i
SUSUT BETON KERTAS PADA VARIASI CAMPURAN
Shrinkage of Papercrete at a Variety of Proportions
SKRIPSI
Disusun Sebagai Sal ah Satu Syarat Untuk Mem peroleh G elar Sarjana Pada
Jurusan Teknik Sipil Fak ultas Teknik Universitas Sebelas Mare t
oleh :
ANDRI RAHMADHON
I 0105038
JURUSA N TEKNIK SIPIL FA KULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
SUSUT BETON KERTAS PADA VARIASI CAMPURAN
Shrinkage of Papercrete at a Variety of Proportions
oleh :
ANDRI RAHMADHON
I 0105038
T elah disetujui untuk dipert ahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan T eknik Sipil Fakultas T eknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan Dosen Pembim bing
Dosen Pembimbing I
Achmad Basuki, ST , MT NIP 19710901 199702 1 001
Dosen Pem bim bing II
iii
SUSUT BETON KERTAS PADA VARIASI CAMPURAN
Shrinkage of Papercrete at a Variety of Proportions
SKRIPSI
Disusun Oleh:
ANDRI RAHMADHON
NIM I0105038
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan T eknik Sipil Fakultas T eknik Universitas Sebelas Maret pada hari Rabu, 13 Januari 2010
iv
MOTTO
R a i hl ah m i m p i m u den g an ber u sah a da n b er d o’ a
I k h t i a r a d a l a h a m a l , sed an g ka n h a si l a d a l ah k ehen d a k A l l ah
Sesu n gg u h n y a am al seseor an g ber ga n t u n g p a d a n i a t n y a
M u l a i l a h d a r i d i r i sen di r i , da r i h a l y a n g p al i n g k eci l , d ar i saa t i n i
H a l y an g p a l i n g j a u h ad a l a h m a sa l a l u , m a k a j an ga n k au si a -si ak an w a k t u m u
v
PERSEMBAHAN
Penulis persembahkan karya ini untuk :
Bapak Mamak tercinta
U n tu k sem u a pen gor ban a n dan k asi h say ang y a ng t ak
per nah t er bal a s, m akasih t el ah m em bi ay ai ak u sam pai
ban gk u k ul i ah.
Seluruh Keluarga,
y ang secar a l an gsu ng dan t i dakl an gsu ng m em bant u ku sel am a in i .
Teman-teman angkatan 2005
at as ban tu a nn y aRekan skripsi: Afra, Anton, Arqowi
Hendra, Kusnanto,
un tu k sem u an y aBowo, Sidik, Nana,
u n tu k Logi st i kn y aNining,
u nt u k k esedi a an y a ber bagi r asa dengan k uDan seluruh teman yang tidak bisa disebutkan
satu-persatu
vi
ABSTRAK
Andri Rahmadhon, 2009. SUSUT BETON KERT AS PADA VARIASI CAMPURAN. Skripsi, Jurusan T eknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakart a.
Beton kert as (papercrete) m erupakan suatu material yang terbuat dari campuran kert as dengan portland semen. Kert as yang digunakan dalam penelitian ini adalah lim bah kert as koran yang kemudian diolah m enjadi bubur kertas dengan tujuan untuk mempermudah dalam pengadukan cam puran. Beton kertas digunakan sebagai salah satu bahan alternatif seperti dinding part isi, blok, panel, plesteran dan lain-lain yang ram ah lingkungan. Untuk menambah kinerjanya, dalam pem buatan beton kert as dapat ditam bahkan agregat seperti pasir, kaolin dan bahan lainnya unt uk mendapatkan beton kert as dengan karakteristik yang diinginkan. Hal yang menghalangi saat ini adalah pengetahuan yang kurang mengenai sifat-sifat beton kert as, karena beton kert as kurang berkembang terutama di Indonesia. Penelitian ini akan m enunjukkan perilaku susut (shrinkage) beton kert as. Nilai susut (shrinkage) yang diperoleh diharapkan dapat m enunjukkan seberapa besar nilai susut dari beton kert as.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperim ental laboratorium . Pada penelitian ini digunakan beberapa variasi campuran yaitu dengan variasi perbandingan berat sem en, kertas, pasir (SKP) 111, SKP 121, SKP 131, SKP 112, SKP 122 dan SKP 132. Pengamatan ini akan m enghasilkan data susut beton kert as kem udian dianalisis sehingga dapat diketahui seberapa besar susut beton kert as pada masing-masing variasi kemudian dibandingkan dengan susut yang terjadi pada beton normal dan cam puran yang menghasilkan nilai susut terkecil. Analisis data menunjukkan bahwa dengan penambahan proporsi kert as akan memperbesar nilai susut. Sebaliknya, dengan penambahan proporsi pasir akan mengurangi nilai susut dari beton kert as tersebut. Beton kertas SKP 112 m em iliki nilai susut terkecil yakni sebesar 4843,06 m icrostrain. Dari analisis juga diketahui bahwa pola shrinkage beton kert as berbeda dari beton norm al. Hal ini dikarenakan kandungan air yang besar pada beton kertas dan proses pengerasannya yang lebih lam bat dibanding beton norm al.
ABST RACT
Andri Rahmadhon, 2009. SHRINKAGE OF PAPERCRET E ON VARIOUS MIXTURE. T hesis, Civil Engineering depart ment, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University of Surakart a.
