PENGARUH PENMAMBAHAN SERAT BENDRAT DENGAN FLY ASH PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS.

(1)

commit to user

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DENGAN

FLY

ASH

PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX

TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN

MODULUS ELASTISITAS

(The Influence of Bendrat Fiber With Fly Ash 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 :

ARIEF BUDI SANTOSO

NIM. I 1112016

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

commit to user

i

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DENGAN

FLY

ASH

MODULUS ELASTISITAS

(The Influence of Bendrat Fiber With Fly Ash Addition on High Strenght Concrete With Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength,

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

ARIEF BUDI SANTOSO

NIM. I 1112016

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(3)

commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

FLY

ASH

PADA BETON MUTU TINGGI METODE

DREUX

MODULUS ELASTISITAS

(The Influence of Bendrat Fiber With Fly Ash Addition on High Strenght Concrete With Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength,

SKRIPSI

Disusun Oleh :

ARIEF BUDI SANTOSO

NIM. I 1112016

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

AIr. Endang Rismunarsi, MTa

(4)

commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN

FLY

ASH

DREUX

MODULUS ELASTISITAS

(The Influence of Bendrat Fiber With Fly Ash Addition on High Strenght Concrete With Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength,

SKRIPSI

Disusun oleh :

ARIEF BUDI SANTOSO

NIM. I 1112016

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :

Hari :

Tanggal : Maret 2015

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. Sugiyarto, MT ………

N I P . 19551121 198702 1 002

Mengetahui, Mengesahkan,

Ketua Jurusan Teknik sipil Ketua Program Studi Non-Reg Fakultas Teknik UNS Fakultas Teknik UNS

(5)

commit to user

iv

LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA

FLY

ASH

MODULUS ELASTISITAS

(The Influence of Bendrat Fiber With Fly Ash Addition on High Strenght Concrete With Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength,

SKRIPSI

Disusun Oleh :

ARIEF BUDI SANTOSO

NIM. I 1112016

Pembimbing :

1. Ir. Slamet Prayitno, MT ……… N I P . 19531227 198601 1 001

(6)

commit to user

iv

MOTO

La Tahzan,Innallaha ma’ana

(QS.At- Taubah ; 40)

Apa Yang kamu Anggap rendah bisa saja mendahului

kamu nantinya, rendah hatilah.

(penulis)

Hay Masalah besar, Aku Punya TUHAN yang lebih besar

(Aisah ; Film 99 Cahaya dilangit Eropa)

Jangan lelah, Jangan Meyerah! Karena Kesuksesan hanya

berkisar antara kening dan Sajadah

(Twitter @Nasehat_Super )

Berhentilah menyesali, mulailah mensyukuri. Berhentilah

Meragukan, dan Mulailah melakukan

(7)

commit to user

v

PERSEMBAHAN

Dengan segenap kerendahan hati kupersembahkan skripsi ini untuk:

1. _{Allah SWT}

2. _{Bapak dan Ibu yang tak henti- hentinya menyayangi dan selalu memberi}

semangat serta Doa yang tak pernah putus untuk putramu ini.

3. _{Adik ku Dinda Amelia Tersayang}

4. _{Rekan Rekan Tim skripsi bendrat yang tak lain teman ,sahabat serta keluarga.}

Kalian Luar Biasa.

5. _{Teman-Teman Transfer Non Reg 2012 Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret}

(8)

commit to user

xv

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

SK SNI = Surat Keputusan Standar Nasional Indonesia

ASTM = American Society for Testing and Materials

LGFC = lightweight gas fiber concrete

UTM = Universal Testing Machine

SSD = Saturated Surface Dry

PBI = Peraturan Beton Indonesia

ACI = American Civil Institute

BS = British Standartds (inggris)

MPa = Mega pascal

KT = Kuat Tekan

KB = Kuat tarik Belah

PPC = Portland Pozzoland Cement

fas = faktor air semen` f’c = Kuat desak beton f’t = Kuatbelahbeton % = Presentase π = Phi (3,14285) σ = Tegangan ɛ = Regangan kg = Kilo gram

gr = gram

m3 = meter kubik

inch = Inchi

cm = centi meter

mm = mili meter

P = Bebanyangdiberikan

A = Luas tampangmelintang

D = Diameter silinder (mm)

Ls = Tinggi silinder (mm)

(9)

commit to user

xvi L = Panjangsemula (mm)

E_c = Modulus elastis composit

E_f = Modulus elastis serat

1 = Factorpanjangserat

0 = Faktororientasiserat

= Faktorefisiensimatrikbeton

V_f = Volume fraksiserat

lf = Panjang serat

df = Diameter serat

sf = Spasi serat

v1 = Volume satu buah serat

vf = Volume seluruh serat

G0 = berat pasir awal (100 gram)

