EKA SAPUTRA PANCA DARMA

(1)

PENGARUH PENGGUNAAN SERAT POLYPROPELYNE DARI BAHAN

STRAPPING-BAND TERHADAP KEMAMPUAN

MEKANIK PROPERTIS BETON TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil

DISUSUN OLEH :

06 0404 128

EKA SAPUTRA PANCA DARMA

BIDANG STUDI STRUKTUR

DEPARTEMAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

(2)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberi berkat dan rahmat-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Tugas akhir ini berjudul

Tugas akhir disusun untuk melengkapi persyaratan dalam menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

“PENGARUH PENGGUNAAN POLYPROPELYNE DARI BAHAN STRAPPING BAND TERHADAP POLA RETAK BETON FIBER_”

Dengan selesainya tesis ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku pembimbing dan Ketua Jurusan Departemen Teknik Sipil yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran dan tenaga untuk memberikan arahan dan bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

2. Bapak Ir. Sahrizal, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Tercinta Ayahanda Sabar Saut Silitongs dan Ibunda Derlina Br. Parapat (alm), terima kasih atas segala perhatian, dukungan, dan kasih sayang, serta doa yang tiada batas untuk saya.

(3)

Wardani Silitonga, SS. terimakasih atas segala dukungan, nasehat serta doanya yang tiada henti kepada saya.

6. Istimewa buat Lisbet Sitorus, SE, terimakasih atas doa, dukungan, dan semangat yang telah diberikan selama ini.

7. Teman-teman stambuk 06 : Master, Nasib, Riki Malinton, Riki Malau, Ruspan, Sinar, Ivan, Rizakwale, Dion, Naldi, Sintong, Alboin, Vega. Terimakasih atas doa dan dukungannya.

8. Pada asisten beton Ari, terimaksih bantuan dan dukungannya.

Saya menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna yang disebabkan oleh berbagai kekurangan dan keterbatasan saya serta minimnya referensi yang saya miliki. Untuk itu saya mengharapkan dan menerima saran maupun kritik demi perbaikan pada masa yang akan datang.

Medan, Februari 2012

06 0404 128

(4)

ABSTRAK

Beton mempunyai kelemahan yaitu mempunyai kuat tarik yang rendah dan bersifat getas (brittle) sehingga beton diberi tulangan baja untuk mengatasi tegangan tarik. Pada penelitian ini campuran beton diberi bahan tambah serat polypropelyne dari bahan daur ulang straping band . Dengan penambahan serat ini diharapkan diperoleh peningkatan kekuatan pada beton. Serat polypropelyne yang digunakan mempunyai lebar rata-rata 2,0 mm dengan rata-rata 40 mm untuk straping band polos, dan 60 mm untuk straping band berpola.

Pengujian beton meliputi kuat tekan, kuat tarik brequitte mortar, pola retak, dan kuat lentur. Untuk pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah dilakukan terhadap benda uji berbentuk silinder dengan tinggi 300 mm dan diameter 150 mm. Untuk pengujian kuat lentur dilakukan terhadap benda uji berbentuk balok dengan ukuran 150 mm × 150 mm × 750 mm. untuk pengujian kuat tarik brequitte mortar dengan ukuran 75 mm x 50 mm x 25 mm. untuk pengujian pola retak dengan ukuran 1000 mm x 1000 mm x 300 mm Serat yang digunakan dalam bentuk ujung berikat. Benda uji terdiri dari 12 silinder, 21 brequitte mortar, 2 pelat beton, dan 6 balok beton. Konsentrasi serat untuk masing-masing beton serat adalah 0 dan 1 % untuk serat polos meliputi tes kuat tekan, tes kuat tarik brequitte, dan pengamatan pola retak pelat serta 0 sampai 4 % untuk serat polos, meliputi tes kuat tarik( dari 0,1,2,3,dan 4% ), tes kuat tekan beton (0 dan 3%),dan tes kuat lentur balok (0 dan 3 %) .

Dari pengujian slump test dapat disimpulkan bahwa penambahan konsentrasi serat akan menurunkan workability dari campuran beton. Dan dari pengujian diperoleh kuat tekan berkurang dari beton normal, kuat tarik brequitte mortar bertambah dari mortar normal, kuat lentur bertambah dari beton normal, namun pada pengamatan pola retak penambahan konsentrasi dari serat tidak begitu berpengaruh. Hasil pengujian kuat tekan mengalami penurunan sebesar 1.56 % untuk serat polos dan 2.77 % untuk serat berpola, kuat tarik brequitte mortar brequitte optimal terdapat pada konsentrasi serat 3% untuk serat berpola sebesar 28.98 %, dan kuat lentur bertambah sebesar 4.12 %.

