PERBANDINGAN KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR BETON SERAT LIMBAH BUBUT BESI TERHADAP BETON SERAT FABRIKASI SKRIPSI

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PERBANDINGAN KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR BETON SERAT LIMBAH BUBUT BESI TERHADAP BETON SERAT FABRIKASI “The Strength and Flexural Strength Comparation between Fiber Reinforced Containing Waste Metal Fibers and Fabrication Steel Fibers”

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

Oleh :

ARUM DWICAHYANI NIM. I 0108071

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 commit to user

i


digilib.uns.ac.id

LEMBAR PERSETUJUAN PERBANDINGAN KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR BETON SERAT LIMBAH BUBUT BESI TERHADAP BETON SERAT FABRIKASI “The Strength and Flexural Strength Comparation between Fiber Reinforced Containing Waste Metal Fibers and Fabrication Steel Fibers”

Disusun Oleh :

ARUM DWICAHYANI NIM. I 0108071 Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr.Techn.Ir.Sholihin As’ad, MT NIP. 19671001 199702 1 001

Wibowo,ST.DEA NIP. 19681007 199502 1 001

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 commit to user

ii


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

"Dan janganlah kamu mengikuti jalan-jalan lain, karena jalan-jalan itu menceraikan kamu dari jalan-Nya." (Al A’naam: 153)

“Hiduplah sesuai apa yang diinginkan, tapi ingatlah akan Kematian Lakukanlah apa yang ingin kau lakukan tapi ingatlah akan ada akibatnya.”

“Kerugian terbesar adalah sifat sombong, iri, dan dendam. Keuntungan terbesar adalah mendapat nikmat dan rido Allah SWT” Alhamdulillahirobil’alamin. Puji syukur kehadirat Allah SWT, saya berhasil menyelesaikan tugas akhir ini.. Saya ingin menyampaikan terima kasih dan semoga Allah SWT membalas kebaikan kalian :  Kedua orang tua , Bapak dan Mama yang selalu mendukung dan memberi semangat, terima kasih atas doa dan kepercayaan yang telah diberikan. Mbak Ayu dan Mas Yoyok yang telah membari fasilitas.  Pak As’ad dan Pak Wibowo selaku Pembimbing.. Tidak lupa juga untuk semua dosen JTS FT UNS yang selama ini memberi banyak pelajaran.  Tim PKM Impack (Gondrong, Selvia, Qori, dan Adit Korti )  Tim PKM Tiang Pancang (Ghufron, Andi Mus, Mahfuzh)  Akbar, Avri, Ani , Hakim , Joko, Rahmat, Uun, Visiyo dan teman-teman di Teknik Sipil 08  Kepada penghuni EC (2011-2012) atas ilmu, inspirasi dan manfaat.  Untuk sahabat NCC (Lina,Fany dan Ria)

  commit to user

iv


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK

Arum Dwicahyani.2012.Perbandingan Kuat Tekan dan Kuat Lentur Beton Serat Limbah Bubut Besi terhadap Beton Serat Fabrikasi. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Kelemahan beton yaitu bersifat getas. Sifat getas beton memungkinkan terjadinya keruntuhan mendadak. Sifat getas beton dikurangi dengan menggunakan micro reinforcement seperti beton serat. Jenis serat yang umum digunakan adalah serat baja yang harganya mahal. Serat dari limbah industri bubut besi serat dari limbah industri bubut besi untuk mendapatkan serat yang murah dan ramah lingkungan X. Penelitian ini bertujuan mengamati perilaku kinerja beton serat yang dibuat dari serat berbahan limbah bubut logam besi dengan serat fabrikasi RC-80/60-BN. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan 42 benda uji. Kadar serat dalam campuran beton yaitu 20 kg/m3, 30 kg/m3 dan 40 kg/m3. Benda uji kuat tekan menggunakan silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Benda uji kuat lentur beton menggunakan prisma dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 50 cm. Proses perawatan beton selama 28 hari. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penggunaan serat limbah bubut besi sebagai pengganti serat fabrikasi mengakibatkan penurunan nilai kuat tekan maksimal sebesar 32,23 % dan kenaikan kuat lentur maksimal 9,99 %. Beton serat fabrikasi mengalami peningkatan kuat tekan mencapai 30.17 % dan kuat lentur mencapai 28,47%. Namun serat fabrikasi kadar 30 kg/m3 mengalami penurunan kuat tekan. Penambahan serat fabrikasi maupun limbah bubut besi menyebabkan beton memiliki nilai kuat lentur ekuivalen. Nilai lentur dan kuat lentur ekuivalen cenderung mengalami kenaikan seiring dengan penambahan kadar serat.

Kata kunci :beton serat, serat fabrikasi, limbah bubut besi, kuat tekan, kuat lentur, kuat lentur ekuivalen, pull out

commit to user v


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT

Arum Dwicahyani.2012. The Strength and Flexural Strength Comparation between Fiber Reinforced Containing Waste Metal Fibers and Fabrication Steel Fibers. Final Assignment. Civil Engineering Department of Engineering Faculty in Sebelas Maret University, Surkarta.

Weakness of the concrete is brittle. Brittle allows the occurrence of sudden collapse. To reduce it, micro fiber reinforcement such as fiber reinforced concrete is needed. For this purpose, steel fibers are commonly used, however they are very expensive. In order to get the cheaper fiber and environmentally friendly, waste metal fiber was tested. This study aimed to observe the behavior of steel fiber reinforced concrete which made from waste metal lathe, then compared to fabricated steel reinforced fiber RC-80/60-BN.

This study uses an experimental method with 42 specimens, where fiber dosage in concrete mix thus are 20 kg/m3, 30 kg/m3 and 40 kg/m3 for waste metal fiber and fabricated steel fibers. Compressive strength of concrete specimens are cylinder with diameter of 15 cm and 30 cm high, while flexural strength of concrete specimens using prism with a size of 10 cm x 10 cm x 40 cm. Sample were tested after 28 days of concrete age. Test results show that using waste fibers as substitute for fabricated fibers decreases the maximum compressive strength by 32.23% and increase the maximum flexural strength by 9.99%. For the concrete with fabrication fiber, the compressive strength increasing till 30.17% and flexural strength increasing till 28.47%. However, the compressive strength decreased in mixture containing 30 kg/m3. The addition of fiber fabrication or waste metal fibers improve a flexural equivalent stress of samples. The flexural equivalent and flexural strength tend to increase along with the addition of fiber dosage.

Key words : fiber concrete, fabricated fiber, waste metal lathe, compressive strength, flexural strength, flexural strength equivalent, pull out

commit to user vi


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “Perbandingan Kuat Tekan dan Kuat Lentur Beton Serat Limbah Bubut Besi terhadap Beton Serat Fabrikasi” 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. Penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2. Pimpinan Jurusan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, 3. Dr. techn. Ir. SholihinAs’ad, MTselakudosenpembimbing I, 4. Wibowo , ST,DEA selakudosenpembimbing II, 5. Setiono ST MSc selaku pembimbing akademik, 6. Tim dosen penguji pendadaran, 7. Staf pengelola/laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, 8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2008 dan semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat penulis sebutkan 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. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang membutuhkan, khususnya bagi penulis sendiri. Wassalamu’alaikum Wr. Wb. Surakarta, 30 Juli 2012

commit to user

vii

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 ................................................................. xv DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvi

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah ................................................................. 1 1.2. Rumusan Masalah .......................................................................... 2 1.3. Batasan Masalah .............................................................................. 2 1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3 1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................... 3

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA dan LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................................ 4 2.2. Landasan Teori ............................................................................... 6 2.2.1. Beton Serat ................................................................................. 6 2.2.2. Material Penyusun Beton ........................................................... 7 2.2.2.1. Semen .................................................................................... 7 2.2.2.2. Agregat .................................................................................. 8 2.2.2.3. Air ......................................................................................... 12 2.2.3. Limbah Bubut Besi .................................................................... 12 2.2.4. Serat ........................................................................................... 13 commit to user 2.2.5. Kuat Tekan ................................................................................. 18

viii


digilib.uns.ac.id

2.2.6. Kuat Lentur Beton Normal ........................................................ 20 2.2.7. Kuat Lentur dan Kuat Lentur Ekuivalen Beton Serat ................ 22

