PENGARUH PENAMBAHAN SERAT POLYPROPYLENE PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI GAS TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS.

commit to user

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT

POLYPROPYLENE

PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI GAS

TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH, DAN

MODULUS ELASTISITAS

“TheInfluence of Polyropylene Fiber Addition on Lightweight Concrete Made

bygasTechnology on Compressive Strength, Split Tensile Strength, and

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh GelarSarjana Teknik PadaJurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

ARIS PRIYONO

NIM. I 1112019

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

commit to user

PADA BETON

TERHADAP KU

M

“TheInfluence of Polyro

by gas Technology o

Disusun sebaga

Pada J

JURUSAN T

UNIV

i

N RINGAN DENGAN TEKNOLOGI

G

UAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH

MODULUS ELASTISITAS

lyropylene Fiber Addition on Lightweight Conc y on Compressive Strength, Split Tensile Streng

Modulus of Elasticity”

SKRIPSI

agai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjan

da Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Oleh :

ARIS PRIYONO

NIM. I 1112019

TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

IVERSITAS SEBELAS MARET

commit to user

PENGARUH PE

PADA BETO

GASTERHADAP K

M

“TheInfluence of Polyro

by Gas Technology o

Telah disetujui untu

Jurusan Teknik S

Dosen Pembi

Purnawan Gunaw NIP. 19731209 1

Dosen Pembimbing II

Ir. Endang Rismunarsi, MTa

NIP. 19570917 198601 2 001

PENAMBAHAN SERAT

POLYPROPYL

TON RINGAN DENGAN TEKNOLOG

KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELA

MODULUS ELASTISITAS

lyropylene Fiber Addition on Lightweight Conc y on Compressive Strength, Split Tensile Streng

Modulus of Elasticity”

Disusun Oleh :

ARIS PRIYONO

NIM. I1112019

ntuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Penda

ik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Mar

mbimbing I

awan, ST, MT. 9 199802 1 001

Dosen Pembimb

Ir. Endang Rismuna NIP. 19570917 1986

PYLENE

OGI

LAH, DAN

oncrete Made rength, and ndadaran aret

Dosen Pembimbing I

Purnawan Gunawan, ST, MT. NIP. 19731209 199802 1 001

mbing II

unarsi, MTa

commit to user

ABSTRAK

Aris Priyono, 2015, Pengaruh Penambahan Serat Polypropylene Pada Beton

Ringan Dengan Teknologi Gas Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah,

dan Modulus Elastisitas, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret.

Berat jenis beton adalah salah satu unsur yang sangat diperhitungkan saat merencanakan struktur bangunan karena berpengaruh pada perhitungan pembebanan. Sehingga, muncul berbagai penelitian mengenai beton ringan. Satu diantaranya adalah pembuatan beton ringan dengan teknologi gas. Beton ringan

gas dibuat dengan menambahkan Alumuium pasta yang terdiri dari serbuk alumunium dan air kedalam campuran mortar. Dewasa ini, pemakaian beton ringan masih ditujukan pada beton non struktural saja karena pada umumnya beton ringan mempunyai kekuatan dibawah beton struktural yang mempuyai kuat tekan minimal 17,5 MPa. Solusi untuk meningkatkan kekuatan beton ringan

gasini adalah dengan menambahkan serat kedalam adukan berupa serat

polypropylene. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan serat polypropylene terhadap sifat-sifat mekanik beton berupa kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas.

Metode yang digunakan adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di Laboratorium Bahan UNS. Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm untuk pengujian modulus elastisitas, kuat tekan, dan kuat tarik belah. Benda uji masing-masing berjumlah 3 buah untuk 1 variasi kadar penambahan serat. Persentase serat yang digunakan adalah 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; dan 1%. Pengujian menggunakan alat UTM (UltimateTesting Machine). Perhitungan yang digunakan adalah analisis statistik dengan regresi linear pada batas elastis beton menggunakan programMicrosoft Excel.

Hasil dari penelitian ini adalah peningkatan nilai kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas beton ringan gas setelah ditambah serat polypropylene.

