KAJIAN TOUGHNESS DAN STIFFNESS BETON RINGAN BERSERAT ALUM UNIUM PASCA BAKAR
The St udy of Toughness and St iffness of Light w eight Concret e w it h Allum unium Fiber on Post Fire
SKRIPSI
Disusun unt uk M em enuhi Persyarat an M em peroleh Gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakult as Teknik
Universit as Sebelas M aret Surakart a
Disusun Oleh:
FREDY HARFANTONI RIFALLDY NIM . I 1107504
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS M ARET
ii
HALAM AN PERSETUJUAN
KAJIAN TOUGHNESS DAN STIFFNESS BETON RINGAN BERSERAT ALUM UNIUM PASCA BAKAR
The St udy of Toughness and St iffness of Light w eight Concret e w it h Allum unium Fiber on Post Fire
SKRIPSI
Disusun unt uk M em enuhi Persyarat an M em peroleh Gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakult as Teknik
Universit as Sebelas M aret Surakart a
Disusun Oleh :
FREDY HARFANTONI RIFALLDY NIM : I 1107504
Perset ujuan:
Dosen Pem bim bing I
Ir. A. M ediyant o, M T.
NIP : 19620118 199512 1 001 Dosen Pem bim bing II
Endah Safit ri, ST, M T.
NIP : 19701212 200003 2 001 iii
iii
HALAM AN PENGESAHAN
KAJIAN TOUGHNESS DAN STIFFNESS BETON RINGAN BERSERAT ALUM UNIUM PASCA BAKAR
SKRIPSI Disusun Oleh:
FREDY HARFANTONI RIFALLDY NIM : I 1107504
Telah Dipert ahankan Dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakult as Teknik Universit as Sebelas M aret pada Hari Kam is, Tanggal 25 Februari 2010 :
1
Ir. A. M ediyant o, M T
NIP : 19620118 199512 1 001 (...) 2
Endah Safit ri, ST, M T
NIP : 19701212 200003 2 001 (...) 3
Ir. Purw ant o, M T
NIP : 19610724 198702 1 001 (...) 4
Ir. Sum ardi, M D
NIP : 19450805 198410 1 001 (...)
a.n. Dekan Fakult as Teknik UNS Ket ua Jurusan Teknik Sipil Ket ua Program S1 Pem bant u Dekan I, Fakult as Teknik UNS, Non Reguler
Ir. Noegroho Djarw ant i, M T Ir. Bam bang Sant osa, M T Ir. Agus Sum arsono, M T NIP.19561112 198403 2 007 NIP.19590823 198601 1 001 NIP.19570814 198601 1 001 iv
M OTTO DAN PERSEM BAHAN
M OTTO
Awali dengan bismillah, lakukan dengan ridholillah, dan
akhiri dengan alham dulillah..
Carilah ketenangan jiwa hanya pada
-Nya.. Hidup adalah pilihan..
Jangan memandang masalah hanya dari satu sisi..
Persahabatan adalah segalanya..
Jangan mudah menyerah..
Fokus dan sabar adalah kunci kesuksesan..
PERSEM BAHAN
diberikan.
♥
Adikku (Redhit a), t erim a kasih buat dukungannya baik doa, bim bingan, dannasehat nya.
♥
Liez, yang selalu m encint ai dan m enyayangiku sert a m endukung set iapkeput usanku dan m em bant u selam a penelit ian.
♥
Tem an-t em anku: Ram a, Paul, Sidik, Edw in, Waw an, Kris, Erna, Tut ik,M ahm ud, Said, Heri, Gondrong, Ot onk, M edi, Andre, Wayan, Isna, Ella, Ast i, Fendy, Dew i, Nurochm an, de el el, t erim a kasih buat bant uan dan dukungannya selam a proses perkulihahan di kam pus t ercint a
♥
Tem an-t em an Sipil 2005, yang luar biasa dalam m enjalin persahabat an.vii
DAFTAR ISI
HALAM AN JUDUL
HALAM AN PERSETUJUAN HALAM AN PENGESAHAN M OTTO DAN PERSEM BAHAN ABSTRAK
DAFTAR GAM BAR
DAFTAR NOTASI DAN SIM BOL DAFTAR LAM PIRAN
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Lat ar Belakang M asalah 1.2. Rum usan M asalah 1.3. Bat asan M asalah 1.4. Tujuan Penelit ian 1.5. M anfaat Penelit ian
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pust aka
2.2. Landasan Teori 2.2.1. Bet on 2.2.2. Bet on Ringan
2.2.2.1. Pengert ian Bet on Ringan 2.2.2.1. Sifat -sifat Bet on Ringan 2.2.3. Bet on Serat
2.2.4. M at erial Penyusun Bet on Ringan Berserat Alumunium 2.2.4.1. Agregat Ringan/ ALWA
2.2.4.2. Agregat Halus (Pasir) 2.2.4.3. Sem en Port land 2.2.4.4. Air
2.2.4.5.1. Superplast icizer (Sika Visconcret e)
2.2.4.5.2. Serat Alum unium 2.2.3.2.2. Agregat Ringan ALWA 2.2.3. Air 2.2.5. Pengaruh Tem perat ur Tinggi Pada Bet on
2.2.6. Kuat Lent ur
2.2.7. Toughness (Keulet an) 2.2.8. St iffness (Kekakuan)
BAB 3 M ETODE PENELITIAN 3.1. Tinjauan Um um 3.2. Benda Uji Penelit ian 3.3. Tahapan Penelit ian
3.4. St andar Penelit ian dan Spesifikasi Bahan Dasar 3.5. Peralat an Penelit ian
3.6. Pengujian Bahan Dasar 3.6.1. Pengujian Agregat Halus
3.6.1.1. Pengujian Kadar Lum pur 3.6.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Dalam Agregat Halus
3.6.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik
3.6.1.3. Pengujian Spesific Gravit y (Berat Jenis) 3.6.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Dalam Agregat Halus
3.6.1.4. Pengujian Gradasi 3.6.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus 3.6.2. Pengujian ALWA
3.6.2.1. Pengujian Spesific Gravit y 3.6.2.2. Agregat 3.6.2.2. Pengujian Abrasi
3.8. Pem buat an Benda Uji 3.9. Peraw at an Benda Uji 3.10. Pem bakaran Benda Uji
3.11. Pengujian Kuat Lent ur Balok 3.12. Analisis Hasil
3.12.1. Toughness 3.12.2. St iffness
BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEM BAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Agregat
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus 4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ALWA 4.2. Hasil Pengujian Alum unium
4.3. Rencana Cam puran 4.4. Dat a Hasil Pengujian Slum p
4.5. Dat a Hasil Penelit ian dan Analisis Dat a
4.5.1. Analisis Toughness Bet on Ringan Berserat Alum unium 4.5.2. Perhit ungan dan Analisis St iffness Bet on Ringan 4.6. Pem bahasan
4.6.1. Nilai Toughness 4.6.2. Nilai St iffness
5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA v
ABSTRAK
F.H. Rifalldy, 2010, Kajian Toughness dan St iffness Bet on Ringan Berserat Alum unium Pasca Bakar, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakult as Teknik Universit as Sebelas M aret Surakart a.
Akhir-akhir ini, kebakaran gedung m ulai m endapat perhat ian serius dari sem ua pihak set elah di Indonesia didera sejum lah kasus kebakaran gedung yang cenderung m eningkat t ajam dengan skala yang cukup besar. Kebakaran dapat diakibat kan oleh berbagai hal, m ulai dari hubungan pendek arus list rik, kom por m eledak, huru-hara, m aupun t indak krim inalit as. Pihak-pihak yang t erpaksa berurusan pasca gedung t erbakar t idak hanya pem ilik gedung, pihak kepolisian, para pengacara hukum , m aupun perusahaan asuransi, dan pihak-pihak lain yang t erkait . Kebakaran yang t erjadi pada bangunan bet on seringkali m enyebabkan kerusakan-kerusakan pada elem en st rukt ur, t erut am a pada st rengt h m aupun st iffness st rukt urnya. Tingkat kerusakan yang t erjadi t idak selalu sam a, karena banyak fakt or yang m enent ukan ant ara lain: durasi w akt u kebakaran, dahsyat nya api, kualit as sert a jenis st ukt ur.
Penelit ian ini bert ujuan m enget ahui nilai t oughness dan st iffness bet on ringan serat alum unium , apabila diberi beban suhu norm al (25 o
C), dibakar dengan beban suhu 300o
C, 400o C, 500o C dan 500o
C dengan curing ulang. Penelitian ini
m enggunakan met ode eksperimen dengan t ot al benda uji 15 buah, t iap variasi ada 3 sam pel dengan kadar serat alum unium 0.75 % t erhadap volum e bet on. Benda uji yang digunakan adalah balok bet on dengan dim ensi 10x10x40 cm . Pengujian M OR dilakukan pada um ur bet on 28 hari, sedangkan unt uk bet on pasca bakar diuji set elah pem bakaran dan curing ulang selam a 28 hari.