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Uraian Umum ................................................................................. 25 3.2. Pengujian Pendahuluan ................................................................. 25 3.2.1. Agregat Halus ........................................................................ 25 A. Pengujian Kadar Lumpur ...................................................... 25 B. Pengujian Kadar Zat Organik ................................................ 26 C. Pengujian Specific Gravity ................................................... 26 D. Pengujian Gradasi ................................................................. 27 3.2.2. Agregat Kasar ........................................................................ 28 A. Pengujian Specific Gravity ................................................... 28 B. Pengujian Gradasi ................................................................. 28 C. Pengujian Abrasi ................................................................... 29 3.3. Bahan dan Benda Uji ...................................................................... 29 3.3.1. Bahan ......................................................................................... 29 3.3.2. Benda Uji ................................................................................... 30 3.4. Alat yang Digunakan ...................................................................... 31 3.5. Perencanaan Campur Beton (Mix Design) ..................................... 32 3.6. Pengujian Nilai Slump .................................................................... 32 3.7. Pengujian Karakteristik Serat ......................................................... 33 3.7.1. Pengujian Tarik Serat ................................................................. 33 3.7.2. Pengujian Pull Out ..................................................................... 34 3.8. Pengujian Benda Uji ....................................................................... 35 3.8.1. Pengujian Kuat Tekan ................................................................ 35 3.8.2. Pengujian Kuat Lentur ............................................................... 36 3.9. Perawatan Beton (Curing) .............................................................. 37 3.10. Tahapan Analisis Data .................................................................... 37

BAB 4

ANALISA dan PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Agregatcommit ................................................................. 40 to user

ix


digilib.uns.ac.id

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus .................................................. 40 4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar .................................................. 41 4.2. Rencana Campuran Adukan Beton (Metode SK SNI T-15-199003) ................................................................................................... 42 4.3. Hasil Pengujian ............................................................................... 44 4.3.1. Nilai Slump ................................................................................ 44 4.3.2. Kuat Tarik Serat ......................................................................... 45 4.3.3. Pull Out Serat ............................................................................. 47 4.3.4. Kuat Tekan Silinder Beton ........................................................ 48 4.3.5. Kuat Lentur Balok Beton ........................................................... 50 4.3.6. Kuat Lentur Ekivalen Balok Beton ............................................ 55 4.4. Pembahasan Hasil Penelitian .......................................................... 58 4.4.1. Uji Slump ................................................................................... 58 4.4.2. Kuat Tarik Serat ......................................................................... 58 4.4.3. Pull Out Serat ............................................................................. 58 4.4.4. Kuat Tekan ................................................................................. 59 4.4.5. Kuat Lentur ................................................................................ 61 4.4.6. Kuat Lentur Ekuivalen ............................................................... 63 4.4.7. Hubungan Pull Out Dan Kuat Tarik Terhadap Kuat Lentur Dan Kuat Lentur Ekuivalen ...................................................... 66

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.

Kesimpulan ................................................................................. 71

5.2.

Saran .......................................................................................... 72

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... xvii LAMPIRAN .................................................................................................... xx

commit to user

x


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Karakteristik Senyawa Penyusun Semen Portland ....................... 7 Tabel 2.2. Presentasi Komposisi Semen Portland ......................................... 8 Tabel 2.3. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar .............................................. 10 Tabel 2.4. Batasan Susunan Butiran Agregat Halus ..................................... 11 Tabel 2.5 Komposisi Serat Maksimum Yang Disarankan Untuk Mixing Beton ............................................................................................ 15 Tabel 2.6 Hubungan Kuat Tekan Silinder Dengan Kubus ........................... 19 Tabel 3.1. Kandungan Zat Organik Pasir Menurut Pbi 1971 ........................ 26 Tabel 3.1. Rincian Benda Uji ........................................................................ 31 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Agregat Halus .................................................... 40 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ....................................... 41 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Agregat Kasar .................................................... 42 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Normal .......................... 42 Tabel 4.5 Proporsi Campuran Adukan Beton Untuk Setiap Variasi Per 1 M3. ................................................................................................. 43 Tabel 4.6 Proporsi Campuran Adukan Beton Untuk Setiap Variasi Tiap 1 Kali Adukan ................................................................................. 44 Tabel 4.7 Hasil Pengujian Nilai Slump ........................................................ 44 Tabel 4.8 Hasil Pengujian Kuat Tarik Serat ................................................. 46 Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Kuat Lekat Serat .............................................. 48 Tabel 4.10 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ............................................... 49 Tabel 4.11 Hasil Pengujian Kuat Lentur Beton ............................................. 55 Tabel 4.12 Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas ......................................... 56 Tabel 4.13 Hasil Pengujian Kuat Lentur Ekivalen (Feqms) Beton ................... 57 Tabel 4.14 Hasil Pengujian Kuat Lentur Ekivalen (Feqmu) Beton .................. 58 Tabel 4.15 Pengaruh Penambahan Serat Terhadap Kuat Tekan Beton .......... 62 Tabel 4.16 Pengaruh Penggunaan Jenis Serat Terhadap Kuat Lentur Beton

64

Tabel 4.17 Pengaruh Serat Terhadap Kuat Lentur Ekivalen (Feqms) .............. 65 Tabel 4.18 Pengaruh Serat Terhadap Kuat Lentur Ekivalen (Feqmu) ............. 65 commit to user

xi


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.19 Perbandingan Kuat Lentur Ekivalen (Feqms) Serat Limbah Bubut Besi Terhadap Serat Fabrikasi ...................................................... 66 Tabel 4.20 Perbandingan Kuat Lentur Ekivalen (Feqmu) Serat Limbah Bubut Besi Terhadap Serat Fabrikasi ...................................................... 66 Tabel 4.21 Jumlah Serat Pada Patahan Beton ................................................ 68 Tabel 4.22 Pengaruh Jumlah Serat Dan Kuat Lekat Terhadap Kuat Lentur .. 69 Tabel 4.23 Pengaruh Jumlah Serat Dan Kuat Tarik Terhadap Kuat Lentur .. 70

commit to user

xii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Limbah Bubut Logam Besi Dan Serat Yang Akan Digunakan .................................................................................................. 13 Gambar 2.2

Bentuk Serat ............................................................................ 14

Gambar 2.3. Dramix RC-80/60-BN ............................................................. 15 Gambar 2.4

Kumpulan Serat Yang Memperlambat Retakan ...................... 17

Gambar 2.5

Mekanisme Penyerapan Energi Serat/Matrik .......................... 17

Gambar 2.6. Jenis Sistem Pembebanan ........................................................ 21 Gambar 2.7

Hubungan Beban (Load) Dan Defleksi (Deflection) Hasil Uji Lentur ...................................................................................... 23

Gambar 3.1. Benda Uji Kuat Tekan ............................................................. 30 Gambar 3.2. Benda Uji Kuat Lentur ............................................................ 31 Gambar 3.3

Universal Testing Machine ...................................................... 33

Gambar 3.4

Pembuatan Dan Pengujian Benda Uji Pull Out ....................... 35

Gambar 3.5. Alat Uji Kuat Tekan (Compression Testing Machine) ............ 36 Gambar 3.6. Setting Up Pengujian Kuat Lentur Beton. ............................... 37 Gambar 3.7

Proses Penelitian ...................................................................... 39

Gambar 4.1

Agregat Halus .......................................................................... 40

Gambar 4.2

Gradasi Agregat Halus ............................................................ 41

Gambar 4.3 . Agregat Kasar Normal ............................................................. 42 Gambar 4.4

Gradasi Agregat Kasar Normal ............................................... 43

Gambar 4.5

Nilai Slump Beton Normal Dan Serat ..................................... 45

Gambar 4.6

Kuat Tarik Serat Fabrikasi ....................................................... 46

