EFEK PENGGUNAAN MODERATE VOLUME FLY ASH DAN ABU SEKAM PADI TERHADAP KUAT TARIK FIBER REINFORCED ENGINEERED CEMENTITIOUS COMPOSITES TUGAS AKHIR

(1)

EFEK PENGGUNAAN MODERATE VOLUME FLY ASH DAN

ABU SEKAM PADI TERHADAP KUAT TARIK FIBER REINFORCED ENGINEERED CEMENTITIOUS COMPOSITES

TUGAS AKHIR

diajukan untuk memenuhi persyaratan mencapai gelar Sarjana S1 pada Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

VINCENT VORENZO 16 0404 125

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2021

(2)

(3)

(4)

ABSEN ASISTENSI TUGAS AKHIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

NAMA : VINCENT VORENZO NIM : 16 0404 125

JUDUL : EFEK PENGGUNAAN MODERATE VOLUME FLY ASH DAN ABU SEKAM PADI TERHADAP KUAT TARIK FIBER REINFORCED ENGINEERED CEMENTITIOUS COMPOSITES.

DOSEN PEMBIMBING : DR. MUHAMMAD ASWIN, ST . MT

NO. TANGGAL KETERANGAN TANDA

TANGAN

1 29 July 2020 Pembahasan ECC mengenai material, referensi dan jurnal yang digunakan.

2 1 Agustus 2020

Penjelasan persentase variasi fly ash dan abu sekam padi yang digunakan.

3 2 Agustus

2020 Asistensi Proposal Tugas Akhir.

4 3 Agustus 2020

Asistensi Proposal Tugas Akhir (lanjutan).

(5)

NO. TANGGAL KETERANGAN TANDA TANGAN

5 10 Agustus

2020 Mock Presentation Seminar Proposal.

6 18 September 2020

Pembahasan schedule penelitian selanjutnya.

7 09 Oktober 2020

Pembahasan tentang pengambilan dan pengolahan material fly ash dan

abu sekam padi.

8 14 Desember 2020

Pengujian chemical content Fly Ash dan Abu Sekam Padi.

9 9 Januari

2021 Trial mix ECC.

10 24 Maret 2021

Pembahasan Mix Design yang digunakan

11 30 Maret 2021

Penjelasan metode pengecoran benda uji dog bone prismatic FR-ECC

12 11 Mei 2021 Pembahasan hasil pengujian Kuat Tarik FR-ECC.

(6)

NO. TANGGAL KETERANGAN TANDA TANGAN

13 19 Mei 2021 Pembahasan hasil pengujian Kuat Tarik FR-ECC (lanjutan).

14 29 Mei 2021 Asistensi Naskah Tugas Akhir.

15 08 Juni 2021 Mock Presentation Seminar Tugas Akhir.

16 14 Juni 2021 Asistensi revisi Naskah Tugas Akhir.

(7)

ABSTRAK :

Beton merupakan bahan bangunan dan bahan konstruksi yang penggunaannya semakin meningkat tetapi pemenuhan akan bahan baku beton semakin berkurang. Salah satu alternatifnya adalah penggunaan Fiber Reinforced Engineered Cementitious Composites (FR-ECC) dengan cara mengganti sebagian agregat halus dengan Fly Ash dan Abu Sekam Padi serta dengan penambahan serat Polypropylene (PP).

Pada penelitian ini, akan dilakukan penelitian tentang dampak penggunaan High Volume Fly Ash (FA) dengan persentase 0%; 25%; 35% dari berat semen dan Abu Sekam Padi (ASP) dengan konsentrasi 0%; 10% dari berat semen terhadap kuat tarik FR-ECC.

Sampel dibuat sebanyak 72 buah benda uji berupa dog bone prismatic dengan 6 jenis variasi campuran abu sekam padi dan FA dimana tiap variasi campuran tersebut terdapat 4 variasi polypropylene fibre (PP) yaitu 0%;0,1%;0,2%;0,3%. Jumlah sampel untuk tiap variasi adalah 3 buah sampel. Sampel yang sudah dicetak direndam di bak rendam selama 22 hari kemudian dikeluarkan dari bak perendam dan dibiarkan kering dengan suhu ruangan sampai hari ke-28.

Pengujian kuat tarik FR-ECC dilakukan pada umur 28 hari dengan menggunakan direct tensile test.

Berdasarkan hasil pengujian diketahui bahwa nilai kuat tarik optimum terdapat pada variasi FA35-ASP10 0,2% PP fiber. Adapun nilai kuat tarik MVFA FR-ECC FA35-RHA10 untuk polypropylene fiber 0%; 0,1%; 0,2% dan 0,3% adalah 1,69 Mpa; 2,00 MPa; 2,51 MPa dan 1,83 MPa sedangkan kuat tarik untuk FA0-RHA0 yang tidak menggunakan fly ash maupun abu sekam padi dengan variasi polypropylene fiber 0%; 0,1%; 0,2% dan 0,3% adalah 0,72 MPa; 1,53 MPa; 1,65 MPa; 1,21 MPa. Sehingga kenaikan kuat tarik MVFA FR-ECC FA35-RHA10 dibandingkan dengan FA0-RHA0 adalah 0,97 MPa; 0,47 MPa; 0,86 MPa dan;

0,62 MPa.

Kata kunci: FR-ECC, fly ash, abu sekam padi, polypropylene fiber, kuat tarik

(8)

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan Puji Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat, berkat dan karunia-Nya, sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik, Bidang Studi Struktur, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, dengan judul penelitian “Efek Penggunaan Modetate Volume Fly Ash dan Abu Sekam Padi terhadap Kuat Tarik Fiber Reinforced Engineered Cementitious Composites”.

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dan tepat waktu. Oleh karena itu dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Ir. Muhammad Aswin, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing dan Ketua Sub-Bidang Studi Struktur, yang telah menyediakan waktu, tenaga dan pikiran serta memberikan dukungan, saran, dan ilmu dalam membantu menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Prof. Dr. Ing- Johannes Tarigan selaku Wakil Dekan I Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Dr. Ridwan Anas, S.T., M.T. selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Torang Sitorus M.T. selaku Ketua Laboratorium Bahan Rekayasa dan Beton Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Ir. dan selaku dosen pembanding yang telah memberikan saran dan masukan terhadap tugas akhir ini.

6. Ibu Ir. Adina Sari Lubis ST., MT. selaku Dosen Mata Kuliah Metodologi Penelitian, yang telah memberikan ilmu sehingga penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

8. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, yang telah membantu atas penyelesaian tugas akhir ini.

9. Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa, Eka Fadli Rasyid Siahaan dan Wahyu Abdillah sebagai asisten pendamping, Ahmad Fahreza, dan Albi Imawan Siregar

(9)

yang banyak meluangkan waktu untuk membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Serta kepada Kak Sella sebagai staff administrasi Laboratorium Bahan Rekayasa yang mendukung terlaksananya tugas akhir ini.

10. Teristimewa, kepada keluarga penulis, kedua orang tua penulis, Jonni Wijaya dan Linda yang telah memberikan doa, motivasi, nasehat, pengertian, dan bantuan baik secara materil dan spiritual kepadaku. Penulis mengucapkan terima kasih atas semua hal dan pengorbanan yang telah diberikan kepada penulis agar tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

11. Teman-teman yang turut membantu dalam proses penelitian ini, William Wijaya Pratama, Ricky Gotami, Andres, David wilson, Harwin, Leonardo, Yavier Kristanto, Darmawan, yang telah memberikan dukungan dan bantuan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

12. Teman-teman stambuk 2016 yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang telah memberikan dukungan dan ilmu agar tugas akhir ini dapat selesai dengan baik.

Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca untuk memperbaiki kekurangan tugas akhir ini menjadi lebih baik lagi.

Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang terlibat baik secara langsung ataupun tidak langsung. Semoga tugas akhir ini memberikan manfaat bagi ilmu pengetahuan pembaca.

Medan, Mei 2021 Penulis,

(Vincent Vorenzo) NIM. 16 0404 125

(10)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI... v

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR NOTASI... xv

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian... 3

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Manfaat Penelitian... 5

1.6 Sistematika Penulisan ... 5

1.7 Jadwal Penelitian ... 6

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Enginereed Cementitious Composite (ECC) ... 7

2.2 Pasir silika ... 7

2.3 Fly Ash... 8

2.4 Abu sekam padi ... 9

2.5 Semen ... 10

2.6 Viscocrete 3115-N... 11

2.7 Serat Polypropylene ... 13

2.8 Air... 13

2.9 Penelitian-Penelitian Terdahulu Yang Terkait ... 14

BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Umum ... 28

3.2 Tahapan-tahapan Penelitian ... 29

3.2.1 Persiapan ... 29

3.2.1.1 Mix Design ... ..29

3.2.1.2 Penyediaan Material yang akan Digunakan ... 29

3.2.1.3 Pemeriksaan ketersediaan peralatan ... 32

(11)

3.2.2 Pembuatan Benda Uji ... 36

3.2.3 Curing atau Perawatan ECC ... 41

3.2.4 Pengujian ... 42

3.2.5 Analisis Data ... 42

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Berat Volume FR-ECC ... 43

4.2 Hasil Pengujian Kuat Tarik FR-ECC ... 44

4.2.1 Kuat Tarik FR-ECC (FA0-RHA0) ... 44

4.2.7 Kuat Tarik Keseluruhan Variasi FR-ECC ... 51

4.3 Analisa Pola Retak FR-ECC ... 52

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 58

5.2 Saran ... 59

DAFTAR PUSTAKA ... 60

(12)

DAFTAR TABEL BAB 1 PENDAHULUAN

Tabel 1.1: Jadwal Penelitian ... 6

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Tabel 2.1: Komposisi Kimia Fly Ash (Ahmaruzzaman, 2010) ... 8

Tabel 2.2: Komposisi kimia dari abu sekam padi (Hwang, C.L. 2002)) ... 10

Tabel 2.3: Mix Design Detail (Darmayadi, 2015) ... 14

Tabel 2.4: Mix Design berdasarkan berat (Li et al., 1996) ... 16

Tabel 2.5: Mix Proportion dari ECC (Bang et al., 2015) ... 19

Tabel 2.6: Hasil pengujian 7 campuran ECC (Bang et al., 2015) ... 20

Tabel 2.7: Hasil pengujian ECC dan beton normal (Mohammed et al., 2016) . 23 Tabel 2.8: Mix proportion ECC (Jialing, dkk. 2017) ... 23

Tabel 2.9: Hasil pengujian ECC (Jialing, dkk. 2017) ... 24

Tabel 2.10: Mix design proportion (Zhou et al., 2018) ... 24

BAB 3 METODE PENELITIAN Tabel 3.1: Contoh Mix Design Dari FR-ECC ... 29

Tabel 3.2: Matriks Benda Uji... 36

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 4.1: Berat Volume MVFA FR-ECC ... 43

Tabel 4.2: Kuat Tarik FR-ECC (FA0-RHA0) ... 45

Tabel 4.8: Hasil Uji Kuat Tarik Untuk Setiap Variasi ... 51 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Tidak Ada Tabel

(13)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

Pada dasarnya beton merupakan salah satu jenis material konstruksi yang sudah tidak asing digunakan pada proyek konstruksi, dikarenakan kemudahan dalam proses pembuatan dan pengerjaannya serta telah terbukti kekuatannya dalam menopang beban tekan pada struktur. Beton menurut komposisinya tersusun dari semen Portland, agregat kasar, agregat halus, air dan beberapa modifikasi zat admixture dan additive.

Nilai kuat tekan beton relatif tinggi dibanding kuat tariknya, dan merupakan bahan getas. Nilai kuat tariknya berkisar antara 9%-15% dari kuat tekannya, pada penggunaan sebagai komponen struktural bangunan, umumnya beton diperkuat dengan batang tulangan baja sebagai bahan yang dapat bekerja sama dan mampu membantu kelemahannya, terutama pada bagian yang bekerja menahan tarik (Dipohusodo, 1991).

Engineered Cement Composites (ECC) adalah komposit semen berserat yang memiliki performa yang tinggi, menampilkan daktilitas tinggi, dan biasanya dengan fraksi volume serat sedang. Bahan rekayasa ECC dibangun berdasarkan paradigma hubungan antar material struktur mikro, pemrosesan, sifat material, dan kinerja, di mana mikromekanik merupakan penghubung antara kinerja mekanik komposit dan sifat mikrostruktur material (Fukuyama et al., 2000).

Untuk mengurangi penggunaan semen, biasanya fly ash digunakan pada pembuatan ECC. Fly ash merupakan material yang memiliki ukuran butiran yang halus berwarna kecoklatan dan diperoleh dari hasil pembakaran batubara. Fly ash memiliki sifat sebagai pozzolan, yaitu suatu bahan yang mengandung silika atau alumina silika yang mempunyai sifat perekat pada dirinya sendiri tetapi dengan butirannya yang sangat halus bisa bereaksi secara kimia dengan kapur dan air membentuk bahan perekat pada temperatur normal.

