Widya Teknika Vol.19 No.2; Oktober 2011 ISSN 1411-0660: 1 - 5
PENAMBAHAN BENDRAT UNTUK MEMPERTAHANKAN NILAI KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK BELAH BETON AKIBAT KEBAKARAN Abdul Halim 1) ABSTRAK Untuk meningkatkan kuat tekan dan kuat tarik belah beton dapat dipergunakan fiber yang dimasukkan kedalam campuran beton. Pemanfaatan bahan fiber dalam konstruksi beton di indonesia belum banyak dipergunakan dikarenakan fiber tersebut harganya cukup mahal karena harus diimport. Sehingga perlu dicari alternatif fiber lokal yang tersedia cukup banyak, mudah didapat dan harganya terjangkau seperti kawat bendrat. Tujuan peneliti megetahui pengaruh penambahan bendrat terhadap kuat tekan dan kuat tarik beton pasca pembakaran.dalam penelitian ini dipergunakan benda uji berbentuk selinder dengan jumlah benda uji yaitu 40 buah dan panjang kawat bendrat yang digunakan 5 cm dengan diameter 0,5 mm. Penambahan bendrat berdasarkan berat yaitu 20 gram, 30 gram, 40 gram, 50 gram untuk semua benda uji dengan komposisi 1pc : 2ps : 3kr dengan nilai faktor air seman 0,6. Temperatur yang digunakan ± 3000c dan lama pemabakaran ± 2 jam. Berdasarkan hasil penelitian uji statistik yang dilakukan ternyata dari uji f menyatakan terjadi pengaruh terhadap penambahan bendrat terhadap kuat tekan dan kuat tarik belah beton. Dengan analisa regresi linier diketahui rata-rata kuat tekan beton dengan penambahan bendrat 10 gram = 72,72 kg/cm2 dan kuat tarik rata-rata penambahan bendrat 10 gram = 16,545 kg/cm2, hubungan bendrat sangat rendah. Kata Kunci: Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, dan Bendrat PENDAHULUAN Hampir pada setiap bangunan-bangunan gedung yang telah mengalami kebakaran atau pasca kebakaran akan dibiarkan begitu saja, bahkan bangunan pasca kebakaran cenderung diratakan. Dalam artian tanpa dilakukan penelitian terlebih dahulu bangunan pasca kebakaran, pada umumnya diperkirakan tidak dapat difungsikan kembali. Pada umumnya kerusakan yang dapat kita lihat secara visual antara lain : a. Perubahan warna pada beton b. Retakan tembok dan mengelupasnya plesteran c. Retakan dan pengelupasan dari beton Berdasarkan PBI 1971 bagian 4 bab 7.3 ayat (1) menerangkan bahwa ketahanan beton yang mengalami kebakaran dinyatakan dalam jam. Hal ini menunjukkan bahwa kerusakan bangunan akibat kebakaran tidak hanya ditentukan oleh tingginya temperatur saja, tetapi juga banyak bergantung pada jangka waktu kebakaran tersebut terjadi. Dalam menghadapi kenyataan tersebut di atas, maka penyusun mencoba untuk mengetahui perilaku hubungan temperatur dan lama pembakaran terhadap kuat tekan dan kuat tarik belah pada beton. Fiber Reinforced Concrete didefinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran semen, agregat halus, atau agregat kasar dan agregat halus, sejumlah fiber yang disebar random dan air. Penambahan fiber adalah memberi fiber pada beton yang disebarkan merata ke dalam adukan beton dengan orientasi random untuk mencegah terjadinya retakan-retakan yang terlalu dini di daerah tarik akibat panas hidrasi maupun akibat pembebanan, Penelitian yang dilakukan Suhendro (1991) menunjukkan bahwa tingkat perbaikan fiber yang terbuat dari potongan-
potongan kawat lokal tidak kalah dengan fiber baja asli yang dipakai di luar negeri. Adapun sifat-sifat berbagai macam fiber local yang diteliti oleh Hanant (1984) ditunjukkan dalam tabel sebagai berikut : Tabel 1.Sifat-Sifat Berbagai Macam Kawat yang Dipakai Sebagai Bahan Fiber Lokal Jenis kawat