Gambar 4.7

Kuat Tarik Serat Limbah Bubut .............................................. 47

Gambar 4.8

Hubungan Beban Dan Slip Serat Fabrikasi ............................. 47

Gambar 4.9

Hubungan Beban Dan Slip Serat Limbah Bubut ..................... 48

Gambar 4.10 Proses Pengujian Kuat Lentur Beton ....................................... 50 Gambar 4.11 Hubungan Lendutan Dan Beban Pada Beton Normal ............. 50 Gambar 4.12 Hubungan Lendutan Dan Beban Pada Beton Serat Limbah Bubut 20 Kg/M3 ....................................................................... 51 commit to user

xiii


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.13 Hubungan Lendutan Dan Beban Pada Beton Serat Limbah Bubut 30 Kg/M3 ...................................................................... 51 Gambar 4.14 Hubungan Lendutan Dan Beban Pada Beton Serat Limbah Bubut 40 Kg/M3 ...................................................................... 52 Gambar 4.15 Hubungan Lendutan Dan Beban Pada Beton Serat Limbah Bubut 20,30 Dan 40 Kg/M3 ..................................................... 52 Gambar 4.16 Hubungan Lendutan Dan Beban Pada Beton Serat Fabrikasi 20 Kg/M3 ................................................................................. 53 Gambar 4.17 Hubungan Lendutan Dan Beban Pada Beton Serat Fabrikasi 30 Kg/M3 ................................................................................. 53 Gambar 4.18 Hubungan Lendutan Dan Beban Pada Beton Serat Fabrikasi 40 Kg/M3 ................................................................................. 54 Gambar 4.19 Hubungan Lendutan Dan Beban Pada Beton Serat Fabrikasi 20,30 Dan 40 Kg/M3 ................................................ 54 Gambar 4.20 Hubungan Jenis Serat Dengan Kuat Lentur Ekivalen (Feqms) Beton ........................................................................................ 57 Gambar 4.21 Hubungan Jenis Serat Dengan Kuat Lentur Ekivalen (Feqmu) Beton ........................................................................................ 58 Gambar 4.22 Perbandingan Kuat Lekat Serat Fabrikasi Dan Serat Limbah Bubut ....................................................................................... 59 Gambar 4.23 Hubungan Kuat Tekan Beton Normal Dan Beton Serat ......... 60 Gambar 4.24 Hubungan Kuat Lentur Beton Normal Dan Beton Serat ......... 61 Gambar 4.25 Penampang Patahan Balok Beton Serat Fabrikasi ................... 65 Gambar 4.26 Penampang Patahan Balok Beton Serat Limbah Bubut .......... 65 Gambar 4.27 Pembagian Daerah Persebaran Serat Pada Patahan Balok Beton ........................................................................................ 65 Gambar 4.28 Hubungan Pull Out Serat Terhadap Kuat Lentur Dan Kuat Lentur Ekivalen Beton Serat Limbah Bubut ........................... 67 Gambar 4.29 Hubungan Pull Out Serat Terhadap Kuat Lentur Dan Kuat Lentur Ekivalen Beton Serat Fabrikasi .................................... 67 commit to user

xiv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL %

= persentase

f’c

= kuat tekan beton

flt

= kuat lentur beton

feqms

= kuat lentur ekivalen beton pada defleksi 0,5 mm

feqmu

= kuat lentur ekivalen beton pada defleksi 0,5 mm-3,0 mm

m

= meter

cm

= centimeter

mm

= millimeter

µm

= mikro meter

kg

= kilogram

gr

= gram

lt

= liter

t/m3

= ton per meter kubik

kg/m3 = kilogram per meter kubik MPa

= mega pascal

kN

= kilo newton

f.a.s.

= faktor air semen

ASTM = American Standar for Testing and Materials PUBI = Peraturan Umum Bahan Bangunan Indonesia SNI

= Standar Nasional Indonesia

BS

= British Standard

P

= beban maksimum

P0,5

= beban saat benda uji mengalami defleksi 0,5 mm

P0,5-3,0 = beban ekivalen dari kerja benda uji pada defleksi 0,5 mm–3,0 mm A0,5-3,0 = besar kerja benda uji saat pembebanan pada defleksi 0,5 mm–3,0 mm L

= panjang bentang

b

= lebar balok benda uji

d

= tinggi balok benda uji commit to user

xv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat Lampiran B. Perhitungan Rencana Campuran Beton Lampiran C. Data Hasil Pengujian Lampiran D. Dokumentasi Penelitian Lampiran E.

Surat-surat Skripsi

commit to user

xvi


digilib.uns.ac.id

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang Masalah Konstruksi bangunan beton yang semakin banyak digunakan merupakan efek dari peningkatan pembangunan. Contoh dari produk beton berupa pondasi, bangunan gedung dan rumah, perkerasan jalan, ataupun jembatan. Beton memiliki beberapa kelebihan, yaitu sifat beton yang tahan terhadap korosi, mudah dibentuk dan mudah dalam pengerjaan sangat menguntungkan untuk pembangun skala besar. Beton juga memiliki kelemahan, diantaranya kuat tariknya yang rendah dan bersifat getas (brittle). Sifat getas beton memungkinkan terjadinya keruntuhan mendadak akibat terlampauinya beban batas, misalnya gempa. Wilayah Indonesia sendiri mempunyai tingkat resiko gempa yang tinggi di antara beberapa daerah gempa di seluruh dunia. Daerah pemukiman yang cukup padat, memerlukan suatu perlindungan untuk mengurangi angka kematian penduduk dan kerusakan berat akibat goncangan gempa. Sifat getas beton perlu dikurangi agar bangunan beton tidak runtuh seketika saat terjadi gempa. Salah satu caranya menggunakan micro reinforcement seperti beton serat. Serat pada beton mampu menambah daya tahan dari keretakan saat beton terjadi kerusakan. Selain itu, beton serat memiliki beberapa kelebihan dari beton tanpa serat dalam beberapa sifat strukturnya, yaitu keliatan (ductility), ketahanan terhadap beban kejut (impact resistance), kekuatan terhadap pengaruh susut (shrinkage), ketahanan terhadap keausan (abrasi) dan kuat tarik dan kuat lentur. Beton serat merupakan alternatif dalam bahan konstruksi tahan gempa. Umumnya serat dari beton sendiri berupa baja yang telah difabrikasi dan mempunyai ukuran tertentu. Jenis serat lain adalah serat sintetik dari bahan nilon atau plastik to user polypropylene yang digunakan commit untuk menanggulangi retak akibat susut dan ϭ


Ϯ digilib.uns.ac.id

menjaga beton dari spalling akibat kebakaran. Fiberglass atau serat kaca juga merupakan alternatif serat lain. Fiberglass terbuat dari bahan kaca dan mampu mengurangi dampak kerusakan akibat tekanan mekanik. Selain itu, serat ini dapat diaplikasikan untuk arsitektural material dengan campuran semen. Jenis serat yang lain adalah serat alami seperti kelapa, bambu dan tebu. Serat alam dapat memperlemah beton jika terlalu banyak digunakan. Jenis serat yang paling banyak digunakan adalah serat baja namun harga dari serat baja mahal. Industri bubut logam sendiri menghasilkan material limbah logam dalam jumlah besar. Limbah industri bubut logam tersebut akan diuji coba sebagai salah satu campuran material untuk bahan bangunan. Limbah logam ini digunakan sebagai serat pada beton serat dalam rangka mendapatkan bahan yang murah dan ramah lingkungan. Penelitian ini bertujuan mengamati perilaku kinerja beton serat yang dibuat dari serat berbahan limbah bubut logam besi dengan serat fabrikasi RC-80/60-BN. Kinerja beton yang diamati adalah kinerja terhadap kuat tekan dan kuat lentur beton.

1.2.Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah maka dapat diambil suatu rumusan masalah, yaitu : a. Bagaimana kinerja kuat tekan, kuat lentur beton pada beton dengan serat limbah bubut besi maupun serat fabrikasi. b. Bagaimana potensi serat limbah bubut besi sebagai penganti serat fabrikasi.