Di Indonesia, produk limbah pembakaran pembangkit listrik tenaga uap terus meningkat, pada tahun 2000 jumlah fly ash mencapai 1,66 juta ton, dan meningkat secara

(14)

signifikan menjadi 2 juta ton pada tahun 2006. Besarnya jumlah fly ash yang dihasilkan dari tahun ke tahun tidak seiring dengan cara penanganannya yang optimal,sehingga berakhir pada penimbunan di lahan kosong atau bahkan terbuang begitu saja (Kusdiyono et al., 2017).

Penelitian yang sedang dikembangkan saat ini yaitu Engineered Cementitious Composites untuk mengurangi pembuangan limbah fly ash (Badan Standardisasi Nasional, 2014).

Beras merupakan produk pertanian utama di Indonesia dan negara agraris lainnya.

Penggilingan padi menghasilkan sekitar 72% beras, 5-8% dedak, dan 20-22% sekam.

Meskipun sekam padi merupakan produk sampingan dari penggilingan padi yang berlimpah, itu hanya digunakan sebagai bahan untuk membakar bata atau dibuang begitu saja. Sekam padi mengandung 20-22% abu dan 78-80% bahan organik yang mudah menguap. Rentang abu sekam padi bergantung pada varietas padi, iklim dan lokasi geografis. Komponen paling berharga dalam sekam padi adalah silika (SiO2), sekitar 90-98%, dengan sejumlah kecil pengotor alkali dan logam (Prasetyoko et al., 2012).

Berdasarkan uraian di atas, penelitian ini ditujukan untuk mengkaji pengaruh penggunaan limbah sekam padi, serta material sisa produksi (by-product) berupa fly ash, terhadap ECC dengan harapan dapat meningkatkan kekuatan tarik ECC. Sebagai kegiatan awal, akan dilakukan pengujian komposisi kimia dari abu sekam padi dan fly ash pada laboratorium terkait, sehingga dapat diketahui kadar silika oksida (SiO2) yang diperlukan sebagai material cementitious pada pembentukan ECC.

1.2 Rumusan Masalah

1. Fly Ash merupakan salah satu material by-product yang belum banyak dimanfaatkan dan dikategorikan sebagai limbah B3. Selain itu, abu sekam padi juga merupakan limbah organik pertanian.

2. Mechanical Properties ECC (salah satunya yaitu kuat tarik) dapat dipengaruhi akibat dari penggunaan Moderate Volume Fly Ash dan abu sekam padi.

1.3 Tujuan Penelitian

1. Memanfaatkan Abu Sekam Padi dan material by-product (fly ash) sehingga bisa mengurangi efek negatif terhadap lingkungan.

2. Mengkaji kuat tarik FR-ECC yg berbasis moderate volume fly ash (MVFA) dan Abu Sekam Padi.

(15)

1.4 Batasan Masalah

Pada penelitian ini terdapat beberapa batasan-batasan agar ruang lingkup masalah tidak terlalu luas. Adapun batasan-batasan masalah yang dimaksud, yaitu:

1. Menggunakan benda uji tarik yang berbentuk dog bone prismatik seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1: Benda uji tarik 2. Semen yang digunakan merupakan semen Portland Tipe I,

3. Pasir yang digunakan adlh pasir silika (Silica Sand) berdiameter sekitar 100 µm (= 0.1 mm),

4. Tidak menggunakan kerikil,

5. Rencana jumlah semen yang digunakan yaitu antara 400-500 kg/m³, 6. Kandungan MVFA yaitu 0; 25%; 35% dari berat semen,

7. Jenis fiber yang digunakan adalah Sika Polypropylene (PP) dengan fraksi volume fiber

PP yaitu 0%; 0.1%; 0.2%; 0.3%,

8. Kandungan Abu Sekam Padi yg digunakan yaitu 0; 10% dari berat Semen utk setiap adukan (variasi fiber),

9. Pengujian kuat tarik dilakukan pada umur 28 hari,

10. Secara garis besar, berat jenis semua material yang digunakan tidak diukur.

1.5 Manfaat Penelitian

Pada penelitian ini, ada beberapa manfaat yang diharapkan, yaitu:

1. Dapat mewujudkan ECC yang ramah lingkungan.

2. Masyarakat dapat membuat ECC yang memanfaatkan material lokal seperti abu sekam padi dan Fly Ash.

(16)

3. Untuk menambah wawasan bagi praktisi dan ilmu pengetahuan mengenai ECC yang berbahan dasar abu sekam padi dan Fly Ash.

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun tahapan sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah : Bab I. Pendahuluan.

Merupakan bingkai studi atau rancangan yang akan dilakukan meliputi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.

Bab II. Tinjauan Pustaka

Bab ini menguraikan tentang teori yang berhubungan dengan penelitian agar dapat memberikan gambar model, metode analisis yang akan digunakan dalam menganalisa maslaah, hasil penelitian dan pemikiran peneliti sebelumnya yang ada hubungannya dengan penelitian yang akan dilakukan.

Bab III. Metode Penelitian

Bab ini menguraikan tentang urutan prosedur penelitian, bahan/materi, alat, variabel, parameter, analisis hasil dan model yang akan digunakan.

Bab IV. Hasil dan Pembahasan

Bab ini merupakan hasil penelitian, pembahasan, evaluasi terhadap masalah yang sifatnya terpadu. Penyajian hasil penelitian dapat disertai dengan table, grafik, foto atau bentuk lain.

Bab V. Kesimpulan dan Saran

Pada Bab ini berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh dari bab-bab sebelumnya.

(17)

1.7 Jadwal Penelitian

123456789101112131415161718192021222324252627282930311234567891011121314151617181920212223242526272812345678910111213141516171819202122232425262728293031123456789101112131415161718192021222324252627282930 1PENYEDIAAN MATERIAL 2PEMERIKSAAN KETERSEDIAAN ALAT 3TRIAL MIX 4PENGECORAN ECC 0% FA ; 0% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 5CURING 6PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 7PENGECORAN ECC 0% FA ; 0.1% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 8CURING 9PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 10PENGECORAN ECC 0% FA ; 0.2% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 11CURING 12PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 13PENGECORAN ECC 0% FA ; 0.3% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 14CURING 15PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 16PENGECORAN ECC 25% FA ; 0% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 17CURING 18PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 19PENGECORAN ECC 25% FA ; 0.1% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 20CURING 21PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 22PENGECORAN ECC 25% FA ; 0.2% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 23CURING 24PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 25PENGECORAN ECC 25% FA ; 0.3% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 26CURING 27PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 28PENGECORAN ECC 35% FA ; 0% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 29CURING 30PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 31PENGECORAN ECC 35% FA ; 0.1% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 32CURING 33PEBGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 34PENGECORAN ECC 35% FA ; 0.2% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 35CURING 36PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 37PENGECORAN ECC 35% FA ; 0.3% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 38CURING 39PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 40ANALISA DATA 41PENULISAN TUGAS AKHIR (BAB 4 - 5), SELESAI 42SEMINAR HASIL 43SIDANG SARJANA 44WISUDA SARJANA 45PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 46PENGECORAN ECC 40% FA ; 1% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 47CURING 48PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 49PENGECORAN ECC 40% FA ; 1.5% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 50CURING 51PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 52PENGECORAN ECC 40% FA ; 2% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 53CURING 54PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 55PENGECORAN ECC 40% FA ; 2.5% PP ; 0% ASP DAN 10% ASP 56CURING 57PENGUJIAN KUAT TARIK ECC 28 HARI 58ANALISA DATA 59PENULISAN TUGAS AKHIR (BAB 4 - 5), SELESAI 60SEMINAR HASIL 61SIDANG SARJANA 62WISUDA SARJANA 2021 FEBRUARIMARETAPRILMEINO.URAIAN KEGIATAN

