TINJAUAN KUAT GESER DINDING PANEL BETON RINGAN
MENGGUNAKAN BAHAN CAMPUR LIMBAH PLASTIK DAN
PECAHAN GENTENG DIPERKUAT TULANGAN WIREMESH
TUGAS AKHIR
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil
disusun oleh:
Muhammad Irvan Setyawan NIM : D100130028
kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017
v
MOTTO
Allah tidak memikulkan beban kepada seseorang melainkan sekedar apa yang Allah berikan kepadanya. Allah kelak akan memberikan kelapangan sesudah
kesempitan. (QS. 65:7)
Sometimes, I get scared to try again the things I’ve failed before nevertheless I keep trying, I keep going.
(Greysia Polii)
“Sesungguhnya dibalik kesulitan selalu ada kemudahan” (Q.S. Al-Insyiraah/94:5-6)
“Tuhan tidak akan memberi cobaan diluar batas kemampuan kita.” (Q.S. Al Baqarah/2:286)
“Doa bisa merubah nasib kita, dan kebaikan dapat memperpanjang umur kita” (H.R. Ath-Thahawi)’
“Jika kamu tidak akan mengejar apa yang kamu inginkan, maka kamu tidak akan mendapatkannya. Jika kamu tidak bertanya maka jawabannya tidak. Jika kamu
tidak melangkah maju, kamu akan tetap berada ditempat yang sama.” (Nora Roberts)
“Agama tanpa ilmu adalah buta. Ilmu tanpa agama adalah lumpuh .” (Albert Einstein)
“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua.” (Aristoteles)
vi
PERSEMBAHAN
Atas segala rahmat dan karunia yang telah Allah SWT berikan kepada hambanya, sehingga saya dapat melewati proses dalam menyelesaikan studi Tugas Akhir ini. Tugas akhir ini Kupersembahkan Untuk :
Kedua orang tua yakni Bapak Suhari SPd.i dan Ibu Nanik Sutarti. Terima kasih atas segala doanya dan kegigihanya dalam mendidik anak sehingga saya bisa sampai saat ini.
Kedua Kakek nenek saya yakni Bapak Tiyo Citrodiharjo dan Ibu Nanik Sudarmi. Terima kasih atas segala bimbingan, dukungan, doa dan nasihat yang tak ada hentinya sejak dini sampai selama ini.
Adikku Aal yang tercinta selalu memberi semangat, doa serta dukungan. Bosque Afifah Nur Aisyah yang senantiasa mendoakanku, memberi semangat
dan memberikan kasih sayang yang tulus.
Seluruh keluarga besar Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil Universitas Muahmmadiyah Surakarta (KMTS) yang selalu mengajari bahwa jadi mahasiswa itu bukan hanya kuliah pulang.
Seluruh keluarga besar Program Studi Teknik Sipil Universitas Muahmmadiyah Surakarta.
Keluarga Besar kontrakan Blulukan City ( Ian, heru, basuki, ghofur, riski, ipul, rondi, permadi, rizal, dini, redy, dimas, farhan, pato, jecko, cino, vega, aren, oman, maschun, cecep, yang selalu ada dalam proses pengerjaan penelitian tugas akhir.
Karang Taruna Bali Kumpul yang selalu menjadi pelabuhan ketika malam minggu tiba.
Teman” angkatan 2013 yang selalu membantuku dalam berbagai hal, terima kasih atas kenangan, bantuan, info serta cerita selama di UMS.
vii
PRAKATA
Assaalammualaikum Wr. Wb
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan dapat menyelesaikan dan menyusun laporan Tugas Akhir berupa eksperimen laboratorium yang berjudul “Tinjauan Kuat Geser Dinding Panel Beton Ringan Menggunakan Bahan Campur Limbah Plastik Dan Pecahan Genteng Diperkuat Tulangan Wiremesh”.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada smua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1). Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2). Bapak Mochamad Solikin, S.T., M.T., Ph.D., Selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sekaligus sebagai Pembimbing utama dan Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
3). Ibu Yenny Nurchsanah, S.T., M.T., selaku Sekretaris Program Studi Teknik SIpil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
4). Bapak Muhammad Ujianto, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
5). Bapak Ir. Abdul Rahman, M.T., selaku Penguji Utama. 6). Bapak Ir. Ali Asroni, M.T., selaku Anggota Penguji.
viii
7). Bapak Budi Setiawan, S.T.,M.T. , selaku dosen pembimbing akademik.
8). Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
9). Bapak Ir. A. Karim Fatchan, M.T., selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
10). Bapak Joko Setiawan, S.T., Selaku laboran Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
11). Bapak Rohani, S.Pd., Selaku Sekretaris Tata Usaha Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
12). Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2013 yang telah membantu penelitian. 13). Pihak-pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan, keritik dan saran yang membangun sengat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa yang akan dating, dan semoga laporan Tugas Akhir Ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb.
Surakarta, 19 Agustus 2017
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... iv
MOTTO ... v
PERSEMBAHAN ... vi
PRAKATA ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... xix
ABSTRAKSI ... xx BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1 B. Rumusan Masalah ... 2 C. Tujuan Penelitian ... 2 D. Manfaat Penelitian ... 2 E. Batasan Masalah... 3 F. Keaslian Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Dinding Panel ... 5
B. Beton Ringan ... 5
C. Mortar ... 6
D. Wiremesh ... 7
E. Plastik HDPE ... 7
F. Faktor Yang Mempengaruhi Kualitas Beton... 7
x
2. Faktor air semen ... 8
3. Semen ... 9
4. Umur beton ... 9
5. Perawatan (curing) ... 10
BAB III LANDASAN TEORI A. Umum ... 11
B. Bahan Penyusun Dinding Panel ... 11
1. Semen portland ... 11
2. Air ... 12
3. Agregat ... 13
4. Wiremesh ... 15
5. Plastik HDPE ... 16
C. Perencanaan Campuran Dinding Panel ... 17
D. Pengujian ... 17
1. Pengujian berat jenis silinder beton ... 17
2. Pengujian kuat tarik tulangan wiremesh ... 18
3. Pengujian kuat tekan slinder beton ... 18
4. Pengujian kuat geser dinding panel dengan perkuatan wiremesh ... 19
BAB IV METODE PENELITIAN A. Bahan Penelitian ... 20 1. Agregat ... 20 2. Semen portland ... 21 3. Plastik ... 21 4. Air ... 21 5. Wiremesh ... 22 B. Peralatan Penelitian ... 22
1. Satu set ayakan ... 22
2. Mesin pengetar ayakan ... 23
3. Timbangan ... 23
xi 5. Oven ... 24 6. Tongkat baja ... 25 7. Concrete molen ... 25 8. Helige tester ... 26 9. Kerucut abram’s ... 26 10. Cetakan silinder ... 26
11. Cetakan dinding panel. ... 27
12. Alat uji kuat tekan (Universal Testing Machine) ... 27
13. Loading Test ... 27 14. Peralatan penunjang ... 28 C. Benda Uji ... 28 1. Silinder beton ... 28 2. Dinding panel ... 28 D. Tahapan Penelitian... 29
1. Tahap I. Persiapan alat dan penyediaan bahan ... 30
2. Tahap II. Pemeriksaan bahan ... 30
3. Tahap III. Perencanaan campuran dan pembuatan benda Uji ... 30
4. Tahap IV. Pengujian benda uji ... 30
5. Tahap V. Analisa dan pembahasan ... 30
E. Pelaksanaan Penelitian ... 32
1. Pemeriksaan bahan ... 32
1a). Pemeriksaan air ... 32
1b). Pemeriksaan semen ... 32
1c). Pemeriksaan agregat halus ... 32
1d). Pemeriksaan agregat kasar ... 35
1e). Pemeriksaan plastik ... 37
2. Perencanaan campuran ... 37
3. Pembuatan benda uji ... 37
3a). Silinder beton ... 37
xii
4. Perawatan ... 38
5. Pengujian kuat tarik wiremesh ... 38
6. Pengujian berat jenis benda uji silinder beton ... 39
7. Pengujian kuat tekan silinder beton ... 39
8. Pengujian kuat geser dinding panel ... 40
