Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012
50
PENINGKATAN KUALITAS BETON DENGAN PENAMBAHAN VIBER BENDRAT Ramlan Tambunan, Bambang Sugeng Priyono Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Medan, Jl.Gedung Arca No.52 Medan, Telp. 061-7363771, Fax. 061-7347954, Medan 20217, Email:
[email protected]
ABSTRAK Beton memiliki kelemahan pada kuat tarik dan sifatnya getas (mudah putus). Kelemahan beton dapat diperbaiki dengan menambah fiber (serat) yang memiliki tujuan menulangi beton dengan fiber secara uniform dengan orientasi random. Fiber yang dipakai adalah fiber kawat bendrat dengan volume fraksi fiber 7,5 ; 10 dan 12,5% dari berat pemakaian semen. Perubahan mekanis beton diperoleh dari uji silinder beton 24 buah dan 8 buah balok beton berukuran 75 cm x 15 cm x 15 cm. Pengujian kapasitas lentur diperoleh dari balok lentur murni. Hasil penelitian menunjukkan dengan penambahan fiber menyebabkan kapasitas tekan silinder beton secara signifikan turun, sedangkan kuat tarik beton dan kuat lentur beton naik. Kapasitas kuat tekan beton pada volume fraksi fiber 7,5 % diperoleh hasil yang paling baik. Kata Kunci :
Fiber Bendrat, Kekuatan Tekan Optimum, Kekuatan Tarik, Kekuatan Lentur
1. PENDAHULUAN Pemakaian beton sebagai bahan bangunan teknik sipil telah lama dikenal. Karena mempunyai kelebihan dalam mendukung tekanan tekan, mudah dibentuk sesuai kebutuhan, perawatan yang murah dan dapat memanfaatkan bahan-bahan lokal, maka beton sangat populer dipakai baik untuk struktur besar maupun kecil. Selain memiliki kelebihan, beton juga mempunyai sifat-sifat yang kurang baik yaitu getas (brittle) sehingga tidak cukup kuat untuk menahan tegangan tarik. Bagian beton tarik akan mengalami retak jauh lebih cepat sebelum baja tulangan dapat memberi dukungan terhadap tarikan secara optimal, akibatnya akan terjadi retak rambut (micro crack) yang dapat mempengaruhi keawetan bangunan. Untuk mengatasi sifat kurang baik dari beton dapat dilakukan dengan cara menulangi beton dengan fiber yang disebar secara merata dengan orientasi random pada adukan. Penelitian Edgington (1974), Sudarmoko (1990), dan Suhendro (1991) menunjukkan bahwa penambahan fiber mampu meningkatkan kuat-tarik beton sebesar 20%-50%.
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012
51
2. METODOLOGI PENELITIAN
2.1. Mix Design Perencanaan pencampuran (mix design) beton dengan metode SNI (Standar Nasional Indonesia). 2.2. Pengujian Kuat Tekan Beton Pelaksanaan pengujian kekuatan tekan beton dilakukan di laboratorium beton Teknik Sipil Institut Teknologi Medan. Pengujian kekuatan tekan beton dilakukan pada umur benda uji 28 hari dengan menggunakan mesin kompres manual berkapasitas 200 ton, kecepatan pembebanan = 265 kN / menit.
2.3. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Pelaksanaan pengujian kekuatan tarik belah beton dilakukan di laboratorium beton Teknik Sipil Institut Teknologi Medan. Pengujian kekuatan tarik belah beton dilakukan dengan percobaan rekah beton (Brazillian Splitting Test) pada umur 28 hari dengan menggunakan mesin kompres manual berkapasitas 200 ton, kecepatan pembebanan = 265 kN / menit.
2.4. Pengujian Kekuatan Lentur Beton Pelaksanaan pengujian kekuatan lentur beton dilakukan di laboratorium beton Teknik Sipil Institut Teknologi Medan. Pengujian kuat lentur dilakukan pada umur 28 hari dengan menggunakan mesin kompres elektris berkapasitas 200 ton. Balok beton serat ditempatkan pada 2 (dua) perletakan rol dengan jarak 60 cm. Balok dibebani dengan beban terpusat P yang diuraikan menjadi 2 (dua) titik pembebanan, yang membagi balok dengan panjang yang sama, jarak masing-masing 20 cm, sesuai dengan standar ASTM C 78-84. Balok dibebani hingga runtuh, dan jarak runtuh diukur dari keempat sisi, tepat pada as balok.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari pengujian yang dilakukan diperoleh perbandingan nilai slump antara beton normal dengan beton bervolume fraksi fiber, seperti terlihat pada Tabel 1.
