KAJIAN KUAT LENTUR BETON KERTAS (PAPERCRETE) DENGAN BAHAN TAMBAH SERAT NYLON

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KAJIAN KUAT LENTUR BETON KERTAS (PAPERCRETE) DENGAN BAHAN TAMBAH SERAT NYLON (Study of Flexural Strength Papercrete with Nylon)

SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

BAGUS CAHYONO NIM. I 1105011

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2011


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

MOTTO Kerja keras, Pantang menyerah, Iman.

PERSEMBAHAN Kupersembahkan karya ini untuk Ummiku dan Keluargaku

commit to user


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK BAGUS CAHYONO, 2011. “KAJIAN KUAT LENTUR BETON KERTAS (PAPERCRETE) DENGAN BAHAN TAMBAH SERAT NYLON”. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Beton kertas adalah suatu material bangunan yang dibuat dengan kertas didaur ulang, pasir dan portland semen. Disebut beton kertas karena dalam penamaan standar internasional yang menyebut mortar juga sebagai crete walaupun memakai bahan mortar. Kertas yang digunakan dalam penelitian ini adalah kertas koran yang kemudian diolah menjadi bubur kertas dengan tujuan untuk mempermudah dalam pengadukan campuran. Beton kertas sebagai salah satu alternatif beton ringan ramah lingkungan. Penelitian ini akan menunjukkan seberapa kuat lentur yang dimiliki beton kertas dengan beberapa variasi penambahan nylon. Penambahan nylon diharapkan dapat meningkatkan kuat lentur, karena nylon mempunyai tingkat keuletan, ketahanan terhadap kelelahan dan abrasi, kekuatan dan daya tahan yang tinggi. Kuat lentur yang diperoleh diharapkan dapat menunjukkan sifat-sifat khusus dari beton kertas. Penelitian dilakukan dengan metode eksperimental laboratorium. Pada penelitian ini digunakan beberapa variasi penambahan nylon yaitu 0%, 0,3%, 0,75%, dan 1% terhadap volume benda uji. Adapun benda uji berbentuk balok dengan ukuran (150×150×500) mm sebanyak tiga benda uji untuk tiap variasi. Pengujian lentur dilakukan saat umur beton kertas 28 hari dengan menggunakan Loading frame. Data yang diperoleh dari uji kuat lentur adalah beban maksimum yaitu pada saat beton hancur menerima beban maksimum tersebut, dari data tersebut maka dapat diperoleh nilai kuat lentur dari masing-masing benda uji. Nilai kuat lentur pada variasi penambahan nylon terhadap volume berturut-turut adalah benda uji dengan penambahan nylon 0,3 % = 0,2775 N/mm², penambahan nylon 0,75% = 0,26914 N/mm², penambahan nylon 1% = 0,26861 N/mm² dan penambahan nylon 0% = 0,25194 N/mm². Penggunaan nylon sebagai bahan tambah terbukti meningkatkan nilai kuat lentur yaitu 8-10%, namun masih jauh dari standar nilai kuat lentur mortar atau beton normal. Hal ini karena sifat kertas yang mudah menyerap air menyebabkan kebutuhan untuk hidrasi semen berkurang, serta distribusi kertas dalam campuran yang tidak merata karena kertas cenderung menggumpal dengan pasta semen saat pengadukan campuran. Kata kunci : beton kertas, nylon, kuat lentur.

commit to user


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT BAGUS CAHYONO, 2011. “STUDY OF FLEXURAL STRENGTH PAPERCRETE WITH NYLON”. Thesis of Civil Engineering of Engineering Faculty of Sebelas Maret University Surakarta. Papercrete is a concrete building materials were by recycled paper, sand and portland cement. Public usually call “crete” although this is a mortar. The paper which was made is this usually is newspaper then processed to a pulp in order to facilitate the stirring mixture. Papercrete as an alternative environment-friendly lightweight concrete. The study will show how strong the concrete flexural owned with a few variations of nylon. The nylon is expected to increase the flexural strength because the nylon has the toughness, fatigue and abrasion resistence, strength and high durability. Flexural Strength obtained is expected to show the special of papercrete The research is a laboratory experimental methods. In this study used some variations of nylon that is 0%, 0.3%, 0.75%, and 1% of volume. The beam-shaped test object size (150×150×500) mm of three test items for each variation. Flexural strength test performed when the concrete age of 28-day paper using the Loading frame. Data obtained from flexural strength test is the maximum load of crushed concrete at the maximum load is, from these data it can flexural strenght values obtained from each test object. Flexural strength values on the variations of nylon for the volume in a row is a test object with a nylon of 0.3% to 0.2775 N/mm², nylon 0.75% = 0.26194 N/mm², nylon 1% = 0.26861 N/mm² and nylon 0% = 0.25194 N/mm². The use of nylon as an additive proven to increase the flexural strength values of 8-10%, but still far from the standar values of flexural strength mortar or normal concrete. It caused by the nature of paper that easily absorb water causing the need for hydration of cement is reduced, and the distribution of paper in a mixture of uneven because of the paper tend to agglomerate with cement paste while stirring the mixture. Keywords: papercrete, nylon, flexural strength.

commit to user


digilib.uns.ac.id

PENGANTAR

Syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan penulisan laporan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penyusun menyadari bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak, maka banyak kendala hingga terselesaikannya penyusunan laporan skripsi ini. Pada kesempatan ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Ibu Endah Safitri, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik. 4. Bapak Achmad Basuki, ST, MT. selaku Dosen Pembimbing I. 5. Bapak Ir. Sunarmasto, MT selaku Dosen Pembimbing II. 6. Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. 7. Rekan-rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini.

Penyusun menyadari bahwa laporan skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu penyusun mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan laporan skripsi yang akan datang. Akhir kata semoga laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya.

Surakarta,

commit to user

Juli 2011

Penyusun


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................

i

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................

ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii HALAMAN MOTTO DAN PESEMBAHAN ................................................ iv ABSTRAK ........................................................................................................

v

PENGANTAR .................................................................................................. vii DAFTAR ISI ..................................................................................................... viii DAFTAR NOTASI ............................................................................................

x

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

BAB 1. PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang ..........................................................................................

1

1.2.

Rumusan Masalah .....................................................................................

2

1.3.

Batasan Masalah .......................................................................................

2

1.4.

Tujuan Penelitian ......................................................................................

3

1.5.

Manfaat Penelitian ....................................................................................

3

BAB 2. LANDASAN TEORI 2.1. Mortar ........................................................................................................

4

2.2. Beton Kertas ..............................................................................................

6

2.3. Material Penyusun Beton Kertas ...............................................................

7

2.4. Bahan Tambah ........................................................................................... 12 2.5. Kuat Lentur ................................................................................................ 12

BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. 3.2.

Tinjauan Umum ....................................................................................... 16

Alat dan Bahan .......................................................................................... 16 commit to user 3.2.1. Alat-alat Yang Digunakan ........................................................................ 16


digilib.uns.ac.id

3.2.2. Bahan Penyusun ........................................................................................ 20 3.3.

Benda Uji .................................................................................................. 20

3.3.1. Metode Pembuatan Bubur Kertas ............................................................. 21 3.3.2. Pembuatan Benda Uji................................................................................ 22 3.4.

Tahapan dan Prosedur Penelitian .............................................................. 23

3.5.

Prosedur Pengujian Kuat Lentur ............................................................... 26

BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1.

Hasil Pengujian Material ........................................................................... 28

4.1.1 Hasil Pengujian Agregat Halus............................................................ ..... 28 4.1.2 Kadar Air Bubur Kertas...................................................................... ...... 31 4.2.

Hasil Pengujian Kuat Lentur ..................................................................... 32

4.3.

Pembahasan ............................................................................................... 38

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.

Kesimpulan .............................................................................................. 41

5.2.

