commit to user
PERUBAHAN KUAT TARIK BELAH DAN
MODULUS OF
RUPTURE
BETON MENGGUNAKAN AGREGAT KASAR
PECAHAN GENTENG BERSERAT ALUMINIUM PASCA
BAKAR DENGAN VARIASI WAKTU RENDAMAN AIR
The Changes of Concrete Split Tensile Strength and Modulus of Rupture Using Aluminium Fiber Tile Fragments Coarse Aggregate
in Post Burning Condition with Variation of Water Curing Time
SKRIPSI
Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
Pada JurusanTeknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Oleh :
TANDYA AFILDA MILAD
NIM. I0110107
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
iv
MOTTO
“Dan tuntutlah dengan harta kekayaan yang telah
dikaruniakan Allah kepadamu akan pahala dan kebahagiaan hari
akhirat dan janganlah engkau melupakan bahagianmu
(keperluan dan bekalanmu) dari dunia dan berbuat baiklah
(kepada hamba-hamba Allah) sebagaimana Allah berbuat baik
kepadamu (dengan pemberian nikmatNya yang
melimpah-limpah) dan janganlah engkau melakukan kerusakan di muka
bumi sesungguhnya Allah tidak suka kepada orang-orang yang
berbuat kerusakan”
(Q.S. Al-Qashash: 77)
͆
Ask
(Allah SWT) then
Act !
͇
(Tandya Afilda Milad)
commit to user
v
Dengan Mengucap Syukur Alhamdulillah kepada Allah SWT
dan Sholawat serta salam kepada Nabi Muhammad SAW
beserta , saya dedikasikan skripsi ini semata-mata untuk
orang-orang yang saya sayangi, yakni:
“
Orangtua, babe dan ibu
”
, terimakasih ibu dan babe atas
keteguhan, ketekunan, dan kesabaran yang secara tidak langsung
mengajarkan kepada anak-anaknya untuk menjadi anak yang
bertakwa, cerdas, berjiwa sosial tinggi, tanggap, dan stay
humble. In Shaa Allah Tandya akan selalu memperbaiki diri
untuk menjadi manusia yang lebih baik .
“
Adek-adek Jagoan ( Keimas dan Dek Aldien)
”,
terima
kasih atas canda, tawa, keisengan yang selalu diberikan setiap
harinya,..setiap jamnya, kesabaran menghadapi saya yang manja,
terkadang seperti saya yang menjadi adek mereka.
“
Pak Antonius Mediyanto sebagai Pembimbing Skripsi
I
”,
terima kasih atas bimbingan, arahan, dan ilmunya selama ini,
motivasi-motivasi dan dukungan bapak tidak akan terlupakan
pak, sehat selalu bapak.
“
Pak Mukhahar sebagai Pembimbing Skripsi II
”
terima
kasih atas bimbingan dan arahan selama ini, sehingga saya dapat
menyelasaikan skripsi dengan baik, sehat selalu bapak.
“
Tatas dan Hisyam
sebagai Partner Skripsi saya”
terima
commit to user
vi
“
Teman Praktikum
”
terima kasih kepada rochim, didin, udin,
imam, nur, derry, djirjiz, lia, satya, hao, ina, ikhsan, sri, bagus,
dan beberapa orang kiriman Allah (muncul beberapa jam aja
ada yang baru kenal, atau kenal lama gak tau namanya.hehe)
yang telah menemani dan mengulurkan tangannya untuk
mebantu saat berjalannya praktikum mulai dari mecahin
genteng, nyaring pasir, angkut-angkut pasir, nge-mix, pengujian.
“
Mbak Ocha, Mbak Ayu dan Shabrina
”,
Hai keluarga di kos
terima kasih atas kebersamaan, kasih sayang, support,
pengalaman, dan doa yang selalu diberikan satu sama lain.
Semoga kita kompak selalu sampe jadi eyang uti, sehat selalu
dan kita harus sukses di dunia dan akhirat!