1.3.Batasan Masalah Pembatasan masalah diperlukan agar tidak terlalu luas tinjauannya dan tidak menyimpang dari rumusan masalah. Adapun batasan-batasannya sebagai berikut: a. Mix design rencana menggunakan metode SK.SNI.T-15-1990-03 commit to user


ϯ digilib.uns.ac.id

b. Pengujian beton dilakukan saat umur 28 hari, dengan tinjauan berupa kuat tekan dan kuat lentur. c. Reaksi kimia tidak dibahas dalam penelitian ini. d. Ukuran pajang serat yang digunakan 60 mm. e. Serat yang digunakan adalah limbah bubut besi serta serat fabrikasi tipe dramix RC-80/60-BN berbentuk end hook.

1.4.Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : a. Mengetahui kinerja kuat tekan, kuat lentur beton pada beton dengan serat limbah bubut besi maupun serat fabrikasi. b. Mengetahui potensi limbah bubut besi sebagai serat alternatif penganti serat fabrikasi.

1.5.Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah : a. Menambah pengetahuan tentang penggunaan serat limbah dari bubut besi dan serat fabrikasi pada beton serat ditinjau dari kuat tekan dan kuat lentur beton. b. Mengetahui kinerja serat limbah bubut besi sebagai penganti serat fabrikasi.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA dan LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka

Menurut (SK SNI T-15-1991-03 beton didefinisikan sebagai campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan membentuk massa padat. Namun dalam perkembangannya, beton mengalami berbagai variasi. Salah satu jenis variasi beton adalah beton serat. Beton serat sendiri mempunyai banyak varian. Varian dari beton serat tergantung dari material dan bentuk serat yang dipilih. Serat akan memberikan efek tambah apabila material serat yang dipilih kaku. Berdasarkan ACI Committee (1982) yang dimaksud beton serat adalah struktur beton yang tersusun dari bahan semen, agregat halus, agregat kasar, dan sejumlah kecil serat sebagai bahan tambah. Dibandingkan dengan beton serat, beton konvensional memiliki kelemahan berupa kuat tarik yang kurang bagus. Hal tersebut diatasi dengan melakukan penambahan serat ke dalam beton. Pertambahan serat akan meningkatkan kuat tarik, kuat lentur dan daktilitas beton yang rendah. Kinerja komposit beton serat lebih baik dibandingkan dengan beton konvensional karena perbaikan kuat tarik,kuat lentur dan daktilitas. Hal ini terjadi karena serat yang terdapat pada beton dapat menjadi tulangan mikro / perekat dalam beton. Diperkuat oleh penelitian Dining Y, (2003) dan Asad (2006) , ternyata pemberian serat ke dalam beton akan meningkatkan kenerja beton dalam hal kuat tarik, kuat geser, kuat lentur, kemampuan mereduksi retak, kemampuan menahan susut, kemampuan menahan iMPak dan ketahanan terhadap api Serat adalah bahan berupa potongan-potongan komponen yang membentuk jaringan memanjang yang utuh yang ditambahkan ke dalam beton untuk dapat commit to user 4


5 digilib.uns.ac.id

memperbaiki sifat beton antara lain dapat meningkatkan daktilitas dan kuat lentur beton (Nugraheni,2011). Berdasar material penyusunnya, ada empat jenis. Serat, yaitu serat logam, serat polymeric, serat mineral dan serat alam. Serat logam ialah serat yang terbuat dari bahan logam. Serat ini mengandung unsur karbon. Contohnya serat besi dan serat stainless steel. Serat polymeric merupakan serat dari bahan serat sintetik seperti serat polypropylene dan serat nylon. Contoh serat mineral adalah fiberglass. Bahan penyusun serat ini adalah mineral berupa serat gelas. Serat alam biasanya berasal dari tumbuhan, Contohnya serabut kelapa dan serabut buah nanas. Serat ini mempunyai kandungan organik sehingga dalam penggunaan pada beton akan lebih baik dilakukan perawatan khusus terlebih dahulu. Penambahan serat harus diperhitungkan secara teliti agar workability tetap baik dan menghasilkan efek perbaikan yang optimal. Berdasarkan penelitian dari Briggs dkk (1974), konsentrasi serat yang masih mungkin dilakukan pengadukan secara mudah adalah 1% volume. Konsentrasi serat melebihi nilai 1% volume akan menyebabkan adukan menjadi sulit diaduk. Syarat adukan beton masih workable adalah : L/d < 100. Selain aspek konsentrasi serat pada campuran, terdapat aspek fisik lain yang berpengaruh pada kekuatan serat. Bentuk serat memberi efek lekat dan penyaluran serat di dalam beton. Penelitian Swammy dan Al-Noori, (1974) (dalam Sudarmoko, 1990) menyatakan bahwa beton serat berkait kuat lekatnya akan 40 % lebih besar dibanding kuat lekat beton serat polos. Serat yang mempuyai geometri lurus, kuat tarik serat tidak banyak memberikan pengaruh pada penambahan kuat desak maupun daktalitasnya. Hal ini terjadi karena pull out resistance dari serat hanya mengandalkan pada lekakan betonnya (Soehendro, 1990). Berdasarkan penelitian Heri, (2009) dari pemakaian serat limbah berbagai variasi (serat ban,plastik, kaleng dan hibrida ) menyebabkan penurunan kuat desak sebesar 6,19 % - 46,90 % dan modulus elastisitas sebesar 3,72 % - 68,24 %. Penambahan serat limbah produkcommit industrito(ban, userkaleng, dan plastik) dengan kadar


6 digilib.uns.ac.id

1 % terhadap volume beton belum mampu memberikan peningkatan terhadap kuat lentur beton seperti yang diharapkan. Nilai kuat lentur beton serat berbagai jenis ini beraneka ragam. Beton serat ban dan plastik mengalami penurunan kuat lentur (3,636 % - 14,545 %), sedangkan beton serat kaleng dan hibrida mengalami peningkatan kuat lentur (1,818 % - 6,711 %) (Susanto, 2009).

2.2. Landasan Teori 2.2.1. Beton Serat Beton serat (fibr e r einfor ced concr ete) ialah bahan komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lain yang berupa serat (Tjokrodimuljo,1996). Beton serat berguna

untuk

Penambahan

mencegah

serat

pada

retakan beton

dan akan

menambah

daya

meningkatkan

tahan. sifat

(Zollo,

mekanik

1997). beton.

Penambahan serat dalam beton dapat memperbaiki kekuatan tarik beton dan sifat getasnya (Soroushian dan Bayasi, 1987). Penambahan serat ke dalam beton akan meningkatkan

kuat

tarik

beton

yang

umumnya

sangat

memperbaiki kinerja komposit beton serat.(

$V¶DG .

Swammy

1990)

dkk,

(1979)

(dalam

Sudarmoko,

rendah

dan

akan

Berdasar penelitian

kehadiran

serat

menaikan

kekakuan dan menurunkan lendutan yang terjadi. Penelitian Suhendro (1990)

±

menyatakan bahwa fiber kawat lokal yang berdiameter ± 1 mm dipotong potong dengan panjang ± 6 cm dengan konsentrasi 0,5 dan 1 % dapat mencegah retakretak rambut menjadi retakan yang lebih besar. Penelitian Sudarminto (2005) terhadap studi awal penggunaan kawat kassa sebagai fiber dalam campuran beton menunjukan hasil kuat tekan dan kuat lentur beton serat 0,5 % dan 0,7% lebih tinggi dibanding beton normal dengan kuat tekan 27,93 MPa dan kuat lentur 4,28 MPa. Peningkatan optimal terjadi pada beton serat 0,7% dengan kuat tekan 30,34 MPa dan kuat lentur 5,33 MPa. Penelitian Hartanto (1994) penambahan fiber lokal kedalam adukan beton, kuat tekan beton (umur 28 hari) bertambah 7 %. Selain itu, penambahan fiber lokal ke dalam adukan beton menyebabkan kuat tarik beton (umur 28 hari) meningkat sebesar 20,45 % untuk beton fiber dengan volume fiber kawat (vf) = 0,7 %.

commit to user


7 digilib.uns.ac.id

2.2.2. Material Penyusun Beton Serat 2.2.2.1.Semen

Berdasar PUBI-1982, dalam Kardiyono, 1996 pengertian semen portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak digunakan dalam pembuatan beton. Menurut ASTM C 150,1985 semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari kalsium silikat hidrolik yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya. Semen Pórtland berfungsi sebagai perekat antara butir-butir agregat sehingga massanya menjadi lebih padat dengan cara mengisi rongga-rongga diantara butir-butir agregat. Semen portland terdiri dari kapur, silika, alumina dan oksida besi dengan senyawa terpenting berupa Trikalsium Silikat (3CaO.SiO2) , Dikalsium Silikat (2CaO.SiO2), Trikalsium Aluminat (3CaO.Al2O3) dan Tetrakalsium Aluminoferit (4CaO.Al2O3.Fe2O3). Menurut standar ASTM C-150 (ASTM C-150 Vol.04.02:1995,92), pada tabel 2.1 dapat dilihat karakteristik senyawa penyusun semen portland.