Hasil pengujian m enunjukkan bahw a penam bahan beban suhu m enyebabkan t erjadinya penurunan nilai t oughness dan st iffness benda uji. Penurunan t oughness dalam % akibat kenaikan suhu bert urut -t urut : 300o
C, 400o C, 500o
C, bert urut -t urut
adalah 15,98%; 39,80%; 46,61%, sedangkan kenaikan set elah di curing ulang pada pem bakaran suhu 500o
C, 500o
C, bert urut -t urut adalah
14,82%; 20,92%; 23,18%, sedangkan kenaikan set elah di curing ulang pada pem bakaran suhu 500o
C adalah 7,35%.
Kat a kunci: bet on ringan, pasca bakar, serat alum unium , st iffness, t oughness
v
ABSTRACT
F.H. Rifalldy, 2010, The St udy of Toughness and St iffness of Light w eight Concret e w it h Allum unium Fiber on Post Fire, Depart m ent of Civil Engineering, Universit y of Sebelas M aret Surakart a
Recent ly, building fire st art s t o get at t ent ion seriously from all sides aft er Indonesia w as faced am ount of building fire cases, w hich t endency raise big enough scale drast ically. The fire can be result ed by various t hings, st art s from elect ricit y low connect ion, explosion st ove, riot , and crim e. The sides w ho had business w it h are not only t he ow ner of t he building, polices, law yers, but also an insurance com pany and ot her relat ed sides af t er building fire. The fire, w hich happens on concret e building, oft en causes t he dam age of t he st ruct ure elem ent s m ainly on t he st rengt h and st ruct ure of t he st iffness. The dam age level is not alw ays same because t here are m any fact ors t hat det erm ine, such as t he durat ion t im e of t he fire, t he horrifying fire, qualit y and t he kinds of st ruct ure.
The purpose of t his research is t o know t he t oughness and st iffness value on alum inum st iff light concret e, if it is given norm al t em perat ure load (25º C), fired by t em perat ure load 300º C, 400º C, 500º C, and 500º C w it h re-curing. This research uses experim ent al m et hod by t he t ot al of t est ed m at t er is 15, every variat ion t here are 3 sam ples w it h alum inum st iff degree is about 0,75% t ow ards concret e’s volum e. The t est ed m at t er w hich are used is beam concret e w it h 10 x 10 x 40cm of dim ension. The M OR’s t est is done by 28 day-concret e, w hile for concret e af t er fired is t est ed aft er t he fire and re-curing during 28 days.
t em perat ure 500º C on fire is 42,29%. The st iffness decline in percent age because of t he t em perat ure raise in a row : 300º C, 400º C, 500º C in sequence are: 14,82%; 20,92%; 23,18%, w hile t he raise aft er re-curing in t em perat ure 500º C is 7,35% on fire.
Keyw ords: allum unium fibre, light w eight concret e, post fire, st iffness, t oughness 1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Lat ar Belakang M asalah
Akhir-akhir ini, kebakaran gedung m ulai mendapat perhat ian serius dari sem ua pihak set elah di Indonesia didera sejum lah kasus kebakaran gedung yang cenderung m eningkat t ajam dengan skala yang cukup besar. Kebakaran dapat diakibat kan oleh berbagai hal, m ulai dari hubungan pendek arus list rik, kom por m eledak, huru-hara, m aupun t indak krim inalit as. Pihak-pihak yang t erpaksa berurusan pasca gedung t erbakar t idak hanya pem ilik gedung, pihak kepolisian, para pengacara hukum , m aupun perusahaan asuransi, dan pihak-pihak lain yang t erkait .
karena banyak fakt or yang m enent ukan. Biasanya lam a kebakaran dan t ingginya suhu api sangat m enent ukan kerusakan yang t erjadi. Peningkat an suhu pada bet on m enyebabkan keluarnya air yang t erkandung di dalam pori-pori bet on. Hal ini m enyebabkan bet on akan sem akin porous dari sebelum ya (M alhot ra H.L, 1982)
Kebakaran yang t erjadi pada bangunan bet on seringkali m enyebabkan kerusakan- kerusakan pada elem en st rukt ur, t erut am a pada st rengt h m aupun st iffness st rukt urnya. Tingkat kerusakan yang t erjadi t idak selalu sam a, karena banyak fakt or yang m enent ukan ant ara lain: durasi w akt u kebakaran, dahsyat nya api, kualit as sert a jenis st ukt ur. Set elah t erjadi kebakaran, sering dilakukan st udi kelayakan bangunan, hal ini dilakukan unt uk m enget ahui layak at au t idaknya bangunan t ersebut unt uk digunakan kem bali.
Pada um um nya, ket ika bet on m engalami kerusakan akibat t erbakar at au sebab lainnya, banyak orang cenderung unt uk m enggant inya dengan bet on baru. M enurut beberapa penelit ian dan didasarkan pada sebuah pem ikiran sederhana bahw a ket ika bet on t erbakar dalam suhu t inggi akan t erurai m enjadi sem en. Selanjut nya sem en 2
t ersebut disiram dengan air akan kem bali berubah m enjadi bet on (Part ow iyat m o, 2005).
m erupakan kejadian yang set iap saat dapat t erjadi. Hal ini yang m engilham i unt uk m engadakan suat u penelit ian t ent ang kinerja bet on ringan sebelum dan sesudah m engalam i kebakaran.
Bet on ringan m em punyai berat jenis yang lebih rendah dari berat jenis bet on biasa yait u berkisar ant ara 200 - 2000 kg/ m 3
. Pada dasarnya bahan pem buat bet on ringan
sam a dengan bahan pem buat bet on biasa pada um um nya, hanya saja agregat kasar pada bet on ringan dikurangi berat jenisnya dengan cara m enggant inya dengan art ificiall light w eight aggregat e (ALWA) semisal bloat ed clay, crushed bricks at au fly ash based coarsed agregat e.
Seiring dengan perkem bangan di bidang penelit ian, pem aikaian serat sebagai bahan t am bah pada bet on ringan m erupakan sebuah solusi at as fenom ena bahw a bet on ringan lebih get as daripada bet on norm al, sepert i dilaporkan oleh M ediyant o dkk. (2004) bahw a serat -serat alum inium t elah dapat m eningkat kan kuat t ekan, kuat belah, M OR dengan m eningkat kan kualit as m at riknya baik karena proses fiber bridging, dow el act ion, dan aksi kom posit nya. Berdasarkan penelit ian t ersebut , serat alum inium m am pu em pow ering bahan bet on ringan berupa peningkat an kuat t ekan, m odulus elast isit as, kuat t arik-belah, M OR dan m eningkat kan kinerja balok bet on bert ulang ringan berupa peningkat an kapasit as lent ur, dakt ilit as, dan kapasit as dasarnya.
m em asukkan serat kedalam cam puran adukan bet on. Salah sat u bent uk serat yang dipakai adalah serat alum unium , karena serat alum unium m em iliki unit densit as lebih rendah dari serat baja, sehingga m asih m em pert ahankan berat jenis bet on agar t et ap 3
ringan. Penam bahan serat diharapkan dapat m em perbaiki dakt ilit as, yang
berhubungan dengan kem am puan bet on unt uk m enyerap energi (energy absorpt ion), dan akan m eningkat kan kem am puan bet on unt uk m enahan kapasit as lent ur, keulet an (t oughness), dan kekakuannya (st iffness), karena dalam st rukt ur bangunan
diharapkan m em punyai nilai t oughness dan st iffness yang t inggi.
Toughness adalah energi yang dapat diserap dan dihit ung dari luas baw ah diagram hubungan ant ara beban-lendut an dari sebuah uji lent ur (Wahyono, 1996). Dalam hal ini st rukt ur bangunan diharapkan m em iliki t oughness yang besar, karena st rukt ur t ersebut apabila m endapat kan beban yang besar, st rukt ur t ersebut m asih t egak dan kokoh. St iffness adalah hasil bagi ant ara beban dan lendut an. St iffness dalam st rukt ur bangunan diharapkan nilai st iffness juga besar, karena berhubungan dengan besar- kecilnya deform asi. sem akin besar st iffnessnya, sem akin kecil deform asinya.
Penelit ian ini diharapkan dapat m enget ahui kemam puan bet on dalam hubungannya dengan t oughness dan st iffness pada bet on ringan dengan dengan penam bahan serat alum unium pada saat pasca bakar, sebelum dan set elah m endapat peraw at an (curing) yang didasarkan pada sisa t egangan pada t iap zona penam pang akibat t em perat ur yang dikenakan padanya dengan m enggunakan dat a-dat a sifat fisik dan m ekanik hasil eksperim en di laborat orium .
1.2 Rum usan M asalah
Berdasarkan lat ar belakang yang t elah diuraikan, m aka dapat dirum uskan berapa besar pengaruh suhu pem bakaran dapat m em pengaruhi t oughness dan st iffness bet on ringan dibandinggkan dengan bet on norm al?
1.3 Bat asan M asalah
Unt uk lebih m em perm udah pem bahasan m aka digunakan bat asan-bat asan m asalah sebagai berikut :
1. Sem en yang digunakan adalah semen port land t ipe 1. 4
2. Volum e serat alum unium yang digunakan adalah 0,75% dari volum e bet on, dan serat dipot ong-pot ong dengan panjang 50 m m , lebar 2 m m , dan t ebal 0,18 m m .
3. Agregat kasar yang digunakan adalah ALWA. 4. Suhu pem bakaran bet on 300o
C, 400o C, 500o C dan 500o C + curing.
