PENGARUH PENAMBAHAN SERAT SABUT KELAPA TERHADAP KUAT TEKAN BETON PADA BETON NORMAL

(1)

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT SABUT

KELAPA TERHADAP KUAT TEKAN BETON

PADA BETON NORMAL

Zulkifly

Alumni Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Haluoleo Kampus Hijau Bumi Tridharma Anduonohu

Kendari 93721

Nini Hasriani Aswad

Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Haluoleo Kampus Hijau Bumi Tridharma Anduonohu

Kendari 93721

Romy Talanipa

Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Haluoleo Kampus Hijau Bumi Tridharma Anduonohu

Kendari 93721

Abstrak

Beton merupakan bahan bangunan yang sudah lama dikenal dan sangat banyak di gunakan.Beton terdiri dari bahan campuran semen, kerikil, pasir , air dan bahan tambah. Penggunaan bahan tambah berupa serat alam yakni serat sabut kelapa diharapkan dapat memperbaiki sifat mekanik beton terkhususnya beton normal.Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui komposisi penambahan serat sabut kelapa yang meningkatkan nilai kuat tekan Beton. Pembuatan campuran beton mengacu SK SNI T-15-1990-003 tentang “Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal”. Benda uji untuk pengujian kuat tekan beton adalah silinder ukuran 10 x 20. Variasi konsentrasi penambahan serat sebesar 0%; 0,3%; 0,6%; 0,9%; dan 1,2% terhadap berat total beton.Hasil pengujian menunjukkan bahwa dengan penambahan serat serabut kelapa terjadi peningkatan nilai kuat tekan pada beton. Proporsi serat 0,3% menghasilkan nilai kuat tekan tertinggi yakni sebesar 20,43 MPa. Sedangkan beton tanpa serat ( Beton Normal ) sebesar 19,91 Mpa. Dengan adanya serat hasil pengujian kuat tekan beton meningkat sebesar 2,11%. Dengan adanya penambahan serat nilai kuat tekan meningkat tetapi tidak Signifikan.

Kata kunci: Beton, Serat serabut kelapa, Kuat Tekan

PENDAHULUAN

Penggunaan beton sebagai bahan bangunan telah lama dikenal. Beton merupakan material komposit yang tersusun dari agregat dan terbungkus oleh matrik semen yang mengisi ruang di antara partikel-partikel sehingga membentuk satu kesatuan. Berdasarkan kekuatan tekannya beton dibagi menjadi tiga klasifikasi, yaitu beton normal, kinerja tinggi, dan kinerja sangat tinggi. Beton memiliki beberapa kelebihan antara lain: kuat desaknya relatif tinggi, mudah dibentuk sesuai keinginan, perawatannya murah dan dapat dikombinasikan dengan bahan lain.

Beton sebagai bahan konstruksi tidak hanya terdiri sebagai bahan campuran semen, pasir, kerikil dan air, tapi juga adanya bahan tambahan (admixture) yang dapat meningkatkan kelecakan (workability), kuat tekan, kuat tarik, kuat lentur, memperlambat atau mempercepat waktu ikat awal dan sebagainya, sesuai dengan kebutuhan.

Penambahan bahan lain khususnya serat alam dalam beton normal tentu memiliki cara analisis tersendiri. Penambahan serat dalam proporsi tertentu kemungkinan dapat mempengaruhi perilaku struktur beton secara keseluruhan. Pengaruh perubahan ini perlu diteliti untuk memberikan informasi yang tepat mengenai perilaku dan kapasitas beton berserat terkhususnya serat serabut kelapa.

Pohon kelapa banyak tersebar di hampir seluruh wilayah Indonesia terkhususnya Sulawesi tenggara baik di daerah yang sering hujan maupun daerah yang kering seperti di pesisir pantai. Serat serabut kelapa mempunyai keuntungan yaitu tahan terhadap serangan

(2)

mikroorganisme, pelapukan dan pekerjaan mekanis (gosokan dan pukulan) dan lebih ringan dari serat yang lain. Serat serabut kelapa juga mempunyai sifat yang ulet, dapat menyerap air, dan mempunyai tingkat keawetan yang baik jika tidak berhubungan langsung dengan cuaca. (Mulyono, 2004). Oleh karena itu serat serabut kelapa dipilih dalam penelitian ini mengingat ketersediaan cukup banyak sehingga harganya murah.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan serat sabut kelapa terhadap kuat tekan beton serta untuk mengetahui pengingkatan kuat tekan betn pada berbagai kmposisi penambahan serat sabut kelapa.

