Studi Eksperimental Evaluasi Pengaruh Penambahan Serat Tempurung Kelapa terhadap Kuat Tarik Beton Normal

(1)

Studi Eksperimental Evaluasi Pengaruh Penambahan Serat Tempurung Kelapa terhadap Kuat Tarik Beton Normal

R. ARIANTO^1,*dan MAIDIAWATI^2,*

1)PT Jaya Sentrikon Indonesia

2)Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Padang, Padang

*Corresponding author: romy_labqcjsi@yahoo.com, maidiawati@yahoo.com

Abstrak: Beton merupakan material kontruksi yang bersifat getas sehingga memiliki kuat tarik yang ke- cil. Beberapa inovasi campuran material beton dengan penambahan material serat untuk meningkatkan kuat tarik beton tersebut. Makalah ini memuat hasil studi eksperimen evaluasi pengaruh penambahan serat tempurung kelapa terhadap nilai kuat tekan dan kuat tarik beton yang dibandingkan dengan beton tanpa serat. Penambahan serat tempurung sebanyak 1%, 2% dan 5% mengakibatkan penurunan kuat tekan beton masing-masing sebesar 13.83%, 20.69%, dan 13.95%. Berdasarkan uji belah pada benda uji silinder beton didapatkan bahwa penambahan serat tempurung sebanyak 1% mengakibatkan penurunan kuat tarik beton sebesar 6,19%, penambahan serat tempurung 2% maka beton mengalami menurunkan kuat tarik sebesar 14.08%, dan penambahan serat tempurung 5% mengakibatkan penurunan kuat tarik sebesar 1.22%. Hasil ini menunjukan bahwa penambahan beton dengan serat tempurung tidak memberikan peningkatan terhadap kuat tekan dan kuat tarik beton.

Kata kunci: beton normal, kuat tarik, serat tempurung kelapa, uji belah gedung beton bertulang

1. PENDAHULUAN

Beton banyak dipakai sebagai bahan konstruksi karena banyak memiliki kelebihan-kelebihan dibandingkan dengan bahan lainnya. Kelebihan beton diantaranya harga yang relatif murah, mempunyai kekuatan yang baik, bahan baku mudah didapat, tahan lama, dan tahan terhadap api. Hal lain yang mendasari pemilihan dan penggunaan beton sebagai bahan konstruksi adalah faktor efektifitas dan faktor efisiensinya.

Secara umum bahan pengisi (filler) beton terbuat dari bahan-bahan yang mudah diperoleh, mudah dikerjakan (workability) dan mempunyai keawetan (durability) serta kekuatan (strength) yang sangat diperlukan dalam suatu konstruksi. Dari sifat yang dimiliki beton itulah menjadikan beton sebagai bahan alternatif untuk dikembangkan baik bentuk fisik maupun metode pelaksanaanya.

Inovasi teknologi beton selalu dituntut guna menjawab tantangan akan kebutuhan, beton yang dihasilkan diharapkan mempunyai kualitas yang baik

meliputi kekuatan dan daya tahan tanpa mengabaikan nilai ekonomis. Berbagai penelitian dan percobaan dibidang beton dilakukan sebagai upaya untuk meningkatkan kualitas beton. Teknologi bahan yang diperoleh dari hasil penelitian dan percobaan tersebut dimaksudkan untuk menjawab tuntutan yang semakin tinggi terhadap pemakaian beton serta mengatasi kendala-kendala yang sering terjadi pada pengerjaan.

Pengujian beton di laboratorium memberikan keterangan mengenai ketahanan suatu bahan atau perubahan bentuk yang terjadi akibat gaya-gaya yang diberikan. Salah satu kelemahan dari beton adalah kemampuan menahan tarik yang rendah [1].

Serat merupakan salah satu jenis bahan tambahan (additif) yang umum digunakan untuk campuran adukan beton. Dengan penambahan serat, beton menjadi lebih tahan retak dan tahan benturan sehingga beton menjadi lebih daktail dari pada beton biasa. Menurut Tjokrodimulyo [2], kuat tekan beton

(2)

digunakan memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi dari pada beton.

2. TINJAUAN PUSTAKA

Beton didapat dari pencampuran bahan-bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir, koral atau batu pecah, dan bahan semacam lainya, dengan menambahkan secukupnya bahan perekat semen, serta air sebagai bahan pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung. Agre- gat halus dan kasar, disebut sebagai bahan susun dasar campuran, yang merupakan komponen utama beton. Nilai kekuatan serta daya tahan (durability) beton meru- pakan fungsi dari banyak faktor, diantaranya nilai banding campuran dan mutu bahan susun, metode pelaksanaan penge- coran, pelaksanaan finishing, temperatur, dan kondisi perawatan pengerasannya.