(18)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 ECC

Nama Engineered Cementitious Composites (ECC) diadopsi oleh (Li, 1993), penemu pertama ECC yang menekankan dasar mikromekanik di balik desain bahan ini.

Micromechanics berfungsi sebagai alat yang ampuh untuk memandu desain bahan untuk properti komposit yang ditargetkan, dan memungkinkan hubungan yang bermakna antara rekayasa bahan dan desain kinerja struktur (Wang & Li, 2007). Pada tahun 2006, komite teknis TC RILEM HFC memutuskan untuk menekankan respon pengerasan regangan tarik yang unik dari bahan ini sebagai hukum konstitutif untuk desain teknik struktural, dan memberikan nama yang lebih deskriptif Strain Hardening Cementitious Composites untuk kelas material ini.

Seperti ditunjukkan sebelumnya, karakteristik paling penting dari ECC adalah daktilitas tarik tinggi yang diwakili oleh kurva tegangan-regangan tarik uniaksial dengan kapasitas regangan setinggi 5%. Perilaku seperti logam ini menunjukkan “titik leleh”

karakteristik pada akhir tahap elastis ketika microkrack pertama muncul pada spesimen.

Peningkatan beban selanjutnya menghasilkan respon pengerasan regangan, yaitu kenaikan deformasi tarik(regangan volumetrik dalam bentuk beberapa mikrokracking sebagai lawan dari celah retak terlokalisasi) disertai dengan kenaikan beban. Kegagalan akhir spesimen terjadi ketika salah satu dari banyak retakan membentuk bidang fraktur. Di luar beban puncak ini, ECC tidak berbeda dari FRC normal, menunjukkan respon pelunak ketegangan.

Daktilitas tarik tinggi memiliki nilai besar dalam meningkatkan keadaan batas ultimit struktural dalam hal beban struktural dan kapasitas deformasi serta penyerapan energi.

2.3 Pasir Silika

Pasir Silika adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal silika ( ) dan senyawa pengotor yang terbawa selama proses pengendapan. Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih yang merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama, seperti kuarsa dan feldspar. Hasil pelapukan kemudian tercuci dan terbawa oleh air atau angin dan diendapkan di tepi-tepi sungai, danau atau laut. (Rahman, 2006)

Pasir silika mempunyai komposisi gabungan dari SiO2, Fe2O3, Al2O3, TiO2, CaO, MgO, dan K2O, berwarna putih bening atau warna lain bergantung pada senyawa pengotornya, adapun sifat pasir kuarsa memiliki kekerasan 7 (skala Mohs), berat jenis 2,65 kg/L, titik lebur

(19)

1728°C, bentuk kristal hexagonal, panas sfesifik 0,185 J, dan kemampuan menghantarkan panas 12°C - 1000°C. Dalam kegiatan industri, penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas, baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan aditif. Sebagai bahan baku utama, misalnya digunakan dalam industri kaca, semen, tegel, mosaik keramik, bahan baku fero silikon, silikon carbide, dan bahan abrasit (ampelas dan sand blasting). Sedangkan sebagai bahan aditif digunakan dalam industri cor, industri perminyakan dan pertambangan, bata tahan api (refraktori), dan lain sebagainya (Alimin et al., 2013).

2.3 Fly Ash

Menurut Acosta (2009), fly ash merupakan limbah padat hasil dari proses pembakaran di dalam furnace pada PLTU yang kemudian terbawa keluar oleh sisa-sisa pembakaran serta di tangkap dengan mengunakan elektrostatik precipitator. Fly ash merupakan residu mineral dalam butir halus yang dihasilkan dari pembakaran batu bara yang dihaluskan pada suatu pusat pembangkit listrik. Fly ash terdiri dari bahan inorganik yang terdapat di dalam batu bara yang telah mengalami fusi selama pembakarannya. Bahan ini memadat selama berada di dalam gas-gas buangan dan dikumpulkan 8 menggunakan presipitator elektrostatik. Karena partikel-partikel ini memadat selama tersuspensi di dalam gas gas buangan, maka partikel- partikel fly ash umumnya berbentuk bulat. Partikel-partikel fly ash yang terkumpul pada presipitator elektrostatik biasanya berukuran (0.074 – 0.005 mm). Bahan ini terutama terdiri dari silikon dioksida (SiO2), aluminium oksida (Al2O3) dan besi oksida (Fe2O3). Komposisi unsur fly ash dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1: Komposisi Kimia Fly Ash (Ahmaruzzaman, 2010) No Komponen Sub Bituminous(%)

1 SiO2 40-60

2 Al2O3 20-30

3 Fe2O3 4-10

4 CaO 5-30

5 MgO 1-6

6 SO3 1-6

7 Na2O 0-2

Menurut Badan Standardisasi Nasional ( 2014 ), Fly Ash dapat diklasifikasikan menjadi 3 jenis, yaitu :

a. Kelas N

(20)

Fly Ash yang termasuk dalam kelas N berupa pozzolan alam mentah seperti beberapa tanah hasil lapukan, batu rinjang opalan dan serpih, tufa dan abu vulkanik atau batu apung yang memiliki sifat seperti lempung dan serpih.

b. Kelas F

Fly Ash yang dihasilkan dari pembakaran antrasit atau batubara bituminous, tetapi dapat juga dihasilkan dari subbituminous dan lignite. Fly Ash ini bersifat pozzolan karena kandungan CaO yang lebih rendah 10% sehingga tidak mempunyai sifat cementitious. Fly Ash tipe ini mengandung CaO lebih kecil dari 10% kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70%

dan kadar karbon (C) berkisar antara 5% - 10%.

