PENGARUH DOSIS, ASPEK RASIO, DAN DISTRIBUSI SERAT TERHADAP KUAT LENTUR DAN KUAT TARIK BELAH BETON BERSERAT BAJA.

19 

Teks penuh

(1)

commit to user

i

PENGARUH DOSIS, ASPEK RASIO, DAN DISTRIBUSI

SERAT TERHADAP KUAT LENTUR DAN KUAT TARIK

BELAH BETON BERSERAT BAJA

(Influence of Dosage, Aspect Ratio, and Distribution of Fiber on Modulus of Rupture and Split Tensile Strength of Steel Fiber Reinforced Concrete)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

AHMAD SAIFUDIN

NIM. I 0110010

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

pe rp ust aka an .u ns. ac. id dig

ilib .u ns. ac. id

(3)

pe rp ust aka an .u ns. ac. id dig

(4)

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

commit to user

MOTTO

Maka Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan.

Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan

(Q.S. Al Insyirah: 5-6)

Tulis apa yang kamu lakukan dan lakukan apa yang kamu tulis

(Acil)

Ora ana jangka kang kajangkah tanpa jumangkah

(5)

commit to user

PERSEMBAHAN

ALLAH SWT

Tuhan semesta alam. Kupersembahkan sebagai bentuk rasa syukur atas nikmat ilmu

yang telah Engkau berikan.

KEDUA ORANG TUA

Terima kasih untuk harap yang tak pernah lelah terucap, untuk keringat yang tak pernah kering menguap, dan untuk rasa yang akan tetap utuh sepanjang masa.

KELUARGA BESAR TEKNIK SIPIL 2010

Dwi Nuur dan Imam, teman seperjuangan skripsi. Tatas, Didin, Rochim, Djirjize,

Tandya, Hisyam yang telah banyak membantu saat proses pembuatan benda uji

maupun sesudahnya. Hendra, Budhi, Reza, Adit, dan Janu selaku keluarga Cuki. Suryono, teman satu atap. Risma, selaku friend in crime. Semua teman-teman sipil

2010 yang tak bisa saya sebutkan satu per satu.

KELUARGA BESAR SOLO MENGAJAR

Sangat bersyukur bisa menjadi bagian dari keluarga ini. Suka, duka, tawa, canda,

sibuk, senggang, telah kita lewati bersama. Especially, Geng Gandekan yang kece badai.

(6)

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

commit to user vi

ABSTRAK

Ahmad Saifudin, 2015. Pengaruh Dosis, Aspek Rasio, dan Distribusi Serat terhadap Kuat Lentur dan Kuat Tarik Belah Beton Berserat Baja. Skripsi. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Beton memiliki kuat tekan yang besar namun memiliki kuat tarik yang kecil dan bersifat getas. Kelemahan ini dapat diatasi, salah satunya dengan menggunakan

micro reinforcement seperti serat. Jenis serat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah serat baja Dramix tipe RC 80/60 BN dan RC 65/35 BN. Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh dosis, aspek rasio, dan distribusi serat terhadap kuat lentur dan kuat tarik belah beton berserat baja.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen yang dilakukan di Laboratorium. Benda uji yang digunakan berjumlah 54 buah. Benda uji kuat lentur menggunakan balok dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 40 cm, sedangkan benda uji kuat tarik belah menggunakan silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Dosis serat yang digunakan sebesar 20 kg/m3, 40 kg/m3, 60 kg/m3, dan 80 kg/m3. Beton diuji setelah berumur 28 hari.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa penambahan serat baja dengan berbagai dosis dapat meningkatkan kuat lentur dan kuat tarik belah. Kuat lentur meningkat hingga 77,02% sedangkan kuat tarik belah meningkat hingga 44,62%. Serat dengan aspek rasio besar memberikan kinerja yang lebih baik dalam hal kuat lentur dan kuat tarik belah dibandingkan serat dengan aspek rasio kecil. Kinerja beton serat juga dipengaruhi oleh distribusi serat dan jumlah serat di daerah retakan. Kinerja beton serat cenderung mengalami kenaikan seiring dengan bertambahnya jumlah serat.

