perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT POLYESTER PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI GAS TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS “The influence of Polyester Fiber Addition on Lighweight Concrete Made by Gas Technology on Compressive Strengh, Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity”
SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
MUHAMMAD SYAIFUL YAHYA NIM. I 1112055
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015 commit to user
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO Niat dan kerja keras adalah hal yang paling utama untuk bisa meraih semua hal yang anda inginkan. Sesungguhnya Allah SWT. Tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehinggan mereka merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri. (Q.S. Ar Ra’d .11 ) Kejarlah duniamu seakan – akan engkau mati 1000 tahun
lagi, tapi kejarlah akhiratmu seakan – akan engkau mati esok pagi. I believe I Can Fly. Gantungkanlah impianmu setinggi- tingginya dan berusaha sekuat tenaga untuk bisa meraih impian yang telah engkau gantungkan Carilah hal yang bisa membuatmu bahagia smpai kau benar-benar bahagia dibuatnya
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN Alhamdulillah puji syukur tiada terkira kupanjatkan kehadirat Allah SWT, pencipta alam semesta yang telah memberikan rahmat, hidayah serta anugerah yang tak terhingga. Ucapan Terima Kasih dan Penghargaan Setinggi – tingginya Atas Terselesaikannya SKRIPSI ini Untuk Bapak dan Ibu yang tak henti-hentinya mendoakan, menasihati, mendidikku tak pernah jemu dan selalu menaburkan pengorbanan dengan kasih sayang. Tanpa maaf dan restumu hidupku tak akan berarti apapun. Buat kakak – kakak ku Serta adik ku yang selalu menyemangatiku dan menyayangiku Rekan tim beton gas yang selalu bekerja sama dalam menyelesaikan sekripsi ini Rekan – rekan teknik sipil non reguler 2012 UNS
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK M. SYAIFUL YAHYA, 2015. PENGARUH PENAMBAHAN SERAT POLYESTER PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI GAS TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH, DAN MODULUS ELASTISITAS, Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Beton adalah material konstruksi yang banyak digunakan, terdiri dari semen dan material lain seperti agregat, air, dan atau campuran kimia seperti superplastilizer, retarder, dan lain-lain. Berat jenis beton yang terlalu besar maka akan berpengaruh pada beban mati suatu struktur bangunan. Karena itulah berbagai penelitian dilakukan untuk memperbaiki sifat-sifat dan kualitas beton hingga dalam perkembangannya banyak ditemukan berbagai macam beton baru hasil modifikasi salah satunya adalah beton ringan. Dalam penelitian ini pembuatan beton ringan yaitu dengan menambahkan alumunium pasta, karena jika dicampurkan dengan campuran beton ringan, pasta aluminium bereaksi dengan kalsium hidroksida dan membentuk hidrogen. Untuk menaikkan kekuatan pada beton ini ditambahkan serat Polyester, dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan serat polyester terhadap kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas beton ringan gas berserat polyester. Metode yang digunakan adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di Laboratorium Bahan UNS. Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm untuk pengujian modulus elastisitas, kuat tekan, dan kuat tarik belah. Benda uji masing-masing berjumlah 3 buah untuk 1 variasi kadar penambahan serat. Persentase serat yang digunakan adalah 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; dan 1%. Pengujian menggunakan alat UTM (Universal Testing Machine). Perhitungan yang digunakan adalah analisis statistik dengan regresi linear menggunakan program Microsoft Excel. Hasil dari penelitian ini adalah peningkatan nilai kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas beton ringan gas setelah ditambah serat Polyester. Peningkatan paling maksimum terdapat pada kadar penambahan serat sebesar 0,75% dari berat volume beton. Berat jenis benda uji paling tinggi adalah 1867,62 kg/m3, sehingga masih termasuk beton ringan karena mempunyai berat jenis dibawah 1900 kg/m3. Penambahan kadar serat sebesar 0,75% menghasilkan peningkatan kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas berturut-turut sebesar 42,31%; 30,37%; dan 18,40% dibandingkan dengan beton ringan gas tanpa serat.