Tabel 2.1 Karakteristik senyawa penyusun semen portland Nilai

Trikalsium Dikalsium Trikalsium Tetrakalsium Silikat Silikat Aluminat Aluminoferit (C3S) (C2S) (C3A) (C4AF)

Penyemenan

Baik

Baik

Buruk

Buruk

Kecepatan Reaksi

Sedang

Lambat

Cepat

Lambat

Pelepasan Panas Hidrasi

Sedang

Sedikit

Banyak

Sedikit

Sumber : Tri Mulyo MT , 2004 Semen portland sendiri dibagi menjadi lima jenis menurut Peraturan Beton 1989 (SKBI.1.4.53.1989), yaitu : commit to user


a. Tipe

1,

8 digilib.uns.ac.id

semen

portland

yang

penggunaannya

tidak

memerlukan

persyaratan khusus. b. Tipe 2, semen portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang. c. Tipe 3, semen portland yang penggunaannya memerlukan kekuatan awal yang tinggi dalam fase permulaan setelah pengikatan terjadi. d. Tipe 4, semen portland yang dalam penggunaannya menuntut panas hidrasi yang rendah. e. Tipe 5, semen portland yang dalam penggunaannya menuntut ketahanan yang kuat terhadap sulfat. Tabel 2.2 memperlihatkan komposisi kimia dan karakteristik dari kelima semen.

Tabel 2.2 Presentasi komposisi semen portland Jenis

Tipe I Tipe II Tipe III Tipe IV Tipe V

Komposisi dalam persen(%)

Karakteristik Umum

C3S

C2S

C3A

C4AF

CaSO4

CaO

MgO

49

25

12

8

2,9

0,8

2,4

Semen untuk semua tujuan

46

29

6

12

2,8

0,6

3

Relatif sedikit pelepasan panas

56

15

12

8

3,9

1,4

2,6

30

46

5

13

2,9

0,3

2,7

43

36

4

12

2,7

0,4

1,6

Mencapai kekuatan awal tinggi pada umur 3 hari

Dipakai pada bendungan beton

Dipakai pada saluran dan struktur yang diekspose terhadap sulfat

Sumber : Tri Mulyono, 2004

2.2.2.2.Agregat Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton atau mortar. Kadar agregat commit to dalam user volume beton berkisar 60-80%.


9 digilib.uns.ac.id

Oleh karena itu, sifat agregat sangat mempengaruhi sifat beton yang dihasilkan. Salah satu sifat penting dari suatu agregat ialah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan. Sifat ini mempengaruhi ikatan agregat dengan pasta semen, porositas dan karakteristik penyerapan air. Karakteristik penyerapan air mempengaruhi daya tahan terhadap proses pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap penyusutan. Fungsi penggunaan agregat dalam beton adalah : (a) Menghasilkan kekuatan yang besar pada beton. (b) Agregat yang bergradasi yang baik meghasilkan beton yang padat. (c) Mengontrol workability. Berdasarkan ukuran butirannya, agregat yang dipakai beton dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu : a) Agregat Kasar

Agregat kasar adalah agregat yang butirannya berkisar antara 5 mm sampai40 mm. Kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya dipengaruhi oleh sifat dari agregat kasar. Oleh karena itu, perlu diketahui sifat dan karakteristik dari bahan untuk menentukan langkah-langkah yang diambil dalam pengendalian mutu agregat penyusun. Agregat kasar harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan semen. Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 3.4 syarat-syarat agregat kasar (kerikil) adalah sebagai berikut : 1) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir keras, tidak berpori dan bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan. Agregat kasar yang mengandung butir-butir pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah butir-butir pipih tersebut tidak melebihi 20%. 2) Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% yang ditentukan terhadap berat kering, jika berlebih maka agregat kasar harus dicuci. commit to user


10 digilib.uns.ac.id

3) Agergat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton, seperti zat-zat yang reaktif alkali. 4) Kekerasan butir-butir agregat kasar yang diperiksa dengan bejana penguji dari Rudelof dengan bola pejal sebanyak 12 buah, dengan syarat: (a) Tidak terjadi pembubukan sampaifraksi 9.5-19 mm lebih dari 24% berat. (b) Tidak terjadi pembubukan sampai19-30 mm lebih dari 22% berat. (c) Kekerasan diperiksa dengan mesin Los Angeles. Berat yang hilang tidak boleh lebih dari 50%. 5) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam besarnya dan apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1 PBI 1971, harus memenuhi syarat sebagai berikut : (a) Sisa diatas ayakan 31.5 mm harus 0% berat . (b) Sisa diatas ayakan 4 mm harus berkisar antara 90% dan 98% berat. (c) Selisih antara sisa-sisa kumulatif diatas dua ayakan yang berurutan, maksimum 60% dan minimum 10% berat. Tabel 2.3 menunjukan batasan susunan butiran agregat kasar. Tabel 2.3 Persyaratan gradasi agregat kasar Persentase lolos saringan Ukuran saringan (mm) 40 mm 20 mm 12,5 mm 40 95-100 100 100 20 30-70 95 ± 100 100 10 10-35 22-55 40-85 4.8 0-5 0-10 0-10 Sumber : Tri Mulyono, 2004 Susunan untuk butiran (gradasi) yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan (density) maksimum dan porositas (voids) minimum. b) Agregat Halus

Agregat halus adalah agregat yang butirannya berkisar antara 0,15 mm sampai 5 commitmemenuhi to user persyaratan agar kemudahan mm. Pemilihan agregat halus harus



pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton tidak terganggu. Agregat halus berupa pasir merupakan bahan pembentuk mortar bersama semen dan air yang berfungsi mengikat agregat halus menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat. Syarat-syarat agregat halus sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.3, adalah sebagai berikut : 1. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras. 2. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% (berat kering). 3. Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak (percobaan warna dari Abrams-Harder dengan larutan NaOH). 4. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam dan melewati ayakan sebesar 4,75 mm. 5. Pasir laut tidak boleh digunakan sebagai agregat halus untuk semua mutu beton, kecuali dengan petunjuk lembaga pemeriksaan bahan yang diakui. Batasan susunan butiran agregat halus yang dapat dilihat pada tabel 2.4.

Tabel 2.4 Batasan susunan butiran agregat halus Ukuran saringan

Persentase lolos saringan (%) Daerah 1

Daerah 2

Daerah 3

Daerah 4

10,00

100

100

100

100

4,80

90-100

90-100

90-100

95-100

2,40

60-95

75-100

85-100

95-100

1,20

30-70

55-90

75-100

90-100

0,60

15-34

35-59

60-79

80-100

0,30

5-20

8-30

12-40

15-50

0,15

0-10

0-10

0-10

0-15

(mm)

Sumber : Tri Mulyono, MT (2004) Keterangan: Daerah 1 : Pasir kasar Daerah 2 : Pasir agak kasar commit to user



Daerah 3 : Pasir agak halus Daerah 4 : Pasir halus

2.2.2.3.Air Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta untuk menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Secara umum air yang dapat digunakan untuk campuran beton ialah air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula untuk bahan campuran beton. Air yang digunakan tidak harus memenuhi persyaratan air minum. Jika tidak diperoleh air dengan standar air minum, maka dapat dilakukan pemeriksaan secara visual yang menyatakan bahwa air tidak berwarna, tidak berbau dan cukup jernih. Jika masih diragukan, dapat dilakukan uji laboratorium sehingga memenuhi persyaratan, yaitu : a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter. b. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter. c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter. d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter. Air yang dibutuhkan agar terjadi proses hidrasi kira-kira 25 % dari berat semen. Penggunaan air yang terlalu banyak dapat menyebabkan berkurangnya kekuatan beton. Air digunakan untuk merawat beton dengan cara pembasahan setelah dicor dan sebagai bahan campuran beton.