c. Kelas C

Fly Ash kelas c umumnya dihasilkan dari pembakaran lignite atau batubara

subbituminous, dan dapat juga dihasilkan dari antrasit atau batubara bituminous. Fly Ash ini memiliki kandungan CaO yang lebih tinggi dari 10% sehingga mempunyai sifat cementitious dan juga sifat pozzolan. Oleh karena Fly Ash kelas C memiliki sifat cementitious, maka dapat bereaksi jika terkena air atau kelembaban dan mengalami hidrasi. Fly Ash tipe ini mengandung CaO di atas 10%, kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) >

50% dan kadar karbon (C) sekitar 2%. (BSN, 2004)

2.4 Abu Sekam Padi

Sekam padi adalah kulit yang membungkus butiran beras, dimana kulit padi akan terpisah dan menjadi limbah atau buangan. Jika sekam padi dibakar akan menghasilkan abu sekam padi. Secara tradisional, abu sekam padi digunakan sebagai bahan pencuci alat-alat dapur dan bahan bakar dalam pembuatan batu bata. Penggilingan padi selalu menghasilkan kulit gabah / sekam padi yang cukup banyak yang akan menjadi material sisa. Ketika bulir padi digiling, 78% dari beratnya akan menjadi beras dan akan menghasilkan 22% berat kulit sekam. Kulit sekam ini dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam proses produksi. Kulit sekam terdiri 75% bahan mudah terbakar dan 25% berat akan berubah menjadi abu. Abu ini dikenal sebagai Rice Husk Ash yang memiliki kandungan silika reaktif sekitar 85%- 90%.

Dalam setiap 1000 kg padi yang digiling akan dihasilkan 220 kg (22%) kulit sekam (Handayani et al., 2014).

Jika kulit sekam itu dibakar pada tungku pembakar, akan dihasilkan sekitar 55 kg (25%) RHA. Sekitar 20% dari berat padi adalah sekam padi, dan bervariasi dari 13 sampai 29% dari komposisi sekam adalah abu sekam yang selalu dihasilkan setiap kali sekam

(21)

dibakar. Nilai paling umum kandungan silika (SiO2) dalam abu sekam padi adalah 94 – 96%

dan apabilam nilainya 6 mendekati atau dibawah 90 % kemungkinan disebabkan oleh sampel sekam yang telah terkontaminasi oleh zat lain yang kandungan silikanya rendah. Abu sekam padi apabila dibakar secara terkontrol pada suhu tinggi sekitar (500 – 600 °C) akan menghasilkan abu silika yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai proses kimia (Sembiring &

Karo-Karo, 2007). Komposisi unsur yang terdapat pada abu sekam padi dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2: Komposisi kimia dari abu sekam padi pada perlakuan temperatur yang berbeda (Hwang, C.L. 2002)

Temp Bahan

Orginº (%)

400º (%)

600º (%)

700º (%)

1000º (%) SiO2 88.01 88.05 88.67 92.15 95.48

MgO 1.17 1.13 0.84 0.51 0.59

SO3 1.12 0.83 0.81 0.79 0.09

CaO 2.56 2.02 1.73 1.60 1.16

K2O 5.26 6.48 6.41 3.94 1.28 Na2O 0.79 0.76 1.09 0.99 0.73

TiO2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Fe2O3 0.29 0.74 0.46 0.00 0.43

2.5 Semen

Semen merupakan bahan perekat jika dicampurkan dengan air dikarenakan memiliki sifat hidrolis. Semen berfungsi untuk membuat beton, rekatan batu bata, plesteran dan sebagainya.

Menurut SK-SNI T-15-1990-03 Semen terbagi atas beberapa tipe, yaitu : a. Semen tipe I (Portland Cement)

Semen Portland tipe I merupakan jenis semen yang paling banyak dibutuhkan oleh masyarakat dan dapat digunakan untuk seluruh aplikasi yang tidak membutuhkan persyaratan khusus. Penggunaan semen portland tipe I antara lain : bangunan, perumahan, gedung-gedung bertingkat, jembatan, landasan pacu dan jalan raya.

b. Semen tipe II (Moderate sulfat resistance)

Semen Portland tipe II merupakan semen dengan panas hidrasi sedang atau dibawah semen Portland tipe I serta tahan terhadap sulfat. Semen ini cocok digunakan untuk daerah uang memiliki cuaca dengan suhu yang cukup tinggi serta

(22)

pada struktur drainase. Penggunaan semen portland tipe II antara lain : bendungan, dermaga dan landasan berat.

c. Semen tipe III (High Early Strength Portland Cement)

Semen Portland tipe III dapat memperoleh kekuatan besar dalam waktu singkat, sehingga dapat digunakan untuk perbaikan bangunan beton yang perlu segera digunakan atau yang acuannya perlu segera dilepas. Penggunaan semen portland tipe III antara lain : jalan beton, landasan lapangan udara, bangunan tingkat tinggi, bangunan dalam air yang tidak memerlukan ketahanan terhadap sulfat.

d. Semen tipe IV (Low Heat Of Hydration)

Semen Portland tipe IV merupakan tipe semen dengan panas hidrasi rendah.

Digunakan untuk keperluan konstruksi yang memerlukan jumlah dan kenaikan panas harus diminimalkan. Penggunaan semen Portland tipe IV antara lain : dam gravitasi besar.

e. Semen tipe V (Sulfat Resistance Cement)

Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan tinggi terhadap sulfat. Penggunaan semen Portland tipe V antara lain : Instalasi pengolahan limbah pabrik, konstruksi dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan dan pembangkit tenaga nuklir. (SK SNI 15-1991-03, 1991)

2.6 Viscocrete 3115-N

Sika Viscocrete 3115-N merupakan generasi terbaru superplasticizer untuk beton dan mortar. Secara khusus dikembangkan untuk produksi beton dengan kemampuan mengalir yang tinggi dengan sifat daya alir yang tahan lama. Sika viscocrete 3115-N memberikan pengurangan air dalam jumlah besar, kemudahan mengalir yang sangat baik dalam waktu bersamaan dengan kohesi yang optimal dan sifat beton yang memadat dengan sendirinya.

Sika viscocrete 3115-N digunakan untuk tipe-tipe beton sebagai berikut:

a. Beton dengan kemampuan mengalir yang tinggi

b. Beton yang memadat dengan sendirinya (Self compaction concrete / SCC) c. Beton dengan kebutuhan pengurangan air yang sangat tinggi (hingga 30 %) d. Beton mutu tinggi

e. Beton kedap air f. Beton pracetak

(23)

Kombinasi pengurangan air dalam jumlah besar, kemampuan mengalir yang tinggi dan kuat awal yang tinggi menghasilkan keuntungan-keuntungan yang jelas seperti tersebut dalam aplikasi diatas.