Kata kunci : beton ringan, serat Polyester, kuat tekan, kuat tarik belah, modulus elatisitas commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT M. Syaiful YAhya, 2015, The Influence of Polyester Fiber Addition on Lightweight Concrete Made by Gas Technology on Compressive Strength, Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity, Thesis of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University. Concrete is a construction material that is widely used , consisting of cement and other materials such as aggregates , water , and chemical or mixture as superplasticizer , retarder , and others. Density of concrete is too big it will affect the dead load of structure. That is why the various studies conducted to improve the properties and the quality of the concrete to the development of many new concrete found a wide range of modified one of which is lightweight concrete. In this study of makin lightweight gas concrete by adding aluminum paste, because if mixed with lightweight concrete mix, aluminum paste react with calcium hydroxide and forms hydrogen. To increase the strength of the lightweight gas concrete was added Polyester fiber, it aims to know the influence of addition of polyester fibers on compressive strength , split tensile strength , and modulus of elasticity of concrete lightweight polyester fiber gas. The methods used is the method of experiment carried out in the Material Laboratory of UNS. The specimen is in form of cylinder with diameter of 10 cm and height of 20 cm for testing the modulus of elacity, compressive strength, and the split tensile strength. Each specimen consist of 3 pieces for 1 variation of fiber additional rate. The used fiber precentage are 0%; 0.25%; 0.5%; 0.75%; and 1%. This test uses the UTM (Universal Testing Machine) appliance. The calculation used is statistical analysis with linear regression using Microsoft Excel. The result of this research is increase in the compressive strength, split tensile strength, and modulus of elasticity of foam lightweight concrete after have been added by some Polyester fibers. Maximum increase is in fiber addition of 0.75% from concrete’s volume weight. The highest specimen’s density is 1867,62 kg/m3 so it is categorized as lightweight concrete because it has density below 1900 kg/m3. The fiber addition of 0.75% makes an increasing in compressive strength, split tensile strength, and modulus of elasticity of 42,31%; 30,37%; and 18,40% in a row rather than gas lightweight concrete which without fiber.
Keywords: lightweight concrete, Polyester fiber, compressive strength, split tensile strength, modulus of elasticity
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “Pengaruh Penambahan Serat Polyester Pada Beton Ringan Dengan Teknologi Gas Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, dan Modulus Elastisitas” guna memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Jurusan Teknik Sipil 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 yang sebesar-besarnya kepada: 1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf. 2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf. 3. Ketua program Studi Teknik Sipil Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf. 4. Purnawan Gunawan, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I. 5. Wibowo, ST., DEA selaku Dosen Pembimbing II. 6. Ir. Slamet Prayitno MT selaku tim Penguji Pendadaran, 7. Ir. Endang Rismunarsi MT selaku tim Penguji Pendadaran, 8. Ir. Agus Sumarsono, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik
Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya. Surakarta, Maret 2015
Penulis commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .....................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................
iii
MOTTO ........................................................................................................
iv
PERSEMBAHAN .........................................................................................
v
ABSTRAK.....................................................................................................
vi
KATA PENGANTAR ...................................................................................
viii
DAFTAR ISI .................................................................................................
ix
DAFTAR TABEL .........................................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
xiv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ..............................................................
xvi
BAB I. PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang Masalah ....................................................................
1
1.2.
Rumusan Masalah .............................................................................
2
1.3.
Batasan Masalah ...............................................................................
3
1.4.
Tujuan Penelitian ..............................................................................
3
1.5.
Manfaat Penelitian ............................................................................
3
1.5.1.
Manfaat teoritis ................................................................................
3
1.5.2.
Manfaat praktis ............................................................................ .......
3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1.
Tinjauan Pustaka ...............................................................................
4
2.1.1.
Beton ...............................................................................................
4
2.1.2.
Beton Ringan ..................................................................................
4
2.1.3.
Beton Serat ......................................................................................
5
2.1.4.
Beton Foam ..................................................................................... commit to user Beton Foam Serat ............................................................................
6
2.1.5.
ix
6
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.1.6.
Beton Gas .........................................................................................
7
2.2.
Landasan Teori..................................................................................
8
2.2.1.
Material Pembentuk Beton ................................................................
