commit to user
i
PENGARUH PEMAKAIAN SERAT BAJA BAN BEKAS PADA
BETON DENGAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP
KUAT TARIK BELAH DAN
MODULUS OF RUPTURE
(Effect of The Use of Steel Fiber Tire Used In Recycled Aggregates Concrete on Split Tensile Strength and Modulus of Rupture)
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
ANNISA KUSUMAWATI
NIM. I 0106033
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
commit to user
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
PENGARUH PEMAKAIAN SERAT BAJA BAN BEKAS PADA
BETON DENGAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP
KUAT TARIK BELAH DAN
MODULUS OF RUPTURE
(Effect of The Use of Steel Fiber Tire Used In Recycled Aggregates Concrete on Split Tensile Strength and Modulus of Rupture)
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
ANNISA KUSUMAWATI
NIM. I 0106033
Telah disetujui dan dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan:
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
commit to user
iii
HALAMAN PENGESAHAN SEMENTARA
PENGARUH PEMAKAIAN SERAT BAJA BAN BEKAS PADA
BETON DENGAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP
KUAT TARIK BELAH DAN
MODULUS OF RUPTURE
(Effect of The Use of Steel Fiber Tire Used In Recycled Aggregates Concrete on Split Tensile Strength and Modulus of Rupture)
SKRIPSI
Disusun Oleh :
ANNISA KUSUMAWATI
NIM. I 0106033
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari Selasa, 12 Oktoer 2010 :
1. Ir. Purwanto, MT __________________ NIP. 19610724 198702 1 001
2. Purnawan Gunawan, ST, MT __________________ NIP. 19731209 199802 1 001
3. Ir. Antonius Mediyanto, MT __________________ NIP. 19620118 199512 1 001
4. Edy Purwanto, ST, MT __________________ NIP. 19680912 199702 1 001
Mengetahui, Disahkan,
a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik Sipil Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS
commit to user
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan YME atas segala berkat-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir yang berjudul
“Pengaruh Pemakaian Serat Baja Ban Bekas Pada Beton Dengan Agregat Daur Ulang Terhadap Kuat Tarik Belah dan Modulus of Rupture” guna memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik
Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Banyak hambatan dan rintangan yang penyusun temui dalam penyusunan laporan
ini. Akan tetapi, bantuan, dukungan, semangat dan kerja sama dari berbagai pihak,
semua rintangan tersebut dapat teratasi. Penyusun ingin mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta semua
staf dan karyawan.
2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta beserta semua staf dan karyawan.
3. Ir. Agus P Saido, M.Sc. selaku Pembimbing Akademik yang selalu
memberikan masukan dan arahan kepada penyusun.
4. Kusno Adi Sambowo, S.T, M.Sc ,Ph.D selaku Dosen Pembimbing I dan Ir
Purwanto M.T, selaku Dosen Pembimbing II yang selalu memberikan arahan
dan bimbingan kepada penyusun dalam penyelesaian laporan ini.
5. Dosen Penguji Tugas Akhir atas segala saran yang telah diberikan demi
kesempurnaan penelitian ini
6. Semua staf Laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
7. Semua staf pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
8. Rekan-rekan tim skripsi (Sita, Ichan, Dadar, Wijay ), terima kasih atas kerja
commit to user
viii
juga teman – teman angkatan 2006 yang tidak dapat penulis sebutkan satu per
satu.
9. Keluarga tercinta dan Rizaldi Gunawan yang selalu memberikan semangat,
perhatian dan dukungan penuh.
10. Semua pihak yang telah membantu selama pelaksanaan tugas akhir hingga
selesai.
Penyusun menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih banyak kesalahan. Kritik
dan saran yang bersifat membangun selalau penyusun terima. Meskipun demikian,
semoga laporan ini mampu menjadi tambahan kekayaan ilmu dan wacana bagi
penyususn pada khususnya dan bagi keluarga besar Teknik Sipil UNS pada
umumnya serta pihak lain yang membutuhkan.
Surakarta, Oktober 2010
commit to user
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR MOTTO ... iv
LEMBAR PERSEMBAHAN ... iv
ABSTRAK ... v
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
DAFTAR NOTASI... xv
BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Batasan Masalah ... 3
1.4. Tujuan Penelitian ... 3
1.5. Manfaat Penelitian ... 4
1.5.1. Manfaat Teoritis ... 4
1.5.2. Manfaat Praktis ... 4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Pustaka ... 5
2.2. Landasan Teori ... 8
2.2.1. Beton ... 8
2.2.2. Beton Serat ... 9
2.2.3. Beton Agregat Daur Ulang ... 10
2.2.4. Material Penyusun... 10
2.2.4.1. Semen Portland ... 10
commit to user
x
2.2.4.3. Air ... 17
2.2.4.4. Bahan Tambah ... 17
2.2.5. Kuat Tarik Belah Beton ... 19
2.2.6. Modulus of Rupture ... 20
BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Tinjauan Umum ... 25
3.2. Alat dan Bahan ... 26
3.2.1. Alat – Alat yang Digunakan... 26
3.2.2. Bahan Penyusun ... 27
3.3. Benda Uji ... 28
3.4. Tahapan dan Prosedur Penelitian ... 29
3.5. Pengujian Bahan Dasar Beton ... 33
3.5.1. Pengujian Agregat Halus (pasir) ... 33
3.5.2. Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang ... 35
3.6. Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) ... 37
3.7. Pembuatan Benda Uji ... 37
3.8. Pengujian Nilai Slump ... 37
3.9. Perawatan Benda Uji ... 38
3.10. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 39
3.11. Prosedur Pengujian Modulus of Rupture ... 40
BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian ... 41
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 41
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang ... 43
4.1.3. Hasil Pengujian Serat Baja Ban Bekas ... 44
4.2. Rencana Campuran ... 45
4.3. Data Hasil Pengujian Slump ... 46
4.4. Hasil Pengujian Benda Uji ... 47
4.4.1. Pengujian Agregat Halus ... 47
4.4.1.1. Pemeriksaan Kandungan Zat Organik ... 47
4.4.1.2. Pemeriksaan Kandungan Lumpur ... 48
commit to user
xi
4.4.2. Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang ... 48
4.4.2.1. Pengujian Abrasi Agregat Kasar Daur Ulang ... 48
4.4.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar Daur Ulang ... 49
4.5. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 50
4.6. Hasil Pengujian Modulus of Rupture ... 51
4.7. Pembahasan ... 53
4.7.1. Nilai Slump ... 53
4.7.2. Kuat Tarik Belah Beton ... 54
4.7.3. Modulus of Rupture ... 55
4.7.4. Hubungan Antara Kuat Tarik Bela dan Modulus of rupture . 56 4.8. Aplikasi Beton pada Balok Anak Tangga ... 58
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 59
5.1. Saran ... 60
DAFTAR PUSTAKA ... 61
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Beton merupakan bahan yang paling banyak digunakan untuk konstruksi di
Indonesia. Hal ini disebabkan karena tersedianya bahan baku di Indonesia.
Menurut cara pemasangannya, beton terdiri dari dua jenis yaitu beton cast in situ
(beton pracetak atau beton precast ) dan beton cast in place (beton cor di tempat ).
Dalam dua dekade terakhir, industri beton telah berkembang pesat di Indonesia..
Banyaknya pembangunan gedung bertingkat yang terbuat dari beton membuat
permintaan batuan sebagai bahan penyusun beton, meningkat. Peningkatan
permintaan akan batuan memicu penambangan batuan secara besar – besaran dan
mengakibatkan turunnya jumlah sumber daya alam. Selain itu, material batu yang
berasal dari alam mempunyai konstribusi yang besar terhadap ganguan pelestarian
lingkungan. Disisi lain ada beberapa bangunan tua yang terpaksa dibongkar
karena bangunan tersebut perlu diperbaharui, mengalami kerusakan, atau tidak
layak lagi dihuni dan menimbulkan limbah bangunan. Pembuangan limbah
bangunan tersebut memerlukan biaya dan tempat pembuangan dan terkadang
dibuang di sembarang tempat, sehingga dapat mengurangi kesuburan tanah dan
merusak keseimbangan ekosistem. Namun, limbah bangunan masih dapat di daur
ulang menjadi agregat dalam pembuatan beton.