G1 = berat pasir akhir (gram)

d = ∑ persentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan

e = ∑ persentase berat pasir yang tertinggal

C = Derajad Celsius

N = Newton

0 = Faktor orientasi serat

N = Jumlah serat Ɩf = Panjang serat

df = Diameter serat

(10)

commit to user

HALAMAN PENGESAHAN SEMENTARA

FLY ASH

DREUX

TERHADAP

KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS

ELASTISITAS

SKRIPSI

Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Disusun oleh:

ARIEF BUDI SANTOSO I 1112016

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran

Fakultas teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan :

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

(11)

commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya,

sehingga penulis 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. Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta beserta Staf.

2. Ketua Program Studi Non-Reguler Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas

Maret Surakarta beserta Staf.

3. Bapak Edy Purwanto,ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik.

4. Bapak Ir. Slamet Prayitno, MT selaku Dosen Pembimbing I.

5. Ibu Ir. Endang Rismunarsi, MT selaku Dosen Pembimbing II.

6. Bapak Ir. Purwanto, MT selaku Dosen Penguji I

7. Bapak Ir. Sugiyarto, MT selaku Dosen Penguji II

8. Kedua orang tua yang selalu memberikan dukungan baik materiil maupun

doa. Terima kasih telah ada dalam setiap kesulitan yang terjadi selama skripsi

9. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada

umumnya dan mahasiswa pada khususnya.

Surakarta, Maret 2015

(12)

commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

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 ... 4

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 ... 8

2.2.1. Beton ... 8

2.2.2. Beton Serat ... 8

2.2.3. Beton Mutu Tinggi ... 9

(13)

commit to user

x

2.2.4.1. Semen Portland ... 12

2.2.4.2. Agregat ... 13

2.2.4.3. Air ... 15

2.2.4.4 Fly Ash ... 16

2.2.5. Perawatan Beton (curing) ... 17

2.2.6. Metode Dreux... 17

2.2.7. Bahan Tambah ... 19

2.2.7.1. Pengertian Bahan Tambah ... 19

2.2.7.2. Serat Bendrat ... 19

2.2.8. Mekanisme Beton Serat ... 20

2.2.9. Kuat Tekan Beton (f’c) ... 21

2.2.10. Kuat Tarik Belah Beton (ft) ... 25

2.2.11. Modulus Elastisitas (E) ... 26

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Uraian Umum ... 31

3.2. Tahapan Penelitian ... 32

3.3. Alat Uji Penelitian ... 35

3.4. Bahan Uji Penelitian ... 35

3.5. Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar... 36

3.5.1. Standar Pengujian Agregat Halus ... 36

3.5.2. Standar Pengujian Agregat Kasar ... 36

3.5.3. Pengujian Agregat Halus ... 37

3.5.3.1. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus ... 37

3.5.3.2. Pengujian Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus ... 37

3.5.3.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus ... 38

3.5.3.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 39

3.5.4. Pengujian Agregat Kasar ... 40

3.5.4.1. Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar ... 40

3.5.4.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar ... 42

3.5.4.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar ... 42

(14)

commit to user

xi

3.7. Perawatan Benda Uji ... 43

3.8. Pengujian Kuat Tekan ... 43

3.9. Pengujian Kuat Tarik Belah ... 45

3.10. Pengujian Modulus Elastisitas ... 46

BAB IV. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar ... 47

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 47

4.1.1.1. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur ... 47

4.1.1.2. Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik ... 47

4.1.1.3. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus ... 48

4.1.1.4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 49

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 50

4.1.2.1. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar ... 50

4.1.2.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar ... 51

4.2. Rancang Campur Adukan Beton Metode Dreux ... 53

4.3. Hasil Pengujian dan Pembahasan Beton ... 53

4.3.1. Hasil Pengujian Slump Flow ... 53

4.3.2. Hasil Pengujian dan Pembahasan Berat Jenis ... 54

4.3.3. Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Tekan ... 54

4.3.4. Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Tarik Belah ... 59

4.3.5. Hasil Pengujian dan Pembahasan Modulus Elastisitas ... 62

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 69

5.2. Saran ... 70

DAFTAR PUSTAKA ... ix

(15)

commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat

Lampiran B. Mix Desain

Lampiran C. Hasil Pengujian

Lampiran D. Dokumentasi Penelitian

(16)

commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Klasifikasi High Strength Concrete, High Performance Concrete .... 10