Keuntungan sika viscocrete 3115-N bekerja melalui penyerapan permukaan partikel- partikel semen yang menghasilkan suatu efek-efek separasi sterikal. Beton yang dihasilkan dengan sika viscocrete 3115-N memperlihatkan sifat-sifat sebagai berikut:

a. Kemampuan mengalir yang sangat baik (dihasilkan pada tingginya pengurangan penempatan dan usaha-usaha pemadatan)

b. Kemampuan Sefl compact-nya kuat

c. Pengurangan air yang sangat tinggi (ditunjukkan pada kepadatan dan kuat beton) d. Mengurangi retak dan susut

e. Meningkatkan ketahanan karbonasi pada beton f. Meningkatkan hasil akhir

Sika viscocrete 3115-N tidak mengandung klorin atau bahan-bahan lain yang dapt menyebabkan karat/ bersifat korosif pada tulangan baja. Sehingga cocok digunakan untuk beton dengan tulangan atau pra-tekan.

Sika viscocrete 3115-N memberikan beton dengan kelecekan yang panjang dan tergantung pada desain pencampuran dan kualitas material yang digunakan, partikel-partikel self-compacting dapat dipertahankan lebih dari 1 jam pada suhu 30°C

Pencampuran sika viscocrete 3115-N ditambahkan ke air yang sudah ditakar atau ditambahkan ke dalam mixer (pengaduk). Untuk memperoleh manfaat optimal dari pengurangan air dalam jumlah besar, disarankan pengadukan dalam kondisi basah minimal 60 detik. Penambahan air takaran yang tersisa (untuk memperoleh konsistensi beton yang baik) hanya dapat dimulai setelah 2/3 waktu pengadukan dalam kondisi basah, untuk menghindari jumlah air yang berlebihan dalam beton.(Mittal et al., 2013)

2.7 Serat Polypropylene

Serat Polypropylene merupakan bahan dasar yang umum digunakan dalam memproduksi bahan – bahan yang terbuat dari plastic. Pertama kali fiber digunakan dalam industry tekstil karena harganya murah dan dapat menghasilkan produk yang

(24)

berkualitas. Material ini berbentuk filament – filament yang ketika dicampurkan dalam adukan beton untaian itu akan terurai. Serat jenis ini dapat meningkatkan kuat Tarik lentur dan tekan beton (Arde, 2005), mengurangi retak retak akibat penyusutan, meningkatkan daya tahan terhadap impact dan meningkatkan daktilitas. Dina (1999) menyebutkan beberapa keuntungan penggunaan serat polypropylene dalam campuran beton, sebagai berikut:

a. Memperbaiki daya ikat matriks beton pada saat pre-hardening stage sehingga dapat mengurangi keretakan akibat penyusutan.

b. Memperbaiki ketahanan terhadap kikisan.

c. Memperbaiki ketahanan terhadap tumbukan.

d. Memperbaiki ketahanan terhadap penembusan air dan bahan kimia.

e. Memperbaiki keawetan beton. (Indexed et al., 2020)

2.8 Air

Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Nilai perbandingan antara berat air dan semen untuk suatu adukan beton dinamakan water cement ratio (w/c). Agar terjadi proses hidrasi yang sempurna dalam adukan beton, pada umumnya dipakai nilai w/c 0,40 – 0,65 tergantung mutu beton yang hendak dicapai. Untuk menambah daya workability (kemudahan pengerjaan) diperlukan nilai w/c yang lebih tinggi.

Kekuatan dan mutu beton umumnya sangat dipengaruhi oleh air yang digunakan. Jumlah air yang digunakan pada campuran beton dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu :

a. Air bebas, merupakan air yang diperlukan untuk hidrasi semen.

b. Air resapan agregat.

Berikut ini merupakan beberapa persyaratan air menurut SKSNI S-04- 1989-F adalah :

1. Bersih

2. Tidak mengandung lumpur, minyak, benda terapung lain yang bias dilihat secara visual.

3. Tidak mengandung benda tersuspensi > 2 gram/liter.

(25)

4. Tidak mengandung garam yang mudah larut dan mudah merusak beton (asam,zat organic) > 15 gram/liter.

5. Kandungan CI < 500 ppm.

6. Senyawa Sulfat < 1000 ppm sebagai SO3.

7. Bila dibandingkan dengan kekuatan tekan beton yang memakai air suling, maka penurunan kekuatan beton yang memakai air yang diperiksa tidak lebih dari 10%.

8. Semua air yang mutunya meragukan harus dianalisa secara kimia dan dievaluasi mutunya menurut pemakaiannya.

2.9 *Penelitian-penelitian sebelumnya yang terkait

Penilitian tentang Aplikasi ECC terhadap Bangunan Tahan Api di Daerah Pesisir (Darmayadi, 2015). Tujuan Penelitian ini adalah untuk membandingkan beton tahan api dengan ECC. Benda uji yang digunakan,yaitu silinder dengan diameter 15 cm, tinggi 30 cm.

Detail pencampuran ECC dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3: Mix Design Detail (Darmayadi, 2015)

Proses pembakaran benda uji sesuai dengan ASTM E 119- Peraturan 95a adalah “Metode uji standar untuk uji kebakaran konstruksi dan bangunan bahan.”

(26)

Gambar 2.1: Metode standar untuk uji kebakaran (Darmayadi, 2015)

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa pada saat 50 menit pertama saja suhu tungku pembakaran sedikit menurun, itu karena ada masalah pada pembakaran, tetapi ini tidak berlangsung lama, jika dibandingkan dengan peraturan ASTM E 119-95a, maka kenaikan suhu sesuai.

Menguji kekuatan tarik dibagi dengan uji silinder split di ASTM C496-90, hasilnya menunjukan bahwa variasi 1 (K400) lebih baik daripada variasi 2 (K350). Degradasi variasi 1 (K400) adalah 17,7% dan variasi 2 (K350) 19,8% setelah benda uji terbakar dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2: Kuat Tarik ECC (Darmayadi, 2015)

Modulus od Rupture (MOR) eksperimental dibandingkan dengan teori MOR, hasilnya menunjukkan bahwa eksperimental lebih rendah daripada teori dapat dilihat pada Gambar 2.3.