(5)

(6)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

RIWAYAT HIDUP ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR NOTASI ... xv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1

1.2Maksud dan Tujuan Penelitian ... 3

1.3Permasalahan... 3

1.4Pembatasan Masalah ... 4

1.5Manfaat Penelitian ... 6

1.6Tempat Penelitian... 6

1.7Sistematika Penelitian ... 6

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton ... 7

2.1.1 Beton Segar (Fresh Concrete) ... 11

(7)

2.1.1.2 Pemisahan Kerikil (Segregation) ... 12

2.1.1.3 Pemisahan Air (Bleeding) ... 13

2.1.2 Prilaku Mekanik Beton ... 13

2.1.2.1 Kekuatan Tekan Beton (f’c) ... 13

2.1.2.2 Kuat Lentur ... 16

2.1.2.3 Modulus Elastisitas ... 17

2.1.2.4 Poisson’s Ratio ... 17

2.1.3 Perawatan Beton (Curing) ... 17

2.2 Bahan Penyusun Beton ... 23

2.2.1 Semen ... 23

2.2.1.1 Umum ... 23

2.2.1.2 Sejarah Semen ... 23

2.2.1.3 Bahan Penyusun Semen ... 24

2.2.1.4 Semen Portland ... 26

2.2.2 Agregat ... 28

2.2.2.1 Agregat Halus... 29

2.2.2.2 Agregat Kasar... 33

2.2.3 Air ... 35

2.3 Beton Fiber ... 38

2.3.1 Polypropelyne/ Straping Band ... 40

2.3.2 Serat Polypropelyne ... 45

2.3.3. Sifat Serat Polypropelyne ... 48

2.3.4. Sifat Serat Polypropelyne Dalam Beton Bertulang ... 50

(8)

2.4 Hasil Penelitian Yang Pernah Dilakukan ... 54

BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Umum ... 56

3.2 Bahan-Bahan Penyusun Beton ... 58

3.2.1 Semen Portland ... 58

3.2.1.1 Sifat-Sifat Fisik Semen ... 58

3.2.2 Agregat ... 60

3.2.2.1 Agregat Halus... 60

3.2.2.2 Agregat Kasar... 62

3.2.3 Air ... 64

3.3 Perencanaan Bahan Penyusun Beton ... 65

3.3.1 Semen ... 65

3.3.2 Agregat Halus ... 66

3.3.3 Agregat Kasar ... 69

3.3.3 Polypropelyne ... 72

3.4 Perencanaan Campuran Beton ... 73

3.5 Pembuatan Benda Uji ... 73

3.6. Pengujian Kuat Tekan Beton ... 75

3.7 Pengujian Kuat Tarik Brequitte ... 77

3.8 Pengujian Kuat Lentur Balok Beton ... 79

3.9 Pengukuran Suhu Beton ... 80

3.10 Pengujian Pola Retak Pelat Beton ... 83

(9)

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Gradasi Agregat dan Modulus Kehalusan Butir ... 84

4.2 Hasil Uji Berat Jenis Relatif dan Kapasitas Absorbsi ... 87

4.3 Hasil Uji Berat Isi Kering ... 88

4.4 Hasil Pemeriksaan Kadar Lumpur ... 89

4.4.2 Agregat kasar ... 89

4.5 Hasil Tes Untuk Pemakaian Serat Polypropelyne (Straping band Polos) ... 90

4.5.1 Nilai Slump ... 90

4.5.2 Kuat Tarik Brequitte ... 91

4.5.3 Pemeriksaan Suhu Beton Segar ... 92

4.5.4 Kuat Tekan beton ... 93

4.5.5 Hasil Pengamatan Retak Pada Pelat Beton Fiber ... 94

4.5.5.1 Pola Retak ... 94

4.5.5.2 Jumlah Pola Retak ... 102

(10)