Kehidupan masyarakat yang semakin modern juga ikut berperan dalam gangguan
dan pelestarian lingkungan. Limbah produk industri seperti limbah ban bekas ikut
menambah permasalahan lingkungan. Ban bekas yang dibuang tersebut karena
bahannya terbuat dari karet yang tidak bisa membusuk maka bila tidak
commit to user
Limbah industri ban dan limbah bangunan masih memiliki kekuatan bahan yang
memungkinkan digunakan sebagai bahan bangunan. Limbah industri ban dapat di
daur ulang menjadi serat dalam pembuatan beton. Serat yang dipakai berasal dari
kawat pembentuk ban, sedangkan karet ban dapat digunakan sebagai sandal, pot
bunga, anyaman untuk bagian dalam kursi tamu sehingga keseluruhan bagian dari
ban dapat digunakan dan tidak menimbulkan limbah baru. Maksud penambahan
serat limbah industri ban ke dalam beton adalah untuk meningkatkan mutunya.
Balok anak tangga merupakan salah satu aplikasi penggunaan beton yang banyak
diterapkan dalam bidang konstruksi. Salah satu karakteristik kualitas yang harus
dimiliki balok anak tangga adalah kekuatan tekan, kekuatan tarik dan kekuatan
lentur. Anak tangga dibuat dari campuran semen portland atau sejenisnya, agregat
dan air tanpa mengurangi mutunya.
Penelitian ini bertujuan mengamati perilaku kinerja beton dengan agregat daur
ulang yang menggunakan serat baja ban bekas. Kinerja beton yang diamati adalah
kinerja sebagai beton kering. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi
petunjuk untuk mengembangkan material beton alternatif berbahan kombinasi
limbah industri ban dan limbah bangunan. Model yang dikeluarkan dalam
penelitian ini berupa balok anak tangga yang terbuat dari beton agregat daur ulang
yang ditambahkan serat baja ban.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah maka dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut :
a. Bagaimana pengaruh penambahan serat baja ban bekas pada beton dengan
agregat daur ulang terhadap kuat tarik belah.
b. Bagaimana pengaruh penambahan serat baja ban bekas pada beton dengan
commit to user
c. Bagaimana hubungan antara kuat tarik belah dan modulus of rupture pada
beton dengan agregat daur ulang dengan variasi serat baja ban bekas.
1.3. Batasan Masalah
Untuk membatasi permasalahan agar penelitian terarah dan tidak terlalu meluas
maka dalam penelitian ini perlu pembatasan masalah sebagai berikut :
a. Umur beton agregat daur ulang yang akan di uji berumur 7 hari dan 28 hari.
b. Semen yang digunakan adalah semen Portland jenis I.
c. Benda uji yang digunakan untuk uji tarik belah beton adalah silinder dan
untuk modulus of rupture adalah balok.
d. Serat yang digunakan adalah serat baja arah lateral dari ban bekas.
e. Penggunaan serat untuk setiap benda uji adalah 0,5% , 1% dan 1,5 % dari
volume adukan.
f. Agregat kasar yang digunakan adalah agregat daur ulang.
g. Tidak dibahas reaksi kimia yang terjadi pada campuran terhadap bahan-bahan
yang digunakan.
h. Model beton yang akan dihasilkan adalah balok anak tangga.
1
.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
a. Mengetahui penambahan serat baja ban bekas pada beton dengan agregat daur
ulang terhadap kuat tarik belah beton serat.
b. Mengetahui penambahan serat baja ban bekas pada beton dengan agregat daur
ulang terhadap modulus of rupture beton serat.
c. Bagaimana hubungan antara kuat tarik belah dan modulus of rupture pada
commit to user
1.5. Manfaat Penelitian
1.5.1. Manfaat Teoritis
a. Memberikan kontribusi terhadap perkembangan teknologi beton serat.
b. Menambah pengetahuan tentang kelebihan dan kekurangan penggunaan serat
baja ban bekas terhadap beton dengan agregat daur ulang.
1.5.2. Manfaat Praktis
a. Mengetahui dimensi optimum dari serat baja yang ditambahkan ke dalam
beton untuk mendapatkan nilai kuat tarik belah dan modulus of rupture.
b. Memberikan informasi dalam pengolahan limbah bangunan dan limbah
commit to user
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka
Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil atau batu pecah atau
agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari
semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Kadang, satu atau lebih
bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu,
seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan.
(Mc Cormac, 2003).
Beton banyak dipakai secara luas sebagai bahan bangunan. Dalam adukan beton,
air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini selain
mengisi pori-pori diantara butiran-butiran agregat halus juga bersifat sebagai
perekat/pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling
terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa yang kompak/padat
(Tjokrodimuljo, 1996).
Salah satu aplikasi penggunaan beton adalah balok anak tangga yang berfungsi
sebagai pijakan penghubung antar lantai bawah dan lantai atas. Bentuk yang solid
dan akurat memudahkan penyusunan dengan tingkat kerapian tinggi serta
keragaman penyusunan balok anak tangga sesuai keinginan dan keterbatasan
ruang. Balok anak tangga pracetak memiliki ukuran yang bervariasi, panjangnya
2000 mm, lebarnya 325 mm sampai 350 mm, dan tingginya 150 mm sampai 175
mm (www.hebel.co.id).
Beton serat didefinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran semen,
agregat, air, dan sejumlah serat yang disebar secara random. Ide dasar beton serat
commit to user
adukan beton, dengan orientasi random sehingga dapat mencegah terjadinya
retakan-retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik baik akibat panas hidrasi
maupun akibat pembebanan (Soroushian dan Bayashi, 1987).
Beton serat mempunyai kelebihan dibanding beton tanpa serat dalam beberapa
sifat strukturnya, antara lain keliatan (ductility), ketahanan terhadap beban kejut
(impact resistance), kuat tarik dan kuat lentur (tensile and flexural strength),
kelelahan (fatigue life), kekuatan terhadap pengaruh susut (shrinkage), dan
ketahanan terhadap keausan (abration) (Soroushian dan Bayashi, 1987).
Serat pada umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5 sampai 500
µm (mikro meter), 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).
Karakter dari beton serat dipengaruhi oleh tipe material serat, geometri serat,
distribusi serat, orientasi serat, dan konsentrasi serat. Geometri serat membentuk
aspek rasio serat yang ikut menentukan kinerja beton serat. Aspek rasio serat
merupakan ukuran kelangsingan dari serat. Aspek rasio serat dihitung dengan
membagi panjang serat dengan diameter ekivalen serat. Serat untuk beton berserat
dapat memiliki aspek rasio yang bervariasi dari 40 sampai 1000, tetapi biasanya
kurang dari 300 (Zollo, 1997).
Cement and Concrete Institute (2002), mengungkapkan bahwa serat akan efektif
dalam beton keras jika:
a. Serat memiliki kekakuan yang lebih tinggi.
b. Kadar serat dalam beton mencukupi.
c. Memiliki ikatan serat-matrik yang baik.
d. Memiliki panjang yang cukup.
commit to user
Berdasarkan penelitian-penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa
penambahan serat sebanyak 0,75% sampai dengan 1% dari volume adukan akan
memberikan hasil yang optimal (Suhendro, 2000 dalam Wahyu, 2002).
Penambahan serat ke dalam beton akan meningkatkan kuat tarik beton yang pada
umumnya sangat rendah dan memperbaiki kinerja komposit beton serat dengan
kualitas yang lebih bagus dibandingkan dengan beton konvesional (Sholihin
As’ad, 2007). Kontribusi serat akan meningkatkan energi fracture dari system
sehingga material gabungan akan semakin liat (Medyanto dan Sambowo,2006) .
