commit to user
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT KAWAT
BENDRAT PADA BETON RINGAN DENGAN
TEKNOLOGI FOAM TERHADAP KUAT TEKAN,
KUAT TARIK, DAN MODULUS ELASTISITAS
Effect of Wire Fiber Addition on Lightweight Concrete Made by Foam Technology on Compressive Strength, Tensile Strength, and Modulus of Elasticity
SKRIPSI
Diajukan Sebagai salah satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
SURYA ADI PUTRA
NIM. I 1110045
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
commit to user
LEMBAR PERSETUJUAN
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT KAWAT
BENDRAT PADA BETON RINGAN DENGAN
TEKNOLOGI FOAM TERHADAP KUAT TEKAN,
KUAT TARIK, DAN MODULUS ELASTISITAS
Effect of Wire Fiber Addition on Lightweight Concrete Made by Foam Technology on Compressive Strength, Tensile Strength, and Modulus of Elasticity
Disusun oleh :
SURYA ADI PUTRA
NIM. I 1110045
Persetujuan Dosen Pembimbing
Pembimbing I
Purnawan Gunawan, ST, MT. NIP. 19731209 199802 1 001
Pembimbing II
Ir. Slamet Prayitno, MT. NIP. 19531127 198601 1 001
commit to user
iii
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT KAWAT
BENDRAT PADA BETON RINGAN DENGAN
TEKNOLOGI FOAM TERHADAP KUAT TEKAN,
KUAT TARIK, DAN MODULUS ELASTISITAS
Effect of Wire Fiber Addition on Lightweight Concrete Made by Foam Technology on Compressive Strength, Tensile Strength, and Modulus of Elasticity Disusun Oleh
:
SURYA ADI PUTRA
NIM. I 1110045
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari Jum’at , 21 Juni 2013
1. Purnawan Gunawan, S,T, M,T. ...
NIP. 19731209 199802 1 001
2. Ir. Slamet Prayino, M,T ... NIP. 19531227 198601 1 001
3. Achmad Basuki, ST, M.T ………..
NIP. 19710901 199702 1 001
4. Ir. Bambang Santosa, M,T ...
NIP. 19590823 198601 1 001
Disahkan,
Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Ir. Bambang Santosa, MT. NIP. 19590823 198601 1 001
Disahkan,
Ketua Program S-1Non-Reguler Jurusan Teknik Sipil
Edy Purwanto, S.T, M,T NIP. 19680912 199702 1 001
commit to user MOTTO
Dzat yang paling mengetahui tentang rahasia kesuksesan Anda adalah Tuhan. Jauh dekatnya kesuksesan Anda tergantung pada jauh dekatnya hubungan Anda dengan Tuhan.”
(Anonim)
“Our greatest glory is not in never falling.., but in rising every time we fall..” (Confucius)
”Impian tak akan berujung kenyataan jika anda membiarkan ketakutan tumbuh melebihi keyakinan”.
(Marry Morissey)
“Something we know sometimes just an illusion, something we don’t know sometimes that’s the real, and something happen with a reason..., always…”
commit to user
v
PERSEMBAHAN
Syukur Alhamdulillah kepada ALLAH SWT ku ucapkan, hingga skripsi ini dapat selesai dan dengan segala kerendahan hati kupersembahkan skripsi ini kepada :
T Bapak dan Ibu tercinta, terima kasih atas doa dan bimbingannya selama ini.
T Kakakku tersayang, yang menjadi panutanku.