Kuat tarik (N/mm2)
Perpanjangan Saat putus (%)
Berat jenis (gr/cm3)
Baja
2300
10,5
7,77
Bendrat
385
5,5
6,68
Biasa
250
30,5
7,70
Sumber : Suhendro, 1991 Penambahan volume fiber dari 0,5% menjadi 1,5% mempunyai pengaruh yang menguntung kan pada kekuatan keretakan pertama (dan akhir) meskipun mempunyai pengaruh negatif pada kenaikan w/c dan w/(c+fiber). Kekuatan pada keretakan pertama 31%, tidak mempengaruhi perbedaan yang besar pada w/c dan w/(c+f). Dengan pegaturan w/c dan w/(c+f) diperoleh 8,11 MPa (1170 psi) untuk 1,5% SW (75), sedangkan untuk 5% dengan jenis fiber yang sama diperoleh 10,10 MPa (1465 psi) seperti yang dilaporkan oleh Johnston fsn Robert W.Z, 1991. Ronaldi dan Batson, 1991 melakukan pengujian pada balok mortar yang diperkuat dengan kawat yang diameter kecil, volume fiber dibuat sama namun spasi antara fiber tersebut bervariasi. Dari hasil yang diperoleh bahwa momen penahan akhir balok dipengaruhi oleh spasi yang kurang dari 1 cm. Lain lagi oleh Brom at.al, 1991, yang pada penelitiannya
1) Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil – Universitas Widyagama Malang
1
WIDYA TEKNIKA VOL. 19 NO.2; OKTOBER 2011: 1-5 menggunakan spasi yang seragam dan volume baja yang sama, dengan menghitung momen tahanan akhir balok dan dari hasil yang diperoleh bahwa spasi tidak ada pengaruhnya pada kekuatan akhir balok. Pengujian kuat tekan yang dilakukan oleh Suhendro (1991) terhadap beton fiber lurus lokal umur 28 hari dengan volume fraction 0,5% dan aspec ratio 60% hanya menghasilkan kuat tekan beton bertambah sekitar 5% - 10% bila dibandingkan dengan kuat tekan beton tanpa fiber yang terlihat pada gambar di bawah ini. Penelitian Suhendro (1991), dengan menggunakan fiber lurus dari potongan-potongan kawat lokal panjang 6 cm dan diameter 1 mm yang ditambahkan pada beton dengan volume fraksi 0,5% berhasil meningkatkan kuat lentur sekitar 50% bila dibandingkan dengan beton tanpa fiber. Selain itu fiber setelah mencapai beton puncak menunjukkan perilaku yang liat, Hal inilah yang mendorong penyusun untuk mengkaji lebih jauh mengenai beton pasca kebakaran, terutama pengaruhnya terhadap kuat tekan dan kuat tarik belah beton. METODE PENELITIAN Rancangan penelitian yang dilakukan meliputi sebagai berikut : a. Agregat : pasir dan kerikil Dilakukan tes fisik di laboratorium meliputi : - Analisa saringan - Berat jenis dan penyerapan - Kadar air - Tes bahan lewat saringan - Tes berat isi b. Perancangan campuran Susunan campuran beton dibuat dengan komposisi 1 semen : 2 Pasir : 3 Kerikil dengan fas 0,6, dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
memiliki kapasitas 7 benda uji dalam setiap satu kali benda pembakaran. Penempatan benda uji melingkar atau mengitari di dalam dapur uji yang berbentuk drum, dengan jarak yang tidak terlalu rapat antara benda uji. Pembakaran dilakukan dalam dapur pembakaran dengan kenaikan temperatur berkala sampai mencapai suhu pembakaran yang telah ditentukan 300 Co ± 1o sama untuk semua benda uji. Apabila telah mencapai suhu pembakaran yang telah ditentukan, maka temperatur dalam ruangan bakar tetap dijaga sampai pada waktu yang ditentukan. Setelah proses pembakaran benda uji selesai, maka dilakukan pendinginan benda uji selama ± 1 Jam. Rancangan penelitian yang hendak dilakukan dapat digambarkan dalam bagan alir sebagai berikut : Mulai
Persiapan bahan dan peralatan
Pengujian bahan
1. 2. 3. 4. 5.