Keuntungan penambahan serat pada beton adalah:
a. Memberi tahanan terhadap tegangan berimbang ke segala arah dan memberi
keuntungan material struktur yang disiapkan untuk menahan beban dari
berbagai arah.
b. Dapat memperbaiki perilaku deformasi seperti ketahanan terhadap impak,
daktilitas yang lebih besar, kuat lentur dan kapasitas torsi yang lebih baik.
c. Penambahan serat pada beton dapat meningkatkan ketahanan beton terhadap
formasi dan pembentukan retak .
d. Penambahan serat pada beton meningkatkan ketahanan terhadap pengelupasan
(spalling) dan retak pada selimut beton akan membantu penghambatan korosi
besi tulangan dari serangan kondisi lingkungan yang berpotensi korosi.
Riset tentang beton serat terus berkembang. Hingga sekarang,sejumlah penelitian
yang bermaksud memaksimalkan fungsi serat pada beton melalui penggunaan
lebih dari satu jenis serat mulai digalakkan dalam beberapa tahun terakhir.
Beberapa jenis serat memiliki kemampuan peningkatan kekuatan konstruktif
material beton, misalnya dengan peningkatan kuat geser, kuat lentur, dan kuat
tarik yang cukup signifikan sebagaimana pada beton yang bercampur serat baja
ukuran makro. Beberapa serat lain hanya cocok untuk menahan tegangan tarik di
umur awal beton dan mengurangi resiko retak yang berkontribusi positif pada
durabilitas beton. Kombinasi keduanya dapat meningkatkan kinerja beton dalam
commit to user
Beton agregat daur ulang adalah beton yang terbuat dari material agregat kasar
daur ulang. Beton agregat daur ulang memiliki permukaan kasar yang tidak
beraturan, memiliki kapasitas penyerapan air yang lebih besar,kehilangan abrasi
Los Angeles lebih besar, sering terjadi kegagalan pada uji sulfate soundness tetapi
umumnya lolos uji magnesium soundness, dan memiliki kadar sodium klorida
yang lebih tinggi pada absorpsi garam oleh pasta semen yang berpengaruh pada
batuan (Snyder, 2009).
Beton dengan agregat daur ulang memiliki kuat tekan ,kuat lentur ,dan stiffness
yang lebih rendah, serta, rangkak dan susut kering yang lebih tinggi dari beton
dengan agregat normal (Snyder, 2009).
Sementara itu penelitian penggunaan agregat daur ulang dengan limbah beton
sebagai agregat kasar menyebabkan pengurangan kuat tekan sebesar 10 – 15 %
dibanding penggunaan agregat kasar normal. Kuat tekan beton daur ulang limbah
beton secara umum tidak tergantung dari kuat tekan asal limbah beton tersebut
(Hardjasaputra, 2008).
2.2.
Landasan Teori
2.2.1. Beton
Beton didapat dari pencampuran semen portland, air, dan agregat (dan
kadang-kadang bahan tambah, yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia tambahan,
serat, sampai bahan buangan non-kimia) pada perbandingan tertentu
(Tjokrodimuljo, 1996).
Bahan penyusun beton dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu bahan aktif dan
pasif. Kelompok bahan aktif yang disebut sebagai pengikat/perekat adalah semen
dan air, sedangkan bahan yang pasif yang disebut sebagai bahan pengisi adalah
commit to user
Beton memiliki kelebihan dibanding material lain, diantaranya:
1. Beton termasuk bahan yang mempunyai kuat tekan yang tinggi, serta
mempunyai sifat tahan terhadap pengkaratan atau pembusukan dan tahan
terhadap kebakaran.
2. Harga relatif murah karena menggunakan bahan dasar dari lokal, kecuali
semen portland.
3. Beton segar dapat dengan mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk
yang sesuai keinginan.
4. Kuat tekan yang tinggi, apabila dikombinasikan dengan baja tulangan dapat
digunakan untuk sruktur berat.
5. Beton segar dapat disemprotkan pada permukaan beton lama yang retak,
maupun diisikan ke dalam cetakan beton pada saat perbaikan, dan
memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang posisinya sulit.
6. Beton segar dapat dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang pada
tempat-tempat yang posisinya sulit.
7. Beton termasuk tahan aus dan kebakaran, sehingga biaya perawatannya relatif
rendah.
Beton juga memiliki beberapa kekurangan,yaitu :
1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak.
2. Beton segar mengalami susut pada saat pengeringan, dan beton segar
mengembang jika basah.
3. Beton keras mengeras dan menyusut apabila terjadi perubahan suhu.
4. Beton sulit kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air,
dan air yang membawa kandungan garam dapat merusak tulangan beton.
5. Beton bersifat getas sehingga harus dihitung dan didetail secara seksama agar
setelah dikombinasikan dengan baja tulangan menjadi bersifat daktail.
2.2.2. Beton Serat
Beton serat dapat dianggap sebagai bahan komposit yang terdiri dari beton dan
commit to user
biasa. Kekuatan beton serat dalam menahan tarik setelah terjadi retak
menunjukkan kemampuan yang lebih besar bila dibandingkan dengan beton biasa.
Ide dasar beton serat adalah menulangi beton dengan serat yang tersebar merata
dengan orientasi acak. Serat yang dicampurkan ke dalam adukan beton akan
mengakibatkan terjadinya lekatan antara serat dengan pasta semen. Selain itu,
ketika beton serat mengalami gaya tarik maka akan terjadi tahanan lekatan (bond
strength) antara serat dengan beton, kemudian setelah terjadi retak, serat masih
mampu mendukung.
2.2.3. Beton Agregat Daur Ulang
Beton dengan agregat daur ulang memiliki kuat tekan ,kuat lentur ,dan stiffness
yang lebih rendah, serta, rangkak dan susut kering yang lebih tinggi dari beton
dengan agregat normal. Beton segar yang dibuat dari agregat daur ulang
cenderung memiliki permukaan bersiku dan kasar,lebih mudah kehilangan slump
dan mengandung lebih banyak kandungan air sehingga absorpsi air dari pasta
semen lebih tinggi dari agregatnormal. Kandungan udara yang lebih tinggi dpat
mengakibatkan porositas yang lebih besar daripada beton agregat normal.
2.2.4. Material Penyusun
Komponen pembentuk beton serat adalah semen, agregat kasar, agregat halus air
dan bahan tambahan lain yaitu serat limbah ban dan accelerator.
2.2.4.1.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 (PUBI-1982, dalam Tjokrodimuljo, 1996).
Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu
massa yang kompak dan padat . Selain itu semen juga berfungsi mengisi
commit to user
Material-material utama dari semen portland adalah batu kapur yang mengandung
komponen-pomponen utama CaO (kapur) dan tanah liat yang mengandung
komponen-komponen SiO2 (silica), Al2O3 (alumina), Fe2O3 (oksida besi), MgO
(magnesium), SO3 (sulfur) serta Na2+K2O (soda/potash). Komposisi dari bahan
utama pembuatan semen dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Komposisi Bahan Utama Semen
Komposisi Persentase (%)
Kapur (CaO)
Silika (SiO2)
Alumina (Al2O3)
Besi (Fe2O3)
Magnesia (MgO)
Sulfur (SO3)
Potash (Na2O + K2O)
60 – 65
17 – 25
3 – 8
0,5 – 6
0,5 – 4
1 – 2
0,5 – 1
Sumber: Kardiyono Tjokrodimulyo (1996)
Walaupun demikian pada dasarnya ada 4 unsur yang paling utama dari semen,
yaitu:
1. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2
Unsur C2S ini bereaksi dengan air lebih lambat sehingga hanya berpengaruh
terhadap pengerasan semen setelah berumur lebih dari 7 hari . Unsur C2S
membuat semen tahan terhadap serangan kimia dan mengurangi besar susutan
pengeringan. Kadar C2S yang lebih tinggi akan menghasilkan ketahanan
tehadap agresi kimiawi yang relatif tinggi, pengerasan yang lambat, dan
panas hidrasi yang rendah.
2. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO2
Unsur C3S ini bereaksi dengan air lebih cepat sehingga berpengaruh terhadap
pengerasan semen terutama sebelum mencapai umur 14 hari . Kadar C3S
yang lebih tinggi akan menghasilkan proses pengerasan yang cepat pada
commit to user
3. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3
Unsur ini bereaksi sangat cepat, memberikan kekuatan sesudah 24 jam. Jika
kandungan unsur ini lebih besar dari 10% akan menyebabkan kurang tahan
terhadap asam sulfat. Kuantitas yang terbentuk dalam ikatan menentukan
pengaruhnya terhadap kekuatan beton pada awal umurnya terutama dalam 14
hari.
4. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.Fe2O3
Senyawa ini kurang berpengaruh besar terhadap kekuatan dan kekerasan
semen. C4AF hanya berfungsi untuk menyempurnakan reaksi pada dapur
pembakaran pembentukan semen.
Dua unsur pertama (1 dan 2) biasanya merupakan 70-80% dan kandungan berat
semen sehingga merupakan bagian yang paling dominan dalam memberikan sifat
semen (Tjokrodimuljo, 1996).
Proses hidrasi pada semen portland yang kompleks, dapat digambarkan sebagai
berikut :
1. Hidrasi kalsium silikat (C3S dan C2S)
Kalsium silikat akan terhidrasi menjadi kalsium hidroksida dan kalsium silikat
hidrat
2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2
2(2CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.2H2O+Ca(OH)2
Terbentuknya kalsium hidroksida pada proses hidrasi diatas menyebabkan
pasta semen bersifat basa, hal ini dapat mencegah korosi pada baja akan tetapi
menyebabkan pasta semen cukup reaktif terhadap asam.
2. Hidrasi Kalsium Aluminat (C3A)
Proses hidrasi C3A akan menghasilkan kalsium aluminat hidrat setelah semua
kandungan gypsum (CaO.SO3.2H2O) habis bereaksi.
3CaO.Al2O3+CaO.SO3.2H2O+10H2O→4CaO.Al2O3.SO3.12H2O (kalsium
sulpho aluminat)
commit to user
3. Hidrasi Kalsium Aluminat Ferrite (C4AF)
4CaO.Al2O3.Fe2O3+2CaO.SO3.2H2O+18H2O→8CaO.Al2O3.Fe2O3.2SO3.24HO
Perubahan komposisi semen yang dilakukan dengan cara mengubah persentase
empat komponen utama semen dapat menghasilkan beberapa jenis semen sesuai
jenis pemakaiannya. Jenis-jenis semen portland yang sering digunakan dalam
konstruksi serta penggunaannya dicantumkan dalam Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Jenis semen portland di Indonesia
Jenis Semen Karakteristik Umum
Jenis I
Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-jenis lain
Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang
Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut
persyaratan panas hidrasi yang rendah
Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat
Sumber: Tjokrodimuljo (1996)
2.2.4.2. Agregat
Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam
campuran beton. Agregat menempati 70-75% dari total volume beton, maka
kualitas agregat akan sangat mempengaruhi kualitas beton, tetapi sifat-sifat ini
lebih bergantung pada faktor-faktor seperti bentuk, dan ukuran butiran pada jenis
batuannya. Berdasarkan butiran, agregat dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu
commit to user
a. Agregat Kasar Daur Ulang
Agregat kasar adalah agregat yang mempunyai ukuran butir-butir besar (antara 5
mm dan 40 mm). Sifat dari agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton
keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak
lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan
harus mempunyai ikatan yang baik dengan semen ( Tjokrodimuljo,1996).
Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar Ukuran saringan
(mm)
Persentase lolos saringan
40 mm 20 mm
40
20
10
4,8
95-100
30-70
10-35
0-5
100
95 – 100
22-55
0-10
Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)
Beton banyak digunakan pada proyek konstruksi di Indonesia. Permintaan akan
kebutuhan beton yang tinggi mengakibatkan permintaan kebutuhan material beton
yang tinggi namun memicu penambangan batuan secara besra-besaran sehingga
muncul ide untuk memanfaatkan daur ulang beton untuk mengurangi
penambangan batuan.
Kinerja material dan kinerja struktur beton agregat daur ulang cenderung berbeda
dibandingkan kinerja beton beragregat normal. Berdasarkan hasil studi
eksperimental, agregat daur ulang mengandung mortar sebesar 25 % hingga 45 %
untuk agregat kasar, dan 70 % hingga 100 % untuk agregat halus. Kandungan
mortar tersebut mengakibatkan berat jenis agregat menjadi lebih kecil, lebih
porous atau berpori, sehingga kekerasannya berkurang, bidang temu (interface)
yang bertambah, dan unsur-unsur kimia agresif lebih mudah masuk dan merusak.
Disamping itu, pada agregat daur ulang juga terdapat retak mikro, dimana retak
commit to user
pada saat proses produksi agregat daur ulang, yang tidak dapat membelah daerah
lempengan atau patahan pada agregat alam. Retak tersebut tertahan oleh kekangan
mortar yang menyelimuti agregat alam (Suharwanto, 2005).
Perbedaan sifat-sifat dan perilaku mekanik material beton agregat daur ulang juga
berpengaruh pada kinerja dan perilaku mekanik elemen struktur yang dibentuknya
(Suharwanto, 2005). Perbedaan kinerja dan perilaku mekanik elemen struktur
tersebut diantaranya adalah kemampuan deformabilitas, nilai daktilitas, nilai
kekakuan, dan pola retak. Deformabilitas elemen struktur beton agregat daur
ulang menjadi lebih besar pada saat beban yang sama, nilai daktilitas dan
kekakuan menjadi kecil, dan pola retak menjadi lebih banyak hingga ke daerah
momen dan geser (antara perletakan dan titik beban), bila dibandingkan dengan
kinerja dan perilaku beton agregat alam.
b. Agregat Halus
Agregat halus adalah agregat berbutir kecil dengan ukuran kurang dari 5 mm
(Tjokrodimulyo, 1996). 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.
Syarat-syarat agregat halus (pasir) sebagai bahan material pembuatan beton sesuai
dengan ASTM C 33 adalah:
1) Material dari bahan alami dengan kekasaran permukaan yang optimal
sehingga kuat tekan beton besar.
2) Butiran tajam, keras, awet (durable) dan tidak bereaksi dengan material beton
commit to user
3) Berat jenis agregat tinggi yang berarti agregat padat sehingga beton yang
dihasilkan padat dan awet.
4) Gradasi sesuai spesifikasi dan hindari gap graded aggregate karena akan
membutuhkan semen lebih banyak untuk mengisi rongga.
5) Bentuk yang baik adalah bulat, karena akan saling mengisi rongga dan jika
ada bentuk yang pipih dan lonjong dibatasi maksimal 15% berat total agregat.
6) Kadar lumpur agregat tidak lebih dari 5% terhadap berat kering karena akan
berpengaruh pada kuat tekan beton.
Pasir di dalam campuran beton sangat menentukan dalam hal kemudahan
pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability)
dari beton yang dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu
pasir harus dikendalikan. Oleh karena itu, pasir sebagai agregat halus harus
memenuhi gradasi dan persyaratan yang ditentukan. Batasan susunan butiran
agregat halus dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4. Batasan susunan butiran agregat halus Ukuran saringan
(mm)
Prosentase lolos saringan
Daerah 1 Daerah 2 Daerah 3 Daerah 4 10,00 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15 100 90-100 60-95 30-70 15-34 5-20 0-10 100 90-100 75-100 55-90 35-59 8-30 0-10 100 90-100 85-100 75-100 60-79 12-40 0-10 100 95-100 95-100 90-100 80-100 15-50 0-15
Sumber: Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)
Keterangan:
Daerah 1 : Pasir kasar
Daerah 2 : Pasir agak kasar
Daerah 3 : Pasir agak halus
commit to user
2.2.4.3.Air
Air merupakan bahan dasar penyusun beton yang paling penting dan paling
murah. Air berfungsi sebagai bahan pengikat (bahan penghidrasi semen) dan
bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mempermudah proses pencampuran
agregat dan semen serta mempermudah pelaksanaan pengecoran beton
(workability). Penggunaan air yang terlalu banyak dapat mengakibatkan
berkurangnya kekuatan beton. Selain sebagai bahan campuran beton, air
digunakan pula untuk merawat beton dengan cara pembasahan setelah beton
dicor.
