PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BAJA BAN BEKAS DAN PENGGUNAAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP SUSUT KERING ( Drying Shrinkage ) PADA BETON PRECAST SKRIPSI

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BAJA BAN BEKAS DAN PENGGUNAAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP SUSUT KERING ( Drying Shrinkage ) PADA BETON PRECAST Influence of Fiber Addition Of Steel Used Tire and Recycled Aggregate in Drying Shrinkage of Precast Concrete

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

Oleh :

ARIESITA PUTRI PRIMASARI NIM. I 0106037

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

2010

i


digilib.uns.ac.id

LEMBAR PERSETUJUAN PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BAJA BAN BEKAS DAN PENGGUNAAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP SUSUT KERING ( Drying Shrinkage ) PADA BETON PRECAST Influence of Fiber Addition Of Steel Used Tire and Recycled Aggregate in Drying Shrinkage of Precast Concrete

Disusun Oleh :

ARIESITA PUTRI PRIMASARI NIM. I 0106037 Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD NIP. 19691026 199503 1 002

Endah Safitri,ST, MT NIP. 19701212 200003 2 001

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2010

ii


digilib.uns.ac.id LEMBAR PENGESAHAN


SKRIPSI Disusun oleh:

ARIESITA PUTRI PRIMASARI NIM. I 0106037 Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarajana teknik Pada Hari : Jumat Tanggal : 24 September 2010 Tim Penguji Pendadaran : 1.

Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD N I P . 19691026 199503 1 002

……………………………

2. Endah Safitri,ST, MT NIP. 19701212 200003 2 001

……………………………

3. Ir. Antonius Mediyanto, MT N I P . 19620118 199512 1 001

……………………………

4. Ir. Supardi, MT N I P . 19550504 198003 1 003

……………………………

Mengetahui, a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Pembantu Dekan I

Disahkan Ketua Jurusan Teknik sipil Fakultas Teknik UNS

Ir. Noegroho Djarwanti, MT NIP. 19561112 198403 2 007 commit to user

iii

Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19590823 1986


digilib.uns.ac.id LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA


SKRIPSI Disusun oleh:

ARIESITA PUTRI PRIMASARI NIM. I 0106037 Pembimbing : 1. Kusno Adi Sambowo ST, PhD N I P . 19691026 199503 1 002

……………………………

2. Endah Safitri,ST, MT NIP. 19701212 200003 2 001

……………………………

commit to user

iv


digilib.uns.ac.id

MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO  Berjuang untuk mendapatkan sesuatu bukan menunggu untuk mendapatkannya.  Kegagalan hanya terjadi bila kita menyerah.  Malu bertanya sesat dijalan.

PERSEMBAHAN Syukur

Alhamdulillah

saya

panjatkan

pada

Allah

SWT

atas

hidayah-Nya, dan dengan segala kerendahan hati serta rasa terima kasih saya PERSEMBAHKAN karya ini kepada : Bapak & Ibu Tercinta “Terimakasih atas segala doa dan dukungannya serta kasih sayang yang tak akan tergantikan oleh apapun juga.” My Brothers “Mas Ryan dan Arya atas dukungannya selama ini. “ Dosen Pembimbingku “ Pak Kusno & Ibu Endah atas bimbinganya sampai terselesaikannya skripsi ini” Dosen Penguji “ Pak Mediyanto & Pak Supardi atas sarannya untuk perbaikan dalam skripsiku “ Setyo Purnomo Y. ST “kiting” “ yang selalu sabar,pengertian & selalu memberi semangat, motivasi dan inspirasi buatku. Teman Seperjuangan “Cuuz,Dadar,Ichan,Wijay atas suka duka bersama selama ngelab sampai selesainya skripsi ini,^ Semangaaat kawan…“ D’GeLo & Sahabat-SahabatQu Didin,Ndood,Ujang,Agus,Danang,JengKeh,Jengrat,Ipeh,Deta,Radit,(ata s canda tawa kalian yang selalu mewarnai hari-hari ku & yang selalu aku repotkan ^^ ) AD 5365 UY, AD 6473 HT, D 511 MZ, (yang selalu mengantarq kemana saja) Eji,tanjung,nina,pipi,ermis,irma,&teman2 seangkatanq yang g bisa ku sebut satu persatu,, I love you all,, (^^/)

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK Ariesita Putri Primasari, 2010, Pengaruh Penambahan Serat Baja Ban Bekas Dan Penggunaan Agregat Daur Ulang Terhadap Susut Kering ( Drying Shrinkage ) Pada Beton Precast, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Beton merupakan bahan yang paling banyak digunakan untuk konstruksi di Indonesia. Perkembangan zaman dan kemajuan teknologi dalam bidang konstruksi membawa banyak kemudahan dalam pelaksanaan konstruksi. Salah satunya teknologi beton pracetak yang mulai banyak menggantikan teknologi pengecoran beton konvensional. Salah satu penggunaan beton pracetak yaitu beton pracetak non-structural berupa pintu beton precast pada kitchen set. Penggunaan beton secara besar-besaran menimbulkan permintaan akan batuan yang meningkat dan menimbulkan berkurangnya sumber daya alam. Sehingga penggunaan material daur ulang menjadi salah satu alternatif yang pantas diaplikasikan. Bahan tambah serat daur ulang saat ini banyak digunakan ke dalam campuran beton dengan berbagai tujuan salah satunya bisa menambah kekuatan beton. Untuk itu perlu adanya penelitian mengenai mengetahui hal tersebut. Dalam penelitian ini digunakan salah satu bahan tambah serat baja ban bekas. Penelitian ini bertujuan mengetahui hasil dari susut kering beton serat yang dibuat dari serat baja pada ban bekas serta mengamati perubahan kinerjanya bila digunakan agregat daur ulang limbah bangunan. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total benda uji 16 buah, tiap variasi ada 4 sampel dengan kadar serat 0%, 0.5%, 1%, dan 1,5% terhadap volume beton. Benda uji yang digunakan adalah balok berukuran 6 x 6 x 30 cm3. Data yang diamati berupa nilai penyusutan yang selanjutnya dianalisis dan didapat besar penyusutan dan prediksi drying shrinkage jangka panjang menggunakan persamaan ACI 209. Dari analisis diperoleh hasil bahwa serat mengurangi besarnya drying shrinkage yang terjadi. Shrinkage terbesar sampai yang terkecil secara berurutan yaitu pada beton agregat daur ulang tanpa serat sebesar 752,6 microstrain, serat 1,5% sebesar 738,5 microstrain, serat 1% sebesar 688,9 microstrain, dan serat 0,5% sebesar 645 microstrain. Hasil penelitian dengan kadar serat yang optimum yaitu 0,5% dapat diaplikasikan pada beton precast non struktural dengan model berupa pintu beton precast pada kitchen set. Hasil penelitian ini juga menunjukkan bahwa semakin banyak serat yang digunakan, besarnya Drying shrinkage beton serat dengan agregat daur ulang semakin besar pula. Kata kunci: Daur ulang, Pracetak, Serat baja, Susut kering

ABSTRACT Ariesita Putri Primasari, 2010, Influence of Fiber Addition Of Steel Used Tire and Recycled Aggregate in Drying Shrinkage of Precast Concrete, Final Project of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

University,

Surakarta.

Concrete is the most widely used material for construction in Indonesia. The times and technological advances in the construction field to bring much convenience in the construction. According to the installation of concrete ways in the two that is of precast concrete (precast) and the concrete cast in place. One of which is the use of precast concrete of doors on the kitchen set. The use of concrete causing a massive rock rising demand and causing loss of natural resources. So the use of recycled materials into an appropriate one of the alternatives applied. Recycled fiber additive is widely used in concrete mixtures with different goals one of which could add to the strength of concrete. For that we need to know there is no research about it. This study used a steel fiber added material rubber tire. This research aims to find out the performance of fibre reinforced concrete drying shrinkage made of steel used tire as well as to observe the performance change if the recycled aggregate of construction waste is used. This research employed an experimental method with total tested objects of 16, in each variation there were four samples with 0%, 0.5%, 1%, and 1.5% fibre level on the concrete volume. The tested object used was beam with 6 x 6 x 30 cm3 size. The data observed was the shrinkage value that furthermore was analyzed and the shrinkage value and long-term drying shrinkage prediction were obtained using ACI 209 equation. From the result of analysis, it can be found that fibre reduce the drying shrinkage. The highest shrinkage until the smallest is successive from recycled aggregate concrete without fibre equal to 752,6 microstrain, fibre 1,5% 617 microstrain, fibre 1% 688,9 microstrain, and fibre 0,5% 645 microstrain. The results with the optimum fiber content of 0.5% can be applied to non-structural precast concrete with precast concrete models of doors on the kitchen set. The result of research also shows that the more fiber is used, the magnitude of drying shrinkage of fiber concrete with recycled aggregates greater. Keyword: Drying shrinkage, Precast, Recycled, Steel fibers.

commit to user

vii


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang selalu melimpahkan rahmat serta hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “ Pengaruh Penambahan Serat Baja Ban Bekas Dan Penggunaan Agregat Daur Ulang Terhadap Susut Kering ( Dry Shrinkage ) Pada Beton Precast ” guna memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini. Untuk itu, Penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada : 1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2. Pimpinan Jurusan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, 3. Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD selaku dosen pembimbing I, 4. Endah Safitri, ST, MT selaku dosen pembimbing II, 5.

Ir.Supardi,MT dan Ir.A.Mediyanto,MT selaku dosen penguji.

6.

