RANGKAK REPAIR MORTAR DENGAN BAHAN TAMBAH SERAT BAN ( Creep Of Repair Mortar containing Tire Fibre )

(1)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

RANGKAK REPAIR MORTAR DENGAN BAHAN TAMBAH

SERAT BAN

( Creep Of Repair Mortar containing Tire Fibre )

Disusun Oleh :

NURMA KUSUMA RAHARJO

NIM.I 1103062

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

(2)

commit to user

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... iv

ABSTRAK ... v

PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

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

BAB 2 LANDASAN TEORI ... 5

2.1. Tinjauan Pustaka ... 5

2.2. Mortar... 6

2.3. Serat Ban ... 9

2.4. Rangkak ... 10

2.4.1. Definisi Rangkak... 10

2.4.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Rangkak ... 13

2.4.3. Efek Rangkak Pada Struktur ... 14

(3)

commit to user

viii

2.4.5. Prediksi Rangkak Jangka Panjang ... 17

2.4.6. Hubungan Antara Rangkak dan Susut ... 17

BAB 3 METODE PENELITIAN ... 19

3.1. Uraian Umum ... 19

3.2. Benda Uji ... 19

3.3. Alat-Alat Yang Digunakan ... 21

3.4. Tahap dan Prosedur Penelitian ... 22

3.5. Prosedur Pengujian Rangkak Tekan ... 25

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN ... 27

4.1. Pengujian Kuat Tekan Mortar ... 27

4.2. Hasil Pengujian Rangkak Tekan ... 28

4.3. Hasil Perhitungan Prediksi Koefisien Rangkak ... 31

4.4. Pembahasan ... 32

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 34

5.1. Kesimpulan ... 34

5.2. Saran... 35

DAFTAR PUSTAKA ... 36

(4)

commit to user

v

ABSTRAK

NURMA KUSUMA RAHARJO, 2010. RANGKAK REPAIR MORTAR DENGAN BAHAN TAMBAH SERAT BAN. Skripsi Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penggunaan serat ban sebagai bahan tambah pada repair mortar didasarkan pada serat ban merupakan salah satu bahan buangan dan bekas pakai yang dapat dengan mudah dicari dan serat-serat ini diharapkan dapat berfungsi sebagai penyalur tegangan sehingga dapat mengurangi kecenderungan untuk mengalami rangkak dan susut.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya nilai rangkak repair mortar dengan bahan tambah serat ban, serta mengetahui perbandingan nilai rangkak terhadap repair yang lain (Sika repair mortar dan Mortar Biasa).

Metode yang dipakai dalam penelitian ini adalah dengan mengadakan suatu percobaan di laboratorium secara langsung untuk mendapatkan data atau hasil yang menghubungkan antara variabel-variabel yang diamati. Dalam penelitian ini yang dipakai adalah pengujian rangkak (creep)

Dari hasil analisis diketahui pengaruh penambahan serat ban dengan persentase tertentu pada repair mortar terhadap nilai rangkak (creep). Penambahan serat ban dengan persentase tertentu pada repair mortar mampu mengurangi rangkak secara signifikan dibandingkan dengan repair mortar yang tanpa serat ban maupun

repair mortar yang berada di pasaran. Penambahan serat ban sebesar 12% dari volume mortar memperlihatkan nilai creep paling kecil.

(5)

commit to user

1

BAB 1

1. PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Masalah

Beton merupakan bahan struktur yang sering digunakan dalam sebuah konstruksi. Hal ini disebabkan beton mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan bahan-bahan lain diantaranya adalah harga yang relatif murah dikarenakan material dasar beton dari bahan bahan lokal, memiliki kuat desak yang tinggi, kemampuanya untuk dicetak menjadi bentuk yang sangat beragam, serta ketahanannya yang baik terhadap cuaca dan lingkungan sekitar. Selain memiliki kelebihan beton juga memiliki kelemahan antara lain beton dapat menyusun dan mengembang,bersifat getas (tidak daktail) dan beton mempunyai kuat tarik yang sangat rendah, terjadinya deformasi antara lain berupa rangkak (creep) dan susut (shrinkage).

Beton seringkali terdapat suatu bagian tertentu struktur yang direncanakan menjadi tidak memuaskan dikarenakan beberapa faktor penyebab , diantaranya perencanaan yang kurang tepat, pengaruh mekanis, pengaruh kimia serta pengalaman pekerja. Kerusakan-kerusakan yang timbul diantaranya terjadi retak-retak, delaminasi, spalling (terlepasnya bagian beton atau rontok), scalling

(6)

commit to user

Mortar adalah bahan yang terbuat dari campuran agregat halus dan semen yang bereaksi dengan air sebagai perekat. Sebagai bahan yang terbuat dari cement based (pengikat), mortar mempunyai sifat dapat menyusut dan mengembang. Perangkakan yang terjadi pada mortar harus diperhitungkan karena perangkakan ini dapat menimbulkan retak. Mortar dapat dikembangkan lebih lanjut dengan menambahkan serat ban. Serat ban merupakan salah satu bahan buangan dan bekas pakai yang dapat dengan mudah dicari dan ditemukan di setiap daerah di Indonesia dan jumlahnya juga relatif cukup tinggi, Karet alam pada dasarnya mempunyai sifat fisik lembut, fleksibel, dan elastis. Disamping itu juga mempunyai, plastisitas yang baik, daya elastis yang sempurna daya tahan dan daya lengket yang baik.

Salah satu faktor yang harus dipertimbangkan dan mempunyai efek yang menguntungkan untuk mengurangi kemungkinan terjadinya retak dan penyebarannya adalah rangkak. Sementara susut meningkatkan tegangan tarik, rangkak akan mengurangi dan mencegah retak.