Papercrete is a material m ade of paper a m ixed with portland cem ent . T he paper used in this study is waste newsprint which was processed to a pulp in order to facilitate the stirring mixt ure. Papercrete used as one of alternative m aterials such as wall part itions, blocks, panels, stucco and ot her environmentally friendly. To add to its perform ance in the m anufacture of papercret e can be added aggregates such as sand, kaolin and ot her materials to obtain papercret e with the desired characteristics. Things that prevent today is the lack of knowledge about the propert ies of papercrete because papercrete is less developed, especially in Indonesia. This study will show shrinkage behavior of papercrete. Shrinkage value which can be obtained is expected to show how m uch the shrinkage value of
vii
KATA PENGANTAR
Syukur Alham dulillah dipanjatkan kepada Alloh SWT yang telah m elimpahkan Karunia, Rahm at dan Hidayah-Nya sehingga penyusunan skripsi dengan judul “Susut Beton Kert as pada Variasi Campuran” dapat diselesaikan.
Penyusunan skripsi ini m erupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk meraih gelar Sarjana T eknik pada Jurusan T eknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Melalui penyusunan skripsi ini diharapkan mahasiswa mampu mempunyai daya analisa yang tajam sert a dapat m emperdalam ilm u yang diperoleh selam a m asa kuliah.
m embantu untuk memberikan m asukan dalam penulisan skripsi ini
3. Endah Safitri, ST, MT selaku Dosen Pem bim bing II
4. Tim Penguji Pendadaran pada jurusan T eknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
5. Rekan-rekan mahasiswa Fakultas T eknik Sipil khususnya 2005, atas dukungan dan kerjasama selama menem puh studi hingga penyusunan skripsi. .
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangatlah diharapkan. Akhir kata semoga skripsi ini berguna bagi pihak-pihak yang membutuhkan
Surakarta, Januari 2010
viii
2.2.4. Material Penyusun Beton Kertas ...9
2.2.5. Karakt eristik Beton Kert as ...12
ix
BAB 3 METO DO LO GI PENELITIAN
3.1. Uraian Umum...18
3.2. Benda Uji...18
3.2.1 Pembuatan Bubur Kertas ...19
3.2.2 Pembuatan Benda Uji ...19
3.3. Alat-alat yang Digunakan...20
3.4. Pengujian Susut (Shrinkage) ...21
3.5. T ahap dan Prosedur Penelitian ...22
BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAH ASAN 4.1. Hasil Pengujian Susut (shrinkage)...25
4.2. Hitungan Prediksi Susut (shrinkage) ...27
4.3. Pem bahasan ...29
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ...31
5.2. Saran ...31
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Cara perhitungan nilai susut ... 16
Tabel 3.1. Benda uji unt uk pengujian susut beton kert as... 19
Tabel 4.1. Nilai shrinkage (dalam microstrain) ... 26
Tabel 4.2. Nilai Susut Ultimate Metode ACI 209R–92 ... 28
xi
DAFTAR G AMBAR
Halam an
Gambar 2.1. Gugusan rantai selulosa... 11
Gambar 2.2. Jaringan fibers kering dan jaringan selulosa ... 11
Gambar 2.3. Daya tahan beton kert as ... 13
Gambar 2.4. Hubungan susut (shrinkage) terhadap waktu... 13
Gambar 3.1. Sketsa benda uji untuk pengujian susut ... 18
Gambar 3.2. Pencampuran mortar ... 20
Gambar 3.3. Bor m odifikasi ... 21
Gambar 3.4. Dial Gauge ... 21
Gambar 3.5. Bagan alir tahap-t ahap penelitian ... 24
Gambar 4.1. Grafik hubungan susut dengan umur pengeringan... 26
1
BAB 1
PENDAHU LUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Penggunaan beton ringan pada proyek konstruksi teknik sipil memiliki beberapa keunggulan diantaranya adalah beratnya yang lebih ringan dibanding dengan material lain. Sebagai contoh penggunaan beton ringan pada dinding part isi akan mengurangi beban konsturksi bila dibandingkan dengan menggunakan dinding bata. Salah satu jenis beton ringan yang dipakai adalah beton ringan dengan bahan pencampur kert as yang biasa disebut beton kertas (papercrete).
Beton kert as biasa digunakan sebagai komponen non-strukt ural sepert i penggant i bata pada dinding, bahan lant ai dan bermacam ornamen lainnya. Selain berat nya yang ringan, beton kertas juga m emiliki kekuatan yang bagus. Beton kert as dapat diproduksi sendiri, dicetak atau dicor sesuai dengan bent uk dan kekutan yang diinginkan. Di sisi lain penggunaan beton kertas perlu mempertim bangkan aspek ekonom is, keselamatan penggunanya dan ramah lingkungan. Maka dari itu penelitian ini dilakukan untuk menem ukan kelebihan dan kekurangan beton kertas sesuai dengan kenyataan dalam uji coba yang akan dilakukan.
