maka dapat

ditambah bahan-bahan lain untuk mempekuat dan memperkaya variasinya.

Pelapisan dengan semen akan memperkuat jaringanya. Sedangkan penggunaan

Kaolinite, akan membuat material lebih halus dan menimbulkan efek semi glossy. Bahan ini juga diuji dengan dipendam dalam tanah, dan hasilnya bahwa material

ini tahan terhadap bakteri dan tetap utuh.

Perlakuan dan campuran apapun yang digunakan, yang perlu diperhatikan adalah

bagaimana beton kertas ini menjebak udara di dalamnya. Ketika air sudah

menguap dengan sempurna, maka akan terbentuk ribuan rongga-rongga kecil

berisi udara. Inilah yang menyebabkan beton kertas sangat ringan dan sebagai

insulator terbaik. Penambahan pasir dan material lain, hanya berakibat menjadi

lebih berat walaupun tetap memiliki efek insulator yang baik, sehingga material

tambahan yang digunakan bisa disesuaikan dengan kebutuhanya.

Beton kertas yang hanya berupa campuran semen, mengandung R-Value / nilai R

(2 – 3 per inch ), sebagai peredam bunyi yang sangat baik, lebih tahan terhadap

api maupun jamur, dan anti terhadap serangga ataupun hewan pengerat. Selain itu,

(26)

commit to user

13

biasa, maka material beton kertas sangat cocok sebagai bahan tahan gempa. Beton

kertas bisa digunakan untuk beberapa bentuk seperti blok, panel, plesteran, acian

dengan pemakaian dipompa, disemprot dan dilemparkan, dibuat seperti balok

igloo, kubah, atau sebagai beton bertulang.

Penambahan lebih banyak pasir, atau kaca akan menghasilkan material campuran

yang lebih tebal, lebih kuat lebih tahan api, tetapi menjadi lebih berat dan

berkurang R-Valuenya. Sedangkan material campuran yang hanya menggunakan

semen, akan menjadi lebih ringan dan mudah dipotong dengan gergaji.

Penambahan semen akan semakin menambah kekuatan dan lebih tahan keropos,

tetapi juga mengurangi fleksibilitas, menambah berat, dan juga dapat menurunkan

R-Value. Jadi untuk mendapatkan hasil terbaik adalah dengan pencampuran yang

sesuai kebutuhan, seperti pembuatan dinding yang bisa lebih ringan dengan

plesteranya, atau penambahan panel atap dengan campuran yang berbeda dari

panel lantai.

2.2.4. Pembuatan Bubur Kertas

Pembuatan bubur kertas memiliki beberapa kriteria campuran yang dapat

menghasilkan berbagai macam kegunaan. Intinya adalah mencampurkan sobekan

kertas dengan air untuk mendapatkan bubur kertas, kemudian tinggal dicampur

dengan bahan tambahan lainya seperti semen dan pasir. Pembuatan bubur kertas

dapat menggunakan mesin pengaduk, dimana kertas yang akan dicampur dengan

air dan diaduk dengan mesin pengaduk. Keunggulan menggunakan mesin

pencampur adalah semakin menyatunya bahan tambahan seperti semen dengan

bubur kertas, sehingga dapat menghasilkan produk yang lebih baik. Oleh karena

itu beberapa campuran dengan material tertentu, dapat membutuhkan alat tertentu

(27)

commit to user

14

2.2.5. Ketahanan Kejut (impact)

Definisi Ketahanan Kejut

Menurut PCA (Portland Cement Association) ketahanan kejut didefinisikan

sebagai energi total yang diperlukan untuk membuat benda uji retak dan patah

menjadi beberapa bagian, yang diketahui dari jumlah pukulan suatu massa yang

dijatuhkan dari ketinggian tertentu.

2.2.5.1. Ketahanan Kejut Benda Uji Balok (Impact Charpy)

Secara umum pengujian impak bertujuan untuk mengukur keuletan atau kegetasan

bahan terhadap beban kejut. Ada dua metode pengujian impact yaitu impact

charpy dan impact load. Tetapi dalam penelitian ini menggunakan impact charpy

dengan mengacu pada standart ASTM D 5942. Prinsip uji impact charpy

bertujuan untuk mengetahui tingkat ketahanan atau keuletan suatu bahan. Tenaga

pematahanya yaitu pendulum yang diangkat dengan sudut kurang dari ,

sehingga terdapat energi potensial. Pendulum sendiri digunakan untuk memukul

dan mematahkan specimen beton. Setelah spesimen patah bandul berayun

kembali. Makin besar energi yang diserap maka makin rendah ayunan bandul.

Hasil uji impak bahan yang dinyatakan sebagai energi yang diserap persatuan luas

penampang spesimen beton. Skema pengujian impak dapat dilihat pada gambar

2.4

(28)

commit to user

15

Gambar 2.3. Skema uji impact Charpy (www.substech.com)

a

R

A

C

b

B

a

w

ß1

ß2

Gambar 2.4 Skema sudut kerja uji impact charpy

Keterangan :

A = posisi pendulum pada saat diletakkan pada support handle.

