PADA B ETON SEMEN PO LIMER
Oleh : Ari s man NI M 0 722446100 16 Program Studi Fi si ka
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
PENGARUH PENAMBAHAN CANGKANG KEMIRI DAN RESIN EPOKSI TERHADAP SIFAT MEKANIK PADA BETON SEMEN POLIMER
Arisman (NIM 072244610016) ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan cangkang kemiri dan resin epoksi terhadap sifat mekanik beton semen polimer dan mengetahui komposisi optimal antara serbuk cangkang kemiri dan resin epoksi dalam pembuatan beton semen polimer.
Beton semen polimer dicampur dengan variasi komposisi antara pasir dan serbuk kulit cangkang kemiri yaitu 0%, 25%, 50%, 75%, dan 100% dari massa agregat halus dan variasi penambahan resin epoksi yaitu 40%, 50% dan 60% dari total massa matriks. Mencetak adonan menggunakan cetakan kubus yang berukuran (5 x 5 x 5) cm3 dan cetakan berbentuk brequitte ukuran (7,5 x 4,15 x 2,5) cm 3. Kemudian dikeringkan selama 1 hari dan dipanaskan menggunakan oven selama 8 jam menggunakan suhu 600C. Disamping itu juga mencetak beton normal tanpa menggunakan serbuk cangkang kemiri dan resin epoksi dengan menggunakan perencanaan perbandingan beton K250. Kemudian menguji sifat mekanik masing-masing sampel (kuat tekan dan kuat tarik).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kuat tekan yang dihasilkan pada setiap benda uji bervariasi berkisar antara 12 – 24 MPa dan nilai kuat tarik yang dihasilkan pada setiap benda uji antara 2,85 – 3,95 MPa. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa dengan penambahan bahan campuran serbuk cangkang kemiri dan resin epoksi akan menghasilkan kekuatan tekan beton yang lebih besar dibandingkan dengan kuat tekan beton normal. Pada penambahan serbuk cangkang kemiri dan resin epoksi dengan komposisi resin epoksi sebanyak 60 % dan serbuk cangkang kemiri sebanyak 100 % menghasilkan kekuatan tekan optimum sebesar 24 MPa. Pada penambahan serbuk cangkang kemiri dan resin epoksi dengan komposisi resin epoksi sebanyak 50 % dan serbuk cangkang kemiri sebanyak 100 % menghasilkan kekuatan tarik optimum sebesar 3,95 MPa. Penambahan serbuk cangkang kemiri dan resin epoksi akan menghasilkan kekuatan tekan dan tarik yang lebih besar dibandingkan dengan beton normal yang memiliki kekuatan tekan sebesar 6,4 MPa dan kekuatan tarik sebesar 1,4 MPa.
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan i
Riwayat Hidup ii
Abstrak iii
Kata Pengantar iv
Daftar Isi vi
Daftar Tabel ix
Daftar Gambar x
Daftar Lampiran xi
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Batasan Masalah 3
1.3. Rumusan Masalah 3
1.4. Tujuan Penelitian 3
1.5. Manfaat Penelitian 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 Beton 4 2.1.1 Kelebihan dan Kekurangan Beton 4
2.1.2 Jenis-jenis Beton 6
2.2 Semen Portland 8
2.3 Agregat 9
2.4 Air 10
2.5 Beton Semen Polimer 11
2.6 Polimer 12
2.7 Resin Epoksi 12
2.8 Bahan Tambah 13
2.9 Kemiri 16
2.9.1 Cangkang kemiri 16
2.9.2 Karakteristik Cangkang Kemiri 17 2.9.3 Pemanfaatan Cangkang Kemiri 17
2.10 Karakterisasi Beton 18
2.10.1 Kuat Tekan 18
2.10.2 Kuat tarik beton 19
BAB III METODE PENELITIAN 22
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 22
3.2 Alat Dan Bahan 22
3.2.1 Alat 22
3.2.2 Bahan 22
3.3 Prosedur Penelitian 23
3.3.1 Variabel – Variabel Penelitian 23 3.3.2 Perencanaan campuran beton 23 3.3.3 Prosedur Pembuatan Sampel 26