2
Selain kelebihan di atas, beton kertas m em iliki beberapa kelemahan. Salah satunya adalah proses pengeringan yang lebih lam bat dari beton biasanya. Dan umumnya ketika beton kertas m engalam i proses pengeringan, maka sering terjadi penyusutan, bahkan hingga 30% tergantung campuranya. Masalah lain adalah perdebatan para ahli, walau material ini dinilai mampu bertahan sam a lamanya merupakan penyusutan volume yang disebabkan oleh berbagai hal yang tidak terkait dengan pem bebanan. Autogenous shrinkage m erupakan penyusutan volume beton yang disebabkan oleh proses hidrasi atau perkerasan sem en. Drying shrinkage merupakan penyusutan volume beton karena naiknya tegangan pori yang disebabkan oleh keluarnya air pori pada proses evaporasi. Drying shrinkage sering kali diabaikan karena prosesnya tidak terjadi seketika itu, padahal adanya shrinkage yang berlebih pada beton mengakibatkan terjadinya deformasi struktur yang sejalan dengan bert ambahnya um ur beton, sehingga perlu adanya pengendalian dan hitungan yang teliti mengenai susut beton.
Penelitian ini bert ujuan m engetahui perilaku kinerja beton kert as yang terbuat dari bubur kertas ditinjau dari susut (shrinkage) dari beton kert as. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi petunjuk awal untuk m engembangkan material beton non-struktural alternatif berbahan kert as.
1.2.
Rumusan Masalah
3
1.3.
Batasan Masalah
Dalam penelitian ini untuk m em permudah pem bahasan diberikan batasan-batasan sebagai berikut:
6. Tidak dilakukan penelitian tentang sifat kimia dari m aterial penyusun beton. 7. Tidak dilakukan kontrol terhadap kondisi lingkungan, sepert i suhu ruangan
dan kelembapan udara
1.4.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk m engetahui:
1. Pengaruh proporsi kert as dan pasir terhadap susut beton kert as.
2. Perbandingan cam puran yang dapat menghasilkan beton ketas dengan susut terkecil.
1.5.
Manfaat Penelitian
1. Manfaat T eoritis
Manfaat teoritisnya adalah menam bah inform asi baru tentang kinerja dan pot ensi beton kertas sebagai bahan alternat if yang mendukung upaya penyelamatan lingkungan.
2. Manfaat Praktis
4 dikembangkan di Inggris, setidaknya setiap tahunya telah memenfaatkan kertas bekas untuk m em bangun didinding setinggi 14 m eter m engelilingi negara ini. Survey membuktikan bahwa 45% kertas bekas telah didaur ulang dengan baik, tetapi sisanya sekit ar 55% dari 48 juta ton kert as setiap tahunya hanya berakhir di pem buangan sampah. Bila dilihat dari awalnya,setidaknya dibutuhkan 15 batang pohon untuk satu ton kertas. It u berart i 720 juta pohon hanya digunakan sekali kem udian berakhir di tempat sawah. Sehingga dibutuhkan pengolahan kem bali lim bah tersebut untuk menjadi sesuatu yang lebih berguna. Dimana beton kertas sendiri m erupakan bahan yang ram ah lingkungan dan mendukung upaya pem bangunan konstruksi yang ramah lingkungan. (Living in paper.com ,2009)
5
diperhatikan m aterial pengikut yang tidak diinginkan seperti kert as yang m asih terlihat, selotip pada m ajalah dan sebagainya. (anonim, 2008)
Tam bahan lain pada beton kert as dapat berupa : sem en, pasir, kotoran, bahkan styrofoam dan nasi bekas. Sedangkan m anfaat pengunaan beton kert as bagi lingkungan :
1. Lebih efisien dalam mendaur ulang kert as, terutama bagi daerah yang tidak memiliki pabrik daur ulang. Juga menghemat area tempat sampah.
2. Lebih mem elihara dan m em anfaatkan tanaman dan sumber daya konstruksi lainya yang digunakan unt uk mem buat strukt ur interior dan ext erior.
3. R-value yang lebih baik, sehigga menghemat energi selama masa konstruksi. 4. Harga yang lebih murah dan bangunan layak huni.
5. Bahan tidak berbahaya atau m erusak lingkungan. (Kusmei et al, 2008)
2.2.
Landasan Teori
2.2.1. Beton Ringan
Beton ringan adalah beton dengan berat jenis di bawah 1900 kg/cm3 yang lebih rendah dibandingkan dengan beton yang dibuat dengan menggunakan agregat dengan berat jenis normal (Dobrowolski, 1998). Beton ringan dibagi menjadi tiga kategori, yaitu:
1. Beton ringan berat jenis rendah (Low Density Concrete)
Beton yang termasuk kategori ini m emilike berat jenis antara 240-800 kg/cm3 dan kuat tekan 0,35-6,9 M pa
2. Beton ringan dengan kekuatan menengah (Moderate-Strength Light Weight Concret e )
6
3. Beton ringan strukt ur (Structural Light W eight Concrete)
Beton yang term asuk kategori ini memilike berat jenis ant ara 1440-1900 kg/cm3 dan kuat tekan minim um 17,3 Mpa
Beton ringan diklasifikasikan menjadi tiga bagian, yaitu :
a. Beton ringan struktural, Kuat desak minimal 17 Mpa unt uk silinder berumur bangunan dasar harus direkatkan dengan bahan perekat. Bahan perekat yang digunakan dapat berm acam-m acam, yaitu dapat berupa tanah liat, kapur, semen merah (bata merah yang dihaluskan), m aupun sem en potland.(Tjokrodim uljo 1996:125). Dalam penelitian kali ini digunakan bubur kertas sebagai bahan tam bahan, sehingga m enghasilkan m ortar yang berat nya ringan yang biasa disebut beton kertas (papercrete).