B = posisi pendulum pada saat menyentuh specimen.

C = posisi tertinggi pendulum setelah mematahkan spesimen.

α = Sudut pendulum sebelum diayunkan.

β1 = sudut yang terbentuk setelah pendulum mematahkan spesimen.

(29)

commit to user

16

Besarnya energi potensial yang dibutuhkan pendulum sebelum mematahkan spesimen adalah energi gesek.

=

………(2.1)

=

= ………....(2.2)

=

= ………(2.3)

R

b

R - b ß1

ß2

Gambar 2.5 Skema sudut β1 dan β2

Besarnya energi potensial yang dibutuhkan setelah mematahkan spesimen adalah energi patah

=

= ………..…..(2.4)

=

(30)

commit to user

17

= ………..……..(2.5)

=

= ……….………...(2.6)

Energi yang digunakan untuk memecahkan spesimen balok adalah

=

= ………..…..(2.7)

Setelah diketahui besarnya energi yang diperlukan pendulum untuk mematahkan

spesimen, maka besarnya kekuatan atau energi impak dapat dihitung dengan

persamaan 2.4 (Shackelford, 1992).

Harga impak =

………(2.8)

Keterangan :

R = panjang lengan pendulum ( m )

w = berat pendulum ( N )

m = massa pendulum ( Kg )

g = percepatan gravitasi ( 9,8 m/ )

A = luas penampang patahan spesimen ( )

Tujuan penggunaan metode impact charpy seperti diatas adalah :

1. Untuk mengetahui kuat impak bahan pada benda uji papercrete balok.

2. Untuk mengetahui perhitungan kuat impak bahan pada campuran yang

(31)

commit to user

18

2.2.5.2. Ketahanan Kejut Benda Uji Silinder (Impact Drop Weight)

Popov (1996) menyatakan bahwa sebuah massa jatuh bebas atau benda bergerak,

yang menabrak sebuah struktur memberikan apa yang dinamakan beban atau gaya

dinamik atau tumbuk (dynamic impact load and force). Drop weight test adalah

cara mudah dan bermanfaat untuk mengevaluasi dampak kekuatan impak dari

berbagai material dalam berbagai ukuran dan hasilnya dapat digunakan dalam

permodelan matematika dari tumbukan bola (Genc, 2004)

Dampak dari low velocity impact dapat di analisa dengan menggunakan alat uji

impak drop weight. Prinsip dari alat uji impact drop weight adalah suatu beban

(pendulum) dibiarkan jatuh bebas dengan jarak tertentu sehingga menumbuk

specimen (Seangatith, 2008). Dari pengujian ini dapat dilihat kerusakan spesimen

yang mengalami impak dan ketahanan spesimen setelah mengalami beban jatuh

(32)

commit to user

19

80 cm

100 cm

2 00 cm

30 0 cm Roller

Ham m er

Pipa PVC 4 "

Top Plat form

Bot t om Plat for m

[image:32.595.126.509.85.494.2]

Spesim en

Gambar 2.6. Alat uji impactdrop weight

Pada pengujian impact drop weight, kendala yang dihadapi adalah indentor tidak

jatuh tepat pada bagian yang ditentukkan. Oleh karena itu, dilakukan proses

meminimalisir kendala tersebut, antara lain :

1. Pengujian dilakukan dengan bantuan pulley , sehingga indentor tersebut akan

tetap pada tempatnya ketika akan dijatuhkan.

2. Sebelum bola dijatuhkan, indentor dalam keadaan diam. Sehingga, indentor

tersebut jatuh pada tempat yang sudah ditentukkan pada spesimen.

Tujuan penggunaan metode impact drop weight seperti diatas adalah :

1. Untuk mengetahui penurunan pada benda uji silinder yang terjadi akibat

hantaman, yang dianalogikan seperti regangan pegas.

2. Untuk mengetahui kekuatan drop weight terhadap spesimen.

3. Pipa paralon 4” digunakan sebagai alat bantu agar indentor focus dan jatuh

(33)

commit to user

20

2.2.6. Penentuan Prosentase Kerusakan

Prosentase kerusakan pada pengujian drop weight dapat ditentukkan dari beberapa

cara, antara lain :

2.2.6.1. Pengukuran Perambatan Retak

Cara ini dilakukan dengan mengukur perambatan retak yang terjadi setelah

spesimen diuji drop weight. Panjang retakan dan jumlah retakan menjadi refrensi

dalam penentuan kerusakan. Semakin panjang dan banyak jumlah retakan, berarti

kualitas benda uji tersebut semakin buruk.

r et akan t idak ber at ur an

[image:33.595.135.474.233.486.2]

spesim en

Gambar 2.7. Sketsa perambatan retak pada specimen uji impact drop weight.