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012
52
Tabel 1 Perbandingan nilai slump Mix design
Nilai slump (cm)
Perbandingan antara nilai slump (%)
BN
12,5
0
BB 7,5 %
11,5
8
BB 10 %
11
12
BB 12,5 %
10
20
3.1. Kekuatan Tekan Setelah dilihat grafik regresi dan koefisien determinasi, maka regresi yang paling mendekati adalah regresi kubik. Dari pengujian kekuatan tekan beton diperoleh hasil seperti tercantum pada Tabel 2. Tabel 2 Data kuat tekan beton dengan penambahan fiber bendrat.
Jenis Beton
Penambahan Serat
Kekuatan Tekan
Bendrat (%)
(kg/cm²)
BN
0
324.87
BB 7,5 %
7,5
353.86
BB 10 %
10
331.69
BB 12,5 %
12,5
319.47
Keterangan : BN : beton normal BB : beton dengan penambahan fiber bendrat Dari data pengujian kuat tekan beton dapat diperoleh grafik regresi yang menggambarkan hubungan antara persentase volume fraksi fiber dengan kekuatan tekan. Dan dari perhitungan analisa regresi dapat dilihat bentuk regresi yang mendekati. Grafik regresi dapat dilihat pada Gambar 1. Grafik Regresi Kuat Tekan vs Jenis Beton Kuat Tekan ( kg/cm² )
360 350 340 330 320
3
2
y = 10.185x - 86.69x + 217.77x + 183.61 2
310
R =1
300 BN
BB 7,5 %
BB 10 %
BB 12,5 %
Jenis Beton
Gambar 1 Grafik regresi kuat tekan vs jenis beton
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012
53
Dari grafik di atas volume fraksi fiber mencapai nilai optimum adalah pada BB 7,5 % yang ditandai dengan naiknya harga kuat tekan beton yang paling tinggi, sehingga untuk percobaan kuat tarik dan lentur beton hanya beton normal dan beton BB 7,5% saja yang diuji.
3.2. Kekuatan Tarik dengan Pengujian Rekah Dari pengujian tarik rekah beton dengan alat Brazillian Splitting Test diperoleh hasil seperti tercantum pada Tabel 3.
Tabel 3 Data kuat tarik rekah beton dengan penambahan fiber bendrat
Jenis Beton Penambahan
Tegangan Rekah (kg/cm²)
Serat ( % )
I
II
II
IV
Rata-rata
BN
0
28,31
27,6
29,02
26,89
27,95
BB7,5 %
7,5
29,72
30,43
29,02
30,43
29,90
Dari data di atas dapat dibuat grafik yang menggambarkan hubungan persentase volume fraksi fiber dengan kekuatan tarik (Gambar 4. 2). Grafik Tegangan Rekah Beton 31
Teg. Rekah (kg/cm²)
30 29
BN
28 Rata-Rata BN 27 BB 7,5 % 26 Rata-Rata BB 7,5% 25 1
2
3
4
Nomor Benda Uji
Gambar 2 Grafik regresi kuat tarik rekah vs jenis beton
Dari grafik di atas dapat kita lihat bahwa tegangan rekah rata-rata untuk beton BB 7,5% meningkat sebesar 7% daripada beton BN.
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012
54
3.3. Kekuatan Lentur Dari pengujian lentur beton dengan metode balok sederhana sesuai dengan standar ASTM C 78 – 84, diperoleh hasil seperti tercantum pada Tabel 4.
Tabel 4 Data kuat lentur beton dengan penambahan serat bendrat
Jenis Beton Penambahan Serat ( %) I BN 0 33,58 BB7,5 % 7,5 35,80
Tegangan Lentur (kg/cm²) II II IV 32,46 32,47 31,34 32,47 34,74 35,80
Rata-rata 32,46 34,70
Dari data di atas dapat dibuat grafik yang menggambarkan hubungan persentase penambahan serat dengan kekuatan lentur beton (Gambar 4.3). Grafik Tegangan Lentur Beton
Teg. Lentur (kg/cm²)
37 36 35 BN
34 33
Rata-Rata BN
32 31
BB 7,5 %
30 Rata-Rata BB 7,5%
29 1
2
3
4
Nomor Benda Uji
Gambar 3 Grafik regresi kuat lentur vs jenis beton
Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa tegangan lentur rata-rata untuk beton BB 7,5% meningkat sebesar 6,9% daripada beton BN (beton normal).