1.2.

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka dapat dirumuskan suatu masalah yaitu

1. Bagaimana pengaruh serat ban terhadap rangkak pada repair mortar

dibandingkan dengan repair yang lain (Sika, repair mortar, dan Mortar Biasa).

(7)

commit to user

3

1.3.

Batasan Masalah

Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan sebagai berikut:

a) Tidak dilakukan kontrol terhadap lingkungan, semacam suhu ruangan dan kelembaban udara.

b) Material yang digunakan adalah repair material yang berupa mortar dan serat ban.

c) Semen yang digunakan semen tipe I.

d) Perbandingan campuran yang digunakan semen : pasir = 1 : 2,5. e) Pengeras yang dipakai tidak lebih dari 0,4% dari berat semen. f) Superplasticizer yang dipakai 2% dari berat semen.

g) Faktor air semen yang digunakan 0,5. h) Perbandingan serat ban yang digunakan :

a) variasi serat ban sebanyak 4% dari berat semen. b) variasi serat ban sebanyak 8% dari berat semen. c) variasi serat ban sebanyak 12% dari berat semen. i) Umur mortar saat pengujian hari ke-1 sampai hari ke-84.

j) Benda uji untuk pengujian nilai rangkak berupa silinder dengan diameter 75 mm dan tinggi 275 mm.

1.4.

Tujuan Penelitian

(8)

commit to user

1.5.

Manfaat Penelitian

Manfaat dari analisis ini adalah untuk menambah pengetahuan tentang kinerja

(9)

commit to user

5

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1.

Tinjauan Pustaka

Ada banyak bentuk pengekangan yang dapat terjadi pada beton, susut terkekang dapat terjadi jika pergerakan mortar akibat penyusutan mengalami pengekangan. Jika perilaku susut pada mortar semakin besar, maka tegangan tarik juga semakin besar. Sementara tegangan tarik bertambah, pada mortar timbul rangkak yang dapat mengurangi tegangan tarik tersebut. Selisih regangan antara susut dan rangkak (susut dikurangi rangkak) menentukan besarnya regangan aktual yang akan menyebabkan tegangan tarik.

Perhitungan tegangan susut terkekang adalah pekerjaan yang sangat sulit karena susut, derajad pengekangan, modulus elastisitas, rasio poisson, rangkak, umur beton, dan kualitas beton mempengaruhi tegangan susut ini. Hampir semua faktor ini tergantung pada campuran beton, temperatur, kelembaban, dan dimensi struktur (Silfwerbrand, 1997).

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan ( Mc. Cormac, 2000:1)

(10)

commit to user

berarti pemborosan bila dipandang dari segi ekonomi yang paling diharapkan dari suatu konstruksi ialah dapat memenuhi harapan maksimal dengan tepat mngikuti variasi sifat-sifat beton, dan tidak hanya terpancang pada satu pandangan saja, misalnya kekuatan harus semaksimal mungkin ( Murdock:1986:7)

Beton adalah material yang tahan lama namun terkadang masih ada beton yang perlu diperbaiki, masalahnya adalah defisiensi secara structural, estetika atau keduanya. Secara umum defisiensi dapat disebabkan oleh desain yang salah, kualitas kerja yang jelek, lingkungan agresif yang tidak normal, beban structural yang berlebihan, kecelakaan, dan kombinasinya. Perbaikan dan restorasi menjadi perlu untuk mengembalikan beton kepada kondisi yang memuaskan dari kemampuan structural, ketahanan, maupun penampilan. ( Nugraha, 2007:226)

2.2.

Mortar

Mortar merupakan campuran antara semen portland atau semen hidrolis yang lain, agregat halus, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk masa padat. Bahan penyusun mortar dalam penelitian ini menggunakan semen dan pasir dengan perbandingan 1 : 2,5 dengan faktor air semen 0,5.

a. Semen Portland

Semen Portland ialah 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). Semen Portland dibuat dari serbuk mineral kristalin yang komposisi utamanya disebut mayor oksida terdiri dari : kalsium atau batu kapur (CaCO3), aluminium oksida (Al2O3), pasir silikat

(SiO2), dan bijih besi (FeO2), serta senyawa-senyawa lain yang jumlahnya hanya

beberapa persen dari jumlah semen disebut juga minor oksida terdiri dari : MgO, SO3, K2O, dan NaO2. Semen memiliki sifat adhesif maupun kohesif sehingga

(11)

commit to user

7

b. Agregat halus

Pasir dalam campuran mortar sangat menentukan kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari mortar yang dihasilkan. Oleh karena itu, pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan yang telah ditentukan.

Syarat-syarat agregat halus sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.3, adalah sebagai berikut :

1) Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras.

2) Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% (ditentukan terhadap berat kering). Apabila kadar lumpur melampaui batas 5% maka agregat harus dicuci dahulu sebelum digunakan dalam campuran beton. 3) Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak yang

harus dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams-Harder (dengan larutan NaOH).

4) Agregat halus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam dan melewati ayakan sebesar 4,75 mm.

(12)

commit to user

Persyaratan gradasi agregat halus menurut ASTM C. 33-97 dilampirkan dalam Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Persyaratan Gradasi Agregat Halus ASTM C. 33-97

Ukuran Saringan (mm)

Prosentase Lolos Saringan ( % )

9,5 100

4,75 95 - 100

2,36 80 – 100

1,18 55 – 85

0,60 25 – 60

0,30 10 – 30

0,15 2 - 10

( Sumber : Concrete Technology, Neville & Brooks, 1987 ) c. Air

Air merupakan bahan dasar penyusun mortar yang paling penting dan paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen dan menyebabkan terjadinya pengikatan antara pasta semen dengan agregat, sedangkan fungsi lain sebagai bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Proporsi air yang sedikit akan memberikan kekuatan pada beton, tetapi kelemasan atau daya kerjanya akan berkurang. Sedang proporsi yang besar akan memberikan kemudahan pengerjaan, tetapi kekuatan hancur mortar menjadi rendah. Secara umum air yang dapat digunakan dalam campuran adukan mortar adalah air yang apabila dipakai akan menghasilkan mortar dengan kekuatan lebih dari 90 % dari mortar yang memakai air suling.

