TUGAS AKHIR
PENGARUH ISIAN MORTAR TERHADAP KUAT GESER
PADA BAMBU WULUNG
DENGAN BAUT SEBAGAI SHEAR CONNECTOR
Diajukan Kepada Universitas Islam Indonesia Yogyakarta Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Derajat Sarjana Strata Satu (S1) Teknik Sipil
Disusun Oleh :
NAMA :
RAYENDRA
NO. MHS. : 03 511 150
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA
YOGYAKARTA
2010
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb
Syukur alhamdulillah kehadirat Allah SWT Sang Pencipta, Pemelihara, Pembimbing bagi seluruh mahluk-Nya yang telah melimpahkan rahmat kasih sayang seiring taufiq dan hidayah-Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Shalawat dan salam semoga tercurah kepada Muhammad SAW tauladan dan pembawa risalah pencerahan bagi kehidupan kita.
Tugas Akhir ini disusun sebagai persyaratan untuk menyelesaikan jenjang Strata satu (S1) di Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta. Dalam Tugas Akhir ini yang berjudul “PENGARUH ISIAN MORTAR TERHADAP KUAT GESER PADA BAMBU WULUNG DENGAN BAUT SEBAGAI SHEAR CONNECTOR”, telah di usahakan dengan segenap kemampuan dan pengetahuan yang dimiliki, berdasarkan pada buku-buku referensi dan pedoman yang ada. Mengingat keterbatasan yang ada, disadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna sehingga diperlukan kritik dan saran yang bermanfaat untuk kesempurnaan Tugas Akhir.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini telah banyak diperoleh bantuan bimbingan dan petunjuk dari berbagai pihak, baik moral maupun materiil. Untuk itu di ucapkan terima kasih sebanyak-banyaknya kepada :
1. Bapak DR. Moch. Teguh, MSCE, PhD, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia,
2. Bapak Ir. H. Suharyatmo, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia,
3. Bapak Ir. H. Suharyatmo, MT. selaku Dosen Pembimbing, 4. Bapak Ir. H. Much. Samsudin, MT. selaku Dosen Tamu, 5. Bapak Ir. Helmy Akbar Bale, MT. selaku Dosen Tamu,
6. Semua pihak di lingkungan Jurusan Teknik Sipil yang telah membantu proses penyusunan Tugas Akhir ini,
Tidak ada yang dapat disampaikan selain ucapan terima kasih yang sebanyak-banyaknya atas bantuan yang diberikan, semoga mendapat balasan kebaikan dari Allah SWT. Amin
Akhirnya besar harapan penulis Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis secara pribadi dan bagi siapa saja yang membacanya.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb
Yogyakarta, Juni 2010
Penulis
ABSTRAKSI
Bambu adalah tumbuhan jenis rumput-rumputan yang mempunyai batang berongga dan beruas-ruas termasuk famili gramineae sangat mudah ditemukan hidup liar di wilayah Indonesia yang dapat berperan serba guna, dapat digunakan sebagai alternatif pengganti kayu. Penggunaan bambu sebagi bahan bangunan cukup beralasan karena harganya yang relatif murah dan mudah didapat. Disamping itu bambu mempunyai sifat struktur yang ringan dan lentur sehingga bangunan yang mengunakan bambu mempunyai ketahanan tinggi terhadap gempa. Disisi lain kekuatan terhadap gaya normal cukup baik karena pada kenyataannya bambu memiliki arah serat yang sejajar. Penggunaan mortar sebagai bahan pengisi pada rongga bambu tapan meningkatkan kuat tekan pada batang. Maka penguatan kuat tarik dan geser harus diberikan pada daerah tarik dari penampang untuk mengatasi kelemahan pada daerah tarik.
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
ABSTRAKSI ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR NOTASI ... xv BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1Latar Belakang ... 1 1.2Pokok Masalah ... 4 1.3Tujuan Masalah ... 4 1.4Manfaat Penelitian ... 4 1.5Batasan Penelitian ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1 Pendahuluan ... 6
2.2 Bahan Pengisi ... 6
2.3 Sifat Fisik Dan Mekanik Bambu ... 7
2.4 Kuat Geser Dan Modulus Elastisitas Bambu ... 10
2.5 Berat Jenis Bambu ... 10
BAB III LANDASAN TEORI ... 12
3.1Pendahuluan ... 12
3.2 Bahan ... 12
3.3 Perencanaan Campuran Mortar ... 17
3.4 Pengujian Karakteristik Bahan ... 17
3.4.2. Kuat Tekan Bambu ... 18
3.4.3.Kuat Geser /Tegangan Geser Bambu ... 19
3.5 Kuat Tekan Bahan Pengisi ... 19
3.6 Kadar Air Bambu ... 20
3.7 Kuat Geser Balok Bambu dan Grouting dengan Baut ... 20
BAB IV METODE PENELITIAN ... 21
4.1 Pendahuluan ... 21
4.2 Persiapan Dan Alat ... 21
4.2.1 Bahan Penelitian ... 21
4.2.2 Pengolahan Bahan-bahan ... 22
4.2.3 Peralatan Penelitian ... 22
4.3 Pelaksanaan Penelitian ... 23
4.4 Jumlah Benda Uji ... 29
4.5 Waktu Dan Tempat Penelitian ... 30
4.6 Perawatan Benda Uji ... 31
4.7 Skema Penelitian ... 31
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 32
5.1 Pengujian sifat Fisik Bambu ... 32
5.1.1 Kadar Air Bambu ... 32
5.1.2 Berat Volume Bambu ... 34
5.2 Pengujian Sifat Mekanik Bambu ... 37
5.2.1 Kuat Tekan Bambu ... 37
5.2.2 Kuat Tarik Bambu ... 42
5.2.3 Kuat Geser Bambu ... 43
5.3 Pengujian Kuat Tekan Mortar ... 44
5.4 Pengujian Kuat Geser Baut ... 47
5.5 Hasil Penelitian ... 50
5.5.1 Kuat Tekan Bambu Dengan Satu Baris Baut Tanpa Mortar ... 50
5.5.3 Kuat Tekan Bambu Dengan Tiga Baris Baut Tanpa Mortar ... 55
5.5.4 Kuat Tekan Bambu Dengan Satu Baris Baut Dengan Mortar ... 56
5.5.5 Kuat Tekan Bambu Dengan Dua Baris Baut Dengan Mortar ... 60
5.5.6 Kuat Tekan Bambu Dengan Tiga Baris Baut Dengan Mortar ... 61
5.5.7 Kuat Tekan Bambu Dengan Satu Baris Baut Tanpa Mortar Dan Tanpa Menggunakan Plat ... 62
5.5.8 Kuat Tekan Bambu Dengan Dua Baris Baut Tanpa Mortar Dan Tanpa Menggunakan Plat ... 66
5.5.9 Kuat Tekan Bambu Dengan Tiga Baris Baut Tanpa Mortar Dan Tanpa Menggunakan Plat ... 67
5.5.10 Kuat Tekan Bambu Dengan Satu Baris Baut Dengan Mortar Menggunakan Plat ... 69
5.5.11 Kuat Tekan Bambu Dengan Dua Baris Baut Dengan Mortar Menggunakan Plat ... 72
5.5.12 Kuat Tekan Bambu Dengan TigaBaris Baut Dengan Mortar Menggunakan Plat ... 74
5.6 Pembahasan ... 50
5.6.1 Beban Maksimal Bambu ... 78
5.6.2 Tegangan Bambu ... 84
5.6.3 Tegangan Geser Bambu ... 85
5.6.4 Tegangan Mortar ... 87
5.6.5 Tegangan Geser Baut ... 88
5.6.6 Tegangan Lentur Baut ... 93
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN... 98
6.1 Kesimpulan ... 98
6.2 Saran-saran ... 99
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat fisik dan mekanik bambu hitam dan bambu apus ... 8
Tabel 2.2 Nilai sifat fisik dan mekanis bambu ... 9
Tabel 3.1 Susunan unsur-unsur Semen ... 13
Tabel 3.2 Analisis kimia 10 jenis bambu ... 15
Tabel 3.3 Bubuk yang ditemukan pada bambu ... 16
Tabel 3.4 Penyebaran jenis bubuk pada bambu ... 17
Tabel 4.1. Jenis dan jumlah benda uji ... 30
Tabel 5.1 Kadar air benda uji bambu bagian bawah ... 32
Tabel 5.2 Kadar air benda uji bambu bagian tengah ... 33
Tabel 5.3 Kadar air benda uji bambu bagian atas ... 33
Tabel 5.4 Perbandingan kadar air benda uji bambu ... 33
Tabel 5.5 Berat volume benda uji bambu bagian bawah ... 35
Tabel 5.6 Berat volume benda uji bambu bagian tengah ... 35
Tabel 5.7 Berat volume benda uji bambu bagian atas ... 36
Tabel 5.8 Perbandingan berat volume benda uji bambu ... 36
Tabel 5.9 Kuat tekan bambu tanpa nodia (ruas) ... 37
Tabel 5.10 Kuat tekan bambu dengan nodia (ruas) ditengah ... 38
Tabel 5.11 Kuat tekan bambu dengan nodia (ruas) dikedua sisi ujung ... 39
Tabel 5.12 Tabel perbandingan kuat tekan bambu ... 39
Tabel 5.13 Tabel beban tekan maksimum bambu ... 40
Tabel 5.14 Kuat tarik benda uji bambu ... 42
Tabel 5.16 Pengujian kuat tekan mortar ... 45
Tabel 5.17 Hasil uji kuat geser baut ... 47
Tabel 5.18 Pengujian teknis benda uji tanpa plat ... 48
Tabel 5.19 Pengujian teknis benda uji dengan plat ... 48
Tabel 5.20 Keterangan kode benda uji ... 48
Tabel 5.21 Kuat tekan bambu tanpa mortar dengan baut satu baris ... 50