Saran ......................................................................................................... 41

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 42 LAMPIRAN

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI

σf

= Kuat lentur (N/mm²)

M

= Momen lentur (Nmm)

Y

= Jarak kesumbu netral (mm)

I

= Momen inersia (mm⁴)

RA

= Reaksi di titik A (N)

P

= Beban balok benda uji (N)

L

= Panjang bentang (mm)

q

= Beban merata balok benda uji (N/mm)

b

= Lebar balok benda uji (mm)

h

= Tinggi balok benda uji (mm

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Benda Uji untuk Pengujian Kuat Lentur Beton Kertas dengan Bahan Tambah Serat Nylon ........................................................................... 21 Tabel 4.1. Hasil Uji Kadar Lumpur .................................................................... 28 Tabel 4.2. Tabel Perubahan Warna ..................................................................... 29 Tabel 4.3. Hasil Pengujian Spesific Grafity Agregat Halus ................................ 29 Tabel 4.4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ............................................ 30 Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Berat Beton Kertas dengan Bahan Tambah Serat Nylon .................................................................................................. 34 Tabel 4.6. Hasil Perhitungan Kuat Lentur Beton Kertas dengan Variasi Penambahan Nylon ............................................................................. 37

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1. Loading frame ............................................................................. 18 Gambar 3.2. Peralatan Pegujian Kuat Lentur ................................................... 19 Gambar 3.3. Benda Uji ..................................................................................... 20 Gambar 3.4. (a) Bor Listrik (b) Bubur Kertas (c) Rendaman Kertas ............... 22 Gambar 3.5. Bagan Alir tahap-tahap Penelitian ............................................... 27 Gambar 3.6. Pengujian Kuat Lentur dengan Alat Loading frame ................... 26 Gambar 4.1. Grafik Gradasi Agregat Halus (Pasir) ......................................... 31 Gambar 4.2. Hubungan Berat Beton Kertas pada Variasi Benda Uji .............. 34 Gambar 4.3. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan pada variasi Nylon 0 % ..................................................................................................... 35 Gambar 4.4. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan pada variasi Nylon 0,3 % ..................................................................................................... 35 Gambar 4.5. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan pada variasi Nylon 0,75% ..................................................................................................... 35 Gambar 4.6. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan pada variasi Nylon 1 % ............................................................................................ ......... 36 Gambar 4.7. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan setiap kenaikan 50kg..... 36 Gambar 4.8.

Hubungan Kuat Lentur Beton Kertas pada Variasi Benda Uji..... 38

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 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 partisi akan mengurangi beban konstruksi bila dibandingkan dengan menggunakan dinding bata. Salah satu jenis beton ringan yang dipakai adalah beton ringan dengan bahan pencampur kertas yang biasa disebut beton kertas (papercrete).

Beton kertas biasa digunakan sebagai komponen non-struktural seperti pengganti bata pada dinding, bahan lantai dan bermacam ornamen lainnya. Selain beratnya yang ringan, beton kertas juga memiliki kekuatan yang bagus. Beton kertas dapat diproduksi sendiri, dicetak atau dicor sesuai dengan bentuk dan kekuatan yang diinginkan. Di sisi lain penggunaan beton kertas perlu mempertimbangkan aspek ekonomis, keselamatan penggunanya dan ramah lingkungan. Maka dari itu penelitian ini dilakukan untuk menemukan kelebihan dan kekurangan beton kertas sesuai dengan kenyataan dalam uji coba yang akan dilakukan.

Bila dilihat dari sisi ramah lingkungan beton kertas jelas sangat cocok dalam upaya penyelamatan lingkungan karena memanfaatkan barang bekas yang terbuat dari hasil eksploitasi alam (kertas terbuat dari serat kayu). Pertimbangan lain dalam penggunaan beton kertas adalah mengenai keuntungan beton kertas yang dinilai lebih murah dan ramah lingkungan. Beton kertas terbuat hampir 50% dari kertas bekas dan sisanya adalah campuran semen, pasir dan air. Hal ini yang menyebabkan beton kertas menjadi lebih murah, sebab mampu menghemat pembelian semen pasir hampir 50%. Beton kertas juga memiliki banyak variasi, commit to user selain campuran kertas bisa ditambah campuran lain, seperti serat asbestos, serat


digilib.uns.ac.id

baja(steel fiber), nylon, dan plastic (polypropylene), serat kaca (glass fiber), dan serat tumbuh- tumbuhan (ijuk, rami, bambu). Pada penelitian ini digunakan serat nylon. Serat nylon mempunyai sifat yang sangat elastis dan liat sehingga diharapkan dapat memperbaiki sifat getas pada beton. Dengan demikian serat nylon sangat mungkin dapat dijadikan sebagai bahan tambah beton untuk meningkatkan sifat-sifat struktural beton.

Kualitas dari suatu beton tergantung pada beberapa faktor antara lain adalah kuat lentur sebagai acuan untuk mengetahui kualitas dari beton yang digunakan. Kuat lentur beton yang semakin tinggi maka kualitas beton juga akan semakin baik.

Dilihat dari ketersedian unsur-unsur yang terkandung didalamnya, maka secara teknis dan ekonomis, penggunaan kertas dan nylon sebagai campuran pembuatan beton dapat digunakan sebagai efisiensi penggunaan semen dan sebagai upaya untuk pemanfaatan limbah kertas.

1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan sebelumnya, maka dapat diambil rumusan masalah yaitu seberapa besar kuat lentur beton kertas (papercrete) berserat nylon dengan kadar penambahan 0% ; 0,3% ; 0,75% ; dan 1% terhadap volume beton kertas berserat nylon.

1.3 Batasan Masalah Dalam penelitian ini untuk mempermudah pembahasan diberikan batasan – batasan sebagai berikut : a. Jenis kertas yang dipakai adalah kertas koran. b. Peninjauan hanya pada kinerja kuat lentur beton kertas dalam keadaan keras. c. Nilai FAS (Faktor Air Semen) = 1, karena kertas merupakan material yang banyak menyerap air.

commit to user d. Umur beton pengujian adalah 28 hari.


digilib.uns.ac.id

e. Semen yang digunakan adalah semen Portland jenis I. f. Penggunaan bubur kertas pada campuran beton yaitu dengan perbandingan 1 semen : 2 pasir: 2 kertas. g. Reaksi kimia tidak dibahas dalam penelitian ini.

1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besarkah pengaruh beton kertas berserat nylon dengan kadar penambahan serat nylon 0% ; 0,3% ; 0,75% ; dan 1% terhadap kekuatan lentur pada beton yang dihasilkan.

1.5 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memperoleh informasi baru tentang potensi pemanfaatan kertas dan serat nylon menjadi bahan beton alternatif yang lebih baik dan efisien serta mendukung upaya penyelamatan lingkungan dari limbah kertas.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Mortar Mortar (sering disebut juga mortel atau spesi) adalah campuran yang terdiri dari pasir, bahan perekat serta air, dan diaduk sampai homogen. Pasir sebagai bahan bangunan dasar harus direkatkan dengan bahan perekat. Bahan perekat yang digunakan dapat bermacam-macam, yaitu dapat berupa tanah liat, kapur, semen merah (bata merah yang dihaluskan), maupun semen potland. Dalam penelitian kali ini digunakan bubur kertas sebagai bahan tambahan, sehingga menghasilkan mortar yang beratnya ringan yang biasa disebut beton kertas (papercrete). Mortar dibagi berdasarkan jenis bahan ikatnya menjadi empat jenis, yaitu mortar lempung/lumpur, mortar kapur, mortar semen dan mortar khusus.

a. Mortar lumpur Mortar lumpur diperoleh dari campuran pasir, lumpur/tanah liat dengan air. Pasir, tanah liat dan air tersebut dicampur sampai rata dan mempunyai kelecakan yang cukup baik. Jumlah pasir harus diberikan secara tepat untuk memperoleh adukan yang baik. Terlalu sedikit pasir menghasilkan mortar yang retak-retak setelah mengeras sebagai akibat besarnya susutan pengeringan. Terlalu banyak pasir menyebabkan adukan kurang dapat melekat dengan baik. Mortar jenis ini digunakan sebagai bahan tembok atau tungku api di pedesaan.

b. Mortar kapur Mortar kapur dibuat dari campuran pasir, kapur, semen merah dan air. Kapur dan pasir mula-mula dicampur dalam keadaan kering kemudian ditambahkan air. Air diberikan secukupnya untuk memperoleh adukan dengan kelecakan yang baik. Selama proses pelekatan kapur mengalami susutan sehingga jumlah pasir yang commit to user


digilib.uns.ac.id

umum digunakan adalah tiga kali volume kapur. Kapur yang dapat digunakan adalah fat lime dan hydraulic lime.