(7)

commit to user vii

ABSTRACT

Ahmad Saifudin, 2015. Influence of Dosage, Aspect Ratio, and Distribution Fiber on Modulus of Rupture and Split Tensile Strength of Steel Fiber Reinforced Concrete. Thesis. Department of Civil Engineering. Faculty of Engineering. University of Sebelas Maret. Surakarta.

Concrete has a great compressive strength but it has small tensile strength and brittle. This weakness can be solved with micro reinforcement such as fiber. Fiber that used in this study is steel fiber Dramix RC 80/60 BN and RC 65/35 BN. This study aimed to observe influence of dosage, aspect ratio, and distribution fiber on modulus of rupture and split tensile strength of steel fiber reinforced concrete.

This study used the experimental method that is performed in the laboratory. Test specimens used were 54 pieces. Flexural strength of concrete specimens are beams with size of 10 cm x 10 cm x 40 cm, while split tensile strength of concrete specimens are cylinders with diameter of 15 cm and 30 cm high. Fiber dosage in

concrete mix thus are 20 kg/m3, 40 kg/m3, 60 kg/m3, and 80 kg/m3. Specimens

were tested after 28 days of concrete age.

The test results showed that the addition of steel fiber can increase the modulus of rupture and split tensile strength. The modulus of rupture increase till 77.02% while split tensile strength increase till 44.62%. Fiber with large aspect ratio give more good performance on modulus of rupture and split tensile strength than fiber with small aspect ratio. The performance of fiber reinforced concrete also influenced by distribution of fiber and amount of fiber in crack area. The performance of fiber reinforced concrete tend to increase along with the addition of fiber amount.

(8)

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

commit to user

vii

PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir yang

berjudul ”Pengaruh Dosis, Aspek Rasio, dan Distribusi Serat terhadap Kuat Lentur dan Kuat Tarik Belah Beton Berserat Baja” guna memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

.

Penyusunan tugas akhir ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan, dukungan, dan motivasi dari berbagai pihak. Penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:

1. Segenap Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

3. Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT selaku dosen pembimbing I. 4. Ir. Sunarmasto, MT selaku dosen pembimbing II.

5. Ir. Mukahar, MSCE selaku dosen pembimbing akademik. 6. Dosen Penguji skripsi.

7. Segenap Bapak dan Ibu dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

8. Rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknik Sipil

9. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis dengan tulus ikhlas.

Penulis menyadari tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk perbaikan di masa mendatang.

Surakarta, Januari 2105

(9)
(10)

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

3.12 Prosedur Pengujian Kuat Tarik Belah ... 38

3.13 Prosedur Pemeriksaan Distribusi Serat ... 39

Bab 4 Analisis dan Pembahasan ... 42

(11)

commit to user

xi

4.4 Hasil Pengujian Kuat Lentur... 50

4.5 Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah ... 62

4.6 Hasil Pemeriksaan Distribusi Serat Setelah Beton Selesai Diuji ... 64

4.6.1 Benda Uji Berbentuk Balok ... 64

4.6.2 Benda Uji Berbentuk Silinder ... 67

4.7 Pembahasan ... 70

4.7.1 Nilai Slump ... 70

4.7.2 Kuat Lentur ... 70

4.7.3 Kuat Lentur Ekuivalen Beton Serat ... 72

4.7.4 Toughness Index ... 76

4.7.5 Kuat Tarik Belah ... 78

4.7.6 Hubungan Kuat Lentur, Kuat Tarik Belah, dan Kuat Tekan ... 80

4.7.7 Pemeriksaan Distribusi Serat ... 84

Bab 5 Simpulan dan Saran ... 88

5.1 Simpulan ... 88

5.2 Saran ... 89

Daftar Pustaka ... 90

Lampiran A

Lampiran B

Lampiran C

Lampiran D

(12)

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

commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Susunan Serat dalam Beton Menurut Spacing Concept ... 8

