TINJAUAN KUAT GESER DINDING PANEL BETON RINGAN
MENGGUNAKAN BAHAN CAMPUR LIMBAH PLASTIK DAN
PECAHAN GENTENG DIPERKUAT TULANGAN WIREMESH
Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata 1 pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Oleh :
MUHAMMAD IRVAN SETYAWAN D100130028
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017
1
TINJAUAN KUAT GESER DINDING PANEL BETON RINGAN MENGGUNAKAN BAHAN CAMPUR LIMBAH PLASTIK DAN PECAHAN GENTENG DIPERKUAT
TULANGAN WIREMESH
Abstrak
Dinding adalah bagian bangunan yang dipasang secara vertical yang merupakan elemen non structural dari sebuah bangunan. Pada umumnya dinding terbuat dari bata merah atau batu kali yang dilapisi mortar. Dinding panel adalah salah satu produk perkembangan teknologi di bidang bahan bangunan (Beton pra-cetak). Beton Pracetak/Precast adalah beton pra - cetak yang di buat dicetakan dengan ukuran yang sudah ditentukan atau disesuaikan dengan aplikasi kerja sehingga bisa menghemat biaya dan efisien waktu. Komposisi dinding panel yang digunakan antara lain semen, pasir, pecahan genteng, limbah plastik HDPE (High density polyethylene), air dan diperkuat tulangan wiremesh. Penelitian dilakukan dengan tujuan untuk menemukan alternatif dari dinding konvensional yang lebih praktis dan efisien. Spesifikasi perencanaan dinding panel memakai fas : 0,5 dengan perbandingan agregat halus dan semen 1: 5. Dibuat masing-masing sebanyak 3 sampel tanpa campuran plastik dan 9 sampel dengan campuran plastik untuk pembuatan silinder beton dan dinding panel. Diameter silinder beton yang digunakan adalah 15 cm dengan tinggi 30 cm dan ukuran dinding panel adalah 50 cm x 60 cm x 7 cm. Uji kuat tekan dilakukan pada sampel silinder beton dan uji kuat geser dilakukan pada dinding panel dengan variasi penambahan limbah plastik HDPE sebesar 0%, 4%, 6% dan 8%. Diperoleh hasil uji tekan sebesar 16,135 MPa, 4,133 MPa, 3,831 MPa sementara hasil uji kuat geser sebesar 793,651 kN/m2, 619,048 kN/m2, 571,429 kN/m2 dan 460,317 kN/m2. Hasil uji sampel dengan campuran plastik dibandingkan dengan sampel tanpa menggunakan campuran plastik menunjukkan penurunan sebesar 30,84% pada nilai kuat dan penurunan sebesar 16,37% pada nilai kuat geser. Kata Kunci: dinding panel, kuat geser, kuat tekan, limbah plastik HDPE, pecahan genteng.
Abstract
Wall is part of a non structural element building which vertically arranged. In general, walls are made out of red bricks or mortar-coated stones. Wall panel is one of technological developments product in building materials field (Precast concrete). Precast Concrete is pre-molded concrete which prepared according to its work application so it can efficiently save more time and cost. Composition of the wall panel used in the research are cement, sand, fractional tile, HDPE plastic waste (high density polyethylene), water and wiremesh for reinforce improvement. The purpose of the research is to find an alternate version of walls which hopefully will be more practical and efficient compared to the conventional one. Specification of the wall panel was using fas: 0,5 with 1:5 ratio of fine aggregate and cement mixture. Three samples without plastic mixture and 9 samples containing plastic mixture were manufactured each for concrete cylinder and wall panel. The diameter and height of the cylinder are 15 cm and 30 cm respectively while the size of the wall panel is 50 cm x 60 cm x 7 cm. The compressive and shear strength were determined for concrete cylinder and wall panel with addition HDPE plastic waste with variation 0%, 4%, 6%, and 8%. The compressive strength results were valued in 16.135 MPa, 4.133 MPa, 3.831 MPa, and 3.416 MPa while shear strength results were valued in 793,651 kN / m2, 619,048 kN / m2, 571,429 kN / m2, and 460,317 kN / m2. The result of samples with plastic
2
mixture compared to the ones without plastic mixture were found to be decreased by 30.84% in compressive strength and 16.37% in shear strength.
