Pengaruh Penambahan Serat Seng Pada Beton Ringan Dengan Teknologi Foam Terhadap Kuat Lentur, Toughness, Dan Stifness

i

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT SENG

PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI

FOAM TERHADAP KUAT LENTUR,

TOUGHNESS,

DAN

STIFNESS

The Effect of Adding Zinc Fiber on Lightweight Concrete Foam Technology towardsthe Flexural Strength, Toughness and Stiffness

SKRIPSI

Diajukan Sebagai salah satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

NIM. I 1111069

REZHA RENATA

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

MOTTO

“Sukses dicapai dengan mengembangkan kelebihan kita bukan dengan menghilangkan kelemahan”

“Tak tampan tak jadi soal, karena pria memimpin bukan dengan ketampanan tapi dengan tanggungjawab,

kebijaksanaan dan suri tauladan.”

“Doa tanpa usaha dan perbuatan adalah sia – sia. Jadilah diri yang bijak”

“Pengalaman yang paling mahal adalah perjuangan tanpa

mengenal menyerah ”

“Jangan Pernah Menilai Kebodohan Seseorang, Karena orang bodoh ialah orang yang menilai dirinya paling

v

PERSEMBAHAN

Dengan segala karunia Allah SWT atas berkat dan

rahmatNYA, Skripsi ini dapat terselesaikan dan akhirnya

dengan segala ungkapan terima kasih kupersembahkan

kepada :

1. Orang tua serta keluarga di rumah, yang selalu mendukung

dan mensuport.

2. Teman – teman 1 team penelitian “BayiSehatt” Dewana,

Herman danKunto.

3. Yang terhormat Bapak Purnawan Gunawan,S.T,M.T.dengan

segala bimbingan, nasehat, dan saran;

4. Yang terhormat Bapak Wibowo, ST, DEA dengan segala

bimbingan, nasehat, dan saran;

5. Teman – Teman Transfer Non Reg 2011 Teknik Sipil

Universitas Sebelas Maret Surakarta yang tidak bias

ABSTRAK

Rezha Renata, 2014, Pengaruh Penambahan Serat Seng Pada Beton Ringan Dengan Teknologi Foam Terhadap Kuat Lentur, Toughness dan Stifness, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Berat jenis beton yang tinggi yaitu berkisar antara 2400 kg/m³, akan berpengaruh terhadap pembebanan struktur maka perlu diperhitungkan.Salah satu cara untuk mengatasinya dibuat beton ringan dengan menambahkan foam agent (cairanbusa) kedalam campuran beton. Untuk meningkatkan kuat lentur, toughness dan stiffness, salah satunya dengan menambahkan serat seng. Penambahan serat dalam beton akan membentuk suatu komposit antara beton dengan serat, dimana kedua beton tersebut memiliki karakteristik yang berbeda-beda baik sifat fisik maupun mekaniknya, termasuk elastisitasnya. Tujuan penelitian ini untuk mengkaji permasalahan mengenai lineweight concrete atau beton ringan terhadap sifat dan kualitas beton, mulai dari seberapa besar pengaruh terhadap kuat lentur, toughness, dan stiffnessbeton setelah diberi bahan tambahan foam agent dan serat seng.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di Laboratorium Bahan Bangunan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Tahap awal, yaitu dengan membuat beton ringan foam tanpa agregat kasar dengan menambahkan kadar serat sebanyak 0%, 0,25%, 0,5% dan 1% dari volume beton dan foam, yang merupakan lanjutan dari penelitian sebelumnya. Benda uji berbentuk balok dengan berpenampang panjang 55 cm, dan berpenampang lebar 10 cm, sebanyak 3 buah benda uji tiap sampel untuk pengujian berat jenis beton dan kuat lentur beton.

Dari hasil penelitian didapat kuat lentur dengan persentase penambahan serat seng sebesar 0%; 0,25%; 0,5%; 1% yang diuji pada umur 28 hari berturut-turut adalah 1,04 MPa ;1,61MPa ; 1,64 MPa ; 1,05 MPa,dengan nilai maksimum 1,67MPa dengan kadar serat sebesar 0,39%. Nilai toughness dengan persentase penambahan serat seng sebesar 0%; 0,25%; 0,5%; 1% yang diuji pada umur 28 hari berturut-berturut adalah yang diuji pada umur 28 hari berturut-berturut adalah 0,65kNmm; 1,53kNmm; 1,55 kNmm; 0,72kNmm dengan nilai maksimum 1,62kNmm dengan kadar serat sebesar 0,37%. Nilai stifness dengan angka presentase penambahan kadar serat rata-rata secara berurutan 0%; 0,25%; 0,5%; 1% adalah 4692,93 N/mm; 5049,02 N/mm; 5069,44 N/mm; 4761,64 N/mm, dengan nilai maksimum 5090,25 N/mm dengan kadar serat sebesar 0,38%.

vii ABSTRACT

Rezha Renata, 2014, The Effect of Adding Zinc Fiber on Lightweight Concrete Foam Technology towards the Flexural Strength, Toughness and

Stiffness,ThesisDepartment of Civil Engineering Faculty of Engineering, Sebelas Maret Surakarta University.