Persyaratan air yang digunakan sebagai bahan campuran beton sesuai SK SNI 03-2002 adalah :

(13)

commit to user

9

2) Air pencampur yang digunakan pada beton pratekan atau pada beton yang didalamnya tertanam logam alumunium (termasuk air bebas yang terkandung dalam agregat), tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang membahayakan.

3) Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan dalam campuran beton, kecuali ketentuan berikut terpenuhi, yaitu :

a) Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran beton yang menggunakan air dan sumber yang sama.

b) Hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada silinder uji yang dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90 % dari kekuatan benda uji yang dibuat dengan air yang dapat diminum

2.3. Serat Ban

Salah satu jenis karet alam Tyre rubber adalah bentuk lain dari karet alam yang dihasilkan sebagai barang setengah jadi sehingga biasa langsung dipakai oleh konsumen, baik untuk pembuatan ban maupun bahan yang menggunakan bahan baku karet alam lainnya.

Penggunaan ban bekas ini sebagai bahan tambah pada repair mortar didasarkan pada Serat ban merupakan salah satu bahan buangan dan bekas pakai yang dapat dengan mudah dicari dan ditemukan di setiap daerah di Indonesia dan jumlahnya juga relatif cukup tinggi serta material repair yang tersedia dipasaran harganya relatif mahal, Oleh karena itu perlu dikembangkan material repair yang dapat dibuat sendiri dengan bahan dasar mortar.

(14)

commit to user

2.4.

Rangkak

2.4.1. Definisi Rangkak

Rangkak adalah sifat dimana beton mengalami perubahan bentuk (deformasi) permanen akibat beban tetap yang bekerja padanya. Rangkak timbul dengan intensitas yang semakin berkurang untuk selang waktu tertentu dan kemungkinan berakhir setelah beberapa tahun berjalan. Pada umumnya beton dengan mutu tinggi mempunyai nilai rangkak yang lebih kecil dibandingkan dengan mutu beton yang lebih rendah. Besarnya deformasi rangkak sebanding dengan besarnya beban yang ditahan dan jangka waktu pembebanan (Dipohusodo, 1994).

Rangkak, atau aliran geser material adalah peningkatan regangan terhadap waktu akibat beban yang terus menerus bekerja. Deformasi awal akibat beban adalah regangan elastis, sementara regangan tambahan akibat beban yang sama dan terus bekerja adalah regangan rangkak (Nawy, 2001).

Dengan melihat hubungan antara tegangan yang diberikan (s) dan waktu (t) sekaligus hubungan antara regangan (e) dan waktu (t) (pada Gambar 2.1), bahwa akibat terjadinya creep maka regangan akan bertambah besar dengan intensitas pertambahan regangan yang semakin berkurang seiring pertambahan waktu.

(15)

commit to user

11 w aktu R e g a n g a n e

R egangan inisial elastik =

Um ur t

t0 0

0

e_t

R angkak setelah w aktu =

s0 E

( t - t ) =0 e - et 0 w aktu T e g a n g a n s Tegangan konstan

Um ur t

t0 0

0

Gambar 2.1. Rangkak yang Terjadi Akibat Beban Konstan

Pengaruh pengambilan beban (unloading) seperti Gambar 2.1, dimana pada suatu waktu tertentu (t1) beban dihilangkan. Disini dapat dilihat adanya regangan yang

(16)

commit to user

Gambar 2.2. Hubungan antara Rangkak dan Pemulihan Rangkak

Pada umumnya proses rangkak (creep) selalu dihubungkan dengan susut (shrinkage), hal ini dikarenakan keduanya terjadi bersamaan dan seringkali memberikan pengaruh yang sama, yaitu deformasi yang bertambah sesuai dengan berjalannya waktu. Selain itu, faktor-faktor yang mempengaruhi rangkak juga mempengaruhi susut, khususnya faktor-faktor yang berhubungan dengan hilangnya kelembaban dan volume agregat. Oleh karena itu, didalam penelitian ini, untuk mengetahui besarnya rangkak juga dilakukan percobaan tentang susut beton, karena total deformasi yang terjadi merupakan kombinasi dari nilai rangkak dan nilai susut. Besarnya nilai rangkak dihitung dengan cara mengurangi total deformasi yang terjadi dengan besarnya susut yang didapatkan dari hasil pengujian.

Pemberian beban konstan

Regangan elastik

Regangan sisa Pemulihan rangkak

Pemulihan segera

R

egan

gan

(17)

commit to user

13

2.4.2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Rangkak

Beberapa faktor yang mempengaruhi rangkak adalah :

a. Type dan kehalusan semen, campuran (admixture), gradasi, dan kadar mineral agregat.

