TUGAS AKHIR
“PERBANDING KUAT TEKAN BETON SERAT BAMBU DAN SERAT BENDRAT PADA MEDIA PERENDAMAN AIR LAUT DAN AIR TAWAR”
Disusun oleh:
SYAHRUL RAMADOAN 45 13 041 024
JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BOSOWA MAKASSAR 2021
F A K U L T A S T E K N I K JalanUripSumihardjo Km. 4 Gd. 2 Lt.7
Makassar – Sulawesi Selatan 90231 Telp. 0411 452901- 452789 ext. 116 Fax. 0411 424568 http://www.universitasbosowa.ac.id D E P A R T E M E N T E K N I K S I P I L
P R O G R A M S T U D I T E K N I K S I P I L
SURAT PERNYATAAN
KEASLIAN DAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR
Yang Bertandatangan Dibawah Ini.
Nama : SYAHRUL RAMADOAN
Nomor Stambuk : 45 13 041 024 Program Studi : Teknik Sipil
Judul Tuga sAkhir : PERBANDINGAN KUAT TEKAN BETON SERAT BAMBU DAN SERAT BENDRAT PADA MEDIA PERENDAMAN AIR LAUT DAN TAWAR
1. Tugas akhir yang saya tulis ini merupakan hasil karya saya sendiri dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain, kecuali secara tertulis dia acu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.
2. Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya tidak kebaratan apabila JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BOSOWA menyimpan, mengalih, mediakan, mengalih formatkan, mengelolah dalam dalam bentuk data base, mendistribusikan dan menampilkannya untuk kepentingan akademik.
3. Bersedia dan menjamin untuk menanggung secara pribadi tanpa melibatkan pihak JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BOSOWA Dari semua bentuk tuntutan hukum yang timbul atas hak cipta dalam tugas akhir ini.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya untuk dapat digunakan sebagaimana mestinya.
v
P R A K A T A
Puji dan syukur dipersembahkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan berkah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “PERBANDINGAN KUAT TEKAN BETON SERAT BAMBU DAN SERAT BENDRAT PADA MEDIA PERENDAMAN AIR LAUT DAN AIR TAWAR” yang merupakan salah satu syarat diajukan untuk menyelesaikan studi S1 pada Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Bosowa.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa di dalam tugas akhir ini banyak kendala yang dihadapi serta memerlukan proses yang tidak singkat. Perjalanan yang dilalui penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak lepas dari tangan-tangan berbagai pihak yang senantiasa memberikan bantuan, baik berupa materi maupun dorongan moril.Oleh karena itu, dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, ucapan terimakasih. Penghormatan serta pengahrgaan yang setinggi-tingginya penulis ucapkan kepada semua pihak yang telah membantu, yaitu kepada:
1. Kedua orang tua tercinta, yaitu Ayahanda Ahmad dan ibunda Asmah atas segala kasih sayang, cinta dan segala dukungan yang selama ini diberikan, baik spiritual maupun materil.
2. Kepada adik –adikku Arif Rahmayudin, I’in Soabiatun dan sikemabar Saidatun Nafisa dan Izzatun Nafsi serta seluruh keluarga besar atas segala semangat dan dorongan motivasi yang selalu diberikan.
v
3. Bapak Rektor Universitas Bosowa Prof. Dr. Ir. M.Saleh Pallu, M.Eng.
beserta para dosen dan seluruh karyawan / staf pegawai atas bantuan yang diberikan selama penulis mengikuti studi
4. Bapak Dr. Ridwan, ST, M.Si selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Bosowa
5. Ibu Nur hadijah Yunianti, ST, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Jurusan Sipil, Fakultas Teknik Universitas Bosowa
6. Bapak Ir. Arman Setiawan, ST. MT selaku dosen pembimbing I, atas segala keikhlasannya untuk selalu memberi motivasi dan pengarahan mulai dari awal penelitian hingga selesainya penulisan tugas akhir ini.
yang telah banyak memberikan bimbingan, Nasehat dan arahan kepada penulis.
7. Ibu Dr. Ir. Hj. Hijriah, ST. MT selaku dosen pembimbing II, yang telah banyak memberikan bimbingan, Nasehat dan arahan kepada penulis.
8. Seluruh dosen, asisten lab dan asisten tugas besar serta staf Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Bosowa atas segala arahan dan bantuannya.
9. Mardiana, Rusdi, Moh Sadik Wajo, Alvin Monarci, Muyassar latif, Basri, Haidir Hasan , Anton, Jumardin Agus Merdeka Putra, Nasrun Sibela, Ahmad Tahir Letsoin, La Ode Muh. Faisal Arsad, Panji Kamajaya Asrul, Rahmat Nur, serta seluruh saudara-saudari ku angkatan 2013 yang senantiasa memberikan dukungan dan semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
v
Penulis menyadari bahwa setiap karya buatan manusia tidak pernah luput dari kesalahan dan kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan kepada pembaca kiranya dapat memberi sumbangan pemikiran demi kesempurnaan dan pembaharuan tugas akhir ini.
Akhir nya semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan karunia- Nya kepada kita dan semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat, khususnya dalam bidang keteknik sipilan.
Makassar, Maret 2021
Penulis
SYAHRUL RAMADOAN
iv
“PERBANDINGAN KUAT TEKAN BETON SERAT BAMBU DAN SERAT BENDRAT PADA MEDIA PERENDAMAN AIR LAUT DAN AIR TAWAR”
Syahrul Ramadoan1),Arman Setiawan2),Hijriah3)
ABSTRAK
Berdasarakan perkembangan teknologi, telah dilakukan penelitian untuk memperbaiki sifat beton dan kinerja beton dengan biaya yang murah tanpa mengurangi mutunya dengan cara memanfaatan limbah buangan seperti serat ijuk, sabut kelapa, serat nilon, abu sekam padi, ampas tebu, sisa kayu, limbah gergajian, abu cangkang sawit, cangkang kemiri, kulit kerang dan lain-lain.
Penelitian ini dilakukan untuk pemanfaatan serat bambu dan serat bendrat sebagai pengganti dari pasir pada pembuatan beton, karena pada umumnya pasir terdiri dari mineral silikat atau fragmen batuan silikat, karena sejauh ini mineral yang paling umum ditemukan sebagai penyusun pasir adalah mineral kuarsa. Dalam penelitian ini terdapat dua jenis bahan tambah, yaitu penambahan serat bambu dan serat bendrat pada masing- masing sampel variasi 2%, 4%, dan 6% dari berat pasir, dengan media perendaman air laut dan air tawar. Jenis beton ini merupakan salah satu solusi dalam perbaikan mutu beton American Concrete Institute (ACI 544.1R96). Hasil penelitian menunjukkan Nilai kuat tekan beton maksimum menggunakan serat bambu sebagai pengganti pasir pada presentase penambahan 2% terhadap kuat tekan beton yang direndam dalam media air tawar selama 28 hari diperoleh sebesar 22.63 Mpa.
Kata kunci : beton, pasir, serat bambu, serat bendrat dan kuat tekan.
iv
"STRONG COMPARISON OF BAMBOO FIBER CONCRETE PRESS AND BENDRAT FIBER ON SEA WATER AND FRESH WATER
SOAKING MEDIUM"
Syahrul Ramadoan1),Arman Setiawan2),Hijriah3)
ABSTRACT
Based on the development of technology, research has been conducted to improve the nature of concrete and concrete performance at a low cost without reducing its quality by utilizing waste waste such as palm fiber, coconut fiber, nylon fiber, rice husk ash, cane pulp, wood waste, sawn waste, palm shell ash, hazelnut shells, shells and others.
This research was conducted for the utilization of bamboo fibers and bendrat fibers in lieu of sand in concrete making, because in general sand consists of silicate minerals or silicate rock fragments, because by far the most common mineral found as a constituent of sand is quartz
minerals. In this study there are two types of added materials, namely the addition of bamboo fibers and bendrat fibers in each sample variation of 2%, 4%, and 6% of the weight of sand, with the medium of immersion of sea water and fresh water. This type of concrete is one of the solutions in improving the quality of concrete American Concrete Institute (ACI
544.1R96). The results showed the strong value of maximum concrete press using bamboo fibers as a substitute for sand at the percentage of addition of 2% to the strong press of concrete soaked in freshwater media for 28 days obtained by 22.63 Mpa.