Tabel 5.22 Kuat tekan bambu tanpa mortar dengan baut dua baris ... 53
Tabel 5.23 Kuat tekan bambu tanpa mortar dengan baut tiga baris ... 55
Tabel 5.24 Kuat tekan bambu isian mortar dengan baut satu baris ... 56
Tabel 5.25 Kuat tekan bambu isian mortar dengan baut dua baris ... 60
Tabel 5.26 Kuat tekan bambu isian mortar dengan baut tiga baris ... 61
Tabel 5.27 Kuat tekan bambu tanpa mortar dengan plat dan baut satu baris ... .. 63
Tabel 5.28 Kuat tekan bambu tanpa mortar dengan plat dan baut dua baris ... .. 66
Tabel 5.29 Kuat tekan bambu tanpa mortar dengan plat dan baut tiga baris ... .. 67
Tabel 5.30 Kuat tekan bambu dengan mortar dengan plat dan baut satu baris 69 Tabel 5.31 Kuat tekan bambu dengan mortar dengan plat dan baut dua baris 73
Tabel 5.32 Kuat tekan bambu dengan mortar dengan plat dan baut tiga baris 74 Tabel 5.33 Perbandingan beban dan tegangan bambu ... 75
Tabel 5.34 Perbandingan beban dan tegangan geser bambu ... 76
Tabel 5.35 Perbandingan beban dan tegangan mortar ... 76
Tabel 5.36 Perbandingan hasil dengan variasi jumlah baut tanpa plat ... 76
Tabel 5.37 Perbandingan hasil dengan variasi jumlah baut dengan plat ... 77
Tabel 5.38 Tegangan bambu kosong tanpa menggunakan plat ……… 84
Tabel 5.39 Tegangan bambu kosong dengan menggunakan plat ………. 84
Tabel 5.41 Tegangan geser bambu kosong dengan menggunakan plat ……... 86 Tabel 5.42 Tegangan mortar tanpa menggunakan plat ……… 87 Tabel 5.43 Tegangan mortar dengan menggunakan plat ………. 87
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Contoh pengambilan bahan uji dari ruas bambu ... 10
Gambar 4.1 Benda uji kadar air ... 23
Gambar 4.2 Benda uji geser tanpa nodia (ruas) ... 24
Gambar 4.3 Benda uji geser dengan nodia (ruas) ... 24
Gambar 4.4 Benda uji tekan tanpa nodia ... 24
Gambar 4.5 Benda uji tekan dengan nodia di tengah ... 24
Gambar 4.6 Benda uji tekan dengan nodia di kedua ujung benda uji ... 25
Gambar 4.7 Benda uji tarik tanpa nodia ... 25
Gambar 4.8 Benda uji tarik dengan nodia ... 25
Gambar 4.9 Benda uji dengan satu baut tanpa isian mortar ... 25
Gambar 4.10 Benda uji dengan dua baut tanpa isian mortar ... 26
Gambar 4.11 Benda uji dengan tiga baut tanpa isian mortar ... 26
Gambar 4.12 Tampang melintang elemen sambungan baut tanpa mortar ... 26
Gambar 4.13 Benda uji dengan satu baut dengan isian mortar ... 26
Gambar 4.14 Benda uji dengan dua baut dengan isian mortar. ... 27
Gambar 4.15 Benda uji dengan tiga baut dengan isian mortar ... 27
Gambar 4.16 Tampang melintang elemen sambungan baut dengan mortar .... 27
Gambar 4.17 Benda uji dengan satu baut tanpa isian mortar dan tanpa plat ... 27
Gambar 4.18 Benda uji dengan dua baut tanpa isian mortar dan tanpa plat .... 28
Gambar 4.19 Benda uji dengan tiga baut tanpa isian mortar dan tanpa plat .... 28
Gambar 4.20 Tampang melintang elemen sambungan baut tanpa mortardan dengan plat ... 28
Gambar 4.21 Benda uji dengan satu baut dengan isian mortar dan dengan menggunakan plat ... 28
Gambar 4.22 Benda uji dengan dua baut dengan isian mortar dan dengan menggunakan plat ... 29
Gambar 4.23 Benda uji dengan tiga baut dengan isian mortar dan dengan
menggunakan plat ... 29
Gambar 4.24 Tampang melintang elemen sambungan baut dengan isian mortar dan dengan menggunakan plat ... 29
Gambar 4.25 Skema Penelitian ... 31
Gambar 5.1 Grafik tegangan-regangan benda uji-1 tekan bambu tanpa nodia (ruas) ... 38
Gambar 5.2 Grafik tegangan-regangan benda uji-1 tekan bambu dengan nodia di tengah ... 38
Gambar 5.3 Grafik tegangan-regangan benda uji-1 tekan bambu dengan nodia (ruas) dikedua sisi ujung ... 39
Gambar 5.4 Grafik tegangan-regangan kuat tekan Bambu ... 40
Gambar 5.5 Grafik beban-lendutan tekan Bambu ... 40
Gambar 5.6 Grafik tegangan-regangan mortar ... 45
Gambar. 5.7 Beban maksimal bambu kosong tanpa menggunakan plat …….. 78
Gambar 5.8 Beban maksimal bambu kosong dengan menggunakan plat …… 78
Gambar 5.9 Beban maksimal bambu kosong tanpa plat dan dengan menggunakan plat ………. 79
Gambar 5.10 Beban maksimal bambu isi tanpa menggunakan plat …………. 80
Gambar 5.11 Beban maksimal bambu isi tanpa menggunakan plat …………. 81
Gambar 5.12 Beban maksimal bambu isi tanpa plat dan dengan menggunakan plat ……… 82
Gambar 5.13 Beban maksimal bambu kosong dan bambu isi tanpa menggunakan plat ………. 82
Gambar 5.14 Beban maksimal bambu kosong dan bambu isi dengan menggunakan plat ……….. 83
Gambar 5.15 Tegangan geser baut kosong tanpa menggunakan plat ……….... 88
Gambar 5.16 Tegangan geser baut kosong dengan menggunakan plat ………. 89
Gambar 5.17 Perbandingan tegangan geser baut kosong tanpa-pake menggunakan plat ……….. 89
Gambar 5.19 Tegangan geser baut isi dengan menggunakan plat ………. 90 Gambar 5.20 Perbandingan tegangan geser baut isi tanpa-dengan menggunakan
plat ………... 91 Gambar 5.21 Perbandingan tegangan geser baut kosong-isi tanpa menggunakan
plat ………... 92 Gambar 5.22 Perbandingan tegangan geser baut kosong-isi dengan menggunakan plat ……… 92 Gambar 5.23 Tegangan lentur baut kosong tanpa menggunakan plat ………… 93 Gambar 5.24 Tegangan lentur baut kosong dengan menggunakan plat ………. 93 Gambar 5.25 Perbandingan tegangan lentur baut kosong tanpa dan dengan
menggunakan plat ……….. 94 Gambar 5.26 Tegangan lentur baut isi tanpa menggunakan plat ……… 94 Gambar 5.27 Tegangan lentur baut isi dengan menggunakan plat ………. 95 Gambar 5.28 Perbandingan tegangan lentur baut kosong-isi dengan menggunakan
plat ………. 95 Gambar 5.29 perbandingan tegangan lentur baut kosong-isi tanpa menggunakan
plat ………. 96 Gambar 5.30 perbandingan tegangan lentur baut bambu kosong-isi dengan
DAFTAR NOTASI
A : Luas penampang b : Lebar h : Tinggi l : panjang BJ : Berat Jenis Ka : Kadar airWb : Berat kering udara
Wa : Berat kering tanur
Ka : Berat jenis
D : Diameter luar bambu
d : Diameter dalam bambu
T : Tinggi bambu
t : Tebal bambu
Pmaks : Beban tekan maksimum σmaks : Tegangan pada batas maksimum
σtk : Tegangan tekan
σlt : Tegangan lentur
σtr : Tegangan Tarik
E : Modulus elastisitas
ε : Regangan
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Bambu adalah tumbuhan jenis rumput-rumputan yang mempunyai batang berongga dan beruas-ruas termasuk famili gramineae sangat mudah ditemukan hidup liar di wilayah Indonesia yang dapat berperan serba guna, dapat digunakan sebagai alternatif pengganti kayu. Dengan pemakaian bambu diharapkan penggunaan kayu menjadi berkurang yang akhirnya dapat mengurangi penebangan secara liar sehingga dapat dijadikan salah satu cara dalam pelestarian hutan di Indonesia.
Penggunaan bambu sebagai bahan bangunan cukup beralasan karena harganya yang relatif murah dan mudah didapat. Disamping itu bambu mempunyai sifat struktur yang ringan dan lentur sehingga bangunan yang mengunakan bambu mempunyai ketahanan tinggi terhadap gempa. Disisi lain kekuatan terhadap gaya normal cukup baik karena pada kenyataannya bambu memiliki arah serat yang sejajar.
Dalam sebuah penelitian terhadap bambu dari spesies bambu blumeena
yang berumur tiga tahun, menyatakan bahwa kekuatan tarik bambu sejajar serat cukup tinggi yaitu 200 sampai 300 MPa, kekuatan lentur rata-rata sebesar 84 MPa, modulus elastisitas sebesar 20000 MPa, kekuatan geser rata-rata cukup rendah yaitu 2,25 MPa pada pembeban jangka pendek dan 1,01 MPa pada pembebanan jangka panjang (Jenssen, 1980).
Dari berbagai penelitian yang telah dilakukan, bambu di Indonesia mempunyai kekuatan tarik (tegangan patah untuk tarik) sebesar 100 sampai 400 MPa (Yap, 1983). Sedangkan Morisco (1996) dalam penelitiannya telah membandingkan kekuatan tarik dari beberapa jenis bambu terhadap kekuatan tarik baja didapat bahwa kekuatan beberapa jenis bambu lebih tinggi dari kekuatan tarik baja.
