ANALISA KAJIAN TEGANGAN BETON DENGAN CAMPURAN SERAT AMPAS TEBU (BAGGASE) Desi Pardede1, Rahmi Karolina2 dan Syahrizal3 1
Program Studi Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] 2 Staff Pengajar Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] 3 Staff Pengajar Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email:
[email protected]
ABSTRAK Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang sering digunakan pada konstruksi bangunan. Pada beton, serat dapat dijadikan sebagai material tambahan baru contohnya serat ampas tebu. Dalam penelitian ini, serat ampas tebu digunakan sebagai bahan tambahan lain dalam campuran beton yang dibandingkan dengan beton normal untuk mengetahui nilai absorbsi, kuat tekan, dan elastisitas beton. Adapun variasi serat ampas tebu yang digunakan adalah 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%. Dari hasil pengujian diperoleh hasil peningkatan pada nilai slump dan elastisitas, serta penurunan pada kuat tekan. Pada pengujian, absorbsi beton meningkat hingga 8,53% dengan serat ampas tebu 40%. Kekuatan tekan beton yang memenuhi kriteria perencanaan beton 14,525 MPa terdapat pada serat ampas tebu 15% sebesar 178,037 kg/cm2. Peningkatan elastisitas beton hingga 462,341% (elastisitas naik sebesar 4 kali lipat dari elastisitas rata-rata beton normal). Pada penelitian ini semakin besar persentase campuran serat ampas tebu, maka porositas yang terjadi akan semakin besar. Sehingga terjadi penurunan pada kuat tekan dan meningkatnya nilai absorbsi pada beton. Penggunaan serat ampas tebu berhasil meningkatkan elastisitas beton. Kata Kunci : serat ampas tebu, absorbsi, kuat tekan dan elastisitas
ABSTRACT Concrete is the construction material that is commonly used in building construction. In this study , bagasse fiber is used as an additive in concrete mix other than the normal concrete to determine the value of the absorption , compressive strength , and elasticity of concrete . The variation of bagasse fibers used were 15 % , 20 % , 25 % , 30 % , 35 % , 40 % , and the test was done by slump test , absorption , compressive strength and elasticity . From the test results obtained by the resulting increase in the value of slump and elasticity , as well as a decrease in compressive strength . In the absorption test of concrete , large concrete against water absorption increased to 8.53 % with 40 % bagasse fiber . Concrete compressive strength of concrete plans that meet the criteria of 14.525 MPa with the addition of bagasse fibers reached on concrete with the addition of fiber to 15% of 178.037 kg/cm2 . Increased elasticity of concrete rose to 462.341 % ( elasticity increased by 4 times that of the average elasticity of normal concrete). From the test results obtainedthat the more of absorbtion of concrete, the more value of elasticity as well as a decrease in compressisve strength. Keywords: bagasse fibers, absorption, compressive strength, elasticity
1. PENDAHULUAN Perkembangan konstruksi bangunan di Indonesia pada umumnya semakin meningkat seiring dengan semakin meningkatnya jumlah individu di Indonesia. Dengan semakin meningkatnya konstruksi bangunan maka menunjukkan juga semakin banyak kebutuhan beton dimasa yang akan datang, sehingga mempengaruhi perkembangan teknologi beton dimana akan menuntut rancanganrancangan baru mengenai beton itu sendiri. Rancangan baru tersebut salah satunya yaitu dengan mendaur ulang limbah yang tidak terpakai, seperti serat ampas tebu. Serat ampas tebu merupakan serat yang kuat, dengan jaringan parenkim yang lembut, yang memiliki tingkat higroskopis yang tinggi, dan mampu meningkatkan kuat tarik dengan menahan gaya tarik tanpa retakan-retakan. Serat ampas tebu juga merupakan serat yang memiliki kadar penyerapan air yang cukup tinggi yang dapat digunakan dalam campuran beton. Penggunaan serat ampas tebu dapat mengurangi lendutan, meningkatkan kuat impact serta mengurangi penyusutan/shrinkage (Danoeprawiro, 1999). Penambahan serat ampas tebu pada campuran beton dapat memperbaiki karakteristik beton.