Keywords: concrete, sand, bamboo fiber, bendrat fiber and strong press
vi DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul ... i
Lembar Pengajuan ... ii
Lembar Pengesahan ... iii
Abstrak ... iv
Prakata... v
Daftar Isi... vi
Daftar Notasi ... vii
Daftar Tabel ... viii
Daftar Grafik ... ix
Daftar Lampiran ... x
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ... I-1 1.2. Rumusan Masalah ... I-2 1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... I-3 1.3.1 Tujuan ... I-3 1.3.2 Manfaat Penelitian ... I-3 1.4. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ... I-4 1.4.1 Ruang Lingkup ... I-4 1.4.2 Batasan masalah ... I-4 1.5. Sistematika Penulisan ... I-6
vi BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Umum ... .. II-1 2.2. Beton Serat ... .. II-2 2.3. Bahan penyusun Beton ... .. II-6 2.3.1 Semen Portland ... ... II-6 2.3.2 Agregat ... ... II-8 2.3.3 Air ... II-11 2.4. Bahan Tambah Dan Perendaman ... II-12 2.4.1 Serat Bendrat ... II-12 2.4.2 Serat Bambu ... II-14 2.4.3 Air Laut Dan Air Tawar ... II-16 2.5 Pengujian Kuat Tekan Beton ... II-17
2.6 Uji Slump ………..………. II-19
2.7 Beton Mutu Tinggi ………..……... II-20 2.8 Penelitian Terdahulu ………..…………... II-21
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Flowchart ... III-1 3.2. Metode Pengujian ... III-2 3.2.1 Pengujian Karakteristik Agregat... III-2 3.3. Penentuan Mix Design Beton Normal f’c 20 Mpa ... III-3 3.4. Variabel penelitian ... III-5 3.5. Notasi Sampel dan Penulisan Sampel ... III-5
vi
3.6. Alat dan Bahan Penelitian ... III-6 3.6.1 Peralatan ... III-6 3.6.2 Bahan ... III-7 3.7. Lokasi dan Waktu Penelitian ... III-7 3.8. Prosedur Penelitian ... III-7 3.8.1 Tahap Persiapan ... III-8 3.9. Tahap pengujian karakteristik agregat ... III-8 3.10. Tahap perancangan campuran beton ... III-8 3.10.1 Tahap pencampuran khusus untuk beton variasi... III-9 3.11. Tahap pembuatan benda uji ... III-9 3.12. Tahap perawatan benda uji ... …... III-9 3.13. Tahap Pengujian Kuat tekan Beton ... III-10 BAB IV Hasil Dan Pembahasan
4.1. Karakteristik Material ... IV-1 4.2. Komposisi Mix Design Beton Normal dan Hasil …………... IV-4 4.2.1 Komposisi dan Hasil Pengujian Beton Variasi ... IV-5 4.2.2 Pengujian Slump Test ………. IV-8 4.2.3 Pengujian Kuat Tekan………...……….. IV-8 4.3. Pengujian Kuat Tekan Beton Variasi... . IV-12 4.4. Pembahasan ………... .. IV-14 4.4.1 Pengaruh Serat Bambu Terhadap Kuat Tekan Beton ... IV-14 4.4.2 Pengaruh Serat Bendrat Terhadap Kuat Tekan Beton .. IV-15 4.4.3 Berat Isi Beton ... IV-16
vi
4.4.4 Pengaruh Perendaman Air Tawar dan Air
Laut………... ... IV-17 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan... V-1 5.2. Saran ... V-2 Daftar Pustaka ... xvi Lampiran
1. Data Hasil Pengujian Laboratorium 2. Foto Dokumentasi
viii
DAFTAR NOTASI A Luas Penampang Tertekan ACI American Concrete Institute BI Berat Isi
BJ Berat Jenis
B0, B1 Mutu Beton Ringan
BP Batu Pecah
BN Beton Normal
CTM Compression Testing Machine
Fas Faktor Air Semen Bebas
F’ci Kuat Tekan Masing-Masing Benda Uji f’ck Kuat Tekan Karakteristik Beton
f’cm Beban Tekan Maksimum f’cr Kuat Tekan Rata-Rata Beton
Fc Nilai Hasil Uji MPa Mega Pascal
N Nilai Jumlah Pengujian PCC Portland Composit Cement
viii
Pmaks Beban Tekan Maksimum
SNI Standar Nasional Indonesia SHK Serbuk Halus Kaca
S Standar Deviasi
Sr Deviasi Standar
SSD Saturated Surface Dry
SB Serat Bambu
SN Serat Bendrat
V Volume
w Kadar Air
Wf Kadar Air Bebas
WI Kadar Lumpur
viii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1 Jenis Pengujian………... III-3 Tabel 3.2 Komposisi Variasi Air Tawar……… III-5 Tabel 3.3 Komposisi Variasi Air Laut……….. III-6 Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Agregat Halus (Pasir)... IV-1 Tabel 4.2 Hasil Pemeriksaan Agregat Kasar (BP 1-2)……… IV-2 Tabel 4.3 Data Hasil Perhitungan Mix Design Beton Normal 20
Mpa………. IV-4 Tabel 4.4 Komposisi Campuran Beton Normal 1 Sampel……….... IV-5 Tabel 4.5 Komposisi Campuran Beton Variasi Serat Bambu
Untuk 1 Sampel Perendaman Air Laut dan Air Tawar ... IV-6 Tabel 4.6 Komposisi Campuran Beton Variasi Serat Bendrat
Untuk 1 Sampel Perendaman Air Laut dan Air Tawar ... IV-6 Tabel 4.7 Komposisi Campuran Beton Variasi Serat Bambu
Untuk 3 Sampel Perendaman Air Laut dan Air Tawar ... IV-7 Tabel 4.8 Komposisi Campuran Beton Variasi Serat Bambu
Untuk 3 Sampel Perendaman Air Laut dan Air Tawar ... IV-7 Tabel 4.9 Notasi Sampel ... IV-8 Tabel 4.10 Kuat Tekan Beton Normal ... IV-9 Tabel 4.11 Kuat Tekan Beton Variasi Air Tawar ... IV-12
viii
Tabel 4.12 Kuat Tekan Beton Variasi Air Laut ……….. . IV-13 Tabel 4.13 Nilai Persentase Kuat Tekan Beton Variasi Air Tawar.... IV-17 Tabel 4.14 Nilai Persentase Kuat Tekan Beton Variasi Air Laut.... .. IV-18
ix
DAFTAR GRAFIK
Halaman
Grafik 4.1 Analisa Saringan Agregat Halus (Pasir) ... IV-2 Grafik 4.2 Analisa Saringan Agregat Kasar (Batu Pecah 1-2) ... IV-3 Grafik 4.3 Analisa Saringan Gradasi GabunganAgregat
Halus (Pasir) Dan Agregat Kasar (Batu Pecah 1-2) ... IV-3 Grafik 4.4 Kuat Tekan Beton Normal ... IV-10 Grafik 4.5 Pengaruh Serat Bambu Terhadap Kuat Tekan Beton
Dengan Media Perendaman Air Tawar dan Air Laut... IV-14 Grafik 4.6 Pengaruh Serat Bendrat Terhadap Kuat Tekan Beton
Dengan Media Perendaman Air Tawar dan air Laut ... IV-15 Grafik 4.7 Nilai Rata-Rata Berat Isi Beton Variasi... IV-16
Grafik. 4.8 Nilai Kuat Tekan Rata-rata Beton Variasi
Perendaman Air Laut dan Air Tawar... IV-18
x
DAFTAR LAMPIRAN
A. PENGUJIAN KERAKTERISTIK AGREGAT A.1 Analisa Saringan Agregat Kasar 1-2 A.2 Analisa Saringan Agregat Halus
A.3 Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar 1-2 A.4 Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus A.5 Berat Isi / Berat Volume Agregat Kasar 1-2 A.6 Berat Isi / Berat Volume Agregat Halus A.7 Kadar Air Agregat Kasar
A.8 Kadar Air Agregat Halus A.9 Pemerikasaan Kadar Lumpur
B. PERHITUNGAN COMBINED GRADING (GRADASI GABUNGAN) C. PERHITUNGAN MIX DESIGN
C.1 Mix Design Beton Normal 20 MPa C.2 Mix Design Beton Variasi
D. HASIL PENGUJIAN SLUMP E. PENGUJIAN KUAT TEKAN
E.1 Kuat Tekan Beton Normal E.2 Kuat Tekan Beton Variasi F. DOKUMENTASI
I -1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam suatu perencanaan konstruksi bangunan, beton merupakan bagian yang terpenting. Berdasarkan hal ini maka analisa dan penelitian terhadap materi dan proses terbentuknya beton sangat diperlukan.