5. Benda uji unt uk pengujian t oughness dan st iffness adalah berupa balok bet on dengan dim ensi 100 m m x 100 m m x 400 m m sebanyak 15 sam pel.
1.4 Tujuan Penelit ian
Tujuan dari penelit ian ini adalah :
M enget ahui seberapa besar nilai t oughness dan st iffness bet on ringan dengan bahan serat alum inium paska bakar pada suhu pem bakaran 300o
C, 400o C, 500o C dan
set elah m endapat peraw at an.
1.5 M anfaat Penelit ian
1. M anfaat t eorit is:
a. M em berikan kont ribusi bagi perkem bangan ilm u bahan st rukt ur pada inst ansi t erkait dan para penelit i yang akan dat ang.
b. M enam bah penget ahuan m engenai sifat -sifat bet on ringan dan peraw at an set elah pem bakaran.
c. M enam bah penget ahuan t ent ang bet on ringan dit injau dari t oughness dan st iffness set elah pem bakaran dan peraw at an.
2. M anfaat prakt is:
M em peroleh dat a propert is m engenai sifat -sifat bet on ringan. 5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pust aka
Bet on adalah suat u cam puran yang t erdiri dari pasir, kerikil, bat u pecah at au agregat - agregat lain yang dicam pur jadi sat u dengan suat u past a yang t erbuat dari sem en dan air m em bent uk suat u m assa m irip bat uan. Terkadang sat u at au lebih bahan adit if dit am bahkan unt uk m enghasilkan bet ong dengan kat arist ik t ert ent u, sepert i
kem udahan pengerjaan (w orkabilit y), durabilit as, dan w akt u pengerasan (M c. Corm ac, 2000:1)
ACI Com mit e (1982), bet on serat adalah st rukt ur bet on yang t ersusun dari bahan sem en, agregat halus, agregat kasar, dan sejum lah kecil serat sebagai bahan t am bah. M aksud ut am a penam bahan serat ke dalam bet on adalah unt uk m eningkat kan kuat t arik bet on, m engingat bet on m em iliki kuat t arik yang rendah.
Bet on serat didefinisikan sebagai bet on yang dibuat dari cam puran sem en, agregat , air dan sejum lah serat yang disebar secara acak. Prinsip penam bahan serat adalah m em beri t ulangan pada bet on yang disebar m erat a kedalam adukan bet on dengan orient asi acak unt uk m encegah t erjadinya ret akan-ret akan bet on yang t erlalu dini didaerah t arik akibat panas hidrasi m aupun akibat pem bebanan (Soroushian dan Bayasi, dalam M ediyant o,2001)
um um nya sangat rendah. Pert am bahan kuat t arik akan m em perbaiki kinerja kom posit bet on serat dengan kualit as yang lebih bagus dibandingkan dengan bet on konvesional (As’ad, 2008).
Lebih rinci, keunt ungan penam bahan serat pada bet on adalah pert am a, serat t erdist ribusi secara acak di dalam volum e bet on pada jarak yang relat if sangat dekat sat u dengan yang lain. Hal ini akan m em beri t ahanan t erhadap t egangan berim bang ke segala arah dan m em beri keunt ungan m at erial st rukt ur yang disiapkan unt uk m enahan beban dari berbagai arah. Kedua, perbaikan perilaku deform asi sepert i ket ahanan t erhadap im pak, dakt ilit as yang lebih besar, kuat lent ur dan kapasit as t orsi 6
yang lebih baik. Ket iga, serat m eningkat kan ket ahanan bet on t erhadap form asi dan pem bent ukan ret ak. Keem pat , peningkat an ket ahanan pengelupasan (spalling) dan ret ak pada selim ut bet on akan m em bant u pengham bat an korosi besi t ulangan dari serangan kondisi lingkungan yang berpot ensi korosi. Penggunaan serat sint et ik akan m eningkat kan ket ahanan m at erial bet on t erhadap bahaya api. Secara um um sem ua keunt ungan t ersebut akan berart i peningkat an ket ahanan st rukt ur bangunan (As’ad 2008).
dipengaruhi juga (dalam bat as t ert ent u) oleh agregat . Pengaruh agregat silikat dan agregat berbobot ringan akan m em berikan pengaruh yang berbeda pada sifat -sifat bet on selam a kebakaran at au pasca bakar (Gust aferro,1987).
M enurut William , Rhee dan Xi (2005) disebabkan oleh beberapa fakt or yait u pada suhu 300 o
C sudah t erjadi t rasform asi bent uk pada bet on, t erjadi proses evolusi dalam
st rukt ur pori yang t erdiri dari kehilangan air bebas yang t erjadi pada suhu kam ar sam pai suhu 100o
C dan kehilangan air pada CSH at au air t erikat m ulai t erjadi pada suhu 150 o
C. Penurunan pada pem bakaran suhu 300 o C juga t erjadi karena t erjadinya
proses t erm o-m ecanical coupling yang m enyebabkan t erjadinya pengurangan regangan efekt if dan t egangan yang sudah m ulai t erjadi pada suhu 150 o
C.
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Bet on
Cam puran t ersebut bila dibiarkan akan m engalami pengerasan sebagai akibat reaksi 7
kimia ant ara sem en dan air yang berlangsung selam a jangka w akt u yang panjang. Kekuat an, keaw et an, dan sifat lain dari bet on t ergant ung dari kualit as bahan dasar, perbandingan volum e cam puran, cara pelaksanaan dan pem eliharaannya.
(Dipohusodo, 1994)
M enurut Tjokrodim uljo (1996), m acam -m acam bet on sebagai berikut : a) Bet on norm al
M erupakan bet on yang cukup berat , dengan berat jenis 2400 kg/ m 3 , dengan nilai
kuat t ekan 15 – 40 M Pa dan dapat m enghant ar panas. b) Bet on ringan
M erupakan bet on dengan berat kurang dari 1800 kg/ m 3 . Nilai kuat t ekannya
lebih kecil dari bet on biasa dan kurang baik dalam m enghant arkan panas. c) Bet on m assa
Bet on m assa adalah bet on yang dit uang dalam volum e besar yait u perbandingan ant ara volum e dan luas perm ukaannya besar. Biasanya dianggap bet on m assa jika dim ensinya lebih dari 60 cm .
d) Ferosem en
e) Bet on serat
Adalah bet on kom posit yang t erdiri dari bet on biasa dan bahan lain yang berupa serat . Bahan serat dapt a berupa serat asbes, serat t um buh-t um buhan (ram i, bam boo, ijuk), serat plast ic (polypropylene) at au pot ongan kaw at logam .
f) Bet on non pasir
Adalah suat u bent uk sederhana dan jenis bet on ringan yang diperoleh
m enghilangkan bagian halus agregat pada pem buat annya. Rongga dalam bet on m encapai 20-25 %
g) Bet on siklop
Bet on ini sam a dengan bet on biasa, bedanya digunakan agregat dengan ukuran besar-besar. Ukurannya bisa m encapai 20 cm . Nam un, proporsi agregat yang lebih besar t idak boleh lebih dari 20 %
8
h) Bet on ham pa (Vacuum Concret e)
Bet on ini dibuat sepert i bet on biasa, nam un set elah t ercet ak padat kem udian air sisa reaksi disedot dengan cara khusus, disebut cara vakum (vacuum m et hod). Dengan dem ikian air yang t inggal hanyalah air yang dipakai sebgai reaksi dengan sem en sehingga bet on yang diperoleh sangat kuat .
i) M ort ar
M ort ar sering disebut juga m ort el at au spesi ialah adukan yang t erdiri dari pasir, bahan perekat , kapur dan PC.
2.2.2.1 Pengert ian Bet on Ringan
Bet on yang m em punyai berat jenis rendah sering disebut dengan bet on ringan. Bet on ringan pada dasarnya m emiliki cam puran sam a dengan bet on norm al pada um um nya nam un agregat kasar yang m enem pat i 60% dari seluruh kom ponen, direduksi berat jenisnya. Reduksi ini dilakukan dengan menggant inya dengan art ificiall light w eight aggregat e (ALWA) sem isal bloat ed clay, crushed bricks at au fly ash based coursed aggregat e yang diperoleh dengan pem buat an pada rot ary kiln, bat u t ulis, sisa bara yang berbusa, dan bat u apung (Ali, et .al, 1989). Se1ain it u, pem buat an bet on ringan juga dapat dilakukan dengan pencam puran addit ive yang m enghasilkan rongga udara set elah bercam pur dengan sem en at au m enghilangkan agregat halus dalam bet on sehingga m em bent uk rongga di dalam bet on. Pada beberapa jenis bet on ringan, kom binasi cara-cara t ersebut dapat dilakukan (M urdock and Brook, 1991).
ASTM m enggolongkan bet on ringan berdasarkan t ujuan penggunaanya m enjadi 3 bagian, sepert i dalam Tabel 2.1 berikut :
Tabel 2.1 Penggolongan Bet on Ringan Berdasarkan Tujuan Penggunaanya No Jenis bet on ringan
Berat jenis (kg/ m 3 )
1 2 3
Bet on ringan st rukt ur Bet on bat ako
Bet on unt uk isolasi suhu 1400 – 1800
500 – 800 < 800 17 7 – 14 0,7 - 7
Sum ber : ASTM 9
Sedangkan m enurut Neville (1975), bet on ringan dapat dibagi m enjadi t iga kelom pok berdasarkan berat jenisnya, yait u:
1. Bet on ringan dengan berat jenis ant ara 300 dan 800 kg/ m 3 , biasanya dipakai
sebagai bahan isolasi.