1. 2. 3.
Adapun tujuan penelitian ini sebagai berikut : Untuk mengetahui kapasitas absorbsi beton dengan dan tanpa serat ampas tebu. Untuk mengetahui dan membandingkan kuat tekan beton dengan dan tanpa menggunakan serat ampas tebu. Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan serat ampas tebu terhadap elastisitas dari sampel yang menggunakan serat ampas tebu sebagai bahan tambahan dan membandingkannya dengan beton normal.
2. TINJAUAN PUSTAKA Beton Beton merupakan material utama sebagai pelengkap kesempurnaan dari suatu struktur bangunan konstruksi. Bahan dasar yang terdapat dalam campuran beton merupakan pencampuran dari semen Portland, air dan agregat dengan suatu perbandingan tertentu. Dalam campuran beton selain bahan dasar, dapat juga dicampurkan bahan tambahan lain seperti bahan kimia tambahan, serat ataupun bahan yang bukan kimia). Serat Penambahan serat memiliki arti yakni memberi tulangan pada beton yang disebar merata ke dalam adukan beton dengan orientasi acak dengan maksud untuk mencegah terjadinya retakan micro pada beton di daerah tarik akibat pengaruh pembebanan, pengaruh susut atau pengaruh panas hidrasi (Amri Sjafei, 2005). Keuntungan penambahan serat pada beton adalah: serat terdistribusi secara acak di dalam beton pada jarak yang relatif sangat dekat satu dengan yang lainnya akan memberi tahanan terhadap tegangan berimbang ke segala arah dan memberi keuntungan material struktur yang disiapkan untuk menahan beban dari berbagai arah, (Wahyuni Nelly, 2010). Tebu (Saccharum Officinarum) Tebu (Saccharum Officinarum) merupakan tanaman sumber pemanis alamiah yang dapat tumbuh disetiap jenis tanah, dari dataran rendah hingga dataran tinggi pada pada ketinggian 5.500 meter diatas permukaan laut (mdpl) pada daerah beriklim panas dan lembab dengan kelembapan >70%, hujan yang merata setelah tanaman berumur 8 bulan dan suhu udara berkisar antara 28-34˚c (Slamet. 2004). Serat ampas tebu (baggase) adalah bahan sisa berserat dari batang tebu yang telah diekstraksi niranya dengan jaringan parenkim yang lembut dan memiliki tingkat higroskopis yang tinggi yang dihasilkan dari proses penggilingan tebu serta tidak tahan disimpan karena mudah terserang jamur. Karena ampas tebu merupakan hasil samping dari proses ekstraksi cairan tebu di pabrik dan dari suatu pabrik dapat dihasilkan sekitar 35-40% dari berat tebu yang digiling. Umumnya tanaman tebu menghasilkan 24-36% ampas tebu (baggase) dan ampas tebu sendiri mengandung air 48-52%, gula 2.5-6%, serta serat 44-48% (Penebar Swadaya 2000).
3.