Keywords: Panel Wall, Compressive Strength, Shear Strength, HDPE plastic waste, Fractional tile
1. PENDAHULUAN
Dinding adalah bagian bangunan yang di pasang secara vertikal yang merupakan elemen non struktural dari sebuah bangunan. Dinding memiliki fungsi sebagai pembatas antara ruangan satu dengan yang lainya,sebagai peredam terhadap bunyi, sebagai penahan sinar radiasi/zat-zat tertentu dan sebagai artistik dari sebuah bangunan. Pada umumnya dinding terbuat dari bata merah, batu kali yang dilapisi mortar. Salah satu perkembangan teknologi dibidang bahan bangunan adalah dinding panel. Beton pracetak yang dibuat dicetakan tertentu dengan ukuran tertentu disebut beton pracetak. Dinding panel beton ringan adalah inovasi terbaru yang saat ini sedang marak di masyarakat. Keuntungan yang sangat terlihat menggunakan jenis dinding panel ini adalah berat yang relatif ringan dan dalam tahap pemasanganya yang sangat mudah dan cepat.
Pada penelitian ini akan dilakukan dua pengujian. Pengujian silinder beton untuk kuat tekan beton dan pengujian kuat geser untuk dinding panel. Silinder beton dibuat dengsn tinggi 30 cm dan diameter 15 cm sedangkan dinding panel berdimensi 60 cm x 50 cm x 7 cm dengan dilapisi mortar dengan diperkuat tulangan wiremesh. Laboratorium Teknik Sipil UMS digunakan sebagai tempat melakukan penelitian.
1.1.Rumusan Masalah
1. Berapakah nilai kuat geser dinding panel beton ringan dengan bahan campur limbah plastik.
2. Berapakah nilai kuat geser dinding panel beton ringan tanpa bahan campur limbah plastik.
1.2.Tujuan Penelitian
1. Menganalisa besar gaya geser dinding panel beton ringan dengan bahan campur limbah plastik.
2. Menganalisis besar gaya geser dinding panel beton ringan tanpa bahan campur limbah plastik
3 1.3.Manfaat Penelitian
1. Solusi alternatif yang efektif dan efisien sebagai pengganti dinding konvensional. 2. Mengetahui gaya geser pada dinding panel beton ringan.
3. Mengurangi limbah plastik dan limbah pecahan genteng dengan memanfaatkan limbah plastik sebagai pengganti agregat halus dan pecahan genteng sebagai agregat kasar.
4
Tabel I.1. Rincian Benda Uji
Jenis Benda Uji Jenis Pengujian Umur Benda uji Tanpa Campuran Plastik Dengan Campuran Plastik Silinder Beton Kuat Tekan 28 hari 3 9 Dinding Panel Kuat Geser 28 hari 3 9 Jumlah Sampel 24 sampel
3. HASILDANPEMBAHASAN
3.1. Hasil uji kuat tarik wiremesh di laboratorium ditampilkan pada tabel 3.1. Tabel 3.1. Hasil pengujian kuat tarik wiremesh
Sampel A Pmax fs fs rata – rata (mm2) (N) (MPa) (MPa) 1 7.065 297.694 42.136
41.590 2 7.065 308.515 43.668
3 7.065 275.288 38.965
3.2. Hasil pengujian berat jenis silinder beton di laboratorium. Tabel 3.2. Hasil pengujian berat jenis silinder beton
Persen Sampel Berat (gr) Diameter (cm) Tinggi (cm) Volume (cm3) Berat Jenis (gr/cm3) Berat Jenis Rata-rata (gr/cm3) 0% 1 9990 15 30 5298.8 1.885 1.924 2 10250 15 30 5298.8 1.934 3 10350 15 30 5298.8 1.953 4% 1 8460 15 30 5298.8 1.597 1.576 2 9000 15 30 5298.8 1.699 3 7600 15 30 5298.8 1.434 6% 1 8290 15 30 5298.8 1.565 1.546 2 8270 15 30 5298.8 1.561 3 8020 15 30 5298.8 1.514 8% 1 7630 15 30 5298.8 1.440 1.458 2 7700 15 30 5298.8 1.453 3 7850 15 30 5298.8 1.481
5
3.3 Hasil uji kuat tekan silinder beton di laboratorium. Tabel 3.3. Hasil uji kuat tekan silinder beton
Persen No. Beban (P) Luas f'c
f'c rata-rata (kN) (N) mm2 (N/mm2) (N/mm2) 0% 1 290 290000 17663 16.4185 16.135 2 280 280000 17663 15.8523 3 285 285000 17663 16.1354 4% 1 76 76000 17663 4.3028 4.133 2 71 71000 17663 4.0197 3 72 72000 17663 4.0763 6% 1 68 68000 17663 3.8499 3.831 2 65 65000 17663 3.6800 3 70 70000 17663 3.9631 8% 1 67 67000 17663 3.7932 3.416 2 56 56000 17663 3.1705 3 58 58000 17663 3.2837