Peningkatan paling maksimum terdapat pada kadar penambahan serat sebesar 0,75% dari berat volume beton. Berat jenis benda uji paling tinggi adalah 1892,30 kg/m3, sehingga masih termasuk beton ringan karena mempunyai berat jenis dibawah 1900 kg/m3. Penambahan kadar serat sebesar 0,75% menghasilkan peningkatan kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas berturut-turut sebesar 48,18%; 48,44%; dan 59,47% , dibandingkan dengan beton ringan gas tanpa serat. Berdasarkan analisis regresi polynomial diperoleh kadar optimal penambahan serat polypropyleneuntuk kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas beton dengan nilai optimal berturut-turut sebesar 13,91MPa, 2,96 MPa, dan 6659,12 MPa.

Kata kunci: beton ringan,seratpolypropylene, kuat tekan, kuat tarik belah,

commit to user

vii

ABSTRACT

Aris Priyono, 2015, The Influence of Polypropylene Fiber Addition on

Lightweight Concrete Made by Gas Technology on Compressive Strength,

Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity,Thesis of Civil Engineering

Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University.

The density of concrete is one of aspect which is calculated when designing a building framework because it has influence the loading calculation. For that reason, so is rises many researchs on the lightweight concrete and one of them is making a lightweight concrete using gas technology. gas lightweight concrete is made by adding Aluminium Paste which consist of Aluminium Powder, and water into a mortar mix. Recently, the utilization of lightweight concrete is still purposed to a non-structural concrete only, because generally a lightweight concrete has less strength than the structural concrete which has minimum compressive strength at 17.5 MPa. The solution to improve this foam lightweight concrete’s strength is by adding fiber to the mixing in form of polypropylene fiber. The purpose of this research is to determine the effect of polypropylene fiber addition to the concrete’s mechanical properties, such as compressive strength, split tensile strength, and modulus of elasticity.

The method that is used is experimental method that have been conducted in the Material Laboratory of UNS. The specimen is in form of cylinder with diameter of 10 cm and height of 20 cm for testing the modulus of elacity, compressive strength, and the split tensile strength. Each specimen consist of 3 pieces for 1 variation of fiber additional rate. The fiber precentage that is used are 0%; 0.25%; 0.5%; 0.75%; and 1%. This experiment using UTM (Ultimate Testing Machine) tool. The calculation that is used is statictic analysis with linear regression on the elasticity limit of the concrete using Microsoft Excel.

The result of this research is increase in the compressive strength, split tensile strength, and modulus of elasticity of gas lightweight concrete after have been added by some polypropylene fibers. Maximum increase is in fiber addition of 0.75% from concrete’s volume weight. The highest specimen’s density is1892,30 kg/m3 so it is categorized as lightweight concrete because it has density below 1900 kg/m3. The fiber addition of 0.75% makes an increasing in compressive strength, split tensile strength, and modulus of elasticity 48,18%; 48,44%; and 59,47% continously, compared with gas lightweight concrete which without fiber. Based on the polynomial regression analysis, it is obtained that polypropylene fiber addition optimum rate for compressive strength, split tensile strength, and modulus of elasticity weight with optimum value of 13,91 MPa, 2,96 MPa, and 6659,12 MPa.

Keywords: lightweight concrete, polypropylene fiber, compressive strength, split

commit to user

MOTO

La Tahzan,Innallaha ma’ana

(QS.At- Taubah ; 40)

Apa Yang kamu Anggap r endah bisa saja mendahului

kamu nantinya, r endah hatilah.

(penulis)

Hay Masalah besar , Aku Punya TUHAN yang lebih besar

(Aisah ; Film 99 Cahaya dilangit Er opa)

Jangan lelah, Jangan Meyerah! Karena Kesuksesan hanya

berkisar antara kening dan Sajadah

(Twitter @Nasehat_Super )

Berhentilah menyesali, mulailah mensyukuri. Berhentilah

Meragukan, dan Mulailah melakukan

commit to user

v

PERSEMBAHAN

Dengan segenap kerendahan hati kupersembahkan skripsi ini untuk:

1. Allah SWT

2. Bapak, dan Ibu yang tak henti- hentinya menyayangi dan selalu

memberi semangat serta Doa yang tak pernah putus untuk putra

bungsumu ini.

3. Mas ku dan Mbak ku Tersayang

4. Rekan Rekan Tim beton gas yang tak lain teman ,sahabat serta

keluarga. Kalian Luar Biasa.