3.3.4 Pengujian Sampel 27
3.3.4.1 Kuat Tekan 27
3.3.4.2 Kuat tarik 28
3.3.5 Data Pengamatan 29
3.3.5.1 Tabel Data Pengamatan Kuat Tekan Beton 29 3.3.5.2 Tabel Data Pengamatan Kuat Tarik Beton 30
3.3.6 Teknik Analisa Data 31
3.7 Diagram Alir Penelitian 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 33
4.1. Hasil Penelitian 33
4.2. Pembahasan Hasil Penelitian 37
4.2.1. Kekuatan Tekan 37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 41
5.1. Kesimpulan 41
5.2. Saran 42
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi Umum Oksida-Oksida Semen Portland Tipe I 8
Tabel 2.2 Pengaruh Sifat Agregat Pada Sifat Beton 9
Tabel 2.3 Sifat-Sifat Komposit Beton Polimer 11
Tabel 2.4 Material Pozzolan Umumnya 15
Tabel 2.5 Kandungan Cangkang Kemiri 18
Tabel 3.1 Komposisi Pencampuran Bahan Baku Beton Semen Polimer 25
Tabel 3.2 Tabel Data Pengamatan Kuat Tekan 29
Tabel 3.3 Tabel Data Pengamatan Kuat Tarik 30
Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengujian Kekuatan Tekan Beton Normal 33
Tabel 4.2 Tabel Hasil Pengujian Kekuatan Tekan Beton Semen Polimer 33
Tabel 4.3 Tabel Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Beton Normal 35
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Alat Uji Kuat Tekan 18
Gambar 2.2 Pola Keruntuhan Pada Kubus Beton 18
Gambar 2.3 Alat Uji Kuat Tarik 19
Gambar 2.4 Sampel Batang Uji Tarik 21 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 32
Gambar 4.1 Grafik Kekuatan Tekan Beton Semen Polimer Terhadap Komposisi Penambahan Serbuk Cangkang Kemiri dan
Resin Epoksi 34
Gambar 4.2 Grafik Kekuatan Tarik Beton Semen Polimer Terhadap Komposisi Penambahan Serbuk Cangkang Kemiri dan
Resin Epoksi 36
Gambar 4.3 Grafik Kekuatan Tekan Beton Semen Polimer dengan Variasi Serbuk Caangkang Kemiri pada Resin Epoksi
40%, 50% dan 60% 37
Gambar 4.4 Grafik Kekuatan Tarik Beton Semen Polimer dengan Variasi Serbuk Cangkang Kemiri pada Resin Epoksi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Beton
Semen Polimer 44
Lampiran 2. Perhitungan Persamaan Regresi Linier 46
1.1. Latar Belakang
Beton adalah bahan konstruksi yang berbasis perekat semen, dan agregatnya berupa: pasir dan batu (kerikil). Sifat beton yang paling sering diamati adalah sifat mekaniknya yaitu kekuatan tekan dan kekuatan tariknya.
Struktur beton sangat dipengaruhi oleh komposisi dan kualitas bahan – bahan pencampur beton, yang dibatasi oleh kemampuan daya tekan beton (in a state of compression) seperti yang tercantum dalam perencanaanya. (Mulyono,2003). Kekuatan tekan beton dapat dicapai sampai 14000 psi atau lebih, bergantung pada jenis campuran, sifat – sifat agregat, serta lama dan kualitas perawatan. Kekuatan beton yang paling umum digunakan adalah sekitar 3000 sampai 6000 psi, dan beton komersial dengan agregat biasa kekuatannya sekitar 300 sampai 10000 psi dengan ukuran 6 X 12 inchi (Nawy,1990). Untuk nilai kekuatan tarik pada beton hanya berkisar 9% - 15% saja dari kekuatan tekannya. (Suparjo,2003)
Untuk hal ini perlu adanya alternatif bahan campuran tambahan lainnya agar dapat meningkatkan kekuatan pada beton yang akan di uji serta dapat mempengaruhi sifat beton agar beton tersebut memiliki sifat yang lebih baik. Bahan campuran tambahan adalah bahan yang bukan air, agregat, maupun semen, yang ditambahkan ke dalam campuran sesaat atau selama pencampuran (Nawy,1990).