3.4 Hasil kuat geser dinding panel tanpa campuran plastic di laboratorium.
Tabel 3.4 kuat geser dinding panel tanpa campuran plastic di laboratorium (0%). Pmaks Rata-rata Pmaks A σ Rata-rata σ (kN) (kN) (m2) (kN/m2) (kN/m2) 36 33.33 0.042 857.1429 793.6508 32 0.042 761.9048 32 0.042 761.9048
3.5 Hasil kuat geser dinding panel dengan campuran plastik.
Tabel 3.5. Hasil kuat geser dinding panel dengan campuran plastik (4%). P Rata-rata Pmaks A σ Rata-rata σ (kN) (kN) (m2) (kN/m2) (kN/m2) 28 26.00 0.042 666.667 619.048 24 0.042 571.429 26 0.042 619.048
6
Tabel 3.6. Hasil kuat geser dinding panel dengan campuran plastik (6%). Pmaks Rata-rata Pmaks A σ Rata-rata σ
(kN) (kN) (m2) (kN/m2) (kN/m2) 26 24.00 0.042 619.048 571.429 22 0.042 523.810 24 0.042 571.429
Tabel 3.7 Hasil kuat geser dinding panel dengan campuran plastik (8%). Pmaks Rata-rata Pmaks A σ Rata-rata σ (kN) (kN) (m2) (kN/m2) (kN/m2) 18 19.33 0.042 428.5714 460.3175 18 0.042 428.5714 22 0.042 523.8095
Secara teoritis nilai kuat geser dinding panel tanpa campuran plastik dan tanpa perkuatan
wiremesh dapat dilihat pada perhitungan dibawah ini. Diketahui : b = 70 mm h = 600 mm d = 575 mm f’c = 16,13 MPa (Tabel V.13) NU,K = 0 N Ditanya : Vc ? Jawab : Vc = 0,17. (1 + NU,K 14.Ag) .λ. √f′c.b.d Vc = 0,17. (1 + 0 14.(600x70)) . 0,75. √16,13.70.575 Vc = 20610,724 N = 20,610 kN σ =VC b.h σ =20,617 0,042 σ = 490,731 kN/m2 b = 70 mm h = 600 mm p = 700 mm
7
Secara teoritis nilai kuat geser dinding panel dengan campuran plastik dan dengan perkuatan wiremesh dapat dilihat pada perhitungan dibawah ini.
Diketahui : Vc = 20610,724 N dp = 3 mm d = 575 mm s = 150 mm fyt = 40,50 MPa (Tabel V.11) Ditanya : Vn ? Jawab : Avt = ( 2.1 4 .π.dp 2.S s ) Avt = (2. 1 4 .π.3 2.1000 50 ) . Avt =282,60 mm2 Vs = ( AVT.𝑓𝑦𝑡. d s ) Vs = ( 282,60.40,5.575 50 ) Vs = 131621 N Vn = Vs+ VC Vn = 131621 + 20610,724 Vn = 152231,7 N = 152,32 kN σ = Vn b.h σ = 152,32 0,042 σ = 3624,564 kN/m2 h = 600 mm p = 700 mm b = 70 mm Perkuatan wiremesh
8
Tabel V.18. Hasil Rekapitulasi nilai kuat geser dan regangan geser di laboratorium.