Kesulitan dari cara ini adalah dalam penentuan panjang retakan. Karena jumlah

retakan yang banyak dan letaknya tidak beraturan akan menyulitkan dalam

pengukuran. Sehingga, hasil yang didapat tidak valid untuk dijadikan referensi

prosentase kerusakan.

2.2.6.2. Pengukuran Kedalaman Kawah

Dalam cara ini yang diukur adalah kedalaman kawah bekas tumbukan.

Kedalaman bekas tumbukan akan menjadi ukuran dalam penentuan prosentase

(34)

commit to user

21 h

defleksi def leksi

defleksi

[image:34.595.116.522.112.624.2]

h

Gambar 2.8 Sketsa pengukuran kedalaman kawah.

2.2.6.3. Pengukuran Luas Kawah

Dalam metode ini yang diukur adalah luas kawah bekas tumbukan indentor.

D

Gambar 2.9. Sketsa pengukuran diameter pada spesimen uji impak drop weight.

Pada metode ini, pengukuran dilakukan pada bekas tumbukan yang berupa kawah,

diukur diameter kawah tersebut, kemudian dicari luasan kawahnya. Metode ini

paling rasional untuk dilakukan karena bekas tumbukan jelas terlihat pada

(35)

commit to user

22

2.2.6.4. Energi Potensial (Ep)

Energi potensial adalah kemampuan benda melakukan usaha karena kedudukanya

dalam medan gravitasi. Adapun rumus energi potensial adalah sebagai berikut :

Ep = m x g x h ………(2.1)

Dimana :

Ep = Energi potensial (Joule)

m = Massa benda (kg)

g = Percepatan gravitasi (9,81 m/ )

(36)

commit to user

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1

Uraian Umum

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen, yang

bertujuan untuk menyelidiki kemungkinan adanya hubungan antar variabel, yang

dilakukan dengan memberikan suatu perlakuan terhadap obyek yang diteliti dalam

kondisi terkontrol secara ketat dan dilakukan di laboratorium dengan urutan

kegiatan yang sistematis dalam memperoleh data sampai data tersebut berguna

sebagai dasar pembuatan keputusan/kesimpulan.

3.2

Benda Uji

Benda uji impak pada penelitian ini menggunakan benda uji silinder dengan

ukuran diameter 15cm dan tinggi 30 cm, benda uji balok ukuran lebar 1 cm,

panjang 1 cm, tinggi 7 cm. Benda uji tabel gambar 3.1

300mm

150mm

Gambar 3.1. Sketsa Benda Uji Silinder untuk Pengujian Uji ketahanan Kejut

(37)

commit to user

1 cm

7 cm

Gambar 3.2. Sketsa Benda Uji Balok untuk Pengujian Uji ketahanan Kejut

(impact)

Perbandingan jumlah campuran yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3.1

Tabel 3.1 Benda uji silinder untuk pengujian ketahanan kejut (impact) beton

kertas.

Perbandingan Campuran No

Semen : Kertas : Pasir Kode Benda Uji

Umur

(hari) Jumlah

1 1:2:2 SKP-122 1

2 1:2:2 SKP-122 1

3 1:2:2 SKP-122

28

1

[image:37.595.118.524.83.531.2]

Jumlah Benda Uji 3

Tabel 3.2 Benda uji balok untuk pengujian ketahanan kejut (impact) beton kertas.

Perbandingan Campuran No

Semen : Kertas : Pasir Kode Benda Uji

Umur

(hari) Jumlah

1 1:1:1 SKP-111 6

2 1:2:1 SKP-121 6

3 1:3:1 SKP-131 6

4 1:1:2 SKP-112 6

5 1:2:2 SKP-122 6

6 1:3:2 SKP-132

28

6

[image:37.595.110.525.578.722.2]

(38)

commit to user

3.3

Bahan

a. Kertas koran

b. Semen

c. Pasir

d. Air

3.4

Peralatan Penelitian

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain :

a. Timbangan dengan kapasitas 2 kg dan 50, kg yang digunakan untuk mengukur

berat bahan beton.

b. Timbangan digital untuk menimbang berat beton balok.

c. Cetakan benda digunakan untuk mencetak benda uji beton. Bentuk cetakan ini

berbentuk silinder dengan Ø 15 cm dan tinggi 30 cm dan cetakan balok

ukuran lebar 1 cm, tinggi 1 cm, dan panjang 7 cm. Kedua cetakan terbuat dari

bahan besi.

d. Bor listrik dan pengaduk untuk pembuatan bubur kertas.

e. Bak pengaduk campuran beton.

f. Satu set alat uji beban kejut drop weight dan satu set alat impact charpy.