Staf pengelola/laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

7. Ir. Agus P. Saido, M.Sc selaku pembimbing Akademis, 8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2006 dan semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat penulis sebut satu persatu. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan skripsi ini dan semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang membutuhkan. Wassalamu’alaikum Wr. Wb. Surakarta,

commit to user

viii

September 2010

Penulis


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL

i

HALAMAN PERSETUJUAN

ii

HALAMAN PENGESAHAN

iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

iv

ABSTRAK

v

KATA PENGANTAR

vii

DAFTAR ISI

viii

DAFTAR TABEL

xi

DAFTAR GAMBAR

xii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

xiv

BAB 1. PENDAHULUAN

1

1.1. Latar Belakang Masalah

1

1.2. Rumusan Masalah

3

1.3. Batasan Masalah

4

1.4. Tujuan Penelitian

4

1.5. Manfaat Penelitian

5

BAB 2. LANDASAN TEORI

6

2.1. Tinjauan Pustaka

6

2.2. Landasan Teori

8

2.2.1. Beton

8

2.2.2. Beton Precast

8

2.2.3. Beton Serat

8

2.2.4. Beton Agregat Daur Ulang

9

2.2.5. Material Penyusun Beton Serat

9

2.2.5.1. Semen

9

2.2.5.2. Agregat

10

a. Agregat Halus

10

b. Agregat Kasar Daur Ulang

commit to user

ix

11


digilib.uns.ac.id

2.2.5.3. Air

13

2.2.5.4. Bahan Tambah

13

a. Pengertian Bahan Tambah

13

b. Accelerator

14

2.2.5.5. Serat Baja Ban Bekas

14

2.2.6. Sifat Struktural Beton Serat

15

2.2.7. Penyusutan Pada Beton (Shrinkage)

16

2.2.7.1. Definisi Shrinkage

16

2.2.2.2. Macam- Macam Shrinkage

17

2.2.7.3. Drying Shrinkage Beton

18

2.2.7.4. Mekanisme Terjadinya Drying Shrinkage

18

2.2.7.5. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Drying Shrinkage

21

2.2.7.6. Efek Drying Shrinkage pada Struktur

23

2.2.7.7. Pengukuran Drying Shrinkage pada Beton Berserat

23

2.2.7.8. Prediksi Drying Shrinkage Jangka Panjang

24

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN

25

3.1. Uraian Umum

25

3.2. Benda Uji

25

3.3. Alat dan Bahan

26

3.4. Tahap Penelitian

28

3.5. Pengujian Bahan Dasar Beton

31

3.6. Perencanaan Campuran Beton (Mix Design)

31

3.7. Pembuatan Benda Uji

31

3.8. Pengujian Nilai Slump

32

3.9. Pengujian Drying Shrinkage Balok Beton

32

BAB 4. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

35

4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar

35

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

35

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang

37

4.1.3. Hasil Pengujian Serat Baja Ban Bekas

38

4.2. Rencana Campuran (Mix Design) commit to user 4.3. Data Hasil Pengujian

39

x

39


digilib.uns.ac.id

4.3.1. Pengujian Nilai Slump

39

4.3.2. Pengujian Drying Shrinkage

40

4.4. Hasil Perhitungan Prediksi Drying Shrinkage

42

4.5. Pembahasan

44

4.5.1. Uji Slump

44

4.5.2. Drying Shrinkage

44

BAB 5. KESIMPILAN DAN SARAN

47

5.1. Kesimpulan

47

5.2. Saran

47

DAFTAR PUSTAKA

49

LAMPIRAN

commit to user

xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL Tabel 2.1.

Jenis semen Portland di Indonesia sesuai SII 0013-81

10

Tabel 2.2.

Syarat mutu agregat halus menurut ASTM C-33

11

Tabel 2.3.

Persyaratan gradasi agregat kasar menurut B.S

12

Tabel 2.4.

Hubungan penyusutan terhadap waktu

23

Tabel 3.1.

Perincian benda uji

26

Tabel 4.1.

Hasil pengujian agregat halus

35

Tabel 4.2.

Hasil pengujian gradasi agregat halus

36

Tabel 4.3.

Hasil pengujian agregat kasar daur ulang

37

Tabel 4.4.

Hasil pengujian gradasi agregat kasar daur ulang

37

Tabel 4.5.

Hasil uji kuat tarik serat baja ban bekas

38

Tabel 4.6.

Kebutuhan bahan untuk beton tiap variasi penambahan serat

39

Tabel 4.7.

Nilai slump dari berbagai variasi pemakaian kadar serat serat

40

Tabel 4.8.

Perincian kode sampel

41

Tabel 4.9.

Hasil pengujian drying shrinkage

41

commit to user

xii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Limbah beton dan Limbah yang sudah di olah

13

Gambar 2.2. Limbah industri ban bekas dan serat baja

15

Gambar 2.3. Penyusutan terhadap waktu

17

Gambar 2.4. Mekanisme Shrinkage

19

Gambar 2.5. Proses hidrasi pada pasta semen

20

Gambar 2.6. Hubungan penyusutan terhadap waktu

23

Gambar 3.1. Benda uji balok beton

26

Gambar 3.2. Bagan alir tahap-tahap penelitian

30

Gambar 3.3. Pengujian nilai slump

32

Gambar 3.4. Proses pengukuran dengan demec gauge

34

Gambar 4.1. Kurva gradasi butir agregat halus.

36

Gambar 4.2. Kurva gradasi butir agregat kasar daur ulang.

38

Gambar 4.3. Hubungan nilai slump dengan variasi kadar serat

40

Gambar 4.4. Hubungan drying shrinkage dengan umur pengeringan

42

Gambar 4.5. Prediksi shrinkage pada beton precast agregat daur ulang.

43

Gambar 4.6. Nilai ultimate shrinkage pada agregat daur ulang

44

commit to user

xiii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ACI

= American Concrete Institute

ASTM = American Standar for Testing and Materials Al2O3 = alumina CaO

= kapur

CO2

= karbon dioksida

cm

= centimeter

f.a.s.

= faktor air semen

gr

= gram

kg

= kilogram

kN

= kilo newton

L

= panjang

lt

= liter

m

= meter

mm

= millimeter

MPa

= mega pascal

P

= beban

SiO2

= silika

SKSNI = Standar Konsep Standar Nasional Indonesia t

= umur pengeringan

µm

= mikrometer

 

sh (t)

= nilai drying shrinkage setelah t

sh ( u )

= besar ultimate drying shrinkage

%

= persentase

commit to user

xiv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Hasil Pengujian Bahan Dasar Lampiran B Perencanaan Campuran Adukan Beton Lampiran C Hasil Pengujian Shrinkage Beton Lampiran D Langkah dan Perhitungan Prediksi Shrinkage Beton Lampiran E Dokumentasi Penelitian Lampiran F Form Skripsi

commit to user

xv


digilib.uns.ac.id

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Masalah

Perkembangan zaman dan kemajuan teknologi dalam bidang konstruksi membawa banyak kemudahan dalam pelaksanaan konstruksi. Salah satunya teknologi beton pracetak yang mulai banyak menggantikan teknologi pengecoran beton konvensional. Menurut cara pemasangannya, beton terdiri dari dua jenis yaitu beton cast in situ (beton pracetak atau beton precast ) dan beton cast in place (beton cor di tempat).

Teknologi beton pracetak merupakan teknologi konstruksi struktur beton dengan komponen-komponen penyusun yang dicetak terlebih dahulu pada suatu tempat khusus ( off-site fabrication ), terkadang komponen-komponen tersebut disusun dan disatukan terlebih dahulu ( pre-assembly ) dan selanjutnya dipasang di lokasi ( installation ).

Namun, tujuan untuk mencapai kualitas struktur beton yang lebih tinggi bukan satu-satunya alasan mengapa beton pracetak sebagian besar digunakan untuk konstruksi beton di Indonesia. Hal ini akan menjadi salah satu trend industri konstruksi beton di masa mendatang, serta dapat mempercepat durasi proyek dan penggunaan konstruksi yang ramah lingkungan, termasuk penghematan energi dalam proses konstruksi secara keseluruhan.

Beton precast dapat diaplikasikan pada komponen struktural maupun komponen non struktural. Pada komponen struktural seperti balok, kolom, plat lantai, tiang pancang. Pada komponen non struktural seperti paving block, bata beton, cells units ( hotel rooms, toilet, kitchen ) . commit to user

1


2 digilib.uns.ac.id

Beton merupakan bahan yang sangat penting dan banyak digunakan dalam dunia kontruksi. Banyaknya jumlah penggunaan beton dalam kontruksi mengakibatkan peningkatan kebutuhan material beton, sehingga memicu penambangan batuan sebagai salah satu bahan pembentuk beton secara besar-besaran. Hal ini menyebabkan turunnya jumlah sumber alam yang tersedia untuk keperluan pembetonan. Keterbatasan kemampuan alam dalam menyediakan material pembentuk beton merupakan sebuah persoalan yang penting. Disisi lain ada beberapa bangunan tua yang terpaksa dibongkar karena bangunan tersebut perlu diperbaharui, mengalami kerusakan, atau tidak layak lagi dihuni dan menimbulkan limbah bangunan. Disamping itu, pada saat ini beton siap pakai (ready mix) sedang marak digunakan untuk pembuatan kontruksi bangunan, namun pada penerapannya sering terjadi kelebihan supply dan sisanya terkadang dibuang di sembarang tempat, sehingga dapat mengurangi kesuburan tanah dan merusak keseimbangan ekosistem. Namun limbah bangunan masih dapat di daur ulang menjadi agregat dalam pembuatan beton. Kehidupan masyarakat yang semakin modern juga ikut berperan dalam gangguan dan pelestarian lingkungan. Limbah produk industri seperti limbah ban bekas ikut menambah permasalahan lingkungan. Ban bekas yang dibuang tersebut karena bahannya terbuat dari karet yang tidak bisa membusuk maka bila tidak dimanfaatkan atau dibakar maka akan menjadi sampah yang menyebabkan polusi. Oleh karena itu proses daur ulang limbah industri dan limbah bangunan diperlukan untuk mengurangi persoalan lingkungan. Limbah industri ban dapat di daur ulang menjadi serat dalam pembuatan beton. Serat yang dipakai berasal dari kawat pembentuk ban, sedangkan sisa limbah ban yang telah digunakan dapat dimanfaatkan dengan cara mengubah ban bekas tersebut menjadi alat–alat rumah tangga seperti ember kecil, sandal, pot bunga, anyaman ban untuk bagian dalam kursi tamu. Sehingga keseluruhan bagian dari ban dapat digunakan dan tidak menimbulkan limbah baru. commit to user


3 digilib.uns.ac.id

Mengkombinasikan agregat daur ulang dan serat limbah merupakan upaya memanfaatkan bahan limbah beton dan limbah industri sebagai bahan beton berserat. Maksud dari penggunaan serat limbah produk industri sebagai bahan tambah pada beton diharapkan agar beton tersebut dapat menghambat atau menahan penyebaran retak beton karena susut seperti halnya penambahan seratserat pada umumnya.

Susut dapat terjadi karena beton kehilangan kelembabannya yang disebabkan oleh penguapan ataupun hidrasi semen. Adanya susut yang berlebihan pada struktur akan menyebabkan deformasi (perubahan bentuk) seiring bertambahnya umur beton. Efek yang nyata pada struktur yaitu timbulnya retak-retak pada struktur dalam jangka waktu yang panjang.

Dengan pertimbangan-pertimbangan tersebut, maka dilakukan penelitian terhadap pengaruh penambahan serat baja ban bekas pada beton terhadap uji susut. Hasil yang diharapkan dalam penelitian ini berupa pintu beton precast pada kitchen set utamanya pada bagian bawah dengan berbahan dasar serat baja ban bekas yang terbuat dari agregat daur ulang.

1.2.

