commit to user
i
MUTU TINGGI METODE DREUX TERHADAP KUAT TEKAN,
KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS
(The Influence of Copper Fiber Addition on High Strenght Concrete with Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength,
and Modulus of Elasticity)
SKRIPSI
Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun Oleh :
RAHMAT BUDIYANTO
NIM. I 1112072
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
ii
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT TEMBAGA PADA BETON
MUTU TINGGI METODE DREUX TERHADAP KUAT TEKAN,
KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS
(The Influence of Copper Fiber Addition on High Strenght Concrete with Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength,
and Modulus of Elasticity)
SKRIPSI
Disusun Oleh :
RAHMAT BUDIYANTO
NIM. I 1112072
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Dosen Pembimbing I
Ir. Slamet Prayitno, MT NIP. 19531227 198601 1 001
Dosen Pembimbing II
commit to user
iii
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT TEMBAGA PADA BETON
MUTU TINGGI METODE DREUX TERHADAP KUAT TEKAN,
KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS
(The Influence of Copper Fiber Addition on High Strenght Concrete with Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength,
and Modulus of Elasticity)
SKRIPSI
Disusun oleh :
RAHMAT BUDIYANTO
NIM. I 1112072
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret dan diterima guna memenuhi
persyaratan untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Pada Hari : Jumat
Tanggal : 20 Februari 2015
Tim Penguji Pendadaran :
1. Ir. Slamet Prayitno, MT ………
N I P . 19531227 198601 1 001
2. Ir. Endang Rismunarsi, MT ………
N I P . 19570917 198601 2 001
3. Ir. Purwanto, MT ………
N I P . 19610724 198702 1 001
4. Ir. Supardi, MT ………
N I P . 19550504 198003 1 003
Mengetahui, Disahkan
Ketua Jurusan Teknik sipil Ketua Program Studi S1 Non Reguler Fakultas Teknik UNS Jurusan Teknik Sipil
commit to user
iv
MOTTO
“Orang yang cerdas adalah orang yang selalu mengoreksi dirinya dan beramal
untuk sesudah mati. Orang yang bodoh adalah orang yang mengikuti hawa
nafsunya dan berangan-angan kepada Allah” (H.R. Bukhari)
“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat bagi orang lain”
(H.R. Tirmidzi)
“...dan bumi yang telah dibentangkannya untuk makhluk-Nya, didalamnya ada
buah-buahan dan pohon kurma yang mempunyai kelopak dan biji-bijian yang berkulit dan bunga-bunga yang harum baunya. Maka nikmat tuhanmu yang
manakah yang kamu dustakan? (Q.S. Ar-Rahman : 10-13)
The surrest way not to fail is to determinate to succed, people with mediore obility
sometimes a chieve outstanding success the don’t know when to quit, most men
succed because the are dertemines ro”
Cara paling pasti untuk tidak gagal adalah bertekad untuk berhasil, orang yang kemampuannya biasa saja adakalanya mencapai keberhasilan luar biasa karena mereka tidak tahu kapan berhenti, kebanyakan orang berhasil karena memiliki tekad yang kuat. (Richard B. Sheridan).
Dunia yang kita ciptakan adalah buah pikiran kita dan kita tidak akan
commit to user
v
PERSEMBAHAN
Syukur Alhamdulillah atas segala nikmat, karunia serta hidayah Allah SWT
Dan Shalawat serta salam semoga tercurahkan kepada Rasulullah SAW
Dengan segala kerendahan hati kupersembahkan karya ini kepada...
Allah SWT
Dengan Izin dan RidloMu lah ada dan tidaknya sesuatu
Ayah dan Ibu
D ’a ka aya e a
pengorbanan kalian kepada anak-anakmu tercinta
Rekan-rekan Mahasiswa Angkatan 2012 S1 Teknik Sipil Transfer
Terima Kasih atas kerjasamanya selama kuliah, mengerjakan tugas, ujian
hingga Tugas Akhir selama dikampus. Semoga dapat bertemu di lain
kesempatan yang lebih baik lagi.