Seiring dengan penambahan umur, beton akan semakin mengeras dan akan menca- pai kekuatan rencana (f’_c) pada usia 28 hari.

Beton terbentuk atas dasar dari beberapa material alami atau buatan sehingga membentuk suatu massa yang kompak dan kokoh [1]. Air sebagai media pen- campur untuk pengerasan beton mempunyai kedudukan 8-10% atau kurang lebih 10% dalam campuran beton, semen yang berfungsi sebagai bahan perekat dalam beton mempunyai kedudukan 12-18%

atau kurang lebih 15%, agregat halus (pasir) mempunyai kedudukan antara 28-35%

atau kurang lebih 30%, dan agregat kasar (kerikil) mempunyai kedudukan 40-50%

atau kurang lebih 45% dalam adukan beton tempurung merupakan lapisan keras yang terdiri dari lignin, selulosa, metoksil dan berbagai mineral. Kandungan bahan- bahan tersebut beragam sesuai dengan jenis kelapanya. Struktur yang keras disebabkan oleh silikat (SiO2) yang cukup tinggi kadarnya pada tempurung. Berat

keseluruhan buah kelapa [2].

Secara visual tempurung kelapa apabila dilebur performanya akan nam- pak cukup baik jika dijadikan bahan tambahan untuk campuran beton. Me- nurut Tjokrodimuljo [3], bahwa ge- las/kaca bisa dijadikan material serat pada adukan beton. Secara visual baik kaca maupun tempurung kelapa apabila dilebur, performanya tidak jauh berbeda, yaitu berbentuk serpihan yang keras.

Sehingga karakteristiknya pun diperki- rakan sama. Maka secara logika tempurung kelapa jika dijadikan material serat pengaruhnya akan sama atau bahkan lebih tinggi dari pada kaca. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain:

1. Kekuatan dan keuletan tempurung kelapa lebih tinggi daripada kaca (kaca lebih getas daripada tempurung kelapa). Kekuatan dan keuletan yang tinggi umumnya mengakibatkan modulus elastisitas tinggi, sehingga akan menghasilkan beton dengan modulus elastisitas tinggi pula.

2. Akibat sisa-sisa sabut kelapa teks- tur permukaan tempurung kelapa lebih kasar daripada kaca, sehingga ikatannya dengan pasta semen akan lebih kuat yang pada akhirnya akan menambah kekuatan beton.

Penelitian yang dilakukan sebe- lumnya oleh Iwan Rustendi [4] didapatkan bahwa penambahan serat tempurung kelapa dengan ukuran maksimum 20×20 mm dengan nilai penambahan yang mencapai 15% mengakibatkan meningkatnya nilai kuat tarik beton sebesar 36, 81% dan mengakibatkan terjadinya penurunan nilai kuat tekan beton yang mencapai 40,09%.

(3)

3. METODOLOGI PENELITIAN Secara umum pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah menguji kekuatan tekan dan kekuatan tarik belah beton normal serta beton dengan tambahan serat tempurung kelapa.

Nilai kuat tekan beton dengan pengujian seperti ditunjukan dalam Gambar 1 dapat dihitung dengan formula sabagai berikut:

)

' (

A MPa

f_c P (1)

Dimana: P = beban (ton/ kN), A = luas Penampang Silinder.

Gambar 1. Uji Kuat tekan beton Uji kuat tarik beton dapat dilakukan dengan cara yang paling mudah dan sering dilakukan adalah percobaan membelah silinder tersebut (Spilt Cylinder Test).

Dengan membelah sylinder seperti diperlihatkan dalam Gambar 2 dibawah ini. Nilai kuat tarik beton dihitung dengan persamaan 2.

Gambar 2. Uji belah silinder

) . (

.

2 MPa

D L

P

trk 

 

(2) Dimana :

P = beban max (kN) L = panjang silinder (mm) D = diameter silinder (mm)

Penelitian diawali dengan melakukan pengadaan material diantaranya agregat halus (pasir), split (batu pecah), semen sak type 1, dan bahan pengisi tambahan tempurung kelapa yang berasal dari berbagai sumber di Padang Pariaman.

Dalam penelitian ini yang bertindak sebagai variabel bebas adalah besarnya nilai penambahan tempurung kelapa ditentukan sebanyak 0%, 1%, 2% dan 5% dari total volume beton keseluruhan dan ukuran serat tempurung kelapa rata- rata ditentukan berukuran 5-10 mm.

Sedangkan variabel terikat (Dependent Variabel) adalah kuat tekan dan kuat tarik beton hasil pengujian bentuk benda uji silinder 15×30 cm pada umur 7, 14 dan 28 hari masing-masing sebanyak 3 buah.