Metode pemanenan tanaman bambu adalah dengan metode tebang habis dan tebang pilih. Pada metode tebang habis, semua batang bambu ditebang baik yang tua maupun yang muda, sehingga kualitas batang bambu yang diperoleh bercampur antara bambu yang tua dan yang muda. Selain itu metode ini juga menimbulkan pengaruh terhadap sistem perebungan bambu, sehingga kelangsungan tanaman bambu terganggu, karena sistem perebungan bambu dipengaruhi juga oleh batang bambu yang ditinggalkan. Pada beberapa jenis tanaman bambu metode tebang habis menyebabkan rumpun menjadi kering dan mati, tetapi pada jenis yang lain masih mampu menumbuhkan rebungnya tetapi dengan diameter rebung tidak besar dan junlahnya tidak banyak (Sindusuwarno, 1963).
Metode tebang pilih pada tanaman bambu adalah menebang batang-batang bambu berdasarkan umur tumbuhnya. Metode ini dikembangkan dengan dasar pemikiran adanya hubungan batang bambu yang ditinggalkan dengan kelangsungan sistem perebungan bambu.
Penelitian tentang hubungan sistem penebangan dengan perebungan telah dilakukan oleh Sudiono dan Soemarna (1964). Penelitian dilakukan pada hutan bambu tanaman dengan mengklasifikasikan batang-batang bambu ke dalam generasi-generasi yaitu: generasi I (berumur 3 - 4 tahun), generasi II (berumur 2 - 3 tahun), generasi III (berumur 1 - 2 tahun) dan generasi IV (berumur 0 - 1 tahun). Pengklasifikasian ini tidak menyertakan batang dalam suatu rumpun yang lebih dari 4 tahun, karena umumnya batang bambu pada umur tersebut sudah ditebang karena sudah masak tebang. Informasi yang diberikan adalah bahwa sistem tebang pilih yang disarankan untuk dilakukan adalah yang pertama menebang semua batang generasi I, kedua menebang batang generasi I + II + III dan yang ketiga menebang semua batang generasi I + II.
Selain itu perlu diperhatikan bahwa metode penebangan bukan merupakan satu-satunya faktor yang menentukan perebungan suatu tanaman bambu, melainkan dipengaruhi juga oleh banyaknya batang yang ditinggalkan pada tiap rumpun. Batang yang sebaiknya ditinggalkan dalam suatu pemanenan adalah generasi II, III dan IV dari suatu rumpun yang dipanen, dengan perbandingan generasi IV lebih banyak yang ditinggalkan daripada generasi lainnya.
Dalam penggunaannya di masyarakat, bahan bambu kadang-kadang menemui beberapa keterbatasan. Sebagai bahan bangunan, faktor yang sangat mempengaruhi bahan bambu adalah sifat fisik bambu yang membuatnya sukar dikerjakan secara mekanis, variasi dimensi dan ketidakseragaman panjang ruasnya serta ketidakawetan bahan bambu tersebut menjadikan bambu tidak dipilih
sebagai bahan komponen rumah. Sering ditemui barang-barang yang berasal dari bambu yang dikuliti khususnya dalam keadaan basah mudah diserang oleh jamur biru dan bulukan sedangkan bambu bulat utuh dalam keadaan kering dapat diserang oleh serangga bubuk kering dan rayap kayu kering.
1.2Pokok Masalah
Belum terberdayakannya sumber daya alam yang ada yakni bambu sebagai bahan struktur bangunan dengan sistem komposit sehingga dapat memperoleh kekuatan yang maksimal dalam struktural.
1.3Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1.Mengetahui kekuatan bambu komposit isian mortar pada bambu wulung dengan menggunakan baut sebagai shear connector.
2.Sifat-sifat mekanik bambu wulung yaitu terhadap kuat tarik, kuat tekan, kuat geser sejajar serat, dan tegak lurus serat.
1.4Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian diharapkan dapat diperoleh gambaran tentang kekuatan geser antara bambu dengan isian mortar campuran semen, pasir dan air sebagai bahan struktural, sehingga memperoleh nilai tambah dalam pembangunan struktur konstruksi.
1.5Batasan Masalah
Sesuai dengan tujuan penelitian dan lebih memudahan dalam penelitian maka perlu adanya batasan-batasan masalah sebagai berikut:
1. Benda uji adalah bambu wulung dengan silinder antara 6 cm – 8 cm, tebal dinding 0.5 – 1.5cm, jarak ruas 25 cm – 45 cm, serta tinggi batang 8 – 15 meter isian mortar adalah campuran semen, pasir dan air dengan perbandingan 1:3, dan fas 0,9 yang digroutingkan sepanjang balok bambu setelah usia 28 hari dengan menggunakan baut 0,5 inch sebagai shear connector.
2. Semen yang digunakan adalah semen Portland kelas 1, merk Semen Gresik dengan berat 50 kg/zak.
3. Menggunakan air dari Laboratorium Bahan Konstruksi Teknik Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Islam Indonesia.
4. Uji kuat geser ini dilakukan pada usia 28 hari.
5. Alat uji kuat geser yang digunakan alat kuat tarik di Laboratorium Bahan Konstruksi Teknik Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Islam Indonesia.
6. Bambu yang digunakan diambil dari wilayah Dukuh Dukuh, Ngaglik, Sleman, Yogyakarta.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan
Seperti yang kita ketahui, Indonesia merupakan salah satu negara pengahasil kayu yang cukup besar, akan tetapi didalam konstruksi kayu, kita belum banyak melakukan penelitian-penelitian untuk dapat mendapatkan cara konstruksi kayu yang baru dan menerapkan sambungan-sambungan kayu dengan alat yang baru dan modern sehingga dapat mengoptimalkan pemakaian kayu dan dan dapat digunakan konstruksi kayu sebagai konstruksi bangunan yang besar, seperti kuda-kuda pada gedung olahraga yang bentangnya lebih dari 50 meter, serta dapat menggantikan besi dan beton bertulang (Suwarno, 1967)
Bambu mempunyai sifat kuat tarik yang cukup tinggi dan cukup elastis, sehingga bambu cocok digunakan sebagai aternatif tulangan pengganti baja. Usia pertumbuhan bambu di Indonesia yang sangat pendek yakni antara umur 3 – 5 tahun dapat memudahkan dalam hal pengadaan. Selain harga yang lebih ekonomis daripada baja, bambu juga memiliki kuat tarik yang cukup baik pula. Namun pada kenyataannya bambu mempunyai sifat higroskopis akan menyebabkan kuat lekat bambu dan campuran mortar sangat rendah.
2.2 Bahan Pengisi
Campuran semen, pasir dan air ini bersifat plastis yang dicetak membentuk sebuah silinder sesegera mungkin dirawat untuk mempercepat reaksi
hidrasi campura semen, pasir dan air sehingga terjadi pengerasan. Bahan yang terbentuk ini mempunyai kekuatan tekan yang tinggi, tapi kuat tarik sangat rendah. Maka penguatan kuat tarik dan geser harus diberikan pada daerah tarik dari penampang untuk mengatasi kelemahan pada daerah tarik (Edward G. Nawy, 1990).
2.3 Sifat Fisik Dan Mekanik Bambu
Sifat fisik dan mekanik merupakan informasi penting guna memberi petunjuk tentang cara pengerjaan maupun sifat barang yang dihasilkan. Kemudian Liese (1980), mengemukakan bahwa secara anatomi dan kimiawi bambu dan kayu hampir sama. Oleh karena itu, faktor-faktor yang berpengaruh terhadap sifat-sifat kayu kemungkinan juga akan berpengaruh terhadap sifat-sifat-sifat-sifat bambu.
Hasil pengujian sifat fisik dan mekanik bambu telah diberikan oleh Ginoga (1977) dalam taraf pendahuluan. Pengujian dilakukan pada bambu apus (Gigantochloa apus Kurz.) dan bambu hitam (Gigantochloa nigrocillata Kurz.). Beberapa hal yang mempengaruhi sifat fisik dan mekanik bambu adalah umur, posisi ketinggian, diameter, tebal daging bambu, posisi beban (pada buku atau ruas), posisi radial dari luas sampai ke bagian dalam dan kadar air bambu. Hasil pengujian sifat fisik mekanik bambu hitam dan bambu apus terdapat pada Tabel 1
Tabel 2.1. Sifat fisik dan mekanik bambu hitam dan bambu apus
No. Sifat Bambu hitam
Bambu apus 1. Keteguhan lentur statik
a. Tegangan pada batas proporsi (kg/cm2) 447 327
b. Tegangan pada batas patah (kg/cm2) 663 546
c. Modulus elastisitas (kg/cm2) 99000 101000
d. Usaha pada batas proporsi (kg/dm3) 1,2 0,8
e. Usaha pada batas patah (kg/dm3) 3,6 3,3
2. Keteguhan tekan sejajar serat (tegangan maximum, kg/cm2)
489 504
3. Keteguhan geser (kg/cm2) 61,4 39,5
4. Keteguhan tarik tegak lurus serat (kg/cm2) 28,7 28,3
5. Keteguhan belah (kg/cm2) 41,4 58,2
6. Berat Jenis
a. Kadar air (KA) pada saat pengujian 0,83 KA : 28%
0,69 KA : 19,11%
b. Kadar air kering tanur 0,65
KA : 17%
0,58 KA : 16,42%
7. Keteguhan pukul
a. Pada bagian dalam (kg/dm3) 32,53 45,1
b. Arah tangensial (kg/dm3) 31,76 31,9
c. Pada bagian luar (kg/dm3) 17,23 31,5
Sumber : Ginoga (1977)
Sifat fisik dan mekanis jenis bambu lainnya telah diinformasikan Hadjib dan Karnasudirdja (1986). Pengujian dilakukan pada tiga jenis bambu, yaitu bambu andong (Gigantochloa verticillata), bambu bitung (Dendrocalamus asper
Back.) dan bambu ater (Gigantochloa ater Kurz.) Hasilnya menunjukkan bahwa bambu ater mempunyai berat jenis dan sifat kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan bambu bitung dan bambu andong. Nilai rata-rata keteguhan lentur
maksimum, keteguhan tekan sejajar serat dan berat jenis tidak berbeda nyata pada buku dan ruas, sedangkan antar jenis berbeda nyata. Nilai rata-rata sifat fisis dan mekanis bambu terdapat pada Tabel 2.2
Tabel 2.2 Nilai sifat fisik dan mekanis bambu No. Sifat fisik dan mekanik Bambu ater
(kg/cm2) Bambu bitung (kg/cm2) Bambu andong (kg/cm2)
1. Keteguhan lentur maksimum 533,05 342,47 128,31
2. Modulus elastisitas 89152,5 53173,0 23775,0
3. Keteguhan tekan sejajar serat 584,31 416,57 293,25
4. Berat jenis 0,71 0,68 0,55
Sumber : Hadjib dan Karnasudirdja (1986)
Sifat fisik dan mekanik yang diuji adalah kadar air, keteguhan tarik, modulus elastisitas, keteguhan tekan dan keteguhan lentur (modulus elastisitas dan lentur mutlak). Hasil penelitian bahwa kadar air bambu berbuku sedikit lebih besar daripada bagian yang tidak berbuku, keteguhan tarik pada bagian berbuku berkisar 2.400 – 3.400 kg/cm2 dan bagian tanpa buku 2.700 – 3.900 kg/cm2. sedangkan modulus elastisitas tarik bambu bagian berbuku berkisar 81.000 – 113.000 kg/cm2 dan bagiantanpa buku 88.000 – 117.000 kg/cm2. Keteguha tarik pada bagian berbuku berkisar 1.300 – 2.000 kg/cm2 dan pada bagian tanpa buku 2.200 – 2.700 kg/cm2 sedangkan modulus elastisitas tarik bambu bagian berbuku berkisar 65.000 – 97.000 kg/cm2 dan bagian tanpa buku 88.000 – 100.000 kg/cm2.