2.2.3. Limbah Bubut Besi Limbah pabrik pembubutan besi yang dihasilkan berupa serat-serat besi dengan ukuran panjang dan ketebalan yang berbeda. Bentuk serat limbah besi tersebut berupa spiral, berbeda dengan serat fabrikasi. Tingkat kekerasan besi termasuk commit to user



menengah, yaitu 4 sehingga limbah tersebut dapat digunakan sebagai campuran tulangan. Salah satu diantaranya adalah dengan mencampurkan serat besi ke dalam campuran beton karena serat besi akan menambah kekuatan beton.

Gambar 2.1 Limbah Bubut Logam Besi dan Serat yang akan Digunakan

2.2.4. Serat Serat merupakan salah satu bahan tambah pada beton yang berupa potonganpotongan komponen yang membentuk jaringan memanjang yang utuh. Serat populer digunakan sebagai bahan tambah adukan beton pada akhir tahun 1950. Serat sudah diaplikasikan pada beberapa proyek seperti proses shotcrete untuk lapisan trowongan, eksterior dan interior pada konstruksi jalan atau areal parkir dan lantai gudang atau landasan pacu pesawat. Secara umum pemberian serat pada beton dapat mengurangi spalling ketika beton sudah retak, meningkatkan kekuatan lentur serta geser balok beton serat, meningkatkan penyerapan energi , fracture thougness, mengontrol retak dan mengurangi retak plastis pada umur awal. Beberapa jenis serat lain juga memiliki kemampuan khusus untuk menahan rusak akibat suhu/ panas yang tinggi. Penggunaan serat pada beton dihitung dari persentase volume beton dan berat serat per volume beton. Kadar optimum serat harus diperhitungkan pada campuran beton. Penggunaan serat yang berlebih maupun kurang pada beton commit dapat menimbulkan kerugian. Jika seratto user terlalu banyak dapat menyebabkan



balling. Balling merupakan kondisi dimana beton sulit dipadatkan dan menimbulkan banyak rongga sehingga mengurangi kekuatan beton. Jika kandungan serat dalam beton sedikit, maka kinerja serat kurang optimal. Serat mempunyai ragam variasi dan betuk. Bentuk serat mempengaruhi kekuatan lekat serat pada beton. Serat yang bergelombang mempunyai kemampunan angkur lebih baik daripada serat yang lurus ataupun serat ujung berkait (end hook). Kemampuan angkur serat yang lebih baik akan meningkatkan kuat lekat serat terhadap beton. Gambar 2.2 menunjukan beberapa bentuk serat.

Gambar 2.2 Bentuk Serat Jenis serat ada bermacam macam. Berdasarkan bahan pembetuknya, serat dapat dibagi menjadi empat kategori, yaitu : a. Serat Logam Serat ini terbuat dari bahan logam yang mengandung unsur carbon. commit to user Contohnya serat besi , serat baja dan serat stainless steel. Biasanya serat



yang ada merupakan serat fabrikasi. Serat fabrikasi umumnya memiliki panjang 30 mm - 80 mm dan diameter tertentu berkisar 0,5 mm - 0,9 mm. Salah satunya adalah jenis Dramix RC-80/60-BN produk Bekaert yang mempunyai diameter 0,75 mm dan panjang 60 mm. Gambar 2.3 memperlihatkan contoh gambar serat fabrikasi.

Gambar 2.3 Dramix RC-80/60-BN Umumnya kekuatan tarik minimum serat fabrikasi ini sebesar 1050 N/mm2. Serat fabrikasi dapat dicampur saat mixing awal beton dengan komposisi yang telah ditentukan berdasar cara pengadukan. Tabel 2.5 dapat dilihat komposisi serat fabrikasi yang disarankan untuk mixing beton.

Tabel 2.5 Komposisi serat maksimum yang disarankan untuk mixing beton Ukuran Maksimum Agregat (mm) 8 16

dituang 60 50

32

35

Dosis (kg/m3) dipoMPa 45 35 30

Sumber : Produk Data Sheet Dramix Bekaert Penambahan serat logam pada beton dapat meningkatkan kekuatan struktural , daktilitas, kekuatan kejut beton. Selain itu penambahan serat dapat mengurangi lebar retakan dan melindungi beton dari kerusakan akibat suhu dingin. b. Serat Polymeric atau serat sintetik Serat polymeric merupakan serat dari bahan serat sintetik seperti serat commitSerat to user Polypropylene dan serat nylon. ini dapat meningkatkan kohesi



campuran, meningkatkan ketahanan terhadap ledakan spalling dalam kasus kebakaran parah, meningkatkan ketahanan kejut dan ketahanan terhadap penyusutan selama curing. c. Serat Mineral/ Fiberglass. Contoh serat mineral adalah fiberglass. Bahan penyusun serat ini adalah mineral berupa serat gelas. Serat ini mampu mencegah keretakan beton akibat pengaruh mekanis dan suhu. d. Serat Alam Serat alam biasanya berasal dari tumbuhan. Contohnya serabut kelapa dan serabut buah nanas. Serat ini mempunyai kandungan organik sehingga dalam penggunaan pada beton akan lebih baik dilakukan perawatan terlebih dahulu.

Menurut Soroushian, 1987 , mekanisme kerja serat dalam beton dapat diketahui dengan dua pendekatan teori yaitu : a. Spacing Concept Spacing concept menjelaskan bahwa jarak serat mempengaruhi ukuran retak. Semakin dekat jarak antar serat dalam campuran beton maka beton akan lebih mampu membatasi ukuran retak dan mencegah berkembangnya retak menjadi lebih besar. serat diletakan berjajar dan seragam (tidak tuMPang tindih) untuk mencapai kinerja serat yang efektif. Namun pada kondisi nyata sulit untuk mengatur persebaran dan perletakan serat dalam campuran sehingga volume efektif potongan serat hanya dapat dianggap 41% dari volume sebenarnya. b. Composite Material Concept Composite material concept merupakan salah satu pendekatan untuk memperkirakan kuat tarik maupun kuat lentur dari beton serat. Asumsi yang digunakan dalam konsep ini yaitu bahan penyusun saling melekat sempurna, bentuk serat menerus, dan angka poisson dari material dianggap nol. Konsep ini digunakan untuk memperkirakan kekuatan material komposit pada saat timbul retak pertama.

commit to user



Beton normal akan runtuh saat kuat tarik terlampaui. Beton serat mengalami prilaku berbeda. Beban akibat tarik akan ditahan oleh gaya lekatan antara beton dengan serat sehingga terjadi peralihan perlawanan tegangan tarik dari beton ke serat. Kegagalan terjadi ketika kuat lekat terlampaui dan terjadi proses cabut (pull out). Peningkatan kemampuan menahan beban tarik berasal dari kontribusi kumulatif gaya perlawanan (resisting force) ikatan beton serat tunggal terhadap tegangan tarik.

