PENGARUH PENGGUNAAN BAMBU SEBAGAI AGREGAT KASAR TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON RINGAN TUGAS AKHIR - Pengaruh Penggunaan Bambu Sebagai Agregat Kasar Terhadap Sifat Mekanik Beton Ringan

PENGARUH PENGGUNAAN BAMBU SEBAGAI AGREGAT

KASAR TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON RINGAN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh :

RU MA NTO

080404153

BIDANG STUDI STRUKTUR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2014

i

ABSTRAK

Pemakaian bambu sebagai pengganti agregat adalah salah satu usaha untuk mereduksi berat jenis dari beton terutama pada produksi beton ringan. Bambu adalah jenis material organik yang terdiri dari glukosa dan serat (sellulosa) seperti layaknya kayu pada umumnya. Serat dapat memberikan manfaat lebih dalam beton. Namun material bambu memberikan konsekuensi berupa menurunnya kuat tekan dan kuat tarik pada beton.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya pengaruh pengunaan substitusi bambu pada beton terhadap nilai kuat tekan, kuat tarik, elastisitas, absorbsi dan berat jenis beton. Material bambu yang digunakan berukuran antara 15-20 mm. Jenis bambu yang digunakan adalah bambu betung (Dendrocalamus asper). Adapun variasi penambahan bambu betung yang digunakan adalah 0%, 20%, 40%, 60%, 80% dari berat agregat kasar. Sampel penelitian berupa benda uji silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.

Dari hasil pengujian terjadi penurunan nilai slump adukan beton seiring penambahan persentase substitusi. Beton bersifat menyerap air yang ditunjukkan dengan peningkatan absorbsi air pada benda uji beton yang mencapai 1,66%. Penurunan juga terjadi pada berat jenis, kuat tekan, kuat tarik serta elastisitas. Nilai minimum berat jenis beton rata-rata dengan substitusi bambu untuk berbagai variasi diperoleh sebesar 2086,18 kg/m3 (80%), dan maksimum sebesar 2307,46 kg/m3(20%). Besarnya nilai kuat tekan maksimum adalah 17,08 MPa untuk substitusi 20% dan minimum 5,81 MPa untuk variasi 80%. Tegangan tarik maksimum yang terjadi sebesar 1,48 MPa (20%) dan minimum 0,75 MPa (80%). Modulus elastisitas rata-rata beton normal sebesar 63046 MPa, sedangkan untuk substitusi bambu 80%, modulus elastisitas rata-ratanya sebesar 9812 MPa. Hal ini sesuai dengan perolehan kuat tekan beton, dimana kuat tekan beton akan menurun seiring pemakaian substitusi bambu pada beton. Beton dengan kuat tekan rendah akan menghasilkan regangan longitudinal yang besar sehingga modulus elastisitas menjadi rendah dan sebaliknya.

Kata kunci : Bambu, beton ringan, berat jenis, kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas.

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga tugas akhir ini dapat

diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil

bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera

Utara, dengan judul “PENGARUH PENGGUNAAN BAMBU SEBAGAI

AGREGAT KASAR TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON RINGAN”

Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas

dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya

ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa

pihak yang berperan penting yaitu :

1. Ibu Nursyamsi, ST, MT selaku pembimbing, yang telah banyak memberikan

dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran

dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh asisten Laboratorium Bahan Rekayasa Teknik Sipil Universitas

Sumatera Utara.

iii 6. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada

saya.

7. Teristimewa dihati buat keluarga saya, terutama kepada kedua orang tua saya,

Ayahanda Paiman dan Ibunda Musinem, yang telah memberikan doa, motivasi,

semangat dan nasehat yang luar biasa kepada saya. Terima kasih atas segala

pengorbanan, cinta, kasih sayang dan do’a yang tiada batas untuk saya. Kepada

adik saya Amas Gunarko, yang telah banyak membantu dan mendukung saya

selama ini, terima kasih atas doanya. Kepada semua keluarga yang ikut

membantu saya dalam mengerjakan tugas akhir ini.

8. Teristimewa untuk teman seperjuangan dalam tugas akhir M.Hafiz dan Berry

Kurniawan yang telah ikut memberikan doa, motivasi, dan semangat.

9. Kepada teman-teman seperjuangan : Denny Adrian, Ratih Dewanti, Raissa

Muharrisa, Ade Sri Rezeki, Tofandi Yumahira, M. Harry Yusuf, Fachrurrozi,

Ibnu Syifa, Samuel Pakpahan, Muazzi, Aris Munandar, Andy Kurniawan,

Dedial, Alfrendi Indra Prima Siregar, Dewi Lestari Siregar, Futri Fajarni, Baby

Purba serta teman-teman mahasiswa/i angkatan 2008 lainnya. Kepada Rissa,

Ari, Iwan, Eky, Barly, Rendra, Wahyu, Raedian, Hilman, Arif, Dian, Dika,

Phillip, Risky, Yogi, Subar, dan mahasiswa sipil lainnya yang tidak dapat

disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

10. Kepada teman-teman surveyor, Kak Arin, Bg Rachmat, Silvia, Bg Ozi terima

kasih atas motivasi dan semangatnya.