Beton adalah campuran yang terdiri dari agregat halus, agregat kasar, air dan semen Portland atau dengan semen hidrolis lainnya dengan atau tanpa bahan tambahan, Berdasarakan perkembangan teknologi, telah dilakukan penelitian untuk memperbaiki sifat beton dan kinerja beton dengan biaya yang murah tanpa mengurangi mutunya dengan cara memanfaatan limbah buangan seperti serat ijuk, sabut kelapa, serat nilon, abu sekam padi, ampas tebu, sisa kayu, limbah gergajian, abu cangkang sawit, abu terbang (fly ash), mikrosilika (silica fume), cangkang kemiri, kulit kerang dan lain-lain. Sedangkan yang digunakan untuk penelitian ini ialah bahan dari serat bambu dan sebagai perbandingannya adalah serat bendrat.
Dalam penelitian ini peneliti ingin mencoba serat bambu dan serat bendrat sebagai bahan pengganti dari pasir pada pembuatan beton, karena pada umumnya pasir terdiri dari mineral silikat atau fragmen batuan silikat. Sejauh ini mineral yang paling umum ditemukan sebagai penyusun pasir adalah mineral kuarsa. Namun pasir adalah material
I -2
campuran yang terjadi secara alami, yang berarti bahwa pasir tidak hanya mengandung satu komponen tunggal. Pasir yang telah terkonsolidasi adalah jenis batuan yang dikenal sebagai batupasir.
Beton serat (fiber concrete) merupakan salah satu pengembangan teknologi beton dengan menambahkan serat pada campuran beton. Jenis beton ini merupakan salah satu solusi dalam perbaikan mutu beton (ACI 544.1R96). Penggunaan serat pada beton dapat meningkatkan periaku keruntuhan beton, serat yang biasa digunakan diantaranya adalah serat yang terbuat dari besi dan serat yang terbuat dari bahan fiber plastik (FBR).
Tujuan dari penelitian penggunaan serat bambu dan serat bendrat pada beton adalah untuk menganalisa kuat tekan dari masing masing serat tersebut. Dari latar belakang tersebut maka dilakukan suatu penelitian dengan mengangkat judul “Perbandingan kuat tekan beton serat bambu dan serat bendrat pada media perendaman air laut dan air tawar”
1.2 Rumusan masalah
Berdasarkan uraian yang telah dipaparkan maka dapat dirumuskan masalah yang akan diteliti yaitu:
1. Bagaimana memperoleh kuat tekan beton f’c 20 Mpa.
2. Bagaimana pengaruh kuat tekan beton serat bambu dan serat bendrat dengan media perendaman air tawar dan laut.
I -3
3. Bagaimana komposisi optimum pada serat bambu dan serat bendrat terhadap kuat tekan beton
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian 1.3.1 Tujuan
1 Memperoleh kompisisi material yang memberi kuat tekan f’c 20 Mpa.
2 Mengetahui perbedaan kuat beton yang di pengaruhi oleh serat bambu dan serat bendrat dengan berbagai model variasi presentase campuran
3 Memperoleh kuat tekan beton yang mengandung serat bambu dan serat bendrat yang direndam dalam media air tawar dan air laut selama 28 hari.
1.3.2 Manfaat penelitian
Manfaat dari penelitian ini dapat menambah pengetahuan dan wawasan mengenai teknologi beton dan memperoleh pengalaman dalam pembuatan beton dengan campuran dari serat bambu dan serat bendrat sebagai pembandingnya dengan media perendaman air tawar dan air laut.
Ikut berkontribusi bagi dunia pendidikan khususnya Jurusan Teknik sipil, tugas akhir ini dapat menambah referensi dan pengetahuan tentang perkembangan teknologi beton terutama beton mutu tinggi.
I -4
1.4 Ruang lingkup dan batasan masalah 1.4.1 Ruang Lingkup
Untuk mencapai tujuan, terhadap pokok pembahasan penelitian yang menjadi batasan dalam penelitian ini, antara lain ;
Melakukan penelitian di laboratorium untuk mengetahui pengaruh hasil perbandingan pengunaan serat bambu dan serat bendrat terhadap kuat tekan beton.
1. Membuat pengujian karakteristik material pembentukan beton 2. Membuat mix design beton normal
3. membentuk benda uji dengan menambahkan serat bambu dan serat bendrat
4. Melakukan pengujian beton variasi
1.4.2 Batasan Masalah
Agar tidak terjadi perluasan masalah pada penelitian ini maka diberikan suatu batasan permasalahan yang akan di tinjau, sehingga bisa diperoleh sebuah penelitian yang sistematis. Adapun batasan permasalahan tersebut sebagai berikut :
1. Material yang digunakan :
a) Penggunaan serat bambu dan serat bendrat dengan ukuran 3 mm sebagai penggati pasir
I -5
b) Penggunaan media air tawar dan laut yg digunakan untuk merendam benda uji.
2. Tidak melakukan pengujian karesteristik terhadap serat bambu dan serat bendrat
I -6 1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir “PERBANDINGAN KUAT TEKAN BETON SERAT BAMBU DAN SERAT BENDRAT PADA MEDIA PERENDAMAN AIR LAUT DAN AIR TAWAR” di susun sebagai berikut : BAB 1 PENDAHULUAN
Berisi latar belakang, rumusan masalah tujuan penelitian, pembatasan masalah, manfaat penelitian, sistematika penulisan.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Membahas landasan teori dan dasar-dasar dari pelaksanaan penelitian.
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
Berisi tentang alur penelitian dan metode pengujian.
BAB 4 HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Membahas tentang hasil dan analisa pengujian slump dan kuat tekan beton
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Memuat kesimpulan dan saran dari hasil penelitian.
I I - 1 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum
Beton adalah campuran antara portland semen atau semen hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar dengan atau tanpa bahan tambahan membentuk massa padat (SK SNI-T-15-1991-03 1991: 2).
Menurut Samekto dan Rahmadiyanto (2001: 35) beton adalah campuran dari agregat halus dan agregat kasar (pasir, kerikil, batu pecah dan jenis agregat lain) dengan semen, yang dipersatukan oleh air dalam perbandingan tertentu. Pengerasan beton terjadi oleh reaksi kimia antara air dan semen, dan akibatnya campuran itu selalu bertambah keras setara dengan umurnya.
Agregat mempunyai peran sebagai penguat, semen (matriks) mempunyai kekuatan dan rigiditas yang lebih rendah berperan sebagai pengikat dan air (mixer) sebagai media pencampur untuk menghomogenkan komposisi penyusun dan kontak luas permukaan.
Beton digunakan sebagai material struktur karena memiliki beberapa keuntungan, antara lain mudah untuk dicetak, tahan api, kuat terhadap tekan, dan dapat dicor di tempat. Disamping keuntungan, beton juga memiliki kelemahan, yaitu beton merupakan bahan yang getas dan mempunyai tegangan tarik yang rendah.
I I - 2
Beton tergolong suatu komposit dengan matriks adalah perekat (semen) dan pengisinya (filler) adalah agregat halus (batu kecil atau pasir) dan agregat kasar. Pada beton proses penguatan ikatan antara agregat dari proses hidratasi semen, dalam proses reaksi tersebut akan terbentuk Calcium Silikat (CS fasa), Calsium aluminat (CA fasa) dan Calcium Alumina Silikat (CAS fasa). Proses penguatan atau pengerasan pada beton sangat tergantung pada perbandingan (ratio berat) air: strapping band, normalnya bervariasi dari 0,8 – 1,2. Beton dikualifikasikan menjadi dua golongan yaitu beton normal dan beton ringan. Beton normal tergolong beton yang memiliki densitas sekitar 2200 – 2400 kg/m3 dan kekuatannya tergantung komposisi campuran beton (mix design).
Sedangkan untuk beton ringan adalah suatu beton yang memiliki densitas
< 1800 kg/m3, begitu juga kekuatannya biasanya disesuaikan pada penggunaan dan pencampuran bahan bakunya (mix design). Jenis dari Beton ringan ada dua golongan yaitu : Beton ringan berpori (aerated concrete) dan Beton ringan non aerated.
2.2 Beton Serat
Beton serat (fiber concret) adalah beton yang terbuat dari campuran semen hidrolis, agregat halus, agregat kasar, air, dan fiber dengan proporsi tertentu. Ide ini pada dasarnya adalah memberikan tambahan adukan beton dengan bahan serat yang disebarkan secara merata (uniform) dengan orientasi random.