Selanjutnya ditemukan bahwa keteguhan tekan pada daerah berbuku berkisar 300 – 600 kg/cm2 dan daerah tanpa buku 300 – 700 kg/cm2. adapun
keteguhan lentur pada daerah berbuku berkisar 1.700 – 2.800 kg/cm2 dan daerah tanpa buku 1.600 – 2.200 kg/cm2.
Contoh uji keteguhan lentur
Contoh uji keteguhan tarik dengan bentuk benda uji lurus Contoh uji keteguhan tarik dengan bentuk benda uji Gambar 2.1 Contoh pengambilan bahan uji dari ruas bambu.
2.4 Kuat Geser Dan Modulus Elastisitas Bambu
Kuat geser dan modulus elastisitas berkaitan dengan struktur anatomi dapat diperoleh dar presentase-presentase serat-serat yang ada pada bambu. Kekuatan tarik bambu sangat bervariasi antara 10.000 – 50.000 K/in2 atau sama dengan 68,948 – 344,738 K/mm2 (Limase, 1952).
2.5 Berat Jenis Bambu
Liese (1980) menyatakan bahwa berat jenis bambu berada antara 0,5 - 0,9 gr/cm3 dengan perbandingan batang luar bambu mempunyai berat jenis yang lebih besar daripada batang bagian dalam bambu. Berat jenis bambu ternyata mempunyai hubungan terbalik dengan kadar air, semakin tinggi berat jenis, maka
semakin rendah kadar air, begitupun sebaliknya (dituturkan kembali oleh Ismawanto dan Husni, 1997).
BAB III LANDASAN TEORI
3.1 Pendahuluan
Bambu memiliki nilai kuat tarik yang tidak jauh berbeda jika dibandingkan dengan baja. Namun ditinjau dari segi ekomomis dan kemudahan untuk memperoleh sehingga mendorong timbulnya suatu inovasi baru dalam pengkaryaan komposit bambu dan bahan pengisi sebagai tulangan, khususnya pada struktur yang ringan.
Kemungkinan bambu sebagai tulangan beton juga diteliti oleh Kusuma (1991) yang menggunakan bilah bambu andong dan tali dengan perlakuan profil polos dan coakan maupun pemberian lilitan kawat. Nilai MOE terbesar dicapai oleh bambu tali polos sebesar 387.808 kg/cm2, sedangkan MOR terbesar
dihasilkan oleh bambu andong yang menggunakan profil yaitu sebesar 100,55 kg/cm2.
Penggunaan lilitan kawat dapat mempertinggi ikatan antara bambu dengan beton, sehingga bila digunkan bilah bambu kekuatan gesernya meningkat menjadi 1.912 kg/cm2, tetapi bila menggunakan bilah bambu tali tidak ada perubahan kekuatan. Maka dari itu bambu mempunyai prosfek yang cukup besar bila digunakn sebagai bahan konstruksi bangunan.
3.2 Bahan
Semen adalah bahan pengikat hidraulik yang dibuat dengan cara mereaksikan lempung dan batu kapur pada suhu tinggi. Dalam bahan pengisi, semen sebagai bahan pengikat/perekat (apabila diberi air) sehingga terbentuk suatu grouting sebagai bahan pengisi pada bambu.
Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang kompak atau padat. Selain itu juga untuk mengisi rongga-rongga di antara butiran agregat (Kardiyono, 1992).
Semen terdiri dari beberapa unsur kimia seperti yang terlihat pada tabel 3.1
Tabel 3.1 Susunan Unsur-Unsur Semen
Oksida Persen Kapur (CaO) 60-65 Silika (SiO2) 17-25 Alumina (Al2O3) 3-8 Besi (Fe2O3) 0,5-6 Magnesia (MgO) 0,5-4 Sulfur (SO3) 1-2 Soda / potash Na2O + K2O 0,5-1
Sumber : Triono Budi Astanto (2001)
3.2.2 Air
Air merupan bahan yang sangat penting dalam pembuata bahan pengisi/mortar. Dalam campuran ini air memiliki dua fungsi yaitu memungkinkan
akan adanya reaksi kimia yang menyebabkan terjadinya pengikatan dan pengerasan, serta untuk memudahkan dalam percetakan.
3.2.3 Bambu
Liese (1980) mengemukakan bahwa secara anatomi dan kimiawi, bambu dan kayu hampir sama. Misalnya pada kuat tarik bambu dan kayu diakibatkan oleh suatu gaya yang cenderung untuk memisahkan sebagian bambu atau kayu olek gaya tarik (Wangaard, 1950).
Sifat anatomi bambu kolom bambu terdiri atas sekitar 50% parenkim, 40% serat dan 10% sel penghubung (pembuluh dan sieve tubes) Dransfield dan Widjaja (1995). Parenkim dan sel penghubung lebih banyak ditemukan pada bagian dalam dari kolom, sedangkan serat lebih banyak ditemukan pada bagian luar. Sedangkan susunan serat pada ruas penghubung antar buku memiliki kecenderungan bertambah besar dari bawah ke atas sementara parenkimnya berkurang.
Penelitian sifat kimia bambu telah dilakukan oleh Gusmailina dan Sumadiwangsa (1988) meliputi penetapan kadar selulosa, lignin, pentosan, abu, silika, serta kelarutan dalam air dingin, air panas dan alkohol benzen. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kadar selulosa berkisar antara 42,4% - 53,6%, kadar lignin bambu berkisar antara 19,8% - 26,6%, sedangkan kadar pentosan 1,24% - 3,77%, kadar abu 1,24% - 3,77%, kadar silika 0,10% - 1,78%, kadar ektraktif (kelarutan dalam air dingin) 4,5% - 9,9%, kadar ekstraktif (kelarutan dalam air panas) 5,3% - 11,8%, kadar ekstraktif (kelarutan dalam alkohol benzene) 0,9% - 6,9%. Hasil analisis kimia 10 jenis bambu terdapat pada Tabel 3.
Tabel 3.2 Analisis kimia 10 jenis bambu
No. Jenis Bambu Selulosa
(%) Lignin (%) Pentosan (%) Abu (%) Silika (%) Kelarutan dalam, (%) Air
dingin panaAir s Alkohol - benzene NaOH 1% 1. Phyllostachys reticulata (bambu madake) 48,3 22,2 21,2 1,24 0,54 5,3 9,4 4,3 24,5 2. Dendrocalamu s asper (bambu petung) 52,9 24,8 18,8 2,63 0,20 4,5 6,1 0,9 22,2 3. Gigantochloa apus (bambu batu) 52,1 24,9 19,3 2,75 0,37 5,2 6,4 1,4 25,1 4. Gigantochloa nigrociliata (bambu batu) 52,2 26,6 19,2 3,77 1,09 4,6 5,3 2,5 23,1 5. Gigantochloa verticillata (bambu peting) 49,5 23,9 17,8 1,87 0,52 9,9 10,7 6,9 28,0 6. Bambusa vulgaris (bambu ampel) 45,3 25,6 20,4 3,09 1,78 8,3 9,4 5,2 29,8 7. Bambusa bambos (bambu bambos) 50,8 23,5 20,5 1,99 0,10 4,6 6,3 2,0 24,8 8. Bambusa polymorpha (bambu kyathaung) 53,8 20,8 17,7 1,83 0,32 4,9 6,9 1,9 22,4 9. Chephalostach yum pergraciles (bambu tinwa) 48,7 19,8 17,5 2,51 0,51 9,8 11,8 6,7 29,3 10. Melocanna bambusoides 42,4 24,7 21,5 2,19 0,33 7,3 9,7 4,0 28,4
Penelitian keawetan bahan bambu telah dilakukan oleh Jasni dan Sumarni (1999), sedangkan penelitian tentang keterawetan bahan bambu belum dilakukan. Jasni dan Sumarni (1999) mengemukakan bahwa dari tujuh jenis bambu yang diteliti, bambu ampel (Bambusa vulgaris) paling rentan terhadap serangan bubuk,
kemudian bambu andong (Gigantochloa pseudoarundinacea), bambu hitam
(Gigantochloa atroviolaceae) dan bambu terung (Gigantochloa nitrocilliata).