Semua sahabat-sahabatku...
commit to user
vi
ABSTRAK
Rahmat Budiyanto, 2015, Pengaruh Penambahan Serat Tembaga Pada Beton Mutu Tinggi Metode Dreux Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, dan Modulus Elastisitas, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
Disebabkan perkembangan zaman, struktur bangunan mengalami perkembangan yang sangat pesat. Struktur beton bertulang merupakan salah satu struktur yang sangat diandalkan kekuatannya saat ini dan banyak dimanfaatkan pada pembangunan gedung-gedung tinggi, jembatan dengan bentang panjang, tower dan sebagainya. Struktur demikian membutuhkan beton mutu tinggi dengan kuat tekan lebih besar dari 6000 Psi atau 41,4 MPa yang digunakan untuk menopang komponen struktur. Dengan demikian perlu adanya peningkatan mutu beton dengan langkah menambahkan serat pada beton segar, maka dipilihlah bahan tambah serat tembaga yang berasal dari bahan limbah kabel listrik atau daur ulang yang tidak bermanfaat, untuk dimanfaatkan kembali sebagai bahan tambah yang
bertujuan meningkatkan kuat tekan beton. Tujuan penelitian ini adalah untuk
mengetahui pengaruh penambahan serat tembaga terhadap sifat-sifat mekanik
beton berupa kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas.
Metode yang digunakan adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di laboratorium Bahan UNS. Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm untuk pengujian kuat tekan, dan kuat tarik belah dan modulus elastisitas. Benda uji masing-masing berjumlah 4 buah untuk 1 variasi kadar penambahan serat. Persentase serat yang digunakan adalah 0%; 0,5%; 1%; 1,5%;
dan 2%. Pengujian menggunakan alat CTM (Compression Testing Machine).
Perhitungan yang digunakan adalah analisis statistik dengan regresi linear pada
batas elastis beton menggunakan program Microsoft Excel.
Hasil dari penelitian ini adalah peningkatan nilai kuat tekan, kuat tarik belah, dan
modulus elastisitas beton mutu tinggi setelah ditambah serat tembaga.
Peningkatan paling maksimum terdapat pada kadar penambahan serat sebesar 1% dari berat beton. Nilai kuat tekan beton dengan kadar penambahan serat tembaga sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 41,61 MPa; 43,60 MPa; 46,43 MPa; 42,68 MPa; dan 42,04 MPa. Nilai kuat tarik belah beton dengan kadar penambahan serat tembaga sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 2,25 MPa; 2,55 MPa; 3,36 MPa; 2,90 MPa; dan 2,48 MPa. 2,55 MPa; 3,36 MPa; 2,90 MPa; dan 2,48 MPa. Nilai modulus elastisitas dengan persentase penambahan serat tembaga sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 22066,75 MPa; 24268,74 MPa; 25851,75 MPa; 22663,62 MPa dan 22106,82 MPa. Penambahan kadar serat sebesar 1% menghasilkan peningkatan kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas berturut-turut sebesar 11,56%; 49,37%; dan 17,15% dibandingkan dengan beton mutu tinggi tanpa serat.
Kata kunci : Beton Mutu Tinggi, Serat Tembaga, Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah,
commit to user
vii
ABSTRACT
Rahmat Budiyanto, 2015, The Influence of Copper Fiber Addition on High Strenght Concrete with Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity, Thesis of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University.
Due to the times, the development of building structure has very rapid. Reinforced concrete structure is one that is very realible structure strenght today and widely used in the construction of high rise buildings, bridge with a lenght, and towers etc. This structure requires a high strenght concrete with compressive strength
more than 6000 Psi or 41,4 MPa. The solution to improve this concrete’s strength
is by adding fiber to concrete, then select the additional material copper fiber derived from wasted electrical materials wiring which is copper fiber that come from recycled useles materials to increase the compressive strenght of concrete. The purpose of this study is to determine the effect of copper fiber addition to the
concrete’s mechanical properties, such as compressive strength, split tensile
strength, and modulus of elasticity.
The used method is an experimental method that will be conducted in the Material Laboratory of UNS. The specimen is in form of cylinder with diameter of 15 cm and height of 30 cm for testing the compressive strength, split tensile strength and modulus of elasticity. Each specimen consist of 4 pieces for 1 variation of fiber additional rate. The used fiber precentage are 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2%. This experiment using CTM (Compression Testing Machine) tool. The used calculation is statictic analysis with linear regression on the elasticity limit of the concrete using Microsoft Excel.