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pemeriksaan Bahan Penyusun Dinding Panel ... 40
1. Pemeriksaan air ... 40
2. Pemeriksaan semen ... 40
3. Pemeriksaan agregat halus ... 40
3a). Pemeriksaan kandungan bahan organik ... 40
3b). Pemeriksaan saturated surface dry (ssd) ... 40
3c). Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat halus . 41 3d). Pemeriksaan kandungan lumpur ... 42
3e). Pemeriksaan gradasi agregat halus ... 42
4. Pemeriksaan agregat kasar ... 44
4a). Pemeriksaan keausan agregat kasar ... 44
4b). Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan ... 44
4c). Pemeriksaan gradasi agregat kasar ... 45
5. Pemeriksaan plastik ... 46
6. Adukan beton ... 46
7. Pengujian kuat tarik wiremesh ... 47
B. Hasil Pengujian Silinder Beton ... 47
1. Pengujian berat jenis silinder beton ... 47
2. Pengujian kuat tekan silinder beton ... 48
C. Hasil Pengujian Dinding Panel ... 48
1. Pengujian dinding panel tanpa campuran plastik ... 48
2. Pengujian dinding panel dengan campuran plastik ... 49
xiii BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ... 54 B. Saran ... 54
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel III.1. Gradasi agregat halus ... 14
Tabel III.2. Gradasi agregat kasar ... 15
Tabel V.1. Hasil pemeriksaan kandungan bahan organik pada agregat halus ... 40
Tabel V.2. Hasil pemeriksaan Saturated Surface Dry (SSD ... 41
Tabel V.3. Hasil berat jenis agregat halus ... 41
Tabel V.4.Pemeriksaan kandungan lumpur ... 42
Tabel V.5. Pemeriksaan modulus halus butir ... 43
Tabel V.6. Pemeriksaan Keausan Agregat Kasar ... 44
Tabel V.7. Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Kasar ... 44
Tabel V.8. Pemeriksaan Gradasi Agregat Kasar ... 46
Tabel V.9. Kebutuhan Bahan Penyusun Benda Uji Silinder Beton ... 46
Tabel V.10. Kebutuhan Bahan Penyusun Benda Uji Dinding Panel ... 47
Tabel V.11.Hasil Pemeriksaan Kuat Tarik Wiremesh ... 47
Tabel V.12. Hasil Pengujian Berat Jenis Silinder Beton. ... 47
Tabel V.13. Hasil Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton ... 48
Tabel V.14. Hasil Pengujian Laboratorium Kuat Geser Dinding Panel Tanpa Campuran Plastik (0%). ... 48
Tabel V.15. Hasil Pengujian Laboratorium Kuat Geser Dinding Panel Dengan Perkuatan Kawat (4%). ... 49
Tabel V.16. Hasil Pengujian Laboratorium Kuat Geser Dinding Panel Dengan Perkuatan Kawat (6%). ... 49
Tabel V.17. Hasil Pengujian Laboratorium Kuat Geser Dinding Panel Dengan Perkuatan Kawat (8%). ... 49
Tabel V.18. Hasil Rekapitulasi nilai kuat geser dan regangan geser di laboratorium. ... 51
Tabel V.19. Hasil Rekapitulasi nilai Vc, Vs,Vn dan kuat geser secara teoritis. ... 51
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1. Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan pada berbagai
umur beton ... 8
Gambar II.2. Hubungan antara kuat tekan beton dan fas ... 9
Gambar II.3. Kuat tekan beton untuk berbagai jenis semen ... 9
Gambar II.4. Pengaruh suhu dan umur pada laju kuat tekan beton ... 10
Gambar III.1. Pengujian kuat tarik tulangan baja ... 17
Gambar III.2. Pengujian kuat tekan silinder beton. ... 17
Gambar IV.1. Genteng (agregat kasar) dan agregat halus ... 20
Gambar IV.2. Semen portland ... 21
Gambar IV.3. Plastik HDPE ... 22