[image:38.595.115.508.244.724.2]

(a) (b)

(39)

commit to user

g. Alat bantu lain :

1) Gelas ukur 2000 ml untuk menakar air

2) Cetok semen

3) Ember

4) Sekop, dll

3.5

Metode Pembuatan Bubur Kertas

Kertas yang digunakan dalam pembuatan bubur kertas adalah koran bekas.

Berdasarkan uji awal yang dilakukan sebelumnya, maka berikut adalah

langkah-langkah :

a. Kertas yang akan dicampur air dipotong menjadi bagian-bagian kecil untuk

memudahkan dalam penyerapan air.

b. Potongan kertas dimasukkan ke dalam ember berisi air dan direndam selama

sekurang-kurangnya 1 hari.

c. Kertas yang telah direndam kemudian diaduk dengan bor yang telah dipasangi

dengan pengaduk khusus.

d. Pengadukan dilakukan sampai diperoleh bubur kertas yang halus.

(a) (b)

(40)

commit to user

3.6

Pembuatan Benda Uji

Pembuatan campuran adukan mortar beton kertas dilakukan setelah menghitung

proporsi masing-masing bahan yang dipergunakan, kemudian mencampur dengan

langkah-langkah sebagai berikut :

1. _{Mengambil bahan-bahan pembentuk mortar yaitu semen, pasir dan bubur}

kertas dengan berat yang ditentukan sesuai rencana campuran.

2. _{Mencampur semen, air, kertas dalam ember dengan alat bor pencampur. Hal}

ini dimaksudkan agar semen dan kertas dapat tercampur secara sempurna.

3. _{Memasukkan adukan ke dalam cetakan silinder dan cetakan balok yang telah}

dipersiapkan. Pada penelitian ini, bahan untuk cetakan silinder ukuran

diameter 150 mm dan tinggi 300 mm adalah cetakan besi yang telah ada di

Laboratorium Struktur. Adukan mortar dimasukkan ke dalam cetakan secara

berlapis dan tiap lapis dipadatkan agar pemadatannya sempurna. Permukaan

adukan diratakan dengan sendok semen.

4. _{Bekisting atau cetakan dapat dibuka apabila pengerasan sudah berlangsung}

selama satu hari.

3.7

Perawatan (Curing)

Perawatan beton adalah suatu pekerjaan menjaga agar permukaan beton segar

selalu lembab sejak adukan beton dipadatkan sampai beton dianggap cukup keras.

Hal ini dimaksudkan untuk menjamin proses reaksi hidrasi semen berlangsung

dengan sempurna sehingga timbulnya retak-retak dapat dihindarkan dan mutu

beton dapat terjamin.

Pada penelitian ini perawatan dilakukan dengan melepas cetakan setelah berumur

1 hari dan merendam beton dalam air pada hari ke dua selama 21 hari. Setelah itu

beton dikeluarkan dari dalam air dan perawatan dilanjutkan dengan diangin-angin

(41)

commit to user

3.8

Pengujian Ketahanan Kejut (Impact)

3.8.1. Pengujian Benda Uji Balok

Pada pengujian sample ini dengan menggunakan alat uji impact charpy mengacu

pada ASTM D 5942-96, yang bertujuan mengetahui besar energi serapan beton

per satuan luas benda uji. Besarnya energi ini dikertahui dari sudut pukulan yang

dipergunakan dalam alat impact charpy.

Dari pengujian ini akan didapat 2 sudut yaitu sudut pukulan tanpa benda uji (α) dan sudut pukulan dengan benda uji (β). Dari sudut (α) akan didapatkan energi gesek dan sudut (β) akan didapatkan energi patah, dari kedua energi ini akan

didapatkan energi serapan yang didapatkan dari selisih kedua energi ini.

Pengujian ini menggunakan alat uji impact charpy yang ada di Laboratorium

Bahan dan Material Fakultas Teknik Sanata Dharma. Alat ini menggunakan beban

hantam sebesar 1.357 kg dengan panjang lengan 39.48 cm dengan sudut awal

Langkah-langkah pengujian adalah sebagai berikut :

1. Memposisikan lengan hantam pada posisi sudut dan menahannya

dengan tuas penahan kemudian meletakkan fixed pointer tepat didepan pointer

sudut .

2. Meletakkan benda uji pada dudukanya.

3. Melepaskan tuas penahan lengan hantam dan mengamati patahan benda uji.

4. Membaca fixed pointer sesaat setalah menghantam benda uji.

5. Memcatat derajad yang ditunjukkan fixed pointer.

3.8.2. Pengujian Benda Uji Silinder

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya energi serapan yang diterima

oleh benda uji sesudah terjadi tumbukan. Besarnya energi ini dihitung

(42)

commit to user

Pengujian untuk mengetahui luasan bekas yang dihasilkan oleh hantaman beban

yang dijatuhkan secara vertikal. Pengujian ini menggunakan alat uji kejut atau

drop weight yang ada di Laboratorium Bahan Kontruksi Fakultas Teknik UNS.

