Efek Penggunaan Lapisan Polypropylene-Engineered Cementitious Composites Yang Berbasis Moderate Volume Fly Ash Dan Abu Sekam Padi Terhadap Kuat Lentur Balok Beton

(1)

1

Efek Penggunaan Lapisan Polypropylene-Engineered Cementitious Composites **Yang Berbasis Moderate Volume Fly Ash Dan Abu Sekam Padi Terhadap Kuat Lentur Balok Beton**

Felicia¹, Muhammad Aswin^2,*

Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan

1Mahasiswa Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara

2Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan

E-mail: ¹tay.felicia@outltook.com, ²18aswin69@gmail.com

Abstrak.Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimental untuk mengkaji pengaruh kuat lentur balok beton yang dilapisi polypropylene-engineered cementitious composites yang menggunakan variasi fly ash sebesar 30% dan variasi abu sekam padi sebesar 0%, 5%, dan 10%

dari berat semen. Adapun persentase serat polypropylene yang digunakan pada penelitian ini yaitu 0%, 0,1%, 0,2%, dan 0,3% dari berat jenis serat. Lapisan PP-ECC dicor pada sisi alas balok beton yang berukuran 600x100x100 mm dengan dua variasi ketebalan yaitu 20 mm dan 40 mm.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa balok beton yang dilapisi dengan PP-ECC mampu meningkatkan kekuatan lentur. Dimana kuat lentur optimum terjadi pada balok beton berlapis PP-ECC dengan variasi ASP 10% dan serat PP 0,3% yaitu sebesar 5,43 MPa untuk tebal lapisan ECC 20 mm dan 3,93 MPa pada tebal lapisan ECC 40 mm. Balok beton berlapis PP-ECC dengan tebal lapisan ECC 40 mm menunjukkan nilai lendutan akhir yang lebih baik dibandingkan dengan tebal lapisan ECC 20 mm. Dari hasil pengujian ini, juga dapat diketahui bahwa penggunaan limbah organik abu sekam padi dan limbah by-product batu bara yaitu fly ash dapat dimanfaatkan sebagai material addition dalam campuran ECC.

1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

Dewasa ini, beton telah menjadi salah satu kebutuhan utama dalam kegiatan konstruksi di Indonesia.

Dengan kuat tekan yang tinggi dan bahan dasar yang umumnya mudah didapat, maka beton memiliki harga yang relatif murah. Walaupun demikian, beton pada dasarnya bersifat getas sehingga mempunyai kuat tarik dan kuat lentur yang rendah. Selain itu, beton juga memiliki kekurangan yaitu mencemari lingkungan. Oleh karena itu, diperlukan alternatif baru untuk mendapatkan beton ramah lingkungan dengan kuat lentur dan workability yang baik yaitu Engineered Cementitious Composite (ECC).

Tidak seperti beton tradisional atau Fiber Reinforced Concrete (FRC) yang memiliki kapasitas regangan 0.01%, ECC memiliki kapasitas regangan berkisar antara 3% hingga 5% atau lebih kurang 300 kali lebih besar daripada beton tradisional atau FRC [3],[5]. Penelitian Khoso,dkk (2018)[4]

menunjukkan bahwa penambahan polypropylene fiber sebanyak 1% pada campuran ECC 1: 0.8: 1.2 (semen: pasir silika: fly ash) dapat meningkatkan kuat tarik sebesar 0% hingga 1% dan masih dapat meningkat hingga lebih besar dari 1%.

ECC tidak menggunakan agregat kasar atau kerikil sebagai campuran materialnya dikarenakan dapat mempengaruhi perilaku daktilitas dan kuat tarik komposit. Salah satu alternatif yang dapat digunakan adalah dengan pemanfaatan limbah abu sekam padi dan fly ash dalam campuran Engineered

(2)

2 Cementitious Composite (ECC). ECC memiliki kemampuan daktilitas yang tinggi, sehingga dapat menjadi solusi untuk mengatasi kapasitas lentur yang rendah pada beton.

1.2 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Memanfaatkan limbah abu sekam padi dan material by-product yaitu fly ash sebagai material cementitious pada ECC.