Type semen yang dipakai akan mempengaruhi besarnya kekuatan beton pada saat pembebanan, sedangkan rangkak berbanding terbalik dengan kekuatan beton. Selain itu kehalusan semen akan mempengaruhi perkembangan kekuatan beton, ketika beton berumur masih muda. Semakin tinggi derajat kehalusan semen, maka semakin besar rangkak yang terjadi. Pasta semen akan menyebabkan rangkak sedangkan agregat berfungsi sebagai pencegah rangkak. Volume agregat yang lebih banyak, bersifat lebih stabil daripada pasta semen, sehingga penambahan agregat akan memperkecil rangkak yang terjadi. Type agregat yang berbeda juga dapat menimbulkan efek yang tidak sama terhadap rangkak. Agregat sand stone

menyebabkan regangan rangkak dua kali lebih besar dari yang ditambahkan oleh

lime stone. Campuran (admixture) seperti water reducing dan set retarding telah diketemukan akan memperbesar rangkak, oleh karena itu adalah sangat penting untuk mengontrol pengaruh campuran yang ditambahkan pada campuran beton. b. Faktor air semen

Pengaruh faktor air semen terhadap rangkak adalah semakin besar faktor air semen maka semakin rendah mutu beton sehingga akan memperbesar rangkak yang terjadi.

c. Kelembaban relatif

Salahsatu faktor luar yang mempengaruhi rangkak adalah kelembaban relatif disekeliling struktur. Bila kelembaban relatif tinggi maka regangan rangkak yang terjadi kecil, sebaliknya pada kelembaban yang rendah rengkak yang terjadi tinggi.

d. Temperatur

(18)

commit to user

e. Umur beton pada saat pembebanan

Pembebanan pada waktu umur beton masih muda akan memperbesar terjadinya rangkak, karena saat itu kekuatan beton masih rendah. Penambahan umur beton saat awal pembebanan akan mempengaruhi regangan rangkak yang terjadi, karena kekuatan beton bertambah besar seiring bertambahnya umur beton.

f. Besarnya pembebanan

Semakin besar beban yang dikenakan pada beton, maka semakin besar rangkak yang terjadi, sebaliknya semakin kecil pembebanan yang diberikan maka semakin kecil pula rangkak yang terjadi.

g. Lamanya waktu pembebanan

Semakin lama pembebanan maka rangkak semakin bertambah, namun penambahannya semakin kecil.

h. Perbandingan volume dan luas permukaan struktur

Rangkak yang terjadi akan berkurang dengan besarnya dimensi struktur beton. Walaupun pengaruh dimensi struktur terhadap rangkak tidak sebesar pengaruhnya terhadap susut. Pengaruh bentuk dan dimensi struktur ditunjukkan dalam perbandingan volume dan luas permukaan, bila rasio volume terhadap luas permukaan semakin besar maka rangkak yang terjadi semakin kecil.

i. Nilai slump

Semakin besar nilai slump yang terjadi maka semakin rendah mutu beton, akan semakin besar pula rangkak yang terjadi.

2.4.3. Efek Rangkak pada Struktur

Efek rangkak menurut Neville (1987) antara lain :

a. Rangkak pada beton akan menambah defleksi pada balok beton bertulang dan dalam beberapa kasus mungkin akan ada pertimbangan krisis dalam perencanaannya.

(19)

commit to user

15

c. Pada pembebanan eksentris pada struktur kolom yang sangat langsing, rangkak dapat menambah defleksi, sehingga dapat mengakibatkan terjadinya tekuk pada struktur kolom.

d. Rangkak dapat membebaskan (dengan relaksasi) konsentrasi tegangan yang diakibatkan oleh susut, perubahan suhu, atau perpindahan penyokong (scaffolding).

e. Rangkak dapat mengurangi tegangan internal karena penyusutan yang tidak sama atau karena dikekang, sehingga ada reduksi keretakan.

f. Pada beton massal (mass concrete), rangkak yang terjadi dapat menyebabkan keretakan ketika beton yang dikekang mengalami perubahan temperatur karena bertambahnya panas dari hidrasi.

g. Terjadinya kehilangan prategang pada balok prategang, oleh karena itu perlu untuk menambah prategang awal.

2.4.4. Mekanisme Terjadinya Rangkak

(20)

commit to user

Gambar 2.3. Hubungan Nilai Rangkak terhadap waktu

Perhitungan nilai rangkak dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Perhitungan Nilai Rangkak

Time Length ΔL=L0-Lt e=s/E ecr+esh=ΔL/L0 ecr=ΔL/L0-esh

t0 L

t0 L0 0 (L-L0)/L 0 0

t0 L1 L0-L1 - (L0-L1)/L0 (L0-L1)/L0-esh

t0 L2 L0-L2 - (L0-L2)/L0 (L0-L2)/L0-esh

Dari gambar diatas nilai rangkak dapat dihitung dengan Persamaan 2.1 :

sh

cr L L e

e =(D / ₀)

...2.1 Dengan :

cr

e = nilai rangkak.

sh

e = nilai shrinkage.

L

D = perubahan panjang setelah t waktu (mm).

0

L = panjang mula-mula (mm).

L

L L

t0

L

t0

ecr

E s e=

esh

t1

t0 t2

P

Rangkak (mm/mm)

(21)

commit to user

17

2.4.5. Prediksi Rangkak Jangka Panjang

Terdapat beberapa metode untuk memprediksi rangkak pada mortar, salah satunya adalah berdasarkan ACI 209R – 82. Didalam memprediksi rangkak jangka panjang maka diperlukan data atau nilai rangkak yang telah diteliti dari pengujian jangka pendek yang digunakan untuk memperkirakan rangkak jangka panjang. Persamaan 2.2 berikut ini direkomendasikan oleh ACI 209R – 82 untuk memprediksi rangkak jangka panjang pada mortar dari data-data jangka pendek yang didapatkan dari hasil penelitian:

) (t ) (t-t ) (t-t ) (t,t _, , 0 6 0 0 6 0 0 0

10+ ´ ¥

= f

f ... 2.2

Dengan :

) (t,t0

f = nilai koefisien rangkak saat umur t dengan pembebanan saat umur t0.