Beban yang digunakan sebesar 3,120 kg dengan tinggi jatuh 200 cm.

Langkah-langkah pengujian adalah sebagai berikut :

1. Meletakkan benda uji pada dudukanya.

2. Memasang alat pemukul beserta pipa paralon untuk memposisikan jatuhnya

beban.

3. Menjatuhkan alat pemukul dan mengamati bekas hantaman yang terjadi secara

visual.

4. Menghitung energi potensial yang terjadi dan luasan hantaman beban tersebut

yang membekas pada benda uji.

3.8.2.1 Prosentase Kerusakan

Dalam penelitian ini cara penentuan prosentase kerusakan dengan menggunakan

pengukuran luas kawah. Bekas tumbukan indentor yang jelas terlihat pada

spesimen memudahkan dalam pengukuran. Dengan perbandingan luas kawah

dengan luas permukaan indentor (luas bola) maka akan didapat prosentase

kerusakan. Rumus yang dipakai sebagai berikut :

D = 10 cm

r r

d = 4,5 cm a a

(43)

commit to user

Dari gambar diatas dapat diketahui

r = 5 cm

D = 10 cm

sin α =

sin α = 0,45

α = 26,740

2α = 53,480

Luas lingkaran = 4 ∏ r2

Luas kawah = x 4 ∏ r2 = x 4 x 3,14 x 52 = 46,464 cm2

Prosentase kerusakan =

...(3.1)

=

3.8.2.2 Perhitungan Energi

Pada pengujian ini hanya menghitung energi potensial. Energi potensial yang

dilepaskan oleh pendulum dalam pengujian impak drop weight sebesar :

3.9

Pengumpulan Data

Pengumpulan data pada penelitian ini dilakukan dengan :

a. Studi literatur (buku, skripsi, jurnal).

(44)

commit to user

3.10

Tahap dan Prosedur Penelitian

Membandingkan kinerja uji kejut (impact) beton kertas maupun beton kertas

dengan variasi perbandingan campuran yang telah ditentukan, kemudian

menganalisa perbedaan hasilnya. Menyimpulkan kecenderungan hasil kinerja uji

kejut.

Tahapan-tahapan selengkapnya dalam penelitian ini meliputi :

a. Tahap I

Disebut tahap persiapan. Pada tahap ini dilakukan studi literatur dan seluruh

bahan dan peralatan yang dibutuhkan dalam penelitian dipersiapkan terlebih

dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar.

b. Tahap II

Disebut tahap pembuatan benda uji. Pada tahap ini dilakukan pembuatan

benda uji.

c. Tahap III

Disebut tahap pengujian impact. Pada tahap ini pekerjaan yang dilakukan

adalah melakukan pengujian ketahanan kejut terhadap beton kertas.

d. Tahap IV

Disebut tahap analisa data. Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil

pegujian dianalisa untuk mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara

variabel-variabel yang diteliti dalam penelitian.

(45)

commit to user

Mulai

Studi literatur

Persiapan alat dan bahan

Pembuatan benda uji

Pengujian ketahanan kejut

Menganalisa data

Mengambil kesimpulan

Selesai

TAHAP II

TAHAP III

TAHAP IV

TAHAP V

TAHAP I

Disebut tahap pengambilan keputusan. Pada tahap ini, data yang telah

dianalisa dibuat suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan

penelitian.

[image:45.595.112.504.241.712.2]

Tahapan penelitian secara skematis dalam bentuk bagan alir pada gambar 3.5.

(46)

(47)

commit to user

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisis Data

Pengujian dilakukan pada saat beton berumur 28 hari. Alat yang digunakan adalah

impact charpy untuk benda uji balok ukuran 1x1x7 cm dan impact drop weight

untuk uji silinder ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Pada pengujian impact

charpy, pendulum tepat mengenai ditengah benda uji agar didapatkan sudut α

(sudut tanpa benda uji) dan β (sudut setelah menghantam benda uji) maksimum.

Dari data tersebut akan diperoleh energi serapan beton dengan rumus seperti

persamaan 4.1

Harga impact =

...(4.1)

dengan:

R = panjang lengan pendulum ( m )

w = berat pendulum ( N )

m = massa pendulum ( Kg )

g = percepatan gravitasi ( 9,8 m/ )

β1 = sudut yang terbentuk setelah pendulum mematahkan spesimen.

β2 = Sudut ayunan pendulum tanpa spesimen.

A = luas penampang patahan spesimen ( )

(48)

commit to user

Hasil kepadatn beton kertas dapat diperhitungkan dari data pengukuran dimensi

dan berat dengan membandingkan kedua faktor tersebut. Contoh menghitung

kepadatan :

Benda Uji = 40% SKP 111.1, umur 0 hari

Berat = 23,53 g

Volume = ( 1x1x7) cm = 7

Kepadatan =

=

3,36 (g/ )

Hasil pengukuran dimensi, berat serta perhitungan kepadatan selengkapnya dapat

[image:48.595.113.505.154.753.2]

dilihat pada Tabel 4.1, Tabel 4.2, dan Tabel 4.3.