T Sartika Budi Ariningsih Surya, thank’s buat semua doa dan dukungannya T Tim pangandaran (sam Anto’ , Aroma n sam elfas)
T Temen-temen sipil 2010, saya beruntung bisa bertemu, kenal, dan berkumpul dengan orang- orang seperti kalian
commit to user
ABSTRAK
Surya Adi Putra, 2013, Pengaruh Penambahan Serat Kawat Bendrat Pada Beton Ringan Dengan Teknologi Foam Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik, dan Modulus Elastisitas,Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Beton ringan dengan teknologi foam diperoleh dengan menambahkan foam agent
(cairan busa) kedalam campuran beton. Bahan pembentuk foam agent dapat
berupa bahan alami ataupun bahan buatan dengan tujuan untuk mengurangi berat jenis beton. Dalam penelitian ini foam agent yang digunakan adalah berupa
campuran dari specta foam, polymer dan Harder Mild (HDM). Kuat tarik , kuat
tekan dan modulus elastisitas beton ringan lebih rendah dibanding beton normal. Solusi untuk meningkatkan kuat tarik, kuat tekan, modulus elastisitas dan sifat getas yang dimiliki beton ringan yaitu dengan menambahkan serat bendrat. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui sejauh mana pengaruh penambahan serat kawat bendrat terhadap modulus elastisitas, kuat tarik, dan kuat belah beton ringan foam berserat kawat bendrat.
Metode yang digunakan adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di laboratorium Bahan Bangunan Fakultas Teknik UNS. Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm untuk pengujian Modulus Elastisitas dan 7,5 cm x 15 cm untuk kuat tekn dan tarik belah. Benda uji masing-masing berjumlah 3 buah untuk 1 variasi persentase serat. Persentase serat yang digunakan adalah 0%; 0,25%;0,5%; dan 1%. Pengujian menggunakan alat CTM (Compression Testing Machine) ,data yang digunakan yaitu analisis statistik
dengan regresi pada batas elastismenggunakan program Microsoft Excel dan
analisis dengan konsep material gabungan yang mengacu pada simplemixturerule.
Kuat tekan rata-rata pada beton ringan foam sebesar 15,19 MPa, pada beton ringan foam berserat sebesar 23,58 MPa meningkat sebesar 55,26% %, Kuattarik belah rata-rata pada beton ringan foam sebesar 2,1 MPa, pada beton ringan foam berserat sebesar 3,4 MPa meningkat sebesar 61, 9% %. Nilai modulus elastisitas dengan persentase penambahan serat kawat bendrat sebesar 0%, 0,25%, 0,5%, 1% adalah 14991 MPa; 15610 MPa; 15960 MPa dan 18383 MPa. Modulus elastisitas maksimum adalah pada beton ringan foam dengan kadar penambahan serat sebesar 1%. Penambahan kadar serat sebesar 1% menghasilkan nilai modulus elastisitas meningkat sebesar 22.63% dibandingkan dengan beton ringan foam
tanpa serat. hasil perhitungan beton ringan berserat dengan rumus simple mixture
rule berturut-turut adalah 15325.41MPa; 15710.07MPa dan 18095.49MPa.
.
commit to user
vii
ABSTRACT
Surya Adi Putra, 2013, Effect of Fiber Wire Addition on Lightweight Foam
Concrete Made by Technology on Compressive Strength, Tensile Strength, and Modulus of Elasticity, Thesis of Civil Engineering Department of
Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University.
Lightweight concrete foam technology obtained by adding foam agent (liquid foam) into the concrete mix. Foam agent precursor materials can be natural or artificial materials in order to reduce the weight of concrete. In this study foam agent used was a mixture of Specta foam, polymer and Harder Mild (HDM). Compressive Strength, Tensile Strength, and Modulus of Elasticity of lightweight
concrete is lower than normal concrete. Solutions to improve the Compressive
Strength, Tensile Strength, and Modulus of Elasticity and brittle properties owned lightweight concrete by adding fibers bendrat. The purpose of this study to determine the extent of the effect of adding fiber Compressive Strength, Tensile Strength, and Modulus of Elasticity lightweight foam concrete sides fiber wire. The method used is the method of laboratory experiments conducted in the Faculty of Engineering Building Materials UNS. Cylindrical specimens with a diameter of 15 cm and height 30 cm for testing Modulus of Elasticity and 7.5 cm x 15 cm for Tech Compressive and Tensile Strength apart. Each specimen were 3 pieces for 1 percentage variation of fiber. Percentage of fibers used were 0%, 0.25%, 0.5% and 1%. Tests using a CTM (Compression Testing Machine), the data used is statistical analysis regression on the boundary elastismenggunakan Microsoft Excel program and analysis of the concept of composite material that refers to simplemixturerule.