) (t0

¥

f = nilai koefisien rangkak ultimit.

)

(t-t0 = lama pembebanan

2.4.6. Hubungan Antara Rangkak dan Susut

Pada umumnya proses rangkak selalu dihubungkan dengan susut karena keduanya terjadi bersamaan dan seringkali memberikan pengaruh yang sama, yaitu deformasi yang bertambah sesuai dengan berjalannya waktu. Selain itu, faktor yang mempengaruhi rangkak juga mempengaruhi susut, khususnya faktor-faktor yang berhubungan dengan hilangnya kelembaban.

(22)

commit to user

Susut (shrinkage) merupakan perubahan volume mortar yang tidak dipengaruhi oleh beban, susut disebabkan oleh hilangnya air karena evaporasi atau karena hidrasi semen, bisa juga karena karbonasi. Satuan susut adalah mm per mm (bisa juga in per in), tetapi biasanya dikenal dalam satuan micron (10-6).

Pengukuran susut pada mortar dilakukan dengan cara membandingkan antara selisih panjang awal dengan panjang akhir benda uji. Lebih jelasnya akan disajikan pada Gambar 2.4 yang mengilustrasikan hubungan antara penyusutan terhadap waktu.

Gambar 2.4. Hubungan Susutterhadap Waktu

Perhitungan nilai susut dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Perhitungan Nilai Susut

Time Length DL=L0 -Lt esh =ΔL/L0

t0 L0 0 0

t1 L1 L0 – L1 (L0 – L1)/ L0

t2 L2 L0 – L2 (L0 – L2)/ L0

Dari gambar diatas besarnya rangkak dapat dihitung dengan Persamaan 2.3 : )

/ ( L L0

sh = D

e ...2.3 Dengan :

sh

e = nilai susut.

L

D = perubahan panjang setelah t waktu (mm).

0

L = panjang mula-mula (mm).

L

L L

t1

t0 t2

(23)

commit to user

19

BAB 3

METODE PENELITIAN

3. 1. Uraian Umum

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen yaitu metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan langsung untuk mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara variabel-variabel yang diselidiki. Dalam penelitian ini dilakukan di dalam laboratorium Struktur Fakultas Teknik UNS surakarta.

Penelitian ini dilakukan dengan mengadakan suatu pengujian perbandingan serat ban terhadap rangkak pada repair mortar. Penelitian yang dilakukan adalah mengamati perubahan dimensi benda uji silinder yang disebabkan oleh adanya pembebanan. Dalam penelitian rangkak ini juga dilakukan penelitian tentang susut. Untuk mengetahui besarnya rangkak maka total deformasi yang terjadi harus dikurangkan dengan susut.

3. 2. Benda Uji

Benda uji yang akan digunakan pada penelitian ini berupa silinder dengan ukuran diameter 75 mm dan tinggi 275 mm seperti pada Gambar 3.1.

7 5 m m

2 7 5 m m

(24)

commit to user Tabel 3. 1. Proporsi campuran benda uji

Kode Benda Uji Proporsi Campuran Jumlah benda uji

MS – 0% 1 MS – 0% 2

Perbandingan semen : pasir : 1 : 2,5

Superplasticizer 2% Pengeras 0,4% Fas 0,5

2 buah

MS – 4% 1 MS – 4% 2

Perbandingan semen : pasir : 1 : 2,5 Serat ban 4%

2 buah

MS – 8% 1 MS – 8% 2

Perbandingan semen : pasir : 1 : 2,5 Serat ban 8%

2 buah

MS – 12% 1 MS – 12% 2

Superplasticizer 2% Serat ban 12 % Pengeras 0,4% Fas 0,5

2 buah

MO – 1 MO – 2

Superplasticizer 2% Fas 0,5

2 buah

SK – 1 SK – 2

Produk SIKA Repair Mortar

Fas sesuai dengan anjuran dalam kemasan yaitu 0,8

2 buah

(25)

commit to user

21

3. 3. Alat-alat yang digunakan

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Struktur Teknik, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret Surakarta, sehingga menggunakan alat-alat yang terdapat pada laboratorium tersebut.

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Timbangan

a. Timbangan Digital.

b. Timbangan “Bascule” merk DSN Bola Dunia, dengan kapasitas 150 kg dengan ketelitian 0,1 kg.

2. Alat bantu

a. Cetok semen, digunakan untuk memasukkan campuran repair mortar ke cetakan.

b. Gelas ukur kapasitas 1000 ml, digunakan untuk menakar air yang akan dipakai dalam campuran repair mortar.

c. Ember untuk tempat air dan sisa adukan. 3. Ayakan dan mesin penggetar ayakan

Ayakan baja dan penggetar 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.

4. Conical mould

(26)

commit to user

5. Kerucut Abrams

Kerucut abrams dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm, diameter bawah 20 cm, tinggi 30 cm lengkap dengan tongkat baja penusuk dengan ukuran panjang 60 cm, diameter 16 mm digunakan untuk mengukur nilai slump

adukan beton.

3. 4. Tahap dan Prosedur Penelitian

Sebagai penelitian ilmiah, penelitian ini dilaksanakan dalam sistematika dengan urutan yang jelas dan teratur agar hasil yang didapat baik dan dapat dipertanggungjawabkan. Oleh karena itu, pelaksanaan penelitian ini dibagi beberapa tahapan, yaitu :

1. Tahap I ( Tahap Persiapan )

Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang dibutuhkan dipersiapkan terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar.

2. Tahap II ( Uji Bahan )

Melakukan pengujian terhadap bahan penyusun beton untuk mengetahui kelayakan dari material tersebut sebagai bahan penyusun beton maupun

repair mortar. Hasil dari pengujian ini juga digunakan sebagai data perencanaan campuran repair mortar.