c. Mortar semen Mortar semen merupakan campuran semen, pasir dan air pada proporsi yang sesuai. Perbandingan volume semen dan pasir bekisar pada 1 : 2 sampai dengan 1 : 6 atau lebih tergantung penggunaannya. Mortar semen lebih kuat dari jenis mortar lain, sehingga mortar semen sering digunakan untuk tembok, pilar, kolom atau bagian-bagian lain yang menahan beban. Karena mortar ini rapat air, maka juga sering digunakan untuk bagian luar dan yang berada di bawah tanah. Dalam adukan beton atau mortar, air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini selain mengisi pori-pori diantara butir-butir agregat halus, juga bersifat sebagai perekat atau pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terikat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa yang kompak atau padat.

d. Mortar khusus Mortar khusus dibuat dengan menambahkan bahan khusus pada mortar kapur dan mortar semen dengan tujuan tertentu. Mortar ringan diperoleh dengan menambahkan asbestos fibres, jutes fibres (serat alami), butir – butir kayu, serbuk gergaji kayu, serbuk kaca dan lain sebagainya. Mortar khusus digunakan dengan tujuan dan maksud tertentu, contohnya mortar tahan api diperoleh dengan penambahan serbuk bata merah dengan aluminous cement, dengan perbandingan satu aluminous cement dan dua serbuk batu api. Mortar ini biasanya di pakai untuk tungku api dan sebagainya.

Menurut Tjokrodimuljo (1996:126) mortar yang baik harus mempunyai sifat-sifat sebagai berikut : 1) Murah. 2) Tahan lama. 3) Mudah dikerjakan (diaduk, diangkat, dipasang dan diratakan). 4) Melekat dengan baik dengan bata, batutodan commit usersebagainya.


digilib.uns.ac.id

5) Cepat kering dan mengeras. 6) Tahan terhadap rembesan air. 7) Tidak timbul retak-retak setelah dipasang. Pemakaian mortar pada kondisi bangunan tertentu disyaratkan untuk memenuhi mutu adukan yang tertentu pula. Sebagai contoh untuk bangunan gedung bertingkat

banyak

diisyaratkan

menggunakan

mortar

yang

kuat

tekan

minimumnya 3,0 MPa.

2.2 Beton Kertas Beton kertas (papercrete) adalah suatu material bangunan yang dibuat dengan karton/kertas didaur ulang, pasir, dan portland semen. Metode ini telah dikembangkan di Inggris, setidaknya setiap tahunnya telah memanfaatkan kertas bekas untuk membangun dinding setinggi 14 meter mengelilingi negara ini. Survey membuktikan bahwa 45% kertas bekas telah didaur ulang dengan baik, tetapi sisanya sekitar 55% dari 48 juta ton kertas setiap tahunya hanya berakhir di pembuangan sampah. Bila dilihat dari awalnya,setidaknya dibutuhkan 15 batang pohon untuk satu ton kertas. Itu berarti 720 juta pohon hanya digunakan sekali kemudian berakhir di tempat sampah. Sehingga dibutuhkan pengolahan kembali limbah tersebut untuk menjadi sesuatu yang lebih berguna. Dimana beton kertas sendiri merupakan bahan yang ramah lingkungan dan mendukung upaya pembangunan konstruksi yang ramah lingkungan. (Living in paper.com,2009)

Pembuatan bubur kertas dilakukan dengan merendam potongan kertas koran kemudian dihaluskan, adapun pembuatan bubur kertas dapat dilakukan dengan berbagai cara tergantung kebutuhan. Ada beberapa macam beton kertas, antara lain adalah beton berserat atau fibercrete,

fibercement, padobe dan fidobe..

Metode umum yang dilakukan disebut beton kertas, bila dilihat dari namanya merupakan campuran dari semen dan acian beton. Campuran ini mengandung sekitar 50-80% penggunaan kertas bekas dalam setiap campuranya. Kertas yang dipakai bervariasi seperti kartu nama, kertas majalah glossy, brosur iklan, kertas commit to user surat, koran, dan sebagainya. Walau begitu, beberapa jenis kertas seperti koran


digilib.uns.ac.id

dan HVS lebih gampang dan lebih baik pengolahanya, sedangkan kertas-kertas yang sulit menyerap air seperti majalah lebih sulit untuk dibuat bubur kertasnya. Pada pembuatan beton yang telah dilakukan dengan memakai bubur kertas, perlu diperhatikan material pengikut yang tidak diinginkan seperti kertas yang masih terlihat, selotip pada majalah dan sebagainya. (www.papercrete.com, 2007)

Beton kertas (papercrete) memiliki keistimewaan, selain ringan material ini dapat diproduksi sendiri tanpa perlu membeli di pabriknya. Bahkan material ini dapat dicetak atau dicor hingga disesuaikan kekuatannya sesuai dengan keinginan dan kebutuhan. Disisi lain kini terjadi pertentangan tentang penggunaan beton kertas sebagai material bangunan. Pihak yang menggunakannya memiliki alasan bahwa beton kertas salah satu material yang sangat ramah lingkungan, sedangkan pihak yang lain mempertanyakan keselamatan bangunannya. Maka dari itu penelitian ini dilakukan untuk menemukan kelebihan dan kekurangan beton kertas sesuai dengan kenyataan dalam uji coba yang akan dilakukan.

2.3 Material Penyusun Beton Kertas a. Semen Portland Semen Portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis ditambah dengan bahan yang mengatur waktu ikat (PUBI 1982). Bahan utama semen adalah batu kapur yang kaya akan kalsium karbonat dan tanah lempung yang banyak mengandung silika (sejenis mineral berbentuk pasir), aluminium oksida (alumina) serta oksida besi. Bahan-bahan itu kemudian dihaluskan dan dipanaskan pada suhu tinggi (15500C) sampai terbentuk campuran baru. Selama proses pemanasan, terbentuklah campuran padat yang mengandung zat besi. Agar tak mengeras seperti batu, ramuan diberi bubuk gips dan dihaluskan hingga berbentuk partikel-partikel kecil seperti bedak.

commit to user


digilib.uns.ac.id

b. Agregat Halus Agregat halus sering disebut dengan pasir, baik berupa pasir alami yang diperoleh langsung dari sungai atau tanah galian maupun hasil pemecahan. Pada umumnya yang dimaksudkan dengan agregat halus adalah agregat dengan besar butir kurang dari 4,75 mm. Agregat halus mempunyai peran penting sebagai pembentuk beton dalam pengendalian workability, kekuatan (strength), dan keawetan beton (durability) dari mortar yang dihasilkan. Pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan yang telah ditentukan.

Syarat-syarat agregat halus (pasir) sebagai bahan material pembuatan beton sesuai dengan ASTM C 33 adalah: 1) Material dari bahan alami dengan kekasaran permukaan yang optimal sehingga kuat tekan beton besar. 2) Butiran tajam, keras, awet (durable) dan tidak bereaksi dengan material beton lainnya. 3) Berat jenis agregat tinggi yang berarti agregat padat sehingga beton yang dihasilkan padat dan awet. 4) Gradasi sesuai spesifikasi dan hindari gap graded aggregate karena akan membutuhkan semen lebih banyak untuk mengisi rongga. 5) Bentuk yang baik adalah bulat, karena akan saling mengisi rongga dan jika ada bentuk yang pipih dan lonjong dibatasi maksimal 15% berat total agregat. 6) Kadar lumpur agregat tidak lebih dari 5% terhadap berat kering karena akan berpengaruh pada kuat tekan beton.

c. Air Air merupakan bahan dasar pembuat dan perawatan beton, penting namun harganya paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta untuk menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula untuk bahan campuran beton. Tetapi tidak berarti air harus memenuhi persyaratan air minum. Jika diperoleh air dengan standar air minum, maka dapat dilakukan pemeriksaan secara visual yang commit menyatakan to userbahwa air tidak berwarna, tidak


digilib.uns.ac.id

berbau, dan cukup jernih. Dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut: 1) Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter. 2) Tidak mengandung garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll) lebih dari 15 gram/liter. 3) Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter. 4) Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.

Kekuatan beton dan daya tahannya berkurang jika air mengandung kotoran. Pengaruh pada beton diantaranya pada lamanya waktu ikatan awal serta kekuatan beton setelah mengeras. Adanya lumpur dalam air diatas 2 gram/liter dapat mengurangi kekuatan beton. Air dapat memperlambat ikatan awal beton sehingga beton belum mempunyai kekuatan dalam umur 2-3 hari. Sodium karbonat dan potasium dapat menyebabkan ikatan awal sangat cepat dan konsentrasi yang besar akan mengurangi kekuatan beton.