Berpola) ... 105

4.6.1 Nilai Slump ... 105

4.6.2 Kuat Tarik Brequitte ... 107

4.6.3 Pemeriksaan Suhu Beton Segar ... 109

4.6.4 Kuat Tekan beton ... 110

4.6.5 Kuat Lentur ... 111

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 98

5.2 Saran ... 99

(11)

DAFTAR TABEL

NO JUDUL HAL

Tabel 2.1. Komposisi Utama Semen Portland ... 36

Tabel 2.2. Batasan Gradasi untuk Agregat Halus ... 41

Tabel 2.3. Susunan Besar Butiran Agregat Kasar ... 45

Tabel 2.4. Batas dan izin air untuk campuran beton ... 50

Tabel 2.5. Perbandingan Kekuatan Tekan Pada Berbagai Benda Uji ... 53

Tabel 2.6. Perbandingan Kekuatan Tekan Pada Berbagai Umur ... 53

Tabel 3.1. Berat Volume Fraction ... 70

Tabel 4.1. Nilai Slump terdapat persentase styrofoam ... 74

Tabel 4.2. Pengaruh Persentase Styrofoam Terhadap Kuat Tekan Beton ... 75

Tabel 4.3. Nalai Kuat Tekan Volume Fraction 0% (Normal) ... 76

Tabel 4.4. Pengaruh Persentase Styrofoam Terhadap Penyerapan Air ... 74

Tabel 4.5. Berat Kering dan Basah Volume Fraction 0% (Normal) ... 78

Tabel 4.6. Daya Serap Air Volume Fraction 0% (Normal) ... 79

Tabel 4.7. Pengaruh Persentase Styrofoam Terhadap Volume Rongga Permeabel ... 81

Tabel 4.8. Berat Kering dan Berat Basah ST-0% (Normal) ... 81

Tabel 4.9. Nilai Volume Rongga Permeabel Volume Fraction 0% (Normal) .. 82

Tabel 4.10. Pengaruh Persentase Styrofoam Terhadap Modulus Elastisitas ... 76

Tabel 4.11. Elastisitas Sampel 1 ST-0% ... 84

Tabel 4.12 Nilai Elastisitas Rata-rata ST-0% ... 85

Tabel 4.13. Nilai Rata-rata dari percobaan Flexure ... 89

(12)

(13)

DAFTAR GAMBAR

NO JUDUL HAL

Gambar 1.1. Benda Uji Silender ... 7

Gambar 1.2. Benda Uji Balok ... 7

Gambar 2.1. Kerucut Abrams ... 16

Gambar 2.2. Hubungan Antara Umur Beton Dan Kuat Tekan Beton ... 18

Gambar 2.3. Hubungan Antara Faktor Air Semen Dengan Kekuatan - Beton Selama Masa Perkembangannya ... 19

Gambar 2.4. Perkembangan Kekuatan Tekan Mortar Untuk Berbagai Tipe Portland Semen ... 20

Gambar 2.5. Pengaruh Jumlah Semen Terhadap Kuat Tekan Beton Pada Faktor Air Semen Sama ... 21

Gambar 2.6. Pengaruh Jenis Agregat Terhadap Kuat Tekan Beton ... 21

Gambar 2.7. Kuat Desak (Tekan) Beton yang Dikeringkan dalam Udara di - Laboratorium Sesudah Perawatan Awal dengan Membasahinya .. 25

Gambar 2.8. Sistem Pembebanan dalam Flexure tes ... 26

Gambar 3.1. Alir Pembuatan Beton Normal ... 60

Gambar 3.2. Alir Pembuatan Beton Normal dengan Styrofoam ... 61

Gambar 4.1. Nilai Slump Terhadap Kadar Bahan Tambah Styrofoam ... 75

Gambar 4.2. Grafik Perbandingan Kuat Tekan Silinder Terhadap - Kadar Penambahan Styrofoam ... 77

(14)

Gambar 4.5. Hubungan Antara Tegangan-Regangan ST-0% ... 86

Gambar 4.10 Pengaruh Persentase Styrofoam Terhadap Momen Patahan Balok ... 91

Gambar 4.11 Pengaruh Persentase Styrofoam Terhadap Modulus Patahan ... 92

Gambar 4.12 Pengaruh Persentase Styrofoam Terhadap Tegangan Lentur .... 92

(15)

(16)

h : tinggi balok (cm)

m : massa sampel setelah direndam (gr)

g m :

air

ρ

massa sampel digantung di dalam air (gr)

(17)

LAMPIRAN