I I - 3
Beberapa macam fiber yang umum dipakai adalah baja (steel), kaca (glass), plastic (polypropylene) dan karbon (carbon) (Soroushian &
Bayasi, 1987). Menurut Sudarmoko (dalam Tjokrodimuljo 1996: 123) jika serat yang dipakai memiliki modulus elastisitas lebih tinggi daripada beton, misalnya kawat baja, maka beton serat akan mempunyai kuat tekan. Kuat tarik, maupun modulus elastisitas yang lebih sedikit tinggi dari beton biasa. Hasil penelitian yang menggunakan kawat bendrat dengan panjang 60 mm, 80 mm, dan 100 mm, menunjukan bahwa tambahan 1% dari volume beton mampu menaikan kuat tekan beton sekitar 25%, kuat tarik sekitar 74% dan modulus elastisitas sekitar 10%.
Dari hasil penelitian yang telah dilaksanakan, penambahan serat ke dalam adukan beton dapat memberikan keuntungan berupa perbaikan beberapa sifat beton (Suhendro 2000: 7), yaitu:
1) Daktilitas (ductility), yang berhubungan dengan kemampuan bahan untuk menyerap energy (energy absorption).
2) Ketahan terhadap beban kejut (impact resistence) 3) Kemampuan untuk menahan tarik dan momen lentur.
4) Ketahan terhadap kelelahan (fatique life).
5) Ketahan terhadap pengaruh kuat susutan (shirenkage).
6) Ketahan terhadap ausan (abrasion), fragmentesi (fragmentation), dan spalling.
I I - 4
Mengingat kecilnya nilai kuat tarik beton jika dibandingkan dengan kuat tekannya yaitu 0,57√fc’, maka diambil solusi untuk menambahakan fiber atau serat kedalam adukan beton.
Hasil penelitian Suhendro ( 1990 : 9) menyimpulkan bahwa beton fiber mampu mempertahankan kemampuan tarik maksimun, meskipun renggangan yang terjadi sudah cukup besar (bahkan terjadi retakan). Hal ini terbukti melalui pengujian spilit silinder pada umur 28 hari memberikan hasil berupa kuat tarik beton fiber. Beton biasa (BB) memiliki kuat tarik sebesar 2,8 MPa, sedangkan beton fiber baja (BFS-0,5) dan beton fiber kawat (BFK-0,5), berturut-turut mempunyai kuat tarik sebesar 3,77 MPa;
dan 3,5 MPa. Disamping itu yang lebih penting adalah mekanisme keruntuhan pada pengujian tarik tersebut berubah drastic dari bersifat getas (brittle) untuk BB menjadi bersifat sangat liat (ductile) untuk BFS dan BFB dan BFK. Fenomena ini mendasari keberanian diajukannya konsep bahwa kuat tarik beton fiber layak di perhitungkan dalam analisis, dan asumsi ini membuat semua formula analisis tampang pada beton konvensional perlu di modifikasi secara meneyeluruh.
Beton sangat banyak dipakai secara luas sebagai bahan bangunan. Bahan tersebut diperoleh dengan cara mencampurkan semen Portland, air dan agregat (dan kadang-kadang bahan tambah yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia tambahan, serat sampai bahan buangan non kimia) pada perbandingan tertentu. Campuran tersebut bila dituang dalam cetakan kemudian dibiarkan, maka akan mengeras seperti batuan.
I I - 5
Pengerasan itu terjadi oleh peristiwa reaksi kimia antara air dan semen yang berlangsung selama waktu yang panjang, dan akibatnya campuran itu selalu bertambah keras setara dengan umurnya dengan rongga-rongga antara butiran yang besar (agregat kasar, kerikil atau batu pecah) diisi oleh butiran yang lebih kecil (agregat halus, pasir), dan pori-pori antara agregat halus ini diisi oleh semen dan air (pasta semen).
Struktur beton dapat didefinisikan (ACI 318-89,1990:1-1) sebagai sebuah bangunan beton yang terletak diatas tanah yang menggunakan tulangan atau tidak menggunakan tulangan. Struktur beton sangat bergantung dengan komposisi dan kualitas bahan-bahan pencampur beton yang dibatasi dengan kemampuan daya tekan beton (in a state of compression) sesuai dengan perencanaannya. Hal ini juga bergantung dengan kemampuan daya dukung tanah (supported by soil) atau juga tergantung dengan kemampuan struktur yang lain atau struktur atasnya (vertical support).
Kekuatan, keawetan dan sifat beton yang lain tergantung pada sifat bahan-bahan dasar, nilai perbandingan bahan-bahannya, cara pengadukan maupun cara pengerjaan selama penuangan adukan beton, cara pemadatan, dan cara perawatan selama proses pengerasan.
Luasnya pemakaian beton disebabkan karena terbuat dari bahan-bahan yang umumnya mudah diperoleh, serta mudah diolah sehingga menjadikan beton mempunyai sifat yang dituntut sesuai dengan keadaan situasi pemakaian tertentu.
I I - 6
Jika ingin membuat beton yang baik, dalam arti memenuhi persyaratan yang lebih ketat karena tuntutan yang lebih tinggi, maka harus diperhitungkan dengan seksama cara-cara memperoleh adukan beton (beton segar/ fresh concrete) yang baik dan beton (beton keras / hardened concrete) yang dihasilkan juga baik. Beton yang baik ialah beton yang kuat, tahan lama/ awet, kedap air, tahan aus, dan sedikit mengalami perubahan volume (kembang susutnya kecil).
Dalam keadaan yang mengeras, beton bagaikan batu karang dengan kekuatan tinggi. Dalam keadaan segar, beton dapat diberi bermacam bentuk, sehingga dapat digunakan untuk membentuk seni arsitektur atau semata-mata untuk tujuan dekoratif. Beton juga akan memberikan hasil akhir yang bagus jika pengolahan akhir dilakukan dengan cara khusus umpamanya diekspose agregatnya (agregat yang mempunyai bentuk yang bertekstur seni tinggi diletakkan di bagian luar, sehingga nampak jelas pada permukaan betonnya).
2.3 Bahan penyusun beton 2.3.1 Semen Portland
Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam pembangunan fisik pada dunia konstruksi. Jika ditambah air semen akan menjadi pasta semen. Jika ditambah agregat halus pasta semen akan menjadi mortar, dan jika digabungkan dengan agregat kasar akan
I I - 7
menjadi campuran beton segar, yang setelah mengeras akan menjadi beton keras(hardened concrete).
Fungsi semen adalah untuk mengikat butir – butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga - rongga udara di antara butiran agregat. Semen merupakan hasil industri dengan campuran serta susunan yang berbeda-beda.
Menurut ASTM C-150 1985, semen portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya terdiri dari satu atau lebih bentuk kalsium sulfat, sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya.
Sesuai dengan target penggunaan semen, ASTM mengklasifikasikan semen atas lima tipe yaitu :
1. Tipe I digunakan secara umum tanpa persyaratan khusus.
2. Tipe II digunakan untuk lingkungan sulfat yang sedang.
3. Tipe III digunakan untuk waktu perkerasan yang cepat.
4. Tipe IV digunakan untuk panas hidrasi yang rendah.
5. Tipe V digunakan lingkungan sulfat yang tinggi.
I I - 8 2.3.2 Agregat
Penjelasan didalam SNI-15-1991-03, agregat didefinisikan sebagai material granular, misalnya pasir, kerikil dan batu pecah yang dipakai bersama-sama dengan satu media pengikat untuk membentuk beton semen hidrolik atau adukan. Dalam struktur beton biasanya agregat biasa menempati kurang lebih 70 % – 75 % dari volume beton yang telah mengeras.
Pada umumnya, semakin padat agregat-agregat tersebut tersusun, semakin kuat pula beton yang dihasilkannya, daya tahannya terhadap cuaca dan nilai ekonomis dari beton tersebut. Atas dasar inilah gradasi dari ukuran-ukuran partikel dalam agregat mempunyai peranan yang sangat penting untuk menghasilkan susunan beton yang padat.
Faktor penting yang lainnya ialah bahwa permukaannya haruslah bebas dari kotoran seperti tanah liat, lumpur dan zat organik yang akan memperoleh ikatannya dengan adukan semen dan juga tidak boleh terjadi reaksi kimia yang tidak diinginkan diantara material tersebut dengan semen.
Agregat yang digunakan untuk beton harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1) Ketentuan dan persyaratan dari SII 0052-80 “Mutu dan Cara Uji Agregat Beton”. Bila tidak tercangkup dalam SII 0052-80 maka agregat
I I - 9
harus memenuhi ASTM C33 “Specification for Structural Concrete Agregates”.
2) Ketentuan dari ASTM C330 “Specification for Light Weight Agregates for Structural Concrete” , untuk agregat dan struktur beton.
a. Agregat halus
Dalam penelitian ini digunakan agregat halus yang berasal dari Sungai bili-bili kabubaten gowa, Sulawesi Selatan. Agregat halus dapat berupa pasir alam, pasir olahan atau gabungan dari kedua pasir tersebut.