Menurut Tjokrodimuljo (1996), dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air
memenuhi syarat sebagai berikut:
a. Kandungan lumpur (benda melayang lainnya) maksimum 2 gram/liter.
b. Kandungan garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll)
maksimum15 gram/liter.
c. Kandungan klorida (Cl) maksimum 0,5 gram/liter.
d. Kandungan senyawa sulfat maksimum 1 gram/liter.
2.2.4.4.Bahan Tambah (Admixture)
Bahan tambah (admixture) ialah bahan selain unsur pokok beton (air, semen, dan
agregat halus) yang ditambahkan kedalam campuran saat atau selama
pencampuran berlangsung. Penggunaan bahan tambah biasanya didasarkan pada
alasan yang tepat, diantaranya perbaikan kelecakan dan dapat menggunakan
penggunaan semen (Tjokrodimulyo, 1996). Tujuan penambahan admixture ini adalah untuk mengubah satu atau lebih sifat-sifat beton sewaktu masih dalam
keadaan segar atau setelah mengeras.
a. Acelerator
Dalam penelitian ini digunakan superplasticizer yaitu accelerator. Mengacu pada
commit to user
tambah Type F: High Range Water Reducer atau Superplasticizer(HRWR) yang
memiliki sifat mengurangi jumlah air (water reducer) tetapi masih diperoleh
tingkat kemudahan pengerjaannya. Superplasticizer mempunyai tingkat dosis
yang dapat meningkatkan workability, meningkatkan kuat desak, meningkatkan
daya kedap air, meningkatkan nilai slump, meningkatkan kepadatan dan kerapatan
beton dan sebagainya.
Accelerator adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mempercepat proses
ikatan dan pengerasan beton. Bahan ini digunakan untuk mengurangi lamanya
waktu pengeringan dan mempercepat pencapaian kekuatan pada beton.
b. Serat Baja
Beton yang diberi bahan tambah serat disebut beton serat ( fiber reiforced
concrete). Serat dapat berupa serat asbestos, gelas/ kaca, plastic, baja atau serat
tumbuhan. Maksud utama penambahan serat ke dalam beton adalah untuk
menambah kuat tarik beton, mengingat kuat tarik beton sangat rendah.
Salah satu penyebab pemakaian konsep beton serat belum banyak dikenal di
Indonesia adalah belum tersedianya serat baja secara murah dalam jumlah banyak
karena harus mendatangkannya dari luar negeri. Untuk mengatasi hal tersebut,
tealh ditemukan solusi alternatif dengan menggunakan serat baja ban bekas.
Dari penelitian sebelumnya membuktikan bahwa sifat – sifat beton yang kurang
baik dapat diperbaiki dengan menambahkan serat yang terbuat dari potongan
kawat ban bekas.
Ide dasar penambahan serat adalah memberi tambahan pada beton dengan serat
yang disebarkan secara merata ke dalam adukan beton dengan orientasi random
akan dapat mencegah terjadinya retak-retak beton secara dini, baik akibat panas
commit to user
Penambahan serat daur ulang ke dalam beton diharapkan dapat memperbaiki
kekuatan tarik beton dan sifat getasnya, juga dapat memperbaiki sifat-sifat yang
lain seperti peningkatan terhadap tegangan berimbang ke segala arah, perbaikan
perilaku deformasi (ketahanan impak, daktilitas lebih besar, kuat lentur dan
kapasitas torsi yang lebih baik), meningkatkan ketahanan beton terhadap formasi
dan pembentukan retak, peningkatan ketahanan pengelupasan (spalling) dan retak
pada selimut beton ( akan menghambat korosi tulangan).
Pada saat beton mengeras dan menyusut, retak yang sangat kecil akan
berkembang. Bila retak kecil tersebut terpotong oleh batangan-batangan serat
maka retak tersebut akan tecegah untuk berkembang menjadi retak yang lebih
besar.
Penelitian ini menggunakan serat dari limbah industri yaitu kawat baja ban bekas.
Serat yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai ukuran panjang 50 mm
dengan prosentase campuran 0%, 0.5%, 1%, 1.5% dari volume adukan beton.
Berat jenis untuk serat kawat baja ban bekas sekitar 9,951 t/m3.
2.2.5. Kuat Tarik Belah Beton
Kuat tarik beton yang tepat sulit di ukur, sehingga untuk mencari nilai kuat tarik
bahan beton yang mencerminkan kuat tarik yang sebenarnya,maka digunakan kuat
tarik belah.. Kuat tarik yang dihasilkan lebih mendekati kuat tarik langsung dari
beton. Kuat tarik bahan beton ditentukan melalui split cylinder yang posisinya
direbahkan lalu di desak.
Pengujian menggunakan uji silinder berdiameter 150 mm dan tinggi 300 mm,
diletakkan pada arah memanjang di atas alat penguji kemudian beban tekan
diberikan merata arah tegak dari atas pada seluruh panjang silinder. Apabila kuat
commit to user
Gaya P bekerja pada kedua sisi silinder sepanjang L dan gaya ini disebarkan
seluas selimut silinder (π.D.L). Secara berangsur-angsur pembebanan dinaikkan
sehingga tercapai nilai maksimum dan silinder pecah terbelah oleh gaya tarik
horizontal, seperti Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Pengujian Kuat Tarik Belah
Dari pembebanan maksimum yang diberikan, nilai kuat tarik belah di hitung
dengan Persamaan (2.1) sebagai berikut :
) 1 . 2 ....( ... ... ... ... ... ... ... ... 2
2
1 DL
P
DL P A P Ft
p p
= =
=
Dengan :
Ft = Kuat tarik belah beton (N/mm2)
P = Beban maksimum yang diberikan ( N )
D = Diameter benda uji silinder ( mm )
L = Panjang benda uji silinder ( mm )
2.2.6. Modulus of Rupture
Modulus of rupture merupakan kuat tarik maksimum yang secara teoritis dipakai
pada serat bagian bawah dari sebuah balok uji ( Neville, 1997). Nilai dari Modulus
of rupture bergantung pada dimensi dari balok uji susunan beban . Metode third
commit to user
Metode ini menghasilkan momen konstan yang antar titik beban sehingga
sepertiga dari bentang balok ditentukan sebagai tegangan maksimum dimana pada
bagian tersebut retakan terjadi. Benda uji yang akan digunakan berupa balok
dengan ukuran 10 x 10 x 40 cm3.
Adapun langkah pengujian Modulus of rupture adalah sebagai berikut :
1. Setelah umur 7 hari dan 28 hari, sampel beton dikeringkan dengan oven
sehingga mencapai berat konstan.
2. Beban diletakkan simetris di atas balok uji. Beban yang bekerja pada pusat
bentang dibagi menjadi dua sama besar menggunakan pelat pembagi
pembentuk U terbalik yang bekerja pada tiap jarak 1/3 bentang. Dalam hal ini
terjadi lentur murni, yaitu suatu lenturan yang berhubungan dengan lenturan di
bawah balok suatu momen lentur yang konstan. Dimana gaya lintang yang
terjadi sama dengan nol.
3. Balok dibebani pada salah satu sisinya.
4. Balok di uji dengan pertambahankecepatan dalam pemberian tegangan pada
serat bagian bawah.
5. Kecepatan pemberian tegangan yang lebih rendah diterapkan untuk beton
yang kekuatannya rendah.
Pengujian ini dilakukan dengan standar ASTM C-78 yaitu metode pengujian kuat
tarik lentur dengan beban terbagi menjadi dua yang bekerja pada suatu
penampang balok dengan titik yang menjadi tiga bagian daerah.