Tabel 4.1 pengukuran berat beton kertas balok

Berat (gram) UMUR (HARI) Benda Uji KODE

0 3 10 14 21 28

RERATA 28 HARI

SKP 111.1 23.53 19.65 15.99 14.56 14.54 14.54 SKP 111.2 22.01 18.55 16.51 14.31 14.29 14.27 SKP 111.3 23.42 17.65 16.95 15.61 15.54 15.53

SKP 111.4 21.33 16.55 15.36 14.84 14.8 14.8 SKP 111.5 21.46 18.12 15.77 14.98 14.92 14.91 SKP 111.6 22.77 19.33 16.44 14.83 14.81 14.81

16,89666667

SKP 121.1 23.66 18.54 13.66 12.8 12.72 12.68 SKP 121.2 23.49 17.26 14.01 12.64 12.53 12.48

SKP 121.3 23.51 17.11 13.01 12.54 12.47 12.41 SKP 121.4 23.53 18.65 13.99 12.64 12.57 12.51 SKP 121.5 22.11 17.77 13.77 12.87 12.81 12.78 SKP 121.6 23.42 17.01 14.32 12.72 12.68 12.64

15,45305556

SKP 131.1 23.61 18.01 14.54 11.61 11.59 11.54 SKP 131.2 23.56 17.44 14.89 11.65 11.62 11.58 SKP 131.3 23.22 17.63 14.77 12.15 12.11 12.06 SKP 131.4 23.34 17.56 14.63 11.6 11.59 11.55 SKP 131.5 24.65 17.96 14.51 12.02 11.99 11.95 SKP 131.6 23.44 17.26 14.44 11.95 11.91 11.86

14,89583333

SKP 112.1 23.21 18.02 16.66 15.54 15.5 15.49

SKP 112.2 23.14 18.62 17.01 16.28 16.28 16.28 SKP 112.3 23.55 18.99 17.56 16.33 16.29 16.28

SKP 112.4 23.64 18.34 17.39 16.29 16.28 16.28 SKP 112.5 24.55 19.03 18.99 17.22 17.2 17.18

SKP 112.6 23.1 17.66 16.22 15.82 15.81 15.81

17,99555556

SKP 122.1 23.32 17.66 15.66 14.1 14.09 14.07 SKP 122.2 23.33 16.35 15.01 13.93 13.92 13.91 SKP 122.3 23.55 17.01 15.47 13.48 13.46 13.44 40%

SKP 122.4 23.44 16.54 15.33 13.49 13.49 13.47

(49)

commit to user

SKP 122.5 23.14 16.33 15.98 15.08 15.08 15.07 SKP 122.6 23.06 16.98 15.04 13.35 13.34 13.32 SKP 132.1 23.11 15.44 14.45 12.59 12.58 12.53 SKP 132.2 23.65 16.45 13.85 12.64 12.63 12.58 SKP 132.3 22.56 17.35 14.63 12.61 12.59 12.53 SKP 132.4 24.22 17.59 14.28 13.99 13.97 13.91 SKP 132.5 23.11 16.32 14.21 12.69 12.69 12.63 SKP 132.6 23.45 16.87 14.61 12.91 12.9 12.83

15,49861111

Keterangan :

40 % = Penambahan kadar campuran dari berat awal

[image:49.595.114.496.249.762.2]

SKP 111.1 = Beton kertas campuran 1 semen : 1 kertas : 1 pasir pada benda uji 1

Tabel 4.2 Hasil pengukuran dimensi beton kertas balok

Dimensi p xl x t (cm)

UMUR (HARI) Benda Uji KODE

0 3 10 14 21 28

RERATA 28 HARI

SKP 111.1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 SKP 111.2 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 SKP 111.3 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1

SKP 111.4 7x1x1 7x1x1 7x1x1 6,99x1x1 6,99x1x1 6,99x1x1 SKP 111.5 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1

SKP 111.6 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1

6.99x1x1

SKP 121.1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 SKP 121.2 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 SKP 121.3 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 SKP 121.4 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 SKP 121.5 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 SKP 121.6 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1

7x1x1

SKP 132.4 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 40%

SKP 132.5 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1

(50)

commit to user

SKP 132.6 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 7x1x1 Keterangan :

[image:50.595.108.493.81.147.2]

Tabel 4.3 Hasil pengukuran kepadatan beton kertas balok

BERAT/VOLUME (gr/cm3)