5. Teman – Teman “ genk gembel papan atas” serta teman- teman

Transfer Non Reg 2012Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret

commit to user

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya,

sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul

“Pengaruh Penambahan Serat Polypropylene Pada Beton Ringan Dengan

TeknologiGasTerhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, dan Modulus Elastisitas”

guna memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Jurusan Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyadari sepenuhnya 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 beserta Staf.

2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta beserta Staf.

3. Ketua program Studi Teknik Sipil Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf.

4. Bapak Purnawan Gunawan, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I.

5. Ibu Ir.Endang Rismunarsi, MT selaku Dosen Pembimbing II.

6. Bapak Wibowo, ST, DEA Selaku Dosen penguji 1

7. Bapak Ir.Slamet Prayitno, MT Selaku dosen penguji 2

8. Bapak Edy Purwanto, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik.

Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada

umumnya dan mahasiswa pada khususnya.

Surakarta, Februari 2015

commit to user

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

MOTTO ... iv

PERSEMBAHAN ... v

ABSTRAK ... vi

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ... xv

DAFTAR LAMPIRAN ... xviii

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

1.2. Rumusan Masalah... 4

1.3. Batasan Masalah ... 4

1.4. Tujuan Penelitian ... 4

1.5. Manfaat Penelitian ... 5

1.5.1. Manfaat Teoritis... 5

1.5.2. Manfaat Praktis ... 5

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ... 6

2.1.1 Beton Ringan ... 6

2.1.2. Beton Serat ... 6

2.1.3. BetonFoam... 7

commit to user

2.1.5. Beton Gas ... 8

2.2. Landasan Teori... 8

2.2.1. Material Dasar Pembentuk Beton ... 8

2.2.1.1. Semen Portland ... 8

2.2.1.2. Agregat ... 10

2.2.1.3. Air ... 11

2.2.1.4.Fly Ash... 12

2.2.2. Perawatan Beton (curing) ... 13

2.2.3. Workability... 14

2.2.4. Beton Ringan (Lightweight concrete) ... 14

2.2.5. Alumunium Pasta ... 17

2.2.6. Beton Serat ... 17

2.2.7. Pengertian Serat... 18

2.2.8. Serat Polimer Sintetis ... 19

2.2.9. Serat Polypropilene... 19

2.2.10. Sifat Struktural Beton Serat... 21

2.2.11. Konsep Beton Serat ... 22

2.2.12. Mekanisme Kerja Serat ... 23

2.2.13. Pengujian Kuat Tekan ... 25

2.2.14. Pengujian KuatTarik Belah ... 26

2.2.15. Modulus Elastisitas ... 27

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Uraian Umum ... 29

3.2. Tahapan Penelitian... 30

3.3. Alat Uji Penelitian ... 33

3.4. Bahan Uji Penelitian ... 34

3.5 .Prosedur Pembuatan Benda Uji ... 34

3.6. Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar ... 35

commit to user

ix

3.6.2.1. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus... 36

3.6.2.2. Pemeriksaan Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus ... 37

3.6.2.3. PengujianSpesifik GravityAgregat Halus ... 37

3.2.2.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 38

3.7. Pembuatan Benda Uji ... 39

3.8. Perawatan Benda Uji ... 40

3.9. Pengujian Kuat Tekan... 40

3.10. Pengujian Kuat Tarik Belah ... 41

3.1 Pengujian Modulus Elastisitas ... 42

BAB 4. ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Agregat ... 44

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus... 44

4.2. Rancang Campuran Adukan Beton... 46

4.2.1. Rancang Campuran denganTrial Mix... 46

4.3. Hasil Pengujian Beton ... 47

4.3.1. Hasil Pengujian Berat Jenis ... 47

4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Tekan ... 49

4.3.3. Perhitungan RegresiPolynominalKuat Tekan ... 51

4.3.4. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah ... 52

4.3.5. Perhitungan Regresi Polynominal Kuat Kuat Tarik Belah ... 54

4.3.6. Hasil Pengujian Modulus Elastisitas ... 57

4.3.7. Perhitungan Regresi Polynominal Kuat Modulus Elastisitas ... 59

4.3.8. Hasil Pengujian dan Pembahasan Modulus Elastisitas dengan RumusSimple Mixture Rule... 60

4.4. Pembahasan ... 62

4.4.1. Berat Jenis Beton ... 62

4.4.2. Kuat Tekan Beton ... 63

4.4.3. Kuat Tarik Belah Beton ... 64

commit to user BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ... 66

5.2. Saran ... 67

DAFTAR PUSTAKA ... 68

commit to user

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland ... 9

Tabel 2.2. Jenis-Jenis Semen Portland ... 9

Tabel 2.3. Persyaratan Gradasi Agregat Halus ASTM 33-74a ... 11

Tabel 2.4. Karakteristik Seratpolypropilene... 20

Tabel 2.5. Kolerasi perbandingan Dimensi silinder ... 25

Tabel 3.1. Jumlah dan kode Benda Uji Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas 29 Tabel 3.2. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tarik Belah ... 30