2. Bet on ringan dengan berat jenis ant ara 800 dan 1400 kg/ m 3 , dipakai unt uk
st rukt ur ringan.
st rukt ur sedang.
Proses pem buat an bet on ringan, m enurut Neville (1975), dilakukan dengan cara-cara sebagai berikut :
1. Dengan m em buat gelem bung-gelem bung udara dalam adukan sem en sehingga t erjadi banyak pori-pori udara dalam bet on. Bet on jenis ini banyak dikenal sebagai bet on t erserasi, cellular, foam ed at au gas.
2. Dengan m enggunakan agregat berpori yang ringan dan m em punyai berat jenis kurang dari 2600 kg/ m 3
. Bet on jenis ini dikenal sebagai bet on beragregat ringan.
3. Dengan m cnghilangkan agregat halus dari cam puran sehingga dikenal sebagai bet on t anpa pasir (no fine concret e). Jadi bet on ini hanya dibuat dari sem en dan agregat kasar saja. Bet on ini m em punyani pori-pori yang ham pir seragam .
2.2.2.2 Sifat -sifat Bet on Ringan
M enurut Gam bhir (1986) sifat sifat bet on ringan adalah: 1. Ringan
Berat jenis bet on norm al adalah sekit ar 2400 kg/ m 3 , selangkan berat jenis bet on
ringan ant ara 300-1800 kg/ m 3 .
2. Pengisolasi panas yang baik
800 kg/ m 3
m em punyai t ingkat isolasi sebanding dengan dinding bat a dengan t ebal 400 m m dengan berat jenis 1600 kg/ m 3
. 10
3. Tahan api
Bet on ringan t idak baik dalam m enghant arkan panas sehingga dapat m elindungi bagian st rukt ur dari pengaruh api.
4. Bahan isolasi suara yang kurang baik
Bet on ringan kurang padat sepert i bet on norm al sehingga kurang baik sebagai bahan isolasi suara.
5. M udah dikerjakan
Bet on ringan m udah dipaku, dibor, digergaji at au dipot ong. Perbaikan set em pat dilakukan dengan m udah t anpa m erusak bagian lain yang t idak diperbaiki.
6. Tahan lebih lam a
Sifat dari bet on ringan yang t idak kedap air m enyebabkan karat pada baja t ulangannya sehingga unt uk m encegah t erjadinya korosi, baja t ulangan perlu diberi lapisan khusus.
7. Dapat diproduksi secara m assal di pabrik. 8. Tidak kedap air
Bet on serat didefinisikan sebagai bet on yang dibuat dari cam puran sem en, agregat , air dan sejum lah serat yang disebarkan secara acak. Prinsip penam bahan serat adalah m em beri t ulangan pada bet on yang disebar m erat a kedalam adukan bet on dengan orient asi acak unt uk m encegah t erjadinya ret akan-ret akan bet on yang t erlalu dini di daerah t arik akibat panas hidrasi m aupun akibat pem bebanan (Soroushian dan Bayashi, 1987).
Penam bahan serat ke dalam bet on akan m eningkat kan kuat t arik bet on yang pada um um nya sangat rendah. Pert am bahan kuat t arik akan m em perbaiki kinerja kom posit bet on serat dengan kualit as yang lebih bagus dibandingkan dengan bet on konvesional (Sholihin As’ad, 2007). Lebih rinci, keunt ungan penam bahan serat pada bet on adalah: pert am a, serat t erdist ribusi secara acak di dalam volum e bet on pada jarak yang relat if sangat dekat sat u dengan yang lain. Hal ini akan m em beri t ahanan t erhadap t egangan berim bang ke segala arah dan m em beri keunt ungan m at erial st rukt ur yang disiapkan unt uk m enahan beban dari berbagai arah. Kedua, perbaikan 11
ket ahanan st rukt ur bangunan. (Sholihin As’ad, 2007).
Pem akaian serat sebagai bahan t am bah pada bet on ringan m erupakan sebuah solusi at as fenom ena bahw a bet on ringan lebih get as daripada bet on norm al. Adanya serat alum unium dapat m eningkat kan kuat t ekan, kuat belah, M OR, dengan m eningkat kan kualit as m at riknya baik karena proses fiber bridging, dow el act ion, dan aksi kom posit nya. Serat alum unium m am pu em pow ering bahan bet on ringan berupa peningkat an kuat t ekan, m odulus elast isit as kuat t arik-belah, M OR, dan
m eningkat akn kinerja balok bet on-bert ulang ringan berupa peningkat an kapasit as lent ur, dakt ilit as, dan kapasit as gesernya (M ediyant o dkk, 2004).
2.2.4 M at erial Penyusun Bet on Ringan Berserat Alum unium
2.2.4.1 Agregat Ringan/ ALWA (Art ificial Light Weight Agregat e)
Dalam bet on ringan, agregat kasar m enem pat i 60 % dari seluruh kom ponen direduksi berat jenisnya. Reduksi ini dilakukan dengan m enggant inya dengan ALWA sem isal bloat ed clay, crushed bricks at au fly ash based coarsed agregat e yang diperoleh dengan pem buat an pada rot ary kiln. ALWA adalah agregat buat an hasil pengolahan lem pung (shale) yang mengem bang dan m em bekah pada suhu pem anasan t ert ent u (DPU, 1991 dalam Duha, 2004)
Beberapa keunt ungan penggunaan ALWA sebagai agregat kasar dalam bet on diant aranya (Supranggno, 1991 dalam Kherun, 2004):
c. Biaya at au kont ruksi dengan bent ang yang panjang dapat dibuat dengan biaya yang lebih m urah. 12
d. Biaya t ransport asi dan pem buat an elem en pracet ak lebih m urah dan m udah. e. Pengaruh daya sekat panas lebih baik pada penggunaan AC sehingga dapat m enghemat energi.
Sedangkan kerugian m enggunakan ALWA:
a. Dengan berat jenis yang relat if rendah, ALWA akan m engam bang dalam air, sehingga m enyulit kan pengerjaan adukan bet on. Unt uk m engat asi hal ini, pem but an adukan bet on harus m encam purkan ALWA dan agregat nya lebih dahulu, baru kem udian dit am bah air.
b. Cepat nya penyerapan air oleh ALWA m engakibat kan air dalam adukan bet on t ersebut diserap oleh ALWA sehingga FAS yang direncanakan akan berubah. Unt uk m engat asinya, pasir dan ALWA harus dalam kondisi SSD (sat urat ed surface dry), dengan cara direndam t erlebih dahulu selam a 24 jam .
2.2.4.2 Agregat Halus (Pasir)
M enurut PBI 1971 (NI-2) pasal 33, syarat -syarat agregat halus (pasir) adalah sebagai berikut :
a. Agregat halus t erdiri dari but iran-but iran t ajam dan keras, bersifat kekal dalam art i t idak pecah at au hancur oleh pengaruh cuaca, sepert i panas m at ahari dan hujan.
b. Agregat halus t idak boleh m engandung lum pur lebih dari 5% t erhadap jum lah berat agregat kering. Apabila kandungan lum pur lebih dari 5%, agregat halus harus dicuci t erlebih dahulu.
c. Agregat halus t idak boleh m engandung bahanbahan organik t erlalu banyak. Hal dem ikian dapat dibukt ikan dengan percobaan w arna dari Abram s Header dengan m enggunakan larut an NaOH. 13
d. Agregat halus t erdiri dari but iran-but iran yang beranekaragam besarnya dan apabila diayak dengan susunan ayakan yang dit ent ukan dalam pasal 3.5 ayat 1 (PBI 1971), harus m em enuhi syarat sebagai berikut :
1) Sisa di at as ayakan 4 m m , harus m inim um 2% berat . 2) Sisa di at as ayakan 1 m m , harus m inim um 10% berat .
3) Sisa di at as ayakan 0,25 m m , harus berkisar ant ara 80%-90% berat .
Bat asan susunan but iran agregat halus dapat dilihat pada t abel berikut : Tabel 2.2. Bat asan Susunan But iran Agregat Halus
Prosent ase Lolos Saringan
Daerah 1 Daerah 2 Daerah 3 Daerah 4 10,00
85-100 75-100 60-79 12-40 0-10 100 95-100 95-100 90-100 80-100 15-50 0-15
Sum ber : Teknologi Bet on, Kardiyono Tjokrodim uljo Ket erangan:
Daerah 1 : Pasir kasar Daerah 2 : Pasir agak kasar Daerah 3 : Pasir agak halus Daerah 4 : Pasir halus
2.2.4.3 Sem en Port land
juga unt uk m engisi rongga-rongga ant ar but ir agregat .
Em pat unsur yang paling pent ing dalam semen adalah: a. Trikalsium silikat (C2S) at au 3CaO.SiO3
b. Dikalsium silikat (C2S) at au 2CaO.SiO2
c. Trikalsium alum inat (C3A) at au 3CaO.Al2O3 14
d. Tet rakalsium aluminoferit (C4AF) at au 4CaO.Al2O3.FeO2
Jenis-jenis sem en port land yang sering digunakan dalam konst ruksi sert a penggunaannya dicant um kan dalam t abel 2.3 berikut .