Air yang dibutuhkan agar terjadi proses hidrasi kira-kira 25% dari berat semen. Penggunaan air yang terlalu banyak dapat mengakibatkan berkurangnya kekuatan beton. Disamping digunakan sebagai bahan campuran beton, air digunakan pula untuk merawat beton dengan cara pembasahan setelah dicor dan untuk membasahi atau membersihkan acuan.

d. Kertas Kertas bila dilihat dari material pembentuknya merupakan bagian dari rangkaian serat Cellulose kayu, yang juga merupakan material berserat. Cellulose adalah bahan material terbanyak ke dua di dunia ini, setelah batu. Bahan ini menjadi pembentuk utama dinding kayu tanaman hijau yang juga dapat menjadi bahan kain hingga kertas.

commit to user


digilib.uns.ac.id

(a)

(b)

(a)

(b)

(c)

Gambar 2.1 (a) Jaringan fibers kering, mereka terjalin satu sama lain dan melekat kuat satu sama lain dan melekat kuat dengan ikatan hydrogen (b) Jaringan selulosa atau cellulose fibers dan serat yang lebih kecil disebut fibrils (c) Gugusan rantai selulosa (livinginpaper.com 2008) Cellulose atau dalam Bahasa Indonesia disebut selulosa, merupakan polimer alam memiliki gugusan rantai yang terhubung dengan molekul gula yang terbentuk dari molekul-molekul yang lebih kecil. Gugusan rantai ini mengandung banyak hidrogen yang mengikat molekul OH, dengan sifat ikatan yang kaku, mengkristal, stabil dan sangat kuat. Inilah yang menjadikan hidrogen sebagai dasar dari kekuatan beton kertas.

Berdasarkan rumusan ikatan kimia dasar pada material beton kertas, maka dapat ditambah bahan-bahan lain untuk mempekuat dan memperkaya variasinya. Pelapisan dengan semen akan memperkuat jaringanya. Sedangkan penggunaan Kaolinite, akan membuat material lebih halus dan menimbulkan efek semi glossy. Bahan ini juga diuji dengan dipendam dalam tanah, dan hasilnya bahwa material commit ini tahan terhadap bakteri dan tetap utuh. to user


digilib.uns.ac.id

Perlakuan dan campuran apapun yang digunakan, yang perlu diperhatikan adalah bagaimana beton kertas ini menjebak udara di dalamnya. Ketika air sudah menguap dengan sempurna, maka akan terbentuk ribuan rongga-rongga kecil berisi udara. Inilah yang menyebabkan beton kertas sangat ringan dan sebagai insulator terbaik. Penambahan pasir dan material lain, hanya berakibat menjadi lebih berat walaupun tetap memiliki efek insulator yang baik, sehingga material tambahan yang digunakan bisa disesuaikan dengan kebutuhanya.

Beton kertas yang hanya berupa campuran semen, 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, maka material beton kertas sangat cocok sebagai bahan tahan gempa. Beton kertas bisa digunakan untuk beberapa bentuk seperti blok, panel, plesteran, acian dengan pemakaian dipompa, disemprot dan dilemparkan, dibuat seperti balok igloo, kubah, atau sebagai beton bertulang.

Penambahan lebih banyak pasir, atau kaca akan menghasilkan material campuran yang lebih tebal, lebih kuat lebih tahan api, tetapi menjadi lebih berat dan berkurang R-Valuenya. Sedangkan material campuran yang hanya menggunakan semen, akan menjadi lebih ringan dan mudah dipotong dengan gergaji. Penambahan semen akan semakin menambah kekuatan dan lebih tahan keropos, tetapi juga mengurangi fleksibilitas, menambah berat, dan juga dapat menurunkan R-Value. Jadi untuk mendapatkan hasil terbaik adalah dengan pencampuran yang sesuai kebutuhan, seperti pembuatan dinding yang bisa lebih ringan dengan plesteranya, atau penambahan panel atap dengan campuran yang berbeda dari panel lantai.

commit to user


digilib.uns.ac.id

2.4 Bahan Tambah (Nylon) Bahan tambah adalah bahan selain unsur pokok beton kertas (air, semen, pasir, bubur kertas) yang ditambahkan pada adukan beton, sebelum atau selama pengadukan. Penggunaan bahan tambah ini diharapkan dapat mengubah satu atau lebih sifat–sifat beton sewaktu masih dalam keadaan segar atau setelah mengeras. Penelitian ini menggunakan bahan tambah berupa serat nylon.

Nylon merupakan salah satu kelompok polimer yang bernama polyamides. Ada dua metode dalam pembuatan nylon yaitu gugus melekul asam (COOH) direaksikan dengan gugus molekul yang mengandung amino (amino NH2). Cara yang kedua adalah sejumlah ramuan yang mengandung amino dipolimerisasikan untuk membentuk ikatan kimia yang berupa (NH(CH2)Nco)x.

Nylon umumnya mempunyai tingkat keuletan (toughness), ketahanan terhadap kelelahan dan abrasi (fatigue and abration resistance), kekuatan dan daya tahan (strength and durability) yang tinggi. Nylon juga juga memiliki ketahanan terhadap bahan– bahan kimia seperti minyak, bahan pelarut dan alkali, tetapi nylon tidak tahan terhadap asam karena apabila nylon bereaksi dengan asam akan terhidrolis. Nylon banyak diproduksi dalam bentuk serabut halus, serat, benang, bahan perekat, dan bahan pelapis.

2.5 Kuat Lentur Menurut (Edward G. Nawy, 1990) lentur pada balok diakibatkan oleh regangan yang timbul karena adanya beban luar. Apabila beban bertambah, maka pada balok akan terjadi deformasi dan regangan tambahan yang mengakibatkan retak lentur di sepanjang bentang balok. Bila beban semakin bertambah, pada akhirnya terjadi keruntuhan elemen struktur. Taraf pembebanan yang demikian disebut keadaan limit dari keruntuhan pada lentur. commit to user


digilib.uns.ac.id

Apabila suatu beban menyebabkan timbulnya lentur, maka balok pasti akan mengalami defleksi atau lendutan. Meskipun sudah dicek aman terhadap lentur dan geser, suatu balok bisa tidak layak apabila terlalu fleksibel. Dengan demikian tinjauan defleksi balok merupakan salah satu bagian dari proses desain.

Kuat lentur adalah besarnya nilai kuat tarik tidak langsung dari benda uji beton berbentuk balok yang diperoleh dari hasil pembebanan benda uji tersebut, yang diletakkan mendatar diatas permukaan meja penekan mesin uji lentur, atau hasil bagi antara momen lentur terhadap momen inersia balok beton.

Metode yang digunakan adalah ASTM C-78 yaitu pengujian kuat tarik lentur dengan beban terbagi menjadi dua yang bekerja pada suatu penampang balok dengan titik yang menjadi tiga bagian merata, seperti terlihat berikut :

commit to user


digilib.uns.ac.id

P ½P

1/3 L

½P

1/3 L

1/3 L

½P

½P

q

A

B 1/3 L

1/3 L

1/3 L

½P

+ _

SFD ½P

BMD

Mmax ·

∑MB

=0

(RA×L) - (1/2P×2/3L) - (1/2P×1/3L) - (q×L×1/2L)

=0

RA = ·

㊀㎨/Ė

Ė/

㊀㎨/Ė

㎨/

㊀

㎨/Ė

commit to user Mmax = (RA × 1/2 L) - (1/2P×1/6L) - (q×1/2L×1/4L)


digilib.uns.ac.id

C (tekan)

1/6h

h

2/3h

T (tarik)

1/6h

b ·

M = C×2/3h = T×2/3h

Rumus yang digunakan untuk menghitung kuat lentur sebagai berikut:

σf =

4.1

M = (RA × 1/2 L) - (1/2P×1/6L) - (q×1/2L×1/4L)

4.2

I =

㎨

㎨Ė

b×h³

4.3

Dengan : σf

= Kuat lentur (N/mm²)

M = Momen lentur (Nmm) Y

= Jarak kesumbu netral (mm)

I

= Momen inersia (mm⁴)

RA = Reaksi pada titik A (N) P

= Beban balok benda uji (N)

L

= Panjang bentang (mm)

q

= Beban merata balok benda uji (N/mm)

b

= Lebar balok benda uji (mm)

h

= Tinggi balok benda uji (mm)

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1 Tinjauan Umum Dalam suatu penelitian agar tujuan yang diharapkan tercapai, maka dilaksanakan dalam suatu metodologi. Metode penelitian merupakan langkah-langkah penelitian suatu masalah, kasus, gejala atau fenomena tertentu dengan jalan ilmiah untuk menghasilkan jawaban yang rasional. Penelitian menggunakan metode eksperimen di laboratorium. Metode eksperimen adalah suatu penelitian yang mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam suatu kondisi yang terkontrol.