3. Tahap III ( Tahap Pembuatan Benda Uji )

Pada tahap ini dilaksanakan pekerjaan sebagai berikut : a. Penetapan campuran adukan repair mortar.

b. Pembuatan adukan repair mortar. c. Pemeriksaan nilai slump.

d. Pembuatan benda uji.

4. Tahap IV ( Tahap Perawatan Benda Uji / Curing )

(27)

commit to user

23

5. Tahap V ( Tahap Pengujian )

Pada tahap ini pekerjaan yang dilakukan adalah melakukan pengujian rangkak pada benda uji.

6. Tahap VI ( Analisa Data )

Pada tahap ini data yang diperoleh dari hasil pengujian lalu dianalisis untuk mendapatkan hubungan antara variabel-variabel yang diteliti dalam penelitian.

7. Tahap VII ( Kesimpulan )

(28)

commit to user

Tahap-tahap penelitian ini dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir sebagai berikut :

Persiapan

1. Air 2.Pengeras 3. Superplasticizer

Agregat halus SIKA Repair

Mortar

Analisa data

Kesimpulan Uji Bahan : 1. Kadar Lumpur 2. Kadar Organik 3. Specific Grafity

4. Gradasi Semen

Uji Bahan :

Vicat

Serat ban

Uji Bahan :

Specific Gravity

Mulai

Perhitungan Rencana Campuran dan Pembuatan Mix Design

Pembuatan Adukan Mortar

Pembuatan Benda Uji Perawatan benda uji (Curing)

Persiapan Pengujian

Pengujian creep

Gambar 3.2. Bagan alir tahap-tahap penelitian

(29)

commit to user

25

Ø Ø

Ø

Ø Ø

Ø

3. 5. Prosedur Pengujian Rangkak Tekan

Dalam pengujian rangkak tekan digunakan benda uji berbentuk silinder dengan ukuran diameter 75 mm dan tinggi 275 mm, sedangkan alat yang digunakan untuk pengujian rangkak tekan adalah Creep Loading Frame yang terdiri dari empat buah batang baja yang memiliki drat (Tie Rods), Load Dynamometer, sampel silinder mortar, dan plat baja, seperti yang terlihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3.3. Sketsa Creep Loading Frame untuk Pengujian Rangkak Tekan

Dalam pengujian digunakan tabung baja yang telah dipasangi Strain Gauge yang akan berfungsi sebagai Load Dynamometer, dan kemudian dilakukan kalibrasi untuk mengetahui hubungan antara beban dengan regangan. Langkah-langkah pemasangan Strain Gauge pada Load Dynamometer adalah sebagai berikut : a. Meletakkan tabung baja pada dudukan.

b. Memasang Strain Gauge tepat ditengah-tengah tabung baja dan direkatkan dengan menggunakan lem.

c. Memotong kabel sepanjang 2 meter kemudian menghubungkan ujung-ujung

Strain Gauge dan kabel dengan menggunakan solder.

d. Menutup sambungan dengan Sillicon Rubber agar posisi sambungan tidak berubah-ubah sehingga sambungan tidak putus.

(30)

commit to user

Langkah-langkah kalibrasi Load Dinamometer adalah sebagai berikut : a. Meletakkan tabung baja pada alat Loading Frame.

b. Memilih channel yang akan dipakai, kemudian menghubungkan kabel-kabel yang terdapat pada tabung baja dengan Strain Indikator sesuai dengan channel yang telah dipilih.

c. Mengatur channel yang terdapat pada Strain Indikator dan disetel pada posisi angka nol.

d. Memberikan beban secara bertahap dengan menggunakan alat Hydraulic Jack. e. Membaca nilai yang tertera pada Hydraulic Jack dan Strain Indikator.

f. Membuat grafik hubungan antara beban dan regangan untuk mengetahui berapa regangan yang harus diberikan pada benda uji sesuai dengan besarnya pembebanan.

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan dial gauge. Langkah-langkah pengujian rangkak tekan pada mortar adalah sebagai berikut :

a. Silinder mortar dikeluarkan dari cetakan setelah dicuring selama 1 hari.

b. Memasang damage point pada silinder setelah diberi tanda pada titik titik yang akan ditinjau sejarak 200 mm dan agar tepat digunakan alat bar reference kemudian direkatkan dengan menggunakan lem agar kuat dan posisi tidak berubah-ubah.

c. Memasang benda uji pada Creep Loading Frame.

d. Memilih channel yang akan dipakai, kemudian menghubungkan kabel-kabel yang terdapat pada tabung baja dengan Strain Indikator sesuai channel yang telah dipilih.

e. Mengatur channel yang terdapat pada Strain Indikator dan disetel pada posisi angka nol.

f. Memberikan pembebanan dengan mengencangkan drat pada bagian atas sampai terbaca nilai regangan yang diinginkan pada strain indicator.

g. Memasang dial gauge pada damage point. Kemudian membaca dan mencatat angka yang ditunjukkan oleh dial gauge setelah angka berhenti atau dalam keadaan stabil. Melakukan pada titik yang lain.