Sedangkan bambu atter (Gigantochloa atter) dan bambu apus/tali (Gigantochloa apus) relatif tahan terhadap serangan bubuk. Jenis bubuk bambu yang banyak
ditemukan menyerang bambu adalah Dinoderus sp., sedangkan jenis bubuk yang
paling sedikit ditemukan menyerang bambu adalah Lyctus sp. Kuantitas bubuk
yang ditemukan pada bambu terdapat pada tabel 3.4, sedangkan penyebaran jenis bubuk pada bambu terdapat pada table 3.3
Tabel 3.3 Bubuk yang ditemukan pada bambu
No
. Jenis bambu Pangkal Jumlah Serangga Total Serangga Serangan (%)
(ekor)
Tengah (ekor)
Ujung (ekor)
Jumlah Persentase Lubang
1. Bambusa vulgaris 415 375 10 800 30,48 2312 100 2. Gigantochloa apus 125 25 6 156 5,94 252 40 3. Gigantochloa atroviolaceae 257 295 2 554 21,10 997 90 4. Gigantochloa atter 175 30 8 213 8,11 484 40 5. Gigantochloa nigrocilliata 180 48 - 228 8,69 1176 70 6. Gigantochloa robusta 177 60 - 237 9,03 655 70 7. Gigantochloa pseodoarundinace a 227 202 8 457 16,65 1982 90
Tabel 3.4 Penyebaran jenis bubuk pada bambu
No. Jenis Bubuk Jenis Bambu Jumlah (%)
Ampel Apus Hitam Atter Terung Mayan Andong 1. H. aequalis Wat - - + + + - + 327 12,33 2. Lyctus sp. - - + - + + + 35 1,32 3. Dinodeus + + + + + + + 1946 73,23 4. Minthea sp. - - + + + + + 369 13,93 Keterangan: + = Ditemukan - = Tidak ditemukan
Sumber : Jasni dan Sumarni (1999)
3.3 Perencanaan Campuran Mortar
Sebagai bahan pengisi/mortar digunakan campuran semen, pasir dan air
dengan perbandingan berat 1 : 3 dengan fas 0.9 yang digroutingkan sepanjang
balok bambu dengan memperoleh kekuatan maksimal setelah umur 28 hari.
3.4 Pengujian Karakteristik Bahan 3.4.1. Kuat Tarik Bambu
Untuk menghitung besarnya tegangan tarik bambu sejajar serat dapat dipergunakan rumus sebagai berikut :
A Pe tr = σ ... (3.1) A Pmaks maks = σ ... (3.2)
A x l x P E n ∆ = ρ ... (3.3) Dengan :
σtr = kekuatan/tegangan tarik pada batas elastis
σmaks = kekuatan/tegangan tekan pada batas maksimum
E = modulus elastisitas
A = luas tampang melintang pada bagian paling kecil ditengah-tengah batang benda uji
Pn = beban tekan pada batas elastis
Pmaks = beban tekan maksimum
Ρ = jarak antara penjepit pada benda uji
∆l = regangan pada batas elastis
3.4.2. Kuat Tekan Bambu
Untuk menghitung besarnya tegangan tekan bambu sejajar serat dapat dipergunakan rumus sebagai berikut :
A Pe tk = σ ... (3.4) A Pmaks maks = σ ... (3.5) A x l x P E n ∆ = ρ ... (3.6) Dengan :
σmaks = kekuatan/tegangan tekan pada batas maksimum
E = modulus elastisitas
A = luas tampang melintang pada bagian paling kecil ditengah-tengah batang benda uji
Pn = beban tekan pada batas elastis
Pmaks = beban tekan maksimum
Ρ = jarak antara penjepit pada benda uji
∆l = regangan pada batas elastis
3.4.3.Kuat Geser /Tegangan Geser Bambu
Untuk menghitung besarnya tegangan geser pada bambu dapat digunakan rumus sebagai berikut:
A P
=
τ ... (3.7)
Dengan: P = beban maksimum
A = luas bidang geser
3.5 Pengujian Kuat Tekan Bahan Pengisi
Kuat tarik dihitung berdasarkan British Standard Institution, 1983, yaitu
sebagai berikut :
A P
tk =
σ ... (3.8)
Dengan : σtk = kuat tekan bahan pengisi
A = luas penampang
3.6 Pengujian Kadar Air Bambu
Untuk menghitung berat jenis benda uji tersebut dapat digunakan rumus sebagai berikut : % 100 x W W W K b a b a − = ... (3.9)
Dengan : Wb = berat kering udara
Wa = berat kering tanur
Ka = berat jenis
3.7 Perhitungan Kuat Geser Balok Bambu dan Grouting dengan Baut
Nilai dari beban yang diperoleh dari beban yang memecahkan (P) dibagi luas penampang geser (A).
A P
=
τ ... (3.10)
Dengan : τ = kuat geser
P = beban
BAB IV
METODE PENELITIAN 4.1 Pendahuluan
Pada bab ini, urutan pelaksanaan penelitian akan dibahas meliputi waktu dan tempat penelitian, persiapan dan pengadaan bahan dan alat, merencanakan komposisi bahan campuran beton (menggunakan metode DOE), pembuatan benda uji, perawatan dan pengawetan, pengujian benda uji yang terdiri dari pengujian sifat fisik dan mekanik bambu, pengujian model grouting balok bambu dan bahan pengisi dengan baut sebagai shear connector.
4.2 Persiapan Bahan dan Alat 4.2.1 Bahan Penelitian
Dalam penelitian ini dibuat benda uji berupa bambu wulung dengan silinder 6 cm – 8 cm, tebal dinding 0,5 cm – 1,5 cm, jarak ruas 25 cm – 45 cm, serta tinggi batang 8 – 15 meter, isian mortar adalah campuran semen, pasir dan air dengan perbandingan 1:3, fas 0,9 dengan metode adukan beton adalah metode ACI dan umur benda uji selama 28 hari.
1. Bambu
Jenis bambu yang digunakan adalah bambu wulung yang telah dikeringkan berupa silinder dan dijadikan bambu belah. Bambu diperoleh dari daerah Ngaglik, Sleman, dengan silinder antara 6 cm – 8 cm, tebal dinding 0,5 – 1,5cm, jarak ruas 25 cm – 45 cm, serta tinggi batang 8 – 15 meter, batang yang dipilih dalam keadaan normal, lurus, tanpa cacat, dan minimal telah berusia 1,5 tahun.
2. Baut dan pelat baja
Sebagai alat sambung dalam pengujian geser digunakan baut as drat dengan diameter 0,5 inch dan pelat baja dengan tebal 2 mm.
3. Bahan pengisi (grouting)
Sebagai bahan pengisi digunakan campuran semen, pasir dan air dengan perbandingan berat 1:3 dan fas 0,9 yang digroutingkan sepanjang balok
bambu dan pada sambungan, bahan pengisi akan memperoleh kekuatan maksimal dalam usia 28 hari.
4. Semen yang digunakan adalah cement portland kelas 1, merk Semen Gresik dengan berat 50 kg/zak.
5. Pasir kasar lolos saringan 50 mm , diambil dari Yogyakarta.
6. Menggunakan air dari Laboratorium Bahan Konstruksi Teknik FTSP UII.
4.2.2 Pengolahan Bahan-Bahan
1. Mengayak pasir hingga lolos saringan 50 mm. Kemudian dimasukkan di karung goni guna menjaga tercampurnya dengan debu dan lumpur
2. Menguji parameter agregat seperti berat jenis, berat volume, kadar air, penyerapan air, bahan pasir tersebut diambil dari dalam karung goni (yang telah diolah). Hal ini dilakukan untuk mendapatkan data agregat sesuai dengan kondisi yang ada dalam karung goni.
3. Untuk bahan uji dari bambu pengolahan meliputi pembuatan benda uji sifat fisik yaitu: kadar air, berat volume kering, berat volume basah serta sifat mekanik bambu yaitu: kuat tekan dan kuat tarik. Untuk bahan uji bambu dengan sambungan dilakukan pengeboran pada posisi tengah batang bambu guna sambungan baut.
4. Pengukuran dan pemotongan plat baja sesuai dengan jumlah baris baut.
4.3.3 Peralatan Penelitian
Alat yang digunakan untuk penelitian Tugas Akhir adalah sebagai berikut: 1. Alat uji kuat geser
Alat ini digunakan untuk menguji sebererapa besar kemampuan benda uji terhadap kemampuan kuat geser, dalam penelitian ini digunakan alat uji dengan merek shimadzu.
2. Oven
Alat ini digunakan untuk mengeringkan kadar air bambu dalam menentukan kadar air pada bambu.
3. Timbangan
Untuk mengukur berat bahan-bahan benda uji. 4. Gelas Ukur
Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume air sebelum dicampur dengan bahan pengisi, kapasitas gelas ukur diperkirakan mencapai 1000 ml.
5. Cetakan Silinder
Digunakan untuk mencetak bahan grouting guna menganalisa kuat tekan sebelum dijadikan bahan pengisi pada bambu, cetakan ini berdiameter 8 cm dan tinggi 16 cm.
6. Bor Listrik dan Gergaji
Alat ini berfungsi utama dalam pelaksanaan penelitian ini, dapat digunakan dalam pembuatan model benda uji.
4.3 Pelaksanaan penelitian
Langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian kali ini adalah sebagai berikut:
1. Tahap persiapan
Tahapan ini adalah persiapan bahan dan alat yang diperlukan dalam pelaksanaan penelitian.
2. Pembuatan dan pengujian karakteristik benda uji (bambu)
Pada pengujian bahan benda uji ini dilakukan dalam beberapa bahan yakni: bambu, seperti kuat tarik dan geser searah serat pada bambu, kuat tekan, berat jenis, kadar air, berat volume basah, berat volume kering, dan bahan grouting
dengan masing-masing benda uji berjumlah 3 buah.