2. Mengkaji kapasitas lentur optimum balok beton berlapis PP-ECC yang berbasis moderate volume fly ash (MVFA) dengan variasi abu sekam padi 0%, 5%, dan 10% untuk setiap variasi serat polypropylene 0%, 0.1%, 0.2%, dan 0.3%.

3. Mengkaji lendutan optimum balok beton berlapis PP-ECC yang berbasis MVFA dengan variasi abu sekam padi 0%, 5%, dan 10% untuk setiap variasi serat polypropylene 0%, 0.1%, 0.2%, dan 0.3%.

4. Mengkaji pola retak setiap variasi balok beton berlapis PP-ECC yang berbasis MVFA dengan abu sekam padi.

5. Mengkaji pengaruh ketebalan lapisan ECC terhadap kapasitas lentur dan lendutan balok beton.

2.Tinjauan Pustaka

2.1.Teori Engineered Cementitious Composite (ECC)

Engineered Cementitious Composite (ECC) dikembangkan oleh Victor C. Li pada tahun 2003 untuk mendapatkan beton dengan daktilitas tarik yang tinggi melalui desain material berdasarkan prinsip fraktur dan mikromekanik [2]. Engineered Cementitious Composite (ECC) atau yang lebih dikenal dengan bendable concrete (beton yang dapat ditekuk) merupakan komposit berbasis mortar yang terdiri dari material semen, air, dan pasir (dengan ukuran partikel tidak lebih dari 0.25 mm) yang diperkuat dengan serat polimer (kadar rendah yaitu 2% atau lebih kecil terhadap volume) [6]. ECC juga menggunakan material cementitious dan zat adiktif Superplasticizer (SP) sebagai material campurannya.

Tabel 1. Sifat fisik utama ECC (Li, 2007) Kuat tekan

(MPa)

Kuat tekan retak pertama

(MPa)

Kuat tarik maksimum

(MPa)

Regangan Tarik maksimum

(%)

Modulus Young

(GPa)

Kuat lentur (MPa)

Kepadatan (g/cc)

20-95 3-7 4-12 1-8 18-34 10-30 0.95-2.3

2.2. Material Penyusun ECC

Secara umum, material penyusun Engineered Cementitious Composite (ECC) serupa dengan Self- Compacting Composite (SCC) yang menggunakan material semen portland, agregat, air (dengan rasio air/semen yang rendah), dan admixture superplastisizer (dengan rasio yang lebih tinggi). ECC hanya menggunakan agregat halus dengan ukuran tidak lebih dari 0,25 mm dalam campuran materialnya, ECC tidak menggunakan agregat kasar untuk mendapatkan nilai workability yang lebih baik dan variasi material yang lebih homogen. ECC juga menggunakan tambahan material cementitous dan fiber dalam campurannya guna mendapatkan komposit dengan ikatan antar komponen penyusun yang lebih baik.

Fiber yang digunakan dalam penelitian ini adalah polypropylene fiber.

(3)

3 3. Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bahan dan Rekayasa Beton Fakultas Teknik USU dan Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan USU. Dalam penelitian ini dilakukan kajian yang bersifat eksperimental. Adapun tahapan-tahapan atau prosedur kegiatan penelitian secara umum meliputi: a. Penyediaan mateiral yang digunakan, b. Pengujian chemical content abu sekam padi dan fly ash, c. Pemeriksaan keterediaan alat yang digunakan, d. Perencanaan campuran/mix design ECC dan beton normal, e. Trial mix dan flowability test, f. Pembuatan benda uji beton berlapis, g. Perawatan benda uji (curing), h. Pengujian kuat tekan umur 28 hari dan i. Analisis data.