Tabel 2.3. Jenis Sem en Port land di Indonesia sesuai SII 0013-81 Jenis Penggunaan
I Konst ruksi biasa dim ana persyarat an yang khusus t idak diperlukan II
Konst ruksi dim ana diperlukan ket ahanan t erhadap sulfat dan panas hidrasi sedang
III
Konst ruksi dim ana dit unt ut m em iliki kekuat an aw al yang t inggi set elah pengikat an t erjadi
IV Konst ruksi dim ana dit unt ut m enghasilkan panas hidrasi yang rendah V
t erhadap sulfat
Sum ber : Teknologi Bet on, Kardiyono Tjokrodim uljo
2.2.4.4 Air
Air m erupakan bahan dasar pem buat dan peraw at an bet on, pent ing nam un harganya paling m urah. Air diperlukan unt uk bereaksi dengan sem en, sert a unt uk m enjadi bahan pelum as ant ara but ir-but ir agregat agar m udah dikerjakan dan dipadat kan. Air yang m em enuhi syarat sebagai air m inum , m emenuhi syarat pula unt uk bahan cam puran bet on. Tet api t idak berart i air harus m em enuhi persyarat an air m inum. Jika diperoleh air dengan st andar air m inum , m aka dapat dilakukan pem eriksaan secara visual yang m enyat akan bahw a air t idak berw arna, t idak berbau, dan cukup jernih. M enurut Kardiyono (1996), dalam pem akaian air unt uk bet on sebaiknya air m em enuhi syarat sebagai berikut :
a. Tidak m engandung lum pur (benda m elayang lainnya) lebih dari 2 gram / lit er. b. Tidak m engandung garam -garam yang m erusak bet on (asam , zat organik, dll) lebih dari 15 gram / lit er.
c. Tidak m engandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram / lit er. d. Tidak m engandung senyaw a sulfat lebih dari 1 gram/ lit er. 15
gram / lit er dapat m engurangi kekuat an bet on. Air dapat m em perlam bat ikat an aw al bet on sehingga bet on belum m em punyai kekuat an dalam um ur 2-3 hari. Sodium karbonat dan pot asium dapat m enyebabkan ikat an aw al sangat cepat dan konsent rasi yang besar akan m engurangi kekuat an bet on.
Air yang dibut uhkan agar t erjadi proses hidrasi kira-kira 25% dari berat sem en (Kardiyono, 1996). Penggunaan air yang t erlalu banyak dapat m engakibat kan berkurangnya kekuat an bet on. Disam ping digunakan sebagai bahan cam puran bet on, air digunakan pula unt uk m eraw at bet on dengan cara pem basahan set elah dicor dan unt uk m em basahi at au m em bersihkan acuan.
2.2.4.5 Bahan Tam bah
Bahan t am bah m erupakan bahan selain unsur pokok bahan penyusun bet on (sem en, air, dan agregat ) yang dit am bahkan ke dalam adukan m at erial penyusun bet on sebelum at au selam a proses pencam puran. Bahan ini biasanya dit am bahkan kedalam bet on apabila diinginkan unt uk m engubah sifat -sifat bet on, baik it u dalam keadaan segar m aupun set elah bet on it u m engeras. Hal ini juga dilakukan m engingat berbagai persoalan yang ada di lapangan sangat kom pleks, sehingga dibut uhkan cara-cara khusus unt uk m enanggulanginya.
2.2.4.5.1 Superplast icizer
Viscocret e 5 ant ara lain digunakan pada bet on m ut u t inggi (High Perform ance Concret e), bet on m em adat m andiri (Self Com pact ing Concret e), bet on m assa (M ass Concret e), dan bet on yang m enunt ut Workabilit y Tim e lebih lam a (unt uk perjalanan jauh). Adapun spesifikasi (t echnical dat a) dari Sika Viscocret e 5 dapat dilihat pada Tabel 2.4 berikut :
16
Tabel 2.4. Technical Dat a Sika Viscocret e 5
Basis Aqueous solut ion of m odified polycarboxylat e Appearance Turbin liguid
Densit y 1.02 – 0.05 Ph-value 8.5 – 0.5
St orage/ Shelf life In upened, undam age original cont ainer, prot ect ed from direct sunlight ang frost at t eperat ure bet w en +5o
C and +35o
C, shelf life is at least 15 m out hs from dat e produkt ion Packaging Non ret urnable 180 Kg drum s.
Supply in cont ainers or t ankt rucks possible on dem and Sum ber: PT. SIKA NUSA PRATAM A
2.2.4.5.2 Serat Alum unium
sebagai bahan t am bah bet on ringan. Karena alum unium m em punyai unit densit as yang lebih rendah dari serat baja. Beberapa sifat dan perilaku bet on yang dapat dit am bah nilainya set elah dit am bah serat adalah :
1. Kekuat an t erhadap lent ur dan t arik 2. Ket ahanan t erhadap beban kejut (im pact ) 3. Sifat dakt ilit as
4. Ket ahanan t erhadap keausan 5. Kekuat an geser
2.2.5 Pengaruh Tem perat ur Tinggi pada Bet on
Kebakaran pada hakekat nya m erupakan reaksi kim ia dari “ Com bust ible M at erial” dengan oksigen yang dikenal dengan reaksi pem bakaran yang m enghasilkan panas. Panas hasil pem bakaran ini dit eruskan ke m assa bet on/ m ort ar dengan berm acam cara, yait u:
a. Cara radiasi, pancaran panas dit erim a perm ukaan bet on, sehingga perm ukaan bet on m enjadi panas. Pancaran panas m enjadi sangat pot ensial jika suhu sum ber panas relat if t inggi. 17
b. Cara konveksi, selam a kebakaran t iupan angin yang m elew at i sum ber panas akan m em baw a panas t ersebut bersinggungan dengan perm ukaan bet on. Bila t iupan angin m akin kencang, m aka panas yang dipindahkan secara konveksi juga sem akin banyak.
Pengaruh dari adanya panas/ t em perat ur yang t inggi pada bet on diant aranya: a. Kuat desak akan sangat berkurang pada t em perat ur diat as 300o
C.
b. Kekuat an t arik akan langsung berkurang dan berangsur-angsur berkurang dengan sem akin meningkat nya t em perat ur panas.
c. Warna bet on akan berubah seiring dengan peningkat an suhu panas.
d. Perbedaan sifat t erm al ant ara sem en dan agregat akan m engakibat kan t egangan geser int ernal.
e. Perubahan panas pada int i bet on m engakibat kan kerusakan pada kohesi ant ara agregat dan sem en dalam bent uk ret akan, yang diikut i fenom ena disint egrasi st rukt ur bet on.
f. Pelepasan elem en bet on (spalling).
g. Pelepasan-peledakan (explosive spalling) dalam 30 m enit pert am a eksposur pada panas yang berlebihan.
h. Pengelupasan (sloughing-off), yang m erupakan pem isahan bert ahap yang t idak m em bahayakan yang akan t erjadi pada balok dan kolom pada t em perat ur rendah. i. Ret akan bet on, yang t erbagi dalam ret ak ringan (ret ak ram but ) dan ret ak besar. j. Pada suhu sam pai 300o
C bet on kandungan air m enjdi berkurang, yang dapat
m engurangi kekuat an desak. Nam un diasum sikan t idak m engurangi kekuat an t ekan.
k. Pada suhu 300o C-600o
C, w arna bet on m enjadi m erah jam bu/ m erah bat a
t alah banyak m engalam i penurunan kekuat an yang sangat berart i. Pada suhu ini bet on m engalami spalling, bila hal ini t idak t erjadi bet on akan m engalami ret ak- ret ak berjarak dekat . Pada beberapa kondisi ret akan set ebal 25-50 m m t erlihat t erpisah dari m assa st rukt ur bet on.
(Al-M ut airi dan Al-Shaleh, 1997 dalam Alfi R, 2007) 18
Kebakaran t idak m enyebabkan perubahan m endadak pada bet on. Bet on akan m engem bang t erlebih dahulu, hal ini m enagakibat kan kehilangan kelengasan yang progresif dari past a. Secara um um bet on m erupakan m at erial banguanan yang m em ilikai kat ahanan t erhadap api/ panas yang lebih baik dibanding m at erial lain (baja dan kayu). Selain keunggulan t ersebut , bet on juga relat if m udah diperbaiki karena kehilangan kekuat an bet on akibat dehidrasi dapat t erbat as pada lapisan perm ukaan, yang m ungkin t idak akan kem bali set elah dingin (recovery).
2.2.6 Kuat Lent ur
Kuat lent ur adalah besarnya nilai kuat t arik t idak langsung dari benda uji bet on berbent uk balok yang diperoleh dari hasil pem bebanan benda uji t ersebut yang dilet akkan m endat ar di at as perm ukaan m eja penekan m esin uji lent ur at au juga didefinisikan sebagai hasil bagi ant ara m om en lent ur t erhadap m om en inersia balok bet on.