8
2.2.1.1. Semen Portland .................................................................................
8
2.2.1.2. Agregat .............................................................................................
10
2.2.1.3. Air ....................................................................................................
12
2.2.1.3. Fly Ash ............................................................................................
13
2.2.2.
Perawatan Beton (curing) ..................................................................
13
2.2.3.
Workability .......................................................................................
14
2.2.4.
Beton Ringan ....................................................................................
14
2.2.5.
Beton Serat........................................................................................
17
2.2.6.
Pasta Aluminium ...............................................................................
18
2.2.7.
Pengertian Serat ................................................................................
18
2.2.8.
Serat Dalam Beton ............................................................................
19
2.2.8.1. Serat Polimer Sintetis .......................................................................
20
2.2.8.2. Serat Polyester ..................................................................................
20
2.2.9.
Sifat Struktural Beton Serat ...............................................................
22
2.2.10. Konsep Beton Serat ...........................................................................
22
2.2.10.1. Mekanisme Kerja Serat.....................................................................
23
2.2.11. Pengujian Beton Berserat …..............................................................
25
2.2.11.1. Kuat Tekan Beton.............................................................................
25
2.2.11.2. Kuat Tarik Belah ..............................................................................
26
2.2.11.3. Modulus Elastisitas ( E ) ..................................................................
28
BAB III. METODE PENELITIAN 3.1.
Uraian Umum ...................................................................................
30
3.2.
Tahapan dan Prosedur Penelitian .......................................................
31
3.3.
Bahan Pembuatan Beton Foam Berserat ............................................
35
3.4.
Peralatan Pembuatan Beton Foam Berserat .......................................
35
3.5.
Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar ................................
35
3.5.1.
Standar Pengujian Agregat Halus ...................................................... commit to user Pengujian Agregat Halus ...................................................................
36
3.5.2.
x
36
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.5.2.1. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus .................................
36
3.5.2.2. Pengujian Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus ...........................
37
3.5.2.3. Pengujian Spesifik Gravity Agregat Halus .........................................
37
3.5.2.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ......................................................
38
3.5.3.
Tahapan dan Prosedur Pengujian Agregat Halus ................................
39
3.5.3.1. Prosedur Pengujian Kandungan Zat Organik Agregat Halus ..............
39
3.5.3.2. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus .................................
40
3.5.3.3. Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus .........................................
41
3.5.3.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ......................................................
43
3.6.
Tahapan dan Prosedur Pembuatan Beton Teknologi Gas ...................
44
3.7.
Perawatan Benda Uji .........................................................................
45
3.8.
Pengujian Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas..................................
45
3.9.
Pengujian Kuat Tarik Belah ...............................................................
46
BAB IV. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1.
Hasil Pengujian Bahan Dasar ...........................................................
47
4.1.1.
Hasil Pengujian Agregat Halus ..........................................................
47
4.2.
Rancang Campuran Adukan Beton ....................................................
49
4.2.1.
Rancang Campuran dengan Trial Mix ...............................................
49
4.3.
Hasil Pengujian Beton ......................................................................
50
4.3.1.
Hasil Pengujian Berat Jenis ...............................................................
50
4.3.2.
Hasil Pengujian Kuat Tekan ..............................................................
52
4.3.3.
Perhitungan Regresi Polynomial Kuat Tekan.....................................
54
4.3.4.
Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah .....................................................
55
4.3.5.
Perhitungan Regresi Polynomial Kuat Tarik Belah ............................
57
4.3.6.
Hasil Pengujian Modulus Elastisitas ..................................................
58
4.3.7.
Perhitungan Regresi Polynomial Modulus Elastisitas ........................
62
4.3.8.
Hasil Perhitungan dan Pembahasan Modulus Elastisitas dengan Rumus Simple Mixture Rule..........................................................................
63
4.4.
Pembahasan .....................................................................................
65
4.4.1.
Berat Jenis Beton .............................................................................. commit to user Kuat Tekan Beton .............................................................................
65
4.4.2.
xi
66
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4.4.3.
Kuat Tarik Belah Beton .....................................................................
67
4.4.4.