11. Seluruh rekan-rekan yang tidak bisa saya tuliskan satu-persatu, terima kasih

atas dukungannya yang sangat baik.

iv Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari

kata sempurna. Yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya

pemahamahan saya dalam hal ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan

kritik yang membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik.

Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, 12 September 2014

Penulis

(Rumanto)

v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR GRAFIK ... xi

DAFTAR NOTASI ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 4

1.3. Batasan Masalah ... 5

1.4. Maksud dan Tujuan Penelitian ... 5

1.5. Metodologi ... 6

1.6. Tempat Penelitian ... 7

1.7. Sistematika Penulisan ... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 9

2.1. Bambu ... 9

2.1.1. Bambu Betung ... 11

2.2. Semen ... 15

2.2.1. Semen Portland ... 16

2.3. Agregat ... 18

2.3.1. Jenis Agregat Berdasarkan Berat ... 19

2.3.2. Jenis Agregat Berdasarkan Ukuran Butir Normal ... 22

2.4. Air ... 26

2.5. Bahan Tambahan (Admixture) ... 27

2.5.1. Bahan Tambahan Kimia (chemical admixture) ... 27

vi

2.5.2. Bahan Tambahan Mineral (Additive) ... 29

2.6. Beton ... 30

2.6.1. Sifat-sifat Beton Segar (fresh concrete) ... 31

2.6.1.1. Kemudahan Pengerjaan (workability) ... 32

2.6.1.2. Pemisahan Kerikil (segregation) ... 33

2.6.1.3. Pemisahan Air (bleeding) ... 34

2.6.2. Sifat-sifat Beton Keras ... 34

2.6.2.1. Kuat Tekan Beton ... 35

2.6.2.2. Kuat Tarik Beton ... 36

2.6.2.3. Modulus Elastisitas Beton... 37

2.6.2.4. Penyerapan Air (Absorbsi) ... 39

2.6.3. Beton Ringan (Lightweight Concrete) ... 39

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 43

3.1. Metode ... 43

3.2. Bahan Penyusun Beton ... 44

3.2.1. Semen Portland ... 44

3.2.2. Agregat Halus ... 44

3.2.3. Agregat Kasar ... 48

3.2.4. Bambu Betung (Dendrocalamus asper) ... 51

3.2.5. Air ... 54

3.3. Pembuatan Benda Uji ... 54

3.3.1. Perencanaan Campuran Beton ... 55

3.3.2. Persiapan Alat dan Bahan ... 63

3.3.3. Pengecoran Benda Uji ... 64

3.3.4. Pemeriksaan Nilai Slump ... 65

3.3.5. Perawatan Benda Uji (Curing) ... 66

3.4. Pengujian Benda Uji ... 66

3.4.1. Pengujian Kuat Tekan Benda Uji Silinder ... 66

3.4.2. Pengujian Kuat Tarik Belah Benda Uji Silinder ... 68

3.4.3. Pengujian Modulus Elastisitas Beton ... 69

3.4.4. Pengujian Penyerapan Air (Absorbsi) Benda Uji ... 70

vii

3.4.5. Pengujian Berat Jenis Beton ... 70

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 71

4.1. NilaiSlump... 71

4.2. Pengujian Benda Uji Silinder ... 72

4.2.1. Absorbsi ... 72

4.2.2. Kuat Tekan ... 74

4.2.3. Kuat Tarik Belah ... 77

4.2.4. Elastisitas ... 79

4.2.5. Berat Jenis ... 82

4.3. Analisis dan Diskusi ... 85

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 92

5.1. Kesimpulan ... 92

5.2. Saran ... 93

DAFTAR PUSTAKA ... 95

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1Variasi penambahan potongan bambu ... 7

Tabel 2.1Sifat fisik dan mekanik bambu betung (Dendrocalamus Asper) ... 14

Tabel 2.2Persyaratan susunan besar butir agregat ringan untuk beton ringan struktural ... 21

Tabel 2.3Persyaratan sifat fisis agregat ringan untuk beton ringan struktural ... 22

Tabel 2.4Batasan gradasi untuk agregat halus ... 23

Tabel 2.5Susunan besar butiran agregat kasar ... 25

Tabel 2.6Perkembangan kuat tekan beton berdasarkan umur beton ... 36

Tabel 2.7Persyaratan kuat tekan dan tarik belah rata-rata untuk beton ringan struktural ... 42

Tabel 3.1Kesimpulan pemeriksaan agregat halus ... 47

Tabel 3.2Kesimpulan pemeriksaan agregat kasar ... 50

Tabel 3.3Kesimpulan pemeriksaan potongan bambu betung... 54

Tabel 3.4Faktor modifikasi untuk jumlah pengujian kurang dari 30 contoh ... 56

Tabel 3.5Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton normal ... 56

Tabel 3.6Komposisi campuran benda uji silinder beton normal ... 57

Tabel 3.7Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton substitusi bambu 20%... 59

Tabel 3.8Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton substitusi bambu 40%... 60