Dalam penelitian terdiri atas variabel bebas (independent variable) dan variabel terikat (dependent variable). Variabel bebas berupa penambahan polymer terhadap volume beton, sedangkan varibel terikat berupa kuat lentur beton. Faktor-faktor lain seperti susunan gradasi agregrat, proporsi campuran bahan, perawatan, dan yang lain dianggap sebagai variabel yang tidak berpengaruh.

Pemecahan masalah pada penelitian ini dengan menggunakan cara statistik, yaitu dengan urutan kegiatan dalam memperoleh data sampai data itu berguna sebagai dasar pembuatan keputusan diantaranya melalui proses pengumpulan data, pengolahan data, analisis data dan cara pengambilan keputusan secara umum berdasarkan hasil penelitian.

3.2 Alat dan Bahan 3.2.1

Alat-alat Yang Digunakan

commit ini to user Alat-alat yang digunakan pada penelitian adalah sebagai berikut:


a.

digilib.uns.ac.id

Timbangan 1) Timbangan dengan kapasitas 5 kg, ketelitian sampai 1,0 gram, digunakan untuk menimbang campuran. 2) Timbangan dengan kapasitas 300 kg dengan ketelitian 0,1 kg, digunakan untuk menimbang berat benda uji.

b.

Cetakan benda uji/ bekisting ukuran 500mm x150mm x150mm. Sebanyak 12 cetakan.

c.

Bor Listrik dengan mata bor diberi pengaduk, untuk membuat bubur kertas dan mengaduk campuran.

d.

Alat untuk memeras bubur kertas.

e.

Alat bantu 1) Cetok semen 2) Gelas ukur kapasitas 1000 ml digunakan untuk menakar air. 3) Ember, untuk tempat merendam sobekan kertas koran dan untuk mengaduk campuran. 4) Alat ukur panjang, untuk mengukur panjang nylon. 5) Alat bantu hitung (kalkulator).

f.

Loading Frame

g.

Bentuk dasar Loading Frame berupa portal segiempat yang berdiri di atas lantai beton dengan perantara plat dasar dari besi setebal 14 mm. Agar Loading Frame tetap stabil, plat dasar dibaut ke lantai beton dan kedua kolomnya dihubungkan oleh balok WF 450 x 200 x 9 x 14 mm. Posisi balok portal dapat diatur untuk menyesuaikan dengan bentuk dan ukuran model yang akan diuji dengan cara melepas sambungan baut. Dial Gauge

h.

Alat ini digunakan untuk mengukur besarnya lendutan (Δ) yang terjadi. Load Cell

i.

Alat ini digunakan untuk mentransfer beban dari Hydraulic Jack ke Transducer. Kapasitas Load Cell yang digunakan adalah sebesar 20 ton. Hydraulic Jack

j.

Alat ini digunakan untuk memberikan pembebanan pada pengujian kuat lentur balok berskala penuh dengan kapasitas maksimum 25 ton. Tranducer commit to user


digilib.uns.ac.id

Alat ini digunakan untuk mengukur besarnya pembebanan atau untuk mengetahui pembebanan secara bertahap, setiap pembacaan beban dilakukan dengan interval 5 kg. k.

Trafo 110 volt

Gambar 3.1 Loading Frame

commit to user


digilib.uns.ac.id

Dial gauge

Load cell

Trafo 110 volt

Tranducer

Hydraulic jack

Gambar 3.2 Peralatan Pengujian Kuat Lentur

commit to user


3.2.2

digilib.uns.ac.id

Bahan Penyusun

Bahan-bahan yang digunakan adalah: a. Semen b. Agregat Halus c. Air d. Bubur Kertas e. Serat Nylon 3.3 Benda Uji

Benda uji yang digunakan untuk uji kuat lentur beton kertas berserat nylon adalah berbentuk balok dengan ukuran 150mm x 150mm x 500mm dan dengan variasi campuran 1:2:2, kadar penambahan serat nylon adalah 0% ; 0,3% ; 0,75% ; dan 1% terhadap volume beton. Untuk masing – masing kadar penambahan serat dibuat benda uji sebanyak 3 benda uji.

150 mm 150 mm 500 mm Gambar 3.3 Benda Uji

commit to user


digilib.uns.ac.id

Tabel 3.1 Benda uji untuk pengujian kuat lentur beton kertas berserat nylon. Kadar Serat

Kode Benda Uji

(%) 0,0

Umur

Jumlah

(hari) KL 0,00% (1) KL 0,00% (2)

28

3

28

3

28

3

28

3

KL 0,00% (3) 0,30

KL 0,30% (1) KL 0,30% (2) KL 0,30% (3)

0,75

KL 0,75% (1) KL 0,75% (2) KL 0,75% (3)

1,00

KL 1,00% (1) KL 1,00% (2) KL 1,00% (3)

3.3.1

Metode Pembuatan Bubur Kertas

Kertas yang digunakan dalam pembuatan bubur kertas adalah koran bekas. Berdasarkan uji awal yang dilakukan sebelumnya, maka berikut adalah langkahlangkah : a. Kertas yang akan dicampur air dipotong menjadi bagian-bagian kecil untuk memudahkan dalam penyerapan air. b. Potongan kertas dimasukkan ke dalam ember berisi air dan direndam selama sekurang-kurangnya 1 hari. c. Kertas yang telah direndam kemudian diaduk dengan bor yang telah dipasangi dengan pengaduk. d. Pengadukan dilakukan sampai diperoleh bubur kertas yang halus.

commit to user


digilib.uns.ac.id

(a) (a)

(b) (b)

(c) Gambar 3.4 (a) Bor Listrik (b) Bubur Kertas (c) Rendaman Kertas 3.3.2

Pembuatan Benda Uji

Pembuatan campuran adukan mortar beton kertas dilakukan setelah menghitung proporsi masing-masing bahan yang dipergunakan, kemudian mencampur dengan langkah-langkah sebagai berikut : a. Mengambil bahan-bahan pembentuk mortar yaitu semen, pasir dan bubur kertas dengan perbandingan 1:2:2. b. Mencampur semen, air, kertas dalam ember dengan alat bor pencampur. Hal ini dimaksudkan agar semen dan kertas dapat tercampur secara sempurna. c. Memasukkan adukan ke dalam alat cetak berbentuk balok berukuran 150x150x500mm (untuk penambahan nylon 0,00%). Adukan dimasukkan ke dalam cetakan secara berlapis dan dalam penelitian ini sebanyak 3 lapis dengan berat yang sama, pemadatan menggunakan papan kayu yang mempunyai luas yang sama dengan permukaan alat cetak kemudian dipadatkan dengan memberikan beban yang sama. commit to user


digilib.uns.ac.id

d. Menambahkan nylon (diameter 0.8 mm, panjang 20mm ) pada adukan dengan kadar penambahan 0,30%; 0,75%; 1,00% terhadap volume beton, masingmasing berjumlah 3 benda uji untuk setiap kadar penambahan. e. Alat cetak dibuka setelah mengeras, pada penelitian ini dibuka pada umur 5 hari.

3.4 Tahapan dan Prosedur Penelitian

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap penelitian, dimulai dari pemilihan material (semen, pasir, air dan nylon), pengujian material, pembuatan benda uji, pengujian benda uji, analisis data dan penarikan kesimpulan hasil penelitian.