Ukurannya bervariasi antara No. 4 dan No. 100 saringan standar Amerika.
Agregat halus dapat digolongkan menjadi 3 jenis (Wuryati Samekto 2001:16):
1. Pasir Galian
Pasir galian dapat diperoleh langsung dari permukaan tanah atau dengan cara menggali dari dalam tanah. Pada umumnya pasir jenis ini tajam, bersudut, berpori, dan bebas dari kandungan garam yang membahayakan.
2. Pasir Sungai
Pasir sungai diperoleh langsung dari dasar sungai. Pasir sungai pada umumnya berbutir halus dan berbentuk bulat, karena akibat proses gesekan yang terjadi sehingga daya lekat antar butir menjadi agak kurang baik.
I I - 10 3. Pasir Laut
Pasir laut adalah pasir yang dipeoleh dari pantai. Bentuk butiran halus dan bulat, karena proses gesekan. Pasir jenis ini banyak mengandung garam, oleh karena itu kurang baik untuk bahan bangunan.
Garam yang ada dalam pasir ini menyerap kandungan air dalam udara, sehingga mengakibatkan pasir selalu agak basah, dan juga menyebabkan pengembangan setelah bangunan selesai dibangun.
Agregat halus yang baik harus bebas bahan organik, lempung, partikel yang lebih kecil dari saringan No. 100 atau bahan-bahan lain yang dapat merusak campuran beton. (Edward G. Nawy hal : 14 )Agregat halus merupakan pasir alam sebagai hasil disintegrasi ‘alami’ batuan atau pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir terbesar 5,0 mm. (SK SNI 03-2847-2002).
b. Agregat kasar
Dalam penelitian ini digunakan agregat kasar yang berasal dari Sungai bili-bili kabupaten gowa, Sulawesi Selatan dengan ukuran diameter maksimum 20 mm. Agregat kasar diperoleh dari alam dan juga dari proses memecah batu alam. Agregat alami dapat diklasifikasikan ke dalam sejarah terbentuknya peristiwa geologi, yaitu agregat beku, agregat sediment dan agregat metamorf, yang kemudian dibagi menjadi kelompok-kelompok yang lebih kecil. Agregat pecahan diperoleh dengan memecah batu menjadi berukuran butiran sesuai yang diinginkan dengan
I I - 11
cara meledakan, memecah, menyaring dan seterusnya. Agregat disebut agregat kasar apabila ukurannya sudah melebihi ¼ in ( 6 mm ).
Sifat agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca, dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik, dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan gel semen. (Nawy 1998 : 13).
2.3.3 Air
Air yang dimaksud disini adalah air yang digunakan sebagai campuran bahan bangunan, harus berupa air bersih dan tidak mengandung bahan-bahan yang dapat menurunkan kualitas beton.
Menurut PBI 1971, persyaratan dari air yang digunakan sebagai campuran bahan bangunan adalah sebagai berikut :
1). Air untuk pembuatan dan perawatan beton tidak boleh mengandung minyak, asam alkali, garam-garam, bahan-bahan organik atau bahan lain yang dapat merusak daripada beton.
2). Apabila dipandang perlu maka contoh air dapat dibawa ke Laboratorium Penyelidikan Bahan untuk mendapatkan pengujian sebagaimana yang dipersyaratkan.
3). Jumlah air yang digunakan adukan beton dapat ditentukan dengan ukuran berat dan harus dilakukan setepat-tepatnya.
I I - 12
Air yang digunakan untuk proses pembuatan beton yang paling baik adalah air bersih yang memenuhi persyaratan air minum. Air yang digunakan dalam proses pembuatan beton jika terlalu sedikit maka akan menyebabkan beton akan sulit untuk dikerjakan, tetapi jika kadar air yang digunakan terlalu banyak maka kekuatan beton akan berkurang dan terjadi penyusutan setelah beton mengeras.
Untuk memperoleh kepadatan beton dengan rasio air semen yang rendah sebaiknya menggunakan alat penggetar adukan (vibrator).
Menjaga kelembaban dan panas agar dapat konstan sewaktu proses hidrasi berlangsung, misalnya dengan menutupi permukaan dengan karung basah.
2.4 Bahan Tambah dan Perendaman 2.4.1 Serat Bendrat
Gambar 2.1 Kawat Bendrat
I I - 13
Serat ini banyak tersedia di Indonesia dan harganya yang murah.
Briggs (1974) meneliti bahwa batas maksimal yang masih memungkinkan untuk dilakukan pengadukan dengan mudah pada adukan beton serat adalah penggunaan serat dengan aspek rasio (l/d < 100). Pembatasan nilail/d tersebut didukung dengan usaha-usaha untuk meningkatkan kuat lekat serat dengan membuat serat dari berbagai macam konfigurasi, seperti bentuk spiral, berkait, bertakik – takik atau bentuk-bentuk yang lain untuk meningkatkan kuat lekat serat. Penambahan serat pada adukan beton dapat menimbulkan masalah pada fiber dispersiondan kelecakan (workability) adukan. Fiber dispersion dapat diatasi dengan memberikan bahan tambah berupa superplastisizer ataupun dengan meminimalkan diameter agregat maksimum, sedangkan pada workability adukan beton dapat dilakukan dengan modifikasi terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi kelecakan adukan beton yaitu nilai faktor air semen (fas), jumlah dan kehalusan butiran semen, gradasi campuran pasir dan kerikil, tipe butiran agregat, diameter agregat maksimum serta bahan tambah.
I I - 14 2.4.2 Serat Bambu
Gambar 2.2 Bambu ori
Bambu merupakan tanaman berumpun yang pertumbuhannya sangat cepat. Pada masa pertumbuhan, beberapa spesies tertentu dapat tumbuh hingga 1 meter per hari. Kebanyakan para ahli tumbuhan menempatkannya dalam rumpun Bambuseae termasuk dalam keluarga rumput (Gramineae). Menurut Sharma (1987), sekarang telah tercatat lebih dari 75 genera dan 1250 spesies bambu di seluruh dunia. Jurnal SMARTek, Vol. 7, No. 4, Nopember 2009: 244 - 255 246 Penggunaan bambu sebagai elemen struktur memerlukan informasi yang tepat berkaitan dengan sifat fisika, mekanika dan mikro-strukturalnya. Sifatsifat penting tersebut dapat diperoleh melalui identifikasi, penyelidikan dan pengujian. Beberapa sifat yang berkaitan erat dengan hal tersebut, secara umum dapat diuraikan dalam bentuk anatomi. Anatomi bambu sifat dari batang bambu ditentukan oleh struktur anatominya. Batang bambu terdiri
I I - 15
atas nodia dan internodia. Pada internodia, sel-sel berorientasi pada arah aksial, sedangkan pada nodia sel-sel melintang pada tiap sambungannya.
Bagian luar batang dibentuk oleh dua lapisan sel epidermis, bagian dalamnya lebih tebal dan sangat tinggi kadar lignin-nya. Permukaan sel yang paling luar dilindungi oleh lapisan selaput berupa lapisan lilin.
Disamping itu, bagian dalam batang terdiri dari sel-sel sclerencyma.
Perbedaan anatomi ini akan mempengaruhi kekuatan bambu sesuai dengan jenisnya masing masing. Sifat fisika bambu Bambu sebagai salah satu komponen bahan bangunan, sangat rentan terhadap perubahan bentuk/ deformasi. Perubahan ini antara lain disebabkan oleh temperatur dan kelembaban, sehingga mengakibatkan terjadinya sifat kembang dan susut pada bambu. Beberapa peneliti telah melakukan pengukuran kadar air bambu Apus, bambu Ori, bambu Petung dan bambu Apus. Spesimen diambil dari pangkal, tengah dan ujung. Pengujian kembang susut bambu yang dilaksanakan adalah kembang susut volume tulangan keseluruhan, yang merupakan kombinasi antara kembang susut radial dan tangensial.
Kondisi tersebut dianggap sebagai keadaan yang mendekati aplikasi bambu sebagai tulangan beton. Sifat mekanika bambu Keragaman spesies dan habitat bambu berimplikasi pada perbedaan sifat penampangnya. Konsekuensinya, beberapa parameter yang mempengaruhi sifat mekanikanya perlu diidentifikasi dan diuji. Sifat mekanika bambu meliputi: kuat lentur (bending), kuat tekan
I I - 16
(compression), kuat geser (shear), kuat tarik (tension), puntir (torsion), elastisitas (elasticity), pemuaian panas (thermal expansion) dan lain-lain.