Hasil Penelitian Pasaribu (2009) diperoleh bahwa penggunaan abu cangkang kemiri yang dijadikan sebagai bahan pengisi pada beton memberikan pengaruh nyata dapat meningkatkan kuat tekan sebesar 3.80% dan 7.23% terhadap beton normal. Berdasarkan penelitian, pemakaian silika dari abu cangkang kemiri dari 0-30% mampu menambah nilai kekerasan pada beton.
Disamping dengan menambahkan serbuk cangkang kemiri dalam pembuatan beton dapat juga ditambahkan bahan lain agar beton menjadi lebih efisien dan kualitasnya dapat lebih ditingkatkan. Bahan tersebut merupakan resin polimer sebagai matriks kedalam campuran bahan baku beton. Polimer memiliki beberapa keunggulan, yaitu: cepat pengerasannya, kekuatan tariknya lebih tinggi dan memiliki daya lentur yang baik, beton jenis ini disebut beton polimer. Bahan polimer yang ditambahkan pada beton mampu menutup lebih rapat rongga – rongga pada beton agar tahan kelembaban tinggi. Resin polimer yang dipakai dalam penelitian ini adalah resin epoksi.
Penambahan resin epoksi menurut penelitian Juwairiah (2009) dapat meningkatkan kuat tekan dan kuat tarik beton. Dalam penelitiannya tentang Efek komposisi agregat batu apung dan resin epoksi dalam pembuatan semen polimer terhadap karakterisasinya menunjukkan bahwa ketika resin epoksi ditingkatkan sampai 25% maka kualitas beton polimer cenderung meningkat. Pada komposisi 30% berat batu apung,70% pasir dan 25% berat resin epoksi, didapat kuat tekan beton 31, 2 MPa dan kuat tarik 8, 27 MPa.
Penelitian yang dilakukan oleh Merliana (2011) tentang pengaruh penambahan
cangkang kemiri terhadap kuat tekan dan kuat tarik pada beton polimer dimana kualitas beton optimum diperoleh pada komposisi dengan perbandingan 1:3 pasir dan cangkang kemiri, dan penambahan resin epoksi sebesar 20% ternyata memberikan kekuatan tekan maksimum sebesar 36,4 MPa dan tarik 5,46 MPa.
Perbedaan pada penelitian ini adalah pada penelitian diatas, matriks yang digunakan adalah resin epoksi, sedangkan pada penelitian ini, matriks yang digunakan merupakan campuran antara semen dan resin epoksi. Penelitian yang akan dilakukan menggunakan, cangkang kemiri sebagai tambahan agregat dan matriks yang digunakan
merupakan campuran antara semen dan resin epoksi
Berdasarkan permasalahan di atas maka akan dilakukan penelitian lanjutan
mengenai “Pengaruh Penambahan Cangkang Kemiri dan Resin Epoksi
2. Pembuatan beton semen polimer dengan variasi penambahan serbuk cangkang kemiri (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) dari total massa agregat halus dan variasi penambahan resin epoksi (40%, 50%, 60%) dari total massa matriks.
1.2Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh penambahan serbuk cangkang kemiri (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) terhadap sifat mekanik beton semen polimer.
2. Bagaimana pengaruh penambahan resin epoksi (40%, 50%, 60%) terhadap sifat mekanik beton semen polimer.
3. Berapa persentase optimal perbandingan antara serbuk cangkang kemiri dan resin epoksi yang ditambahkan untuk mendapatkan beton yang yang memiliki sifat mekanik yang lebih baik dibanding beton normal biasa.
1.3Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengaruh penambahan serbuk cangkang kemiri terhadap sifat mekanik beton semen polimer.
2. Mengetahui pengaruh penambahan resin epoksi terhadap sifat mekanik beton semen polimer.
3. Mendapatkan persentase optimal perbandingan antara serbuk cangkang kemiri dan resin epoksi yang ditambahkan untuk mendapatkan beton yang memiliki sifat mekanik yang lebih baik dibandingkan beton normal biasa.