Pengujian analisa saringan. Pengujian berat jenis dan absorbsi agregat. Pengujian kadar air. Pengujian tes bahan lolos air. Pengujian berat isi agregat.
Pemeriksaan hasil uji
tidak
ya Pembuatan benda uji dengan bendrat 20-50 gr Pembakaran ± 300Co selama ± 2 jam Pendinginan Selama ± 1 Jam
Uji kuat tarik belah beton.
Uji kuat tekan beton
Tabel 2. Komposisi Campuran dan Benda Uji Penambahan bendrat (Gram)
Uji Tekan ( Buah )
Uji Tarik belah ( Buah )
0 20 30 40 50
4 4 4 4 4
4 4 4 4 4
Analisa bahan dan pembahasan Kesimpulan ][ dan saran
Selesai
Gambar 1 Bagan alir penelitian Pembuatan dan Perawatan Benda Uji Pembuatan benda uji dilakukan dengan mencampur semen, pasir, kerikil, dan air dengan komposisi yang telah ditentukan dan ditambahkan bendrat. Bahan yang telah disiapkan dimasukkan ke dalam molen yang berfungsi sebagai pengaduk dan dibiarkan selama ± 15 menit. Beton muda di tes dengan alat slump syarat uji slump 8 - 12 cm, jika nilai slump itu lebih besar atau lebih kecil maka percobaan tersebut harus diulang. Setelah umur benda uji mencapai 28 hari maka benda kerja dilakukan pembakaran. Dapur pembakaran
2
HASIL DAN PEMBAHASAN Analisa Bahan. Agregat Halus. Hasil pemeriksaan agregat halus, adalah sebagai berikut: Tabel 3 Data Sifat Fisis Agregat Halus Pasir Beton. Pemeriksaan Hasil Pemeriksaan Kadar air 5.69 Berat jenis (Saturate 3.62 Surface Dry)(gr/cm3) Absorbsi ( % ) 0.78
PENAMBAHAN BENDRAT …. AKIBAT KEBAKARAN [HALIM] Berat jenis ( gr/dm3) Modulus halus
Tabel 7. Hasil Uji Kuat Tarik Belah Beton.
1.42 2.94
1
Agregat Kasar. Hasil pemeriksaan agregat halus, adalah sebagai berikut: Tabel 4. Data Sifat Fisis Agregat Kasar. Pemeriksaan Hasil Pemeriksaan Kadar air 2.026 Berat jenis (Saturate 5.046 Surface Dry)(gr/cm3) Absorbsi ( % ) 0.782 Berat jenis ( gr/dm3) 1.469 Modulus halus 7.42 Pengujian Beton Segar. Pengujian beton segar sebaiknya dilakukan pengujian slump, dengan menggunakan alat kerucut abrams. Pengujian slump ini bertujuan untuk mengetahui kekentalan dari adukan campuran beton. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 5. Hasil Pengujian Slump Beton untuk Pengujian Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah Beton Slump Beton ( Cm ) Bendrat Jumlah No (Gram) Benda uji Kuat Kuat trk tekan belah 1. 0 4 9.2 9.4 2. 20 4 9.4 9.5 3. 30 4 10.4 11.4 4. 40 4 11.2 12.2 5. 50 4 12.1 12.1 Pembakaran benda uji. Benda uji yang memiliki umur 28 hari terhitung mulai tanggal dimulainya pembuatan benda uji. Maka siap dilakukan pembakaran, pengujian dilakukan dalam waktu 2 hari. Dengan sekali pembakaran 7 benda uji, dan setelah itu dilakukan pembakaran maka benda uji didinginkan dengan masa pendinganan ± 1 jam untuk semua benda uji. Benda uji yang mengalami pembakaran 300o C dengan lama pembakaran 2 jam akan mengalami perubahan warna beton cenderung berwarna kuning kecoklatan. Tandatanda lain dari beton yang mengalami pembakaran seperti retak-retak rambut atau spalling tampaknya belum ada selain perubahan warna dasar seperti yang diuraikan di atas. Tabel 6 Hasil Uji Kuat Tekan. Benda Uji
PENAMBAHAN BENDRAT
kg
1
2
3
4
13000
16000
12000
12000
Jmlh
905.415
679.061
679.061 2.999.187
13500
14000
15000
763.944
792.238