Tabel 2.2. Susunan Unsur Semen Portland ... 12

Tabel 2.3. Jenis-jenis Semen Portland. ... 13

Tabel 2.4. Batasan Susunan Butiran Agregat Halus ... 14

Tabel 2.5. Batasan Susunan Butiran Agregat Kasar ... 15

Tabel 3.1. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tekan... 31

Tabel 3.2. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tarik Belah... 32

Tabel 3.3 Jumlah dan Kode Benda Uji Modulus Elastisitas ... 32

Tabel 3.4. Pengaruh Kadar Zat Organik terhadap Presentase Penurunan Kekuatan Beton ... 38

Tabel 3.5. Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM ... 40

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus ... 48

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus... 49

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 50

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar ... 50

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar... 51

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 52

Tabel 4.7. Proporsi campuran adukan beton untuk 1 sampel silinder beton ... 53

Tabel 4.8. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Mutu Tinggi Serat Tembaga... 54

Tabel 4.9. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ... 56

Tabel 4.10. Perubahan Kuat Tekan Beton ... 58

Tabel 4.11. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 60

Tabel 4.12 .Perubahan Kuat Tarik Belah Beton ... 62

(17)

commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Mekanisme Kerja Serat pada Pembebanan Tekan ... 21

Gambar 2.2. Pengujian Kuat Tekan Beton... 24

Gambar 2.3. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton... 26

Gambar 2.4. Alat Pengujian Modulus Elastisitas... 28

Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap Penelitian ... 34

Gambar 3.2. Cara Pengujian Kuat Tekan Beton ... 44

Gambar 3.3. Cara Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 45

Gambar 3.4. Pengujian Modulus Elastisitas ... 46

Gambar 4.1. Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik... 48

Gambar 4.2. Grafik Gradasi Agregat Halus ... 49

Gambar 4.3. Gradasi Agregat Kasar ... 52

Gambar 4.4. Kurva regresi Hasil Pengujian Kuat Tekan ... 57

Gambar 4.5. Diagram Hubungan Kuat Tekan Beton dengan % serat bendrat . 57 Gambar 4.6. Kurva regresi Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 61

Gambar 4.7. Diagram Hubungan Kuat Tarik Belah dengan % serat bendrat .... 61

Gambar 4.8. Nilai Tegangan Regangan Benda Uji BS 0 - 1 ... 64

(18)

commit to user

vi ABSTRAK

Arief Budi Santoso, 2015, Pengaruh Penambahan Serat Bendrat dan Fly Ash

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 bendrat yang berasal dari bahan limbah proyek 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 bendrat 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 bendrat. Peningkatan paling maksimum terdapat pada kadar penambahan serat sebesar 1% dari berat beton. Nilai kuat tekan beton dengan kadar penambahan serat bendrat sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 60,01 MPa; 66,81 MPa; 67,09 MPa; 64,54 MPa; dan 63,41 MPa. Nilai kuat tarik belah beton dengan kadar penambahan serat bendrat sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 2,76 MPa; 4,25 MPa; 4,53 MPa; 3,96 MPa; dan 3,11 MPa. Nilai modulus elastisitas dengan persentase penambahan serat bendrat sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 54035,54 MPa; 181916,25 MPa; 226142,39 MPa; 185587,70MPa dan 44722,19 MPa. Penambahan kadar serat sebesar 1% menghasilkan peningkatan kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas berturut-turut sebesar 11,79%; 64,10%; dan 31,85% dibandingkan dengan beton mutu tinggi tanpa serat.

(19)

commit to user

vii ABSTRACT

Arief Budi Santoso, 2015, The Influence of Bendrat with Fly Ash 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 bendrat fiber derived from wasted electrical materials wiring which is bendrat 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 bendrat 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 bendrat fiber with fly ash. The maximum increasing value is on the fiber addition rate of 1% from the concrete’s weight. The concrete’s compressive strength values with bendrat fiber additional rate of 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 60,01 MPa; 66,81 MPa; 67,09 MPa; 64,54 MPa; dan 63,41 MPa. The

concrete’s split tensile strength values with bendrat fiber additional rate of 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 2,76 MPa; 4,25 MPa; 4,53 MPa; 3,96 MPa; dan 3,11 MPa. The modulus of elasticity values with the bendrat fiber additional rate of 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 54035,54 MPa; 181916,25 MPa; 226142,39 MPa; 185587,70MPa dan 44722,19 MPa. Fiber additional rate of 1% resulting the increase of compressive strength, split tensile strength, and the modulus of elasticity consecutively 11,79%; 64,10%; and 31,85% compared to the high strenght concrete which has no fiber.