(27)

Gambar 2.3: Perbandingan antara MOR eksperimen dan teori pra-pembakaran dan pasca pembakaran (Darmayadi, 2015)

(Li et al., 1996), meneliti tentang Perilaku Tarik Komposit Berbasis Semen dengan Serat Baja Discontinuous Acak. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari efek parameter mikro pada perilaku tarik komposit. Benda uji yang digunakan merupakan kupon persegi panjang dengan ukuran 304,8 mm X 76,2 mm X 12,7 mm. Masing-masing rasio digunakan 4 spesimen komposit. Detail pencampuran dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Sedangkan untuk alat uji tarik komposit dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Tabel 2.4: Mix Design berdasarkan berat (Li et al., 1996)

(28)

Gambar 2.4: LVDT holder (Li et al., 1996)

Sifat kuat tarik pada beton normal dapat dilihat pada Gambar 2.5. Sementara untuk efek kuat tarik terhadap komposit serat baja dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.5: Sifat kuat tarik pada beton biasa (Li et al., 1996)

Gambar 2.6: efek kuat tarik terhadap komposit serat baja (Li et al., 1996)

(29)

Gambar 2.7: Hasil pengujian kuat tarik terhadap variasi volume fiber (Li et al., 1996) Hasil percobaan menunjukkan bahwa kontrol pemrosesan sangat penting untuk mencapai sifat komposit yang diinginkan. Dari data diatas menunjukkan bahwa peningkatan fraksi volume serat yang berlebihan dapat menyebabkan penurunan ikatan antarmuka dan degradasi matriks. Penambahan bahan penggabung berbasis titanium pada campuran segar dan getaran frekuensi tinggi ditemukan sebagai cara yang efektif untuk membalik ikatan.

Dari percobaan ini dapat diketahui bahwa sifat komposit dapat di pengaruhi oleh fraksi volume serat, panjang serat, frekuensi getaran selama pengecoran dan penambahan zat perangkai.

(Bang et al., 2015), meneliti tentang ECC Ecoefficient. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan rekayasa komposit semen secara ecoefficient (ECC) menggunakan bahan tambahan semen, fly ash dan blast furnace slag (SL) sebagai bahan pengikat.

Kandungan semen dari campuran ECC digantikan oleh FA dan SL dengan tingkat penggantian 25%. Selain itu, agregat halus ECC digantikan oleh abu dasar agregat dengan tingkat substitusi 10%, 20% dan 30%. Terdapat tujuh variasi campuran ECC yang digunakan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5: Mix Proportion dari ECC (Bang et al., 2015)

(30)

Benda uji yang digunakan merupakan spesimen berbentuk prismatik dog bone untuk uji tarik seperti pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8: Dog bone prismatik (Bang et al., 2015)

Dari hasil pengujian didapat kuat tarik dan kuat tekan yang besar pada ECC-FASL-BA 30% dengan tarik 4,7 MPa dan tekan 35,79 MPa pada umur 28 hari, sedangkan untuk campuran ECC-FASL meningkatkan kapasitas defleksi sebesar 7,57% dan 13,35%

dibandingkan dengan campuran ECC-FA dan ECC-SL. Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.6.

Tabel 2.6: Hasil pengujian 7 campuran ECC (Bang et al., 2015)

(31)

(Mohammed et al., 2016), meneliti tentang Retensi Geser Longitudinal dari Pelat Komposit PVA-ECC. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menginvestigasi perilaku struktural pelat komposit yang dibuat dengan ECC dan juga untuk mengevaluasi nilai koneksi geser parsial. Benda uji tarik yang digunakan seperti yang terdapat pada Gambar 2.9.

Sementara untuk alat uji kuat tarik yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 2.10.

Gambar 2.9: Benda uji tarik (Mohammed et al., 2016)

(32)

Gambar 2.10: Alat uji kuat tarik (Mohammed et al., 2016)

Uji tarik langsung telah dilakukan pada 3 benda uji setiap ECC dan beton normal seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.11 dan Gambar 2.12. Dibandingkan dengan beton normal, kekuatan tarik langsung dan regangan kapasitas spesimen ECC meningkat sebesar 103,6% dan 562,8% masing-masing. Spesimen ECC dapat mengembangkan pengerasan regangan hingga mencapai beban puncak. Kemudian pelunakan ketegangan terjadi setelah pasca beban puncak. Dan juga telah diperlihatkan bahwa spesimen ECC tidak pecah mendadak setelah kondisi puncak tetapi masih bisa melakukan deformasi hingga pecah. Hasil pengujian kuat tarik ECC dan beton normal dapat dilihat pada Tabel 2.7.

Gambar 2.11: Hasil uji tarik ECC (Mohammed et al., 2016)

(33)

Gambar 2.12: Hasil uji tarik beton normal (Mohammed et al., 2016)

Tabel 2.7: Hasil pengujian kuat tarik ECC dan beton normal (Mohammed et al., 2016)

Menurut Penelitian Experimental Research On Mechanical Properties Of Desert Sand Steel- PVA Fiber Engineered Cementitious Composites (Jialing et al., 2017). Bahan ECC yang digunakan fly ash (15%; 30%; 45%; 60%), pasir gurun, serat PVA (0%; 0,4%;0,8%;1,2%), steel fiber (0%; 0,4%; 0,8%; 1,2%). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh dari subsitusi fly ash, pasir gurun, serat PVA, steel fiber terhadap ECC

Tabel 2.8: Mix proportion ECC (Jialing, dkk. 2017)

(34)

Dari hasil pengujian didapatkan kuat Tarik belah paling tinggi terdapat pada specimen ke 5 pada 7 hari dan 28 hari sebesar 32,14 Mpa dan 37,67 Mpa dengan fly ash sebesar 15%, pasir gurun sebesar 30%, serat PVA sebesar 0,8% dan steel fiber sebesar 1,2%. Hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 2.18.

Tabel 2.9: Hasil pengujian ECC (Jialing, dkk. 2017)

Menurut penelitian Mechanical Properties of Hybrid Ultra-High Performance Engineered Cementitious Composites Incorporating Steel and Polyethylene Fibers (Zhou et al., 2018).

Bahan yang digunakan adalah semen Portland 52.2R dari China Resources Cement Holdings Limited, Foshan, China. Sebagai tambahan digunakan polycarboxylate-based high-range water-reducing admixture dari Sika Co. Ltd yang digunakan pada HUHP-ECC untuk mengendalikan fluiditas dari campuran air yang sangat rendah/rasio pengikat. Pasir silika dengan ukuran diameter maksimum 300 µm dan ukuran minimum 100 µm yang

(35)

dikategorikan sebagai agregat halus. Detail campuran HUHP-ECC yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 2.8. Sedangkan untuk benda uji kuat tarik digunakan spesimen berbentuk dog bone yang dapat dilihat pada Gambar 2.13. Sedangkan alat uji tarik yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 2.14.