(31)

commit to user

27

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengujian Kuat Tekan Mortar

Pengujian kuat tekan mortar pada penelitian ini menggunakan 6 buah benda uji berbentuk kubus dengan ukuran 50 x 50 x 50 mm pada umur 1 hari. Dari pengujian tegangan yang dilakukan dengan alat Compression Testing Machine

didapatkan beban maksimum, yaitu pada saat mortar hancur menerima beban tersebut (Pmaks). Dari data tersebut kemudian diolah sehingga didapatkan nilai

kuat tekan mortar (f'_c). Hasil pengujian kuat tekan mortar selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil Uji Kuat Tekan Mortar

Variasi sample P(kgf) P(N)

A (mm2)

Kuat tekan (MPa)

Kuat tekan Rata2 (MPa) Mortar kubus 1 2000 20000 2500 8 7,80 kubus 2 1550 15500 2500 6,2

kubus 3 2300 23000 2500 9,2

MS-0% kubus 1 3180 31800 2500 12,72 13,73 kubus 2 2940 29400 2500 11,76

kubus 3 4180 41800 2500 16,72

MS-4% kubus 1 3030 30300 2500 12,12 10,51 kubus 2 2330 23300 2500 9,32

kubus 3 2520 25200 2500 10,08

MS-8% kubus 1 1860 18600 2500 7,44 7,12 kubus 2 1820 18200 2500 7,28

kubus 3 1660 16600 2500 6,64

MS-12% kubus 1 1300 13000 2500 5,2 5,33 kubus 2 900 9000 2500 3,6

kubus 3 1800 18000 2500 7,2

Sika kubus 1 2240 22400 2500 8,96 8,85 kubus 2 1740 17400 2500 6,96

(32)

commit to user

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

∅Creep Mortar ∅Creep S.0% ∅Creep S.4%

∅Creep S.8% ∅Creep S.12% ∅Creep Sika

4.2. Hasil Pengujian Rangkak Tekan

4.2.1. Ditinjau pada Tingkat Pembebanan yang Sama

Pada penelitian digunakan benda uji silinder dengan ukuran diameter 75 mm dan tinggi 275 mm. Pengujian creep pada mortar dimulai saat mortar berumur 1 hari. Pengujian creep dilakukan pada umur mortar mencapai 1, 2, 3, 7, 10, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 70 dan 84 hari. Coefficient Creep didapat dari perhitungan nilai

Creep di bagi nilai Regangan Elastis.

[image:32.595.113.513.206.659.2]

Pengujian rangkak tekan dengan beban 30 % dari kuat tekan. Dari data pengujian didapatkan grafik hubungan rangkak koefisien tekan dengan beban 30 % dari kuat tekan dengan umur mortar selengkapnya terdapat pada Lampiran C, disajikan dalam Gambar 4.1 sebagai berikut :

Gambar 4.1. Grafik Rangkak koefisien Tekan 30 % dengan umur pengeringan

(33)

commit to user

29

y = 0,0013x2_{- 0,0437x + 0,9868}

R² = 0,9506

0,000 0,500 1,000 1,500

[image:33.595.113.512.244.482.2]

0 2 4 6 8 10 12 14

GRAFIK RASIO COEFFICIENT CREEP MORTAR 0% DENGAN MORTAR SERAT BAN

serat ban 4% dibandingkan dengan repair mortar yang tanpa serat ban maupun

repair mortar yang berada di pasaran yang dalam penelitian ini digunakan sika

repair mortar. Dari Gambar 4.1 terlihat bahwa pada sika repair mortar rangkak koefisien yang terjadi sebesar 6,90 microstrain (saat umur 84 hari) dan repair

mortar dengan kadar serat ban 12% mengalami rangkak koefisien paling kecil yaitu 4,37 microstrain (saat umur 84 hari).

Gambar 4.2. Grafik Perbandingan Coefficient Creep Mortar dengan Mortar Serat Ban

Dari Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa repair mortar dengan bahan tambah serat ban berpengaruh dalam memperkecil rangkak pada mortar dilihat dengan rasio rangkak koefisien mortar 0% dengan mortar serat ban yang semakin kecil. Untuk penambahan serat ban 4% menurunkan rangkak koefisien sebesar 20,7%, penambahan serat ban 8% menurunkan rangkak sebesar 24,2%, dan penambahan serat ban 12% menurunkan rangkak sebesar 36,8%

[image:33.595.117.508.596.726.2]

(34)

commit to user

y = 0,0022x2_{- 0,0584x + 0,9842}

R² = 0,9449

0,000 0,500 1,000 1,500

[image:34.595.114.509.241.485.2]

0 2 4 6 8 10 12 14

GRAFIK RASIO COEFFICIENT CREEP MORTAR SIKA DENGAN MORTAR SERAT BAN

Dari Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa repair mortar dengan bahan tambah serat ban berpengaruh dalam memperkecil rangkak. Dari grafik di atas dan hitungan dalam excel dengan memasukkan rumus yang didapat dari hasil trend (y= 0,001x2-0,043x+ 0,986) Pada gambar bisa diamati trend yang terjadi bersifat kurva menghadap ke atas, sehingga dapat disimpulkan bahwa kadar serat ban yang semakin tinggi dapat mengurangi rangkak.

Gambar 4.4. Grafik Perbandingan Rangkak kefisien Sika dengan Mortar Serat Ban

Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa repair mortar dengan bahan tambah serat ban berpengaruh dalam memperkecil rangkak pada mortar dilihat dengan rasio rangkak koefisien mortar Sika dengan mortar serat ban yang semakin kecil. Untuk penambahan serat ban 4% menurunkan rangkak koefisien sebesar 26,1%, penambahan serat ban 8% menurunkan rangkak sebesar 29,3%, dan penambahan serat ban 12% menurunkan rangkak sebesar 41,1%

Gambar 4.5. Grafik Rasio Coefficient Creep Mortar Sika dengan Mortar Serat Ban y = 0,7395x

y = 0,707x

y = 0,5897x

0 6

0 1 2 3 4 5 6 7 8

C R E E P ( 1 0 ^ 6 )

CREEP (10^6) SIKA

GRAFIK PERBANDINGAN COEFFICIENT CREEP MORTAR SIKA DENGAN MORTAR SERAT BAN

[image:34.595.116.506.582.715.2]

(35)

commit to user

31

Dari gambar 4.5. dapat dilihat bahwa repair mortar dengan bahan tambah serat ban berpengaruh dalam memperkecil rangkak. Dari grafik di atas dan hitungan dalam excel dengan memasukkan rumus yang didapat dari hasil trend (y= 0,002x2-0,058x+ 0,984) Pada gambar juga bisa diamati trend yang terjadi bersifat kurva menghadap ke atas, sehingga dapat disimpulkan bahwa kadar serat ban

yang semakin tinggi dapat mengurangi rangkak yang terjadi.