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah disampaikan di awal, maka dapat dirumuskan permasalahannya adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana pengaruh pengaruh serat baja dari ban bekas terhadap kinerja beton precast agregat daur ulang dalam menghadapi susut kering ? 2. Berapa komposisi kadar serat yang tepat untuk mendapatkan drying shrinkage yang optimum pada beton precast agregat daur ulang dan aplikasinya pada beton precast ?

commit to user


1.3.

4 digilib.uns.ac.id

Batasan Masalah

Penelitian ini akan diberi batasan-batasan masalah agar kerja dapat lebih terarah dan tidak meluas. Batasan-batasan masalah yang digunakan adalah : 1.

Jenis serat yang dipakai sebagai bahan tambahan pada beton precast agregat daur ulang adalah serat baja dari ban bekas

2.

Serat baja yang digunakan serat baja pada bagian ring dari ban bekas sepanjang 50 mm

3.

Penggunaan variasi campuran dengan penambahan serat untuk pengujian masing-masing menggunakan perbandingan 0%, 0.5%, 1%, 1.5% terhadap volume adukan.

4.

Semen yang digunakan adalah semen Portland jenis 1.

5.

Penelitian ini hanya meninjau terhadap kinerja beton precast daur ulang dalam menghadapi susut kering.

6.

Benda uji berupa balok beton dengan dimensi panjang 30 cm, lebar 6 cm, dan tinggi 6 cm

7.

Lamanya pengujian susut adalah 56 hari dimulai dari hari ke-1 setelah benda uji selesai dibuat.

8.

Tidak dilakukan kontrol terhadap kondisi lingkungan, seperti suhu ruangan dan kelembapan udara.

9.

1.4.

Tidak dilakukan Perawatan (curing) pada benda uji.

Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengetahui pengaruh serat baja dari ban bekas terhadap kinerja beton precast daur ulang dalam menghadapi susut kering. 2. Untuk mengetahui kadar serat yang optimum dan aplikasinya pada beton precast agregat daur ulang

commit to user


1.5.

5 digilib.uns.ac.id

Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah : 1.

Menambah pengetahuan tentang susut beton precast daur ulang berbahan tambah serat baja ban bekas

2.

Mengetahui perilaku beton precast daur ulang berserat dalam berbagai variasi kadar serat limbah berbahan tambah serat baja ban bekas terhadap susut kering.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka Beton adalah suatu campuran yang tediri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan (McCormac, 2003).

Beton pra-cetak menunjukkan bahwa komponen struktur beton tersebut tidak dicetak atau dicor ditempat komponen tersebut akan dipasang. Biasanya ditempat lain, dimana proses pengecoran dan curing-nya dapat dilakukan dengan baik dan mudah. Jadi komponen beton pra-cetak dipasang sebagai komponen jadi, tinggal disambung dengan bagian struktur lainnya menjadi struktur utuh yang terintegrasi. (Wiryanto Dewobroto,2007)

Beton serat didefinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran semen, agregat, air, dan sejumlah serat yang disebar secara random. Ide dasar beton serat adalah menulangi beton dengan fiber yang disebarkan secara merata ke dalam adukan beton, dengan orientasi random sehingga dapat mencegah terjadinya retakan-retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik baik akibat panas hidrasi maupun akibat pembebanan (Soroushian dan Bayashi, 1987).

Beton serat mempunyai kelebihan daripada beton tanpa serat dalam beberapa sifat strukturnya, antara lain keliatan (ductility), ketahanan terhadap beban kejut (impact resistance), kuat tarik dan kuat lentur (tensile and flexural strength), kelelahan (fatigue life), kekuatan terhadap pengaruh susut (shrinkage), dan commit to user dan Bayashi, 1987). ketahanan terhadap keausan (abration) (Soroushian

6

7 digilib.uns.ac.id


Serat pada umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5 µm - 1000 µm (mikro meter), dan panjang sekitar 60 mm. Bahan serat dapat berupa: karbon, kaca, textile, serat asbestos, serat tumbuh-tumbuhan (rami, bambu, ijuk), serat plastik (polypropylene), atau potongan kawat baja (As’ad, 2008).

Dari penelitian-penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa penambahan serat sebanyak 0,75 % sampai dengan 1 % dari volume adukan akan memberikan hasil yang optimal (Wahyu, 2002).

Penelitian yang terdahulu pernah dilakukan oleh Chen dan Liu (2003) tentang penggunaan serat berbeda pada beton ringan. Beton ringan yang mempunyai kekuatan

tinggi

menghasilkan

deformasi

shrinkage

yang

lebih

tinggi.

Bagaimanapun juga dengan bertambahnya waktu, serat akan menahan shrinkage yang terjadi. Setelah 60 hari, deformasi shrinkage tidak bertambah. Perbedaan jenis serat masih menunjukkan kemampuan yang berbeda untuk menahan shrinkage.

Sementara itu penelitian penggunaan agregat daur ulang dengan limbah beton sebagai agregat kasar menyebabkan pengurangan kuat tekan sebesar 10 – 15 % dibanding penggunaan agregat kasar normal. Kuat tekan beton daur ulang limbah beton secara umum tidak tergantung dari kuat tekan asal limbah beton tersebut (Hardjasaputra, 2008).

Beton dengan agregat daur ulang memiliki kuat tekan ,kuat lentur ,dan stiffness yang lebih rendah, serta, rangkak dan susut kering yang lebih tinggi dari beton dengan agregat normal (Snyder, 2009).

pengurangan kuat tekan beton akibat penggunaan agregat daur ulang dibandingkan dengan agregat baru ternyata tidak terlalu signifikan, namun terjadi perbedaan dalam kapasitas shrinkage karena agregat daur ulang cenderung commit to user

8 digilib.uns.ac.id


menghasilkan beton yang lebih porous (Beatrix Kerkhoff dan Eberhard Sieber, 2001).

2.2. Landasan Teori 2.2.1. Beton

Beton didapat dari pencampuran semen portland, air, dan agregat (dan kadangkadang bahan tambah, yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia tambahan, serat,

sampai

bahan

buangan

non-kimia)

pada

perbandingan

tertentu

(Tjokrodimuljo, 1996).

2.2.2. Beton Precast

Pracetak merupakan suatu proses produksi elemen struktur bangunan pada suatu tempat yang berbeda dengan tempat dimana elemen struktur tersebut akan digunakan.Teknologi pracetak ini dapat diterapkan pada berbagai jenis material, yang salah satunya adalah material beton. Pemakaian beton precast dalam proyek konstruksi dapat mempersingkat durasi proyek, mereduksi biaya konstruksi, dapat diproduksi secara masal, mengurangi biaya pengawasan, mengurangi kebisingan, menghasilkan kualitas beton yang lebih baik, dan pelaksanaan konstruksi hampir tidak terpengaruh oleh cuaca. (Wulfram, 2006)

2.2.3. Beton Serat

Beton serat merupakan campuran beton ditambah serat, yang umumnya berupa batang-batang dengan ukuran 5-500m, dengan panjang sekitar 25mm. Bahan serat dapat berupa serat asbestos, serat plastik, atau potongan kawat baja. Kelemahannya sulit dikerjakan, namun lebih banyak kelebihan antara lain kemungkinan terjadinya segresi kecil, daktail dan tahan benturan. commit to user


9 digilib.uns.ac.id

Dosis penggunaan yang umum adalah 0,25 - 2% takaran volume atau sekitar 2050 kg serat baja per meter kubik produksi beton. Serat sintetik adalah serat buatan yang diperoleh dari pengembangan produk petrokimia dan industri tekstil. Material ini di kenal dalam banyak jenis seperti acrylic , aramid, carbon, nylon, polyethilene, polypropylene. Serat sintetik umumnya cocok digunakan untuk ketahaan terhadap retak, khususnya di umur dini (Braunch, J et.al, 2002).

2.2.4.

Beton Agregat Daur Ulang

Beton agregat daur ulang adalah suatu rancangan campuran beton dengan menggunakan bahan hasil dari penghancuran beton jadi yang kemudian digunakan sebagai bahan agregat. Tentunya dalam pembentukan agregat hasil daur ulang ini mempunyai karakteristik yang berbeda dengan agregat aslinya. Beton yang terbuat dari daur ulang agregat kasar dan memiliki kekuatan yang lebih kecil daripada beton biasa. Dalam menahan tarik setelah terjadi retak, beton agregat daur ulang juga menunjukkan kemampuan yang lebih kecil bila dibandingkan dengan beton biasa.Hal ini disebabkan sudah adanya bahan pencampur lain yang terkandung pada butiran agregat tersebut, yaitu lapisan mortar yang melekat pada agregat. Lapisan mortar itu sendiri terdiri dari agregat dan pasta semen yang digunakan dalam campuran beton sebelumnya.

2.2.5. Material Penyusun Beton Serat

Komponen pembentuk beton serat adalah semen, agregat kasar, agregat halus air dan bahan tambahan lain yaitu serat baja limbah ban.

2.2.5.1.

Semen

Semen berfungsi sebagai perekat butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang padat dan mengisi rongga-rongga diantara butir-butir agregat. Semen yang dimaksud di dalam konstruksi beton adalah bahan yang akan mengeras jika bereaksi dengan air dan lazim dikenal commitdengan to usernama semen hidraulik (hidraulic

10 digilib.uns.ac.id


cement) salah satu jenis semen hidraulik yang biasa dipakai dalam pembuatan beton adalah semen portland (portland cement). Bahan baku semen yaitu kapur (CaO), Silika (SiO2), dan alumina (Al2O3). Jenis-jenis semen portland yang sering digunakan dalam konstruksi serta penggunaannya dicantumkan dalam Tabel 2.1. Tabel 2.1. Jenis semen portland di Indonesia sesuai SII 0013-81 Jenis Semen

Karakteristik Umum

Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenisJenis I jenis lain Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan Jenis II ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut Jenis III persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut Jenis IV persyaratan panas hidrasi yang rendah Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut Jenis V persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

2.2.5.2.

Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton.

a. Agregat halus Menurut Tjokrodimuljo (1996), agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil (antara 0,15 mm dan 5 mm). Dalam pemilihan agregat halus harus benar-benar memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Karena sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk mortar bersama semen dan air, berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat. commit to user



Pasir di dalam campuran beton sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu pasir harus dikendalikan. Oleh karena itu pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan yang ditentukan. Batasan susunan butiran agregat halus dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Syarat Mutu Agregat Halus Menurut ASTM C-33 Ukuran saringan (mm)

Persen Lolos Kumulatif

9,50

100

4,75

95-100

2,36

80-100

1,18

50-85

0,60

25-60

0,30

10-30

0,15

2-10

Sumber : Tri Mulyono (2005) b. Agregat Kasar Daur Ulang Menurut Tjokrodimuljo (1996) disebutkan bahwa agregat kasar adalah agregat yang mempunyai ukuran butir-butir besar (antara 5 mm dan 40 mm). Sifat dari agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan semen.

Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.3.

commit to user



Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar menurut B.S Persentase lolos saringan (%)

Ukuran saringan (mm)

40 mm

20 mm

12,5 mm

40

95-100

100

100

20

30-70

95 – 100

100

12,5

-

-

90-100

10

10-35

22-55

40-85

4,8

0-5

0-10

0-10

Sumber : Tri Mulyono (2005) Suharwanto (2005) telah melakukan sejumlah pengamatan terhadap kinerja material dan kinerja struktur beton dengan agregat daur ulang. Kinerja material dan kinerja struktur beton agregat daur ulang cenderung berbeda dibandingkan kinerja beton beragregat normal. Berdasarkan hasil studi eksperimental, agregat daur ulang mengandung mortar sebesar 25 % hingga 45 % untuk agregat kasar, dan 70 % hingga 100 % untuk agregat halus. Kandungan mortar tersebut mengakibatkan berat jenis agregat menjadi lebih kecil, lebih poros atau berpori, sehingga kekerasannya berkurang, bidang temu (interface) yang bertambah, dan unsur-unsur kimia agresif lebih mudah masuk dan merusak. Disamping itu, pada agregat daur ulang juga terdapat retak mikro, dimana retak tersebut dapat ditimbulkan oleh tumbukan mesin pemecah batu (stone crusher) pada saat proses produksi agregat daur ulang, yang tidak dapat membelah daerah lempengan atau patahan pada agregat alam. Retak tersebut tertahan oleh kekangan mortar yang menyelimuti agregat alam

Beberapa perbedaan kualitas, sifat-sifat fisik dan kimia agregat daur ulang tersebut menyebabkan perbedaan sifat-sifat (properties) pada material beton yang dihasilkan (Suharwanto, 2005). Perbedaan yang diamati diantaranya adalah menurunnya kuat tekan, kuat tarik, dan modulus elastisitasnya.

Limbah beton dan limbah yang sudah diolah dapat dilihat pada Gambar 2.1 berikut.

commit to user



Gambar 2.1 Limbah beton dan limbah yang sudah diolah 2.2.5.3.

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 menyatakan bahwa air tidak berwarna, tidak berbau, dan cukup jernih.

Menurut Tjokrodimuljo (1996), dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut: a. Kandungan lumpur (benda melayang lainnya) maksimum 2 gram/liter. b. Kandungan garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll) maksimum15 gram/liter. c. Kandungan klorida (Cl) maksimum 0,5 gram/liter. d. Kandungan senyawa sulfat maksimum 1 gram/liter.

2.2.5.4.

Bahan Tambah

a. Pengertian Bahan Tambah Bahan tambah merupakan bahan selain unsur pokok bahan penyusun beton (semen, air, dan agregat) yang ditambahkan ke dalam adukan material penyusun beton sebelum atau selama prosescommit pencampuran. to user Bahan ini biasanya ditambahkan



kedalam beton apabila diinginkan untuk mengubah sifat-sifat beton, baik itu dalam keadaan segar maupun setelah beton itu mengeras. Hal ini juga dilakukan mengingat berbagai persoalan yang ada di lapangan sangat kompleks, sehingga dibutuhkan cara-cara khusus untuk menanggulanginya.

b. Accelellator Accelerator adalah bahan tambah yang berfungsi untuk untuk mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton maupun mortar, bahan ini digunakan untuk mengurangi lamanya waktu pengeringan dan mempercepat pencapaian kekuatan pada beton maupun mortar. Bahan ini digunakan jika penuangan adukan dilakukan dibawah air, atau pada struktur beton yang memerlukan pengerasan segera.

2.2.5.5.

Serat Baja Ban Bekas

Dewasa ini, serat yang paling populer yang dipakai di luar negeri adalah serat baja ( steel fiber). Salah satu penyebab pemakaian konsep beton serat belum banyak dikenal di Indonesia adalah belum tersedianya serat baja secara murah dalam jumlah banyak karena harus mendatangkannya dari luar negeri. Untuk mengatasi hal tersebut, telah ditemukan solusi alternatif dengan menggunakan serat baja ban bekas. Dari penelitian sebelumnya membuktikan bahwa sifat – sifat beton yang kurang baik dapat diperbaiki dengan menambahkan serat yang terbuat dari potongan kawat ban bekas.

Ide dasar penambahan serat adalah memberi tambahan pada beton dengan serat yang disebarkan secara merata ke dalam adukan beton dengan orientasi random akan dapat mencegah terjadinya retak-retak beton secara dini, baik akibat panas hidrasi, penyusutan, dan pembebanan (Harjono, 2001). commit to user



Penambahan serat dalam beton dapat memperbaiki kekuatan tarik beton dan sifat getasnya (Soroushian dan Bayashi, 1987). Untuk beton berserat, serat akan berfungsi dengan baik jika ukuran (panjang) serat lebih besar dari ukuran agregatnya.

Apabila

agregatnya

yang

lebih

besar

dapat

meyebabkan

penggumpalan serat, serat tidak mampu mengikat antar agregat. Hal ini memungkinkan munculnya efek negatif pada sifat beton yang dihasilkan.

Ketika beton dibiarkan mengering pada tempat yang terbuka maka beton tersebut akan menyusut. Hal ini disebabkan karena pada beton terjadi proses penguapan atau evaporasi sehingga tegangan pori pada beton meningkat akibat berkurangnya kadar air. Pada saat beton mengeras dan menyusut, retak yang sangat kecil akan berkembang. Bila retak kecil tersebut terpotong oleh batangan-batangan serat maka retak tersebut akan tecegah untuk berkembang menjadi retak yang lebih besar.

Penelitian ini menggunakan serat dari limbah industri yaitu kawat baja ban bekas.. Serat yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai ukuran panjang 50 mm dengan prosentase campuran 0%, 0.5%, 1%, 1.5% dari volume adukan beton.

Limbah industri ban bekas dan serat baja dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut.

Gambar 2.2 Limbah industri ban bekas dan serat baja 2.2.6. Sifat Struktural Beton Serat

Peningkatan sifat struktural yang diperlihatkan oleh beton serat dipengaruhi oeh commit to user hal-hal sebagai berikut :



a.

Orientasi penyebaran ( Dispersion Short Fiber) yang acak. Arah penyebaran serat yang acak dan terdistribusi secara merata dan baik akan menyebabkan peningkatan sifat struktural yang optimal. Untuk mencapai hal ini maka faktor yang perlu diperhatikan adalah metode penyebaran dan pencampuran serat ke dalam adukan, konsentrasi dan aspek rasio serat.

b.

Lekatan pada Alur Retakan Ukuran serat yang pendek dan tidak menerus, memungkinkan terjadinya alur retak tidak melewati serat, sehingga lekatan antara serat dan partikel penyusun beton dalam komposit menjadi tidak optimal. Apabila lekatan serat yang terjadi pada massa beton lebih kecil dari kuat tarik serat, maka kekuatan beton serat akan ditentukan oleh kuat lekat serat / bond strength.

c.

Panjang tertanam serat yang tidak teratur ( acak) Gaya aksial yang diakibatkan oleh tegangan lekat serat pada pasta semen, merupakan fungsi dari panjang tertanam minimum serat pada bidang retak. Panjang tertanam serat ini juga tidak teratur.

2.2.7.

Penyusutan pada Beton (Shrinkage)

2.2.7.1. Definisi Shrinkage

Pada awal pengerasan beton selalu terjadi penyusutan pada beton. Penyusutan volume beton yang tidak dipengaruhi oleh perubahan beban disebut Shrinkage. Shrinkage yang berlebih pada beton mengakibatkan terjadinya deformasi seiring bertambahnya umur beton. Besarnya susut pada beton akan tergantung pada keterbukaan beton itu sendiri. Keterbukaan terhadap angin akan mempercepat kecepatan susut beton, sedangkan atmosfir yang lembab akan mengurangi kecepatan susut.Biasanya regangan susut berkisar antara 0,0002 sampai 0,0006. Tapi terkadang dapat mencapai 0,001.

commit to user



Sumber : R.Park and T.Paulay (1974)

Gambar 2.3. Penyusutan Terhadap Waktu

2.2.7.2. Macam-macam Shrinkage

Saat ini sudah dikenal 5 macam shrinkage yaitu sebagai berikut : a. Drying shrinkage Drying shrinkage adalah penyusutan yang terjadi karena penguapan air pori dan penguapan permukaan (evaporasi). Ketika beton berada di lingkungan kering maka akan terjadi penguapan dan terjadi kehilangan uap air, yang dikenal sebagai drying shrinkage pada beton tersebut. b. Autogenus Shrinkage Autogenus shrinkage adalah penyusutan yang terjadi karena berkurangnya air pori karena dikonsumsi semen untuk proses hidrasi sehingga menyebabkan naiknya tegangan pori. Autogenus shrinkage dimulai beberapa jam setelah beton dituang dalam cetakan. c. Chemical Shrinkage Chemical shrinkage adalah suatu reaksi kimia antara semen dan air dimana volume hasil hidrasi (pasta semen) lebih kecil dari volume mula-mula. d. Carbonation Shrinkage Seiring dengan proses karbonasi yang berarti reaksi antara CO2 dengan hasil hidrasi semen, beton mengalami penyusutan yang disebut Carbonation shrinkage. commit to user



Proses ini berlangsung sangat lambat dan tergantung pada permeabilitas beton, moisture content, CO2 dan kelembaban relatif dari lingkungan. e. Plastic Shrinkage Plastic Shrinkage adalah perubahan volume akibat berkurangnya air dalam beton segar (fresh concrete) pada proses hidrasi. Berkurangnya air tersebut akibat adanya penguapan air pada permukaan beton (evaporasi) dan penyerapan (absorbsi). Penyusutan ini besarnya kira-kira 1% dari volume sebenarnya dari semen saat kering. Faktor-faktor yang mempengaruhi plastic shrinkage antra lain suhu udara, kelembaban relatif dan kecepatan angin.

2.2.7.3. Drying Shrinkage Beton

Hilangnya air pori pada drying shrinkage akan menyebabkan terjadinya tegangan kapiler yang menyebabkan dinding-dinding kapiler tertarik sehingga beton akan menyusut. Beton akan mengalami drying shrinkage selama berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun sampai kandungan air dalam beton tersebut telah habis menguap.

Dengan adanya perawatan yang baik pada beton yaitu dengan cara disiram air pada umur awal maka drying shrinkage beton akan tertunda karena adanya penyediaan kelembaban dari siraman air tersebut. Setelah beton mencapai kekuatan yang dinginkan maka perawatan boleh dihentikan, jadi drying shrinkage yang terjadi tidak akan mengurangi kekuatan beton. Tetapi dalam penelitian ini yang diselidiki adalah besarnya drying shrinkage, maka tidak dilakukan perawatan agar drying shrinkage bisa segera diketahui.