The result of the research is the increase of the value of high strenght concrete’s compressive strength, split tensile strength, and modulus of elasticity after added by copper fiber. The maximum increasing value is on the fiber addition rate of 1%
from the concrete’s weight. The concrete’s compressive strength values with
copper fiber additional rate of 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 41,61 MPa;
43,60 MPa; 46,43 MPa; 42,68 MPa; dan 42,04 MPa. The concrete’s split tensile
strength values with copper fiber additional rate of 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 2,25 MPa; 2,55 MPa; 3,36 MPa; 2,90 MPa; dan 2,48 MPa. 2,55 MPa; 3,36 MPa; 2,90 MPa; dan 2,48 MPa. The modulus of elasticity values with the copper fiber additional rate of 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 22066,75 MPa; 24268,74 MPa; 25851,75 MPa; 22663,62 MPa dan 22106,82 MPa. Fiber additional rate of 1% resulting the increase of compressive strength, split tensile strength, and the modulus of elasticity consecutively 11,56%; 49,37%; and 17,15% compared to the high strenght concrete which has no fiber.
commit to user
ix
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan
hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan baik.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka
banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya
penyusunan skripsi ini. Untuk itu, Penyusun ingin menyampaikan ucapan
terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
3. Bapak Ir. Slamet Prayitno, MT selaku Dosen Pembimbing I.
4. Ibu Ir. Endang Rismunarsi, MT selaku Dosen Pembimbing II.
5. Tim Penguji Pendadaran.
6. Bapak Ir. Slamet Prayitno, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik.
7. Rekan-rekan tim beton serat tembaga : Andi, Agung, dan Eko yang telah
membantu selama penyelesaian skripsi.
8. Teman-teman Mahasiswa Sipil Transfer 2012 UNS.
9. Semua pihak yang telah membantu penyusun dalam menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada
umumnya dan mahasiswa pada khususnya.
Surakarta, Februari 2015
commit to user
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
MOTTO ... iv
PERSEMBAHAN ... v
ABSTRAK ... vi
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ... xv
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 3
1.3. Batasan Masalah ... 3
1.4. Tujuan Penelitian ... 3
1.5. Manfaat Penelitian ... 4
1.5.1. Manfaat Teoritis ... 4
1.5.2. Manfaat Praktis ... 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ... 5
2.2. Landasan Teori... 7
2.2.1. Material Dasar Pembentuk Beton ... 7
2.2.1.1. Semen Portland ... 7
2.2.1.2. Agregat ... 8
commit to user
x
2.2.2. Perawatan Beton (Curing) ... 11
2.2.3. Beton Metode Dreux ... 12
2.2.4. Beton Serat ... 12
2.2.5. Pengertian Serat ... 14
2.2.6. Beton Mutu Tinggi Metode Dreux Berserat Tembaga ... 15
2.2.7. Sifat Struktural Beton Serat ... 15
2.2.8. Konsep Beton Serat... 16
2.2.9. Mekanisme Kerja Serat ... 17
2.2.10. Kuat Tekan Beton (f’c) ... 19
2.2.11. Kuat Tarik Belah Beton (ft) ... 19
2.2.12. Modulus Elastisitas (E) ... 20
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Uraian Umum... 23
3.2. Tahapan Penelitian ... 24
3.3. Alat Uji Penelitian... 27
3.4. Bahan Uji Penelitian ... 30
3.5. Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar ... 30
3.5.1. Standar Pengujian Agregat Halus ... 33
3.5.2. Standar Pengujian Agregat Kasar ... 31
3.5.3. Pengujian Agregat Halus ... 31
3.5.3.1. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus ... 31
3.5.3.2. Pengujian Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus ... 31
3.5.3.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus ... 32
3.5.3.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 33
3.5.4. Pengujian Agregat Kasar ... 34
3.5.4.1. Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar ... 34
3.5.4.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar ... 35
3.5.4.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar ... 36
3.6. Pembuatan Benda Uji ... 36
3.7. Perawatan Benda Uji... 37
commit to user
xi
3.9. Pengujian Modulus Elastisitas ... 39
3.10. Pengujian Kuat Tarik Belah ... 41
BAB IV. DATA, ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar... 43
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 43
4.1.1.1. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur ... 43
4.1.1.2. Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik ... 43
4.1.1.3. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus... 44
4.1.1.4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 44
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 46
4.1.2.1. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar... 47