848.826 3.423.598
53000
Rata2 13.250
0 GRAM
kg/cm2 73.565
20 GRAM
kg/cm2 101.859
30 GRAM
kg
15000
24000
20000
kg/cm2
848.826
135.812
113.177
40 GRAM
kg
19500
15000
16000
kg/cm2
110.347
848.826
905.415
50 GRAM
kg
19500
22000
25000
10000
76500
19.125
kg/cm2
110.347
124.495
141.471
125.438
501.75
125.438
kg
18000
18000
60500 77000
101.856 4.357.306 18000
68500
101.859 3.876.301
584.276 15.125
PENAMBAHAN BENDRAT
Benda Uji kg
13000
2 16000
3 12000
4 12000
Jmlh 53000
Rata2 13250
0 GRAM
kg/cm2 16.977 11.318 16.977 12.732 580.031 145.009
20 GRAM
kg/cm2 19.806 19.099 19.099 21.221 792.239 198.059
30 GRAM
kg/cm2
40 GRAM
kg/cm2
50 GRAM
kg/cm2
kg kg kg kg
18000 13500
13500 15000
14000 14000
15000 14000
60500 56500
15125 14125
19.099 21.221 19.806 19.806 799.311 199.828 13000
18000
15500
14000
60500
15125
18.391 25.465 21.928 19.806 855.899 213.975 11000
48000
12000
16.977 16.977 18.391 15.562
12000
12000
13000
67.906
169.765
Sumber : Data penelitian 2003. Kehilangan ikatan antara agregat kasar dari benda uji setelah dilakukan uji kuat tekan dan uji kuat tarik belah beton pasca pembakaran. Dari belahan benda uji yang mengalami uji kuat tekan dan kuat tarik belah dapat terlihat bahwa benda uji yang mengalami pembakaran pada temperatur 300o C dengan lama pemabakaran ± 2 jam menunjukkan pelepasan butiran agregat kasar dari ikatan pasta semen dan tertahan oleh bendrat itu sendiri. Perhitungan Analisis Ragam. Tabel .8 Analisis ragam kuat tekan beton. JK db JKT F. Tabel Derajat Derajat Jlh Variasi F Kuadrat Bebas Kuadrat Hitung 5 % 1 % Tengah Perlakuan 6227,1 4 1556,78 7.8 3.06 4.89 Galat 2979,89 15 198,66 Total 9206,99 19
Dari hasil perhitungan di atas bahwa FHitung > FTabel = 7,8 > F (4 ; 15 ; 0,05) = 3,06 dan F ( 4 ; 15 ; 0.01 ) = 4,89. Jadi hipotesis Ho tidak diterima, hal ini menunjukkan bahwa variasi pengaruh penambahan bendrat 0 gram, 20 gram, 30 gram, 40 gram, 50 gram terdapat perbedaan yang cukup berarti di antara satu sama lain terhadap kuat tekan pasca pembakaran. Uji Lanjutan dengan Perbandingan Berganda Dari uraian Uji BNT di atas dapat diketahui nilai stabilitas tiap-tiap perlakuan yang ditabel sebagai berikut: Tabel 9 Uji BNT Akibat Penambahan Bendrat Selisih Antara Nilai-nilai Tengah Perlakuan Perlakuan dan 74,98 85,59 108,93 96,91 125,44 nilai tengah 74,98 10,61 33,953 21,928 50,458 85,59 23,343 11,318 39,848 108,93 -12,025 16,505 96,90 28,529 125,44
626.717 19.250 299.918 17.125 491.612
3
WIDYA TEKNIKA VOL. 19 NO.2; OKTOBER 2011: 1-5 Tabel 10 Uji BNT Akibat Penambahan Bendrat Selisih Antara Nilai-Nilai Tengah Perlakuan
Perhitungan Analisis ragam untuk kuat tarik belah beton pasca pembakaran. Perlakuan dan Analisis ragam untuk kuat tarik belah dengan 74,98 85,59 108,93 96,91 125,44 nilai tengah penambahan bendrat 0 gram, 20 gram, 30 gram, 40 74,98 T.Nyata Nyata T.Nyata Nyata gram, 50 gram. 85,59 108,93 96,90 125,44
T.Nyata T.Nyata Nyata T.Nyata T.Nyata T.Nyata
Variasi
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa ada perlakuan yang menunjukkan sangat nyata sebab nilai-nilai stabilitas 33,953 BNT 5 % = 21,25 , untuk perlakuan dapat dilihat pada tabel di atas. Hubungan Penambahan Bendrat dan Kuat Tekan Beton.