Y x M x
...( 4.1 ) I =
3 12 1 h x b x
...( 4.2 )
Dim ana:
f = Kuat lentur (MPa)
M x = M om en lent ur (Nm m ) Y = Jarak ke sum bu net ral (m m ) I = M om en inersia (m m 4 )
Apabila suat u gelagar balok bent ang sederhana m enahan beban yang m engakibat kan t im bulnya m omen lent ur, akan t erjadi t egangan lent ur di dalam balok t ersebut . Pada kejadien m om en lent ur posit if, t egangan t ekan akan t erjadi pada bagian at as dan t egangan t arik t erjadi pada bagian baw ah dari penam pang. Pada kondisi t ekan akan dit ahan oleh bet on, sedangkan pada kondisi t arik akan dit ahan oleh t ulangan yang t erpasang.
Agar st abilit asnya t erjamin, bat ang balok sebagai bagian dari sist em yang m enahan lent ur harus kuat unt uk m enahan t egangan t ekan dan legangan t arik t ersebut . Unt uk m eperhit ungkan kem am puan dan kapasit as dukung kom ponen st rukt ur bet on 19
t erlent ur (balok, plat , dinding, dan sebagainya), sifat ut am a bahw a bahan bet on kurang m am pu m enahan t egangan t arik akan m enjadi dasar pert im bangan.
Pada uji lent ur dengan benda uji balok (Neville dan Brook, 1987), balok bet on serat t idak sert a m ert a pat ah akibat lent ur sepert i yang dit unjukkan oleh balok bet on norm al. Unt uk m enget ahui kekuat an lent ur harus dilakukan pcngujian yang dapat m enggam barkan bagian balok yang hanya m enerima beban lent ur saja yait u m elet akkan balok bet on pada t um puan sederhana dengan perlet akan berupa sendi- rol. Beban yang bekerja pada pusat bent ang t erbagi m enjadi dua yang sam a besar akibat adanya plat pem bagi berbent uk U t erbalik.
10 cm 10 cm 10 cm P
A B C D 5 cm 5 cm P
1 2 P 1 2 P
1/ 3L 1/ 3L 1/ 3L L
+ _
M C=M D = 1
2 P x 1 3L + + SFD BM D A B C D
Gam bar 2.1 Pem bebanan Benda Uji Lent ur 20
Dim ana : RA = RB = ½ P
M C = RA x 1/ 3 L , L = 300 m m = ½ P x 1/ 3 L
= 1/ 6 PL
2.2.7 Toughness (Keulet an)
dihit ung dari luas di baw ah diagram hubungan ant ara beban-lendut an dari sebuah uji lent ur (Wahyono, 1996). Hal ini m enunjukkan seberapa besar kem am puannya unt uk m enyebarkan secara m erat a energi yang dit erim a akibat pem bebanan ke seluruh elem en st rukt ur.
Toughness Lendut an (m m ) P (kN)
Gam bar 2.2 Kurva Toughness
Unt uk m endapat kan nilai t oughness digunakan perhit ungan luas daerah di baw ah grafik hubungan ant ara beban P (KN) dengan lendut an
(mm). Data
-dat a yang diperoleh dari hasil percobaan diplot kan pada grafik dm dicari regresinya. Hasil dari regresi t ersebut m erupakan persam aan grafik P (D) dan diberi lam bang f(x). Dari grafik f(x) t ersebut bisa diperoleh luas daerah yang m erupakan nilai dari index of t oughness. Luas daerah yang dim aksud m erupakan luas daerah di baw ah grat ik f(x) yang dibat asi oleh nilai a dan b. Nilai a dari grafik t ersebut m em punyai koordinat (0,0) yang m erupakan aw al dari pengujian, dim ana berda uji belum dibebani dan defleksi belum t erjadi. Sedangkan nilai b yang m em bat asi luas daerah disebelah 21
ret akan t erjadi yait u nilai P yang bersesuaian denagn b. Cara perhit ungan luas daerah pada grafik bisa m enggunakan rum us
f(x)dx. Dengan memasukkan nilai
-nilai a dan b sert a persam aan f(x) m aka bisa diperoleh nilai dari index of t oughness.
2.2.8 St iffness (Kekakuan)
St iffness balok bet on didefinisikan sebagai hasil bagi ant ara beban dan lendut an dari uji lent ur dan diform ulasikan sebagai berikut :
K = P/
...( 4.3
)Dim ana: K = st iffness (kN/ mm ) P = beban (kN)
= lendutan (mm)
Dalam m enent ukan t oughness, dan st iffness balok bet on ringan, didasarkan at as dat a hasil pengujian sam pel uji kuat lent ur at au M OR.
22 BAB 3
M ETODE PENELITIAN
3.1 Tinjauan Um um
m enggunakan kegiat an percobaan unt uk m endapat kan hasil yang m enunjukkan hubungan variabel yang ada. Dalam pelaksanaan penelit ian ini, dilakukan beberapa t ahapan penelit ian, m ulai dari t ahap pem ilihan bahan m at erial bet on (pasir, agregat , sem en, air), bahan t am bah (serat alum unium ), pengujian m at erial, pem buat an benda uji, pengujian benda uji, analisis dat a dan penarikan kesim pulan.
3.2 Benda Uji Penelitian
Benda uji yang digunakan dalam penelit ian ini berupa bet on ringan dengan serat alum unium berbent uk balok dengan ukuran 40 cm x 10 cm x 10 cm dengan volum e serat alum unium 0,75% dari volum e bet on. Adapun perincian jum lah sam pel unt uk m asing-m asing kondisi dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut ini:
Tabel 3.1 Jum lah Sam pel Kode
Panjang
Balok Penam pang Kadar
Serat
Alum unium
3 (uji M OR) t anpa pem bakaran
RS 300 3 (uji M OR) pem bakaran 3000 C
RS 400 3 (uji M OR) pem bakaran 4000 C
RS 500 3 (uji M OR) pem bakaran 5000 C
RS 500 + Curing
3 (uji M OR) pem bakaran 5000 C
+ Curing
3.3 Tahapan Penelit ian
Tahapan-t ahapan yang digunakan penelit ian ini ant ara lain:
1. Tahap I (Tahap Persiapan) 23
Pada t ahap ini seluruh bahan dan peralat an yang dibut uhkan dipersiapkan t erlebih dahulu agar penelit ian dapat berjalan dengan lancar.
2. Tahap II (Uji Bahan)
t ersebet . Selain it u juga unt uk m enget ahui apakah agregat kasar at au halus t ersebut m em enuhi syarat at au t idak.
3. Tahap III (Tahap Pem buat an Benda Uji)
Pada t ahap ini dilaksanakan pekerjaan sebagai berikut : a. Penet apan rancang cam pur (m ix design) adukan bet on. b. Pem buat an adukan bet on.
c. Pem eriksaan nilai slum p. d. Pem buat an benda uji.
4. Tahap IV (Tahap Peraw at an Benda Uji/ Curing)
Pada t ahap ini benda-benda uji selanjut nya diraw at (curing) dengan dit ut up dengan karung goni basah dan dit ut up dengan plast ic polyet hylene sam pai um ur pengujian yait u 28 hari. Selanjut nya benda uji sebagian langsung di uji dan sebagian dibakar pada suhu yang bervariasi yait u 300o
C, 400o C dan 500o
C. Suhu ini diusulkan dengan asum si bahw a proses t erbakarnya
gedung/ st rukt ur berangsur-angsur dari suhu kam ar sam pai suhu yang t inggi dan m engingat t it ik lebur alum inium adalah 560o
C. Pada t ahap selanjut nya,
proses curing t ersebut .
5. Tahap V ( Tahap Pengujian )
Pada t ahap ini langsung diadakan pengujian kuat lent ur t erhadap sebagian benda uji pada suhu kam ar 25
0
C set elah bet on m encapai um ur 28 hari.
24
6. Tahap VI ( Analisa Dat a )
Pada t ahap ini dat a yang diperoleh dari hasil pengujian lalu dianalisis unt uk m endapat kan hubungan ant ara t oughness dan st iffness yang dit elit i dalam penelit ian.
7. Tahap VII ( Kesim pulan )
Pada t ahap ini, dat a yang t elah dianalisa dibuat suat u kesim pulan yang berhubungan dengan t ujuan penelit ian.