4.1.2.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar ... 48
4.2. Rancang Campur Adukan Beton Metode Dreux ... 50
4.3. Hasil Pengujian dan Pembahasan Beton ... 51
4.3.1. Hasil Pengujian Slump Flow ... 51
4.3.2. Hasil Pengujian dan Pembahasan Berat Jenis ... 51
4.3.3. Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Tekan ... 52
4.3.4. Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Tarik Belah ... 56
4.3.5. Hasil Pengujian dan Pembahasan Modulus Elastisitas ... 60
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 65
5.2. Saran ... 67
DAFTAR PUSTAKA ... xvii
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland ... 7
Tabel 2.2. Jenis–jenis Semen Portland ... 8
Tabel 2.3. Batasan Susunan Butiran Agregat Halus. ... 9
Tabel 2.4. Batasan Susunan Butiran Agregat Kasar ... 10
Tabel 3.1. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tekan... 23
Tabel 3.2. Jumlah dan Kode Benda Uji Modulus Elastisitas ... 24
Tabel 3.3 Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tarik Belah... 28
Tabel 3.4. Pengaruh Kadar Zat Organik terhadap Presentase Penurunan Kekuatan Beton ... 32
Tabel 3.5. Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM ... 34
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus ... 44
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus... 45
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 46
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar ... 47
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar... 48
Tabel 4.6. Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 49
Tabel 4.7. Proporsi campuran adukan beton untuk 1 sampel silinder beton ... 50
Tabel 4.8. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Mutu Tinggi Serat Tembaga... 51
Tabel 4.9. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ... 53
Tabel 4.10. Perubahan Kuat Tekan Beton ... 55
Tabel 4.11. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 57
Tabel 4.12 .Perubahan Kuat Tarik Belah Beton ... 59
commit to user
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Serat Tersebar Merata Dalam Beton ... 14
Gambar 2.2. Serat Dalam Beton ... 18
Gambar 2.3. Aksi Serat Bersama Pasta Semen ... 18
Gambar 2.4. Aksi Pasak Dalam Beton ... 18
Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap Penelitian ... 26
Gambar 3.2. Timbangan Bascule ... 27
Gambar 3.3. Ayakan Untuk Sieve Analysis... 27
Gambar 3.4. Oven ... 28
Gambar 3.5. Mesin Los Angeles ... 28
Gambar 3.6. Cetakan Silinder ... 28
Gambar 3.7. Compression Testing Machine ... 29
Gambar 3.8. Menimbang bahan-bahan campuran adukan beton ... 36
Gambar 3.9. Pencampuran adukan beton ... 37
Gambar 3.10. Cara Pengujian Kuat Tekan Beton ... 38
Gambar 3.11. Gambar Pengujian Kuat Tekan Beton ... 39
Gambar 3.12. Cara Pengujian Modulus Elastisitas ... 40
Gambar 3.13. Gambar Pengujian Modulus Elastisitas... 41
Gambar 3.14. Cara Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 42
Gambar 3.15. Gambar Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 42
Gambar 4.1. Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik... 44
Gambar 4.2. Gradasi Agregat Halus ... 45
Gambar 4.3. Gradasi Agregat Kasar ... 48
Gambar 4.4. Diagram Hubungan Kuat Tekan Beton dengan % Serat Tembaga 54 Gambar 4.5. Kurva Regresi Hasil Pengujian Kuat Tekan ... 54
Gambar 4.6. Diagram Hubungan Kuat Tarik Belah Beton dengan % Serat Tembaga ... 58
Gambar 4.7. Kurva Regresi Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 58
Gambar 4.8. Nilai Tegangan Regangan Benda Uji BS 0 - 1 ... 61
commit to user
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A : Pengujian Agregat
Lampiran B : Perancangan Campuran Adukan Beton
Lampiran C : Hasil Pengujian Benda Uji
Lampiran D : Dokumentasi Penelitian
commit to user
xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
% = Persentase
π = Phi (3,14285)
oC = Derajat celcius
fc’ = Kuat tekan beton
ft = Kuat tarik belah beton
A = Luas permukaan benda uji tertekan
V = Volume benda uji silinder
P = Beban tekan
Ec = Modulus elastisitas beton
� = Regangan aksial
Δl = Penurunan arah longitudinal
L = Tinggi beton relatif (jarak antara dua ring dial exstensometer)
d = Diameter
S2 = Tegangan sebesar 0,4 fc’
S1 = Tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudional akibat
tegangan sebesar 0,00005
�2 = Regangan longitudinal akibat tegangan S2
w/p = volume air / volume powder
in = Inchi
m = Meter
μm = Mikrometer
mm = Milimeter
cm = Centimeter
gr = Gram
kg = Kilogram
lt = Liter
ml = Mililiter
MPa = Mega Pascal
kN = Kilo Newton
commit to user
xvi
PP = Polypropylene
KTME = Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas
KTB = Kuat Tarik Belah
ASTM = American Society for Testing and Material
ACI =American Concrete Institue