Gambar 2.4 Kumpulan Serat yang Memperlambat Retakan Menurut Zollo, 1997 mekanisme serat merupakan efek kumulatif. Jumlah serat yang pada daerah yang mudah retak dari beton komposit itulah yang akan memberikan pengaruh yang signifikan. Mekanisme serat tidak hanya bergantung pada jarak serat (fibre spacing), serat akan tetap efektif dalam jumlah kecil namun pengaruhnya tidak signifikan. Gambar 2.5 menunjukan kondisi serat mulai dari saat keruntuhan serat (fibre failure), proses cabut (fibre pull-out), aksi serat yang mengikat sekelilingnya (fibre bridging), ikatan pada permukaan serat/matrik (fibre/matrix debonding), dan retakan matrik (matrix cracking).

commit to user

Gambar 2.5 Mekanisme Penyerapan Energi Serat/Matrik



mekanisme kerja serat dalam adukan beton secara bersama-sama dimulai dengan pembentukan matrik komposit antara serat dengan pasta beton. Serat akan menahan beban yang ada sesuai modulus elastisitasnya, kemudian pasta beton akan semakin stabil dalam menahan beban karena aksi serat (fibre bridging) yang sangat mengikat di sekelilingnya. Setelah retakan, serat akan melakukan dowel action (aksi pasak) sehingga pasta yang sudah retak dapat stabil/kokoh menahan beban yang ada. 2.2.5. Kuat Tekan Menurut SNI 03-1974-1990 kXDW WHNDQ EHWRQ IF¶ DGDODK EHVDUQ\D EHEDQ SHU satuan luas yang menyebabkan benda uji hancur bila dibebani dengan gaya tertentu yang dihasilkan oleh Compression Testing Machine (alat uji kuat tekan). Benda uji yang digunakan berupa silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Prosedur pengujian melalui tahapan sebagai berikut: meletakan benda uji pada mesin tekan secara sentris, dan jalankan mesin tekan. Lakukan pembebanan sampaibenda uji menjadi hancur dan catatlah beban maksimum yang terjadi selama pemeriksaan benda uji lalu gambar bentuk pecah dan catatlah keadaan benda uji, kemudian hitung kuat tekan beton, yaitu besarnya beban persatuan luas. Rumus kuat tekan (kg/cm2) beton : Kuat tekan =

ܲ ‫ܣ‬

Keterangan : P = beban maksimum (kg) A = luas penampang benda uji (cm2) Besarnya kuat tekan beton dipengaruhi oleh sejumlah faktor, yaitu : a. Faktor air semen (f.a.s). b. Jenis semen dan kualitasnya. commit to user

(2.1)



c. Jenis dan lekuk-lekuk (relief) bidang permukaan agregat. d. Efisiensi. e. Perawatan (curing), suhu. f.

Umur pada keadaan yang normal.

Penentuan mutu kuat tekan beton berdasarkan jenis benda ujinya. Mutu dapat dibagi menjadi 2 yaitu: a. Mutu beton K adalah kuat tekan karakteristik beton kg/cm2 dengan benda uji kubus sisi 15 cm (BS-1881). b. Mutu beton fc adalah kuat tekan beton dalam MPa dengan ( 1 MPa = 10 2

kg/cm ) yang disyaratkan dengan benda uji silinder 15 cm dengan tinggi 30 cm (ASTM C-39)

Menurut A.M. Neville,1981 hubungan antara kuat tekan silinder dengan kuat tekan kubus dapat dilihat pada tabel 2.6

Tabel 2.6 Hubungan kuat tekan silinder dengan kubus Kuat tekan silinder

7,00

15,50

20,00

24,50

27,00

34,50

37,00

41,50

45,00

51,50

9,21

20,13

24,69

28,16

29,67

37,10

39,36

43,68

46,88

53,65

0,76

0,77

0,81

0,87

0,91

0,93

0,94

0,95

0,96

0,96

(MPa) Kuat tekan kubus (MPa) Ratio silinder / kubus

Hubungan K dan f'c dapat dikonversi dalam perhitungan. Nilai konversi dari silinder adalah 0,83. Perhitungan nilai konversi dijelaskan pada contoh yang tersedia.

commit to user



Contoh : Kubus yang digunakan = 15 cm x15 cm x15cm Silinder yang digunakan 15 cm x 30 cm a. KRQYHUVLI¶FNH. f'c = 30 MPa = 300 kg/cm2 K (1/0,83).300 = K-361 MPa b. KRQYHUVLI¶FNH. K 250 f'c = (0,83/1).250 / 10 = 20,75 MPa

2.2.6. Kuat Lentur Beton Normal Kuat lentur adalah kemampuan bahan untuk menahan deformasi bawah beban. Kekuatan lentur merupakan tegangan tertinggi dialami dalam materi pada momen pecah. Menurut SNI kuat lentur beton adalah kemampuan balok beton yang diletakkan pada dua perletakan untuk menahan gaya dengan arah tegak lurus sumbu benda uji yang diberikan padanya, sampaibenda uji patah. Sumbu panjang benda uji adalah garis yang melalui pusat berat benda uji pada arah panjangnya. Tampang lintang benda uji adalah penampang benda uji apabila dipotong arah tegak lurus sumbu panjang. Perletakan benda uji adalah dua alas-penyangga/blok tumpuan atau penumpu berbentuk silinder, dari baja yang dapat berputar pada jarak tertentu untuk meletakkan benda uji. Titik pembebanan adalah titik (satu atau dua titik tergantung sistem pembebanan yang digunakan) pada jarak tertentu sebagai tempat beban diberikan. Jarak titik belah balok sampaiujung balok sangat penting untuk menentukan rumus yang dipakai. Berdasar SNI ada 2 metode pengujian kuat lentur beton yang menjadi acuan dan pegangan dalam melaksanakan pengujian kuat lentur beton di laboratorium. Metode tersebut, yaitu 1. sistem dua titik pembebanan (SNI 03-4431-1997) 2. sistem satu titik pembebanan (SNI 03-4145-1996) Benda uji yang digunaka harus memenuhi ketentuan tentang metode pembuatan dan perawatan benda uji beton di laboratorium. Benda uji tersebut berbentuk commit to user balok/prisma, dengan panjang empat kali lebar balok.



P 1

1

3L

1

2P

1

2P

3L

1

3L

L

Gambar 2.6 Jenis Sistem Pembebanan Ada beberapa rumus tergantung dari sistem yang digunakan dalam perhitungan. Sistem pembebanan dua titik dibagi menjadi 3 kategori yaitu : a) Bila akibat pengujian patahnya benda uji berada didaerah pusat pada 1/3 jarak titik perletakan pada bagian tarik beton, maka kuat lentur dihitung menurut persamaan PL flt = bh2

(2.2)

b) Bila akibat pengujian benda uji patah diluar pusat (diluar 1/3 jarak titik perletakan) dibagian tarik beton, dan jarak antara titik patah dan titik pusat commit to user



(beban) kurang dari 5% jarak titik perletakan, maka kuat lentur beton dihitung dengan rumus: f = lt

3P c bh2

(2.3)

c) Benda uji yang saat pengujian patah diluar pusat pada bagian tarik beton dan dan jarak antara titik patah dan titik pembebanan lebih dari 5% bentang, maka hasil pengujian tidak dipergunakan. Keterangan : f : Kuat lentur benda uji lt

P : beban maksimum L : jarak (bentang) antara dua perletakan b : lebar tampang lintang patah h : tinggi tampang lintang patah c : jarak rata-rata antara tampng lintang patah dan tumpuan terdekat, diukur pada empat tempat pada sisi titik dari bentang.

2.2.7. Kuat Lentur dan Kuat Lentur Ekuivalen Beton Serat Kuat lentur beton serat sama dengan kuat lentur beton normal, akan tetapi beton serat tidak mengalami patah seketika. Hal ini disebabkan kinerja serat dalam beton. Menurut Austrian Guidelines for Fibre Reinforced Concrete

apabila

retakan berada di daerah tengah bentang pada 1/3 jarak titik perletakan pada bagian tarik beton, maka rumus kuat lentur (flt) adalah: flt

P .L

b.h 2

........................

dimana: ft = kuat lentur (MPa) P = beban puncak saat beton pertama kali retak (N). L = panjang bentang (mm). b = lebar penampang benda uji (mm). commit to user h = tinggi penampang benda uji (mm).