X 0 20 30 40 50 Jml
Tabel 11 Analisa Regresi Y Y2 74,980 5622 85,590 7323,936 108,933 11866,398 96,908 9391,160 125,438 15734,692 491,839 49938,186
X.y 0 1711,6 3267,99 3876,32 6271,9 15127,81
X2 0 400 900 1600 2500 5400
Sehingga didapat Persamaan
y a b.x 72,72 0,916 .x
Dari persamaan di atas menunjukkan bahwa penambahan bendrat, efek pengaruhnya yang terbesar yaitu = 0,916. Sedangkan rata-rata kuat tekan pada beton dengan penambahan bendrat 10 gram adalah = 72,72 kg/cm2 Dengan nilai : a. = 72,72 kg/cm2 menunjukkan kuat tekan rata-rata kondisi normal b. = 0,916 kg/cm2 Gaya rata-rata naik 0,916 kg/cm2 setiap penambahan bendrat 10 gram. Koefisien Kolerasi ( Kuat tekan ) Dengan nilai koefisien kolerasi = 0,16 menunjukkan hubungan yang sangat rendah, karena nilainya terletak antara 0,10 - 0,40.
Kuat Tekan Beton
0 20 30 40 50
110
74,98 85,59 108,933 96,908 125,438
125,438
96,908
90 85,59 y = 0,9164x + 72,711
80
R2 = 0,7983
74,98
70 10
20
30 Bendrat
40
50
60
Gambar 2. Grafik Penambahan Bendrat dengan Kuat Tekan Beton Pasca Pembakaran
4
Db Derajat Bebas 4 15 19
JKT Jlh Kuadrat Tengah 30,61 4,24
F. Tabel FHitung 7,22
5%
1%
3.06
4.89
Dari perhitungan di atas Bahwa FHitung > FTabel = 7,22 > F ( 4; 15; 0,05 ) = 3,06 dan F ( 4; 15; 0,01 ) = 4,89. Jadi hipotesis Ho tidak diterima. Hal ini menunjukkan bahwa variasi pengaruh penambahan bendrat 0 gram, 20 gram, 30 gram, 40 gram, 50 gram terdapat perbedaan yang cukup berarti satu sama lainnya terhadap kuat tarik belah beton pasca pembakaran. Uji Lanjutan dengan Perbandingan Berganda Tabel 4.13 Uji BNT Akibat Penambahan Bendrat Selisih Antara Nilai-Nilai Tengah Perlakuan Perlakuan dan nilai 14,50 tengah 14,500 19,806 19,983 21,397 16,977
19,806
19,983 21,397 16,977
5,306
5,483 0,177
6,897 2,477 1,591 -2,829 1,414 -3,006 -4,42
Tabel 4.14 Uji BNT Akibat Penambahan Bendrat Selisih Antara Nilai-Nilai Tengah Perlakuan Perlakuan dan 14,50 19,81 19,98 21,40 16,98 nilai tengah 14,50 .Nyata Nyata Nyata T.Nyata 19,81 T.Nyata T.Nyata T.Nyata 19,98 T.Nyata T.Nyata 21,40 T.Nyata 16,98
108,933
100
0
Perlakuan Galat Total
JK Derajat Kuadrat 122,44 63,59 186,03
Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa ada perlakuan yang menunjukkan sangat nyata sebab nilai-nilai stabilitas 5,306 BNT 5 % = 3,111 untuk perlakuan dapat dilihat pada tabel diatas.
130 120
Tabel 4.12 Analisis Ragam Kuat Tekan Beton.