Modulus Elastisitas Beton .................................................................
67
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.
Kesimpulan .......................................................................................
69
5.2.
Saran .................................................................................................
70
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
71
LAMPIRAN-LAMPIRAN
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland ..................................................... 8 Tabel 2.2. Jenis–jenis Semen Portland ........................................................... 9 Tabel 2.3. Persyaratan Gradasi Agregat Halus SK SNI T-15-1990-03. ............ 11 Tabel 2.4. Spesifikasi serat polyester .............................................................. 21 Tabel 2.5. Korelasi perbandingan dimensi silinder ......................................... 26 Tabel 3.1. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas . 30 Tabel 3.2. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tarik Belah .............................. 31 Tabel 3.3. Pengaruh Kadar Zat Organik terhadap Presentase Penurunan Kekuatan Beton ............................................................................ 37 Tabel 3.4. Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM ............................... 39 Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ...................................................... 47 Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ......................................... 48 Tabel 4.3. Proporsi Campuran Adukan Beton Ringan Gas Untuk Setiap 1m3 .. 49 Tabel 4.4. Proporsi Campuran Adukan Beton Ringan Gas Untuk 1 Adukan .... 50 Tabel 4.5.Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Ringan Gas ............................... 51 Tabel 4.6. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Ringan Gas .............................. 53 Tabel 4.7. Perubahan Kuat Tekan Ringan Gas ................................................ 54 Tabel 4.8. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Ringan Gas .................... 56 Tabel 4.9. Perubahan Kuat Tarik Belah Ringan Gas ........................................ 57 Tabel 4.10. Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas Beton Ringan Gas ............. 61 Tabel 4.11. Perbandingan Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas dengan Rumus Simple Mixture Rule .......................................................... 65
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Serat Tersebar Merata Dalam Beton ........................................... 17 Gambar 2.2. Serat Dalam Beton ...................................................................... 24 Gambar 2.3. Aksi Serat Bersama Pasta Semen ................................................ 24 Gambar 2.4. Aksi Pasak Dalam Beton ............................................................ 24 Gambar 2.5. Pengujian Kuat Tarik Belah ........................................................ 27 Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap-tahap Penelitian.............................................. 34 Gambar 3.2.Prosedur Pembuatan Beton Ringan Teknologi Gas ....................... 44
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
SK SNI = Surat Keputusan Standar Nasional Indonesia ASTM = American Society for Testing and Materials LGFC = lightweight gas fiber concrete UTM = Universal Testing Machine SSD
= Saturated Surface Dry
PBI
= Peraturan Beton Indonesia
ACI
= American Civil Institute
BS
= British Standartds (inggris)
MPa
= Mega pascal
KT
= Kuat Tekan
KB
= Kuat tarik Belah
PPC
= Portland Pozzoland Cement
fas
= faktor air semen`
f’c
= Kuat desak beton
f’t
= Kuat tarik belah beton
%
= Presentase
π
= Phi (3,14285)
σ
= Tegangan
ɛ
= Regangan
kg
= Kilo gram
gr
= gram
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
m3
= meter kubik
inch
= Inchi
cm
= centi meter
mm
= mili meter
P
= Beban yang diberikan
A
= Luas tampang melintang
D
= Diameter silinder (mm)
Ls
= Tinggi silinder (mm)
L
= Perubahan panjang akibat beban P (mm)
L
= Panjang semula (mm)
Ec
= Modulus elastis composit
Ef
= Modulus elastis serat
1
=Factor panjang serat
1
=Faktor orientasi serat
=Faktor efisiensi matrik beton
Vf
=Volume fraksi serat
lf
= Panjang serat
df
= Diameter serat
sf
= Spasi serat
v1
= Volume satu buah serat
vf
= Volume seluruh serat
G0
= berat pasir awal (100 gram) commit to user = berat pasir akhir (gram)
G1
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
d
= ∑ persentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan
e
= ∑ persentase berat pasir yang tertinggal
C
= Derajad Celsius
N
= Newton
N
= Jumlah serat
Ɩf
= Panjang serat
df
= Diameter serat
Sf
= Spasi efektif serat
Pe
= Serat Polyester
commit to user