TINJAUAN PUSTAKA

Menurut (SKSNI T-15-1990-03:1),beton didefinisikan sebagai campuran antara semen portland atau semen hidrolik yang lainnya, agregat halus, agregat kasar dan air dengan atau tanpa bahan campuran tambahan membentuk massa padat. ACI ( American Concrete Institute ) memberikan definisi pada beton serat, yaitu suatu konstruksi yang tersusun dari bahan semen, agregat halus dan kasar serta sejumlah kecil serat (fibre).

Bahan tambah adalah bahan selain unsur pokok beton (air, semen, dan agregat) yang ditambahkan pada adukan beton. Tujuannya ialah mengubah satu atau lebih sifat-sifat beton sewaktu masih dalam keadaan segar atau setelah mengeras, misalnya mempercepat pengerasan, menambah daktilitas (mengurangi sifat getas), mengurangi retak-retak pengerasan, dan sebagainya (Tjokrodimuljo, 1996).

Menurut Suhardiyono (1999), serabut kelapa adalah bahan berserat dengan ketebalan sekitar 5 cm, merupakan bagian terluar dari buah kelapa. Buah kelapa sendiri terdiri atas serabut 35%, tempurung 12%, daging buah 28%, dan air buah 25%. Adapun sabut kelapa terdiri atas 78% dinding sel dan 22,2% rongga. Salah satu cara mendapatkan serat dari sabut kelapa yaitu dengan ekstrasi menggunakan mesin. Serat yang dapat diekstrasi diperoleh 40% serabut berbulu dan 60% serat matras. Dari 100 gram serabut yang diabstrasikan diperoleh sekam 70 bagian, serat matras 18 bagian, dan serat berbulu 12 bagian. Dari segi teknis sabut kelapa memiliki sifat-sifat yang menguntungkan, antara lain mempunyai panjang 15-30 cm, tahan terhadap serangan mikroorganisme, pelapukan dan pekerjaan mekanis (gosokan dan pukulan) dan lebih ringan dari serat lain.

Pada penelitian terdahulu Eniarti M., (2006) sudah melakukan penelitian tentang serat serabut kelapa pada beton ringan dengan panjang serat 5 cm dan variasi konsentrasi serat 0%0.25%,0,5%,0,75%,1% dari volume campuran beton,dimana kuat tekan optimum sebesar 22,28 MPa diperoleh dari konsentrasi serat 0,5%.

Pengujian kuat tekan beton dipandang penting disebabkan pedoman perencanaan struktur lebih didasarkan pada kekuatan tekan. Kuat tekan dapat dicari dengan persamaan:

σ = P/A (1)

dengan :

σ = Kuat tekan (N/mm2) P = Beban maksimum (N) A = Luas bidang tekan (mm2)

METODE PENELITIAN

Peralatan yang digunakan adalah peralatan untuk pembuatan benda uji beton dan peralatan untuk pengujian material-material penyusun beton, peralatan tersebut meliputi : a) Ayakan dan mesin siever b) Timbangan c) Molen d)Talam baja e) Kerucut Abrams f) Mistar dan jangka sorong g) Piknometer h) Oven i) Tongkat penumbuk j) Bak air k)

(3)

Mesin Los Angeles l) Flexural and Transversting Machine) m) Dial gauge n) Peralatan penunjang yaitu cepang, spidol, sekop dan alat-alat yang lain p) Cetakan beton silinder diameter 10x20 cm. Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah: a)Semen Portland tipe I. b) Pasir dan agregat kasar ukuran butiran maksimum 20 mm dan minimum 5 mm berasal dari desa Pohara. c) Serat serabut kelapa dari desa Mondoejaya dan d) Air bersih.

Persiapan dan pemeriksaan bahan dimaksudkan untuk mengetahui spesifikasi alat maupun bahan. Pemeriksaan bahan dilakukan terhadap pasir dan kerikil, yang meliputi : pemeriksaan gradasi, berat jenis, berat satuan, kadar air, penyerapan air, pemeriksaan kadar lumpur dan ketahanan aus agregat kasar dengan mesin Los Angeles.