UMUR (HARI) Benda Uji KODE

0 3 10 14 21 28

RERATA 28 HARI

SKP 111.1 3.36143 2.80714 2.28429 2.08 2.077143 2.077143

SKP 111.2 3.14429 2.65 2.35857 2.04429 2.041429 2.038571

SKP 111.3 3.34571 2.52143 2.42143 2.23 2.22 2.218571

SKP 111.4 3.04714 2.36429 2.19429 2.12303 2.11731 2.11731

SKP 111.6 3.06571 2.58857 2.25286 2.14 2.131429 1.825714

SKP 111.6 3.25286 2.76143 2.34857 2.11857 2.115714 2.115714

2,405609431

SKP 121.1 3.38 2.64857 1.95143 1.82857 1.817143 1.811429

SKP 121.2 3.35571 2.46571 2.00143 1.80571 1.79 1.782857

SKP 121.3 3.35857 2.44429 1.85857 1.79143 1.781429 1.772857

SKP 121.4 3.36143 2.66429 1.99857 1.80571 1.795714 1.787143

SKP 121.5 3.15857 2.53857 1.96714 1.83857 1.83 1.825714

SKP 121.6 3.34571 2.43 2.04571 1.81714 1.811429 1.805714

2,207579365

SKP 131.1 3.37286 2.57286 2.07714 1.65857 1.655714 1.648571

SKP 131.2 3.36571 2.49143 2.12714 1.66429 1.66 1.654286

SKP 131.3 3.31714 2.51857 2.11 1.79143 1.73 1.722857

SKP 131.4 3.36143 2.50857 2.09 1.65714 1.655714 1.65

SKP 131.5 3.52143 2.56571 2.07286 1.71714 1.712857 1.707143

SKP 131.6 3.34857 2.46571 2.06286 1.70714 1.701429 1.694286

2,176071429

SKP 112.1 3.31571 2.57429 2.38 2.22 2.214286 2.212857

SKP 112.2 3.30571 2.66 2.43 2.32571 2.325714 2.325714

SKP 112.3 3.36429 2.71286 2.50857 2.33286 2.327143 2.325714

SKP 112.4 3.37714 2.62 2.48429 2.32714 2.325714 2.325714

SKP 112.5 3.50714 2.71857 2.71286 2.46 2.457143 2.454286

SKP 112.6 3.3 2.52286 2.31714 2.26 2.258571 2.258571

2,570793651

SKP 122.1 3.33143 2.52286 2.23714 2.01429 2.012857 2.01

SKP 122.2 3.33286 2.33571 2.14429 1.99 1.988571 1.987143

SKP 122.3 3.36429 2.43 2.21 1.92571 1.922857 1.92

SKP 122.4 3.34857 2.36286 2.19 1.92714 1.927143 1.924286

SKP 122.5 3.30571 2.33286 2.28286 2.15429 2.154286 2.152857

SKP 122.6 3.29429 2.42571 2.14857 1.90714 1.905714 1.902857

2,314642857

SKP 132.1 3.30143 2.20571 2.06429 1.79857 1.797143 1.79

SKP 132.2 3.37857 2.35 1.97857 1.80571 1.804286 1.797143

SKP 132.3 3.22286 2.47857 2.09 1.80143 1.798571 1.79

SKP 132.4 3.46 2.51286 2.04 1.99857 1.995714 1.987143

SKP 132.5 3.30143 2.33143 2.03 1.81286 1.812857 1.804286 40%

SKP 132.6 3.35 2.41 2.08714 1.84429 1.842857 1.832857

(51)

commit to user Keterangan :

Tabel 4.4. pengukuran berat beton kertas silinder

Berat (gram) UMUR (HARI) Benda Uji KODE

0 3 10 14 21 28

RERATA 28 HARI

SKP 122.1 8250 7100 6435 6300 5550 5380 SKP 122.2 8150 6950 6760 6000 5690 5540 40%

SKP 122.3 8200 7000 6730 6250 5740 5385

6522,78

Keterangan :

[image:51.595.114.571.181.532.2]

Tabel 4.5. pengukuran dimensi beton kertas silinder.

DIMENSI luas alas x t (cm)

UMUR (HARI) Benda

Uji KODE

0 3 10 14 21 28

RERATA 28 HARI

SKP

122.1 176,63x30 176,63x30 176,63x29,5 174,28x29,5 174,28x28,5 174,28x28,5 SKP

122.2 176,63x30 176,63x30 176,63x30 176,63x30 176,63x28,5 176,63x28,5 40%

SKP

122.3 176,63x30 176,63x30 176,63x30 176,63x29,5 176,63x29 176,63x28,8

176,238x29,461

Keterangan :

[image:51.595.109.533.608.736.2]

Tabel 4.6. pengukuran kepadatan beton kertas silinder.