2.2.7.4.

Mekanisme Terjadinya Drying Shrinkage

Berikut ini akan dijelaskan mekanisme terjadinya drying shrinkage dalam suatu beton : commit to user



a. Sifat dasar yang tidak stabil dari pembentukan kalsium silikat hidrat pada proses penyusutan saat terjadi pengeringan. Sifat yang tepat dari mekanisme ini sukar dimengerti dan merupakan sesuatu yang bersifat permanen. b. Dalam pasta semen terdapat pori-pori besar dan kecil. Mula-mula pori-pori yang terdapat dalam beton terisi penuh oleh air, tetapi dengan bertambahnya umur beton maka air tersebut secara perlahan-lahan akan menguap dari beton. Air yang pertama menguap adalah air dari pori yang besar, berlangsung sampai air pada pori yang besar habis. Berkurangnya air dari pori yang besar ini belum cukup menimbulkan tegangan kapiler yang akan mengakibatkan shrinkage. Selanjutnya setelah air dari pori yang besar habis menguap maka air dari kapiler yang lebih kecil dan lebih halus secara berangsur-angsur akan mulai menguap. Kehilangan air dari kapiler kecil inilah yang akan menyebabkan terjadinya tegangan pori yang signifikan dan menyebabkan terjadinya shrinkage. Mekanisme ini akan dijelaskan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Mekanisme Shrinkage

c. Luas permukaan dari sistem koloid pasta semen cukup luas sehingga air yang terserap di permukaan akan commit mempengarhi to user keseluruhan sifat sistem koloid



tersebut. Ketika air menguap maka akan terjadi perubahan energi di dalam koloid silikat hidrat. Perubahan energi ini akan menyebabkan penyusutan. d. Pada saat semen bercampur sengan air maka akan terjadi reaksi kimia, hal ini yang disebut dengan proses hidrasi. Proses ini menghasilkan produk berupa kalsium silikat gel (C-S-H gel) dan kalsium hidroksida. Air yang ada pada beton sebagian digunakan untuk proses hidrasi dan sebagian lagi digunakan untuk mengisi pori-pori pada pasta semen. Pada saat beton mulai mengering, air bebas pada pori yang tidak terikat secara fisik maupun kimiawi akan keluar, tetapi tidak begitu signifikan menyebabkan perubahan volume. Saat air bebas habis, air yang terikat secara fisik keluar, sehingga hal inilah yang signifikan menimbulkan terjadinya penyusutan. Proses hidrasi pada pasta semen dapat dilihat pada Gambar 2.5. air

semen

agregat

hidrasi

Fase CSH

Pori-pori kapiler Gambar 2.5. Proses hidrasi pada pasta semen

Proses-proses tersebut di atas berperan secara terpisah dan atau berkombinasi sehingga menyebabkan terjadinya drying shrinkage. commit to user



2.2.7.5. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Drying Shrinkage

Penyusutan akan terjadi apabila ada faktor-faktor penyebab berikut : a. Jumlah agregat Agregat kasar khususnya berfungsi sebagai penahan susut pasta semen, jadi semakin banyak jumlah agregat yang terdapat dalam beton maka susut yang terjadi akan semakin kecil. Kayali et al (1999) menyatakan bahwa agregat yang mengisi antara 65% sampai 75% dari total volume beton, berpengaruh besar dalam mengurangi penyusutan. Pengaruhnya adalah untuk menahan jumlah drying shrinkage pada beton sebab pori yang terisi oleh pasta semen menjadi kecil. Gradasi dari agregat tidak berpengaruh terhadap besarnya penyusutan, tetapi dengan memasukkan agregat dengan gradasi yang besar akan memperkecil penggunaan semen sehingga penyusutan menjadi kecil. b. Ukuran dan bentuk beton Kecepatan penyusutan akan terpengaruh oleh ukuran dan betuk beton. Pada umumnya kecepatan penyusutan akan menurun sejalan dengan naiknya ukuran benda uji, karena beton memerlukan waktu lama agar air pori didalam beton yang besar berpindah dan menjangkau permukaan beton selama proses pengeringan. c. Faktor air semen Peningkatan besar faktor air semen (f.a.s.) akan mengakibatkan semakin besar pula efek susut yang terjadi. Semakin besar f.a.s. maka akan mempertinggi dan mempercepat perkembangan drying shrinkage pasta semen, sehingga akan menyediakan lebih banyak ruang untuk air bebas berdifusi dan memperkecil nilai kekakuan dari susunan yang padat untuk menahan deformasi, pengaruh ini juga diduga terjadi pada beton. d. Jumlah dan kehalusan semen Bennet dan Loat meneliti pengaruh dari kehalusan semen Portland pada penyusutan beton dan mereka menyimpulkan bahwa penggunaan semen Portland yang lebih halus pada faktor air semen yang sama dengan workabilitas yang sama akan mempengaruhi penyusutan. Kristiawan (2002) menyatakan kehalusan semen juga menjadi faktor pada penyusutan. Semen dengan ukuran partikel lebih kasar dari saringan no 200, bereaksi sangat commitlambat, to usermempunyai efek untuk menahan



setara dengan efek dari agregat. Namun begitu, ada peningkatan signifikan dari penyusutan beton yang terbuat dari semen yang lebih halus. Semakin banyak kandungan pasta semen dalam beton maka semakin tinggi drying shrinkage yang terjadi. e. Bahan tambahan mineral Dengan menambahkan mineral tertentu dalam beton maka dapat mengurangi besarnya nilai drying shrinkage. Dalam Kristiawan (2002) menyebutkan bahwa beberap ahli seperti Fattuhi dan Al Khaiat menyatakan bahwa penyusutan benda uji prisma berukuran 75 x 75 x 285 mm dengan variasi kelembaban, dengan penambahan silica fume pada takaran 10% dari berat semen, akan mengurangi nilai penyusutan. Hal ini juga dinyatakan oleh Alsayed ketika meneliti benda uji berbentuk prisma berukuran 76 x 76 x 286 mm, benda uji tersebut dikondisikan pada laboratorium terkontrol (suhu 25°C dan kelembaban relatif 30%). Pengurangan nilai drying shrinkage ini berhubungan dengan pengaruh silica fume dalam mengurangi ukuran dan pori kapiler yang kecil dalam beton. Kondisi tersebut akan mengurangi penyebaran dan kapilaritas air dalam beton. Penambahan flyash, tidak signifikan mempengaruhi

shrinkage beton. Justru

beton yang terbuat dari penambahan 20% flyash atau bijih terak tanur tinggi akan meningkatkan penyusutan. f. Kelembaban udara (Relative humidity) Beton mungkin mengalami perubahan kelembaban relatif karena cuaca disekitar beton bervariasi. Dalam hal ini beton akan menyusut jika ditempatkan di lingkungan luar, tetapi saat terjadi hujan maka beton akan mengembang karena pembasahan. Drying shrinkage yang terjadi pada benda uji yang dikondisikan berada

pada

kelembaban

relatif

dan

temperatur

yang

konstan,

akan

memperlihatkan bahwa drying shrinkage benda uji pada kelembaban yang konstan lebih tinggi daripada drying shrinkage pada kelembaban bervariasi. Semakin lembab tempat di sekitar beton maka akan semakin kecil laju penyusutan.

commit to user



2.2.7.6. Efek Drying Shrinkage pada Struktur

Struktur yang baik dan aman harus memperhitungkan semua parameter yang bisa mempengaruhi kondisi bangunan tersebut. Begitu juga dengan drying shrinkage, harus diperhitungkan secara teliti. Walaupun perkembangan penyusutan sangat lambat, tetapi jika diabaikan maka dalam jangka waktu lama akan menyebabkan deformasi material yang mempengaruhi deformasi struktur. Efek lain yang ditimbulkan oleh shrinkage adalah terjadinya keretakan pada dinding atau pada beton karena beton menjadi sangat lemah dalam menahan peningkatan tegangan air pori pada beton. Oleh karena itu perhitungan yang teliti menyangkut susut beton sangat penting agar dihasilkan suatu struktur yang layak dan kuat.

2.2.7.7.Pengukuran Drying Shrinkage pada Beton Berserat

Pengukuran

shrinkage

pada

beton

berserat

dilakukan

dengan

cara

membandingkan antara selisih panjang awal dan panjang akhir dengan panjang mula-mula benda uji. Berikut ini Gambar 2.6 dan Tabel 2.4 yang menjelaskan hubungan penyusutan terhadap waktu.

Los

t0

L1

t1

L2 t2

waktu

Gambar 2.6. Hubungan penyusutan terhadap waktu Tabel 2.4 Hubungan penyusutan terhadap waktu waktu panjang Perub pjg dr t0 t0 L0s 0 t1 L1 L0s- L1 t2 L2 L0s- L2 commit to user Dari gambar diatas dapat diambil rumus sebagai berikut :

shrinkage 0 (L0s- L1)/ L0 (L0s- L2)/ L0



εsh 

ΔL ..................................................................................................................(2.1) L0

Dengan :

εsh

= Besar nilai shrinkage

ΔL

= Perubahan Panjang setelah t waktu (mm)

L0

= Panjang mula-mula (mm)

2.2.7.8. Prediksi Drying Shrinkage Jangka Panjang

Perkiraan nilai drying shrinkage pada masa mendatang sangat penting digunakan untuk merencanakan umur dan daya tahan struktur bangunan sehingga perlu diadakan pengukuran drying shrinkage dalam jangka pendek. Ekstrapolasi nilai ultimate shrinkage dari pengukuran shrinkage jangka pendek adalah metode paling tepat untuk memprediksi penyusutan jangka panjang.

Terdapat beberapa metode yang digunakan untuk memperkirakan nilai drying shrinkage beton. Beberapa diantaranya adalah ACI 209 R-92 (12), Almudaiheem dan Wil Hansen, serta Bazant dan Panula. Kemajuan dalam perkiraan dapat dicapai dengan penggunaan nilai penyusutan yang diteliti dari penyusutan jangka pendek (28 hari) untuk memperkirakan penyusutan jangka panjang.

ACI Committee 209 merekomendasikan untuk memprediksi penyusutan beton jangka panjang dari data-data jangka pendek yang dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.1.



sh (t)



t 35 t

dimana: t



sh ( u )

………………………………………………………....(2.2.)