Hubungan Penambahan bendrat dan kuat tekan Beton. Tabel 4.15 Analisa Regresi X Y Y2 X.y X2 0 14,500 210,25 0 0 20 19,806 392,278 396,12 400 30 19,983 399,320 599,49 900 40 21,397 457,832 855,88 1600 50 16,977 288,219 848,85 2500 140 92,663 1747,899 2700,34 5400
PENAMBAHAN BENDRAT …. AKIBAT KEBAKARAN [HALIM] Sehingga didapat Persamaan
y a b.x 16,545 0,071 .X Dari persamaan di atas menunjukkan bahwa penambahan bendrat, efek pengaruhnya yang terbesar yaitu = 0,071 Sedangkan rata-rata kuat tekan pada beton dengan penambahan bendrat 10 gram adalah = 16,545kg/cm2 Dengan nilai : a. = 16,545 kg/cm2 menunjukkan kuat tekan rata-rata kondisi normal b. = 0,071 kg/cm2 menunjukkan Gaya rata-rata naik 0,071 kg/cm2 setiap penambahan bendrat 10 gram. Koefisien Kolerasi ( Kuat tekan ) Dengan nilai koefisien kolerasi = 0,25 menunjukkan hubungan yang sangat rendah, karena nilainya terletak antara 0,10 - 0,40. 22 0 20 30 40 50
Kuat Tarik Beton
21 20 19 18
21,39748
14,50078 19,80595 19,98278 19,80595 21,39748 16,9765
19,982783
17
16,9765
16
y = 0,0715x + 16,532 2
R = 0,2469
15
14,50078
14
Januari 2009, Fakultas Teknik, Universitas Udayana Denpasar [3] Frick,Heinz, 1999 dan Koesmartadi, “Ilmu Bahan Bangunan “,: Kanisius. Yogyakarta [4] Istimawan, Dipohusodo, 1993” Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03”, Departemen PU,Jakarta. [5] Laurentis Wahyudi dan Syahril A.Rahim, 1997,”Struktur Beton Bertulang”, PT.Gramedia Pustaka Persada Jakarta,. [6] Prihandarini, Ririn, April 2002,” Teknologi Em Dalam Pengembangan Industri Paving Block Dan Batako Berbasis Sampah Kota”, Makalah Seminar, Jakarta. [7] Wang C.K.dan Solmon C.G, 1993,” Desain Beton Bertulang “, Erlangga, Jakarta. [8] Wati yuliana, 2000, “ Pengaruh Pasir Paras Terhadap Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Belah Beton”. Skripsi tidak diterbitkan . Malang : Fakultas Teknik Universitas Widya Gama Malang. [9] Yayasan Dana Normalisasi Indonesia.NI-3, 1978,”Peraturan Umum Untuk Bahan Bangunan Di Indonesia”,PUBI 1970,edisi ke3,Bandung.
13 0
10
20
30
40
50
60
Bendrat
Gambar 3. Grafik penambahan bendrat dengan kuat tarik beton Pasca pembakaran KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Penambahan serbuk kayu untuk mengurangi jumlah pasir pada batako, mengakibatkan penurunan kekuatan batako baik terhadap kuat tekan maupun kuat tarik belah. 2. Penurunan kekuatan tekan rata-rata dengan adanya penambahan 1 bagian serbuk kayu dan pengurangan 1 bagian pasir adalah sebesar 27,41 % pada usia 14 hari dan sebesar 36,19 % pada usia 28 hari. 3. Penurunan kekuatan tarik belah rata-rata dengan adanya penambahan 1 bagian serbuk kayu dan pengurangan 1 bagian pasir adalah sebesar 25,37 % pada usia 14 hari dan sebesar 30,78 % pada usia 28 hari. 4. Besarnya daya serap serbuk kayu terhadap air sehingga rongga-rongga pada batako akibat penguapan air dalam jumlah besar. DAFTAR PUSTAKA [1] Anonim, 2001 “Buku Petunjuk Praktikum Beton”, : Fakultas Teknik Universitas Widya Gama, Malang. [2] Budiwati, I.A.M., 2009 “Kuat Tekan Dan Modulus Elastisitas Hasil Eksprimen Dari Mansory, Jurnal Ilmiah Teknik Sipil Vol. 13, No. 1,
5