Concrete density that ranges from 2400kg/m³,will affect the loading structure it needs to be taken into account. Alternatif solution it is made by adding a lightweight concrete foam agent (liquid foam) into the concrete mix. To increase the flexural strength, toughness and stiffness, one of them by adding zinc fibers. The addition of fibers in the concrete to form a composite between concrete with fibers, where both the concrete has different characteristics both physical and mechanical properties, including elasticity. The purpose of this study was to examine issues regarding lightweight concrete over the nature and quality of the concrete, ranging from how much influence the flexural strength, toughness, and stiffness after a given concrete additives and fiber zinc foam agent.

The method used in this study is an experimental method that is carried out at the Laboratory of Building Materials, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University. The initial phase, which is to make lightweight foam concrete without coarse aggregate by adding fiber content as much as 0%, 0,25%, 0,5% and 1% of the volume of concrete and foam, which is a continuation of previous studies. Specimens shaped beam with length 55 cm, 10 cm wide and deep, 3 pieces of each specimen samples for specific gravity testing of concrete and concrete flexural strength.

From the research results obtained flexural strength with the addition of fiber zinc percentage of 0%; 0.25%; 0.5%; 1% were tested at 28 days in a row is 1.04 MPa; 1.61 MPa; 1.64 MPa; 1.05 MPa, with a maximum value of 1.67 MPa with a fiber content of 0.39%. Toughness values with the addition of fiber zinc percentage of 0%; 0.25%; 0.5%; 1% were tested at 28 days straight row is tested at 28 days of consecutive kNmm is 0.65; KNmm 1.53; KNmm 1.55; KNmm 0.72 with a maximum value of 1.62 kNmm the fiber content of 0.37%. Stifness value with the addition of fiber content percentage rate on average in a sequence of 0%; 0.25%; 0.5%; 1% is 4692.93 N / mm; 5049.02 N / mm; 5069.44 N / mm; 4761.64 N / mm, with a maximum value of 5090.25 N / mm with a fiber content of 0.38%.

PENGANTAR

Segala puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga skripsi dengan judul “Pengaruh Penambahan Serat Seng Pada Beton Ringan Dengan Teknologi Foam Terhadap Kuat

Lentur, Toughness, DanStifness”.Penelitian untuk tugas akhir ini merupakan bagian dari penelitian Purnawan Gunawan, S.T, M.T selaku dosen pembimbing1tugasakhir, sekaligus ketua penelitian ini.

Penyusunan skripsi ini merupakan salah satusyarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Jurusan Teknik Sipil, FakultasTeknik, UniversitasSebelasMaret Surakarta.Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak penulis sulit mewujudkan skripsi ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Segenap Pimpinan Program Studi Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Purnawan Gunawan,S.T, M.T, selaku Dosen Pembimbing Skripsi 1. 4. Wibowo, ST, DEA selaku Dosen Pembimbing Skripsi 2.

5. Rekan-rekan mahasiswaTeknik Sipil ( Non Reg ) th 2011.

Penyusun menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak pada umumnya dan penulis pada khususnya.

Surakarta, Maret 2014

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN MOTTO ... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ... v