2.4.3 Air Laut dan Air Tawar
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perendaman air laut dan air tawar terhadap kuat tekan beton serat bambu dan beton serat bendrat, Kadar garam pada air laut (salinitas), diukur dari jumlah material yang terlarut dalam tiap kilogram air laut; atau setara dengan part per thousand (1/1000). Salinitas menggambarkan jumlah material yang terlarut dalam air laut; menurut Vicat (dalam Emmanuel dkk, 2012) umumnya berkisar antara 3,4- 3,5%. Kemampuan air untuk melarutkan garam cenderung beragam dan tergantung di mana laut itu berada, namun perbandingan komponen utama yang terkandung didalamnya relatif konstan. Komponen utama itu dihitung untuk mengetahui kelemahan dan kemungkinan runtuhnya bangunan di daerah yang terpengaruh air laut. Perkiraan salinitas di beberapa Laut Nama Laut Konsentrasi Garam (%) Laut Mediteran 3,8 Laut Baltik 0,7 Laut Utara dan Atlantik 3,5 Laut Hitam 1,8 Laut mati 5,3 Laut India 3,55 (Islam dkk, 2010)
Pengaruh Kimia Air Laut terhadap Beton Pengaruh kimia air laut terhadap beton terutama disebabkan oleh serangan Magnesium Sulfat (MgSO4), yang diperburuk dengan adanya kandungan Clorida didalamnya, reaksinya akan menghambat perkembangan beton. Biasanya digolongkan sebagai bagian dari serangangan sulfat oleh air laut yang
I I - 17
mengakibatkan beton tampak menjadi keputih-putihan; selain itu beton akan mengembang; sebelumnya didahului oleh terjadinya spalling (jawa = protol) dan retak. Akhirnya pada bagian beton yang terserang oleh sulfat akan menjadi lunak membentuk lapisan seperti lumpur. Saat pertama kali mengalami serangan sulfat, kekuataan tekan beton akan naik, lalu secara berangsur-angsur mengalami kehilangan kekuatan, dan akhirnya beton mengembang. Serangan ini dipandang sebagai akibat dari kehadiran Potassium (KS) dan Magnesium Sulfat (MgS) pada air laut yang dapat menyebabkan timbulnya serangan sulfat pada beton. Serangan dimulai semenjak beton siap bereaksi dengan Calsim Hidroksida ( ( )2 Ca OH ) yang muncul pada semen. Pprosesnya terjadi seperti reaksi kimia yang terdapat pada Rumus 2 (Bryan. 1964, dalam Emmanuel dkk, 2012).
2.5 Pengujian Kuat Tekan Beton
Kuat tekan merupakan tingkat atau derajat kekuatan suatu material terhadap gaya tekan dari luar yang membebaninya. Kuat tekan dapat dirumuskan sebagai berikut :
𝑓′𝑐 =Pmaks A
Dimana :
F’c = Kuat tekan (MPa)
Pmaks = Beban tekan maksimum (N)
I I - 18
A = Luas permukaan benda uji tertekan (mm2) Rumus kuat tekan rata-rata Beton:
fc’r = f’c + 1,34 x s...persamaan 1 f’cr = f’c +2.33 x s – 3,5...persamaan 2
s =
√
∑𝑛𝑖=1(𝑓𝑐𝑖−𝑓𝑐𝑚)2𝑛−1
Dimana :
fc’r = Kuat tekan rata-rata (MPa)
fci = Kuat tekan masing-masing benda uji (Kg/cm2) fcm/Pmaks = Beban tekan maksimun (N)
n
= Jumlah sampel benda ujiBeton yang baik adalah jika beton tersebut memiliki kuat tekan yang tinggi, dengan kata lain mutu beton ditinjau hanya dari kuat tekannya saja (Tjokrodimulyo, 1996). Kuat tekan beton dinyatakan dengan tegangan tekan maksimum f’c dengan satuan N/m2 atau MPa (Mega Pascal).Kuat tekan beton pada umur 28 hari berkisar antara nilai ± 10-65 MPa.Untuk struktur beton bertulang pada umumnya menggunakan beton dengan kuat tekan 17-30 MPa (Dipohusodo, 1994).
I I - 19
Nilai Kuat tekan beton didapatkan melalui tata cara pengujian standar, menggunakan mesin uji dengan cara memberikan beban tekan bertingkat dengan kecepatan peningkatan bebean tertentu atas benda uji silinder beton sampai hancur.
Kekuatan tekan beton merupakan salah satu kinerja utama beton.
Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Pengujian kuat tekan dilakukan untuk mengetahui kuat tekan beton yang telah mengeras dengan benda uji berbentuk kubus atau silinder.Kuat tekan beton dipengaruhi oleh factor perbandingan air semen (w/c).
Umumnya kuat tekan maksimum tercapai pada saat nilai satuan regangan tekan ɛ’ mencapai ± 0,002.Selanjutnya nilai tegangan fc’ akan turun dengan bertambahnya nilai regangan sampai benda uji hancur pada nilai ɛ’ mencapai 0,003-0,005. Beton dengan kuat tekan tinggi lebih getas dan akan hancur pada nilai regangan maksimum yang lebih rendah dibandingkan dengan beton kuat tekan rendah.
Pada umu mnya nilai kuat tekan maksimum utnuk mutu beton tertentu akan berkurang pada tingkat pembebanan yang lebih lamban atau slower rates of strain.Nilai Kuat tekan beton beragam sesuai dengan umurnya dan biasanya nilai kuat tekan beton ditentukan pada waktu beton mencapai umur 28 hari setelah pengecoran. Umumnya pada umur 7 hari kuat tekan beton mencapai 70% dan pada umur 14 hari mencapai 85-90%
dari kuat tekan beton umur 28 hari.
I I - 20 2.6 Uji slump
Uji Slump adalah suatu uji empiris/metode yang digunakan untuk menentukan konsistensi/kekakuan (dapat dikerjakan atau tidak) dari campuran beton segar (fresh concrete) untuk menentukan tingkat workability nya. Kekakuan dalam suatu campuran beton menunjukkan berapa banyak air yang digunakan. Untuk itu uji slump menunjukkan apakah campuran beton kekurangan, kelebihan, atau cukup air.
Workability beton segar pada umumnya diasosiasikan dengan : 1 Homogenitas atau kerataan campuran adukan beton segar
(homogenity)
2 Kelekatan adukan pasta semen (cohesiveness) 3 Kemampuan alir beton segar (flowability)
4 Kemampuan beton segar mempertahankan kerataan dan kelekatan jika dipindah dengan alat angkut (mobility) 5 Mengindikasikan apakah beton segar masih dalam
kondisi plastis (plasticity)
Dalam suatu adukan/campuran beton, kadar air sangat diperhatikan karena menentukan tingkat workability nya atau tidak.
Campuran beton yang terlalu cair akan menyebabkan mutu beton rendah, dan lama mengering. Sedangkan campuran beton yang terlalu kering menyebabkan adukan tidak merata dan sulit untuk dicetak
I I - 21 2.7 Beton mutu tinggi
Beton mutu tinggi adalah beton yang memiliki kuat tekan lebih tinggidibandingkan beton normal biasa. Menurut PD T-04-2004-C tentang Tata Cara Pembuatan dan Pelaksanaan Beton Berkekuatan Tinggi, yang tergolong beton bermutu tinggi adalah beton yang memiliki kuat tekan antara 40 – 80 MPa. Beton mutu tinggi (high strength concrete) yang tercantum dalam SNI 03-6468-2000 didefinisikan sebagai beton yang mempunyai kuat tekan yang disyaratkan lebih besar sama dengan 41,4 MPa. Beton mutu tinggi bermanfaat pada pracetak dan pratekan. Pada bangunan tinggi mengurangi beban mati. Kelemahannya adalah kegetasannya. Produksi beton mutu tinggi memerlukan pemasok untuk mengoptimalisasikan 3 aspek yang mempengaruhi kekuatan beton : pasta semen, agregat, dan lekatan semen-agregat. Ini perlu perhatian pada semua aspek produksi, yaitu pemilihan material, mixdesign, penanganan dan penuangan. Kontrol kualitas adalah bagian yang penting dan memerlukan kerja sama penuh antara pemasok, perencana dan kontraktor. (Paul Nugraha & Antoni, 2007)
2.8 Penelitian Terdahlu
Pada penelitian Foermansah (2013) tentang penambahan serat kawat bendrat berbentuk “Z” ke dalam adukan beton menggunakan variasi panjang serat 4 cm, 6 cm dan 8 cm dengan diameter 1 mm, serta kadar serat 0%, 0,25%, 0,5%, 0,75%, 1% dari berat total adukan. Nilai fas yang digunakan 0,55. Hasil pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah (umur 28
I I - 22
hari), diperoleh nilai maksimalnya terdapat pada campuran beton yang diberi tambahan serat kawat bendrat berbentuk “Z” dengan panjang serat 6 cm dan kadar serat 0,75%. Pada pengujian kuat tekan dan tarik belah beton fiber mengalami peningkatan lebih dari 50% dari beton normal. Ini menunjukan bahwa penambahan serat lokal kedalam adukan beton meningkatkan kuat tekan dan kuat tarik belah.