3.1. Perencanaan Campuran (Mix Design)

Pada penelitian ini digunakan SNI 03-2834-2000 [8] sebagai acuan perencanaan campuran beton normal. Hingga saat ini belum ada peraturan dalam menentukan komposisi atau mix design dari komposit Engineered Cementitious Composite (ECC). Sehingga, perencanaan mix design ECC dalam penelitian ini mengacu terhadap hasil penelitian atau riset dari Victor Li dan peneliti lainnya dan percobaan “trial and error”. Setelah melakukan trial mix didapatkan mix design beton normal dan ECC per 1 m³ sebagai berikut:

Tabel 2. Perencanaan Campuran (Mix Design ) Beton Normal

Material Berat (kg/m³)

Semen 455.00

Air 263.90

Pasir 835.16

Kerikil 931.78

Berat volume beton 2495.84 Sumber : Data Primer

Tabel 3. Perencanaan Campuran (Mix Design ) ECC

Material Berat (kg/m³)

Semen 490.00

Fly Ash 147.00

Abu Sekam Padi -

Air 196.00

Pasir Silika 196.00

Super Plasticizer 6.62

Micro PP Fiber (Vf = 0%) -

Berat volume ECC 1035.62

Sumber : Data Primer 3.2. Matrix Benda Uji

Benda uji yang digunakan berbentuk balok dengan ukuran yaitu 600 x 100 x 100 mm. Dengan tebal lapisan beton NSC adalah 80 mm dan lapisan ECC setebal 20 mm pada sisi tarik balok beton dan tebal lapisan beton NSC adalah 60 mm untuk lapisan ECC dengan ketebalan 40 mm. Jumlah keseluruhan benda uji adalah 72 buah dengan jumlah setiap variasi sebanyak 3 buah, yang masing-masing ditunjukkan untuk uji lentur pada umur 28 hari. Tabel matriks benda uji adalah sebagai berikut:

(4)

4 Tabel 4. Matrix Benda Uji Ketebalan Lapisan PP-ECC 20 mm

Nama Variasi PP-ECC

Variasi tebal lapisan ECC

Variasi Fly Ash

Variasi Abu Sekam Padi

Variasi Serat Polypropylene

Jumlah benda uji F20 30-0 PP 0%

20 mm 30% 0%

0% 3

F20 30-0 PP 0.1% 0.1% 3

F20 30-0 PP 0.2% 0.2% 3

F20 30-0 PP 0.3% 0.3% 3

F20 30-5 PP 0%

20 mm 30% 5%

0% 3

F20 30-5 PP 0.1% 0.1% 3

F20 30-5 PP 0.2% 0.2% 3

F20 30-5 PP 0.3% 0.3% 3

F20 30-10 PP 0%

20 mm 30% 10%

0% 3

F20 30-10 PP 0.1% 0.1% 3

F20 30-10 PP 0.2% 0.2% 3

F20 30-10 PP 0.3% 0.3% 3

Total benda uji 36

Sumber : Data Primer

Tabel 5. Matrix Benda Uji Ketebalan Lapisan PP-ECC 20 mm Nama Variasi

PP-ECC

Variasi tebal lapisan ECC

Variasi Fly Ash

Variasi Abu Sekam Padi

Variasi Serat Polypropylene

Jumlah benda uji F40 30-0 PP 0%

40 mm 30% 0%

0% 3

F40 30-0 PP 0.1% 0.1% 3

F40 30-0 PP 0.2% 0.2% 3

F40 30-0 PP 0.3% 0.3% 3

F40 30-5 PP 0%

40 mm 30% 5%

0% 3

F40 30-5 PP 0.1% 0.1% 3

F40 30-5 PP 0.2% 0.2% 3

F40 30-5 PP 0.3% 0.3% 3

F40 30-10 PP 0%

40 mm 30% 10%

0% 3

F40 30-10 PP 0.1% 0.1% 3

F40 30-10 PP 0.2% 0.2% 3

F40 30-10 PP 0.3% 0.3% 3

Total benda uji 36

Sumber : Data Primer 3.3. Uji Berat Volume

Berat volume (BV) merupakan rasio antara berat dan volume total, termasuk volume ruang pori yang ada didalamnya. Berat volume balok beton berlapis PP-ECC dihitung menurut persamaan berikut:

𝐵𝑉 = ^𝑀

𝑉... (1) Keterangan:

BV = Berat Volume (kg/m3) M = Massa (kg)

V = Volume (m³)

(5)