7
yang retak-ret ak setelah mengeras sebagai akibat besarnya susutan pengeringan. T erlalu banyak pasir m enyebabkan adukan kurang dapat melekat dengan baik. Mort ar jenis ini digunakan sebagai bahan tembok atau tungku api di pedesaan.
2. Mortar kapur
Mortar kapur dibuat dari cam puran pasir, kapur, semen m erah dan air. Kapur dan pasir mula-m ula dicampur dalam keadaan kering kem udian ditambahkan air. Air diberikan secukupnya untuk m em peroleh adukan dengan kelecakan yang baik. Selama proses pelekatan kapur m engalami susutan sehingga jumlah pasir yang um um digunakan adalah tiga kali volum e kapur. Kapur yang dapat diant ara butir-butir agregat halus, juga bersifat sebagai perekat atau pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terikat dengan kuat dan terbentuklah suatu m assa yang kompak atau padat (Tjokrodim uljo 1996:5).
4. Mortar khusus
8
digunakan dengan tujuan dan m aksud tertentu, contohnya m ortar tahan api diperoleh dengan penambahan serbuk bata merah dengan alum inous cem ent, dengan perbandingan satu aluminous cement dan dua serbuk batu api. Mortar ini biasanya di pakai untuk tungku api dan sebagainya.
Menurut T jokrodimuljo (1996:126) mort ar yang baik harus mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :
a. M urah. b. T ahan lama.
c. M udah dikerjakan (diaduk, diangkat , dipasang dan diratakan). d. Melekat dengan baik dengan bata, batu dan sebagainya. e. Cepat kering dan m engeras.
f. T ahan terhadap rem besan air.
g. T idak t imbul retak-retak setelah dipasang.
Pemakaian mortar pada kondisi bangunan tert entu disyarat kan untuk memenuhi mutu adukan yang tertent u pula. Sebagai cont oh unt uk bangunan gedung bert ingkat banyak diisyarat kan menggunakan mortar yang kuat tekan minimumnya 3,0 Mpa.
2.2.3. Beton Kertas (Papercrete)
9
2.2.4. Material Penyusun Beton Kertas
1. Sem en Port land
Sem en portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara m enghaluskan klinker yang terutam a terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tam bahan. Fungsi sem en adalah unt uk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu m assa yang padat dan juga unt uk mengisi rongga-rongga ant ar butir agregat.
2. Agregat Halus
Menurut Kardiyono (1996), agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil (lebih kecil dari 4,8 m m). Dalam pemilihan agregat halus harus benar-benar memenuhi persyaratan yang telah ditent ukan. Karena sangat menent ukan dalam hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk mortar bersam a semen dan air, berfungsi mengikat agregat kasar m enjadi satu untuk bahan campuran beton. Tetapi tidak berart i air harus memenuhi persyaratan air minum . Jika diperoleh air dengan standar air m inum, maka dapat dilakukan pem eriksaan secara visual yang m enyatakan bahwa air tidak berwarna, tidak berbau, dan cukup jernih. Menurut Kardiyono (1996), dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air m emenuhi syarat sebagai berikut:
10 mengandung kotoran. Pengaruh pada beton diant aranya pada lam anya waktu ikatan awal serta kekuatan beton setelah mengeras. Adanya lum pur dalam air diatas 2 gram /liter dapat mengurangi kekuatan beton. Air dapat memperlam bat ikatan awal beton sehingga beton belum m em punyai kekuatan dalam umur 2-3 hari. Sodium karbonat dan potasium dapat menyebabkan ikatan awal sangat cepat dan konsent rasi yang besar akan mengurangi kekuatan beton.
11
Gambar 2.1 Gugusan rant ai selulosa Sumber : livinginpaper.com 2008
Gugusan rantai ini m engandung banyak hidrogen yang m engikat m olekul OH, dengan sifat ikatan yang kaku, mengkristal, stabil dan sangat kuat. Inilah yang menjadikan hidrogen sebagai dasar dari kekuatan beton kert as.
(a) (b)
Gam bar 2.2 (a) jaringan fibers kering, m ereka terjalin satu sam a lain dan melekat kuat satu sam a lain dan m elekat kuat dengan ikatan hydrogen (b) Jaringan selulosa atau cellulose fibers dan serat yang lebih kecil disebut fibrils.
Berdasarkan rumusan ikatan kim ia dasar pada material beton kert as, maka dapat ditambah bahan-bahan lain unt uk mempekuat dan m emperkaya variasinya. Pelapisan dengan sem en akan mem perkuat jaringanya. Sedangkan penggunaan Kaolinite, akan m embuat material lebih halus dan m enimbulkan efek sem i glossy. Bahan ini juga diuji dengan dipendam dalam tanah, dan hasilnya bahwa material ini tahan terhadap bakt eri dan tetap utuh.
12
menguap dengan sem purna, m aka akan terbentuk ribuan rongga-rongga kecil berisi udara. Inilah yang menyebabkan beton kert as sangat ringan dan sebagai insulator terbaik. Penambahan pasir dan m aterial lain, hanya berakibat menjadi lebih berat walaupun tetap m em iliki efek insulator yang baik, sehingga material tam bahan yang digunakan bisa disesuaikan dengan kebutuhanya.