Average compressive strength of the concrete was 15.19 MPa lightweight foam, the foam-fiber lightweight concrete was 23.58 MPa increased by 55.2%, the average tensile strength on lightweight foam concrete of 2.1 MPa, the concrete lightweight foam fiber of 3.4 MPa increased by 61, 9%%. Elastic modulus with the addition of fiber wire bendrat percentage of 0%, 0.25%, 0.5%, 1% is 14991 MPa; 15610 MPa; 15960 MPa and 18383 MPa. The maximum modulus of elasticity is the lightweight foam concrete with the addition of fiber content of 1%. The addition of 1% fiber content produces elastic modulus increased by 22.63% compared to the lightweight foam concrete without fibers. lightweight fibrous concrete calculations with a simple mixture rule formula row is
15325.41MPa; 15710.07MPa and 18095.49MPa.
Keywords: lightweight concrete, foam agent, modulus of elasticity, compressive strength, tensile strength
commit to user
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga
penyusun dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “Pengaruh
Penambahan Serat Kawat Bendrat Pada Beton Ringan Dengan Teknologi
Foam Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik dan Modulus Elastisitas”.
Penelitian untuk tugas akhir ini merupakan bagian penelitian dari Purnawan Gunawan, ST, MT selaku ketua penelitian sekaligus dosen pembimbing I tugas akhir.
Skripsi ini tidak dapat terselesaikan tanpa bantuan dari pihak-pihak yang ada di sekitar penulis, karena itu dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada :
1. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
2. Segenap Pimpinan Program Studi Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Purnawan Gunawan, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing I Skripsi.
4. Ir. Slamet Prayitno, MT, selaku Dosen Pembimbing II Skripsi.
5. Ir. Agus Sumarsono, MT, selaku Dosen Pembimbing Akademis.
6. Keluarga yang selalu mendukung dan mendoakan saya.
7. Tim pangandaran dan rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil angkatan 2010.
Penyusun menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun akan penulis terima dengan senang hati demi kesempurnaan penelitian selanjutnya.
Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya.
Surakarta, Mei 2013
commit to user
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii HALAMAN PENGESAHAN ... iii
MOTTO ... iv
PERSEMBAHAN ... v
ABSTRAK ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ... xv
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah... 3 1.3. Batasan Masalah ... 3 1.4. Tujuan Penelitian ... 4 1.5. Manfaat Penelitian ... 4 1.5.1. Manfaat Teoritis... 4 1.5.2. Manfaat Praktis ... ... 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1.Tinjauan Pustaka ... 5
2.2. Landasan Teori ... 6
2.2.1. Material Pembentuk Beton ... 6
2.2.1.1. Semen Portland ... 6
commit to user
2.2.1.3. Air ... 8
2.2.2. Perawatan Beton (Curing) ... 9
2.2.3. Beton Ringan ... 10
2.2.4. Beton Serat ... 12
2.2.5. Foam Agent/Zat Adiktif ... 14
2.2.6. Serat Kawat Bendrat ... 14
2.2.7. Serat Dalam Beton ... 15
2.2.7.1. Sifat Struktural Beton Serat ... 15
2.2.7.2. Konsep Beton Serat ... 16
2.2.7.3. Mekanisme Kerja Serat ... 17
2.2.8. Pengujian Beton Berserat ... …... 19
2.2.8.1. Kuat Tekan Beton ... 19
2.2.8.2. Kuat Tarik Belah ... 19
2.2.8.3. Modulus Elastisitas ( E ) ... 21
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1.Uraian Umum ... 23
3.2.Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar ... 24
3.2.1. Standar Pengujian Agregat Halus ... 24
3.2.2. Pengujian Agregat Halus ... 25
3.2.2.1. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus ... 25
3.2.2.2. Pengujian Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus ... 25
3.2.2.3. Pengujian Spesifik Gravity Agregat Halus ... 26
3.2.2.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 27
3.2.3. Tahapan dan Prosedur Pengujian Agregat Halus ... 28
3.2.3.1. Pengujian Kandungan Zat Organik Agregat Halus ... 28
3.2.3.2. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus ... 29