Benda Uji Rata-rata Pmaks A Rata-rata σ (kN) (m2) (kN/m2) 0% 33.33 0.042 793.651 4% 26.00 0.042 619.048 6% 24.00 0.042 571.429 8% 19.33 0.042 460.317
Tabel V.19. Hasil Rekapitulasi nilai Vc, Vs,Vn dan kuat geser secara teoritis.
Benda Uji Vc σ1 Vs Vn σ2 (kN) (kN) (kN) (kN) (kN/m2) 0% 20.6107 490.732 131.621 152.232 3624.564 4% 10.4329 248.402 131.621 142.054 3382.234 6% 10.0446 239.157 131.621 141.666 3372.989 8% 9.4847 225.826 131.621 141.106 3359.658
Gambar V.3. Perbandingan nilai beban geser tiap benda uji ( 0%, 4%,6%, 8% ).
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 1 2 3 4 B eb an G ese r (kN) Benda Uji
Grafik Perbandingan Nilai Beban Geser
Grafik Perbandingan Nilai Beban Geser 0%, 4%, 6%, 8%
9
Gambar V.4. Perbandingan nilai kuat geser secara teoritis.
Gambar V.5. Perbandingan nilai kuat geser di laboratorium.
Gambar V.3 di atas menunjukkan bahwa beban geser dinding panel hasil pengujian di laboratorium tanpa menggunakan campuran plastik sebesar 33,33 kN (0%), dan diketahui nilai kuat geser dinding panel menggunakan campuran limbah plastik sebesar 26 kN (4%), 24 kN (6%), 19,33 kN (8%). Hal ini menunjukkan bahwa beban geser dinding panel tanpa menggunakan campuran plastik memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan dengan nilai beban geser dinding panel menggunakan campuran limbah plastik.
Namun demikian, dari Gambar V.4 di atas diketahui hasil perhitungan secara teoritis kuat geser dinding panel tanpa campuran plastik 3624,564 kN/m2 (0%) dan dengan campuran
3200.000 3250.000 3300.000 3350.000 3400.000 3450.000 3500.000 3550.000 3600.000 3650.000 1 2 3 4 K u at G ese r (kN/m 2 ) Benda Uji Grafik Nilai Kuat Geser Teoritis
Grafik Nilai Kuat Geser Teoritis… 0.000 200.000 400.000 600.000 800.000 1000.000 1 2 3 4 K u at G ese r (kN/m 2 ) Benda Uji
Grafik Nilai Kuat Geser Laboratorium
Grafik Nilai Kuat Geser…
10
plastik sebesar 3382,234 kN/m2 (4%), 3372,989 kN/m2 (6%), 3358,658 kN/m2 (8%). Kenyataan di lapangan, hasil uji Laboratorium tanpa campuran plastik diperoleh sebesar 793,651 kN/m2 (0%) dan dengan campuran plastik sebesar 619,048 kN/m2 (4%), 571,429 kN/m2 (6%), 460,3175 kN/m2 (8%). Keadaan ini menunjukkan bahwa campuran plastic tidak memberikan pengaruh terhadap kuat geser dinding panel.
Jadi, pemberian plastik tidak bermanfaat seperti yang diharapkan, karena pada kenyataanya penambahan plastik pada campuran beton mengakibatkan penurunan nilai kuat geser.
4. PENUTUP
Dari penelitian ini dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu:
1). Semakin banyak campuran plastic dalam adukan beton dapat menurunkan nilai kuat tekan dan kuat geser.
2). Nilai kuat geser dinding panel tanpa campuran plastik di laboratorium sebesar 793,651 kN/m2.
3). Nilai kuat geser dinding panel tanpa campuran plastik di laboratorium sebesar 619,048 kN/m2 (4%).
4). Nilai kuat geser dinding panel tanpa campuran plastik di laboratorium sebesar 571,429 kN/m2 (6%).