= umur pengeringan (hari)



sh (t)

= shrinkage umur t (selama pengujian)



sh ( u )

= ultimate shrinkage commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Uraian Umum Metode penelitian yang dipakai pada penelitian ini adalah metode eksperimental laboratorium, yaitu mengadakan suatu percobaan untuk mendapatkan data-data sebagai hasil penelitian. Penelitian ini dilakukan di dalam Laboratorium Bahan dan Struktur Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Pengujian terhadap shrinkage beton serat dengan agregat daur ulang dilakukan dengan percobaan dengan cara mengamati perubahan dimensi benda uji yang berupa prisma. Benda uji yang diamati tidak dikenai pembebanan sedikitpun agar perubahan dimensi yang terjadi benar-benar disebabkan oleh shrinkage.

Pengamatan dimulai saat beton berumur satu hari selama 56 hari. Data yang diperoleh berupa nilai-nilai pengurangan dimensi benda uji. Dari data tersebut dilakukan analisis untuk mengetahui pengaruh yang ditimbulkan oleh serat dan agregat kasar daur ulang terhadap drying shrinkage yang terjadi. Selanjutnya dibuat grafik hubungan antara variasi prosentase serat dengan nilai drying shrinkage yang terjadi, sehingga dapat diketahui seberapa besar kontribusi penggunaan variasi prosentase serat terhadap pengurangan nilai drying shrinkage beton serat. Selain itu juga dilakukan analisis untuk memperkirakan drying shrinkage jangka panjang dengan menggunakan data-data drying shrinkage jangka pendek.

3.2. Benda Uji Benda uji pada penelitian ini berupa balok beton dengan ukuran panjang 30 cm, tinggi 6 cm, dan lebar 6 cm dengan menggunakan commit to user mix design SK.SNI .T-15-1990-

25



03. Penelitian ini menggunakan agregat kasar daur ulang. Serat yang dipakai adalah serat baja ban bekas dengan kadar serat sebesar 0%, 0.5%, 1%, 1.5% terhadap volume beton. Jumlah benda uji keseluruhan sebanyak 16 buah. Perincian benda uji dapat dilihat pada Tabel 3.1, sedangkan gambar benda uji dapat dilihat pada Gambar 3.1 Tabel 3.1 Perincian Benda Uji

Agregat

Kadar Serat

Jenis Serat

Jumlah (Sampel)

Umur (Hari)

DTS

4

56

0,5

DSB 0,5%

4

1 1,5

DSB 1% DSB 1,5%

4 4

56

16

-

(% Volume ) 0

Tanpa Serat Agregat Daur Ulang

Kode Benda Uji

Serat Kawat Baja Ban Bekas

Jumlah

Gambar 3.1 Benda uji balok beton

3.3. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini anatara lain: a. Timbangan dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg yang digunakan untuk mengukur berat bahan campuran beton commit to user



b. Ayakan dengan ukuran diameter saringan 25 mm; 19 mm; 12,5 mm; 9,5 mm; 4,75 mm; 2,36 mm; 1,18 mm; 0,6 mm; 0,3 mm; 0,15 mm; pan dan mesin penggetar ayakan (vibrator) yang digunakan untuk pengujian gradasi agregat. c. Oven dengan temperatur 220 oC dan daya listrik 1500 W yang digunakan untuk mengeringkan agregat d. Conical mould dengan ukuran diameter atas 3,8 cm, diameter bawah 8,9 cm, tinggi 7,6 cm, lengkap dengan alat penumbuk. Alat ini digunakan untuk mengukur keadaan SSD agregat halus e. Kerucut Abrams yang terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm, diameter bawah 20 cm, tinggi 30 cm, lengkap dengan tongkat baja penusuk yang ujungnya ditumpulkan dengan panjang 60 cm dan dimeter 16 mm. alat ini digunakan untuk mengukur nilai slump adukan beton f. Cetakan benda uji berupa balok beton dengan dengan panjang 6 cm, tinggi 30 cm, dan lebar 6cm g. Mesin aduk beton (molen) berkapasitas 0,25 m3 yang digunakan untuk mengaduk bahan-bahan pembentuk beton h. Alat Demountable Mechanical Strain Gauge yang digunakan untuk pengujian susut kering (drying shrinkage). Berupa : 1. Perletakan benda uji 2. Demec point 3. Bar reference 4. Demec gauge i. Alat bantu lain: 1) Gelas ukur 250 ml untuk pengujia kadar Lumpur dan kandungan zat organic dalam pasir 2) Gelas ukur 2000 ml untuk menakar air 3) Cetok semen 4) Ember 5) Alat tulis 6) Penggaris 7) Formulir penelitian 8) Kamera Digital

commit to user



9) Stopwatch, dll j. Agregat halus ( fine agregat ) k. Agregat kasar daur ulang ( recycle aggregate ) l. Semen m. Accelerator Accelerator yang digunakan dalam penelitian ini adalah Sika Set yang berbentuk cairan sebanyak 1,2 % dari volume air. n. Serat Digunakan serat kawat baja ban bekas sepanjang 5 cm dengan variasi kadar serat 0%, 0,5%, 1% dan 1,5% dari volume adukan beton.

3.4. Tahap Penelitian Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian selengkapnya adalah sebagai berikut :

a. Tahap I, 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 II, Uji bahan Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap bahan yang digunakan. Dari pengujian-pengujian tersebut dapat diketahui apakah bahan yang akan digunakan untuk penelitian tersebut memenuhi syarat atau tidak bila digunakan sebagai data rancang campur adukan beton. Tahap ini dilakukan pengujian terhadap : 1) Agregat halus, antara lain dilakukan uji : 1. Kadar lumpur 2. Kadar organik 3. Spesific grafity 4. Gradasi to user 2) Agregat kasar, antara lain commit dilakukan uji :



1. Abrasi 2. Spesific grafity 3. Gradasi c. Tahap III, Pembuatan mix design Pada tahap ini dilakukan pembuatan mix design dengan kuat tekan rencana 30 MPa. Hasil mix design tersebut dipakai untuk pembuatan balok beton. d. Tahap IV, Pembuatan benda uji Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut: 1) Pembuatan adukan beton. 2) Pengecoran ke dalam bekisting. 3) Pelepasan benda uji dari cetakan e. Tahap V, Pengujian Pada tahap ini dilakukan pengujian susut (shrinkage) dengan cara mengamati susut yang terjadi saat beton berumur satu hari dan selama 56 hari. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS. f. Tahap VI, Analisis data Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil pegujian dianalisis untuk mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang diteliti dalam penelitian. g. Tahap VII, Pengambilan kesimpulan Pada tahap ini, data yang telah dianalisa dibuat suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan penelitian. Tahapan dalam penelitian ini disajikan secara skematis dalam bentuk bagan alir pada Gambar 3.2.

commit to user



Mulai Tahap I

Persiapan

Semen

Air

Serat

Agregat Halus

Agregat Kasar

Bahan Tambah

Uji Bahan: - kadar lumpur - kadar organik - spesific gravity - gradasi

Uji Bahan: - abrasi - spesific gravity - gradasi

Tahap II

Perhitungan Rancang Campur (Mix Design)

Tahap III

Pembuatan Adukan Beton (penambahan serat 0,5%,1%,1,5%) Pengecoran ke dalam bekisting.

Tahap IV

Pelepasan benda uji dari cetakan

Pengujian Susut Kering (Drying Shrinkage)

Analisis Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Gambar 3.2 Bagan Alir Tahap-tahap Penelitian commit to user

Tahap V

Tahap VI

Tahap VII



3.5. Pengujian Bahan Dasar Beton Pengujian bahan dasar beton sangat penting, hal ini untuk mengetahui kelayakan karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya dipakai sebagai mix design dalam penentuan mutu beton. Pengujian bahan dasar beton hanya dilakukan terhadap agregat halus dan agregat kasar (daur ulang).

3.6. Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran adukan beton diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik. Dalam penelitian ini digunakan rancang campur beton yang mengacu pada peraturan SK.SNI .T-15-1990-03. Kuat tekan (fc’) yang terjadi diharapkan memenuhi target sebesar 30 MPa.

3.7. Pembuatan Benda Uji Pembuatan benda uji dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : a. Menyiapkan dan menimbang bahan-bahan campuran adukan beton sesuai dengan rancang campur adukan beton (mix design) b. Mencampur dan mengaduk bahan-bahan campuran beton tersebut sampai benar-benar homogen. c. Memasukkan adukan ke dalam cetakan balok kayu dengan ukuran panjang 6 cm, lebar 6 cm, dan tinggi 30 cm hingga penuh sambil dipadatkan. d. Setelah cetakan penuh dan padat, permukaannya diratakan dan diberi kode benda uji di atasnya, kemudian didiamkan selama 24 jam. e. Bekisting atau cetakan dapat dibuka apabila benda uji telah berumur satu hari. commit to user



3.8. Pengujian Nilai Slump Slump beton adalah besaran kekentalan (viscosity)/plastisitas dan kohesif dari beton segar. Menurut SK-SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah sebagai berikut : a. Membasahi cetakan dan pelat. b. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh. c. Mengisi cetakan sampai penuh dengan 3 lapisan, tiap lapis berisi kira-kira 1/3 isi cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat sebanyak 25 kali tusukan secara merata. d. Segera setelah selesai penusukan, meratakan permukaan benda uji dengan tongkat dan menyingkirkan semua sisa benda uji yang ada disekitar cetakan. e. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas. f. Mengukur slump yang terjadi.

Gambar 3.3 Pengujian nilai slump

3.8. Pengujian Drying Shrinkage Balok Beton Langkah-langkah pengujian drying shrinkage beton dengan menggunakan alat Demountable Mechanical Strain Gauge (demec gauge) adalah sebagai berikut: a. Benda uji umur 1 hari dikeluarkan dari cetakan. commit to user



b. Sebelum dilakukan pengujian, benda uji ditimbang dan dilakukan pengukuran dimensinya. c. Setting alat Demountable Mechanical Strain Gauge, meliputi: 1) Perletakan benda uji 2) Demec point 3) Bar reference 4) Demec gauge

Langkah-langkah penyetingan alat: a. Meletakkan benda uji pada dudukan. b. Memberi tanda pada titik-titik yang akan ditinjau sejarak 200 mm dengan memakai alat bar reference. c. Demec point yang berupa butiran berbentuk silinder terbuka di kedua sisinya dan berdiameter 3 mm, ditempelkan dengan lem tepat di atas titik-titik. d. Setelah proses pemasangan selesai, benda uji didiamkan selama kira-kira 4 jam sampai lem mengeras sehingga posisi demec point stabil. e. Meletakkan demec gauge tepat di atas demec point. f. Mengatur dial gauge yang terdapat pada demountable mechanical strain gauge dan jarum disetel pada posisi angka nol. g. Kemudian pengujian siap dilakukan dengan membaca dan mencatat perubahan jarum pada angka yang ditunjukkan oleh dial gauge.