4. HASIL PEMBAHASAN

Dari hasil uji sisfat fisika dari pada keseluruhan material pembentuk beton maka dilanjutkan dengan perencanaan mix design beton, adapun Rekapitulasi hasil perencanaan rancangan beton f_c’ = 20 Mpa masing-masing variabel dengan volume total 1m³ dapat dilihat pada Tabel 1.

Berdasarkan SNI 03-1970-1990 [5, 6] hasil rancangan beton tersebut masih dikategorikan kepada Beton normal dimana berat satuan berkisar antara 2.200 kg/m³ – 2.500 kg/m³.

Benda uji

(4)

Tabel 1: Komposisi campuran untuk kuat tekan beton f_c’: 20 MPa Volume

(m³)

Proporsi Campuran Beton Berat Jenis Beton se-

gar (Kg)

Keterangan Air

(kg)

Semen (kg)

Agregat Halus

(kg)

Agregat Kasar

(kg)

Tempu- rung 0%

1.00

200 345 774 994 - 2313 Beton Normal

200 345 774 968 9.87 2296

Beton Normal + Serat Tempurung

1%

200 345 774 941 19.74 2280

2%

200 345 774 865 48.00 2232

5%

4.1 Analisa Hasil Kuat Tekan Beton Perbandingan nilai kuat tekan beton dengan penambahan serat tempurung kelapa ditunjukan pada Gambar 3. Gambar ini menunjukan bahwa nilai kuat tekan beton dengan penambahan serat tempurung kelapa mengalami penurunan nilai sebesar 13.83%, 20,69%, dan 13.95% untuk masing-masing variabel 1%, 2% da 5%. Dari ketiga variabel penambahan serat tempurung kelapa untuk kuat tekan beton normal penambahan serat tempurung kelapa cukup berpengaruh terhadap nilai kekuatan tekan beton, hal ini diasumsikan atas beberapa hal berikut:

1. Penurunan nilai kuat tekan beton tidak berbanding lurus dengan penambahan serat tempurung kelapa 1%, 2% dan 5% hal ini disebabkan dosis penambahan serat masih dalam batas normal, hal ini terlihat juga dari berat jenis beton segar dimana ketiga variabel penambahan serat tempurung kelapa masih tergolong kepada beton normal dengan berat jenis yang disyaratkan berkisar antara 2,200 kg/m3 s/d 2500 kg/m³

2. Dengan mempedomani nilai modulus elastisitas beton dimana, beton dengan

penambahan serat tempurung kelapa yang mengalami penurunan nilai, asumsi awal hal ini terjadi akibat nilai modulus elastisitas material tempurung kelapa lebih rendah dari pada material pembentuk beton lainnya.

3. Asumsi lain yang mengakibatkan terjadinya penurunan nilai kuat tekan beton dengan menggunakan serat tempurung kalapa disebabkan proses pembersihan tempurung kelapa, dimana permukaan dibersih- kan sampai serabut permukaan tempurung menjadi bersih, sehingga rekatan pada permukaan tempurung menjadi tidak maksimal dan mengakibatkan pasta beton mudah terlepas dari tempurung kelapa.

4.2 Analisa Hasil Kuat Tarik Beton Perbandingan nilai kuat tarik beton dengan penambahan serat tempurung kelapa ditunjukan pada Gambar 4. Den- gan melihat hasil nilai kuat tarik belah rata-rata beton terlihat perbedaan nilai yang mencapai 6.19%, 14.08%, dan 1.22% untuk masing-masing variabel 1%, 2% dan 5%. Hal ini terjadi akibat

(5)

beberapa hal yang perlu dicermati diantaranya:

1. Asumsi pertama terjadinya penurunan nilai kuat tekan beton dengan mneg- gunakan serat tempurung kalapa disebabkan proses pembersihan tempurung kelapa, dimana permukaan diber- sihkan sampai serabut permukaan permukaan tempurung menjadi bersih.

sehingga rekatan pada permukaan tempurung menjadi tidak maksimal dan mengakibatkan pasta beton meng- gelincir.

2. Asumsi kedua terjadinya penurunan nilai kuat tarik belah beton disebabkan ukuran dari tempurung kelapa yang

berukuran maksimal 10 mm, hal ini mengakibatkan fungsi tempurung kelapa sebagai bahan tambahan serat dalam campuran beton menjadi tidak optimal, sehingga tidak mengakibatkan peningkatan terhadap kuat tarik belah beton.

Untuk gambaran karakterisrik pengaruh serat tempurung kelapa terhadap kuat tarik beton normal, berikut diberikan mengenai perbandingan nilai kuat tekan dan kuat tarik belah beton masing-masing variabel penambahan serat tempurung kelapa, perbandingan diukur dari hasil umur rencana 28 hari yang di tunjukan pada Tabel 2.