“
Derry, Raga, Puput, Amel, Nia, Lia, Hisyam, dan
Alviano
”,
terima kasih udah selalu ada disaat susah dan senang,
kalian adalah anugerah yang Allah kirim, buat jaga Tandya
semasa kuliah di Solo, terima kasih. Have a blast years love.
“
Agus Suryono, Bima, dan Djirjize
”,
terimakasih untuk
pengetahuan, bimbingan dan kata-kata super yang telah
diberikan yang sengaja maupun yang tidak disengaja, that means
a lot to me.
“
Keluarga Sipil 2010
”
commit to user
vi
ABSTRAK
Tandya Afilda Milad, 2015, Perubahan Kuat Tarik Belah dan Modulus of Rupture Beton Menggunakan Agregat Kasar Pecahan Genteng Berserat Aluminium Pasca Bakar dengan Variasi Waktu Rendaman Air, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
Beton merupakan suatu material struktur yang umum digunakan dalam sebuah konstruksi. Campuran pembentuk beton dapat diinovasikan seperti menggunakan agregat kasar pecahan genteng sebagai agregat pengganti agar beton memiliki berat satuan yang lebih ringan daripada beton normal sehingga beban struktur pada konstruksi itu sendiri menjadi lebih kecil. Penambahan berupa serat seperti serat aluminium yang disebar merata secara random sebagai tulangan serat pada beton dapat menambah nilai kuat tarik sehingga mencegah retak-retak yang terjadi akibat pembebanan, akibat panas hidrasi,dan penyusutan. Peristiwa kebakaran pada sebuah konstruksi bangunan masih sering terjadi dan masih banyaknya gedung yang dipergunakan kembali setelah mengalami peristiwa kebakaran, maka diperlukan perawatan terhadap elemen-elemen strukturnya. Perawatan yang dapat dilakukan berupa perendaman air pada beton pasca bakar. Tujuan dari penelitian
ini adalah untuk mengetahui waktu rendaman air minimal agar didapatkan
pemulihan maksimal pada beton ringan berserat aluminium pasca bakar yang
ditinjau dari nilai kuat tarik belah dan modulus of rupture-nya.
Metode yang digunakan adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di laboratorium Bahan UNS. Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm untuk pengujian kuat tarik belah dan balok yang berukuran 10
cm × 10 cm × 40 cm untuk pengujian modulus of rupture. Benda uji
masing-masing berjumlah 3 buah untuk tiap variasi. Pengujian dilakukan pada umur beton
28 hari, pengujian setelah beton dibakar suhu ruang 500 oC, dan
pengujian-pengujian berikutnya dilakukan setelah perawatan perendaman air (water curing)
selama 28 x 24 jam, 42 x 24 jam, dan 56 x 24 jam.
Penambahan serat alumunium pada beton ringan dapat meningkatkan nilai kuat
tarik belah dan modulus of rupture dibandingkan beton ringan normal. Perawatan
ulang pada beton normal pasca bakar dapat meningkatkan kuat tarik belah berturut-turut ; curing 28x24 jam, 46 x24 jam dan 58 x24 jam mengalami peningkatan berturut-turut ; 2,31 MPa, 2,59 MPa, dan 2,69 MPa; 13,95%, 27,91%,dan 32,56%. Untuk beton serat aluminium pasca bakar mengalami peningkatan berturut-turut ; 2.45 MPa, 2.69 MPa, 2.88 MPa; 6,12%, 16,33%,dan 17,31%. Perawatan ulang pada beton normal pasca bakar dapat meningkatkan
nilai modulus of rupture berturut-turut ; curing 28 hari, 46 hari dan 58 hari
mengalami peningkatan berturut-turut ; 2.23 MPa, 2.29 MPa,dan 2.42 MPa; 44,00%, 48,00% dan 56,00%. Untuk beton serat aluminium pasca bakar mengalami peningkatan berturut-turut ; 2.29 MPa, 2.35 MPa, 2.48 MPa; 27,59%, 31,03%,dan 37,93%.
commit to user
vii
ABSTRACT
Tandya Afilda Milad, 2015, The Changes of Concrete Split Tensile Strength and Modulus of Rupture Using Aluminium Fiber Tile Fragments in Post Burning Condition with Variation of Water Curing Time, Thesis of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University.