Sebagai penelitian ilmiah, maka penelitian ini harus dilaksanakan dalam sistematika yang jelas dan teratur, sehingga diperoleh hasil yang memuaskan dan dapat dipertanggungjawabkan. Oleh karena itu, pelaksanaan penelitian dibagi dalam beberapa tahap, yaitu:

a. Tahap Persiapan Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang akan digunakan dipersiapkan terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar. Pembuatan cetakan atau bekisting benda uji juga dilakukan pada tahap ini.

b. Tahap Uji Bahan Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap bahan penyusun beton dan mortar yang meliputi semen dan pasir sebagai agregat halus. Dari pengujian-pengujian ini dapat diketahui apakah bahan yang akan digunakan untuk penelitian tersebut memenuhi syarat atau tidak. Pengujian untuk masing-masing bahan antara lain: 1) Pasir, pengujian yang dilakukan: ·

Pengujian kandungan lumpur bertujuan untuk mengetahui kadar lumpur dalam pasir.

commit to user


·

digilib.uns.ac.id

Pengujian kandungan zat organik bertujuan untuk mengetahui jumlah kandungan zat organik dalam pasir.

·

Pengujian gradasi bertujuan untuk mengetahui susunan diameter butiran pasir dan persentase modulus kehalusan butir (menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehalusan butir dalam suatu agregat).

·

Pengujian Specific gravity bertujuan untuk mengetahui berat jenis pasir serta daya serap pasir terhadap air.

2) Pengujian kadar air, untuk mengetahui kadar air dalam bubur kertas.

d. Tahap Pembuatan Benda Uji Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut: i.

Penetapan campuran beton dan pembuatan adukan beton.

ii.

Pengecoran ke dalam bekisting.

iii. Pelepasan benda uji dari cetakan.

e. Tahap Pengujian Benda Uji Pada tahap ini di lakukan pengujian kuat tarik lentur. Pengujian kuat lentur ini dilakukan terhadap benda uji yang telah berumur 28 hari.

f. Tahap Analisis Data dan Pembahasan Pada tahap ini dilakukan perhitungan hasil pengujian benda uji, yaitu mengetahui ketahanan lentur beton kertas berbentuk balok dengan variasi penambahan nylon.

g. Tahap Kesimpulan Pada tahap ini, dibuat suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan penelitian berdasarkan hasil analisis data dan pembahasan pada tahap sebelumnya.

commit to user


digilib.uns.ac.id

Untuk lebih jelasnya tahapan penelitian disajikan pada Gambar 3.5

Mulai

Studi literatur

TAHAP I

Persiapan alat dan bahan

Uji Pendahuluan: 1. Agregat Halus : - Kadar Lumpur - Kadar Organik - Specific Grafity - Gradasi 2. Bubur Kertas : - Kadar Air

TAHAP II

Pembuatan benda uji: Mulai dari mixing sampai curing

TAHAP III

Pengujian kuat lentur

TAHAP IV

Menganalisis data

TAHAP TAHAPVV

Mengambil kesimpulan

Selesai Gambar 3.5 Bagan alir tahap-tahap penelitian

commit to user


digilib.uns.ac.id

3.5 Prosedur Pengujian Kuat Lentur Pengujian ini dilakukan berdasarkan British Standard, yaitu metode pengujian kuat lentur (modulus of rupture) dengan bentang terbagi dua akibat adanya tumpuan yang bekerja pada tiap jarak 1/3 bentang (third point loading). Pengujian kuat lentur (modulus of rupture) menggunakan alat loading frame dan alat pengukur lendutan berupa dial gauge.

Adapun langkah-langkah pengujian modulus of rupture dapat diuraikan sebagai berikut:

1. Tahap Persiapan Pengujian Tahap persiapan ini disebut juga tahap setting alat. Adapun langkah-langkahnya adalah sebagai berikut: a) Menyesuaikan ketinggian loading frame dengan menggeser frame yang melintang ke atas/ bawah sesuai lubang baut yang tersedia. b) Memasang perletakan sendi dan rol pada dasar frame yang jaraknya disesuaikan dengan panjang bentang balok yaitu 45 cm. c)

Memasang hidraulic jack pada lubang frame bagian atas.

d) Memasang benda uji pada perletakan tumpuan sendi dan rol. Sebelumnya, menandai benda uji untuk memudahkan perletakan pada tumpuan sendi, rol, dan distribusi beban dengan jarak 10 cm. e)

Memasang pendistribusian beban melintang di atas balok.

f)

Memasang load cell pada batang distribusi beban.

g) Menghubungkan kabel load cell ke tranducer. h) Menghubungkan kabel power supply tranducer ke trafo 110 Volt. i)

Menghidupkan trafo sehingga pada tranducer muncul angka.

j)

Memompa hidraulic jack perlahan-lahan hingga load cell dan balok dalam keadaan seimbang dan terbaca suatu angka pada tranducer.

k) Mengatur bacaan angka tranducer pada angka 0. l)

Memasang dial gauge di bagian bawah balok uji pada tengah bentang dan

jarum disetel pada posisi angka 0. commit to user 2. Tahap Pelaksanaan Pengujian


digilib.uns.ac.id

Langkah-langkah pelaksanaan pengujian kuat geser adalah sebagai berikut: a) Pembebanan dilakukan berangsur-angsur dengan interval pembebanan 5 kg, menggunakan hydraulic jack dan tranducer. Setiap kenaikan pembebanan, dilakukan pembacaan dial gauge untuk mengetahui lendutan yang terjadi. b) Pembebanan dilakukan hingga mencapai beban maksimal yaitu ditandai dengan runtuhnya benda uji dan dilakukan pembacaan pada tranducer.

Gambar 3.6. Pengujian Kuat Lentur dengan alat Loading Frame

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1

Hasil Pengujian Material

4.1.1

Hasil Pengujian Agregat Halus

Pengujian terhadap agregat halus yang digunakan dalam penelitian ini meliputi pengujian kadar lumpur, kandungan zat organik, specific gravity, dan gradasi agregat halus. Hasil pengujian agregat halus adalah sebagai berikut :

a. Kadar Lumpur dalam Pasir Hasil uji kadar lumpur pada pasir seberat 100 gram dapat dilihat pada Tabel 4.1 Simbol

Keterangan

Berat (gr)

G0

Pasir sebelum dicuci (kering 110 °C, 24 jam)

100

G1

Pasir setelah dicuci (kering 110 °C, 24 jam)

87

G0 – G1

Selisih pasir sebelum dan setelah dicuci

13

Prosentase kandungan lumpur

=

G0 - G1 ´ 100% G0

Kandungan lumpur

=

100 - 87 ´ 100 % = 13% 100

Kandungan lumpur dalam agregat halus tidak boleh lebih dari 5% (PBI 1971 pasal 3.3 ayat, berdasarkan hasil perhitungan diperoleh kandungan lumpur dalam pasir adalah 13 %, sehingga pasir tidak layak digunakan sebagai agregat halus, sehingga harus dicuci. commit to user


digilib.uns.ac.id

b. Kandungan Zat Organik Tabel 4.2 Tabel Perubahan Warna Warna Larutan

Kadar Zat Organik

Jernih

0%

Kuning Muda

0% - 10%

Kuning Tua

10% - 20%

Kuning Kemerahan

20% - 30%

Coklat Kemerahan

30% - 50%

Coklat Tua

50% - 100%

Sumber : Prof. Ir.Roeseno Agregat halus yang mengandung bahan organik dapat dipakai, asal kekuatan tekan pada umur 7 hari dan 28 hari tidak kurang dari 95% dari kekuatan adukan yang sama tetapi dicuci dalam larutan NaOH 3% yang kemudian dicuci hingga bersih dengan air pada umur yang sama atau penurunan yang diperbolehkan maksimum 5% (PBI 1971).