Pada penelitian yang dilakukan oleh Adianto (2004) tentang penambahan serat polypropylene dan serat nylon dengan ukuran 19 mm pada adukan beton, dilakukan pengujian kuat tekan, kuat lentur, modulus elastisitas dan pembebanan berulang. Perencanaan campuran beton dengan kuat tekan 30 MPa dan dikerjakan dengan metode ACI Committee 544 (1993). Pada pengujian pembebanan berulang, benda uji diberi beban berbentuk gelombang sinusoidal dengan frekuensi 3 Hz, kuat tekan minimum sebesar 10% dari kuat tekan hancurnya (3 MPa), dan kuat tekan maksimum sebesar 90% dari kuat tekan hancurnya (27 MPa). Pengujian pembebanan berulang dilakukan menggunakan Universal Testing Machine (UTM) terhadap benda uji silinder berdiameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Hasil pengujian adalah berupa catatan jumlah siklus yang menyebabkan kehancuran beton. Hasil pengujian menunjukkan bahwa model untuk serat polypropylene adalah lebih baik dalam menjelaskan hubungan antara pembebanan berulang dengan kadar serat dibandingkan dengan model untuk serat nylon.
I I - 23
Penelitian lain mengenai serat kawat bendrat yaitu oleh Nugraha Sagit Sahay dan Giris Ngini (Jurnal ISSN 1412 – 3388 Volume 5 Nomor 2 Desember 2010). Penelitian Nugraha Sagit Sahay dan Giris Ngini meneliti mengenai pengaruh penambahan kawat bendrat pada campuran beton terhadap kuat tarik beton, dalam penelitiannya diketahui bahwa Penambahan kawat bendrat diameter 7 0,8 mm dan panjang 5 cm yang dicampurkan ke dalam campuran beton ringan dengan persentase penambahan 0 %,1 %, 2 %, 3 % dan 4 % terhadap volume cetakan dengan menggunakan agregat kasar lempung bekah dari Sei Gohong, disimpulkan sebagai berikut :
1. Penambahan kawat bendrat tidak memberikan pengaruh secara signifikan terhadap kuat tekan beton ringan.
2. Kuat tekan rata-rata beton ringan maksimum dihasilkan pada penambahan kawat bendrat 2% sebesar 20,374 MPa.
Ramlan Tambunan dan Bambang Sugeng Priyono (Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012) dengan judul Peningkatan Kualitas Beton dengan Penambahan Viber Bendrat, dalam penelitiannya diketahui bahwa fiber yang dipakai adalah fiber kawat bendrat dengan volume fraksi fiber 7,5 ; 10 dan 12,5% dari berat pemakaian semen. Perubahan mekanis beton diperoleh dari uji silinder beton 24 buah dan 8 buah balok beton berukuran 75 cm x 15 cm x 15 cm.
Pengujian kapasitas lentur diperoleh dari balok lentur murni. Hasil
I I - 24
penelitian menunjukkan dengan penambahan fiber menyebabkan kapasitas tekan silinder beton secara signifikan turun, sedangkan kuat tarik beton dan kuat lentur beton naik. Dengan mekanisme rekatan antara fiber dengan beton, kenaikan kekuatan lentur disebabkan tegangan tarik yang bekerja ke fiber dipindahkan kepermukaan fiber dengan beton di sekelilingnya. Adanya rekatan ini, pada akhirnya menyebabkan tegangan lentur ditahan sebagian oleh kuat tarik fiber tersebut. Kapasitas kuat tekan beton pada volume fraksi fiber 7,5 % diperoleh hasil yang paling baik.
(Kasno, 2006 skripsi) Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan serat kawat bendrat pada campuran beton dapat meningkatkan nilai kuat tarik belah, kuat tekan, dan modulus elastisitas beton. Kuat tarik belah maksimal terdapat pada kadar serat 5 % yaitu sebesar 3,283 MPa kemudian untuk kadar serat 7,5% dan 10 % tampak bahwa beton mulai mengalami penurunan kuat tarik belah. yaitu sebesar 3,089 MPa dan 2,917 MPa. Namun nilai tersebut masih lebih tinggi dari beton normal 2,597 MPa. Nilai kuat tekan tertinggi diperoleh pada beton dengan kadar serat 7,5% dengan hasil rata-rata sebesar 37,77 MPa.
Sedangkan pada kadar serat 10 %, beton mulai mengalami penurunan kuat tekan 8 sebesar 29,55 MPa. Nilai tersebut masih lebih tinggi dari kuat tekan beton normal yaitu sebesar 28,97 MPa. Kemudian dari data yang ada diolah menggunakan regresi polinomial sehingga mendapatkan hasil bahwa untuk mendapatkan nilai kuat tarik belah beton maksimal
I I - 25
dibutuhkan kadar serat sebesar 5,794 %. Sedangkan untuk mendapatkan nilai kuat tekan beton maksimal dibutuhkan serat sebesar 5,748 %.
Penelitian ini juga bermaksud untuk mengetahui pengaruh dari penambahan serat bambu terhadap kuat tekan. Kuat tarik yang sangat rendah, mengakibatkan beton sangat mudah retak, yang pada akhirnya mengurangi keawetan beton. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kuat tekan normal dan beton yang dicampur serat, dan mengetahui proporsi serat yang efisien dalam campuran beton, serta mengetahui apakah serat bambu layak digunakan atau dipakai dalam aplikasi beton.
Penelitian tentang kuat tekan beton pada penambahan serat bambu pernah di lakukan oleh Ros Anita Sidabutar dan Yunus Zakaria Tarigan. Alumni Teknik Sipil Universitas HKBP Nommensen (2014) meneliti mengenai pengaruh penambahan serat bambu pada campuran beton terhadap kuat tekan dan kuat lentur beton, dengan presentase variasi campuran untuk penambahan serat bambu 1%, 1,5% dan 2%
dengan ukuran panjang serat 1mm. Dalam penelitiannya hasil nilai dari beton normal (BN) 26.51 Mpa sebagai acuan dan perbandingan dari hasil sampel variasi beton serat bambu 1% = 27,42 Mpa, 1,5% = 27,20 Mpa, dan 2% = 27.08. Penamban serat pada campuran beton terbukti menambah kekuatan beton dibandingkan dengan beton normal, namun pada penelitian ini diperoleh : semakin besar persentasi penambahan
I I - 26
serat, kuat tekan maka kuat lentur semakin menurun. Hal ini diakibatkan karna serat bambu juga menyerap air.
I I I - 1 BAB III
METODE PENELITIAN 3.1 Flowchart
Mulai
Persiapan Material dan bahan
da
- Alat
- Tinjuan pustaka
Tahap Persiapan
Pengujian krakteristik agregat penyusunan beton
Tidak
Ya
A
Uji kuat tekan Beton Normal
Fc¹ = 20 Mpa
Tahap Pelaksanaan
Pembuatan mix design f’c 20 mpa
Pembuatan benda uji Beton Normal
Pembuatan benda uji beton dengan penambahab serat bambu dan serat bendrat sebagai pengganti pasir dengan masing-masing presentase
2.%,4%,6%
I I I - 2
Gambar3.1 Diagram Alur Pembuatan Beton Normal
3.2. Metode Pengujian
3.2.1. Pengujian Karakteristik Agregat
Sebelum pembuatan benda uji beton, dilakukan pengujian terhadap karakteristik agregat halus dan kasar. Pemeriksaan karakteristik
Tahap Analisis & Pembahasan
Kesimpulan Dan Saran
A
Uji kuat tekan beton variasi
Selesai nn
Analisa data dan pembahasan
I I I - 3
agregat yang dilakukan dalam penilitian ini mengacu pada SNI yang meliputi:
Tabel 3.1 Penguraian Jenis Pengujian
No Uraian Pengujian Referensi
1 Kadar Lumpur SNI-03-4142-1996
2 Kadar Air SNI-03-4808-1998
3 Berat Isi SNI-03-4804-1998
4 Berat Jenis dan Penyerapan SNI-1969-2008/ SNI-1970-2008
5 Analisa Saringan SNI ASTM C1336-2012
6 Uji Slump SNI-1972-2008
7 Uji Kuat Tekan SNI-2847-2019
3.3. Penentuan Mix Design Beton Normal f’c 20 Mpa
Mix design dilakukan untuk mengetahui proporsi kebutuhan material (kerikil, pasir, semen dan air) dalam campuran beton. Metode rancangan adukan beton yang dipakai adalah metode yang biasa dipakai oleh Departemen Pekerjaan Umum yaitu metode DOE (Departemen of Environment) yang merupakan pengembangan dari metode rancangan adukan beton cara Inggris (The British Mix Design Method) dan dimuat dalam SNI 03 – 2834 – 2000 berdasarkan ketentuan umum rancang campur menurut SNI – 2847 – 2013. Berikut adalah langkah – langkah desain campuran secara garis besarnya :
I I I - 4
a. Penentuan kuat tekan beton yang disyaratkan (fc’).