3.2.3.3. Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus ... 30
3.2.3.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 32
3.3.Bahan Pembuatan Beton Foam Berserat ... 33
3.4.Peralatan Pembuatan Beton Foam Berserat... 33
commit to user
xi
3.6.Tahapan dan Prosedur Penelitian ... 35
BAB IV. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar ... 38
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 38
4.2. Hasil Perhitungan Rancang Campur Adukan Beton ... 38
4.3. Hasil Pengujian dan Pembahasan Berat Jenis ... 39
4.4. Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Tekan ... 41
4.5. Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Tarik Belah ... 43
4. 6. Hasil Pengujian dan Pembahasan Modulus Elastisitas Beton ... 48
4.7. Perhitungan dan Pembahasan Modulus Elastisitas Dengan Rumus Simple Mixture Rule ... 51
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 54
5.2. Saran... 55
DAFTAR PUSTAKA ... xv
commit to user
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland... 6
Tabel 2.2. Jenis–jenis Semen Portland... 7
Tabel 2.3. Persyaratan Gradasi Agregat Halus ASTM C.33-74a. ... 8
Tabel 3.1. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tekan ... 24
Tabel 3.2. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tarik Belah ... 24
Tabel 3.3. Jumlah dan Kode Benda Uji Modulus Elastisitas ... 24
Tabel 3.4. Pengaruh Kadar Zat Organik terhadap Presentase Penurunan Kekuatan Beton ... 26
Tabel 3.5. Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM ... 28
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 38
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Ringan Foam Berserat Kawat Bendrat ... 40
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ... 42
Tabel 4.4. Perubahan Kuat Tekan ... 43
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah ... 44
Tabel 4.6. Perubahan Kuat Tarik Belah ... 45
Tabel 4.7. Persamaan Regresi Grafik Hubungan-Regangan ... 47
Tabel 4.8. Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas Beton Ringan Foam Berserat Kawat Bendrat ... 49
Tabel 4.9. Perubahan Modulus Elastisitas ... 50
Tabel 4.10. Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas dengan Rumus Simple Mixture Rule ... 53
commit to user
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Serat Tersebar Merata Dalam Beton ... 12
Gambar 2.2. Serat Dalam Beton ... 18
Gambar 2.3. Aksi Serat Bersama Pasta Semen ... 18
Gambar 2.4. Aksi Pasak Dalam Beton ... 18
Gambar 2.5. Pengujian Kuat Tarik Belah ... 20
Gambar 3.1. Prosedur Pembuatan Beton Ringan Foam Berserat atau Lightweight Foamed Fiber Concrete (LFFC)... 34
Gambar 3.2. Bagan Alir Tahap-tahap Penelitian ... 37
Gambar 4.1. Grafik Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton... 42
Gambar 4.2. Grafik Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 45
Gambar 4.3. Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Sampel ME B-0 % 1 ... 46
commit to user
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Uji Agregat Lampiran B. Mix Desain Lampiran C. Hasil Pengujian
Lampiran D. Gambar – Gambar Praktikum Lampiran E. Surat – surat dan Pemantauan
commit to user
xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
A : Luas penampang benda uji, mm2
ASTM : American Society for Testing and Materials
CTM : Compressing Testing Machine
DOE : Department of Environment
Ec : Modulus Chord
f a s : faktor air semen
f’c : Kuat Tekan Beton
G0 : Berat Pasir Awal, gram
G1 : Berat Pasir akhir, gram
l : Tinggi Beton Relatif (jarak antara dua strain gauge)
P : Beban yang diberikan, N
PBI : Peraturan Beton Bertulang Indonesia
Pmaks : gaya tekan maksimum, N
S1 : Tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudinal
akibat tegangan sebesar 0,00005
S2 : Tegangan sebesar 0,4 . f’c
SK SNI : Surat Keputusan Standar Nasional Indonesia SSD : Saturated Surface Dry
σ : Tegangan, MPa
e : Regangan
e1 : Nilai ketetapan = 0,00005
e2 : Regangan longitudinal akibat tegangan S2
Dl : Penurunan arah longitudinal