Besar momen yang dapat mematahkan benda uji adalah momen akibat beban
maksimum dari mesin pembebanan dengan mengabaikan berat sendiri dan
gravitasi dari benda uji. Besar momen yang mematahkan balok uji dapat dilihat
commit to user
Gambar 2.2. Pengujian Modulus of Rupture
Perumusan dari momen maksimum yang terjadi adalah :
Momen maksimum = Px Lb
3 1 2 1
Dengan :
P = Beban maksimum
Lb= Panjang bentang balok
Secara umum nilai modulus of rupture dapat dihitung dengan Persamaan (2.2)
berikut :
MOR=
) 2 . 2 ...( ... ... ... ... ... ... 6
1 3 1 2 1
2
2 bh
PL bh
L Px
b b
=
Dengan :
MOR = Modulus of rupture (MPa)
P = Beban maksimum pada balok benda uji (Newton)
Lb = Panjang bentang balok (mm)
b = Lebar balok benda uji (mm)
commit to user
Pada pengujian kuat lentur berdasarkan ASTM C-78 akan terjadi 3 macam tipe
kemungkinan patah balok benda uji sebagai berikut :
a. Patah pada 1/3 bentang tengah balok
Gambar 2.3. Patah pada 1/3 bentang tengah balok
Pada keadaan ini,balok uji patah pada bagian tengah ( antara B dan C ) dan
patahannya diakibatkan oleh momen paling maksimum.Besar MOR dihitung
berdasarkan :
MOR =
2 2
6 1
3 1 2 1
bh PL
bh L Px
s M
= =
[image:31.595.118.509.152.596.2]b. Patah pada bentang antara A-B atau C-D
Gambar 2.4. Patah pada bentang antara A-B atau C-D < 5%
Bila balok patah padabentang A-B atau C-D dengan jarak letak patah kurang
dari 5% panjang bentang, kondisi ini dapat diperhitungkan dan balok uji dapat
dipakai. Besar MOR dihitung berdasarkan :
MOR =
2 2
3 6
1 2 1
bh aP bh
P ax s M
commit to user
[image:32.595.128.513.177.496.2]c. Patah pada bentang antara A-B atau C-D
Gambar 2.5. Patah pada bentang antara A-B atau C-D > 5%
Bila balok patah padabentang A-B atau C-D dengan jarak letak patah lebih
dari 5% panjang bentang, kondisi ini dapat diperhitungkan dan balok uji tidak
commit to user
25
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Tinjauan Umum
Metode penelitian merupakan langkah – langkah atau metode yang dilakukan
dalam penelitian suatu masalah, kasus , gejala, fenomena, atau lainnya dengan
jalan ilmiah untuk menghasilkan jawaban yang rasional. Metode yang digunakan
dalam penelitian ini adalah metode eksperimental, yaitu metode penelitian yang
dilakukan dengan cara mengadakan suatu percobaan untuk mendapatkan data
atau hasil yang menghubungkanantara variabel – variabel yang diselidiki.
Dalam penelitian ini terdapat variabel bebas (independent variable) dan variabel
terikat (dependent variable). Variabel bebas dalam penelitian ini adalah adanya
perkuatan beton agregat daur ulang dengan menambahkan serat baja ban bekas
pada campuran adukan beton. Variabel terikat dalam penelitan ini adalah
besarnya kuat tarik belah dan Modulus of Rupture.
Pemecahan masalah pada penelitian ini dengan menggunakan cara statistik, yaitu
dengan urutan kegiatan dalam memperoleh data sampai data itu berguna sebagai
dasar pembuatan keputusan diantaranya melalui proses pengumpulan data,
pengolahan data, analisis data dan cara pengambilan keputusan secara umum
commit to user
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat-alat Yang Digunakan
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Timbangan manual dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg yang digunakan untuk
mengukur berat bahan campuran beton serta timbangan digital untuk
mengukur berat serat yang digunakan .
b. Ayakan
Ayakan baja yang digunakan adalah merk “Controls” Italy dengan bentuk
lubang ayakan bujur sangkar dengan ukuran lubang ayakan yang tersedia
adalah 75 mm, 50 mm, 38,1 mm, 25 mm, 19 mm, 12,5 mm, 9,5 mm, 4,75
mm, 2,36 mm, 1,18 mm, 0,85 mm, 0,30 mm, 0,15 dan pan.
c. Oven merk “Binder”
Oven ini berkapasitas 220oC, 1500W, digunakan untuk mengeringkan
material (pasir dan kerikil).
d. Corong konik/ Conical mould
Corong konik dengan ukuran diameter atas 3,8 cm, diameter bawah 8,9 cm,
tinggi 7,6 cm, lengkap dengan alat penumbuk. Alat ini digunakan untuk
mengukur keadaan SSD agregat halus.
e. Mesin Los Angeles
Mesin Los Angeles yang dilengkapi dengan 12 buah bola baja. Alat ini
digunakan untuk menguji ketahanan aus (abrasi) dari agregat kasar.
f. Kerucut Abrams
Kerucut yang terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm, diameter
bawah 20 cm, tinggi 30 cm, lengkap dengan tongkat baja penusuk yang
ujungnya ditumpulkan dengan panjang 60 cm dan dimeter 16 mm. Alat ini
digunakan untuk mengukur nilai slump adukan beton
g. Compression Testing Machine dengan kapasitas 2000 kN yang digunakan
untuk pengujian kuat tarik belah beton.
h. Loadng Frame dengan kapasitas 1000 kgf yang digunakan untuk pengujian
commit to user
i. Cetakan benda uji
Silinder baja dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm untuk uji kuat tarik
belah dan balok kayu dengan ukuran 100 mm x 100 mm x 400 mm untuk uji
modulus of rupture.
j. Alat bantu
Untuk kelancaran dan kemudahan penelitian, pada saat pembuatan benda uji
digunakan beberapa alat bantu yaitu:
a) Cetok semen
b) Gelas ukur kapasitas 250 ml digunakan untuk meneliti kandungan zat
organik dan kandungan lumpur agregat halus.
c) Vibrator yang digunakan sebagai penggetar beton segar.
d) Ember untuk tempat air dan sisa adukan.
e) Cangkul untuk mengaduk campuran beton.
3.2.2. Bahan Penyusun
Bahan-bahan yang digunakan adalah:
a. Semen
b. Agregat Halus (Fine Agregat)
Agregat halus (fine agregat) merupakan agregat yang lolos ayakan 9,5 mm dan
tertahan di atas ayakan 0,15 mm. Sebelum penelitian berlangsung dilakukan uji
pendahuluan terhadap material yang digunakan. Hasil pengujian agregat halus:
i. Hasil uji gradasi menunjukkan bahwa modulus kehalusan pasir sebesar
2,71. Agregat halus telah memenuhi syarat berdasarkan standar ASTM
C-33, yaitu syarat modulus kehalusan pasir sebesar 2,3-3,1.
ii. Hasil pengujian kandungan zat organik menunjukkan bahwa zat organik
yang terkandung dalam pasir cukup besar yaitu 0-10 %. Hal ini memenuhi
syarat karena kandungan zat organik dalam pasir 0-10 %.
iii. Pengujian kandungan lumpur dalam pasir menunjukkan bahwa pasir
commit to user
menurut standar PBI 1971 pasal 3.3 ayat 3, ditetapkan kandungan lumpur
dalam pasir maksimum adalah 5%.
iv. Hasil pengujian specific gravity menunjukkan bahwa pasir mempunyai
bulk specific gravity SSD sebesar 2,5 telah memenuhi standar yang
ditetapkan oleh ASTM C.128-79 yaitu sebesar 2,5-2,7.
c. Agregat Kasar Daur Ulang (RecycledCoarse Agregat)
Pada penelitian ini menggunakan batu pecah berukuran 20 mm. Agregat kasar
adalah agregat dengan besar butir lebih dari 4,75 mm. Hasil pengujian agregat
kasar:
i. Pengujian gradasi dilakukan untuk menentukan distribusi ukuran butir dari
agregat kasar (split). Uji gradasi menunjukkan bahwa modulus halus
kerikil adalah 7,65. Hal ini telah memenuhi syarat yang ditetapkan oleh
ASTM C.33-84 yaitu 5-8.
ii. Pengujian specific grafity merupakan pengujian untuk mengetahui berat
jenis agregat tersebut Hasil pengujian specific gravity kerikil sebesar 2,34
iii. Uji abrasi agregat kasar menunjukkan keausan kerikil yang digunakan
dalam penelitian ini sebesar 48,9%. Hal ini telah memenuhi syarat yang
ditetapkan yaitu keausan agregat kasar maksimum adalah 50%.
d. Accelerator
Accelerator yang digunakan dalam penelitian ini adalah sikaset sebesar 1,2 %
dari berat air.
e. Serat baja ban bekas
Serat yang digunakan terbuat dari serat baja dari ban truk yang dipotong
dengan ukuran panjang 5 cm
3.3. Benda Uji
Dalam penelitian ini digunakan benda uji berbentuk silinder dengan diameter 15
cm, tinggi 30 cm untuk pengujian kuat tarik belah. Sedangkan untuk pengujian
modulus of rupture digunakan benda uji berbentuk balok dengan ukuran 10 cm x
commit to user
Tabel 3.1 Benda uji untuk pengujian kuat tarik belah dan modulus of rupture.