Beton kert as yang hanya berupa cam puran sem en, mengandung R-Value / nilai R (2 – 3 per inch ), sebagai peredam bunyi yang sangat baik, lebih tahan terhadap api maupun jamur, dan anti terhadap serangga ataupun hewan pengerat . Selain itu, karena memiliki massa yang ringan dan lebih fleksibel daripada batu atau beton biasa, m aka m aterial beton kertas sangat cocok sebagai bahan tahan gempa. Beton kert as bisa digunakan unt uk beberapa bentuk sepert i blok, panel, plesteran, acian dengan pemakaian dipompa, disem prot dan dilem parkan, dibuat sepert i balok igloo, kubah, atau sebagai beton bert ulang.
Penambahan lebih banyak pasir, atau kaca akan menghasilkan material campuran yang lebih tebal, lebih kuat lebih tahan api, tetapi m enjadi lebih berat dan berkurang R-Valuenya. Sedangkan m aterial cam puran yang hanya m enggunakan sem en, akan m enjadi lebih ringan dan m udah dipotong dengan gergaji. Penambahan semen akan sem akin m enambah kekuatan dan lebih tahan keropos, tetapi juga mengurangi fleksibilitas, menambah berat , dan juga dapat menurunkan R-Value. Jadi untuk m endapat kan hasil terbaik adalah dengan pencam puran yang sesuai kebutuhan, sepert i pembuatan dinding yang bisa lebih ringan dengan plesteranya, atau penambahan panel atap dengan campuran yang berbeda dari panel lantai.
2.2.5. Karakteristik Beton Kertas
13
beton kert as yang telah dilakukan. Dalam hal ini agregat yang digunakan adalah bubur kert as.
1. Kekuatan
Ada beberapa kesangsian mengenai kekuatan beton kert as dibandingkan beton biasa. Berdasarkan percobaan yang dilakukan independen yang tercant um di website Living in paper 2008, menyatakan bahwa kekuatan tekan beton kertas yang terbuat dari bubur kertas yang telah diuji beberapa kali adalah sekit ar 140-160 lb./sq. Inch range, tetapi ini bukan mutlak pada semua beton kert as. Dim ana uji tekan adalah kekuatan unt uk menahan beban hingga maksim al, dan ini bekerja pada beton biasa yang pecah ket ika sudah m encapai kekuatan m aksimal menahannya. T etapi pada kasus beton kertas tidak seperti beton umumnya, sebab uji tekan yang dilakukan akan m em buat beton kertas menjadi m em adat sepert i karet yang ditekan. Jadi m enguji beton kert as lebih pada kekakuanya, dengan kata lain ”seberapa besar ia m em adat dengan tekanan tertent u”. Mereka juga menem ukan bahwa kebanyakan kekuatan beton bubur kertas lebih kecil dari beton biasa, tetapi untuk kasus tertent u dapat lebih kuat dalam menahan beban atap. Selain itu karakteristik beton kert as adalah bentuknya yang sedikit kem bali sepert i sem ula ketika beban sudah tidak ada, sehingga ini berarti beton kert as tidak bermasalah dengan m enahan beban tekan. Dan yang menjadi pert anyaan adalah apa yang akan terjadi pada beton kert as yang menahan beban yang konstan? Akan kah sedikit dem i sedikit m em adat ataukah akan kem bali ke bent uk sem ula.
14
2. Daya T ahan Api
Pengujian menyiram beton kert as dengan bensin, hasilnya adalah beton kertas membara terbakar api, tetapi ketika api padam beton m asih utuh. Ini m em bukt ikan bahwa yang terbakar hanyalah minyak yang menem pel pada beton kert as.
15
4. Perekatan
Uji coba m erekatkan dua beton kert as dengan lem , dan terbukti berhasil. Hal ini menyatakan bahwa variasi beton kertas dapat dibuat dengan memotong bentuk tert entu dan diletakkan sesuai dengan kebutuhan. Hal ini mendorong keprakt isan aplikasi beton kert as.
5. Susut (Shrinkage)
Pada awal pengerasan beton sering terjadi penyusutan volum e beton. Shrinkage adalah penyusutan volum e beton yang tidak dipengaruhi perubahan beban dan adanya shrinkage yang berlebih pada beton m engakibatkan terjadinya deformasi seiring bert ambahnya umur beton. Apabila shrinkage pada beton dihalangi secara tidak m erat a (oleh penulangan misalnya), akan menimbulkan deformasi yang umumnya bersifat m enambah terhadap deformasi rangkak sehingga diperlukan pengendalian dalam shrinkage tersebut agar tercapai tingkat pelayanan struktur yang baik. Dalam beton biasa, besarnya susut akan bergantung kepada keterbukaan dan beton itu sendiri. Keterbukaan terhadap angin sangat memperbesar kecepatan susut. Atmosfir yang lembab akan m engurangi susut, kelembaban yang rendah akan m enambah susut. Susut biasanya dinyatakan dengan koefisien susut yang merupakan pem endekan per satuan panjang. Dalam penelitian kali ini akan dibahas lebih lanjut m engenai susut atau shrinkage.
16
2.2.6. Penguji an Susut pada Be ton (Shrinkage)
Pengukuran nilai shrinkage pada m ortar dilakukan dengan cara mem bandingkan ant ara selisih panjang awal dan panjang akhir dengan panjang m ula-mula benda uji tanpa pembebanan. Berikut ini disajikan hubungan penyusutan mortar (shrinkage) terhadap wakt u.