Tabel 2.10: Mix design proportion (Zhou et al., 2018)

Gambar 2.13: Dog bone specimen (Zhou et al., 2018)

(36)

Gambar 2.14: Alat uji kuat tarik (Zhou et al., 2018)

Gambar 2.15 kurva regangan-tegangan tarik HUHP-ECCs. (a) HUHP-ECC-2.0-0; (b) HUHP- ECC-1.5-0.5; (c) HUHP-ECC-1.0-1.0; (d) HUHP-ECC-0.5-1.5; (e) HUHP-ECC-0-2.0; (f)

kapasitas regangan-tegangan fraksi volume PE dan ST yang berbeda (Zhou et al., 2018) Hasil percobaan yang didapat terhadap HUHP-ECCs dapat dilihat pada Gambar 2.15.

Sifat tarik, kekuatan dan daktilitas pada HUHP-ECC ditunjukkan dengan strain-hardening phennomenon meningkat dengan jumlah serat PE. Kapasitas regangan tarik HUHP-ECC- 0.51.5 dengan fiber PE 0,5% mencapai 1,5%, yang jauh lebih tinggi daripada nilai UHPC.

Kapasitas regangan mencapai 9,1% dan 8,1% untuk HUHP-ECC-2.0-0 dan HUHP.

(37)

Ramya, dkk. (2015) meneliti tentang Experimental Investigation Fiber in Engineered Cementitious Composites yang bertujuan untuk mempelajari efek serat Polypropylene pada sifat mekanik ECC yang mengandung silica fume. Variasi serat Polypropylene yang digunakan adalah 0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, dan 0,5% dan mix proportion campuran dapat dilihat pada Tabel 2.16, dan dibuat di cetakan berukuran 75 x 75 x 75 mm dan diuji tekan dalam 28 hari.

Tabel 2.16. Mix Proportion ECC (Ramya, dkk. 2015)

Has

il pengujian yang ditunjukkan pada gambar 2.21, menyatakan bahwa ECC yang menggunakan 3% silica fume dan 0,2% fiber polypropylene mendapatkan kuat tekan paling tinggi diumur 7 hari.

Gam bar 2.21:

Hasil Peng ujian ECC (Ram ya,

dkk. 2015)

(38)

BAB 3 Metode Penelitian 2.3 Metode Penelitian

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode kajian eksperimental. Untuk mencapai tujuan penelitian, maka dibuat alur penelitian dalam bentuk diagram atau flow chart seperti pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1: Flow chart penelitian PERSIAPAN

 Mix design

 Penyediaan material yang akan digunakan

 Pemeriksaan ketersediaan alat-alat yang digunakan

Trial Mix dan Flowability Test

Curing/Perawatan Pembuatan benda uji

Uji Kuat Tarik: dilakukan pada umur 28 hari

Analisis Data

Kesimpulan SELESAI

MULAI

Dog bone prismatik

(39)

3.2 Tahapan – Tahapan Penelitian 3.2.1 Persiapan

 Mix Design

Mix Design dilakukan agar perbandingan material penyusun ECC mencapai kualitas yang diharapkan, dengan cara merancang dan memilih bahan yang sesuai serta menentukan proporsi relatif dari material-material yang akan digunakan dalam campuran ECC. Contoh mix design dari ECC dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1: Contoh mix proportion ECC

 Penyediaan material yang akan digunakan

Adapun material-material yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah antara lain:

1. Fly Ash (FA)

Fly ash yang digunakan dalam campuran ECC didapat dari PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) Pangkalan Susu, Sumatera Utara. Contoh fly ash dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2: Fly Ash

No. Mix Design Faktor Berat/Vol

(kg/m³)

1 Semen (C) 1.00 490.00

2 Fly Ash: 25%*C 0.25 122.50

3 Abu Sekam Padi: 10%*C 0.10 49.00

4 Pasir Silika 1.00 490.00

5 Air: fas (=W/C=0.35) 0.35 350.00

6 Superplasticizer: 2.075%*(C+FA) 2.075% 0.02075

Berat volume ECC 1501.52

(40)

2. Abu sekam padi

Abu sekam padi yang digunakan merupakan hasil pembakaran dari sekam padi yang diperoleh dari lahan pertanian di sekitar Deli Serdang, Sumatera Utara. Contoh abu sekam padi dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3: Abu sekam padi

3. Superplasticizer (SP)

Superplasticizer yang pakai adalah ViscoCrete-8670 MN yang diperoleh dari PT.

SIKA. Superplasticizer digunakan untuk mereduksi penggunaan air, serta untuk menghasilkan ECC dengan workability yang cukup dan baik. Superplasticizer dapat dilihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4: Superplasticizer

(41)

4. Semen

Semen yang digunakan adalah semen Portland Tipe 1 yang merupakan produk dari PT. Semen Padang. Contoh tepung semen Portland Tipe 1 dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5: Semen

5. Jenis fiber : Sika Polypropylene (PP)

Jenis fiber yang digunakan adalah fiber dengan jenis Polypropylene (PP).

Gambar 3.6: Sika Polypropylene

6. Pasir Silika

Pasir Silika yang digunakan rencananya berdiameter sekitar 100 µm (0,1 mm).

Contoh pasir silika dapat ditunjukkan oleh Gambar 3.7.

(42)

Gambar 3.7: Pasir Silika

7. Air

Air yang digunakan berasal dari Laboratorium Bahan dan Rekayasa Beton Teknik Sipil Univesitas Sumatera Utara. Secara visual, air harus jernih dan tidak mengandung kotoran- kotoran, serta masuk syarat untuk air minum.

 Pemeriksaan ketersediaan peralatan yang akan digunakan seperti : 1. Mixer Bor pengaduk campuran ECC

Mixer Bor digunakan sebagai pengaduk material-material campuran yang digunakan. Mixer Bor dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8: Mixer Bor

(43)

2. Kerucut Abrams

Alat ini (seperti yang terlihat pada Gambar 3.9) digunakan untuk keperluan uji flowability campuran ECC.

Gambar 3.9: Kerucut Abrams

3. Alat uji flowability

Pengujian ini dilakukan untuk menentukan flowability (kemampuan alir dan stabilitas SCC (self Compacting Concrete) dari ECC. Alat yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10: Meja datar untuk uji flowability ECC

(44)

4. Cetakan dog bone prismatik, kuas, oli, dsb

Cetakan Kuat tarik yang digunakan berukuran sebagai berikut:

Gambar 3.11: Cetakan dog bone prismatik

5. Timbangan

Timbangan yang dipakai berupa timbangan digital yang dapat menimbang sampai 3 angka dibelakang decimal yang dapat dilihat pada Gambar 3.12

Gambar 3.12 Timbangan Digital

(45)

6. Alat untuk uji tarik benda uji

Alat yang digunakan untuk pengujian kuat tarik ECC dapat diilustrasikan seperti yang terlihat pada Gambar 3.13.

Gambar 3.13: Alat uji kuat tarik ECC