Tabel 3.9Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton substitusi bambu 60%... 61

ix

Tabel 3.10Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton substitusi bambu

80%... 62

Tabel 3.11Komposisi campuran benda uji silinder beton substitusi bambu ... 63

Tabel 4.1Nilai slump dari campuran beton dengan substitusi bambu... 71

Tabel 4.2Hasil pengujian absorbsi beton dengan atau tanpa substitusi bambu ... 73

Tabel 4.3Hasil pengujian kuat tekan beton dengan atau tanpa substitusi bambu pada

umur 28 hari ... 75

Tabel 4.4Kuat tekan rata-rata untuk tiap variasi substitusi bambu dan persentasenya

... 76

Tabel 4.5Hasil pengujian kuat tarik belah beton dengan atau tanpa substitusi bambu

umur 28 hari ... 78

Tabel 4.6Hasil perhitungan modulus elastisitas beton dengan atau tanpa substitusi

bambu umur 28 hari ... 80

Tabel 4.7Hasil perhitungan berat jenis beton dengan atau tanpa substitusi bambu

umur 28 hari ... 82

Tabel 4.8Berat jenis rata-rata untuk tiap variasi substitusi bambu dan persentasenya

... 84

Tabel 4.9Estimasi perkembangan kuat tekan beton dengan dan atau tanpa substitusi

potongan bambu betung pada pengujian beton umur 3, 7, 14, 21 dan 28 hari

... 88

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Karakteristik batang bambu betung (Dendrocalamus asper) ... 11

Gambar 2.2 (a) Rumpun bambu; (b) Bambu betung (Dendrocalamus asper) .... 12

Gambar 2.3 Perkembangan kekuatan tekan mortar untuk berbagai tipe semen portland (Tri Mulyono, 2004) ... 18

Gambar 2.4 Kerucut Abrams ... 33

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ... 43

Gambar 3.2 Potongan bambu betung ... 51

Gambar 3.3 Cetakan silinder ... 64

Gambar 3.4 Mesin molen ... 64

Gambar 3.5 Pemeriksaan Slump dengan kerucutAbrams-Harder ... 65

Gambar 3.6 Perawatan benda uji (curing)... 66

Gambar 3.7 Pembebanan benda uji pada uji kuat tekan... 67

Gambar 3.8 Compressor Machine ... 67

Gambar 4.1 Penampakan potongan bambu betung pada benda uji beton ... 86

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 3.1 Hasil pengujian gradasi pasir ... 47

Grafik 3.2 Gradasi agregat campuran beton normal (substitusi 0%) ... 56

Grafik 3.3 Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 20% ... 59

Grafik 3.4 Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 40% ... 60

Grafik 3.5 Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 60% ... 61

Grafik 3.6 Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 80% ... 62

Grafik 4.1 Hubungan antara persentase substitusi bambu dengan nilai slump .... 72

Grafik 4.2 Hubungan persentase substitusi bambu dengan absorbsi silinder beton ... 74

Grafik 4.3 Hubungan persentase substitusi bambu terhadap kuat tekan beton .... 76

Grafik 4.4 Persentase kuat tekan rata-rata beton dengan atau tanpa substitusi bambu ... 77

Grafik 4.5 Hubungan persentase substitusi bambu terhadap kuat tarik belah beton ... 79

Grafik 4.6 Hubungan persentase substitusi bambu terhadap modulus elastisitas rata-rata beton ... 81

Grafik 4.7 Hubungan persentase substitusi bambu dengan berat jenis beton ... 84

Grafik 4.8 Persentase berat jenis rata-rata beton dengan atau tanpa penambahan substitusi bambu ... 85

Grafik 4.9 Pengaruh persentase agregat bambu terhadap kuat tekan beton (M.R. Endarto, dkk. 2010) ... 87

Grafik 4.10 Pengaruh persentase agregat bambu terhadap berat jenis beton (M.R. Endarto, dkk. 2010) ... 88

xii

Grafik 4.11 Perbandingan kuat tekan beton umur 14 hari ... 89

Grafik 4.12 Perbandingan berat jenis beton umur 14 hari ... 90

xiii

DAFTAR NOTASI

A : luas penampang benda uji silinder beton (mm2)

Ec : modulus elastisitas (MPa)

Fct : kuat tarik belah (MPa)

FM : modulus kehalusan

f’c, σ: tegangan/kuat tekan (MPa)

k : faktor pembacaan dial regangan (=0,01)

l,L : panjang benda uji silinder beton (mm)

P : beban uji tekan (N)

S2 : tegangan sebesar 0,4f’c(MPa)

S1 : tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudinal sebesar 0,00005

(MPa)

V : volume silinder beton (m3)

W : berat beton kering (kg)

∆ : perubahan panjang silinder (mm)

ε : regangan

ε1 : regangan longitudinal sebesar 0,00005

ε2 : regangan longitudinal akibat teganganS2

ρ : berat jenis beton (kg/m3)

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Concrete Mix Design

Lampiran II Pemeriksaan Bahan

Lampiran III Data Pengujian

Lampiran IV Dokumentasi