Adapaun bentuk benda uji dalam dilihat pada gambar berikut:
5cm
7cm
2 cm
2,5 cm
5 cm
Gambar 4.2 Benda uji geser tanpa nodia (ruas) 2 cm
2,5 cm
5 cm
Gambar 4.3 Benda uji geser dengan nodia (ruas) 6 - 8 cm
25 – 40 cm
Gambar 4.4 Benda uji tekan tanpa nodia 6 - 8 cm
25 – 40 cm
6 - 8 cm
25 – 40 cm
Gambar 4.6 Benda uji tekan dengan nodia di kedua ujung benda uji
10 cm
1 cm
2 cm 25 - 40 cm
Gamabr 4.7 Benda uji tarik tanpa nodia 10 cm
1 cm
2 cm 25 - 40 cm
Gambar 4.8 Benda uji tarik dengan nodia
3. Pengujian kuat geser bambu tanpa isian mortar dengan baut sebagai shear connector.
Gambar 4.9 Benda uji dengan satu baut sebagai shear connector tanpa isian mortar (B-1)
Gambar 4.10 Benda uji dengan dua baut sebagai shear connector tanpa dan dengan isian mortar (B-2)
Gambar 4.11 Benda uji dengan tiga baut sebagai shear connector tanpa isian mortar (B-3)
Gambar 4. 12 Tampang melintang elemen sambungan baut tanpa isian mortar 7. Pengujian kuat geser bambu menggunakan baut dengan isian mortar,
menggunakan baut sebagai shear connector.
Gambar 4.13 Benda uji dengan satu baut sebagai shear connector dengan isian mortar (BG-1)
Gambar 4.14 Benda uji dengan dua baut sebagai shear connector dengan isian mortar (BG-2)
Gambar 4.15 Benda uji dengan tiga baut sebagai shear connector dengan isian mortar (BG-3)
Gambar 4. 16 Tampang melintang elemen sambungan baut dengan isian mortar
8. Pengujian kuat geser bambu tanpa isian mortar, menggunakan baut dan plat sebagai shear connector.
Gambar 4.17 Pengujian bambu menggunakan satu baut dan plat sebagai shear connnentor tanpa isian mortar (BP-1)
Gambar 4.18 Pengujian bambu menggunakan dua baut dan plat sebagai shear connnentor tanpa isian mortar (BP-2)
Gambar 4.19 Pengujian bambu menggunakan tiga baut dan plat sebagai shear connnentor tanpa isian mortar (BP-3)
Gambar 4. 20 Tampang melintang elemen sambungan baut dan plat baja tanpa isian mortar
9. Pengujian kuat geser bambu dengan isian mortar, menggunakan baut dan plat sebagai shear connector.
Gambar 4.21 Pengujian bambu menggunakan satu baut dan plat sebagai shear connnentor tanpa isian mortar (BPG-1)
Gambar 4.22 Pengujian bambu menggunakan dua baut dan plat sebagai shear connnentor tanpa isian mortar (BPG-2)
Gambar 4.23 Pengujian bambu menggunakan tiga baut dan plat sebagai shear connnentor tanpa isian mortar (BPG-3)
Gambar 4. 24 Tampang melintang elemen sambungan baut dan plat baja dengan isian mortar
4.4 Jumlah benda uji
Jumlah benda uji dibuat sesuai dengan jenis pengujian yang akan dilakukan. Masing-masing jenis pengujian membutuhkan jumlah benda uji yang tertentu. Jenis pengujian dan jumlah benda uji dalam penelitian ini seperti pada tabel 4.1
Tabel 4.1. Jenis dan jumlah benda uji
No Jenis Pengujian Jenis Benda Uji Jumlah
benda uji
Total benda uji 1 Pengujian berat volume.
Pengujian kuat tekan. Pengujian kuat geser. Pengujian kuat tarik. Pengujian kuat tekan mortar.
Menggunakan nodia dan tanpa nodia.
Menggunakan nodia dan tanpa nodia.
Menggunakan nodia dan tanpa nodia.
Menggunakan nodia dan tanpa nodia. Kubus 5 x 5 cm 3 3 3 3 3 6 6 6 6 3 2 Pengujian kuat geser
dengan satu baris baut. Pengujian kuat geser dengan dua baris baut. Pengujian kuat geser dengan tiga baris baut. Pengujian kuat geser dengan plat dan satu baris baut.
Pengujian kuat geser dengan plat dan dua baut.
Pengujian kuat geser dengan pelat dan tiga baris baut.
Tanpa grouting dan dengan
grouting.
Tanpa grouting dan dengan
grouting.
Tanpa grouting dan dengan
grouting.
Tanpa grouting dan dengan
grouting.
Tanpa grouting dan dengan
grouting.
Tanpa grouting dan dengan
grouting. 3 3 3 3 3 3 6 6 6 6 6 6
4.5 Waktu dan Tempat Penelitian
Pada penelitian ini dibagi menjadi 4 fase tahapan pelaksanaan penelitian. Fase pertama meliputi persiapan, pengadaan, dan pembuataan bahan penelitian. Fase kedua terdiri dari pembuatan benda uji dan perawatan benda uji. Sedangkan fase ketiga yakni persiapan pengujian dan pengujian benda-benda uji. Yang terakhir adalah fase keempat yakni analisis data, pembuatan laporan, dan publikasi/seminar hasil.
Pada penelitian kuat geser bambu wulung dengan baut sebagai shear connector dilakukan Laboratorium Teknologi Bahan Konstruksi, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Unuversitas Islam Indonesia, Yogyakarta.
4.6 Perawatan Benda Uji
Perawatan benda uji dilakukan di laboratorium Bahan Konstruksi Teknik FTSP UII, dengan merendam benda uji guna menjada kelembaban benda uji selama 28 hari.
4.7 Skema Penelitian
Adapun skema dari penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut:
Gambar 4.25 Skema Penelitian Pembuatan dan pengujian model
grouting balok bambu dan bahan pengisi dengan baut sebagai
shear connector
Mulai
Bahan pengisi/mortar
Pengujian bambu : Kadar air, kuat tekan, kuat tarik, berat volume kering,
berat volume basah. Pembuatan benda uji
bambu Penebangan bambu Pengamatan visual : ketinggian bambu, cacat,
kelurusan
Pengujian kuat tekan
Analisa data
BAB V
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas dan dijelaskan hasil yang telah dilakukan saat penelitian mengenai hasil pengujian sifat-sifat bambu berupa fisik dan mekanik, campuran mortar sebagai bahan isi, kemudian pengujian sambungan bambu dengan baut pada saat menggunakan mortar dan tidak menggunakan mortar dengan varisasi jumlah baut dan penggunaan plat.
5.1 PENGUJIAN SIFAT FISIK BAMBU
Pada pengujian sifat fisik bambu wulung dilakukan pada saat kondisi bambu kering udara. Semua benda uji pada proses pembuatan dan pengeringan mendapat perlakuan yang sama. Setelah melakukan proses pengeringan dan benda uji mencapai kondisi kering udara maka dilakukan pengukuran dan pengujian.
5.1.1 Kadar Air Bambu
Hasil lengkap pengujian kadar air dan besarnya kadar air menurut posisinya dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 5.1 Kadar air benda uji bambu bagian bawah
Tinjauan
Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3
Sebelum Masuk Oven Setelah Masuk Oven Sebelum Masuk Oven Setelah Masuk Oven Sebelum Masuk Oven Setelah Masuk Oven Tebal (cm) 1,54 1,45 1,63 1,535 1,54 1,45 Panjang (cm) 10,13 9,4 10,18 10,09 10,16 10,07 Lebar (cm) 4,82 4,73 4,79 4,62 4,75 4,61 Berat (gram) 69,65 54,15 71,15 53,55 59,85 49,25 Kadar Air (%) 22,25 24,74 17,71
Tabel 5.2 Kadar air benda uji bambu bagian tengah
Tinjauan
Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3
Sebelum Masuk Oven Setelah Masuk Oven Sebelum Masuk Oven Setelah Masuk Oven Sebelum Masuk Oven Setelah Masuk Oven Tebal (cm) 0,92 0,831 0,95 0,858 1 0,91 Panjang (cm) 10 9,91 10 9,91 10,1 10,01 Lebar (cm) 4,89 4,79 4,79 4,7 4,6 4,51 Berat (gram) 48,75 38,55 39,9 31,25 38,85 32,35 Kadar Air (%) 20,92 21,68 16,73
Kadar Air rata-rata(%) 19,78
Tabel 5.3 Kadar air benda uji bambu bagian atas
Tinjauan
Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3
Sebelum Masuk Oven Setelah Masuk Oven Sebelum Masuk Oven Setelah Masuk Oven Sebelum Masuk Oven Setelah Masuk Oven Tebal (cm) 0,85 0,76 0,83 0,74 0,91 0,82 Panjang (cm) 9,52 9,41 10 9,05 10,03 9,94 Lebar (cm) 4,75 4,66 4,48 4,38 4,62 4,53 Berat (gram) 36,25 29,35 30,85 24,64 33,8 28,25 Kadar Air (%) 19,03 20,13 16,42
Kadar Air rata-rata (%) 18,53
Tabel 5.4 Perbandingan kadar air benda uji bambu
Benda Uji Kadar Air (%)
Pangkal Tengah Ujung
1 22,25% 20,92% 19,03%
2 24,74% 21,68% 20,13%
3 17,71% 16,73% 16,42%
Untuk mengetahui kadar air benda uji pada kondisi kering udara tersebut dilakukan pengambilan benda uji secara acak dari bambu yang akan digunakan dalam penelitian. Pengujian kadar air digunakan tiga sampel bambu yang masing-masing diambil secara acak dari bagian bawah, tengah, dan atas badan bambu.