Gambar 2.2 Susunan Serat dalam Beton Menurut Composite Material Concept ... 8

Gambar 2.3 Tahapan Cabut Berbagai Bentuk Serat Baja dari Mortar... 10

Gambar 2.4 Bentuk-Bentuk Serat Baja ... 17

Gambar 2.5 Serat Baja Dramix Tipe End Hooked ... 17

Gambar 2.6 Pengujian Modulus of Rupture dengan Metode Third Point Loading ... 18

Gambar 2.7 Sketsa Pembebanan pada Uji Kuat Lentur ... 19

Gambar 2.8 Mekanisme Penyerapan Energi Serat/Matriks ... 20

Gambar 2.9 Garis Tegangan saat Beton Mengalami tegangan ... 21

Gambar 2.10 Kurva Beban-Lendutan ... 21

Gambar 2.11 Kurva Beban-Lendutan untuk Perhitungan Toughness Index ... 22

Gambar 2.12 Pengujian Kuat Tarik Belah ... 23

Gambar 2.13 Sketsa Volume Benda Uji yang Dihitung pada Penggunaan Serat Tipe RC 80/60 BN ... 25

Gambar 2.14 Sketsa Volume Benda Uji yang Dihitung pada Penggunaan Serat Tipe RC 65/35 BN ... 25

Gambar 3.1 Bentuk dan Dimensi Benda Uji ... 29

Gambar 3.2 Bagan Alir Tahap-Tahap Penelitian ... 32

Gambar 3.3 Loading Frame ... 38

Gambar 3.4 Compression Testing Machine ... 39

Gambar 3.5 Pemeriksaan Distribusi Serat pada Beton Segar ... 40

Gambar 3.6 Pemeriksaan Distribusi Serat pada Benda Uji Balok ... 41

Gambar 3.7 Pemeriksaan Distribusi Serat pada Benda Uji Silinder ... 41

Gambar 4.1 Kurva Gradasi Agregat Halus ... 43

Gambar 4.2 Kurva Gradasi Agregat Kasar ... 45

(13)

commit to user

xiii

Gambar 4.4 Jumlah Serat Tipe RC 80/60 BN pada Beton Segar dengan

Berbagai Dosis Serat ... 49 Gambar 4.5 Jumlah Serat Tipe RC 65/35 BN pada Beton Segar dengan

Berbagai Dosis Serat ... 49 Gambar 4.6 Kuat Lentur Beton Normal dan Beton Serat dengan Berbagai

Dosis Serat ... 51 Gambar 4.7 Kurva Beban-Lendutan Beton Normal Menggunakan Third

Point Loading ... 52 Gambar 4.8 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat Dosis 20 kg Serat Baja

RC 80/60 BN per m3 Beton ... 52 Gambar 4.9 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat Dosis 40 kg Serat Baja

RC 80/60 BN per m3 Beton ... 53 Gambar 4.10 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat Dosis 60 kg Serat Baja

RC 80/60 BN per m3 Beton ... 53 Gambar 4.11 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat Dosis 80 kg Serat Baja

RC 80/60 BN per m3 Beton ... 53 Gambar 4.12 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat Dosis 20 kg Serat Baja

RC 65/35 BN per m3 Beton ... 54 Gambar 4.13 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat Dosis 40 kg Serat Baja

RC 65/35 BN per m3 Beton ... 54 Gambar 4.14 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat Dosis 60 kg Serat Baja

RC 65/35 BN per m3 Beton ... 54 Gambar 4.15 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat Dosis 80 kg Serat Baja

RC 65/35 BN per m3 Beton ... 55 Gambar 4.16 Kurva Beban-Lendutan Rata-Rata Beton Serat RC 80/60 BN

dengan Berbagai Dosis Serat ... 55 Gambar 4.17 Kurva Beban-Lendutan Rata-Rata Beton Serat RC 65/35 BN

dengan Berbagai Dosis Serat ... 55 Gambar 4.18 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat dengan Dosis Serat 20 kg

per m3 Beton ... 56 Gambar 4.19 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat dengan Dosis Serat 40 kg

(14)

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

commit to user

xiv

Gambar 4.20 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat dengan Dosis Serat 60 kg per m3 Beton ... 56 Gambar 4.21 Kurva Beban-Lendutan Beton Serat dengan Dosis Serat 80 kg

per m3 Beton ... 57 Gambar 4.22 Kuat Lentur Ekuivalen (feqms) Beton Serat dengan Berbagai

Dosis Serat ... 58 Gambar 4.23 Kuat Lentur Ekuivalen (feqmu) Beton Serat dengan Berbagai

Dosis Serat ... 59 Gambar 4.24 Toughness Index (I5) Beton Serat dengan Berbagai Dosis