Perencanaan adukan campuran mengikuti “Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal SK SNI T-15-1990-03”. Dalam penelitian ini beton direncanakan dengan kuat tekan f’c = 20 MPa. Mix disain beton berdasarkan SK SNI T-15-1990-03 dengan target f’c = 20 MPa, panjang serat yang digunakan tetap sebesar 7 cm, dimana pengujian kuat tekan beton di uji pada umur 3,7,dan 28 hari. Untuk mengetahui konsentrasi serat yang optimal dibuat benda uji masing-masing 3 buah dengan variasi konsentrasi serat yang digunakan 0%, 0,3%, 0.60%, 0.90%, dan 1,2% dari Total berat beton. Berdasarkan hasil perhitungan mix disain diperoleh kebutuhan masing-masing bahan untuk 3 benda uji

dengan ukuran 20 x 10 cm dengan jumlah fixed sebesar 0,0047 m3 adalah sebagai berikut :

Air = 1,1775 liter, Semen = 2,23 kg, Pasir = 3,3 kg, dan Kerikil = 6,6 kg.

Tabel 1. Variabel Penelitian Panjang

Serat (cm) Faktor Air Semen

KadarSerat (%) dari berat volume beton

Jumlah benda Uji (buah) 7 cm 0,52 0 9 0,3 9 0,6 9 0,9 9 1,2 9

Bahan-bahan yang akan digunakan ditimbang terlebih dahulu sesuai dengan perencanaan (mix design). Bahan-bahan tersebut dicampur dalam molen secara bertahap yang diawali dengan memasukkan agregat kasar, agregat halus, semen serta air sampai diperoleh campuran yang homogen. Untuk pencampuran fiber dilakukan dengan cara, campuran beton dikeluarkan dari molen, serat disebar dan dicampur sedikit demi sedikit hingga rata dengan cara manual. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya penggumpalan (balling effects) serat. Kemudian beton serat dicor ke dalam cetakan benda uji sedikit demi sedikit dan dilakukan pemadatan dengan menusuk-nusuk adukan menggunakan tongkat besi.

Metode perawatan benda uji dilakukan dilakukan dengan cara Cetakan dilepas setelah beton berumur 1 hari, selanjutnya benda uji, dimasukkan dan direndam di dalam bak air selama 3,7, dan 28 hari. Pengujian Kuat tekan beton dilakukan dengan menggunakan alat Compression Testing Machine, dengan memberikan beban secara bertahap sampai benda uji hancur.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian Agregat

Pada umumnya bahan penyusun beton adalah Semen Portland (sebagai perekat), Agregat Kasar (split, slag), Agregat Halus (Pasir) dan Air (sebagai pelarut). Untuk mendapatkan mutu beton yang baik, agregat harus melewati beberapa tahapan pengujian, sehingga didapatkan agregat yang memenuhi persyaratan yang baik. Oleh karena itu,

(4)

agregat yang akan digunakan perlu diuji untuk mengetahui apakah agregat tersebut memenuhi persyaratan-persyaratan yang dikehendaki yaitu mengacu kepada standar ASTM C33. Cara pengujian agregat mengacu kepada standar American Society for Testing

and Material (ASTM).

Pemeriksaan Agregat Halus

Pemeriksaan agregat halus harus dilaksanakan agar diperoleh agregat yang menenuhi persayaratan sesuai dengan standar ASTM C33. Agregat halus yang digunakan adalah Pasir dari Pohara. Pemeriksaan agregat halus dilaksanakan di Laboratorium Beton dan Bahan Universitas Haluoleo dari tanggal 12 – 14 Juni 2013.

Tabel 2. Pemeriksaan Spesifikasi Agregat Halus sesuai standar ASTM C33

Jenis Pengujian Satuan Hasil Syarat

Modulus Halus Butir - 2,77 2,3-3,1

Gradasi pasir - Gol II Gol I-II

Berat Isi gr/cm3 1,64 >1,2

Kadar Lumpur gr/cm3 2,05 <5%

Sumber : Laboratorium Beton dan Konstruksi Fakultas Teknik Unhalu (Juni 2013)

Tabel 3. Pemeriksaan Sifat Fisik Agregat Halus

Jenis Pengujian Satuan Hasil Berat Jenis Kering Oven gr/cm3 2,46

Berat Jenis SSD gr/cm3 2,49

Absorpsi % 1,23

Kadar Air % 1,81

Pemeriksaan Agregat Kasar

Agregat kasar yang digunakan adalah Kerikil batu pecah dari Moramo. Pemeriksaan agregat kasar di laksanakan di Lab Beton dan Bahan jurusan Sipil Universitas Haluoleo dari tanggal 12 – 14 Juni 2013 dengan hasil sebagai berikut :