Tahap-t ahap penelit ian ini dapat dilihat secara skem at is dalam bent uk bagan alir sebagai berikut :
25
Gam bar 3.1 Bagan Alir Tahap-Tahap Penelit ian
PENGUJIAN KUAT LENTUR TAHAP IV
M ULAI
Pem bakaran Benda Uji Pem buat an Benda Uji
Peraw at an Benda Uji (Curing) Peraw at an Set elah Dibakar TAHAP III
TAHAP I
Perhit ungan M ix Desain M et ode Dreux-Corrise
TIDAK YA
Dat a Propert i Serat Alum unium PERSIAPAN Air
SELESAI Sem en
PENGUJIAN BAHAN
Agregat ALWA Agregat Halus ANALISIS DATA
TAHAP V KESIM PULAN TAHAP VI TAHAP VII 26
3.4 St andar Penelit ian dan Spesifikasi Bahan Dasar
Pengujian bahan-bahan penyusun bet on diperlukan unt uk m enget ahui karakt erist ik dan m at erial pem bent uk. Pengujian m eliput i pengujian agregat halus dan agregat kasar, sedangkan air yang digunakan sesuai dengan spesifikasi st andar air dalam PBI 1971 pasal 3.6. Adapun st andar dan spesifikasi bahan dalam suat u penelit ian dapat dilihat dalam Tabel 3.2 berikut :
No Bahan Penelit ian St andar Terpakai
1 Sem en Spesifikasi Pabrik 2
Agregat Halus a. St andar Pengujian
b. Spesifikasi
1. ASTM C-40, st andar penelit ian unt uk pengujian kot oran organik.
2. ASTM C-117, st andar penelit ian unt uk pengujian agregat yang lolos ayakan no. 200 dengan pencucian (t es kandungan lum pur)
4. ASTM C-136, st andar penelit ian unt uk analisis saringan.
1. ASTM C-33, spesifikasi st andar unt uk agregat halus. 2. PBI 1971, spesifikasi st andar unt uk agregat halus (bab 3.3)
3
Agregat Kasar a. St andar Pengujian
b. Spesifikasi
1. ASTM C-127, st andar penelit ian unt uk pengujian specific gravit y.
2. ASTM C-131, st andar penelit ian unt uk pengujian keausan.
3. ASTM C-136, st andar penelit ian unt uk analisis ayakan. 4. ASTM C-566, st andar penelit ian unt uk pengujian kadar air.
1. ASTM C-330, spesifikasi st andar unt uk agregat kasar berbobot ringan.
2. PBI 1971, spesifikasi st andar unt uk agregat kasar (bab 3.4)
4 Air Spesifikasi st andar PBI 1971/ SK SNI-1991 Sum ber : PBI, 1971
27
3.5 Peralat an Penelit ian
Penelit ian m em pergunakan alat -alat yang t ersedia di Laborat orium Bahan dan St rukt ur Jurusan Teknik Sipil Fakult as Teknik Universit as Sebelas M aret
Surakart a. Peralat an yang digunakan dalam penelit ian ini adalah sebagai berikut : 1. Tim bangan/ neraca
a. Neraca halus m erk M urayam a Seisakusho Lt d Japan, dengan kapasit as 5 kg, ket elit ian sam pai 0,10 gram yang dilengkapi dengan anak t im bangan. Neraca ini digunakan unt uk m engukur berat m at erial yang berada dibaw ah kapasit asnya, t et api but uh ket elit ian yang baik, m isalnya dalam pengujian agregat halus.
2. Ayakan dan M esin Pengget ar Ayakan
Sususan ayakan digunakan unt uk m enget ahui susunan but ir dari agregat halus dan agregat kasar. Ayakan yang digunakan adalah ayakan dengan m erk " Cont rols" . It aly, bent uk lubang ayakan adalah bujur sangkar dengan ukuran 50 m m , 38,1 m m , 25 m m , 19 m m , 12 m m , 4,75 m m , 1,18 m m , 0.6 m m , 0.3 m m , 0.15 m m , dan pan.
3. Oven
Unt uk keperluan pengeringan agregat m aupun sam pel sebagai bagian dari langkah-langkah pengujian digunakan oven list rik m erk " M em m ert ” , West Germ any dengan t em perat ur m aksim um 220
o
C, daya list rik 1500 W.
4. Corong konik (Conical m ould)
Corong konik dengan ukuran diam et er at as 3,8 cm , diam et er baw ah 8,9 cm , t inggi 7,6 cm , lengkap dengan alat penum buk. Alat ini digunakan unt uk m engukur keadaan Sat urat ed Surface Dry (SSD) agregat halus.
5. Gelas Ukur dan Tabung Volum et rik
Alat ini m asing-m asing digunakan unt uk m engukur volum e air unt uk analisis kadar lum pur dan analisis berat jenis agregat halus (Specific Gravit y).
28
6. Corong/ kerucut Abram s
ujungnya dit um pulkan, panjang 60 cm , diam et er 16 m m . Alat ini digunakan unt uk m engukur nilai slum p adukan bet on.
7. M esin Los Angeles yang digunakan unt uk uji keausan agregat kasar. 8. Cet akan benda uji (Begist ing)
Digunakan unt uk m encet ak benda uji bet on yang berbent uk balok, cet akan benda uji yang digunakan adalah begist ing dari kayu dengan ukuran panjang 400 m m , lebar 100 m m , dan t inggi 100 m m , sebanyak 15 buah.
9. Alat Uji Lent ur
Digunakan dalam pengujian kuat lent ur dipakai alat uji lent ur m erk Cont rols . 10. Alat bant u
Unt uk kelancaran dan kem udahan penelit ian, pada saat pem buat an benda uji digunakan beberapa alat bant u yait u :
a. Vibrat or yang digunakan unt uk pem adat an saat pem buat an benda uji.
b. Cet ok sem en, digunakan unt uk m em indahkan bahan bat uan dan m em asukkan cam puran bet on kedalam cet akan bet on.
c. Em ber unt uk t em pat air dan sisa adukan. d. Cangkul unt uk m engaduk cam puran bet on.
3.6. Pengujian Bahan Dasar
1971 pasal 36.
29
3.6.1 Pengujian Agregat Halus
3.6.1.1 Pengujian Kadar Lum pur
Pasir yang dapat dijadikan sebagai bahan pem buat an bet on harus bersih. Pasir bersih yait u pasir yang t idak m engandung lum pur Iebih dari 5 % dari berat keringnya. Syarat –syarat agregat halus harus sesuai dengan PBI NI – 2,1971:
1. Tujuan:
Unt uk m enget ahui kadar lum pur yang t erkandung dalam pasir. 2. Alat dan bahan:
a). Pasir kering oven b). Air bersih
c). Gelas ukur 250 cc
d). Oven yang dilengkapi dengan pengat ur suhu e). Tim bangan
3. Cara kerja:
b). M enim bang pasir kering oven sebanyak l00 gr
c). M engam bil t abung gelas ukur dan m cm asukkan pasir ke dalam t abung d). M elakukan proses pencucian dengan cara:
Menuangkan air ke dalam tabung berisi pasir setinggi ± 12 cm di atas
perm ukaan pasir.
Menutup tabung rapat
-rapat . Mengocok tabung sebanyak 10 kali.
Membu
ang airnya. Mengulangi percobaan ini beberapa kali sampai airnya jernih.
e). M enuang air ke dalam caw an. Jika m asih t erdapat air,dibuang dengan m enggunakan pipet .
f). M engeringkan pasir dalam caw an t ersebut dalam ovenpada suhu 110 o
C selam a 24 jam .
g). M endiamkan pasir set elah 24 jam hingga m encapai suhu kam ar. h). M enim bang pasir yang sudah kering.
30
Kadar Lum pur = % 100
G G
...( 3.1 ) Dengan: G0 = berat pasir aw al G1 = berat pasir akhir
3.6.1.2 Pengujian Kadar Zat Organik
Pasir yang diam bil secara alam i, t ent unya t ercam pur dengan unsur organik yang m am pu m engurangi kekut an bet on jika zat organik t ersebut m elebihi bat as yang dist andarkan. Kandungan zat organik ini dapat dilihat dari percobaan w arna Abram s Harder dengan m enggunakan larut an NaOH 3 % sesuai dengan (PBI NI - 2, 1471). M enurut PBI 1971 agregat halus yang t idak m em enuhi percobaan w arna ini dapat dugunakan asal kekuat an t ekan adukan t ersebut pada um ur 7 dan 28 hari t idak kurang dari 95 % dari kekuat an adukan agregat yang sam a t et apindicuci dalam larut an NaOH 3% yang kem udian dicuci hingga bersih dengan air pada um ur yang sam a.
1. Tujuan:
Unt uk m enget ahui kadar zat organik dalam pasir berdasarkan t abel perubahan w arna sepert i pada Tabel 3.3 berikut ini:
Tabel 3.3 Tabel Perubahan Warna Warna Penurunan Kekuat an Jernih 0%
Kuning Tua 10 - 20%
Kuning Kem erahan 20 - 30% Coklat kem erahan 30 - 50% Coklat Tua 50 - 100% (Sum ber : Rooseno, 1954) 2. Alat dan Bahan : a) Pasir kering oven. b) Larut an NaOH 3 %. c) Gelas ukur 250 cc. 31
3. Cara kerja:
a) M engam bil pasir sebanyak 130 cc yang t elah dioven, dan m em asukkannya ke dalam gelas ukur,
b) M enuangkan NaOH 3 % hingga volum e m encapai 200 cc, c) M engocok selam a 10 m enit ,
d) M elet akkan cam puran t ersebut pada t em pat t erlindung selam a 24 jam , e) M engam at i w arna air yang ada pada gelas ukur, lalu m em bandingkan w arna hasil pengam at an dengan w arna pada Tabel 3.3.
3.6.1.3 Pengujian Specific Gravit y (Berat Jenis)
salah sat u variabel yang sangat pent ing dalam m erencanakan cam puran adukan bet on, karena dengan m enget ahui variabel t ersebut dapat dihit ung volum e pasir yang diperlukan.
1. Tujuan:
a) Unt uk m engelahui bulk specific gravit y, yailu perbandingan ant ara berat pasir dalam kondisi kering dengan volum e pasir t ot al.
b) Unt uk m enget ahui bulk specific gravit y SSD, yait u perbandingan ant ara berat pasir jenuh kondisi kering perm ukaan dengan volum e pasir t ot al.
c) Unt uk m enget ahui apparent specific gravit y, yait u perbandingan ant ara berat pasir kering dengan volum e but ir pasir.
d) Unt uk m enget ahui daya serap air (absorbt ion), yait u perbandingan ant ara berat air yang diserap dengan berat pasir kering.