Concrete is a structural material that is commonly used in a construction. Concrete mixture can be inovated, for instance by using tile fragment agregate as a subtitute for the coarse agregate so that the unit weight of the concrete will be lighter than the conventional concrete therefore the structural weight of the construction will decrease. The addition of fiber such as aluminum fiber that is evenly distributed at random as fiber reinforcement in concrete can add the tensile strength value so it can prevent cracks that occur as a result of loading, hydration heat and shrinkage. A fire on a building construction is still common and there are many buildings that are reused after a fire, therefore a treatment procedure for
buildings’s elements post-fire is necessary. The treatment can be done in the form
of water immersion on a post-burn concrete. The purpose of this study is to determine the minimum water immersion time in order to get the maximum recovery in lightweight concrete with aluminum fiber reinforcement based on the value of the split tensile strength and the modulus of rupture.
The method used is an experimental method, the experiment is held at the material laboratory UNS. The sampel for the tensile strenght test is a cylinder with a diameter of 15 cm and a height of 30 cm and for the modulus of rupture test is a 10 cm × 10 cm × 40 cm beam. Each test sample consists of 3 samples for each variation. The tests are conducted on the 28 days old concrete, after the samples are burned at the temperature of 500 ° and other tests are held after water curing for 28 x 24 hours , 42 x 24 hours and 56 x 24 hours .
The addition of aluminum fiber in lightweight concrete can increase the value of tensile strength and modulus of rupture compared with normal lightweight concrete . Repeated treatment on normal concrete post-burn can increase tensile strength, for curing of 28x24 hours , 46 hours and 58 x24 x24 hour are increasing; 2.31 MPa , 2.59 MPa , and 2.69 MPa ; 13.95 % , 27.91 % , and 32.56 % . For post-burn aluminum fiber concrete has increased 2:45 MPa , 2.69 MPa , 2.88 MPa ; 6.12% , 16.33 % , and 17.31 % . Repeated treatment on normal concrete post-burn can increase the value of the modulus of rupture, for curing of 28 days , 46 days and 58 days the increase are 2:23 MPa , MPa 2:29 , and 2:42 MPa ; 44.00 % , 48.00 % and 56.00 % . For post- combustion aluminum fiber concrete has increased 2:29 MPa , MPa 2:35 , 2:48 MPa ; 27.59 % , 31.03 % , and 37.93 % .
commit to user
ix
PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul
“Perubahan Kuat Tarik Belah dan Modulus of Rupture Beton Menggunakan
Agregat Kasar Pecahan Genteng Berserat Aluminium Pasca Bakar dengan Variasi
Waktu Rendaman Air” guna memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik
dari Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala
yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi
ini. Untuk itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
3. Bapak Slamet Jauhari Legowo, ST, MT selaku Pembimbing Akademik.
4. Bapak Ir. Antonius Mediyanto, MT selaku Dosen Pembimbing I skripsi.
5. Bapak Ir. Mukahar, MSCE selaku Dosen Pembimbing II skripsi.
6. Tim Penguji Pendadaran.
7. Teman-teman Mahasiswa Teknik Sipil 2010 UNS.
8. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada
umumnya dan mahasiswa pada khususnya.