5 3.3.Uji Flowability

Aliran slump komposit PP-ECC segar pada penelitian ini dihitung berdasarkan ASTM C 1611 / C 1611M – 05 [1] menggunakan persamaan berikut:

𝑆𝑙𝑢𝑚𝑝 𝐹𝑙𝑜𝑤 = ^𝑑¹^{+ 𝑑}²

2 ………...……….……….(2)

Keterangan:

Slump flow = aliran slump (mm)

d1 = diameter terbesar dari lingkaran sebaran beton (mm)

d2 = sebaran beton melingkar pada suatu sudut kira-kira tegak lurus dengan d1 (mm) Catatan : Jika pengukuran kedua diameter berbeda lebih dari 50 mm, pengujian tidak valid dan harus diulang.

3.4.Uji Kuat Lentur

Kuat lentur beton adalah kemampuan balok beton yang diletakkan pada dua perletakan untuk menahan gaya dengan arah tegak lurus sumbu benda uji, yang diberikan kepadanya, sampai benda uji patah, dinyatakan dalam Mega Pascal (MPa) gaya per satuan luas [7]. Kuat lentur balok beton berlapis PP-ECC dihitung berdasarkan SNI 4431-2011 menggunakan persamaan berikut:

𝜎 = ^{𝑃 𝑥 𝐿}

𝑏 𝑥 ℎ² ………...……….………(3)

Keterangan :

σ = kuat lentur (MPa)

P = beban lentur tertinggi (Ton)

L = jarak (bentang) antara dua garis perletakan (mm) b = lebar tampang lintang patah arah horizontal (mm) h = lebar tampang lintang patah arah vertikal (mm)

4. Hasil dan Pembahasan 4.1.Flowability Test

Rekapitulasi hasil pengujian slump flow dalam penelitian ini dirangkum dalam tabel dan gambar sebagai berikut:

Tabel 6. Nilai Slump Flow PP-ECC

No. Fly Ash + ASP Nilai Slump Flow (cm)

0% PP Fiber 0.1% PP Fiber 0.2% PP Fiber 0.3% PP Fiber

1 30%+0% 97.5 83.5 75.5 66.5

2 30%+5% 95.5 80.0 71.5 63.5

3 30%+10% 81.5 77.0 66.0 61.5

(6)

6 Sumber : Data Primer

Gambar 1. Nilai Slump Flow ECC

Berdasarkan hasil pengujian nilai slump flow pada Tabel 6 dan Gambar 2, disimpulkan bahwa peningkatan penggunaan serat polypropylene mengurangi nilai slump flow pada campuran PP-ECC.

Serat polypropylene pada campuran ECC cenderung menyerap air sehingga mengurangi workability campuran PP-ECC.

4.2.Berat Volume

Pengujian berat volume pada beton dilakukan untuk memeriksa perbandingan berat volume balok beton berlapis PP-ECC pada setiap variasi ASP dengan penambahan serat polypropylene pada umur 28 hari.

Hasil pengujian berat volume untuk tebal lapisan ECC 20 mm dan 40 mm dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

Tabel 7. Berat Volume pada Umur 28 Hari untuk tebal lapisan ECC 20 mm

No. Benda Uji Fly Ash - ASP Berat Volume Balok Berlapis PP-ECC Umur 28 Hari (kg/mᶟ) 0% Fiber 0.1% Fiber 0.2% Fiber 0.3% Fiber

1 F20 30-0 30%-0% 2343.22 2350.33 2353.50 2361.11

2 F20 30-5 30%-5% 2356.83 2362.17 2368.50 2376.61

3 F20 30-10 30%-10% 2366.08 2374.83 2378.39 2385.33

Tabel 8. Berat Volume pada Umur 28 Hari untuk tebal lapisan ECC 40 mm

No. Benda Uji Fly Ash - ASP Berat Volume Balok Berlapis PP-ECC Umur 28 Hari (kg/mᶟ) 0% Fiber 0.1% Fiber 0.2% Fiber 0.3% Fiber

1 F40 30-0 30%-0% 2289.83 2299.92 2311.75 2316.17

2 F40 30-5 30%-5% 2293.33 2309.75 2319.83 2334.00

3 F40 30-10 30%-10% 2325.67 2329.58 2340.75 2354.42

97.5 95.5

83.575.566.5 80.071.563.5 81.577.066.061.5

0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0

30%-0% 30%-5% 30%-10%

Diameter (cm)