Serat ... 61 Gambar 4.25 Toughness Index (I10) Beton Serat dengan Berbagai Dosis

Serat ... 61 Gambar 4.26 Kuat Tarik Belah Beton Normal dan Beton Serat dengan

Berbagai Dosis Serat ... 63 Gambar 4.27 Sketsa Penghitungan Jumlah Serat pada Benda Uji Balok ... 64 Gambar 4.28 Jumlah Serat Tipe RC 80/60 BN pada Benda Uji Berbentuk

Balok ... 66 Gambar 4.29 Jumlah Serat Tipe RC 65/35 BN pada Benda Uji Berbentuk

Balok ... 66 Gambar 4.30 Sketsa Penghitungan Jumlah Serat pada Benda Uji Silinder ... 67 Gambar 4.31 Jumlah Serat Tipe RC 80/60 BN pada Benda Uji Berbentuk

Silinder ... 69 Gambar 4.32 Jumlah Serat Tipe RC 65/35 BN pada Benda Uji Berbentuk

Silinder ... 69 Gambar 4.33 Pengaruh Penambahan Dosis Serat terhadap Kuat Lentur

Beton Serat ... 70 Gambar 4.34 Pengaruh Jumlah Serat terhadap Kuat Lentur Beton Serat

Tipe RC 80/60 BN ... 72 Gambar 4.35 Pengaruh Jumlah Serat terhadap Kuat Lentur Beton Serat

(15)

commit to user

xv

Gambar 4.36 Pengaruh Penambahan Dosis Serat terhadap Kuat Lentur

Ekuivalen (feqms)Beton Serat ... 73

Gambar 4.37 Pengaruh Penambahan Dosis Serat terhadap Kuat Lentur

Ekuivalen (feqmu)Beton Serat ... 73

Gambar 4.38 Pengaruh Jumlah Serat terhadap Kuat Lentur Ekuivalen

(feqms) Beton Serat Tipe RC 80/60 BN ... 74 Gambar 4.39 Pengaruh Jumlah Serat terhadap Kuat Lentur Ekuivalen

(feqms) Beton Serat Tipe RC 65/35 BN ... 74 Gambar 4.40 Pengaruh Jumlah Serat terhadap Kuat Lentur Ekuivalen

(feqmu) Beton Serat Tipe RC 80/60 BN ... 75 Gambar 4.41 Pengaruh Jumlah Serat terhadap Kuat Lentur Ekuivalen

(feqmu) Beton Serat Tipe RC 65/35 BN ... 75 Gambar 4.42 Pengaruh Penambahan Dosis Serat terhadap Toughness Index

(I5) Beton Serat ... 77

Gambar 4.43 Pengaruh Penambahan Dosis Serat terhadap Toughness Index

(I10) Beton Serat... 77

Gambar 4.44 Pengaruh Penambahan Dosis Serat terhadap Kuat Tarik Belah Beton Serat ... 78 Gambar 4.45 Pengaruh Jumlah Serat terhadap Kuat Tarik Belah Beton

Serat Tipe RC 80/60 BN ... 79 Gambar 4.46 Pengaruh Jumlah Serat terhadap Kuat Tarik Belah Beton

Serat Tipe RC 65/35 BN ... 79 Gambar 4.47 Hubungan Kuat Lentur dan Kuat Tarik Belah Beton dengan

Tipe Serat RC 80/60 BN ... 81 Gambar 4.48 Hubungan Kuat Lentur dan Kuat Tarik Belah Beton dengan

Tipe Serat RC 65/35 BN ... 81 Gambar 4.49 Pengaruh Penambahan Dosis Serat terhadap Kuat Tekan

(16)

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

commit to user

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik Dasar dari Berbagai Jenis Serat ... 7

Tabel 2.2 Jenis-Jenis Semen Portland dengan Sifat-Sifatnya ... 11

Tabel 2.3 Jenis-Jenis Semen Campur ... 12

Tabel 2.4 Persyaratan Gradasi Agregat Kasar ... 13

Tabel 2.5 Batasan Susunan Butiran Agregat Halus ... 14

Tabel 3.1 Benda Uji untuk Pengujian Kuat Lentur dan Kuat Tarik Belah .... 28

Tabel 3.2 Pengaruh Kandungan Zat Organik Terhadap Penurunan Kekuatan Beton ... 34