Surakarta, Januari 2015
commit to user
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii HALAMAN PENGESAHAN ... iii
MOTTO ... iv
PERSEMBAHAN ... v
ABSTRAK ... vi
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ... xv
BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 3
1.3. Tujuan Penelitian ... 3
1.4. Manfaat Penelitian ... 3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1.Tinjauan Pustaka ... 5
2.2. Landasan Teori ... 6
2.2.1. Beton Serat ... 6
2.2.2. Fire Resistance ... 8
2.2.3. Degradasi Sifat Mekanik Beton Pasca Bakar... 8
2.2.4. Rendaman Air ... 11
2.2.5. Material Penyusun Beton ... 12
2.2.5.1. Semen Portland ... 12
commit to user
x
2.2.5.2.1. Agregat Halus... 13
2.2.5.2.2 Agregat Ringan ... 14
2.2.5.3. Air ... 15
2.2.5.4. Serat Aluminium ... 16
2.2.5.5. Bahan Tambah ... 16
2.2.6. .Kuat Tarik Belah ... 18
2.2.6. .Modulus of Rupture ... 19
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1.Uraian Umum ... 24
3.2.Benda Uji ... 24
3.3.Alat-alat yang Digunakan ... 26
3.4.Tahap dan Prosedur Penelitian ... 28
3.5. Standart Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Beton ... 30
3.6. Pengujian Bahan Dasar Beton ... 32
3.6.1. Agregat Halus... 32
3.6.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus ... 32
3.6.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Dalam Agregat Halus ... 33
3.6.1.3. Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus ... 34
3.6.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 36
3.6.2. Agregat Kasar... 37
3.6.2.1. Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar Pecahan Genteng ... 37
3.6.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar Pecahan Genteng ... 38
3.6.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar Pecahan Genteng ... 40
3.7. Perencanaan Campuran Beton ... 41
3.7.1. Penentuan Rasio Semen dan Air ... 41
3.7.2. Penentuan Kadar Semen ... 42
3.7.3. Penentuan Rasio Pecahan Genteng dengan Pasir... 42
3.7.4. Kemampatan ... 42
3.7.5. Pengujian Nilai Slump ... 43
3.8. Pembuatan Benda Uji ... 44
commit to user
xi
3.10. Pembakaran Benda Uji ... 45
3.11. Analisis Hasil ... 46
3.11.1. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 46
3.11.1. Pengujian MOR Balok Beton ... 47
BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar Beton ... 53
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 53
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 55
4.1.3. Hasil Pengujian Serat Aluminium ... 57
4.2. Rancang Campur Metode Dreux-Corrise ... 57
4.3. Hasil Pengujian Slump ... 57
4.4. Hasil Pengujian Benda Uji ... 58
4.4.1. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah... 58
4.4.2. Hasil Pengujian Modulus Of Rupture ... 62
4.5. Pembahasan ... 66
4.5.1. Pengaruh Penambahan Serat Aluminium pada Beton ... 66
4.5.2. Beton Pasca Bakar... 69
4.5.3. Pemulihan Beton Pasca Bakar ... 71
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 73
5.2. Saran ... 74
DAFTAR PUSTAKA ... xvii
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Batasan Susunan Butiran Agregat Halus ... 14
Tabel 2.2. Technical Data Sika Viscocrete5 ... 17
Tabel 3.1. Jumlah dan Ukuran Penampang Benda Uji Silinder untuk Uji Kuat Tarik Belah ... 27
Tabel 3.2. Jumlah dan Ukuran Penampang Benda Uji Silinder untuk Uji Kuat Tarik Belah Serat Aluminium ... 27
Tabel 3.3. Jumlah dan Ukuran Penampang Benda Uji Balok untuk Uji MOR ... 27
Tabel 3.4. Jumlah dan Ukuran Penampang Benda Uji Balok untuk Uji MOR Serat Aluminium ... 28
Tabel 3.5. Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar... 33
Tabel 3.6. Tabel Perubahan Warna pada Uji Kadar Zat Organik Pasir ... 36