5). Nilai kuat geser dinding panel tanpa campuran plastik di laboratorium sebesar 460,3175 kN/m2 (8%).
6). Nilai kuat tekan (dengan campuran plastik) mengalami penurunan sebesar 30,84 % dari silinder beton tanpa campuran plastik.
7). Nilai kuat geser dinding panel (dengan campuran plastik) mengalami penurunan sebesar 16,37% dari dinding panel yang menggunakan campuran plastik.
Adapun saran yang dapat disampaikan penulis setelah melakukan penelitian yaitu: 1). Pada pembuatan beton ringan perlu dipertimbangkan mengenai bahan penyusun.
2). Dalam pelaksanaan selang waktu antar lapisan harus sesingkat mungkin, agar kualitas beton tidak berbeda
3). Dalam pengujian harus disiapkan alat-alat penunjang agar hasil yang didapatkan sesuai dengan kekuatan yang sebenarnya.
DAFTAR PUSTAKA
ACI Committee 318, 2015. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-14): An ACI Standard: Commentary on Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318R-14), an ACI Report. American Concrete Institute.
BSN, 1990. Metode Pengujian Kuat Tekan Beton, SNI 03-1974-1990, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
BSN, 1991. Metode Pengujian Kuat Tarik Baja Beton, SNI 07-2529-1991, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
BSN, 1992. Metode Pengujian Kotoran Organik dalam Pasir untuk Campuran Mortar atau Beton, SNI 03-2816-1992, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
BSN, 2000. Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal, SNI 03-2834-2000, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
BSN, 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
BSN, 2002. Spesifikasi Agregat Halus Untuk Pekerjaan Adukan dan Plesteran dengan Bahan Dasar Semen, SNI 02-6820-2002, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
BSN, 2004. Semen Portland, SNI 15-2049-2004, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
BSN, 2008.Cara Uji Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus, SNI 03-1970-2008, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
BSN, 2013.Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung, SNI 2847-2013, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
DPU, 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.
DPU, 1989, Spesifikasi Agregat sebagai Bahan Bangunan, SK SNI S-04-1989-F Yayasan LPMB Jakarta.
Hermawan, Ribut., 2015. Perilaku Geser Dinding Panel Jaring Kawat Baja Tiga Dimensi Dengan Variasi Rasio Tinggi Dan Lebar (Hw/Lw) Terhadap Beban Lateral Statik, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya Malang.
Mulyono, Tri., 2005, Teknologi Beton, Penerbit CV Andi Offset, Jl Beo 38-40, Yogyakarta 55281.
Murdock, L.J. and Brook, K.M., 1991. Bahan dan Praktek Beton (diterjemahkan oleh Ir. Stephanus Hendarko).
Nawy, E.G. and Tavio, B.K., 1998. Beton Bertulang. Suatu Pendekatan Dasar.(Terjemahan), Bandung, PT Refika Aditama.
Neville, A.M., dan J.J. Brooks , 1987. Concrete Technology, Penerbit Longman Scientific and Technical, New York.
Purbotunggal, S. dan Muhammad Ujianto, S.T., 2016. Kuat Geser Dinding Panel Dengan Perkuatan Wiremesh (Doctoral dissertation, Universitas Muhammadiyah Surakarta). Romly, Mohamad., 2012. Pengujian Kuat Tekan Dan Kuat Geser Dinding Dengan Variasi
Waktu Perendaman Bata Merah, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Jember.
Rommel, E., 2015. Pembuatan Beton Ringan Dari Aggregat Buatan Berbahan Plastik. Jurnal Gamma, 9(1).
Sukirman, S., 2003, Campuran Beraspal Panas, Penerbit Granit, Bandung. Supribadi., 1986. Dinding Panel Kering ( Paving Block ), Penerbit Erlangga, Jakarta.
Tjokrodimuljo, K., 1995. Teknologi Beton, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Tjokrodimuljo, K., 1996. Teknologi Beton, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Tjokrodimuljo, K., 2007. Teknologi Beton, Biro Penerbit Teknik Sipil Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
