EXPERIMENTAL ANALISIS PENGGUNAAN
CFRP
(
CARBON FIBER REINFORCEMENT POLYMER
) DAN
GFRP
(
GLASS FIBER REINFORCEMENT POLYMER
)
PADA PERKUATAN BETON
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh
RANDI MEKA
13 0404 025
SUB JURUSAN STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Fiber Reinforcement Polymer adalah Teknologi bahan yang sering digunakan pada saat ini, FRP telah dikembangkan pada tahun 1970 an di Eropa. hal ini dapat kita lihat dikarenakan terjadinya bencana yang sering terjadi. Fiber Reinforcement Polymer yang dapat memperkuat struktur secara eksternal, dan kini dipakai pada banyak jenis bangunan. Dikarenakan Fiber Reinforcement Polymer adalah perkuatan dengan kekuatan tarik yang besar. Dari Fiber Reinforcement Polymer juga memiliki kekakuan dan kekuatan yang tinggi. Profil material tipis dan ringan. Dan pemasangannya sangat mudah dilakukan. Salah satu material Fiber Reinforcement Polymer tersebut yaitu Carbon Fiber Reinforcement Polymer dan Glass Fiber Reinforcement Polymer. Kedua material tersebut diuji kekuatannya saat dipasangkan pada beton silinder, sehingga dapat diketahui pengaruh terhadap kuat tekan beton silinder, dan bisa juga mengetahui perbandingan kuat tekan CFRP atau GFRP. Beton silinder yang digunakan pada penelitian ini berdiameter 15 cm dan tinggi 30 cm berjumlah 13 dan dibagi menjadi 5 kelompok. Beton silinder dibebani sampai runtuh sehingga diketahui beban maksimal yang dapat ditahan oleh beton silinder. Penggunaan CFRP dan GFRP tersebut dapat meningkatkan kapasitas pembebanan. Hasil penelitian digunakannya CFRP dan GFRP telah menunjukkan penambahan kuat tekan. CFRP dapat menambahkan kuat tekan 26.897 %, dan GFRP dapat menambahkan kuat tekan 14.89 %. Untuk perbandingan kedua material, CFRP lebih kuat dari pada GFRP untuk penambahan kuat tekan. Penggunaan CFRP dan GFRP dapat menambahkan kapasitas pembebanan.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah
melimpahkan karunia, kesehatan, dan kesempatan kepada penulis sehingga
penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Shalawat serta salam atas Baginda
Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan dalam menjalankan
setiap aktifitas sehari – hari sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan
baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik
Sipil Bidang Studi Struktur, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Sematera Utara, dengan judul “Experimental Analisis Penggunaan CFRP (Carbon Fiber Reinforcement Polymer) dan GFRP (Glass Fiber Reinforcement Polymer) pada Perkuatan Beton”.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak
terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan baik dan tepat waktu. Oleh
karena itu, saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ing-. Johannes Tarigan selaku pembimbing yang telah
banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan
waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir
ini.
2. Bapak Dr. Ir. Medis Sejahtera Surbakti, MT selaku Ketua Departemen
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Andi Putra Rambe, MBA selaku Sekretaris Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Besman Surbakti, MT dan Ibu Rahmi Karolina, ST, MT selaku
Dosen Pembanding dan Penguji, atas saran dan masukan yang di berikan
kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
5. Ibu Nursyamsi, ST, MT yang telah banyak memberikan dukungan, masukan,
bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu
6. Pak Jamin Kusuma dari PT. MAPEI yang telah banyak memberikan
dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran
dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.
7. Pak Steven dari PT. SIKA yang telah banyak memberikan dukungan,
masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam
membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.
8. Bapak/Ibu seluruh pegawai Laboratorium P4TK yang telah memberikan
bantuan untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
9. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
10. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini
kepada saya.
11. Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa: Arif Affandi (sebagai Asisten
laboratorium pendamping), Bagus Hariawan, Zulfikar, T. Rizky Nanda,
Yashir Denhas, Wafi Muhammad, Thariq Mustaqa, Muhammad Zaelani,
Ridwan, Rizky yang telah membantu memberi masukan dan mendukung
selesainya tugas akhir ini.
12. Teristimewa untuk keluarga saya, terutama kepada kedua orang tua saya,
Romi Taufik dan Sudarningsih telah memberikan doa,bimbingan, motivasi,
semangat dan nasehat kepada saya. Terima kasih atas segala pengorbanan,
yang telah di berikan kepada saya. Tak lupa untuk adik saya Natasya Sakinah
yang juga memberi dorongan dan semangat dalam menyelesaikan tugas akhir
ini.
13. Buat teman-teman seperjuangan Beni, Novra, Alif, Zharfan, Dini, Fadel,
Herru, Firman, Rizky, Zaki, Salam, Akmal, Rivaldy, Alby, Juanda, Utama
dan sahabat-sahabat stambuk 2013 lainnya yang tidak dapat disebutkan
seluruhnya terima kasih atas dukungan, semangat dan bantuannya dalam
pengerjaan tugas akhir ini.
14. Terpenting untuk adik-adik junior stambuk 2016 (Octa, Farhan, Eka, Saleh,
dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya
selama ini.
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari
kata sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik.