Warna larutan hasil pengamatan adalah kuning kemerahan. Hal ini menunjukkan bahwa pasir mengandung zat organik sebesar 20 %-30 %. c. Specific Grafity Tabel 4.3 Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus Simbol

Keterangan

Berat (gr)

D

Pasir kondisi SSD

500

A

Pasir kering oven

465,5

B

Berat volumetric + Air

720

C

Berat volumetric + Pasir + Air

1024

=

A B+D-C

=

D 500 = B+D-C 720 + 500 - 1024 commit to user

Bulk Specific Grafity

Bulk Specific Gravity SSD

=

465,5 720 + 500 - 1024

= 2,375 = 2,55


digilib.uns.ac.id

466,85 = 2,88 720 + 466,85 - 1024

Apparent Specific Grafity

=

A B+A-C

Absorbtion

=

500 - 465,5 D-A x 100% = 7,41 % x 100 % = 465,5 A

=

Menurut ASTM C.128-79 syarat Bulk Specific Gravity SSD antara 2,5-2,7 maka pasir memenuhi syarat dan layak digunakan sebagai agregat halus.

d. Gradasi Hasil pengujian gradasi agregat halus serta persyaratan batas dari ASTM C 33 dapat dilihat pada Tabel 4.4 Ukuran

Tertahan

Ayakan

Persentase

Kumulatif

Kumulatif

(%)

(%)

(%)

(mm)

Berat (gr)

Lolos

Syarat ASTM

9,50

0

0

0

100

100

4,75

9.2

0.309

0.309

99.691

90 – 100

2,36

59.2

1.989

2.298

97.702

75 – 100

1,16

379

12.735

15.034

84.966

55 - 100

0,85

822

27.621

42.655

57.345

35 - 59

0,30

1023.2

34.382

77.036

22.964

8 - 30

0,15

583.2

19.597

96.633

3.367

0 - 10

Pan

100.2

3.367

100.000

0

-

Jumlah

2976

100

333.965

Modulus Kehalusan =

Kumulatif Tertahan - % Tertahan % Tertahan

Agregat yang hilang =

( 3000 - 2976 ) ´100 % 3000

=

233.965 = 2,34 100

= 0,8 % < 1%

Modulus halus agregat halus antara 2,3 – 3,1 (ASTM C – 33), berdasarkan hasil perhitungan modulus halus pasir sebesar 2,34 sehingga masih memenuhi syarat sebagai agregat halus. commit to user


digilib.uns.ac.id

Berdasarkan analisis saringan, pasir yang diuji telah memenuhi syarat batas yang telah ditentukan oleh ASTM C – 33 dan masih memenuhi syarat sebagai agregat halus untuk beton kedap air menurut SK SNI S-36-1990-03.

% Lolos Ayakan

GRAFIK HUBUNGAN KELOLOSAN DENGAN UKURAN AYAKAN 120 100 batas atas

80

berat lolos

60

batas bawah

40 20 0 0

0.15 0.3 0.85 1.16 2.36 4.75 9.5 Ukuran Ayakan (mm)

Gambar 4.1 Grafik Gradasi Agregat Halus (Pasir)

Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa pasir tersebut berada di dalam gradasi yang diizinkan sehingga pasir tersebut memenuhi syarat sebagai bahan campuran adukan beton.

4.1.2 Kadar Air Bubur Kertas Hasil Pengujian Kadar Air Bubur Kertas sebagai berikut: Berat basah bubur kertas (a)

= 1000 gr

Berat kering setelah penjemuran (b) = 260 gr Berat air (c) = a-b = 1000-260 = 740 gr Kadar air =

c 740 x100 % = x100% = 74 % a 1000

Jadi kadar air bubur kertas adalah 74 %

commit to user


4.2

digilib.uns.ac.id

Hasil Pengujian Kuat Lentur

Benda uji yang gunakan pada pengujian kuat lentur beton kertas dengan bahan tambah serat nylon adalah prisma dengan ukuran 150 x 150 x 500 mm sebanyak 12 buah. Pengujian dilakukan pada umur 28 hari. Pengujian modulus of rupture dilakukan dengan loading frame sebagai alat uji kuat lentur yang digunakan untuk memberikan beban pada benda uji secara berangsur-angsur dengan interval pembebanan 5 kg sampai benda uji mengalami keruntuhan. Sedangkan untuk mengetahui lendutan yang terjadi digunakan dial gauge dengan skala 0,01 mm yang dipasang di tengah-tengah pada bagian bawah benda uji. Data yang diperoleh langsung dari pengujian adalah data beban maksimal saat terjadi keruntuhan dan lendutan pada masing-masing benda uji di setiap kenaikan beban yang diberikan, kemudian dari data tersebut dapat dianalis menjadi nilai kuat lentur (modulus of rupture) masing-masing benda uji.

Contoh perhitungan modulus of rupture pada benda uji 0,00 % (2)

σ

σ

M

I

M

㎨㎨Ė

Y Y

³

㎨ Ė

σ

σ

Ėm¦Ć

घ¦Ć

Ėm¦Ć

घ¦Ć

㎨Ė

Ė

㎨

㎨Ė

घ¦Ć ㎨

㎨

L

घ¦Ć

㎨

P ³

㎨

450 Ė

150 150³ commit to user

㎨

L

Ė

㎨

P

2850 Ė

㎨

L

㎨

450

Y


0,19125 σ

digilib.uns.ac.id

㎨ 2850 Ė

㎨

450

75

0,275273 N/mm²

commit to user


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.5 Hasil pengukuran berat beton kertas dengan bahan tambah serat nylon BERAT (Kg) BENDA UJI 0%

0,30%

0,75%

1%

1* 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

RERATA 28 HARI

UMUR (HARI)

KODE 3 14,75 12,85 13,15 13,05 13,05 13,10 13,10 13,15 13,10 13,05 13,05 13,05

10 14,40 12,65 12,80 12,60 12,65 12,60 12,75 12,60 12,95 12,80 12,80 12,80

14 13,35 11,80 11,80 11,80 11,80 11,80 11,90 11,80 12,00 11,70 11,70 11,90

21 11,10 10,65 10,80 10,60 10,60 10,85 10,85 10,55 10.70 10,50 10,55 10,75

28 10,80 9,50 10,00 9,40 9,40 9,90 9,75 9,30 9,40 9,30 9,40 9,65

9,75

9,56

9,48

9,45

Keterangan: *

: Tidak dipakai (kesalahan dalam membuat benda uji)

0%, 0.30%, 0.75%, 1% : Variasi penambahan berat beton kertas. 1,2,3

: Kode masing masing-masing begisting

Dari Tabel 4.5 dapat diperoleh diagram batang yang menunjukkan hubungan antara berat beton kertas dengan variasi benda uji.

Berat (kg)

BERAT PADA VARIASI BENDA UJI 9,8 9,75 9,7 9,65 9,6 9,55 9,5 9,45 9,4 9,35 9,3

9,75

9,56 9,48

Benda Uji 0 %

Benda Uji 0,3 %

Benda Uji 0,75 %

9,45

Benda Uji 1 %

Variasi Benda Uji

commit to user Gambar 4.2. Hubungan berat beton kertas pada variasi benda uji


digilib.uns.ac.id

Grafik Hubungan Beban dan Lendutan Serat Nylon 0%

Lendutan (mm)

2,5 2 1,5

Benda Uji 1 Benda Uji 2

1

Benda Uji 3

0,5 0 0

50

100

150

200

250

300

Beban (kg)

Gambar 4.3. Hubungan beban dan lendutan pada variasi nylon 0% Grafik Hubungan Beban dan Lendutan Serat Nylon 0,3% Lendutan (mm)

2 1,5 1

Benda Uji 1

0,5

Benda Uji 2 Benda Uji 3

0 0

50

100

150

200

250

300

Beban (kg)

Gambar 4.4. Hubungan beban dan lendutan pada variasi nylon 0,3% Grafik Hubungan Beban dan Lendutan Serat Nylon 0,75% Lendutan (mm)

2 1,5

Benda Uji 1

1

Benda Uji 2

0,5

Benda Uji 3

0 0

50

100

150

200

250

300

Beban (kg)

commit to user Gambar 4.5. Hubungan beban dan lendutan pada variasi nylon 0,75%


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.6. Hubungan beban dan lendutan pada variasi nylon 1% Grafik hubungan beban dan lendutan setiap kenaikan 50kg

1,6

Lendutan (mm)

1,4 1,2 Benda Uji 0%

1 0,8

Benda Uji 0,3%

0,6

Benda Uji 0,75%

0,4

Benda Uji 1%

0,2 0 0

50

100

150

200

250

Beban (kg)

Gambar 4.7. Hubungan beban dengan lendutan setiap kenaikan 50Kg

commit to user

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan kuat lentur beton kertas dengan variasi penambahan nylon BENDA KODE UJI 0%