Dari pengujian kadar air bambu yang siambil secara acak tersebut, pada bagian bawah diperoleh antara 17,71% - 24,74% dengan rata-rata 21,57%. Kadar air bambu pada bagian tengah diperoleh antara 16,73% -21,68% dengan rata-rata 19,78%, sementara kadar air bambu pada bagian atas diperoleh antara 16,42% -20,13% dengan rata-rata 18,53%. Terlihat bahwa kadar air benda uji bambu pada bagian bawah lebih besar daripada bagian atas, hal ini menunjukkan bahwa umur bambu diperkirakan telah mencapai umur antara tiga tahun atau lebih dan mempunyai kualitas tergolong baik dan mempunyai kadar air yang seimbang yaitu berkisar antara 12% - 20% (PPKKBPG, 1978) dan layak sebagai bahan konstruksi yang akan digunakan.
Semakin rendah kadar air bambu yang diperoleh maka semakin bertambah kekuatan bambu karena sel-sel bambu semakin padat dan serat-serat bambu semakin padat.
5.1.2 Berat Volume Bambu
Pengujian berat volume bambu sama seperti pengujian kadar air dimana dilakukan pada kondisi bambu kering udara. Untuk mengetahui berat volume benda uji pada kondisi kering udara tersebut dilakukan pengambilan sampel sebagai benda uji secara acak dari bambu yang akan digunakan dalam proses penelitian. Pada pengujian berat volume digunakan tiga sampel bambu yang masing-masing diambil secara acak dari bagian bawah, tengah, dan atas. Hasil lengkap pengujian berat volume bambu dan besarnya berat volume bambu ini dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 5.5 Berat volume benda uji bambu bagian bawah
Tinjauan
Sebelum masuk open Setelah masuk open
Benda uji 1 Benda uji 2 Benda uji 3 Benda uji 1 Benda uji 2 Benda uji 3 Tebal (cm) 1,54 1,63 1,54 1,45 1,535 1,45 Panjang (cm) 10,13 10,18 10,16 9,4 10,09 10,07 Lebar (cm) 4,82 4,79 4,75 4,73 4,62 4,61 Volume (cm3) 75,1930 79,4824 74,3204 64,4699 71,5553 67,3129 Berat (gram) 69,65 71,15 59,85 54,15 53,55 49,25 Berat Volume (gr/cm3) 0,9263 0,8952 0,8053 0,8399 0,7484 0,7317 Rata-rata (gr/cm3) 0,8756 0,7733
Tabel 5.6 Berat volume benda uji bambu bagian tengah
Tinjauan
Sebelum masuk open Setelah masuk open
Benda
uji 1 Benda uji 2 Benda uji 3 Benda uji 1 Benda uji 2 Benda uji 3
Tebal (cm) 0,92 0,95 1 0,831 0,858 0,91 Panjang (cm) 10 10 10,1 9,91 9,91 10,01 Lebar (cm) 4,89 4,79 4,6 4,79 4,7 4,51 Volume (cm3) 44,9880 45,5050 46,4600 39,4467 39,9631 41,0820 Berat (gram) 48,75 39,9 38,85 38,55 31,25 32,35 Berat Volume (gr/cm3) 1,0836 0,8768 0,8362 0,9773 0,7820 0,7874 Rata-rata (gr/cm3) 0,9322 0,8489
Tabel 5.7 Berat volume benda uji bambu bagian atas
Tinjauan
Sebelum masuk open Setelah masuk open
Benda uji 1 Benda uji 2 Benda uji 3 Benda uji 1 Benda uji 2 Benda uji 3 Tebal (cm) 0,85 0,83 0,91 0,76 0,74 0,82 Panjang (cm) 9,52 10 10,03 9,41 9,05 9,94 Lebar (cm) 4,75 4,48 4,62 4,66 4,38 4,53 Volume (cm3) 38,4370 37,1840 42,1681 33,3265 29,3329 36,9231 Berat (gram) 36,25 30,85 33,8 29,35 24,64 28,25 Berat Volume (gr/cm3) 0,9431 0,8297 0,8016 0,8807 0,8400 0,7651 Rata-rata (gr/cm3) 0,8581 0,8286
Tabel 5.8 Perbandingan berat volume benda uji bambu
Benda Uji Berat Volume (gr/cm
3)
Sebelum masuk open Setelah masuk open
Bagian Pangkal 0,8756 0,7733
Bagian Tengah 0,9322 0,8489
Bagian Ujung 0,8581 0,8286
Rata-rata (gr/cm3) 0,8886 0,8169
Berat volume bambu berbeda-beda terjadi dikarenakan adanya perbedaan menurut jenis bambu dan pada bagian batang bambu mana yang diperhatikan, serta pada bagian batang dalam atau bagian luar bambu yang digunakan. Kemudian juga dapat diamati bahwa berat volume bambu cenderung menurun sesuai dengan proses pengeringan sebagaimana berat jenis bambu.
Dari ketiga hasil pengujian berat volume bambu pada sampel, diperoleh hasil pengujian rata-rata berat sebelum masuk open 0,8886 gram/cm3 dan berat volume setelah masuk open atau saat kering tanur 0,8169 gram/cm3. Terlihat bahwa berat volume bambu mengalami penurunan setelah proses pengeringan. 5.2 PENGUJIAN SIFAT MEKANIK BAMBU
Pada pengujian sifat mekanik bambu diperoleh hasil-hasil pengujian sifat mekanik bambu yang meliputi pengujian kuat tekan bambu, kuat tarik bambu, dan kuat geser sejajar serat bambu.
5.2.1 Kuat Tekan Bambu
Pada pengujian kuat tekan bambu dilakukan tiga jenis pengujian kuat tekan yaitu pengujian kuat tekan bambu tanpa nodia (ruas), pengujian kuat tekan bambu dengan nodia (ruas) ditengah, dan pengujian kuat tekan bambu dengan nodia (ruas) dikedua sisi ujung.
Pembebanan dilakukan sampai beban maksimum, sehingga dari perbandingan beban maksimum dan luas bidang tekan akan diperoleh tegangan maksimum yang artinya sama dengan kuat tekan. Hasil lengkap pengujian kuat tekan bambu dan besarnya kuat tekan bambu tercantum pada tabel-tabel berikut.
Tabel 5.9 Kuat tekan bambu tanpa nodia (ruas)
Tinjauan Tanpa Nodia
Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3
Tebal (cm) 0,7 0,6 0,65
Diameter (cm) 7,1 7 6,85
Tinggi (cm) 25,1 24,8 25,1
Luas Tampang Tekan (cm2) 14,0743 12,0637 12,6606
Beban Tekan Maksimum (kg) 6687,067 5606,535 5208,981
Tegangan Tekan (kg/cm2) 475,1249 464,74362 411,4318
Tegangan Tekan rata-rata
y = -106,36x2 + 436,99x + 5,0707 R2 = 0,9681 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Regangan (10-2) Te ga n ga n ( k g/ c m 2)
Gambar 5.1 Grafik tegangan-regangan benda uji-1 tekan bambu tanpa nodia (ruas)
Tabel 5.11 Kuat tekan bambu dengan nodia di tengah
Tinjauan Dengan nodia di tengah
Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3
Tebal (cm) 0,85 0,7 0,75
Diameter (cm) 7,6 7,2 7,4
Tinggi (cm) 24,8 25 25,1
Luas Tampang Tekan (cm2) 18,0248 14,2942 15,6686
Beban Tekan Maksimum (kg) 6299,707 4811,426 5127,431
Tegangan Tekan (kg/cm2) 349,50048 336,59878 327,2405
Tegangan Tekan rata-rata(kg/cm2) 337,7799
y = -291,6x2 + 671,09x - 25,643 R2 = 0,9809 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 1 2 3 Re gangan (10-2) T e ga nga n ( k g/ c m 2)
Gambar 5.2 Grafik tegangan-regangan benda uji-1 tekan bambu dengan nodia di tengah
Tabel 5.11 Kuat tekan bambu dengan nodia di kedua sisi ujung
Tinjauan Dengan nodia di kedua sisi ujung
Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3
Tebal (cm) 1,1 1 1,2
Diameter (cm) 8 7,9 8,1
Tinggi (cm) 32 31 32,5
Luas Tampang Tekan (cm2) 23,8446 21,6769 26,0124
Beban Tekan Maksimum (kg) 7441,401 6228,742 5790
Tegangan Tekan (kg/cm2) 312,0779 287,3435 222,5862
Tegangan Tekan rata-rata(kg/cm2) 274,0026
y = -159,27x2 + 537,83x - 25,509 R2 = 0,9645 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Re gangan (10-2) Te g a ng a n ( K g /c m 2)
Gambar 5.3 Grafik tegangan-regangan benda uji-1 tekan bambu dengan nodia (ruas) dikedua sisi ujung
Tabel 5.12 Perbandingan kuat tekan bambu Benda Uji
Tegangan tekan bambu (kg/cm2)
Tanpa nodia Dengan nodia di tengah Dengan nodia di kedua sisinya
1 475,125 349,500 312,078
2 464,744 336,599 287,344
3 411,432 327,240 222,586
Tabel 5.13 Perbandingan beban tekan maksimum Benda Uji
Beban tekan maksimum (kg) Tanpa nodia Dengan nodia di
tengah Dengan nodia di kedua sisinya 1 6687,067 6299,707 7441,401 2 5606,535 4811,426 6228,742 3 5208,981 5127,431 5790,000 Rata-rata 5834,194 5412,855 6486,714 Tegangan-Regangan Koreksi -100 0 100 200 300 400 500 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Regangan (10-2) Tega ng a n ( K g/c m 2) Tanpa Nodia Nodia Tengah
Nodia Dikedua Sisi
Gambar 5.4 Grafik Tegangan - Regangan kuat tekan bambu
Beban-Lendutan 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 200 400 600 Lendutan (10-2 mm) B e ba n (K g) Tanpa Nodia Nodia Tengah Nodia Dikedua Sisi
Modulus Elastis (E) Bambu
Persamaan diambil dari grafik tegangan-regangan bambu dengan nodia dikedua sisi ujung. y = ax2 + bx + c y = -159,27x2 + 537,83x - 25,509 a ac b b x 2 4 2 1 − + − = = 0,048115 a ac b b x 2 4 2 2 − − − = = 3,3287
Dari x1 dan x2 diambil nilai x terkecil
Regangan Koreksi = Regangan – x terkecil
Tegangan Maks (σ max) = 312,078 kg/cm2
Tegangan Batas Sebanding (σ p) = 218,5 kg/cm2 (Grafik tegangan regangan )
y = ax2 + bx + c
218,5 = -159,27x2 + 537,83x - 25,509
Dari persamaan diperoleh nilai x = 0,5399 (Regangan batas sebanding = εp )
p p ε σ = Ε 2 2 10 . 5399 , 0 / 5 , 218 − = Ε kg cm = 40.462,04 kg/cm2
Modulus elastis (E) Bambu = 40.462,04 kg/cm2
Dari hasil pengujian yang dilakukan menunjukkan rata-rata beban maksimum tekan bambu tanpa nodia (ruas) sebesar 5.834,194 kg, beban
maksimum tekan bambu dengan nodia ditengah 5.412,855 kg, beban maksimum tekan bambu dengan nodia dikedua sisi ujungnya 6.486,714 kg.