Gambar 2.4 Hubungan susut (shrinkage) terhadap waktu
Tabel 2.1. Cara perhitungan nilai susut
T ime Length Perubahan panjang dari t0 Shrinkage
t0 L0 0 0
t1 L1 L0 - L1
t2 L2 L0 – L2
Dari Gambar tersebut, dapat diam bil rum us sebagai berikut :
……….(2.1)
Dim ana : εsh = Besar nilai shrinkage.
∆L = Perubahan panjang setelah t waktu (mm). L0 = Panjang mula-m ula (mm ).
Waktu L1
L0 L2
t1
t0 t2
S
h
17
ACI 209.R-92 merekomendasikan untuk m emprediksi penyusutan m ortar jangka panjang dari data-data jangka pendek dengan rumus sebagai berikut :
……… ……… …….. (2 . 2)
dim ana : t = Umur pengujian
= Shrinkage umur t (selam a pengujian)
18
BAB 3
METODO LOGI PENELITIAN
3.1.
Uraian Umum
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen, yang bert ujuan untuk m enyelidiki kem ungkinan adanya hubungan antar variabel, yang dilakukan dengan mem berikan suatu perlakuan terhadap obyek yang diteliti dalam kondisi terkont rol secara ketat dan dilakukan di laborat orium dengan urutan kegiatan yang sistematis dalam memperoleh data sam pai data tersebut berguna sebagai dasar pem buatan keputusan/kesim pulan.
3.2.
Benda Uji
Benda uji susut pada penelitian ini menggunakan benda uji silinder dengan ukuran diam eter 7,5cm dan t inggi 27,5cm .
Gambar 3.1. Sketsa Benda Uji untuk Pengujian Susut
19
Proses pem buatan bubur kert as mengikuti langkah-langkah sebagai berikut: 1. Kert as yang akan dicampur air dipotong menjadi bagian-bagian kecil.
2. Potongan kertas dimasukkan ke dalam ember berisi air dan direndam selam a 1 hari.
3. Kert as yang telah direndam kem udian diaduk dengan bor yang telah dipasangi dengan pengaduk khusus.
4. Pengadukan dilakukan sam pai diperoleh bubur kertas yang halus. 5. Bubur kert as diperas dengan kain unt uk mengurangi kandungan air.
1.2.2. Pembuatan Be nda Uji
Pembuatan campuran adukan mortar beton kert as dilakukan setelah menghit ung proporsi m asing-m asing bahan yang dipergunakan, kem udian mencam pur dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Mengambil bahan-bahan pembentuk m ort ar yaitu semen, pasir dan bubur kert as dengan berat yang ditentukan sesuai rencana cam puran.
20
Gambar 3.2. Pencam puran mort ar
3. Memasukkan adukan ke dalam cetakan yang telah dipersiapkan. Pada penelitian ini, bahan untuk cetakan silinder ukuran diam eter 75 mm dan tinggi 275 m m adalah pipa paralon yang dipotong sesuai ukuran dan salah satu ujungnya ditutup oleh plastik kemudian diselotip. Adukan mort ar dim asukkan ke dalam cetakan secara berlapis dan tiap lapis dipadatkan agar pemadatannya sem purna. Permukaan adukan diratakan dengan sendok sem en.
4. Bekisting atau cetakan dapat dibuka apabila pengerasan sudah berlangsung selama satu hari.
3.3.
Alat-alat yang digunakan
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini ant ara lain:
1. T imbangan dengan kapasitas 3 kg dan 50 kg yang digunakan untuk m engukur berat bahan campuran beton
2. Cetakan benda uji berupa pipa PVC dengan diameter 7.5 cm dan tinggi 27.5 cm .
21
Gambar 3.3. Bor modifikasi
4. Bak tempat mengaduk beton yang digunakan unt uk mengaduk bahan-bahan pembentuk beton
5. Alat Dial Gauge yang digunakan untuk pengujian susut kering (drying shrinkage).
Gam bar 3.4. Dial Gauge 6. Alat bantu lain:
a. Gelas ukur 1000 ml untuk m enakar air
b. Batang besi untuk m emadatkan cam puran dalam bekisting c. Em ber
d. Cetok sem en, Cangkul, sekop, dll
3. 4. Pe ngujian Susut (Shrinkage)
22
Langkah-langkah pengujian shrinkage beton adalah sebagai berikut:
1. Benda uji dikeluarkan dari begesting 2 hari setelah proses pembuatan untuk menjalani uji shrinkage.
2. Sebelum dilakukan pengujian, benda uji ditimbang berat nya. 3. Pemasangan Dem ec Point
a. Pemasangan Dem ec Point dilakukan 1 hari setelah benda uji dikeluarkan dari begesting.
b. Meletakkan benda uji pada dudukan.
c. Memberi tanda pada titik-titik yang akan ditinjau sejarak 200 mm dengan
6. Kemudian pengujian siap dilakukan dengan membaca dan m encatat perubahan jarum pada angka yang ditunjukkan oleh dial gauge setelah jarum berhent i atau dalam keadaan stabil.