Gambar 3. Grafik korelasi kuat tekan rata-rata beton normal dengan persentase penam- bahan serat tempurung kelapa

Gambar 4. Grafik korelasi kuat tarik belah rata-rata beton normal dengan persentase penambahan serat tempurung kelapa

0.00 10.00 20.00 30.00

7 hari Umur Uji14 hari 28 hari

Nilai Kuat Tekan Beton Rata-rata Berbagai Umur (Mpa)

0%

1%

2%

5%

0.00 1.00 2.00 3.00

7 hari 14 hari 28 hari

Umur Uji

Nilai Kuat Tarik Belah Beton Rata-rata Berbagai Umur (Mpa)

0%

1%

2%

5%

(6)

Tabel 2. Perbandingan nilai kuat tarik belah dengan kuat tekan beton

Hasil ini memperlihatkan karakteristik tempurung kelapa sebagai serat dalam campuran beton pada belum mampu meingkatkan nilai kuat tarik belah beton.

Adapun perbedaan nilai yang terdapat pada tabel 2 di atas masih tergolong kepada nilai kuat tarik belah beton normal yang berksar antara 9%-15%

5. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelititan yang teah dilakukan dengan mengkaji pengaruh penambahan serat tempurung kelapa teraap kekuatan tarik dan kekuatan tekan beton normal maka didapatkan kesimpulan hasil sebagai berikut:

1. Perbandingan antara kuat tekan beton normal dengan beton + serat tempurung kelapa tidak meningkatkan nilai kuat tekan beton, dimana penambahan serat tempurung 1% mengalami penurunan kuat tekan sebesar 13.83%, penambahan serat tempurung 2% mengalami penurunan kuat tekan sebesar 20.69%, penambahan serat tempurung 5% mengalami penurunan kuat tekan sebesar 13.95%.

2. Perbandingan antara kuat tarik belah beton normal dengan kuat tarik belah baton dengan serat tempurung kelapa juga tidak meningkatkan nilai kuat ta-

rik belah beton, dimana penambahan serat tempurung 1% mengalami penurunan kuat tarik belah beton sebesar 6,19%, penambahan serat tempurung 2% mengalami penurunan kuat tarik belah beton sebesar 14.08%, penambahan serat tempurung 5% mengalami penurunan tarik belah beton sebesar 1.22%.

3. Kuat tarik belah beton tanpa serat kelapa mencapai 10,63%, penambahan serat tempurung kelapa 1%

hasil kuat tarik belah beton mencapai 10,46%, penambahan serat tempurung kelapa 2% hasil kuat tarik belah beton mencapai 9,88%, penambahan serat tempurung kelapa 5% hasil kuat tarik belah beton mencapai 10,49%. Jadi pada dasar- nya nilai kuat tarik belah beton dengan penambahan serat tempurung kelapa masih tergolong kepada kuat tarik belah normal yang berkisar antara 9%-15%.

4. Nilai modulus elastisitas beton mengalami penurunan dengan penambahan serat tempurung kelapa, dimana hanya berkisar 92.02%, 91.64%, dan 91.11% masing- masing untuk serat 1%, 2% dan 5%

jika dibandingkan dengan beton normal

No

Variabel Serat Tempurung Kelapa (%)

Kuat Tekan Beton (Fc)

28 hari

Kuat Tarik Belah Beton

(Ft) 28 hari

Perbandingan Nilai Kuat Ta- rik Belah Dengan Kuat Te-

kan Beton (%)

1 2 3 4 5 = (4/3)x100

1 0% 22.97 2.44 10.63

2 1% 19.46 2.03 10.46

3 2% 19.27 1.90 9.88

4 5% 19.05 2.00 10.49

(7)

5. DAFTAR PUSTAKA

1. G. Rani Iskandar (2009), “Teknologi Beton Teori Dan Praktik”, Penerbit UNP Press.

2. Ibnusantoso, G, (1988), (mecoho 2009), Dalam artikel berjudul ” Tempurung Kela- pa Serta ” http://www.sharemyeyes.com 3. Kardiyono Tjokrodimulyo, (1996), “Tek-

nologi Beton” Penerbit Nafri, Yogyakarta 4. Rustendi Iwan, (2004), Dalam Jurnal

Penelitian “Pengaruh Pemanfaatan

Tempurung Kelapa Sebagai Material Serat Terhadap Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Beton”, Penerbit Media Komunikasi Teknik Sipil.

5. SNI 03-1970-1990, “Metode Pengujian Jumlah Bahan Dalam Agregat Yang Lolos Saringan No.200 (0,075 Mm)”, Pusjatan Balitbang PU

6. SNI 03-1970-1990, Metode Pengujian Berat Jenis Dan Penyerapan Air Agre- gat Halus, Pusjatan Balitbang PU