Tabel 4. Pemeriksaan Spesifikasi Agregat Kasar (Batu Pecah Moramo) sesuai standar

ASTM C33

Jenis Pengujian Satuan Hasil Syarat

Abrasi dengan Mesin Los Angeles % 25,79 <27%

Modulus Halus Butir - 6,51 5-8

Berat Isi gr/cm3 1,31 >1,2

Kadar Lumpur gr/cm3 0,76 <1%

Tabel 5. Pemeriksaan Sifat Fisik Agregat Kasar (Batu Pecah Moramo)

Jenis Pengujian Satuan Hasil Berat Jenis Kering Oven gr/cm3 2,63

Berat Jenis SSD gr/cm3 2,66

Absorpsi % 0,96

Kadar Air % 0,37

Secara umum baik agregat halus maupun agregat kasar memenuhi standart sebagai agregat normal, sehingga bahan tersebut memenuhi syarat untuk membuat beton struktur.

(5)

PENGUJIAN KUAT TEKAN BETON

Pengujian kuat tekan dilaksanakan pada umur beton 3 hari, 7 hari dan 28 hari. Pengujian dilaksanakan dengan meletakkan benda uji pada alat tekan hidrolik. Kemudian beban desak dinaikkan sedikit demi sedikit sampai beton mencapai kekuatan maksimalnya dan hancur. Data yang diperoleh berupa gaya tekan (kg) yang akan dibagi dengan luas

penampang (cm2) untuk mendapatkan tegangan (kg/cm2) yang akan dikonversikan untuk

mendapatkan satuan MPa.

Tabel 6. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Umur 3 Hari

W/C Komposisi Serat Pembacaan Alat UTM(Kg/Cm2) Luas Penampang Silinder(Cm2) Pembacaan Rata -rata Kuat Tekan (Mpa) 0,52 0 % 9000 78,5 9000 11,46 9000 78,5 9000 78,5 0,52 0,3 % 9500 78,5 9833,33 12,53 10000 78,5 10000 78,5 0,52 0,6 % 7000 78,5 6000 7,64 5500 78,5 5500 78,5 0,52 0,9 % 6000 78,5 5000 6,37 4500 78,5 4500 78,5 0,52 1,2 % 5000 78,5 4333,33 5,52 4000 78,5 4000 78,5

Tabel 7. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Umur 7 Hari

W/C Komposisi Serat Pembacaan Alat UTM(Kg/Cm2) Luas Penampang Silinder(Cm2) Pembacaan Rata -rata Kuat Tekan (Mpa) 0,52 0 % 11500 78,5 11166,67 14,23 11000 78,5 11000 78,5 0,52 0,3 % 11500 78,5 12000 15,29 11500 78,5 13000 78,5 0,52 0,6 % 9000 78,5 8333,33 10,62 8000 78,5 8000 78,5 0,52 0,9 % 7000 78,5 7666,67 9,77 8000 78,5 8000 78,5 0,52 1,2 % 6000 78,5 6333,33 8,07 6000 78,5 7000 78,5

(6)

Tabel 8. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Umur 28 Hari W/C Komposisi Serat Pembacaan Alat UTM (Kg/Cm2) Luas Penampang Silinder (Cm2) Pembacaan Rata -rata Kuat Tekan (Mpa) 0,52 0 % 15000 78,5 15666,67 19,96 16000 78,5 16000 78,5 0,52 0,3 % 17000 78,5 16000 20,38 17000 78,5 14000 78,5 0,52 0,6 % 11500 78,5 11833,33 15,07 12000 78,5 12000 78,5 0,52 0,9 % 11000 78,5 10000 12,74 8000 78,5 8000 78,5 0,52 1,2 % 9000 78,5 8166,67 10,40 6500 78,5 6500 78,5

Gambar 1. Grafik Perkembangan Kuat Tekan Beton Berbagai Komposisi Serat Umur

3,7,28 Hari

Dari Gambar 1. dapat dilihat bahwa kuat tekan beton untuk komposisi 0% Serat pada umur 3 Hari adalah 11,46 MPa, umur 7 Hari adalah 14,23 Mpa, umur 28 Hari adalah 19,96 Mpa ; untuk komposisi 0,3% Serat pada umur 3 Hari adalah 12,53 MPa, umur 7 Hari adalah 15,29 Mpa, umur 28 Hari adalah 20,38 Mpa ; untuk komposisi 0,6% Serat pada umur 3 Hari adalah 7,64 MPa, umur 7 Hari adalah 10,62 Mpa, umur 28 Hari adalah 15,07 Mpa ; untuk komposisi 0,9% Serat pada umur 3 Hari adalah 6,37 MPa, umur 7 Hari adalah 9,77 Mpa, umur 28 Hari adalah 12,74 Mpa; serta untuk komposisi 1,2% serat pada umur 3 Hari adalah 5,52 Mpa, umur 7 Hari adalah 8,07 Mpa, dan pada umur 28 Hari adalah 10,4 Mpa.