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Agregat Halus ... 42

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 43

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 44

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar ... 44

Tabel 4.5 Kebutuhan Bahan untuk setiap Variasi per 1 m3 ... 46

Tabel 4.6 Kebutuhan Bahan untuk 3 Benda Uji Kuat Lentur ... 46

Tabel 4.7 Kebutuhan Bahan untuk 3 Benda Uji dan Kuat Tarik Belah ... 46

Tabel 4.8 Hasil Pengujian Nilai Slump ... 47

Tabel 4.9 Hasil Pemeriksaan Distribusi Serat Beton Segar ... 48

Tabel 4.10 Hasil Pengujian Kuat Lentur ... 50

Tabel 4.11 Analisis Kuat Lentur Ekuivalen Beton saat Defleksi 0,5 mm ... 57

Tabel 4.12 Analisis Kuat Lentur Ekuivalen Beton saat Defleksi 0,5-3,0 mm . 58 Tabel 4.13 Analisis Toughness Index ... 60

Tabel 4.14 Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah ... 62

Tabel 4.15 Hasil Pemeriksaan Distribusi Serat Beton Tipe A setelah Diuji Lentur ... 65

Tabel 4.16 Hasil Pemeriksaan Distribusi Serat Beton Tipe B setelah Diuji Lentur ... 65

(17)

commit to user

xvii

Tabel 4.18 Hasil Pemeriksaan Distribusi Serat Beton Tipe B setelah Diuji

Tarik Belah ... 68

Tabel 4.19 Perbandingan Kuat Lentur Beton Serat dengan Beton Normal ... 71

Tabel 4.20 Perbandingan Kuat Lentur Ekuivalen (feqms) ... 76

Tabel 4.21 Perbandingan Kuat Lentur Ekuivalen (feqmu) ... 76

Tabel 4.22 Perbandingan Kuat Tarik Belah Beton Serat dengan Beton Normal... 80

Tabel 4.23 Rekapitulasi Hasil Pengujian ... 80

Tabel 4.24 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Serat... 82

Tabel 4.25 Korelasi Kuat Lentur dan Kuat Tekan ... 83

Tabel 4.26 Korelasi Kuat Tarik Belah dan Kuat Tekan ... 83

Tabel 4.27 Perbandingan Standar Deviasi Beton Serat ... 84

Tabel 4.28 Analisis Pengaruh Standar Deviasi terhadap Kinerja Beton Serat 85

Tabel 4.29 Perbandingan Jumlah Serat Teoritis dan Lapangan pada Beton Segar ... 86

Tabel 4.30 Perbandingan Jumlah Serat Teoritis dan Lapangan pada Benda Uji Balok ... 86

Tabel 4.31 Perbandingan Jumlah Serat Teoritis dan Lapangan pada Benda Uji Silinder ... 86

(18)

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

feqms = kuat lentur ekuivalen beton pada defleksi 0,5 mm (MPa)

feqmu = kuat lentur ekuivalen beton pada defleksi 0,5 mm-3,0 mm (MPa)

I = toughness index

P = beban maksimum (N) L = panjang bentang (mm) b = lebar balok benda uji (mm) h = tinggi balok benda uji (mm)

P0,5 = beban saat benda uji mengalami defleksi 0,5 mm (N)

P0,5-3,0 = beban saat benda uji mengalami defleksi 0,5-3,0 mm (N)

A0,5-3,0 = besar kerja saat pembebanan pada defleksi 0,5-3,0 mm (Nmm2)

A1 = luas area mulai dari defleksi 0 hingga saat retak pertama

A2 = luas area mulai dari defleksi saat retak pertama hingga 3 kali defleksi

saat retak pertama

A3 = luas area mulai dari 3 kali defleksi saat retak pertama hingga 5,5 kali

defleksi saat retak pertama D = diameter benda uji silinder (mm) Sd = Standar deviasi

= nilai x ke-i

̅

= rata-rata n = jumlah sampel f.a.s. = faktor air semen

ASTM = American Standar for Testing and Materials

PBI = Peraturan Beton Indonesia SNI = Standar Nasional Indonesia

SSD = Saturated Surface Dry

G0 = berat pasir sebelum dicuci

(19)

commit to user

xix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A. Uji Pendahuluan

Lampiran B. Rencana Adukan Beton (Mix Design) Lampiran C. Hasil Pengujian

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...