No Kadar
Serat
Simbol Umur Jumlah Umur Jumlah
1 0% KB 0
7 hari
4
28 hari
4
2 0,5% KB 0,5 4 4
3 1% KB 1 4 4
4 1,5% KB 1,5 4 4
5 0% MOR 0
7 hari
4
28 hari
4
6 0,5% MOR 0,5 4 4
7 1% MOR 1 4 4
8 1,5% MOR1,5 4 4
Total Sampel 32 32
Keterangan :
KB : Kuat tarik belah beton agregat daur ulang
MOR : Modulus of rupture beton agregat daur ulang
0%;0,5%;1%;1,5% : Kadar serat baja ban bekas
3.4. Tahap dan Prosedur Penelitian
Prosedur yang dipakai dalam penelitian ini adalah :
1. Tahap I
Disebut tahap persiapan. Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang
dibutuhkan dalam penelitian dipersiapkan terlebih dahulu agar penelitian
dapat berjalan dengan lancar.
2. Tahap II
Disebut tahap uji bahan untuk mengetahui sifat, karakteristik, dan memenuhi
commit to user
a. Agregat halus, antara lain dilakukan uji :
1. Kadar lumpur
2. Kadar organik
3. Spesific grafity
4. Gradasi
b. Agregat kasar, antara lain dilakukan uji :
1. Abrasi
2. Spesific grafity
3. Gradasi
3. Tahap III
Disebut tahap pembuatan benda uji. Pada tahapan ini dilakukan pekerjaan
sebagai berikut :
a. Penetapan rancang campur ( mix design ) adukan beton daur ulang dan
beton daur ulang berserat baja.
b. Pembuatan adukan beton daur ulang dan beton berserat aja daur ulang.
c. Pemeriksaan nilai slump.
d. Pembuatan benda uji beton disesuaikan dengan standar ukuran di
laboratorium.
4. Tahap IV
Disebut tahap perawatan (curing). Pada tahap ini dilakukan perawatan
terhadap benda uji yang telah dibuat pada tahap III. Perawatan dilakukan
dengan cara merendam benda uji pada hari kedua selama 21 hari di dalam air,
setelah itu di angin-anginkan selama 7 hari.
5. Tahap V
Disebut tahap pengujian. Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tarik belah
dan modulus of rupture benda uji. Pengujian dilakukan pada saat beton
berumur 7 hari dan 28 hari. Pengujian benda uji dilakukan pada beton uji
berbentuk silinder diameter 15 cm dan tinggi 30 cm, sedangkan untuk
pengujian modulus of rupture dilakukan pada beton uji balok berukuran 10 cm
commit to user
6. Tahap VI
Disebut tahap analisa data. Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil
pengujian dianalisis untuk mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara
variabel – variabel yang di teliti dalam penelitian.
7. Tahap VII
Disebut tahap pengambilan keputusan. Pada tahap ini, data yang telah
dianalisa dibuat suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan
penelitian’
commit to user
Mulai
TAHAP III
TAHAP IV TAHAP I
TAHAP VI
TAHAP VII TAHAP V TAHAP II
Studi literatur
Persiapan alat dan bahan
(Agregat halus, agregat kasar daur ulang, semen, air, serat baja ban bekas)
Pembuatan benda uji beton
Pengujian utama:
· Kuat tarik belah · Modulus of rupture
Menganalisa data
Mengambil kesimpulan
[image:40.595.119.509.116.680.2]Selesai Perawatan Mulai
commit to user
3.5.
Pengujian Bahan Dasar Beton
Pengujian bahan dasar beton sangat penting, hal ini untuk mengetahui kelayakan
karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya dipakai dalam mix design
terhadap satu target tertentu. Pengujian bahan dasar beton hanya dilakukan
terhadap agregat halus dan agregat kasar normal dan daur ulang.
3.5.1. Pengujian Agregat Halus (pasir)
a. Pengujian Kadar Zat Organik
Pasir yang digunakan biasanya diambil dari sungai sehingga kemungkinan kotor
akibat tercampur lumpur atau zat organik sangat besar. Pasir sebagai agregat halus
tidak boleh mengandung terlalu banyak zat organik, hal ini dapai dilihat dari
percobaan warna Abram Harder dengan menggunakan larutan NaOH 3% sesuai
standar ASTM C-40. Hasil pengujian dibandingkan dengan Tabel 3.3.
Tabel 3.3. Pengaruh Kandungan Zat Organik Terhadap Penurunan Kekuatan Beton
No Warna Persentase ( % )
1 Jernih 0
2 Kuning muda 0 - 10
3 Kuning tua 10 - 20
4 Kuning kemerahan 20 - 30
5 Coklat kemerahan 30 - 50
6 Coklat tua 50 - 100
Sumber : Prof. Ir. Rooseno (1954)
b. Pengujian Kadar Lumpur
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui kadar lumpur agregat halus. Kadar
lumpur agregat halus tidak boleh lebih dari 5% dari berat keringnya. Apabila
[image:41.595.122.510.234.612.2]commit to user
Kadar lumpur = ¾ ¾
¾
.
100% Dimana : G1: berat kering awalG2: berat kering akhir
c. Pengujian Gradasi
Tujuan pengujian gradasi adalah untuk mengetahui susunan diameter butiran
pasir dan persentase modulus kehalusan butir.
Modulus kehalusan butir = ú Į::
Dimana : A: ∑ prosentase berat pasir yang tertinggal kumulatif tanpa berat pasir
dalam pan.
B: ∑ prosentase berat pasir yang tertinggal.
d. Pengujian Specific Gravity
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui nilai:
1. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir kering
dengan volume butir pasir.
Rumus = ú ú
2. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir kering dengan
volume pasir total.
Rumus = ú ::
3. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dengan
kondisi kering permukaan dengan volume pasir total.
Rumus = ::
::
4. Absorbsi, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan pasir
kering sehingga dapat menunjukkan banyaknya air yang dapat diserap oleh
commit to user
Rumus = :: ú
ú
.
100%Dimana : berat sampel awal 500 gram
A: Berat kering akhir
B: Berat volumetric flash + air
C: Berat volume volumetric flash + air + pasir
e. Pengujian Kadar Air
Dalam campuran beton bila agregatnya tidak jenuh maka agregat akan menyerap
air campuran beton. Air bebas pada permukaan agregat akan menjadi bagian dari
campuran beton. Dengan mengetahui kadar air suatu agregat dapat ditaksir
penambahan air dalam adukan sehingga kadar total adukan tersebut sesuai dengan
perhitungan.
Kadar air = ú
.
100%Dimana : A: Berat awal pasir + cawan
B: Berat akhir pasir + cawan
3.5.2. Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang
a. Pengujian Kadar Lumpur
Kadar lumpur agregat kasar yang akan digunakan harus memenuhi syarat yang
ditetapkan yaitu tidak boleh melebihi 1% dari berat keringnya. Tujuan dari
pengujian ini adalah untuk mengetahui prosentase kadar lumpur dalam agregat
kasar.