FA-ASP

NILAI SLUMP FLOW TEST PP-ECC

0% Fiber 0.1% Fiber 0.2% Fiber 0.3% Fiber

(7)

Gambar 2. Berat Volume pada Umur 28 Hari untuk tebal lapisan ECC 20 mm

Gambar 3. Berat Volume pada Umur 28 Hari untuk tebal lapisan ECC 40 mm

Hasil pengujian berat volume menunjukkan peningkatan seiring penambahan variasi ASP dan serat polypropylene pada kedua variasi ketebalan lapisan PP-ECC. Hal tersebut dimungkinkan karena abu sekam padi dan serat polypropylene yang mengisi volume beton menggantikan material penyusun beton lainnya. Balok beton berlapis dengan tebal lapisan ECC 40 mm menunjukkan berat volume yang lebih rendah dibandingkan dengan balok beton berlapis dengan tebal lapisan ECC 20 mm.

4.3.Uji Kuat Lentur

Kekuatan lentur yang terjadi pada balok beton berlapis PP-ECC diperoleh melalui perhitungan dengan menggunakan rumus kuat lentur pada Persamaan 3, berdasarkan data beban lentur hasil pengujian di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan USU. Adapun kuat lentur rata-rata yang terjadi pada setiap variasi tebal lapisan ECC adalah sebagai berikut:

2343.22

2356.83

2366.08 2350.33

2362.17

2374.83

2353.50

2368.50

2378.39 2361.11

2376.61

2385.33

2320 2330 2340 2350 2360 2370 2380 2390

30%-0% 30%-5% 30%-10%

Berat Volume (kg/mᶟ)

FA-ASP

BERAT VOLUME BETON BERLAPIS PP-ECC UMUR 28 HARI DENGAN TEBAL LAPISAN ECC 20 MM

2289.83 2293.33

2325.67 2299.92

2309.75

2329.58 2311.75

2319.83

2340.75 2316.17

2334.00

2354.42

2240 2260 2280 2300 2320 2340 2360

30%-0% 30%-5% 30%-10%

Berat Volume (kg/mᶟ)

FA-ASP

BERAT VOLUME BETON BERLAPIS PP-ECC UMUR 28 HARI DENGAN TEBAL LAPISAN ECC 40 MM

(8)

8 Tabel 9. Kuat Lentur Rata-Rata Balok Beton Berlapis PP-ECC untuk tebal lapisan ECC 20 mm No. Benda Uji Fly Ash + ASP Kuat Lentur Rata-Rata (MPa)

1 F20 30-0 30%-0% 3.99 4.12 4.45 4.72

2 F20 30-5 30%-5% 4.14 4.30 4.60 5.22

3 F20 30-10 30%-10% 4.26 4.41 4.86 5.43

Gambar 4. Kuat Lentur Rata-Rata Balok Beton Berlapis PP-ECC untuk tebal lapisan ECC 20 mm Tabel 9. Kuat Lentur Rata-Rata Balok Beton Berlapis PP-ECC untuk tebal lapisan ECC 40 mm No. Benda Uji Fly Ash + ASP Kuat Lentur Rata-Rata (MPa)

1 F40 30-0 30%-0% 2.58 2.92 3.23 3.60

2 F40 30-5 30%-5% 2.76 3.09 3.43 3.85

3 F40 30-10 30%-10% 3.06 3.45 3.68 3.93

Gambar 5. Kuat Lentur Rata-Rata Balok Beton Berlapis PP-ECC untuk tebal lapisan ECC 40 mm

3.994.124.454.72 4.144.304.605.22 4.264.414.865.43

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

30%-0% 30%-5% 30%-10%

Kuat Lentur Rata-Rata (MPa)

FA-ASP

KUAT LENTUR RATA-RATA PP-ECC UMUR 28 HARI DENGAN TEBAL LAPISAN ECC 20 MM

2.582.923.233.60 2.763.093.433.85 3.063.453.683.93

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

30%-0% 30%-5% 30%-10%

Kuat Lentur Rata-Rata (MPa)