Langkah-langkah pengukuran dengan demec gauge: a. Meletakkan benda uji pada dudukkan. b. Meletakkan benda uji demec gauge pada demec point benda uji. c. Mengamati perubahan jarum pengukur pada alat uji demec gauge. d. Membaca dan mencatat angka pada jarum apabila jarum telah berhenti atau dalam keadaan stabil. e. Mengulangi pengukuran pada masing-masing demec point sebanyak 5 kali. f. Menghitung nilai shrinkage beton. commit to user



Proses pengukuran dengan demec gauge dapat dilihat pada Gambar 3.4

Gambar 3.4 Proses pengukuran dengan demec gauge

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Pengujian terhadap agregat halus yaitu pasir, yang dilaksanakan dalam penelitian ini meliputi pengujian kadar lumpur, kandungan zat organik, specific gravity, gradasi dan kadar air agregat. Hasil dari pengujian-pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 Data-data pengujian dapat dilihat pada lampiran A.

Tabel 4.1 Hasil pengujian agregat halus Jenis Pengujian

Hasil Pengujian

Standar

Kesimpulan

Kandungan Zat Organik

Kuning muda

Kuning muda

Memenuhi syarat

Kandungan Lumpur

10 %

Maks 5 %

Tidak Memenuhi syarat

Bulk Specific Gravity

2,45 gr/cm3

-

-

3

-

-

3

Bulk Specific SSD

2,50 gr/cm

Apparent Specific Gravity

2,58 gr/cm

-

-

Absorbtion

2,04 %

-

-

Modulus Halus

2,71

2,3 – 3,1

Memenuhi syarat

commit to user

35



Tabel 4.2 Hasil pengujian gradasi agregat halus Berat Tertahan Diameter No Ayakan (mm) Gram Kumulatif % (%) 1 9.5 0 0.00 0.00 2 4.75 70 3.54 3.54 3 2.36 195 9.85 13.38 4 1.18 240 12.12 25.51 5 0.85 350 17.68 43.18 6 7 8

0.3 0.15 0 Jumlah

905 150 70 1980

45.71 7.58 3.54 100.00

88.89 96.46 100.00 370.96

Berat Lolos Kumulatif (%) 100.00 96.46 86.62 74.49 56.82

ASTM C-33

11.11 3.54 0.00 -

100 95 - 100 80 - 100 50 - 85 25 - 60 10-30 2-10 0

-

Dari tabel gradasi agregat halus pasir di atas dapat digambarkan kurva gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C-33 yang ditampilkan pada Gambar 4.1.

Gradasi Agregat Halus kumulatif lolos ( %)

120.00 100.00 80.00

Hasil Pengujian

60.00

ASTM batas atas

40.00

ASTM batas bawah

20.00 0.00 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Diameter ayakan ( mm )

Gambar 4.1 Kurva gradasi butir agregat halus.

commit to user



4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang

Pengujian terhadap agregat kasar daur ulang yang dilaksanakan dalam penelitian ini meliputi pengujian berat jenis (specific gravity), keausan (abrasi) dan gradasi agregat kasar. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.3. Hasil pengujian pada Tabel 4.4 menampilkan analisis ayakan terhadap sampel agregat kasar daur ulang sehingga dapat diketahui gradasinya. Data hasil pengujian secara lengkap dapat dilihat pada lampiran A.

Tabel 4.3 Hasil pengujian agregat kasar daur ulang Jenis Pengujian

Hasil Pengujian

Standar

Kesimpulan

Bulk Specific Gravity

2,25 gr/cm3

-

-

Bulk Specific SSD

2,34 gr/cm3

-

-

Apparent Specific Gravity

2,50 gr/cm3

-

-

Absorbtion

4,00 %

-

-

Abrasi

48,9%

Maksimal 50 %

Memenuhi syarat

Modulus Halus Butir

7,65

5-8

Memenuhi syarat

Tabel 4.4 Hasil pengujian gradasi agregat kasar daur ulang Diameter Berat Tertahan Berat Lolos No Ayakan ASTM C-33 Kumulatif (%) Gram Kumulatif (%) % (mm) 1 38,00 0 0,00 0,00 100 95-100 2 25,00 0 0,00 0,00 100 80-100 3 19,00 580 19,33 19,33 80,67 55-85 4 12,50 1550 51,67 71,00 29,00 25-60 5 9,50 505 16,83 87,83 12,17 10-30 6 4,75 265 8,83 96,67 3,33 2-10 7 2,36 30 1,00 98,17 2,33 0 8 1,18 15 0,50 98,17 1,83 9 0,85 0 0,00 98,17 1,83 10 0,30 0 0,00 98,17 1,83 11 0,15 0 0,00 98,17 1,83 12 0,00 55 1,83 100,00 0 Jumlah 3000 100,00 865,17 commit to user



Dari tabel data gradasi agregat kasar daur ulang di atas dapat digambarkan kurva gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C-33 yang ditampilkan pada Gambar 4.2.

Gradasi Agregat Kasar Daur Ulang Kumulatif Lolos ( % )

120.00 100.00 80.00 60.00 Hasil Pengujian 40.00

ASTM batas atas

20.00

ASTM batas bawah

0.00 0

10

20

30

40

Diameter Ayakan (mm)

Gambar 4.2 Kurva gradasi butir agregat kasar daur ulang

4.1.3. Hasil Pengujian Serat Baja Ban Bekas

Cara mengetahui kuat tarik baja sebelum digunakan pada campuran adalah melakukan uji tarik. Sampel yang digunakan berupa potongan serat baja ban bekas dengan panjang 79,5 cm dan diameter 0,32 mm. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Hasil Uji Kuat Tarik Serat Baja Ban Bekas No

Kode

Gaya ( KgF)

1

A1

140

2

A2

140

Gaya Rata-Rata(KgF) 140

commit to user

Berat Jenis (t/m3) 0,95512 0,99512



4.2.

Rencana Campuran ( Mix Design )

Perhitungan rencana campuran adukan beton menggunakan standar Dinas Pekerjaan Umum ( SK SNI T-15-1990-03 ) , dari perhitungan tersebut didapat kebutuhan bahan per 1 m3 yaitu : a. Semen

: 523,2558 kg

b. Pasir

: 581,5453 kg

c. Kerikil daur Ulang

: 990,1988 kg

d. Air

: 225 liter

Hasil perhitungan campuran adukan beton dapat dilihat pada Tabel 4.6, sedangkan tahap – tahap perhitungan campuran beton secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran B

Tabel 4.6. Kebutuhan bahan untuk beton tiap variasi penambahan kadar serat Kode

Jumlah

Total volume

Semen

Pasir

Kerikil

Air

Serat

Sika Set

Benda Uji

(sampel)

(m3)

(kg)

(kg)

(kg)

(l)

(kg)

(l)

DTS

4

0.00432

2.487

2.764

4.705

1.060

0

0.0128

DSB-0,5%

4

0.00432

2.487

2.764

4.705

1.060

0.0000216

0.0128

DSB-1%

4

0.00432

2.487

2.764

4.705

1.060

0.0000432

0.0128

DSB-1,5%

4

0.00432

2.487

2.764

4.705

1.060

0.0000648

0.0128

4.3.

Data Hasil Pengujian

4.3.1. Pengujian Nilai Slump

Pengujian nilai slump menggunakan kerucut Abrams dengan ukuran diameter atas 10 cm, diameter bawah 20 cm dan tinggi 30 cm. Dari pengujian nilai slump tampak bahwa penambahan serat akan mempengaruhi workability, yang diperlukan untuk memudahkan proses pengadukan, pengangkutan, penuangan, commit to user



dan pemadatan Hasil dari pengujian nilai slump disajikan dalam Tabel 4.7 dan Gambar 4.3 berikut ini:

Tabel 4.7 Nilai slump dari berbagai variasi pemakaian kadar serat Benda Uji Agregat

Serat

Daur ulang

Tanpa serat Serat 0,5% Serat 1% Serat 1,5%

Kode Sampel

Nilai Slump (cm)

DTS

14

DSB-0,5%

13

DSB-1%

11

DSB-1,5%

10

Hubungan Nilai Slump dengan Variasi Kadar Serat 15 14

13 11

10

10

5 0 DTS

DSB-0,5%

DSB-1%

DSB-1,5%

Nilai Slump

Gambar 4.3 Hubungan nilai slump dengan variasi kadar serat

4.3.2. Pengujian Drying Shrinkage

Pada penelitian digunakan benda uji berupa balok beton dengan ukuran panjang 30 cm, lebar 6 cm, dan tinggi 6 cm. Pengujian shrinkage pada beton dimulai saat beton berumur 1 hari. Pengujian shrinkage dilakukan pada umur beton mencapai 1, 4, 6, 8, 11, 14, 18, 21, 25, 28, 35, 42, 49, 56 hari dengan menggunakan alat Demountable Mechanical Strain Gauge (dial gauge). Shrinkage didapat dari perhitungan antara selisih perubahan panjang dibagi panjang mula-mula. Penggunaan kode untuk sampel dalam pengukuran ini akan dijelaskan dalam commit to user Tabel 4.8.



Tabel 4.8 Perincian kode sampel Kode sampel

Benda Uji Agregat

Kadar serat

Dial gauge

Tanpa serat

DTS

Serat 0,5%

DSB-0,5%

Serat 1%

DSB-1%

Serat 1,5%

DSB-1,5%

Daur ulang

Data hasil pengukuran shrinkage disajikan dalam Tabel 4.9. Data pengujian selengkapnya dapat dilihat pada lampiran C.

Tabel 4.9 Hasil pengujian drying shrinkage. Kode Benda uji DTS Kode Benda uji DSB0,5% Kode Benda uji DSB-1% Kode Benda uji DSB1,5%

Hari ke1

4

6

8

11

14

18

21

25

28

35

42

49

56

0

96.13

170.4

261.3

328.6

352.3

424

512.6

561.6

608

643.9

682.3

711.3

752.6

Hari ke2

5

7

9

12

15

19

22

26

28

35

42

50

56

0

70.13

115.9

183.6

254.3

312.9

373.3

418.5

498

527.1

565.1

598

612.3

645.0

Hari ke2

5

7

9

12

15

19

22

26

28

35

42

49

56

0

64.25

143.5

232.3

283

349.4

418.8

478.1

517.8

571.3

621.9

652.5

670.6

688.9

Hari ke1

4

6

8

11

14

18

21

25

28

35

42

49

56

0

59.63

162

250.3

287.3

326.9

422

508.9

554

596

636.5

663.5

700

738.5

Hubungan drying shrinkage dengan umur pengeringan disajikan dalam Gambar 4.4 sebagai berikut : commit to user



1000

Drying Shrinkage 10-6

900 800 700 600 500

DTS

400

DSB 0,5%

300

DSB 1%

200

DSB 1,5%

100 0 0

10

20

30

40

50

60

Umur Pengeringan ( hari ) Gambar 4.4 Hubungan drying shrinkage dengan umur pengeringan Dari pengamatan yang telah dilakukan selama 56 hari terlihat bahwa drying shrinkage beton serat 0,5% dengan agregat daur ulang cenderung lebih rendah dibandingkan dengan drying shrinkage yang terjadi pada beton

tanpa serat

dengan agregat daur ulang. Besarnya drying shrinkage yang terjadi pada beton tanpa serat dengan agregat daur ulang menunjukkan drying shrinkage sebesar 752,6 µm pada umur 56 hari seperti terlihat pada Gambar 4.4.