ABSTRAK ... vi

PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI... ix

DAFTAR TABEL... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvi

BAB 1.PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 3

1.3. Batasan Masalah ... 3

1.4. Tujuan Penelitian ... 4

1.5. Manfaat Penelitian ... 4

1.5.1. Manfaat Teoritis ... 4

1.5.2. Manfaat Praktis ... 4

BAB 2.TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ... 5

2.2. Dasar Teori... 6

2.2.1. Material Pembentuk Beton ... 6

2.2.1.1. Semen Portland ... 6

2.2.1.3. Air ... 9

2.2.2. Perawatan Beton ( Curing )... 9

2.2.3. Beton Ringan... 10

2.2.4. Beton Serat ... 12

2.2.5. Foam Agent/Zat Adiktif ... 13

2.2.6. Serat Dalam Beton ... 14

2.2.7. Pengujian Beton Berserat ... 17

2.2.7.1. PengujianKuatLentur ... 17

2.2.7.2. Pengujian Toughness... 18

2.2.7.3.Stifness... 19

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Uraian Umum... 20

3.2. Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar... 20

3.2.1. Standar Pengujian Agregat Halus ... 21

3.2.2. Pengujian Agregat Halus ... 21

3.2.3.1. Pengujian Kandungan Zat Organik Agregat Halus ... 24

3.2.3.2. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus ... 25

3.2.3.3. Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus ... 26

3.2.3.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 28

3.3. Bahan Pembuatan Beton Foam Berserat... 29

3.4. Peralatan Pembuatan Beton Foam Berserat ... 29

3.5. Tahapan dan Prosedur Pembuatan Beton Foam Berserat ... 30

3.6. Tahapan dan Prosedur Penelitian ... 31

3.6.1. Pengujian BeratJenis ... 34

xi BAB 4. ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian ... 37

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 37

4.2. Hasil Perhitungan Rancang Campuran Adukan Beton ... 37

4.3. Hasil Pengujian dan Pembahasan Berat Jenis ... 38

4.4. Hasil PengujiandanPembahasan Kuat Lentur ... 40

4.5. Hasil Pengujian danPembahasanToughness... 45

4.6. Hasil Pengujian danPembahasanStifness... 51

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 55

5.2. Saran ... 56

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland ... 6

Tabel 2.2. Jenis-Jenis Semen Portland ... 7

Tabel 2.3. Persyaratan Gradasi Agregat Halus ASTM 33-74a ... 8

Tabel 2.4. Penentuan Ukuran Serat Menurut ACI 544. 4R-88 ... 14

Tabel 3.1. Jumlah dan Kode Benda Uji Kapasitas Lentur ... 20

Tabel 3.2. Pengaruh Kadar Zat Organik Terhadap Presentase Penurunan KekuatanBeton ... 22

Tabel 3.3. Syarat Presentase Berat Lolos Standar ASTM ... 24

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus... 37

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Ringan FoamNormal ... 38

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Ringan FoamBerserat Seng .... 39

Tabel 4.4. Hasil Perhitungan Kuat Lentur ... 42

Tabel 4.5. Perubahan Kuat Lentur Beton ... 43

Tabel 4.6. Nilai Toughness ... 47

Tabel 4.7. Perubahan NilaiToughness... 47

Tabel 4.8. Perhitungan NilaiStifness... 52

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Serat Tersebar Merata Dalam Beton ... 12

Gambar 2.2. Pembebanan Benda UjiLentur ... 17

Gambar 2.3. Grafik Hubungan antara P (kN) dengan Lendutan (mm)... 18

Gambar 3.1. Prosedur Pembuatan Beton Foam Berserat atau lightweight foamed fiber concrete(LFFC) ... 31

Gambar 3.2. Bagan alir tahap-tahap penelitian ... 33

Gambar 3.3. Benda Uji... 34

Gambar 3.4.Universal Testing Machine (UTM)Alat Uji Kuat Lentur... 35

Gambar4.1. Letak Pembebanan dan tumpuan... 41

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Kuat Lentur dengan Kadar Serat... 43

Gambar 4.3. Grafik Hasil Pengujian Toughness 0,5%-1 ... 46

Gambar 4.4. Grafik Hubungan Toughness dengan Kadar Serat Seng ... 48

Gambar 4.5. Serat di Dalam Beton ... 50

Gambar 4.6. Aksi Serat Bersama Pasta Semen ... 50

Gambar 4.7. Aksi Pasak di Dalam Beton... 51

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

% = Persentase = Phi ( 3,14285 )

ASTM = American Society for Testing and Materials A = Luas tampang melintang ( mm2

cm = Centimeter

)

D = Diameter silinder (mm)

d =

e =

G0 = Beratpasirawal (100 gram) G1 = Beratpasirakhir (gram)

P = Bebanmaksimum yang diberikan (N) P = Beban yang diberikan (ton)

PBI = Peraturan Beton Indonesia

SK SNI = Surat Keputusan Standar Nasional Indonesia SSD = Saturated Surface Dry

UTM = Universal Testing Machine fas = Faktor Air Semen

xv

1 = Faktor panjang serat 0 = Faktor orientasi serat

= Faktor efisiensi matrik beton V_f = Volume fraksi serat

lf = Panjang serat

f

d = Diameter serat

f

s = Spasi serat 1

v = Volume satu buah serat vf = Volume seluruh serat ƒ'C

f

= Kuat Tekan benda uji (N/mm)

t = Kuat belah beton (N/mm2

L = Perubahan panjang akibat beban P (mm) )

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat Lampiran B. Mix Desain

BAB 1