FA-ASP

KUAT LENTUR RATA-RATA PP-ECC UMUR 28 HARI DENGAN TEBAL LAPISAN ECC 40 MM

(9)

9 Berdasarkan perhitungan kuat letur dengan rumus pada Persamaan 3 diperoleh kuat lentur optimum terjadi pada variasi FA 30% dan ASP 10% dengan penambahan serat polypropylene 0,3% yaitu sebesar 5,43 MPa pada tebal lapisan ECC 20 mm dan 3,93 MPa pada tebal lapisan ECC 40 mm. Dapat disimpulkan bahwa dengan meningkatnya penggunaan serat polypropylene maka kekuatan lentur juga semakin meningkat pada setiap variasi ASP. Meningkatnya persentase penggunaan abu sekam padi menunjukkan peningkatan kuat lentur secara berurut dari variasi 0%, 5%, hingga 10%.

Dimungkinkan bahwa penggunaan serat pada lapisan PP-ECC meningkatkan daya ikat antar material penyusun ECC, serta peningkatan penggunaan abu sekam padi memungkinan untuk menghasilkan CSH yang lebih banyak melalui reaksi hidrasi semen sehingga menghasilkan kekuatan lentur yang lebih baik. Namun, penambahan ketebalan lapisan ECC menunjukkan penurunan nilai kuat lentur pada balok beton berlapis PP-ECC.

4.3.Lendutan Beban Maksimum dan Lendutan Akhir

Rekapitulasi hasil gabungan lendutan saat beban lentur maksimum dan lendutan akhir setiap variasi beton berlapis PP-ECC dengan penambahan serat adalah sebagai berikut:

Tabel 10. Gabungan Lendutan pada Pmax dan Lendutan akhir untuk tebal lapisan ECC 20 mm No. Benda Uji Fly Ash + ASP Variasi

PP Fiber

Lendutan pada Pmax

Lendutan Akhir

1

F20 30-0 30%-0%

F20 30-0 PP 0% 0.0% 1.24 1.81

F20 30-0 PP 0.1% 0.1% 1.28 2.27

F20 30-0 PP 0.2% 0.2% 1.38 2.94

F20 30-0 PP 0.3% 0.3% 1.65 3.53

2

F20 30-5 30%-5%

F20 30-5 PP 0% 0.0% 1.38 1.65

F20 30-5 PP 0.1% 0.1% 1.45 1.99

F20 30-5 PP 0.2% 0.2% 1.57 2.31

F20 30-5 PP 0.3% 0.3% 1.82 3.05

3

F20 30-10 30%-10%

F20 30-10 PP 0% 0.0% 1.40 1.59

F20 30-10 PP 0.1% 0.1% 1.50 1.87

F20 30-10 PP 0.2% 0.2% 1.62 2.09

F20 30-10 PP 0.3% 0.3% 1.88 2.79

(10)

Gambar 6. Gabungan Lendutan pada Pmax dan Lendutan akhir untuk lapisan ECC 20 mm

Tabel 11. Gabungan Lendutan pada Pmax dan Lendutan akhir untuk tebal lapisan ECC 40 mm No. Benda Uji Fly Ash + ASP Variasi