Grafik hubungan drying shrinkage dengan umur pengeringan pada Gambar 4.4 menunjukkan bahwa sampel yang mengalami drying shrinkage dari yang paling besar sampai yang terkecil berturut-turut pada agregat daur ulang adalah DTS, DSB 1,5%, DSB 1%, DSB 0,5%

4.4.

Hasil Perhitungan Prediksi Susut (shrinkage)

Perhitungan prediksi drying shrinkage perlu dilakukan karena drying shrinkage akan terus berlangsung sampai jangka waktu yang lama. Cara memprediksi drying shrinkage pada penelitian ini menggunakan persamaan ACI 209. berikut ini langkah-langkah

untuk

mendapatkan

nilai

menggunakan persamaan 4.1 sebagai berikut. commit to user

ultimate

shrinkage

dengan



……………………...(4.1)

Persamaan yang diberikan : dimana: t

= umur pengeringan (hari)

 

sh (t)

sh ( u )

= shrinkage umur t (selama pengujian) = ultimate shrinkage

Gambar 4.5 berikut ini memperlihatkan hasil prediksi metode tersebut. Langkahlangkah perhitungan dan gambar selengkapnya dapat dilihat pada lampiran D

Prediksi

1400

Shrinkage 10-6

1200

Drying

1000 800

Prediksi DTS 0% Prediksi DSB-1% Prediksi DSB-0,5% Prediksi DSB-1,5%

600 400 200 0 0

200

400

600

800

1000

1200

Umur Pengeringan ( Hari ) Gambar 4.5 Prediksi shrinkage pada beton precast agregat daur ulang.

Setelah menyusut dalam jangka waktu yang lama maka penyusutan beton serat semakin lama semakin mengecil. Nilai shrinkage akhir yang tidak akan bertambah lagi disebut ultimate shrinkage. Prediksi ACI 209 di atas menghasilkan nilai ultimate shrinkage yang disajikan dalam Gambar 4.6

commit to user



nilai ultimate Ultimate drying shrinkage ( microstrain )

1300 1250

1274

1244

1200 1150

1178

1100 1076

1050 1000 950 DTS

DSK-0,5%

DSK-1%

DSK-1,5%

Gambar 4.6 Nilai ultimate shrinkage pada agregat daur ulang.

4.5. Pembahasan 4.5.1. Nilai Slump

Nilai slump dari Tabel 4.7 mengalami penurunan disebabkan adanya penambahan serat sebesar 0,5% , 1%, dan1,5% yang menyebabkan campuran beton menjadi kaku dan menimbulkan gaya gesekan (fraction) antara partikel-partikel penyusun beton dengan serat sehingga partikel-partikel tersebut tidak dapat bergerak secara leluasa atau mempengaruhi workability adukan beton Campuran beton cenderung memiliki nilai slump yang lebih rendah dengan semakin banyaknya jumlah serat yang digunakan.

4.5.2. Drying Shrinkage

Shrinkage adalah penyusutan volume yang yang tidak berhubungan dengan beban yang diakibatkan oleh banyak faktor diantaranya hilangnya air dalam beton atau karena hidrasi semen. Seperti terlihat pada Gambar 4.4 bahwa semakin lama umur beton akan semakin besar nilai susut (shrinkage) commit to user yang terjadi.



Penyusutan yang berlebihan dapat menyebabkan retak pada beton. Retak-retak rambut pada beton akan menyebabkan korosi pada tulangan logam yang terkena proses oksidasi. Tetapi juga mempunyai pengaruh yang menguntungkan sebagai penguat pelekatan antara beton dengan penulangan baja. Susut mulai terjadi segera setelah beton diaduk, disebabkan pertama-tama karena penyerapan air oleh beton dan agregat. Susut selanjutnya disebabkan oleh penguapan air yang naik ke permukaan beton. Selama proses pembentukan, hidrasi semen menimbulkan sejumlah besar panas, dan dengan mendinginnya beton, susut lebih lanjut terjadi akibat penurunan panas. Bahkan setelah beton sudah mengeras, susut akibat pengeringan berlangsung terus sampai berbulan-bulan, dan setiap pembasahan dan pengeringan berikutnya dapat pula menyebabkan muai dan susut.

Grafik hubungan drying shrinkage dengan umur pengeringan pada agregat daur ulang pada Gambar 4.4 menunjukkan bahwa sampel yang mengalami drying shrinkage dari yang paling besar sampai yang terkecil berturut-turut pada agregat daur ulang adalah DTS, DSB 1,5%, DSB 1%, DSB 0,5%

Dari pengamatan yang telah dilakukan selama 56 hari terlihat bahwa drying shrinkage beton serat 0,5% dengan agregat daur ulang cenderung lebih rendah dibandingkan dengan drying shrinkage yang terjadi pada beton agregat daur ulang tanpa serat. Besarnya drying shrinkage yang terjadi pada beton dengan agregat daur ulang tanpa serat (DTS) sebesar 752,6 microstrain dan yang terkecil 645 microstrain pada beton agregat daur ulang dengan kadar serat 0,5% (DSB-0,5%). Hasil tersebut menunjukkan bahwa kadar serat yang ada pada beton ikut mempengaruhi besarnya drying shrinkage, karena serat baja ban bekas dapat menghambat atau menahan penyebaran retak beton karena susut.

Hasil prediksi drying shrinkage menunjukkan bahwa pola drying shrinkage yang terjadi di masa yang akan datang cenderung konstan setelah beton berumur 100 hari lebih, ini sesuai dengan pernyataan Kayali et.al bahwa drying shrinkage akan cenderung konstan setelah 100 hari pengeringan. commit to user



Pada penelitian ini, hasil beton agregat daur ulang dengan kadar serat yang optimum yaitu 0,5% dapat diaplikasikan pada beton precast non-structural dengan model berupa pintu beton precast pada kitchen set utamanya pada bagian bawah.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.

Kesimpulan

Dari seluruh pengujian, analisis data, dan pembahasan yang dilakukan dalam penelitian ini, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

a. Penambahan kadar serat dengan persentase tertentu pada beton precast agregat daur ulang mempengaruhi nilai shrinkage, dimana semakin tinggi kadar serat yang digunakan maka nilai shrinkage akan semakin besar. Urutan besarnya drying shrinkage yang terjadi pada agregat daur ulang adalah sebagai berikut : tanpa serat > DSB-1,5% > DSB-1% > DSB-0,5%

b.

Hasil beton agregat daur ulang dengan kadar serat yang optimum yaitu 0,5% dapat diaplikasikan pada beton precast non struktural dengan model berupa pintu beton precast pada kitchen set utamanya bagian bawah.

5.2.

Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, perlu diberikan saran yang bertujuan untuk pengembangan penelitian ini lebih lanjut. Adapun saran untuk penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut :

a. Waktu pengujian drying shrinkage lebih lama, sekitar 3 bulan, karena untuk pengujian 56 hari data sudah mencapai sekitar 60% sehingga diperoleh lebih banyak data yang digunakan untuk prediksi nilai drying shrinkage jangka panjang. commit to user

47



b. Pada aplikasi pembuatan pintu beton precast pada kitchen set sebaiknya menggunakan agregat ringan supaya mendapatkan hasil yang tidak terlalu berat.

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR PUSTAKA As’ad, Sholihin. 2008. Teknologi Beton Serat, dalam buku: Potret Hasil Karya Iptek, 32 Tahun UNS Mengabdi Bangsa, ISBN 979-498-401-9, UNS Press.

Beatrix Kerkhoff and Eberhard Siebel. Properties of concrete with recycled aggregate.

Bing Chen and Juanyu Liu. 2003. Contibution of hybrid fibres on the properties of the high-strength lightweight concrete having good workability. Cement and Concrete research 35 (2005) 913-917.

Dipohusodo, I. 1994. Struktur beton bertulang. Gramedia: Jakarta.

Dwi Antoro, Putut (2009), Pengaruh Jenis Serat Daur Ulang Limbah Produk Industri Pada Kinerja Susut Kering Beton Berserat, Skripsi, Program Studi Teknik Sipil, UNS, Surakarta.

Gusti Made Sudika, I.2010. Faktor-Faktor yang Berpengaruh Terhadap Susut ( Shrinkage ) pada Beton. UNR. Bali

Hardjasaputra Hardiyanto. 2008. Pengaruh Penggunaan Limbah Konstruksi Sebagai Agregat Kasar dan Agregat Halus pada Kuat Tekan Beton Daur Ulang. Konferensi Nasional Teknik Sipil 2-Universitas Atma Jaya. Yogyakarta.

Kristiawan, S.A. 2002. Restrained shrinkage cracking of concrete. School of civil engineering PhD. Inggris.

McCormac, Jack C.2005. Design of Reinforced Concrete. ACI-05. Detroit Michigan.

commit to user

49


digilib.uns.ac.id

Mulyono, Tri.2005. Teknologi Beton. Andi: Yogyakarta

Murdock, L.J. and broo, K. M. (alih bahasa : Stepanus Hendarko). 1991. Bahan dan praktek beton . Jakarta: Erlangga.

Park&Paulay. 1974. Reinforced Concrete Structure. Harper Collins Publiser.

Snyder, Mark. 2009.Properties and Characteristics of Recycled Concrete Aggregate. Washington State Department of Transportation.

Suharwanto. 2005. Perilaku Mekanik Beton Agregat Daur Ulang: Aspek Material-Struktural. Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Bandung.

Soroushian, P. And Bayasi, Z. 1987. Concept of Fibre Reinforced Concrete. Michigan State University, Michigan

Tjokrodimuljo, K. 1996. Teknologi Beton. Arif: Yogyakarta.

Wahyu, M. 2002. Variasi Agregat kasar pada Beton Berserat Terhadap Kuat Desak, Modulus Elastisitas dan Porositas, Skripsi,Program Studi Teknik Sipil, UNS, Surakarta

Wulfram I, Ervianto. 2006. Eksplorasi Teknologi dalam Proyek Konstruksi: Beton Pracetak dan Bekisting. Andi: Yogyakarta.

commit to user

50

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BAJA BAN BEKAS DAN PENGGUNAAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP SUSUT KERING ( Drying Shrinkage ) PADA BETON PRECAST SKRIPSI

Recommend Documents