Kadar lumpur = ¾ ¾
¾
.
100% Dimana : G1: berat kering awalcommit to user
b. Pengujian Abrasi
Agregat kasar sebagai bahan dasar campuran beton harus memenuhi standar
tertentu pada daya tahan keausan akibat beban gesekan. Agregat kasar harus tahan
terhadap daya aus dan diisyaratkan kehilangan bagian karena gesekan dan
prosentase jumlah berat agregat yang hancur selama pengujian harus kurang dari
50% dari berat awal. Abrasi agregat kasar merupakan ukuran dari sifat agregat
yang meliputi keuletan, kekerasan dan ketahanan aus. Untuk mengetahui daya
tahan agregat kasar terhadap gesekan dapat dipakai penujian dengan mesin Los
Angeles. Mesin dilengkapi dengan 12 bola baja yang terdiri dari 6 buah pengaus
ukuran besar dan pengaus ukuran kecil.
c. Pengujian Specific Gravity
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui nilai:
1. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat agregat kasar
kering dengan volume agregat kasar.
2. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat agregat kasar kering
dengan volume agregat kasar total.
3. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat agregat kasar
jenuh dengan kondisi kering permukaan dengan volume agregat kasar total.
4. Absorbsi, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan agregat
kasar kering sehingga dapat menunjukkan banyaknya air yang dapat diserap
oleh agregat kasar.
d. Pengujian Gradasi
Agregat kasar sebagai bahan campuran pembuatan beton, sangat mempengaruhi
mutu beton. Gradasi dan keseragaman diameter agregat kasar lebih
diperhitungkan daripada agregat halus, karena menentukan sifat pengerjaan dan
sifat kohesif campuran adukan beton. selain itu, gradasi agregat kasar
commit to user
pengujian ini adalah untuk mengetahui susunan variasi diameter agregat kasar dan
modulus kekasarannya.
3.6.
Perencanaan Campuran Beton (
Mix Design
)
Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran
adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik.
Penelitian ini menggunakan rancang campur beton yang mengacu pada peraturan
SK.SNI .T-15-1990-03 dengan kuat tekan (fc’) target 30 MPa.
3.7.
Pembuatan Benda Uji
Langkah-langkah pembuatan benda uji beton pracetak disesuaikan dengan ukuran
alat yang akan digunakan untuk memudahkan dalam pengujian.
a. Menyiapkan dan menimbang bahan-bahan campuran adukan beton sesuai
dengan rancang campur adukan beton (mix design)
b. Mencampur bahan-bahan tersebut sampai homogen dengan cara dimasukkan
ke dalam alat aduk beton secara berurutan mulai dari kerikil, semen, pasir,
serat, dan air.
c. Mengukur nilai slump adukan setelah tercampur homogen
d. Memasukkan adukan ke dalam cetakan hingga penuh sambil dipadatkan
dengan menggunakan vibrator
e. Setalah cetakan penuh dan padat, meratakan permukaannya dan memberi
kode benda uji di atasnya, kemudian didiamkan selama 24 jam.
f. Setelah 24 jam, cetakan dibuka dan dilakukan curing untuk uji 7 hari dan 28
hari.
3.8.
Pengujian Nilai
Slump
Slump beton adalah besaran kekentalan (viscosity)/plastisitas dan kohesif dari
beton segar. Menurut SK-SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah
commit to user
a. Membasahi cetakan dan pelat.
b. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh.
c. Mengisi cetakan sampai penuh dengan 3 lapisan, tiap lapis berisi kira-kira 1/3
isi cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat sebanyak
25 kali tusukan secara merata.
d. Segera setelah selesai penusukan, meratakan permukaan benda uji dengan
tongkat dan menyingkirkan semua sisa benda uji yang ada disekitar cetakan.
e. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas.
[image:46.595.115.470.80.507.2]f. Mengukur slump yang terjadi.
Gambar 3.2 Pengujian nilai slump
3.9.
Perawatan Benda Uji
Perawatan dilakukan dengan cara merendam benda uji dalam air dengan fungsi
agar air dalam beton tidak menguap dengan cepat, sehingga proses hidrasinya
sempurna dengan demikian mutu beton yang terjadi dapat sesuai dengan mutu
rencana. Perawatan benda uji dapat dijelaskan sebagai berikut:
a. Benda uji yang telah berumur 24 jam dilepas dari cetakan.
b. Merendam benda uji dalam bak air selama 6 hari dan 27 hari.
c. Setelah benda uji direndam selama 6 hari dan 27 hari, benda uji diangkat dan
diangin-anginkan sampai berumur 7 hari dan 28 hari untuk selanjutnya
commit to user
3.10. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton
Pengujian dilakukan saat umur 7 hari dan 28 hari. Dari pengujian yang dilakukan
dengan alat Compression Testing Machine didapatkan beban maksimum, yaitu
pada saat beton hancur menerima beban tersebut (Pmaks).
Langkah-langkah pengujian kuat tekan beton adalah sebagai berikut :
a. Benda uji dikeluarkan dari bak perendaman setelah dicuring selama 6 hari dan
27 hari.
b. Mengukur dimensi benda uji untuk mengetahui luas permukaan dan
menimbang beratnya.
c. Meletakkan benda uji dengan arah memanjang pada alat Compression Testing
Machine
d. Memberikan beban secara merata arah tegak dari atas pada seluruh panjang
[image:47.595.120.511.234.524.2]silinder.
Gambar 3.3. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton
e. Menghitung kuat tarik belah beton, dengan Persamaan 3.2.
DL P
DL P A
P Ft
p p
2
2
1 =
=
= ………...……...…..(3.2 )
Dengan : Ft = Kuat tarik belah beton (N/mm2)
P = Beban maksimum yang diberikan ( N )
D = Diameter benda uji silinder ( mm )
commit to user
3.11. Prosedur Pengujian
Modulus of Rupture
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui besarnya beban modulus of rupture
beton. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan alat uji lentur (loading
frame) terhadap benda uji yang telah berumur 7 hari dan 28 hari dengan
memberikan tekanan hingga benda uji tersebut patah. Langkah-langkah pengujian
kuat lentur beton:
a. Menyiapkan benda uji balok beton yang akan diuji.
b. Meletakkan benda uji pada alat uji lentur dengan posisi mendatar.
c. Mengatur jarum penunjuk lendutan (dial) tepat pada titik nol.
d. Memulai pembacaan beban dengan bergeraknya jarum penunjuk lendutan.
e. Mencatat besarnya beban maksimum yang terjadi pada benda uji.
Setting Up pengujian modulus of rupture dapat dilihat pada gambar berikut:
[image:48.595.108.524.234.610.2]
Gambar 3.4 Setting up pengujian modulus of rupture beton Keterangan gambar:
1. Loadcell 5. Benda uji (sample)
2. Hydraulic Jack 6. Tumpuan
3. Dial gauge 7. Hydraulic Pump
4. Pembagi beban
2
3
4
5
6
commit to user
41
BAB 4
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus
Pengujian yang dilakukan terhadap agregat halus meliputi pengujian kandungan
lumpur, kandungan zat oranik, gradasi agregat, kadar air dan berat jenis pasir.
[image:49.595.116.535.251.540.2]Hasil pengujian dapat kita lihat pada Tabel 4.1, untuk data hasil pengujian selengkapnya terdapat pada lampiran A
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus
Jenis Pengujian Hasil Pengujian Standar Kesimpulan
Kandungan Zat Organik Kuning muda Kuning muda Memenuhi syarat
Kandungan Lumpur 10 % Maks 5 % Tidak Memenuhi syarat
Bulk Specific Gravity 2,45 gr/cm3 - -
Bulk Specific SSD 2,50 gr/cm3 - -
Apparent Specific Gravity 2,58 gr/cm3 - -
Absorbtion 2,04 % - -
Modulus Halus 2,71 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat
Pengujian gradasi agregat halus berdasarkan ASTM C33-97 dapat dilihat pada
commit to user
Tabel 4.2. Hasil Pe