PP Fiber

Lendutan pada Pmax

Lendutan Akhir

1

F40 30-0 30%-0%

F40 30-0 PP 0% 0.0% 1.02 1.48

F40 30-0 PP 0.1% 0.1% 1.08 2.47

F40 30-0 PP 0.2% 0.2% 1.14 3.27

F40 30-0 PP 0.3% 0.3% 1.24 3.89

2

F40 30-5 30%-5%

F40 30-5 PP 0% 0.0% 1.20 1.42

F40 30-5 PP 0.1% 0.1% 1.26 2.27

F40 30-5 PP 0.2% 0.2% 1.34 2.83

F40 30-5 PP 0.3% 0.3% 1.41 3.65

3

F40 30-10 30%-10%

F40 30-10 PP 0% 0.0% 1.34 1.40

F40 30-10 PP 0.1% 0.1% 1.48 2.04

F40 30-10 PP 0.2% 0.2% 1.57 2.49

F40 30-10 PP 0.3% 0.3% 1.67 3.41

1.24 1.28 1.38 1.65

1.38 1.45 1.57 1.82

1.40 1.50 1.62 1.88

1.81 2.27

2.93 3.53

1.65

1.99 2.31 3.05

1.59 1.87 2.09

2.79

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00

F20 30-0 PP 0%

F20 30-0 PP 0.1%

F20 30-0 PP 0.2%

F20 30-0 PP 0.3%

F20 30-5 PP 0%

F20 30-5 PP 0.1%

F20 30-5 PP 0.2%

F20 30-5 PP 0.3%

F20 30-10 PP 0%

F20 30-10 PP 0.1%

F20 30-10 PP 0.2%

F20 30-10 PP 0.3%

Lendutan (mm)

Variasi Benda Uji

GABUNGAN LENDUTAN AKHIR DAN LENDUTAN PADA SAAT BEBAN MAKSIMUM UNTUK TEBAL LAPISAN ECC 20 MM

Lendutan pada Pmax Lendutan Akhir

(11)

Gambar 7. Gabungan Lendutan pada Pmax dan Lendutan akhir untuk tebal lapisan ECC 40 mm

Berdasarkan Gambar 4.20 dan Gambar 4.21 terlihat bahwa lendutan pada beban maksimum dan lendutan akhir mengalami kenaikan nilai seiring bertambahnya persentase serat polypropylene. Pada penelitian ini serat dapat membantu balok beton berlapis PP-ECC dalam menahan lendutan yang terjadi hingga mengalami keruntuhan. Walaupun demikian, setiap kenaikan persentase abu sekam padi mengakibatkan penurunan pada nilai lendutan akhir. Balok beton berlapis PP-ECC dengan tebal lapisan ECC 40 mm menunjukkan nilai lendutan yang lebih baik dibandingkan dengan tebal lapisan ECC 20 mm. Sehingga dapat disimpulkan bahwa penambahan tebal lapisan ECC dapat meningkatkan kapasitas lendutan pada balok beton.

4.4.Pola Retak

Pola retakan setiap variasi setelah dilakukan pengujian lentur ditunjukkan oleh gambar berikut ini:

(a)

(c)

(b)

(d)

Gambar 8. Pola Retak Variasi FA 30% dan ASP 0% untuk tebal lapisan ECC 20 mm (a) Serat PP 0% (b) Serat PP 0.1% (c) Serat PP 0.2% (d) Serat PP 0.3%

1.021.48 1.08 1.14 1.24 1.20 1.26 1.34 1.41 1.34 1.48 1.57 1.67

2.47 3.27

3.89

1.42 2.27

2.83 3.65

1.40 2.04

2.49 3.41

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

F40 30-0 PP 0%

F40 30-0 PP 0.1%

F40 30-0 PP 0.2%

F40 30-0 PP 0.3%

F40 30-5 PP 0%

F40 30-5 PP 0.1%

F40 30-5 PP 0.2%

F40 30-5 PP 0.3%

F40 30-10 PP 0%

F40 30-10 PP 0.1%

F40 30-10 PP 0.2%

F40 30-10 PP 0.3%

Lendutan (mm)

Variasi Benda Uji

GABUNGAN LENDUTAN AKHIR DAN LENDUTAN PADA SAAT BEBAN MAKSIMUM UNTUK TEBAL LAPISAN ECC 40 MM

Lendutan pada Pmax Lendutan Akhir

(12)

12 (a)

(c)

(b)

(d)

(a)

(c)

(b)

(d)

(13)

13 (a)

(c)

(b)

(d)

(a)

(c)

(b)

(d)

(14)

14 (a)

(c)

(b)

(d)

Berdasarkan gambar diatas dapat disimpulkan bahwa pola retak setiap variasi ASP dan serat polypropylene terjadi diantara dua titik pembebanan atau 1/3 bentang tengah balok.