3.4. Pembahasan Kekuatan Tekan Semakin tinggi penambahan fiber pada beton secara signifikan akan menurunkan kuat tekannya. Penurunan kuat tekan beton fiber terjadi karena serat akan mengurangi
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012
55
tingkat kepadatan beton sehingga dapat mempengaruhi kemampuan beton dalam mendistribusikan gaya tekan beton ke butir-butir agregat. Hasil penelitian mengindikasikan penambahan fiber bendrat akan menaikkan kuat tarik beton optimum 8,9 % pada volume fraksi fiber 7,5 %. Setelah itu kapasitas tekan beton akan menurun. Namun penurunan kapasitas tekan beton fiber masih di atas kuat tekan beton normal.
Kekuatan Tarik Fiber sebagai jaring-jaring yang akan mengikat material beton semakin solid dengan demikian maka kekuatan tarik akan terjadi secara merata ke segala arah. Dengan mekanisme rekatan antara fiber dengan beton, kenaikan kekuatan tarik disebabkan tegangan tarik yang bekerja ke fiber dipindahkan kepermukaan fiber dengan beton di sekelilingnya. Adanya rekatan ini, pada akhirnya menyebabkan tegangan tarik ditahan sebagian oleh kuat tarik fiber tersebut. Hasil penelitian mengindikasikan penambahan fiber bendrat akan menaikkan kuat tarik beton sampai batas 7 %. Setelah itu kapasitas tarik beton akan menurun. Namun penurunan kapasitas tarik beton fiber masih di atas kuat tarik beton normal.
Kekuatan Lentur Dengan mekanisme rekatan antara fiber dengan beton, kenaikan kekuatan lentur disebabkan tegangan tarik yang bekerja ke fiber dipindahkan kepermukaan fiber dengan beton di sekelilingnya. Adanya rekatan ini, pada akhirnya menyebabkan tegangan lentur ditahan sebagian oleh kuat tarik fiber tersebut. Hasil penelitian mengindikasikan penambahan fiber bendrat akan menaikkan kuat lentur beton sampai batas 6,9 %. Setelah itu kapasitas lentur beton akan menurun. Namun penurunan kapasitas lentur beton fiber masih di atas kuat lentur beton normal.
4. KESIMPULAN Dari hasil penelitian diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Semakin tinggi volume fraksi fiber pada beton secara signifikan akan menurunkan kuat tekannya. 2. Volume fraksi fiber dengan fraksi 7,5% mencapai nilai kekuatan tekan optimum yang dapat didukung benda uji sampai sebesar 8,9%. 3. Volume fraksi dengan fraksi 7,5% meningkatkan kekuatan tarik dan kekuatan lentur yang dapat didukung benda uji, masing-masing 7% dan 6,9%.
Jurnal Rancang Sipil Volume 1 Nomor 1, Desember 2012
56
DAFTAR PUSTAKA ASTM C 33. Standard Specification for Concrete Agregate ASTM C 40-46. pemeriksaan kandungan organik ASTM C 117-69. Pemeriksaan pencucian pasir lewat ayakan no. 200 ASTM C 128-68. Pemeriksaan berat jenis dan absorpsi pasir ASTM C 142-71. Pemeriksaan clay lump pasir Edgington, J., et.al. (1974). Steel Fiber Reinforced Concrete, Building Research Estabblishment, Curent Paper cp 69/74, United Kingdom. Nugraha, Paul dan Antoni. (2007). Teknologi Beton.Yogyakarta: Andi. Peraturan Beton Indonesia 89 SII 0052-80. Mutu dan Cara Uji Agregat Beton. SNI-T-15-1990-03:13 Sudarmoko (1990). Kuat Lentur Beton Serat Dengan Model Skala Penuh, PAU Ilmu Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Sudarmoko (1990). Beton Serat Suatu bentuk Baru. PAU Ilmu Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Sudjana (1989). Analisis Regresi In: Metoda Statistika, Edisi ke 5. Tarsito. Bandung. Hal. 310-355. Suhendro (1990). Beton Fiber Lokal Konsep, Aplikasi, dan Permasalahannya. PAU Ilmu Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Suhendro (1991). Pengaruh Pemakaian Fiber Secara Parsial Pada Balok Beton Bertulang, PAU Ilmu Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