Dari perhitungan tegangan tekan diperoleh rata-rata tegangan tekan bambu tanpa nodia 450,433 kg/cm2, tegangan tekan bambu dengan nodia ditengah 337,780 kg/cm2, dan tegangan tekan bambu dengan nodia dikedua sisi ujung 281,676 kg/cm2.
5.2.2 Kuat Tarik Bambu
Pada pengujian kuat tarik bambu dilakukan dua jenis pengujian kuat tarik yaitu pengujian kuat tarik bambu tanpa nodia, dan pengujian kuat tarik bambu dengan nodia ditengah. Pengujian kuat tarik dilakukan dengan menggunakan tiga buah sampel sebagai benda uji. Hasil lengkap pengujian kuat tarik bambu dan besarnya kuat tarik bambu dapat dilihat pada tabel 5.14 berikut.
Tabel 5.14 Pengujian kuat tarik bambu
Hasil pengujian kuat tarik bambu menunjukkan rata-rata tegangan tarik bambu tanpa nodia 2503,804 kg/cm2, dan tegangan tarik bambu dengan nodia
ditengah 1356,965 kg/cm2. berdasarkan hasil pengujian terlihat bahwa kekuatan
tegangan tarik bambu dengan nodia ditengah lebih rendah dari bambu tanpa nodia. Hal ini juga sesuai dengan penelitian yang dilakukan morisco (1996) dimana kekuatan bambu dengan nodia lebih rendah dari bambu tanpa nodia.
Tinjauan
Tanpa nodia Dengan nodia di tengah
Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3 Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3 Titik Patah 14 - 22 14 - 22 14 - 22 17 - 19 17 - 19 17 - 19 Luas Rata-rata (cm2) 0,269 0,253 0,250 0,390 0,348 0,339 Beban Maksimum (kg) 750 620,9 567,9 467,2 493,7 493,7 Tegangan Tarik (kg/cm2) 2783,505 2456,308 2271,600 1197,949 1417,321 1455,627 Tegangan Tarik Rata-rata (kg/cm2) 2503,804 1356,965
Kekuatan tarik bambu untuk menahan gaya-gaya tarik berbeda-beda pada bagian dinding batang dalam atau bagian luar, garis-tengah batang (batang yang langsing memiliki ketahanan terhadap gaya tarik yang lebih tinggi), serta pada bagian batang mana yang digunakan karena bagian kepala memiliki kekuatan terhadap gaya tarik yang 12% lebih rendah dibandingkan dengan bagian batang kaki.
5.2.3 Kuat Geser Bambu
Pada pengujian kuat geser bambu sejajar serat dilakukan dua jenis pengujian kuat geser yaitu pengujian kuat geser bambu tanpa nodia, dan pengujian kuat geser bambu dengan nodia. Pada pengujian kuat geser dilakukan tiga buah sampel dari masing-masing kenis pengujian.
Hasil lengkap pengujian kuat geser bambu dan besarnya kuat geser bambu dapat dilihat pada tabel 5.15 berikut.
Tabel 5.15 Pengujian kuat geser bambu
Pengujian kuat geser ini memiliki prinsip yang sama dengan pengujian kuat tekan. Pada masing-masing pengujian digunakan masing-masing tiga sampel benda uji. Hasil pengujian menunjukkan rata-rata tegangan geser bambu tanpa nodia 88,187 kg/cm2, dan tegangan geser bambu dengan nodia 118,761 kg/cm2.
Tinjauan
Tanpa Nodia Dengan Nodia
Benda
Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3 Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3
Tebal (cm) 0,6 0,65 0,6 0,65 0,7 0,6
Lebar (cm) 5 5 5,1 4,9 5,1 5
Tinggi (cm) 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5
Tinggi Bidang Geser (cm) 4 4 4,1 4,3 4,3 4,2
Lebar Bidang Geser (cm) 0,6 0,65 0,6 0,65 0,7 0,6
Luas Bidang Geser (cm2) 2,4 2,6 2,46 2,795 3,01 2,52
Beban Maksimum (kg) 223 234,15 200,7 256,45 356,8 367,9
Tegangan Geser (kg/cm2) 92,917 90,058 81,585 91,753 118,538 145,992 Tegangan Geser Rata-Rata
Berdasarkan hasil pengujian terlihat bahwa kekuatan geser bambu dengan nodia ditengah lebih tinggi dari bambu tanpa nodia. Semua benda uji kuat geser bambu sejajar mengalami kerusakan berupa belah searah serat bidang geser benda uji.
Berdasarkan Hasil pengujian yang dilakukan oleh Ginoga (1977) terhadap sifat fisik dan mekanika bambu wulung diperoleh kekuatan geser sejajar serat 61,4 kg/cm2. Hasil pengujian menunjukkan nilai tegangan geser lebih besar sehingga sampel dikategorikan baik dan sesuai standar.
Kekuatan geser bambu adalah ukuran kekuatan bambu dalam hal kemampuan menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian bambu bergeser dari bagian lain di dekatnya. Kekuatan geser bambu berbeda-beda pada tebalnya dinding batang bambu, dan pada bagian ruas dan bagian diantara ruas batang bambu. Bagian batang yang beruas memiliki kekuatan terhadap gaya geser yang 30% lebih tinggi daripada bagian batang bambu yang tidak beruas.
5.2 PENGUJIAN KUAT TEKAN MORTAR
Pengujian kuat tekan mortar ini menggunakan standar ASTM (American Society for Testing and Materials). Menurut ASTM/Vol.04.05/C-576 dan C-780,
uji kuat tekan mortar dilakukan dengan membuat benda uji berupa kubus mortar semen dengan dimensi 5 x 5 x 5 cm, dengan jumlah kubus mortar semen minimal 3 buah benda uji. Pada uji tekan mortar, dimaksudkan untuk mendapatkan besarnya kuat tekan mortar.
Pada pengujian kuat tekan mortar ini menggunakan campuran semen, pasir dan air dengan perbandingan 1 : 3 dengan fas 0.9. Kuat tekan mortar diketahui dari uji kuat tekan mortar sebanyak 3 benda uji. Pengujian kuat tekan mortar dilakukan setelah benda uji berumur 28 hari. Hasil pengujian kuat tekan mortar dapat dilihat pada tabel 5.17 berikut
Tabel 5.16 Pengujian kuat tekan mortar
Berikut ini contoh perhitungan pada benda uji 1, perhitungan pendekatan sebagai berikut:
Beban maksimum (Pmaks) = 2850 kg
Lebar (b) = 5,0 cm
Tinggi (h) = 5,0 cm
Panjang (l) = 5,0 cm
luas tampang (A) = l x b
= 5,0 x 5,0 = 25 cm2
Kuat tekan mortar (σds) = 114kg/cm2
25 2850 A Pmaks = = y = -22,026x2 + 115,07x - 36,257 R2 = 0,9312 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 0 1 2 3 4 5 Regangan (10-3) Te g a nga n ( K g/ c m 2)
Gambar 5.6 Grafik Tegangan - Regangan kuat tekan mortar
Tinjauan Mortar
Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3
Panjang (cm) 5 5 5
Lebar (cm) 5 5 5
Tinggi (cm) 5 5 5
Luas Tampang Tekan (cm2) 25 25 25
Beban Tekan Maximum (Kg) 2850 4430 3340
Tegangan Tekan (Kg/cm2) 114 117,2 133,6
Tegangan Tekan Rata-rata
Modulus Elastis (E) Mortar
Persamaan diambil dari grafik tegangan - regangan kuat tekan mortar. y = ax2 + bx + c y = -22,026x2 + 115,07x – 36,257 a ac b b x 2 4 2 1 − + − = = 0,3368 a ac b b x 2 4 2 2 − − − = = 4,88
Dari x1 dan x2 diambil nilai x terkecil
Regangan Koreksi = Regangan – x terkecil
Tegangan Max (σmax) = 114 Kg/cm2
Tegangan Batas Sebanding (σ p) = 0,4 x σmax = 0,4 x 114 = 45,6 Kg/cm2
y = ax2 + bx + c
45,6 = -22,026x2 + 115,07x – 36,257
Dari persamaan diperoleh nilai x = 0,8495 (Regangan batas sebanding = εp )
p p ε σ = Ε p x ε σmax 4 , 0 = Ε 3 2 10 . 8495 , 0 / 6 , 45 − = Ε kg cm = 53.678,63 kg/cm2
Modulus elastis (E) mortar = 53.678,63 kg/cm2
Pada pengujian kuat tekan mortar ini bertujuan untuk mengetahui beban tekan maksimal yang masih mampu ditahan oleh mortar serta besar perbandingan kekuatan tekan antara mortar sebagai bahan pengisi bambu.