5. Kesimpulan dan Saran 5.1.Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan hasil pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Pemanfaatan fly ash, abu sekam padi dan serat polypropylene dalam campuran lapisan ECC dapat meningkatkan kapasitas lentur balok beton.

2. Kekuatan lentur rata-rata balok beton berlapis PP-ECC menunjukkan peningkatan secara berurutan pada setiap variasi ASP dan serat PP. Kuat lentur rata-rata optimum terjadi pada variasi ASP 10% dan serat PP 0.3% sebesar 5,43 MPa untuk tebal lapisan ECC 20 mm dan 3,93 MPa pada tebal lapisan ECC 40 mm.

3. Lendutan pada saat beban maksimum menunjukkan peningkatan secara berurutan pada setiap penambahan variasi ASP dan serat PP. Sedangkan lendutan akhir mengalami peningkatan seiring dengan penambahan serat PP, tetapi menunjukkan penurunan secara berurutan pada setiap penambahan persentase ASP. Lendutan akhir rata-rata optimum terjadi pada variasi ASP 0% dan serat PP 0.3% sebesar 3,53 mm untuk tebal lapisan ECC 20 mm dan 3,89 mm pada tebal lapisan ECC 40 mm.

4. Pola retak setiap variasi balok beton berlapis terjadi pada rentang posisi antara kedua titik pembebanan atau 1/3 bentang tengah balok.

5. Balok beton dengan lapisan ECC setebal 20 mm menunjukkan kapasitas lentur yang lebih baik dibandingkan dengan balok beton dengan lapisan ECC setebal 40 mm. Walaupun demikian, balok beton dengan lapisan ECC setebal 40 mm memiliki nilai lendutan yang lebih baik daripada balok beton dengan lapisan ECC setebal 20 mm.

(15)

15 5.2.Saran

Dari hasil penelitian pengaruh lapisan PP-ECC berbasis Moderate Volume Fly Ash (MVFA) dan Abu Sekam Padi terhadap kuat lentur balok beton yang telah dilakukan, maka saran yang dapat dikemukakan oleh peneliti untuk penelitian lebih lanjut antara lain:

1. Melakukan penelitian lebih lanjut terhadap persentase fly ash, serat polypropylene dan abu sekam padi yang lainnya untuk memperoleh kuat lentur yang lebih baik.

2. Melakukan penelitian lebih lanjut terhadap bonding strength antara lapisan beton dengan lapisan ECC pada balok beton berlapis PP-ECC.

3. Melakukan penelitian untuk variasi umur lebih 28 hari pada benda uji balok beton berlapis PP- ECC.

6. Daftar Pustaka

[1] ASTM C1611 (2005) ‘Standard Test Method for Slump Flow of Self-Consolidating Concrete 1’, pp.

1–6.

[2] Huang, T. and Zhang, Y. X. (2014) “Simulation of material behaviour of engineered cementitious composites under uniaxial tension”. Oxford: Woodhead Publishing, pp. 539–543.

[3] Kanda, T. and Li, V. C. (1998) “Interface Property and Apparent Strength of High-Strength Hydrophilic Fiber in Cement Matrix”, Journal of Materials in Civil Engineering, (February), pp.

6–13.

[4] Khoso, A. R. et al. (2018) “Experimental Analysis on Tensile Behavior of Engineered Cementitious Composite (ECC) using Polypropylene Fiber”, Civil Engineering Journal, 4(August), pp. 1799–

1808.

[5] Li, V. C. et al. (2001) “Measuring and Modifying Interface Properties of PVA Fibers in ECC Matrix”, Journal of Materials in Civil Engineering, (December), pp. 399–406.

[6] Li, V. C. (2007) “Engineered Cementitious Composites (ECC) – Material, Structural, and Durability Performance”, in Concrete Construction Engineering Handbook. CRC Press, pp. 2–39.

[7] SNI 4431-2011 (2011) “Cara uji kuat lentur beton normal dengan dua titik pembebanan”, Badan Standar Nasional Indonesia, p. 16.

[8] SNI 03-2834-2000 (2000) “SNI 03-2834-2000: Tata cara pembuatan rencana campuran beton normal”, Badan Standar Nasional Indonesia, pp. 1–34.