7. Mengulangi pengukuran pada m asing-m asing dem ec point sebanyak 3 kali. 8. Menghitung nilai shrinkage mort ar.
3. 5. Tah ap dan Prosedur Penelitian
23
Tahapan-tahapan selengkapnya dalam penelitian ini meliputi : a. T ahap I
Disebut tahap persiapan. Pada tahap ini dilakukan studi literatur dan seluruh bahan dan peralatan yang dibutuhkan dalam penelitian dipersiapkan terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar.
b. T ahap II
Disebut tahap pembuatan benda uji. Pada tahap ini dilakukan pembuatan benda uji.
c. T ahap III
Disebut tahap pengujian susut. Pada tahap ini pekerjaan yang dilakukan adalah melakukan pengujian susut terhadap beton kert as.
d. T ahap IV
Disebut tahap analisa data. Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil pegujian dianalisa untuk m endapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang diteliti dalam penelitian.
e. T ahap V
Disebut tahap pengambilan keputusan. Pada tahap ini, data yang telah dianalisa dibuat suatu kesim pulan yang berhubungan dengan tujuan penelitian.
24
Mulai
Studi literatur
Persiapan alat dan bahan
P embuatan benda uji
P engujian susut
Menganalisa data
Mengambil kesimpulan
Selesai
TAHAP II
TAHAP III
TAHAP IV
TAHAP V
TAHA P I
25
BAB 4
ANALISIS DATA DAN PEMB AHA SAN
4.1
Hasil Pengujian Susut (
shrinkage)
Penelitian kali ini menggunakan benda uji silinder dengan diameter 75 m m dan tinggi 275 m m. Pengujian shrinkage pada beton kert as (papercrete) tersebut dim ulai saat benda uji berum ur 4 hari, dengan rincian benda uji dikeluarkan dari cetakan pada um ur 2 hari, kemudian pada hari ketiga baru dapat dilakukan pem asangan dem ec point dan hari keempat dilakukan pengujian, hal ini dikarenakan beton kertas mengalam i perkerasan yang reletif lam bat disbanding dengan beton normal ataupun mortar pada um um nya. Pengujian shrinkage dilakukan pada um ur 1, 2, 3, 9, 13, 15, 17, 20, 22, 24, 27, dan 28 hari terhit ung setelah dem ec point terpasang.
Nilai sringkage beton kert as diperoleh dari perhitungan ant ara perubahan panjang dibagi panjang m ula-mula. Berikut ini salah satu contoh perhitungan nilai shrinkage pada SKP 131 benda uji 3 point 1 usia 28 hari
Δ L = 1576.33 µm
Reference bar = 200 mm
Shrinkage =
= m icrostrain
26
Tabel 4.1. Nilai shrinkage (dalam microstrain)
Ha ri
ke 0 1 2 3 9 13 15 17 20 22 24 27 28
SKP
111 0 2 0 9.44 3 5 6 .67 3 75. 83 1 1 68.33 2 7 0 9.72 3 8 9 1.39 4 0 6 2 .50 462 5 .83 557 5 .56 5 696 .67 5 817 .78 5 9 33.33
SKP
121 0 9 7 .50 3 2 3 .33 3 66. 94 9 2 1.1 1 2 9 0 3.89 4 0 5 1.11 4 3 3 5 .83 478 8 .33 561 6 .39 5 866 .67 5 885 .56 6 0 41.67
SKP
131 0 5 8 .89 1 8 1 .67 2 38. 89 3 0 4.4 4 1 7 9 4.72 4 0 4 5.83 5 3 5 2 .50 666 6 .11 760 6 .39 7 902 .22 8 045 .83 8 1 61.11
SKP
112 0 1 5 8.61 3 8 7 .22 4 26. 67 1 1 20.00 2 2 7 9.72 3 1 0 0.00 3 2 9 4 .17 373 1 .11 430 2 .78 4 581 .39 4 795 .56 4 8 43.06
SKP
122 0 9 9 .44 2 6 8 .33 3 81. 94 9 2 3.8 9 1 8 3 2.22 2 8 3 0.83 3 2 5 6 .39 373 8 .61 447 9 .44 4 789 .72 4 949 .44 5 0 93.61
SKP
132 0 9 5 .56 2 6 6 .11 3 73. 33 6 0 6.9 4 2 6 7 9.44 4 2 1 1.94 4 8 9 9 .72 549 2 .50 635 7 .78 6 642 .78 6 854 .17 6 8 80.56
27
Grafik pada Gambar 4.1. menunjukkan bahwa sem akin besar perbandingan berat kert as terhadap semen m aka beton kertas akan menghasilkan nilai susut yang lebih besar. Namun sebaliknya dengan semakin besarnya perbandingan berat pasir terhadap semen m aka dapat menekan nilai susut dari beton kertas tersebut. Pada penelitian kali ini beton kert as dengan kode SKP 131 m em iliki nilai susut terbesar yakni 8161,11 m icrostrain saat umur 28 hari dan nilai susut terkecil pada umur tersebut adalah pada SKP 112 sebesar 4843,06 m icrostrain.
Hasil uji juga menunjukkan bahwa pada 9 hari pert am a, beton kertas belum mengalami penyusutan yang signifikan. Beton kert as baru akan mengalam i penyusutan yang signifikan pada usia diatas 10 hari dan akan berangsur-angsur melambat kem bali di usia diatas 22 hari. Kondisi ini menunjukkan bahwa beton kert as mem iliki pola penyusutan yang berbeda dibanding pola penyusutan mortar.