Gambar IV.4.Air ... 22
Gambar IV.5.Wiremesh ... 22
Gambar IV.6.Ayakan atau Saringan ... 23
Gambar IV.7.Mesin pengetar (Vibrator) ayakan ... 23
Gambar IV.8.Timbangan 3 kg ... 24
Gambar IV.9. Timbangan 30 kg ... 24
Gambar IV.10.Gelas Ukur ... 24
Gambar IV.11.Oven ... 25
Gambar IV.12. Tongkat baja ... 25
Gambar IV.13. Concrete molen ... 26
Gambar IV.14. Helige Tester ... 26
Gambar IV.15. Kerucut abram’s ... 26
Gambar IV.16. Cetakan silinder... 26
Gambar IV.17. Cetakan dinding panel ... 27
Gambar IV.18.. Alat uji tekan beton ... 27
Gambar IV.19. Loading Test ... 27
Gambar IV.20. Benda uji silinder ... 28
xvi
Gambar IV.22. Skema pengujian kuat geser dinding panel ... 29 Gambar IV.23. Tahap penelitian ... 31 Gambar V.1. Grafik pemeriksaan gradasi agregat halus... 43 Gambar V.2. Grafik hubungan antara ukuran ayakan dengan presentase
komulatif lolos pada pengujian analisis saringan agregat kasar ... 45 Gambar V.3. Perbandingan nilai beban geser tiap benda uji (0%, 4%,6%,
8%) ... 52 Gambar V.4. Perbandingan nilai kuat geser secara teoritis ... 52 Gambar V.5. Perbandingan nilai kuat geser di laboratorium ... 53
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran IV.1 Detail Penulangan Dinding Panel ... L-1 Lampiran V.1 Pemeriksaan Air Secara Visual ... L-2 Lampiran V.2 Pemeriksaan Semen Secara Visual ... L-3 Lampiran V.3 Pemeriksaan Kandungan Bahan Organik ... L-4 Lampiran V.4 Pemeriksaan Saturated Surface Dry (SSD) ... L-5 Lampiran V.5 Pemeriksaan Plastik ... L-6 Lampiran V.6 Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus ... L-7 Lampiran V.7 Pengujian Kandungan Lumpur ... L-8 Lampiran V.8 Pengujian Gradasi Agregat Halus Dan MHB ... L-9 Lampiran V.9 Pengujian Keausan Agregat Kasar ... L-10 Lampiran V.10 Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar ... L-11 Lampiran V.11 Pengujian Gradasi Agregat Kasar dan MHB ... L-12 Lampiran V.12 Pengujian Kuat Tarik Wiremesh ... L-13 Lampiran V.13 Pengujian Berat Jenis Silinder Beton ... L-14 Lampiran V.14 Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton ... L-15 Lampiran V.15 Pengujian Dinding Panel Tanpa Campuran Plastik dan dengan
Campuran Plastik ... L-16 Lampiran V.16 Mix Design ... L-17 Lampiran V.17 Grafik kuat tarik wiremesh ... L-18
xviii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
σmaks = Kuat Geser dinding panel (kN/mm²)
Pmaks = beban tarik maksimum (N)
σ maks = Tegangan tarik maksimun (N/mm2)
A = Luas penampang benda uji (mm2) W = berat benda uji (N)
V = volume (mm3)
yc = berat jenis benda uji (N/mm3)
f’c = Kuat tekan maksimum beton (N/mm2) A = Luas permukaan benda uji (mm2) Vn = gaya geser dinding panel (N)
Vc = gaya geser yang ditahan beton (N)
Vs = gaya geser baja (N)
AVT = luas penampang begel (mm)
fyt = kuat tarik baja (MPa)
d = h– ds (mm)
dp = diameter tulangan wiremesh (mm)
S = 1000 (mm)
xix
TINJAUAN KUAT GESER DINDING PANEL BETON RINGAN MENGGUNAKAN BAHAN CAMPUR LIMBAH PLASTIK DAN PECAHAN GENTENG DIPERKUAT TULANGAN WIREMESH
Abstrak
Dinding adalah bagian bangunan yang di pasang secara vertikal yang merupakan elemen non struktural 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.
xx
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 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