Peningkatan kuat tekan tertinggi terjadi pada proporsi penambahan serat sebesar 0,3%. Mengalami penurunan kuat tekan pada proporsi penambahan serat lebih dari 0,3%. Penurunan nilai kuat tekan tekan pada proporsi penambahan serat lebih dari 0,3% yakni 0,6% , 0,9% dan 1,2% diakibatkan oleh semakin banyak serat yang dimasukkan kedalam adukan beton maka akan mengurangi volume beton yang seharusnya diisi oleh pasta semen. 0 5 10 15 20 25 3 7 28 K u at Tekan B et on (M p a) Hari Ke

Perkembangan Kuat Tekan Beton Pada Berbagai Komposisi Serat Serat 0% Serat 0,3% Serat 0,6% Serat 0,9% Serat 1,2%

(7)

Hal ini berakibat ikatan serat dari bahan sabut kelapa dengan campuran beton tidak maksimal, sedangkan penambahan proporsi serat sebesar 0,3% memilki nilai kuat tekan tertinggi diakibatkan pasta semen masih mengisi sebagian besar adukan beton sehingga lekatan antar bahan penyusun beton mampu bekerja secara maksimal.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dengan adanya penambahan serat sabut kelapa pada beton dapat meningkatkan kuat tekan beton yakni diperoleh kuat tekan optimum sebesar 20,38 Mpa ( umur 28 hari) pada proporsi penambahan serat sebesar 0,3% (dengan penambahan air sebesar 16,985% ) dimana melebihi kuat tekan beton normal yakni 19,96 Mpa atau terjadi peningkatan sebesar 2,11 % namun tidak terlalu signifikan. Peningkatan kuat tekan tertinggi terjadi pada proporsi penambahan serat sebesar 0,3% yakni sebesar 20,33 Mpa pada umur 28 hari. Mengalami penurunan kuat tekan pada proporsi penambahan serat lebih dari 0,3%. Dimana pada proporsi penambahan serat 0,6% , 0,9% , 1,2% kuat tekan diperoleh masing – masing sebesar 15,04 Mpa , 12,71 Mpa , 10,38 Mpa pada umur 28 hari.

Saran

Hendaknya dalam pembuatan beton pengerjaannya harus sangat teliti dan ketat. Selain itu Agar diperoleh sampel yang baik perlu diperhatikan pada saat pengadukan dan pemadatan, karena apabila dalam pemadatan tidak baik, sampel akan mengalami keropos dan ini akan sangat mempengaruhi hasil uji. Perlu dilakukan penelitian selanjutnya dengan variasi panjang serat dan komposisi serat yang berbeda.

DAFTAR PUSTAKA

Adianto,Y. L. D. (2004). Pengaruh Penambahan Serat Nylon Terhadap kinerja Beton. Jurnal Teknik Sipil Vol 12 No.2 Juli 2004, Universitas Katholik Parahyangan, Bandung.

Eniarti,M .(2010 ). Pengaruh Pemanfaatan Serat Sabut Kelapa terhadap perbaikan Sifat Mekanik Beton Normal, Laporan Penelitian Dosen Muda, Jakarta.

Kett, I. (2010). Enginereed Concrete : Mix Design and Test Method 2nd Edition. New York : CRC Press.

Khosama, L. K. (1997). Penggunaan Terak Nikel Sebagai Agregat pada Beton Mutu Tinggi. Tesis Pasca Sarjana, Departemen Teknik Sipil ITB.

Mulyono, T. (2004). Teknologi Beton. Yogyakarta : Andi Offset.

Nawy, G. E. (1985). Reinforced Concrete : A Fundamental Approach. New Jersey : Pearson Education, Ltd.

Supriatna, Y. (2009). Perencanaan dan Pengendalian Mutu Beton. Jurnal Teknik Sipil Vol 6 No. 61 Juni 2009, Unikom.

Yayasan LPMB, SKSNI-T-15-1990-03 (1990). Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. Bandung : LPMB Departemen Pekerjaan Umum RI.

(8)