b. Penetapan nilai deviasi standar (s).
c. Perhitungan nilai tambah (margin).
d. Menetapkan kuat tekan rata-rata rencana.
e. Menetapkan jenis semen yang digunakan dalam campuran.
f. Menetapkan jenis agregat halus dan agregat kasar.
g. Menetapkan faktor air semen.
h. Menetapkan faktor air semen maksimum.
i. Penetapan kadar air bebas.
j. Penetapan nilai slump
k. Penetapan kadar semen (kg / m3) beton.
l. Penetapan perkiraan berat jenis spesifik gabungan.
m. Penentuan berat volume beton segar (basah).
n. Penetapan berat total agregat.
o. Penetapan proporsi agregat.
p. Hasil rancangan campuran beton teoritis (bahan kondisi SSD) Sebelum koreksi
q. Koreksi campuran beton untuk pelaksanaan.
r. Hasil rancangan campuran beton teoritis sesudah dikoreksi.
s. Perhitungan volume bendauji (silinder 15 x 30 cm).
t. Penyajian hasil perhitungan mix design beton normal.
I I I - 5 3.4. Variabel Penelitian
a. Variabel terikat merupakan variable yang sifatnya mutlak atau tetap pada penelitian ini, variabel terikat Yaitu Batu pecah, dan FAS (Faktor Air Semen)
b. Variabel bebas merupakan variabel tidak terikat atau dapat berubah sesuai dengan perencanaan pada penelitian ini, variabel tidak terikat yaitu Serbuk bambu, Serat Bendrat dan pasir
3.5. Notasi Sampel Dan Penulisan Sampel
Jumlah benda uji yang akan di buat berjumlah 46 buah benda uji, dimana beton normal sebanyak 20 benda uji dan masing-masing variasi sebanyak 3 benda uji dengan jumlah sampel variasi sebanyak 36.
Benda uji yang akan di buat adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
Adapun komposisi dan jumlah sampel yang digunakan dapat dilihat pada tabel 3.2 dan 3.3 dibawah ini :
Tabel 3.2 Komposisi Variasi perendaman air tawar
Notasi Benda Uji Pasir Semen Batu Pecah Air Umur/Hari Jumlah
SB 2%
Serat Bambu
98% 100% 100% 100% 28 3
SB 4% 96% 100% 100% 100% 28 3
SB 6% 94% 100% 100% 100% 28 3
SN 2%
Serat Bendrat
98% 100% 100% 100% 28 3
SN 4% 96% 100% 100% 100% 28 3
SN 6% 94% 100% 100% 100% 28 3
Jumlah Sampel 18
I I I - 6
Tabel 3.3 Komposisi Variasi perendaman air laut
Notasi Benda Uji Pasir Semen Batu Pecah Air Umur/Hari Jumlah
SB 2%
Serat Bambu
98% 100% 100% 100% 28 3
SB 4% 96% 100% 100% 100% 28 3
SB 6% 94% 100% 100% 100% 28 3
SN 2%
Serat Bendrat
98% 100% 100% 100% 28 3
SN 4% 96% 100% 100% 100% 28 3
SN 6% 94% 100% 100% 100% 28 3
Jumlah Sampel 18
3.6 Alat dan Bahan Penelitian 3.6.1 Peralatan
Aadapun peralatan yang digunakan selama penelitian antara lain:
a. Satu set peralatan pengujian karakteristik agregat b. Timbangan Digital
Timbangan digital yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari dua yakni timbangan dengan kapasitas maksimum 10 kg dan timbangan dengan kapasitas maksimum 100 kg, dengan ketelitian 0,01 gram.
a. Cetakan beton berbentuk silider dengan Ø 15 cm dan tinggi 30 cm.
b. Mesin pengaduk campuran (Mixer).
I I I - 7
Mesin pengaduk digunakan untuk mencampur seluruh bahan material sesuai dengan rancangan campuran beton, namun mixer ini hanya mampu menampung kapasitas 6 volume silinder besar.
a. Satu set alat uji Slump test dan mesin pengetar beton.
b. Oven
c. Mesin uji kuat tekan beton.
3.6.2 Bahan
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. Semen : Portland Composite Cement (PCC)
b. Agregat Kasar : Batu Pecah Bili-Bili ukuran maksimum 40 mm c. Agrega Halus : Pasir sungai Gowa
d. Air Tawar : Air PDAM
e. Bahan tambah : Serat Bambu & Serat Bendrat 3.7 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan Teknik Sipil, Universitas Bosowa Makassar Pada Bulan Agustus – November 2018 untuk beton normal. Dan dilanjutkan pada Bulan januari – Februari 2019 untuk beton variasi.
I I I - 8 3.8 Prosedur Penelitian
Dalam penelitian ini terdapat beberapa tahapan yang meliputi:
3.8.1 Tahap persiapan
Tahap persiapan merupakan suatu tahapan dimana segala sesuatu yang berkaitan dengan persiapan penelitian diantaranya stud iliteratur, persiapan peralatan dan bahan, tempat pengujian karakteristik bahan, penentuan mix design dan teknis pelaksanaan.
3.9 Tahap pengujian karakteristik agregat
Pengujian karateristik agregat dimaksudkan untuk memastikan apakah bahan yang digunakan dalam penelitian ini telah memenuh ispesifikasi agregat yang ada atau tidak.
Pengujian ini meliputi :
a. Kadar lumpur, untuk mengetahui kadar lumpur yang terkandung oleh dalam agregat.
b. Kadar air, untuk mengetahui kadar air yang terkandung oleh agregat.
c. Berat isi, untuk mengetahui kepadatan dari agregat dalam keadaan kering permukaan.
d. Berat jenis, untuk menentukan berat jenis dari agregat dengan gradasi ukuran butirnya.
e. Analisa saringan, untuk mengindetifikasi agregat dengan gradasi ukuran butrinya.
I I I - 9 3.10 Tahap perancangan campuran beton
Perancangan campuran beton dilakukan dengan metode Standar Nasional Indonesia (SK.SNI.T-1990-03) dan dalam perancangan campuran beton kuat tekan rencana f’c 20 MPa. Tahapan ini dilakukan setelah data–data material dari pengujian karakteristik telah ditetapkan.Hal ini dimaksudkan untuk mendesain bagaimana komposisi agregat, semen, air serta bahan tambah yang diperlukan.
3.10.1 Tahap pencampuran khusus untuk beton variasi.
a. Perbandingan serat bambu dan serat bendrat untuk menghasilkan beton dengan menggunakan mixer
b. Penambahan serat bambu dan serat bendrat terhadap berat pasir.
c. Pencampuran serat bambu dan serat bendrat terhadap berat pasir.
d. Pencampuran dilakukan dengan variasi disetiap sampel dengan presentase Serat bambu 2%, 4%, 6% dan serat bendrat 2%, 4%, 6%.
3.11 Tahap pembuatan benda uji
Benda uji yang digunakan silinder Ø 15 cm dan tinggi 30 cm dengan kuat tekan rencana f’c 20 MPa yang terdiri dari beton normal, beton penambahan serat. Pertama benda uji yang di buat untuk beton normal, setelah beton normal memenuhi kuat tekan rencana, maka dilanjutkan dengan pembuatan beton variasi dengan menggunakan serat bambu dan serat bendrat dengan media perendaman air laut dan tawar.
I I I - 10 3.12 Tahap perawatan benda uji
Perawatan beton dilakukan selama 28 hari dengan cara merendam benda uji di dalam bak perendaman.
3.13 Tahap pengujian kuat tekan beton
Pengujian kuat tekan beton dengan menggunakan mesin uji kuat tekan beton (Compression Strength Machine).
.