1.4Manfaat Penelitian
1. Sebagai tambahan ilmu pengetahuan bagaimana efek dari pemanfaatan serbuk cangkang kemiri pada pembuatan beton semen polimer.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan pengujian kekuatan tekan dan kekuatan tarik beton semen polimer dengan menggunakan penambahan serbuk kulit kerang dapat disimpulkan:
1. Pada penambahan serbuk kulit kerang sebagai bahan penambahan beton semen polimer dengan komposisi serbuk cangkang kemiri sebanyak 100 % ternyata menghasilkan kekuatan tekan dan tarik optimal.
2. Pada penambahan resin epoksi sebagai bahan penambahan beton semen polimer dengan komposisi resin epoksi sebanyak 60 % ternyata menghasilkan kuat tekan dan 50 % menghasilkan kuat tarik optimal. 3. Kuat tekan optimal diperoleh pada perbandingan komposisi 100% serbuk
5.2. Saran
Untuk mengetahui lebih jauh tentang pengaruh serbuk cangkang kemiri dan resin epoksi terhadap kekuatan tekan dan tarik beton semen polimer maka disarankan untuk:
1. Nilai kuat tekan optimal yaitu pada resin epoksi 50 % dan serbuk cangkang kemiri 100 % adalah 24 MPa dan kuat tarik nya 4,95 MPa. Tetapi, nilai kuat tariknya belum sebanding dengan nilai kuat tekannya, untuk itu perlu ditambahkan tulangan pada beton agar nilai kuat tariknya sebanding dengan nilai kuat tekannya.
2. Memakai tulangan pada beton agar nilai kuat tariknya sebanding dengan nilai kuat tekannya.
DAFTAR PUSTAKA
A.J.Hartomo, dkk., (1989), Memahami Polimer dan Perekat, Penerbit ANDI OFFSET, Yogyakarta
American Concrete Institute,ACI 318-89,1990, Building Code Requirements for reinforce Concrete Part I, General requirements, fifth edition, Skokie, Illinois, USA: PCA,SPP.
Departemen Kehutanan Propinsi Jawa Barat, (1994), Hasil Penelitian dan Pengembangan Tanaman Industri, Kumpulan Makalah Agribisnis, Cipayung-Bogor.
Dorel Feldman dan Anton J.H, (1995), Bahan Polimer Konstruksi bangunan, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta
Juwairiah (2009), Efek Komposisi Agregat Batu Apung Dan Resin Epoksi Dalam Pmebuatan Beton Polimer Terhadap Karakterisasinya , Tesis, USU, Medan
Mulyono, Tri,(2003), Teknologi Beton,Penerbit ANDI,Yogyakarta. M.M.El, (1992), Instalansi Pembangkit Daya, Penerbit Erlangga, Jakarta
Murdock,L.J & Brook,K.M, (1991), Bahan dan Praktek Beton (alih bahasa Stephanus Hendarko), Erlangga, Jakarta.
Nawy,(1990), Beton Bertulang. Alih Bahasa Bambang Suryoatmono,Penerbit PT. Eresco, Bandung.
Nugraha, Paul dan Antoni, (2007), Teknologi Beton, Penerbit Andi, Yogyakarta Pasaribu, Hayani.,(2009), Pengaruh Konsentrasi Cangkang Kemiri terhadap Uji
Tekan dan Uji Tarik Beton,Skripsi,Universitas Negeri Medan,Medan.
Sinaga, Merliana., (2011), Pengaruh Penambahan Cangkang Kemiri Terhadap Kuat Tekan dan Kuat Tarik pada Beton Polimer, Skripsi, UNIMED, Medan
Siregar, Shinta M., (2009), Pemanfaatan Kulit Kerang dan Resin Epoksi Terhadap Karakteristik Beton Polimer, Tesis, USU, Medan
Sudjana, (2005), Metoda Statistika, Penerbit Tarsito, Bandung
Suparjo,(2003), Pemanfaatan Serat Bambu untuk dinding Beton ringan tanpa Pasir Pracetak Tulangan bamboo dengan Agregat Batu Apung, Majalah IPTEK, Vol 14, No.2 Mei 2008