METODE PENELITIAN
Tahapan pada penelitian ini dimulai dengan mengumpulkan bahan literatur yang berhubungan dengan penelitian ini, kemudian dilakukan persiapan bahan (semen, pasir, kerikil, dan air), selanjutnya pada bahan dilakukan pengujian di laboratorium. Setelah pengujian bahan, dilakukan perencanaan campuran beton (mix design) guna mendapatkan perbandingan campuran bahan. Kemudian dilakukan pembuatan benda uji sesuai dengan mix design. Setelah itu dilakukan perawatan pada benda uji (curing)dengan cara merendam benda uji didalam bak perendaman selama 28 hari. Setelah dilakukan perawatan, benda uji dikeluarkan dan dikeringkan guna melaksanakan pengujian pada benda uji. Pengujian pada benda uji akan menghasilkan data yang akan dianalisa yang kemudian menghasilkan kesimpulan dari penelitian ini. Pada serat ampas tebu dilakukan pemeriksaan berat isi dengan memasukkan serat tersebut ke dalam bejana besi kemudian ditimbang dengan alat timbangan dan diperoleh hasil perhitungan berat dengan melakukan dua metode yakni metode longgar dan padat, dan dipilih perhitungan berat isi dengan metode longgar. Mutu rencana beton adalah f’c 14,525 MPa dengan benda uji silinder beton diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Kadar serat ampas tebu yang ditambahkan bervariasi yaitu 15%, 20%,25%, 30% dan 35% dan 40% dari berat beton yang digunakan. Serat ampas tebu yang digunakan berdiameter ± 1.0 mm, dengan panjang serat ± 50mm. Lokasi eksperimen adalah di Laboratorium Beton Teknik Sipil USU, Medan, Sumatera Utara untuk pengujian: Absorbsi Beton Kuat tekan beton Elastisitas beton Pembuatan benda uji menggunakan metode Departemen Pekerjaan umum yang berdasarkan SK SNI T-15-1990-03. Dari hasil perhitungan mix design tersebut diperoleh perbandingan campuran beton antara semen : pasir : kerikil : air = 1,00 : 2,09 : 3,14 : 0,54. 4.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Slump Hasil pengujian nilai slump dan penambahan serat ampas tebu sebagai berikut :
16 20%;13
Nilai Slump (Cm)
14
30%;14
12 10
40%, 15 35%;15
0%;11
25%;13
15%;12
8 6 4 2 0 0%
10%
20%
30%
Kadar Serat Ampas Tebu (%)
Gambar 1. Grafik Slump Beton
40%
50%
Dari grafik dapat dilihat bahwa dengan meningkatnya persentase penambahan serat ampas tebu nilai slump semakin tinggi, hal ini karena penambahan serat ampas tebu mengakibatkan campuran beton tidak mengikat satu sama lain (kurang kohesif). 4.2
Absorbsi Beton
Absorbsi (%)
Hasil pengujian Absorbsi beton dengan penambahan serat ampas tebu sebgai berikut : 9.00% 8.00% 7.00% 6.00% 5.00% 4.00% 3.00% 2.00% 1.00% 0.00%
40%, 8.53%
35%, 6.61% 30%, 5.06% 20%, 2.33% 25%, 3.10%
0%, 0.38% 15%, 1.54% 0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
Kadar Penambahan Serat Ampas Tebu (%)
Gambar 2. Grafik Absorbsi Beton Dari gambar grafik dapat dilihat bahwa daya serap air untuk beton dengan serat ampas tebu 40% meningkat hingga 8,53%. Hal ini dikarenakan volume serat yang ditambahkan sudah terlalu banyak, sehingga mortar dan kerikil pada beton tidak lagi mengikat satu sama lain. 4.3
Kuat Tekan
Hasil pengujian kuat tekan beton dengan penambahan serat ampas tebu sebgai berikut :
Kuat Tekan (kg/cm2)
300.000 250.000
0%, 246.250
200.000 20%, 161.120 15%, 178.037
150.000
30%, 110.096 25%, 129.742
100.000
35%, 82.129
50.000
40%, 73.534
0.000 0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
Kadar Penambahan Serat Ampas Tebu (%)
Gambar 3. Kuat Tekan Beton
40%
45%
Dari gambar dapat dilihat bahwa dengan penambahan serat ampas tebu, maka kekuatan tekan beton cenderung meurun. Kekuatan tekan beton yang memenuhi kriteria perencanaan beton 14,525 Mpa dengan penambahan serat ampas tebu tercapai pada beton dengan penambahan serat 15% sebesar 178,037 kg/cm2. Dalam hal ini, beton dengan jumlah variasi serat yang semakin banyak, maka kuat tekan pada beton tersebut akan semakin berkurang juga. 4.4
Elastisitas Beton
Hasil pengujian kuat tekan beton dengan penambahan serat ampas tebu sebgai berikut :
12000.000 9741.617
Modulus Elastisitas
10000.000 8000.000
6229.041 4452.026
6000.000 4000.000
5944.583
2782.917 3318.964
2000.000
2107.020
0.000 0%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
Elastisitas
Gambar 4. Elastisitas Beton Dari grafik dapat dilihat bahwa penambahan serat ampastebu sebesar 40% menghasilkan modulus elastisitas sebesar 9741,617 kg/cm2 . Dengan meningkatnya penambahan serat ampas tebu cenderung meningkatkan nilai modulus elastisitas beton. Hal ini karena serat ampas tebu memiliki sifat elastis yang mempengaruhi karakteristik beton. 5.
KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Nilai slump campuran beton meningkat hingga 15 cm seiring dengan penambahan serat ampas tebu, sehingga workability beton berkurang. 2. Terjadi peningkatan nilai absorbsi beton seiring dengan penambahan variasi serat ampas tebu, yakni sebesar 1,54%, 2,33%, 3,10%, 5,06%, 6,61%, 8,53% . 3. Penurunan nilai kuat tekan sebesar 27,70%, 34,57%, 47,31%, 55,29%, 66,64%, 70,13% dari beton normal. 4. Kuat tekan beton yang memenuhi kriteria perencanaan campuran beton dengan mutu f’c 14,525 MPa diperoleh pada variasi penambahan serat ampas tebu 15% sebesar 178,037 kg/cm2. 5. Terjadi peningkatan elastisitas pada beton seiring dengan meningkatnya penambahan serat ampas tebu. Elastisitas beton naik hingga 462,34% (elastisitas naik sebesar 4 kali lipat dari elastisitas rata-rata beton normal.
6.
SARAN
Adapun saran yang dapat diberikan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Bagi peneliti yang ingin melanjutkan penelitian lanjutan dapat menggunakan bahan tambah lainnya seperti superplasticizer yang dapat meningkatkan daya ikat antara serat ampas tebu dengan material penyusun beton lainnya. 2. Menggunakan persentase serat dibawah 15% guna memperoleh hasil yang lebih baik. 3. Selain itu juga perlu diteliti dampak lain dari penggunaan serat ampas tebu ini terhadap beton seperti ketahanan terhadap abrasi dan impak. DAFTAR PUSTAKA (DAN PENULISAN PUSTAKA) Amri. Sjafei. 2005. Teknologi Beton A-Z. Penerbit: Yayasan John Hi Techidetama. Jakarta. Danoeprawiro. 1999. Peran Beton Fiber Dalam Pembangunan Prasarana dan Sarana Kimbangwil. Seminar Nasional Beton Fiber: Konsep. Aplikasi. dan Permasalahannya. Universitas Brawijaya.Malang. Dipohusodo, I. 1993. Struktur Beton Bertulang, Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03 Departemen Pekerjaan Umum RI. Penerbit: PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Kimpraswill, NSPM. 2002. Metode, Spesifikas, dan Tata Cara, Edisi Pertama. Badan Penelitian dan Pengembangan. Jakarta. Kusuma, Gideon. 1993. Pedoman Pengerjaan Beton. Penerbit: Erlangga. Jakarta Mulyono, T. 2003. Teknologi Beton. Penerbit: Andi. Yogyakarta. Nugraha, P.,Antoni. 2007. Teknologi Beton dari Material. Pembuatan. ke Beton Kinerja Tinggi. Penerbit: Andi. Yogyakarta. Penebar Swadaya. 2000. Pembudidayaan Tebu di Lahan Sawah dan Tegalan. Jakarta. Slamet. 2004. Tebu (Saccharum Officinarum). Jakarta. Wahyuni. Nelly. 2010. Pemanfaatan Serat Ijuk Pendek Dalam Pembuatan Beton Ringan Dan Karakteristiknya. Program Studi Fisika. Universitas Sumatera Utara. Medan.