2. Alat dan bahan: a) Caw an Alluminium. b) Volum et ric flash. c) Conical m ould. d) Neraca.
e) Pasir kering oven. 32
3). Cara kerja:
a) M enyiapkan pasir kering oven dalam kondisi SSD (sat urat ed surface dry). b) Pengam at an pasir kering oven dalam kondisi SSD dengan langkah-langkah sebagai berikut :
kali.
(2). Pasir dit am bah lagi hingga 2/ 3 bagian lalu dit um buk 10 kali. (3). Pasir dit am bah hingga penuh lalu dit um buk 10 kali.
(4). M engangkat conical m ould lalu m engukur penurunan pasir yang t erjadi. Pasir berada dalam kondisi SSD apabila penurunan yang t eqadi sebesar 1/ 3 t inggi conical m ould.
c) M engam bil pasir dalam kondisi SSD sebanyak 500 gram dan m em asukkannya ke dalam volumet ric flash dan direndam dalam air selam a 24 jam ,
d) M enim bang berat volum et ric flash + air + pasir (c),
e) M engeluarkan pasir dari volumet ric flash lalu m enim bang volum et ric flash + air (b).
f). M engeringkan pasir dalam oven selam a 24 jam , g). M enim bang pasir yang t elah kering oven (a).
h). M enganalisa hasil pengujian dengan rum us-rum us sebagai berikut : Bulk Specific Gravit y =
c b a
500...( 3.2 ) Bulk Specific Gravit y SSD = c b
500500
a
...( 3.4) Absorbt ion = % 100
500 x a a
...( 3.5 )
3.6.1.4 Pengujian Gradasi
Gradasi dan keseragaman diam et er pasir sebagai agregat halus lebih diperhit ungkan daripada agregat kasar, karena sangat m enent ukan sifat pengerjaan dan sifat kohesi cam puran adukan bet on. Pengujian ini berlujuan unt uk m engrt ahui variasi diamet er but iran pasir, prosent ase dan m odulus kehalusannya. M odulus kehalusan m erupakan 33
angka yang m enunjukkan t inggi rendahnya t ingkat kehalusan but ir dalam agregat . Alat yang digunakan unt uk pengujian gradasi agregat halus adalah sat u set ayakan dengan susunan diam et er lubang 9,50 m m , 4,75 m m , 2,36 m m , 1,18 m m , 0,60 m m , 0,30 m m , 0,15 m m , dan pan.
1. Tujuan:
2. Alat dan Bahan:
a) Sat u set ayakan dengan susunan diam et er lubang 9,50 m m , 4,75 m m , 2,36 m m . 1,18 m m , 0,60 m m , 0,30 m m , 0,15 m m , dan panci penam pungan (pan). b) M esin pengget ar.
c) Neraca.
d) Pasir kering oven sebanyak 2000 gram . 3. Cara kerja :
a) M enyiapkan pasir yang t elah dioven sebanyak 2000 gram .
b) M em asang ayakan dengan susunan sesuai dengan urut an besar diam et er lubang dan yang t erbaw ah adalah pan.
c) M em asukkan pasir kedalam ayakan t erat as kem udian dit ut up rapat .
d) M em asang susunan ayakan t ersebut pada m esin pengget ar dan diget arkan selam a 5 m enit , kem udian m engam bil susunan ayakan t ersebut .
e) M em indahkan pasir yang t crt inggal dalam m asing-m asing ayakan ke dalam caw an lalu dit im bang.
f) M enghit ung prosent ase berat pasir t ert inggal pada m asing-m asing ayakan. g) M enghilung m odulus kehalusan dengan m enggunakan rum us :
M odulus kehalusan pasir = e
d
...( 3.6)
Dengan : d =
prosentase komulatif bera
t pasir yang t ert inggal selain dalam pan34
3.6.2 Pengujian ALWA
3.6.2.1 Pengujian Specific Gravit y
Pengujian specific grafit y t idak dilakukan dan hanya m enggunakan nilai hasil dari Pusat pem buat annya yait u sebesar 1,45.
3.6.2.2 Pengujian Abrasi
Pengujian ini bert ujuan unt uk m enget ahui t ingkat kekerasan bat uan at au daya t ahan aus bat uan, dalam hal ini adalah agregat kasar akibat gesekan at au perput aran yang dinyat akan dalam persent ase.
1.Tujuan:
Pengujian ini bert ujuan unt uk m enget ahui t ingkat kekerasan ALWA, persent ase dan m odulus kehalusannya.
2. Alat dan bahan:
a) Set ayakan dengan susunan diam et er lubang 12,5 m m , 9,50 m m , 4,75 m m , dan panci penam pungan (pan).
b) M esin pengget ar. c) M esin Los Angeles. d) Neraca.
3 Cara kerja:
a) M enyiapkan ALWA kering oven dengan suhu 110o C selam a 24 jam .
b) M enim bang ALWA yang lolos saringan 12,50 m m dan t ert am pung saringan 9,5 m m sebanyak 2,5 kg, sert a yang lolss saringan 9,50 m m dan t ert am pung saringan 4,75 m m , sebanyak 2,5 kg.
c) M em asukkan hasil ayakan ke dalam m esin Los angeles dan diput ar scbanyak 500 kali.
d) Set elah diput ar, m enim bang hasil perput aran yang t ert ahan pada ayakan 2 m m . Persent ase berat yang hilang =
% 100 x a b a
...( 3.7 )
dengan: a = berat ALWA kering oven m ula-m ula b = sisa ALWA kering oven di at as ayakan 35
3.6.2.3 Pengujian Gradasi
Sam a sepert i dalam pengujian gradasi agregat halus, pengujian ini juga berlujuan unt uk m enget ahui variasi diam et er but iran pasir, prosent ase dan m odulus
kehalusannya.
1. Tujuan:
persent ase dan m udulus kehalusannya. 2. Alat dan bahan:
a) Sat u set ayakan dengan susunan diam et er lubang 25 m m , 19 m m , 12,50 m m , 9,50 m m , 4,75 m m , 2,36 m m , 1,18 m m , 0,60 m m , 0,30 m m , 0,15 m m , dan panci penam pungan (pan).
b) M esin pengget ar. c) Neraca.
d) ALWA kering oven sebanyak 3000 gram . 3. Cara Kerja :
a) M enyiapkan ALWA kering oven dengan suhu 110o C.
b) M engam bil dan m enim bang ALWA sebanyak 3000 gram .
c) M engam bil dan m enyusun ayakan dari baw ah ke at as: pan, 0,15 m m , 0,30 m m , 0,60 m m , 1,18 m m , 2,36 m m , 4,75 m m , 9,5 m m , 12,5 m m , 19 m m , dan 25 m m ,
d) M elet akkan ayakan pada m esin vibrat or.
e) M em asukkan ALWA pada ayakan paling at as dan m enghidupkan vibrat or selam a ± 5 m enit .
f) M enuangkan sisa but iran yang t ert ahan pada m asing-m asing ayakan di at as caw an dan m enim bangnya sat u-persat u.
g) M encat at hasil unt uk set iap ayakan. Persent ase berat yang hilang =
...( 3.8 ) dengan: a = berat pasir m ula-m ula (gr) b = berat set elah diayak (gr) 36
M odulus kehalusan = 100
100 ) (%
kum...( 3.9 )
3.6.2.4 Pengujian Berat Sat uan
Pengujian ini bert ujuan unt uk m enget ahui berat per sat uan volum e agregat dengan m enggunakan alat bant u berupa cet akan silinder baja.
1. Tujuan:
Pengujian ini bert ujuan unt uk m enget ahui berat per sat uan volum e agregat . 2. Alat dan bahan:
a). Cet akan Silinder. b). M esin pengget ar. c). Tim bangan.
d). ALWA kering oven. 3). Cara kerja:
Persent ase berat yang hilang = c
a b
...( 3.10 ) dengan: a = berat silinder (gr)
b = berat silinder + ALWA (gr) c = volum e silinder (cm 3 )
3.7 Perancangan Cam puran Bet on (M ix Design)
Bet on t erbuat dari cam puran ant ara sem en, air dan agregat -agregat . Unt uk it u, perlu diperhit ungkan proporsi dari m asing-m asing bahan cam puran t ersebut agar kekuat an bet on yang diinginkan dapat diperoleh Perancangan cam puran adukan bet on ini juga bert ujuan unt uk m em peroleh kualit as bet on yang seragam .
37
Dalam penelit ian ini digunakan rancang cam pur bet on ringan dengan m et ode Dreux- Corrise direncanakan dengan f'c = 35 M pa dengan cara:
1. M enent ukan kuat t ekan bet on pada um ur 28 hari dan nilai slum p yang di isyarat kan.
3. M enghit ung harga rasio sem en-air dengan rum us Bolom ey.
4. M enent ukan jum lah sem en berdasarkan harga rasio sem en-air dan nilai slum p yang diisyarat kan berdasarkan grafik (Grafik nilai slump dan rasio sem en-air).
5