4.2
Hitungan Prediksi Susut (shrinkage)
Hitungan Prediksi shrinkage menggunakan metode ACI 209.R-92, susut Sh(t-t0) saat waktu t (hari) diukur dari permulaan pengeringan saat t0 (hari) dengan rum us sebagai berikut:
…..……… ……… ……4 . 1
Dengan: Sh(t-t0) = Nilai susut saat umur t diukur saat t0 (t -t0) = W akt u pengeringan
Sh( u) = Susut ul tim at e
28
Gambar 4.2. Grafik Prediksi Susut Papercrete
Gam bar 4.2 menunjukkan bahwa pola penyusutan papercrete hasil prediksi berbeba dengan pola penyusutan data sebenarnya. Hal ini m enunjukkan bahwa pola penyusutan papercrete berbeda dengan pola penyusutan m ort ar pada umumnya, sehingga untuk m endapat kan rumus prediksi penyusutan yang lebih tepat diperlukan banyak penelitian selanjutnya.
29
Nilai shrinkage pada Tabel 4.2 menunjukkan bahwa cam puran dengan proporsi kert as terbesar memiliki nilai shrinkage ultimate paling besar yaitu pada SKP 131 sebesar 16652 m icrostrain. Apabila ditam bahkan pasir m aka dapat mengurangi nilai susut, ini dapat dilihat pada SKP 132 dengan nilai susut ultimate sebesar 14672 m icrostrain.
4.3
Pembahasan
Shrinkage merupakan penyusutan volum e yang yang tidak berhubungan dengan beban. shrinkage dapat diakibatkan oleh banyak faktor diantaranya hilangnya air dalam mort ar atau karena hidrasi semen. Gam bar 4.1 menunjukkan bahwa pola penyusutan papercrete berbeda dengan pola penyusutan mortar ataupun beton normal pada um umnya, shrinkage pada mortar cenderung besar pada awal pengerasan dan berangsur-angsur semakin kecil nilainya seiring bertam bahnya wakt u yang dapat dilihat dari prediksi penyusutan m ort ar bedasarkan metode ACI 209R–92 Gambar 4.2.
30
menguap dan m engering. Nam un setelah hari ke-20 pola penyusutannya berangsur-angsur mengecil sampai batas ultimate seiring bertam bahnya waktu.
Gam bar 4.1 juga menunjukkan bahwa sem akin banyaknya proporsi kert as akan menghasilkan shringkage yang lebih besar, shringkage terbesar terjadi pada benda uji dengan kode SKP 131 sebesar 8161,11 microstrain saat um ur 28 hari. Sedangkan sem akin bertambahnya proporsi pasir akan m anghasilkan sringkage yang lebih kecil, terjadi pada benda uji dengan kode SKP 112 sebesar 4843,06 microstrain. Pada 3 hari pert ama terlihat bahwa beton kert as (papercrete) dengan proporsi kertas yang lebih besar mengalami shringkage yang lebih lam bat, hal ini dikarenakan proporsi kert as yang lebih banyak akan m enyerap air lebih besar dan mengalami proses perkerasan yang lebih lam bat.
31
BAB 5
KESIM PULAN D AN SARAN
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan seluruh pengujian, analisis data, dan pembahasan yang dilakukan dalam penelitian ini, m aka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Penambahan proporsi agregat halus (pasir) akan m engurangi nilai susut papercrete. Nam un sebaliknya, semakin banyak proporsi kert as pada cam puran maka akan mem perbesar nilai susut.
2. Beton kert as SKP 112 m erupakan campuran beton kert as yang memiliki nilai susut terkecil sebesar 4843,06 microstrain pada hari ke-28.
5.2
Saran
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diberikan saran-saran yang akan berguna bagi pelaksanaan maupun pengembangan papercrete, saran-saran yang diberikan sebagai berikut:
1. Perlu penggunaan alat yang lebih baik unt uk memperm udah proses pembuatan bubur kert as dan m em permudah pencam puran agregat.
2. Beton kert as mengalami perkerasan yang lambat sehingga perlu ditambahkan accelerator.
32
DAFTAR PUSTAKA
Anonim . 2004. Pedom an Penulisan Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil. Fakultas T eknik. Universitas Sebelas Maret. Surakart a.
Anonim . 2007. Living in Paper-2009. www.livinginpaper.com. Diakses pada tanggal 7 juli 2009.
Anonim . 2007. Papercrete. www.papercrete.com. Diakses pada tanggal 7 juli 2009.
Citizens’ Environm ent al Coalition. 2007. A Household Guide to Building Green. www.cectoxic.org. Diakses pada tanggal 7 juli 2009.
Dobrowolski, Joseph A. 1998. Concrete construction handbook. New York: McGraw-Hill
Kalyana, JS. Papercrete. Depart ment of civil engineering. V R Siddhart ha Engg College.
Mangunwijaya, YB. 1988. Pengantar Fisika Bangunan. Jakart a: Penerbit Djam batan.
Neville. A. M. 1995. Properties of Concrete. Malaysia: Penerbit Longm an. Tjokrodimuljo, Kardiyono. 1996. Teknologi Beton. Yogyakart a: Penerbit Andi. Windy, Mitasari. 2009. Susut Repair Mortar dengan Bahan Tam bahan Serat Ban.