0,3%

0,75%

1%

1* 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

P L b h q RA M I Y h³ σf σf (N) (mm) (mm) (mm) (N/mm) (N) (Nmm) (mm) (N/mm²) (N/mm²) (mm³) (mm⁴) 2850 450 150 150 3375000 0,19125 1468,0313 218591,016 42187500 75 0,388606 2000 450 150 150 3375000 0,19125 1043,0313 154841,016 42187500 75 0,275273 0,25194 1650 450 150 150 3375000 0,19125 868,03125 128591,016 42187500 75 0,228606 2250 450 150 150 3375000 0,19125 1168,0313 173591,016 42187500 75 0,308606 1900 450 150 150 3375000 0,19125 993,03125 147341,016 42187500 75 0,26194 0,2775 1900 450 150 150 3375000 0,19125 993,03125 147341,016 42187500 75 0,26194 1850 450 150 150 3375000 0,19125 968,03125 143591,016 42187500 75 0,255273 2150 450 150 150 3375000 0,19125 1118,0313 166091,016 42187500 75 0,295273 0,26194 1700 450 150 150 3375000 0,19125 893,03125 132341,016 42187500 75 0,235273 1950 450 150 150 3375000 0,19125 1018,0313 151091,016 42187500 75 0,268606 2000 450 150 150 3375000 0,19125 1043,0313 154841,016 42187500 75 0,275273 0,26861 1900 450 150 150 3375000 0,19125 993,03125 147341,016 42187500 75 0,26194

Keterangan: *

: Tidak dipakai (kesalahan dalam membuat benda uji)

0%, 0,3%; 0,75%;1%

: Variasi penambahan nylon

1,2,3

: Kode masing-masing begisti


digilib.uns.ac.id

Dari Tabel 4.6 dapat diperoleh diagram batang yang menunjukkan hubungan antara kuat lentur beton kertas dengan variasi benda uji.

KUAT LENTUR PADA VARIASI BENDA UJI 0,2775

0,28

Kuat Lentur (Mpa)

0,275

0,26861

0,27

0,26194

0,265 0,26 0,255

0,25194

0,25 0,245 0,24 0,235 Benda Uji 0 %

Benda Uji 0,3 %

Benda Uji 0,75 %

Benda Uji 1 %

Variasi Benda Uji

Gambar 4.8 Hubungan kuat lentur beton kertas pada variasi benda uji

4.3

Pembahasan

Beton kertas pada saat setelah pengecoran menunjukkan proses pengeringan yang jauh lebih lama dibandingkan mortar normal atau beton normal. Beton kertas pada umur 7 hari terlihat masih dalam kondisi basah. Salah satu penyebab dari proses pengeringan yang lama ini adalah si sifat fat kertas yang mudah menyerap air, hal ini terlihat jelas saat proses pengecoran terlihat bahwa adonan beton kertas menjadi sulit tercampur karena sebagian besar air diserap oleh kertas.

Dari hasil pengamatan didapatkan bahwa berat rata-rata rata beton kertas kerta menunjukkan nilai yang semakin kecil pada penambahan nylon yang semakin besar, dengan nilai berturut berturut-turut turut yaitu benda uji 0% = 9,75 kg, benda uji 0,3% = commit to user 9,56 kg, benda uji 0,75% = 9,48 kg, benda uji 1% = 9,45 kg. Hal ini karena sifat


digilib.uns.ac.id

nylon yang menyerap air sehingga dengan penambahan nylon yang semakin besar akan membantu mempercepat pengeringan sehingga berat rata-rata juga semakin berkurang. Dan faktor lain yang mempengaruhi nilai tersebut diantaranya nilai ketelitian yang sangat kecil sehingga kesalahan peneliti berpeluang besar.

Hasil pengujian kuat lentur

pada variasi penambahan nylon memperlihatkan

benda uji dengan kuat lentur terbesar adalah benda uji dengan penambahan nylon 0,3 % dengan 0,2775 N/mm² dan berturut-turut penambahan nylon 0% = 0,25194 N/mm², penambahan nylon 0,75% = 0,26194 N/mm², penambahan nylon 1%= 0,26861 N/mm². Dari pengamatan Tabel 4.6 dan Gambar 4.8 terlihat bahwa dengan penambahan nylon yang terlalu besar justru akan mengurangi kuat lentur beton kertas itu sendiri. Namun tanpa penambahan nylon juga belum mendapatkan kuat lentur yang optimum.

Dari uraian diatas dapat dilihat bahwa nilai maksimum kuat lentur yang terjadi pada benda uji yaitu pada penambahan nylon 0,3% dengan nilai 0,2775 N/mm². Beton kertas berserat nylon sebagai bahan bangunan non struktural yang nantinya dipakai sebagai langit-langit dan atau dinding partisi mempunyai kuat lentur yang masih jauh dibandingkan dengan bahan non struktural lain seperti beton dengan bahan tambah sekam padi, yang mempunyai kuat lentur 4-5 N/mm2 (Pusat Penelitian dan Pengembangan Pemukiman, 1999). Penyebab kecilnya nilai kuat lentur beton kertas dibandingkan dengan beton berbahan tambah sekam padi karena kertas pada campuran beton hanya berfungsi sebagai pengisi saja tanpa mempunyai daya dukung yang baik terhadap gaya lentur. Penyebab lain adalah sifat material kertas yang mudah menyerap air, sehingga air yang diperlukan untuk proses hidrasi semen lebih banyak diserap oleh kertas, sehingga proses hidrasi semen tidak sempurna. Kemungkinan lain adalah ketika proses hidrasi semen berakhir, kertas akan cenderung mennyuplai air sehingga campuran beton kertas mengalami kelebihan air dan proses pengeringan beton pun berjalan lambat. commit to user


digilib.uns.ac.id

Namun tidak dipungkiri bahwa dengan penambahan nylon memberikan dampak yang signifikan terhadap nilai kuat lentur beton kertas, penambahan nylon memberikan penambahan kuat lentur 8-10% dibandingkan dengan benda uji tanpa menggunakan penambahan nylon (0%). Akan tetapi dengan menggunakan penambahan nylon yang berlebihan juga akan berdampak kurang baik terhadap sifat lentur beton kertas. Hal itu terbukti dengan penambahan nylon 0,75% dan 1 % justru memberikan nilai kuat lentur yang lebih kecil dibandingkan dengan penambahan nylon 0,3%.

Pengamatan dari proses pengujian kuat lentur menunjukkan bahwa karakteristik keruntuhan beton kertas berbeda dibandingkan dengan mortar normal atau beton normal. Pada saat beton kertas mencapai beban maksimum ternyata beton tidak mengalami keruntuhan secara tiba-tiba tetapi mengalami pemadatan terlebih dahulu kemudian mengalami sedikit keretakan. Pola keruntuhan yang dapat diamati setelah hasil pengujian menunjukkan bahwa beton kertas dengan variasi penambahan nylon yang semakin besar menunjukan proses pemadatan yang lebih lama dan menunjukkan retak yang lebih jelas kemudian setelah memadat baru terjadi keruntuhan total dimana beton kertas tidak dapat menerima beban lagi.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah diuraikan pada bab 4, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Hasil pengujian kuat lentur benda uji variasi penambahan nylon terhadap volume benda uji memperlihatkan nilai kuat lentur benda uji dengan penambahan nylon 0% = 0,25194 N/mm², penambahan nylon 0,3% = 0,2775 N/mm², penambahan nylon 0,75% = 0,26194 N/mm², dan penambahan nylon 1% = 0,26861 N/mm², sehingga nilai kuat lentur maksimal didapat pada benda uji dengan penambahan nylon 0,3% terhadap volume benda uji sebesar 0,2775 N/mm². 2. Penambahan nylon terbukti memberikan dampak yang signifikan pada nilai kuat lentur yaitu 8-10% dibandingkan dengan benda uji tanpa bahan tambah nylon ( 0%).

5.2. Saran Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka perlu adanya tindak lanjut berkaitan dengan kuat lentur beton kertas ini. Adapun saran-saran yang dapat diberikan untuk selanjutnya adalah : 1. Penelitian lebih lanjut mengenai kuat lentur beton kertas dengan memberikan lebih banyak variasi penambahan nylon. 2. Perlu diadakan penelitian terhadap penambahan zat aditif lain yang sesuai dengan karakteristik beton kertas yang mampu mengurangi penyerapan air oleh bahan kertas, agar dihasilkan nilai kuat lentur yang optimum. commit to user

KAJIAN KUAT LENTUR BETON KERTAS (PAPERCRETE) DENGAN BAHAN TAMBAH SERAT NYLON

Recommend Documents