Berat/Volume (gram/cm3) UMUR (HARI) Benda

Uji KODE

0 3 10 14 21 28

RERATA 28 HARI

SKP 122.1 1,55697 1,33994 1,23502 1,2254 1,132544 1,097853 SKP 122.2 1,5381 1,31163 1,27577 1,13234 1,130356 1,100557 40%

SKP 122.3 1,54753 1,32107 1,27011 1,19952 1,120629 1,058622

1,255219954

Keterangan :

(52)

commit to user

4.3. Ketahanan Impak

4.3.1 Ketahanan impact charpy

Besarnya ketahanan impact charpy untuk masing-masing variasi campuran dapat

[image:52.595.119.518.258.747.2]

dilihat pada Tabel 4.7.

(53)

[image:53.595.110.510.176.705.2]

Berikut adalah nilai rata-rata dari enam benda uji untuk tiap variasi campuran.

Tabel 4.8. Ketahanan impak beton kertas dengan variasi campuran

Ketahanan Impak (10-3 J/mm²) Kadar

Penambahan Campuran

Kode Benda Uji

Max Min Rearata

SKP 111 23,32 7,886 19,54

SKP 121 32,98 20,64 26,912

SKP 131 32,10 21,59 25,595

SKP 112 2421 6,626 18,31

SKP 122 28,10 11,72 18,34

40 %

SKP 132 30,13 17,56 22,517

Keterangan :

SKP 111 = Beton kertas campuran 1 semen : 1 kertas : 1 pasir

Dari Tabel 4.8 diperoleh diagram batang yang menunjukkan hubungan antara

ketahanan impak beton kertas dengan kepadatan masing-masing benda uji yang

disajikan dalam Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Hubungan kuat impak beton kertas pada variasi kepadatan

(54)

Variasi tipe 1 (biru) = Proporsi kertas skp 111, skp 121, skp 131

Variasi tipe 2 (merah) = Proporsi kertas skp 112, skp 122, skp 132

[image:54.595.114.514.107.481.2]

SKP 111 = Beton kertas campuran 1 semen : 1 kertas : 1 pasir

Gambar 4.2. Hubungan antara ketahanan impak dengan proporsi penambahan

kertas.

4.3.2 Ketahanan Impact Drop Weight

Besar energi impact drop weight pada variasi (Semen : Kertas : Pasir) 1:2:2

sesaat menghantam benda uji memiliki rerata sebesar 61,2144 Joule

Tabel 4.9. Prosentase kerusakan akibat impactdrop weight.

Kadar Penambahan

Campuran Kode Benda Uji

Prosentase

Kerusakan (%)

Rerata

(%)

SKP 122.1 14,797

SKP 122.2 14,15

40 %

SKP 122.3 13,80

14,249

Keterangan :

(55)

commit to user

4.4. Mode Kerusakan

4.4.1 Benda Uji Beton Kertas Balok

Pada pengujian ini dari semua variasi campuran memiliki kesamaan kerusakan

fisik yaitu terjadi patahan yang terdapat pada tengah beton balok yang telah diuji

dengan impact charpy. Dari semua campuran yang membedakan adalah energi

[image:55.595.172.454.243.488.2]

serapan oleh beton tersebut.

Gambar 4.3. Patahan yang terdapat pada beton kertas balok.

4.4.2. Benda Uji Beton Kertas Silinder

Pada pengujian ini memiliki kemiripan kerusakan yaitu adanya bekas impak yang

berupa kawah. Dari kawah tersebut dapat diukur nilai energi serapan atau defleksi

dari pengujian impact drop weight. Dan juga dapat dihitung energi yang

(56)

commit to user

Gambar 4.4. Impactdrop weight beton kertas pada sample silinder tampak atas.

[image:56.595.125.500.83.642.2]

(57)

commit to user

4.5. Pembahasan

Beton kertas pada saat setelah pengecoran menunjukkan proses pengeringan yang

jauh lebih lama dibandingkan mortar normal atau beton normal. Beton kertas pada

umur 7 hari terlihat masih basah. Salah satu penyebab dari proses pengeringan

yang lama ini adalah sifat kertas yang mudah menyerap air, hal ini terlihat jelas

saat proses pengecoran terlihat bahwa adonan beton kertas menjadi sulit

tercampur karena sebagian besar air diserap oleh kertas tersebut.

Dari hasil pengamatan Gambar 4.2 dapat diketahui bahwa ketahanan impak

terhadap penambahan proporsi kertas (Semen : Kertas : Pasir) = SKP 111, SKP

121, dan SKP 131 (variasi tipe 1) memiliki harga lebih baik dari pada SKP 112,

SKP 122, dan SKP 132 (variasi tipe 2) karena daya ikat semen akan berkurang

terhadap campuran variasi tipe 2 karena penambahan kertas tidak disamai dengan

penambahan semen.

Hasil pengujian ketahanan impak beton kertas balok pada variasi kepadatan benda

uji dengan nilai ketahanan impak terbesar adalah benda uji dengan kode SKP 121

memiliki kepadatan 2,208 g/