Tabel 3.3. Kadar Zat Organik terhadap Prosentase penurunan Kekuatan Beton 37 Tabel 3.4. Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM... 39

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 44

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus... 45

Tabel 4.3. Proporsi Campuran adukan Beton Ringan Gas Untuk 1m³ ... 46

Tabel 4.4. Proporsi Campuran adukan Beton Ringan Gas Untuk 1Kali Adukan47 Tabel 4.5. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Ringan Gas ... 48

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Ringan Gas ... 50

Tabel 4.7. Perubahan Kuat Tekan Beton Ringan Gas... 51

Tabel 4.8. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah beton Ringan Gas ... 53

Tabel 4.9. Perubahan Kuat Tarik Belah beton Ringan Gas ... 54

Tabel 4.10. Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas Beton Ringan Gas ... 58

commit to user

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Serat Tersebar Merata Dalam Beton ... 18

Gambar 2.2. Serat dalam Beton ... 24

Gambar 2.3. Aksi Serat Bersama Pasta Semen ... 24

Gambar 2.4. Aksi Pasak dalam Beton ... 24

Gambar 2.5. Pengujian Kuat Tarik Belah ... 26

Gambar 3.1. Bagan alir tahap-tahap penelitian ... 33

Gambar 3.2. prosedur Pembuatan Beton Ringan Gas Berserat... 35

Gambar 3.3. Cara Pengujian Kuat Tekan Beton ... 41

Gambar 3.4. Cara Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 42

Gambar 3.5. Cara Pengujian Modulus Elastisitas ... 43

Gambar 4.1. Gradasi Agregat Halus ... 46

Gambar 4.2. Kuat Tekan Pada berbagai Variasi Jumlah Penambahan serat Polypropilene ... 50

Gambar 4.3. Kuat Tekan Pada berbagai Variasi Jumlah Penambahan serat Polypropilene ... 53

Gambar 4.4. Nilai Tegangan Regangan Benda uji PP 0-1 ... 56

Gambar 4.3. Nilai Modulus Elastisitas Pada berbagai Variasi Jumlah Penambahan SeratPolypropilene... 58

commit to user

xiii

ASTM =American Society for Testing and Materials

LGFC =lightweight gas fiber concrete

UTM =Universal Testing Machine

SSD =Saturated Surface Dry

PBI = Peraturan Beton Indonesia

ACI =American Civil Institute

BS =British Standartds(Inggris)

MPa = Mega pascal

KT = Kuat Tekan

KB = Kuat tarik Belah

PP-1 =Polypropilene 1

PPC = Portland Pozzoland Cement

fas = faktor air semen`

f’c = Kuat desak beton

f’t = Kuat belah beton

% = Presentase

π = Phi (3,14285)

σ = Tegangan

ɛ = Regangan

kg = Kilogram

gr = gram

m3 = meter kubik

inch = Inchi

cm = centimeter

D = Diameter silinder (mm)

Ls = Tinggi silinder (mm)

l = Perubahan panjang akibat beban P (mm)

L = Panjang semula (mm)

E_c = Modulus elastis composit

E_f = Modulus elastis serat

η₁ =Factor panjang serat

η₀ =Faktor orientasi serat

γ =Faktor efisiensi matrik beton

V_f =Volume fraksi serat

lf = Panjang serat

df = Diameter serat

sf =Spasi serat

v1 = Volume satu buah serat

vf =Volume seluruh serat

G0 = berat pasir awal (100 gram)

G1 = berat pasir akhir (gram)

d =∑ persentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan

e =∑ persentase berat pasir yang tertinggal

°C = Derajad Celsius

N = Newton

xv df = Diameter serat

Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat

Lampiran B. Mix Desain

Lampiran C. Hasil Pengujian

Lampiran D. Dokumentasi Penelitian