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini
dapat bermanfaat bagi para pembaca. Amin
Medan, Juni 2017
Penulis
DAFTAR ISI
1.3. Maksud dan Tujuan Penelitian ... 5
1.4. Pembatasan Masalah ... 5
1.5. Metodologi Penelitian ... 6
1.6. Flowchart Penelitian ... 7
1.7. Percobaan ... 8
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Um;um ... 9
2.2. FRP (Fiber Reinforcement Polymer) ... 10
2.3. Aplikasi FRP pada Beton ... 13
2.4. Hubungan Tegangan dan Regangan (Hukum Hooke) ... 15
2.4.1 Tegangan ... 15
2.4.2 Regangan ... 15
2.4.3 Modulus Elastisitas ... 16
2.4.4 Hubungan Antara Gaya dan Modulus Elastisitas ... 16
2.5. Perhitungan Kuat Tekan, Modulus Elastisitas, dan Regangan ... 17
2.6.1 Perhitungsan Kuat Tekan ... 17
2.6.4 Persamaan Kuat Tekan Beton dengan FRP (f’cc) ... 18
2.6.5 Persamaan Regangan Beton dengan FRP (� )... 19
2.6. Hasil Penelitian dari Peneliti Lain ... 20
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Umum ... 21
3.2. Penyediaan dan Pemeriksaan Bahan Penyusun Beton ... 23
3.2.1. Semen Portland ... 23
3.2.2. Agregat Halus ... 23
3.2.2.1. Analisa Ayakan Pasir ... 23
3.2.2.2. Pemeriksaan Kadar Lumpur ... 24
3.2.2.3. Pemeriksaan Kandungan Organik ... 24
3.2.2.4. Pemeriksaan Claylump ... 25
3.2.2.5. Pemeriksaan Berat Isi Pasir ... 25
3.2.2.6. Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi ... 25
3.2.3. Agregat Kasar ... 26
3.2.3.1. Analisa Ayakan Batu Pecah ... 26
3.2.3.2. Pemeriksaan Kadar Lumpur ... 27
3.2.3.3. Pemeriksaan Keausan ... 27
3.2.3.4. Pemeriksaan Berat Isi Batu Pecah ... 27
3.2.3.5. Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi ... 28
3.2.4. Air ... 28
3.2.5. FRP (CFRP dan GFRP) ... 29
3.3. Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) ... 29
3.4. Pembuatan Benda Uji ... 30
3.5. Pemeriksaan Nilai Slump ... 30
3.6. Pemasangan FRP ... 31
3.7. Pengujian Kuat Tekan Beton... 32
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Kuat Tekan Silinder Beton ... 34
4.2.1. Kuat Tekan dan Regangan Beton dengan Teoritis ... 34
4.2. Pola Retak pada Pengujian Kuat Tekan ... 40
4.3. Diskusi ... 41
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan... 43
5.2. Saran ... 43
DAFTAR PUSTAKA ... 45
LAMPIRAN Lampiran I (Pemeriksaan Bahan) ... xi
Lampiran II (Perencanaan Campuran Beton/Mix Design) ... xxi
Lampiran III (Data Pengujian)... xxv
DAFTAR TABEL
BAB I
Tabel 1.1 Jumlah Benda Uji ... 6
BAB II Tabel 2.1 Jenis-jenis FRP ... 12
BAB III Tabel 3.1 Jumlah Benda Uji Silinder ... 21
Tabel 3.2 Perbandingan Campuran Beton Normal ... 29
BAB IV Tabel 4.1 Hasil Kuat Tekan dan Regangan Beton dengan Teoritis ... 34
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton dengan Eksperimen ... 35
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Regangan Beton dengan Eksperimen ... 36
Tabel 4.4 Pengujian Benda Uji Trial Mix I ... 41 BAB V
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Benda Uji dengan CFRP ... 3
Gambar 1.2 CFRP dan GFRP ... 4
Gambar 1.3 Benda Uji Penelitian ... 8
Gambar 1.4 Grafik Hubungan Tegangan dan Regangan ... 8
Gambar 2.1 Grafik Hubungan Tegangan dan Regangan pada Beton ... 17
Gambar 3.1 Flowchart Metodologi Penelitian ... 22
Gambar 3.2 Sketsa Beton saat diroller ... 31
Gambar 3.3 Compression Test Machine ... 32
Gambar 3.4 Foto Benda Uji ... 32
Gambar 3.5 Benda Uji pada Compression Machine ... 33
Gambar 3.6 Grafik yang dihasilkan pada Compression Machine ... 33
Gambar 4.1 Grafik Kuat Tekan Secara Teoritis ... 34
Gambar 4.2 Grafik Hubungan Pembebanan dan Deformasi Vertikal Beton Konvensional ... 37
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Pembebanan dan Deformasi Vertikal Beton dengan CFRP ... 38
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Pembebanan dan Deformasi Vertikal Beton dengan GFRP ... 39
Gambar 4.5 Pola Retak (SNI 1974, 2011) ... 40
DAFTAR NOTASI
σ : Tegangan F/P : Beban Tekan
A : Luas Penampang
ε : Regangan
E : Modulus Elastisitas
F’co : Kuat Tekan Beton tidak terkekang Ec : Modulus Elastisitas Beton
F’cc : Kuat Tekan Beton terkekang Fl : Tegangan akibat kekangan
Kl : Faktor kekangan
Ka/Kb : Faktor efisiensi bentuk penampang
ρf : Rasio perkuatan FRP Ef : Elastisitas FRP
ε cc : Regangan Beton Terkekang
ε fe : Regangan Fraktur Efektif
ε c : Regangan Beton
ε f : Regangan FRP tf : Tebal FRP
n : Jumlah Lapisan FRP D : Diameter Silinder