4.3. Hasil Perhitungan Prediksi Koefisien Rangkak

[image:35.595.114.511.248.583.2]

Perhitungan prediksi koefisien rangkak tekan akan ditinjau jangka panjang sampai umur 1000 hari, dimana nilai jangka panjang ini diprediksi dengan metode ACI 209R-82. Perhitungan prediksi koefisien rangkak pada umur 1000 hari dapat dilihat pada Tabel 4.3. Langkah-langkah selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran D.

Tabel 4.2. Hasil Prediksi Koefisien Rangkak

KODE BENDA UJI CREEP ULTIMIT

( Metode ACI 209R–82 )

∅ Creep Mortar 21,053

∅ Creep MS-0% 15,909

∅ Creep MS-4% 16,332

∅ Creep MS-8% 10,963

∅ Creep MS-12% 12,585

∅ Creep Sika 11,731

(36)

[image:36.595.115.515.110.491.2]

commit to user

Gambar 4.6. Prediksi Koefisien Rangkak Menggunakan Metode ACI 209R-82

Setelah mengalami pembebanan dalam jangka waktu yang relatif lama, maka rangkak pada mortar akan semakin kecil seiring dengan bertambah lamanya waktu pembebanan. Nilai koefisien rangkak yang terjadi juga mengalami hal yang sama. Nilai rangkak akhir yang tidak akan bertambah lagi disebut dengan rangkak ultimit. Prediksi ACI 209R–82 tersebut diatas menghasilkan nilai koefisien rangkak ultimit seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.3.

4.4. Pembahasan

Rangkak didefinisikan sebagai naiknya regangan dibawah beban tetap yang bekerja terhadap fungsi waktu. Dengan definisi tersebut dapat dijelaskan bahwa pembebanan secara terus menerus dapat menyebabkan bertambahnya regangan atau menyebabkan terjadinya rangkak. Dari Gambar 4.1 dapat dilihat pada umur pengeringan sampai dengan 84 hari, menunjukkan repair mortar dengan bahan tambah serat ban dengan kadar serat 12% dari volume mortar mempunyai nilai

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 200 400 600 800 1000

C

re

e

p

c

o

e

ff

ic

ie

n

t

T (hari)

prediksi

Creep

berbagai variasi mortar berdasar data

84 hari

∅Creep Mortar ∅Creep S.0% ∅Creep S.4%

(37)

commit to user

33

Coefficient Creep paling kecil : 4,37 microstrain dibandingkan repair mortar dengan kadar serat ban lebih sedikit sehingga pada penelitian ini dapat dilihat bahwa repair mortar dengan kadar serat ban berbeda-beda akan mempengaruhi besarnya Coefficient creep yang terjadi, sedangkan pada sika repair mortar mempunyai nilai Coefficient creep paling besar : 6,90 microstrain. Hal ini disebabkan kehadiran serat-serat ini dapat berfungsi sebagai penyalur tegangan sehingga dapat mengurangi kecenderungan untuk mengalami rangkak dan susut. Dalam hal ini ada penurunan signifikan dari perangkakan material repair yang dapat dibuat sendiri dengan bahan dasar mortar dibandingkan dengan repair

mortar yang berada di pasaran.

Dari Gambar 4.6 terlihat bahwa dari hasil prediksi Coefficient creep yang dilakukan pada mortar dengan kadar serat ban berbeda, dengan pengeringan selama 1000 hari kenaikan Coefficient creep yang terjadi akan mendekati nilai

creep ultimatenya. Selain itu, intensitas kenaikan Coefficient creepnya akan semakin berkurang seiring bertambahnya umur mortar tersebut. Dari tabel 4.2 terlihat bahwa Ultimate creep terbesar terjadi pada mortar sika sebesar 7,947

(38)

commit to user

34

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari seluruh pengujian, analisis data, dan pembahasan yang dilakukan dalam penelitian ini, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa :

1. Penambahan serat ban pada repair mortar menghasilkan nilai rangkak koefisien lebih kecil daripada mortar SIKA dan Mortar Biasa. Penurunan nilai

rangkak koefisien tersebut dapat dihitung dengan trend (y= 0,002x2 -0,058x+ 0,984) untuk Sika dan untuk Mortar Biasa dihitung dengan trend (y= 0,001x2-0,043x+ 0,986).

2. Prediksi nilai rangkak koefisien Serat Ban 12% adalah yang terkecil yang dikarenakan Serat Ban 12% mempunyai nilai Elastic strain yang cukup besar pada awal pembebanan.

(39)

commit to user

35

5.2. Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diberikan saran yang diharapkan berguna dalam penerapannya di lapangan , saran-saran yang diberikan sebagai berikut :

1. Sebaiknya perlu dikaji ulang mengenai jumlah variasi Serat Ban yang akan dijadikan benda uji sehingga diharapkan mendapat hasil uji yang lebih baik. 2. Untuk memperkecil kesalahan yang ada sebaiknya diadakan penambahan

umur data dengan cara observasi lebih lanjut di masa mendatang.