Tabel 3.7. Nilai Koefisien G ... 45
Tabel 3.8. Koefisien Kemampatan Beton untuk Berbagai Kondisi Nilai Slump ... 46
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 53
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus... 54
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 55
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar... 55
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Kuat Tarik Aluminium ... 57
Tabel 4.6. Faktor Koreksi untuk Dimensi yang Bervariasi (SNI 1974-2011) .... 58
Tabel 4.7. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah ... 59
Tabel 4.8. Hasil Perhitungan pada Pengujian Kuat Tarik Belah ... 60
Tabel 4.9. Hasil Pengujian Modulus of Rupture ... 63
Tabel 4.10. Hasil Perhitungan pada Pengujian Modulus of Rupture ... 64
Tabel 4.11. Perbandingan Kuat Tarik Belah antara Beton Normal dan Beton Serat Aluminium dengan Variasi Waktu Rendaman Air ... 66
commit to user
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Pengujian Kuat Tarik Belah ... 19
Gambar 2.2. Balok Melengkung Karena Momen ... 19
Gambar 2.3. Jari-Jari Kelengkungan Balok ... 20
Gambar 2.4. Distribusi Tegangan pada Balok yang Melentur ... 21
Gambar 2.5. Gaya pada Elemen dA yang Bejarak ydari Sumbu Netral ... 21
Gambar 2.6. Pengujian Lentur dengan Beban di Sepertiga Bentang (ASTM C 78) ... 22
Gambar 2.7. Diagram Momen dan Geser Akibat fracture yang Terletak di Sepertiga Bentang Tengah ... 23
Gambar 2.8. Diagram Momen dan Geser Akibat fracture yang Terletak Lebih dari Sepertiga Bentang Tengah namun Kelebihannya <5%L ... 24
Gambar 2.9.Distribusi Diagram Momen dan Geser Akibat fracture yang Terletak Lebih dari Sepertiga Bentang Tengah dan Kelebihannya>5%L ... 25
Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap-Tahap Penelitian ... 32
Gambar 3.2. Setting Up Pengujian Kuat Tarik Belah ... 50
Gambar 3.3. Setting Up Pengujian Modulus of Rupture ... 52
Gambar 4.1. Grafik Gradasi Agregat Halus ... 54
Gambar 4.2. Grafik Gradasi Agregat Kasar ... 56
Gambar 4.3. Perbandingan Kuat Tarik Belah Beton antara Beton Setelah Pembakaran dengan Beton Setelah Perawatan ... 61
Gambar 4.4. Perbandingan MOR antara Beton SetelahPembakaran dengan Beton Setelah Perawatan ... 64
Gambar 4.5. Serat Aluminium dalam Beton ... 66
Gambar 4.6. Aksi Serat Aluminium Bersama Pasta Semen ... 66
Gambar 4.7. Aksi Pasak dalam Beton ... 67
Gambar 4.8. Pemodelan Bentuk Fisik dari Hidrasi Semen ... 68
Gambar 4.9. Pemodelan CSH ... 69
commit to user
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat
Lampiran B. Perhitungan Rencana Campuran Beton
Lampiran C. Dokumentasi
commit to user
xvii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
% = Persentase
π = Phi (3,14285)
o
C = Derajat celcius
fc’ = Kuat tekan beton
ft = Kuat tarik belah beton
A = Luas permukaan benda uji tertekan
V = Volume benda uji silinder
P = Beban tekan
Ec = Modulus elastisitas beton
� = Regangan aksial
Δl = Penurunan arah longitudinal
L = Tinggi beton relatif (jarak antara dua ring dial exstensometer)
d = Diameter
S2 = Tegangan sebesar 0,4 fc’
S1 = Tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudional akibat
tegangan sebesar 0,00005
�2 = Regangan longitudinal akibat tegangan S2
w/p = volume air / volume powder
in = Inchi
m = Meter
μm = Mikrometer
mm = Milimeter
cm = Centimeter
gr = Gram
kg = Kilogram
lt = Liter
commit to user
xviii
MPa = Mega Pascal
kN = Kilo Newton
OPC = Ordinary Pozzolan Cement
KTB = Kuat Tarik Belah
MOR = Modulus of Rupture
ASTM = American Society for Testing and Material
ACI =American Concrete Institue