.(2.4)



Kuat lentur ekuivalen terjadi pada beton berserat. Kuat lentur ekuivalen adalah kuat lentur setelah beton mengalami retak. Kuat lentur ekuivalen terjadi betika beton mengalami proses cabut pada komposit serat hingga mencapai nilai defleksi tertentu. Kuat lentur ekivalen ditentukan dari kurva hubungan beban (load) dan defleksi (deflection) benda uji . Gambar 2.7 memperlihatkan kurva hubungan beban dan defleksi

Gambar 2.7 Hubungan beban (load) dan defleksi (deflection) hasil uji lentur Menurut Austrian Guidelines for Fibre Reinforced Concrete kuat lentur ekuivalen dinyatakan dalam dua keadaan yaitu : a. feqms (kuat lentur ekuivalen ) Kapasitas kuat lentur ekivalen pada defleksi 0,5 mm pada material komposit beton serat baja. Kuat lentur ekivalen (feqms) adalah: P .Ls (2.5) feqms 0,5 2 b.h dimana: feqms = kuat lentur ekivalen (MPa) P0,5 = beban saat benda uji mengalami defleksi 0,5 mm (N). Ls = panjang bentang (mm). b = lebar penampang benda uji (mm). h = tinggi penampang benda uji (mm). commit to user



b. feqmu (kapasitas kuat lentur ekuivalen) Kapasitas kuat lentur ekivalen pada defleksi 0,5-3,0 mm. Kuat lentur ekivalen (feqmu) adalah: P0,53,0 .Ls

feqmu

(2.6)

b.h 2

A0,53,0

P0,53,0

(2.7)

>Ls / 180@

dimana: feqmu

= kuat lentur ekivalen (MPa)

A0,5-3,0= besar kerja saat pembebanan pada defleksi 0,5 mm±3,0 mm. P0,5-3,0 = beban ekivalen dari kerja pada defleksi 0,5 mm±3,0 mm (N). Ls

= panjang bentang (mm).

b

= lebar penampang benda uji (mm).

h

= tinggi penampang benda uji (mm).

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. UraianUmum

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen di laboratorium, yaitu dengan mengadakan suatu percobaan secara langsung untuk mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara variabel-variabel yang diselidiki. Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian bahan, pengujian kuat tekan dan pengujian kuat lentur. 3.2. Pengujian Pendahuluan

Pengendalian mutu beton dimulai dari pengendalian kualitas bahan penyusunnya. Kualitas agregat mempengaruhi sifat dari beton. Oleh sebab itu, diperlukan pengujian pendahuluan berupa uji agregat. Agregat yang diuji dalam uji pendahuluan ada 2 jenis, yaitu agregat kasar dan halus. 3.2.1 Pengujian Agregat Halus a. Pengujian Kadar Lumpur

Pasir sebagai agregat halus berfungsi untuk mengisi rongga pada campuran beton. Salah satu spesifikasi pasir yang dapat digunakan dalam campuran beton, yaitu kandungan lumpurnya tidak melebihi 5% dari berat keringnya. Berdasar PBI 1971 (N-20 atau ASTM), pasir yang mengandung lumpur 5% dari berat keringnya harus dicuci. Kandungan lumpur yang berlebihan mengurangi lekatan sehingga menurunkan kekuatan beton. Kadar lumpur pasir dihitung dengan persamaan 3.1 sebagai berikut : ‫= ݎݑ݌݉ݑܮ ݎܽ݀ܽܭ‬

‫ܩ‬0 െ‫ܩ‬1 ‫ܩ‬1

‫ݔ‬100%

........................................................ commit to user 25

..(3.1)



dengan : G0

= berat pasir awal (100 gram)

G1

= berat pasir akhir (gram)

b. Pengujian Kadar Zat Organik Kandungan zat organik pada pasir umumnya besar sebab zat organik yang terbawa aliran air sungai ikut mengendap pada pasir. Kandungan zat organik dapat membahayakan bila terlalu banyak terdapat pada campuran beton. Sifat zat organik yang mudah terurai membuatnya cepat membusuk sehingga menimbulkan pori pada beton. Kandungan zat organik pada pasir dapat diuji menggunakan larutan NaOH 3% pada percobaan perubahan warna Abrams Harder sesuai dengan PBI 1971 (N-20 atau ASTM). Tabel 3.7 memperlihatkan kadar zat organik pada pasir berdasarkan perubahan warnanya.

Tabel 3.1 Kandungan zat organik pasir menurut PBI 1971 Warna

Prosentase kandungan zat organik (%)

Jernih

0

Kuning muda

0 ± 10

Kuning tua

10 ± 20

Kuning kemerahan

20 ± 30

Coklat kemerahan

30 ± 50

Coklat

50 ± 100

Sumber : PBI 1971

c. Pengujian Specific Gravity Pengujian specific gravity agregat halus dengan berpedoman pada ASTM C 128 ditujukan agar mendapatkan : i.

Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi kering dengan volume pasir total

ii.

Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam kondisi kering permukaan dengan volume pasir total commit to user


iii.


Appa r ent specific gr a vity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi kering dengan volume butir pasir

iv.

Absor btion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat pasir kering

Analisis hasil pengujian menggunakan persamaan 3.2 s/d 3.5 sebagai berikut:

a

Bulk Specific Gr a vity b

d

Bulk Specific Gr a vity SSD b

a

u 100%

(3.3)

...................................

(3.4)

.....................................................

(3.5)

b

d

(3.2)

...................................

d c a

Appa r ent Specific Gr a vity

Absor btion

...................................

d c

a c

a

dengan :

a

= berat pasir kering oven (gram)

b

= berat volumetr icfla sh berisi air (gram)

c

= berat volumetr icfla sh berisi pasir dan air (gram)

d

= berat pasir dalam keadaan kering permukaan jenuh (500 gram)

d. Pengujian Gradasi Gradasi pada pasir sebagai agregat halus menentukan sifat wor ka bility dan kohesi dari

campuran

beton.

Pengujian

gradasi

agregat

halus

menggunakan

standar

pengujian ASTM C 136. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi diameter butiran pasir, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus kehalusan adalah angka yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehalusan butir

pasir.

Modulus

kehalusan

pasir

dihitung

menggunakan

persamaan

3.6

sebagai berikut :

‫= ݎ݅ݏܽ݌ ݊ܽݏݑ݈݄ܽ݁݇ ݏݑ݈ݑ݀݋ܯ‬

݀ ݁

......................................................

commit to user

.(3.6)



dengan : d ȈSURVHQWDVHNXPXODWLIEHUDWSDVLU\DQJWHUWLQJJDO selain dalam pan. e

ȈSURVHQWDVHNXPXODWLIEHUDWSDVLU\DQJWHUWLQJJDO.

3.2.2PengujianAgregat Kasar a. Pengujian Specific Gravity Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian adalah kerikil atau batu pecah dengan diameter maksimum 20 mm. Standar pengujian yang digunakan pada pengujian specific gravity agregat kasar adalah ASTM C 127. Pengujian ini ditujukan untuk mengetahui : i.

Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi kering dengan volume kerikil total

ii.

Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat kerikil jenuh dalam kondisi kering permukaan dengan volume kerikil total

iii.

Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi kering dengan volume butir kerikil

iv.

Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat kerikil kering

Analisis hasil pengujian menggunakan persamaan 3.7 s/d 3.10 sebagai berikut:

Bulk Specific Gravity

f g

Bulk Specific Gravity SSD

Apparent Specific Gravity

Absorbsion

g

h h

...............................................

h

g g

h

f f

h

................................................

...............................................

u 100% ...........................................................

dengan : f

= Berat agregat kasar (3000 gram).

g

commit to user = Berat agregat kasar setelah direndam 24 jam dan dilap (gram).

(3.7)

(3.8)

(3.9)

(3.10)


h


= Berat agregat kasar jenuh (gram).

b. Pengujian Gradasi Gradasi pada krikil sebagai agregat kasar menentukan sifat pengerjaan dan sifat kohesi dari campuran beton. Gradasi agregat kasar menggunakan standar pengujian ASTM C 136. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi diameter butiran kerikil, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus kehalusan krikil dihitung menggunakan persamaan 3.11 sebagai berikut : ݉

‫ ݊ = ݈݅݇݅ݎ݁݇ ݊ܽݏݑ݈݄ܽ݁݇ ݏݑ݈ݑ݀݋ܯ‬..........................................

(3.11)

dengan : m

Ȉ3rosentase kumulatif berat kerikilr yang tertinggal selain dalam pan.

n

Ȉ3rosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal.

c. Pengujian Abrasi Agregat kasar harus memiliki ketahanan terhadap keausan akibat gesekan. Standar pengujian abrasi pada agregat kasar menggunakan ASTM C 131, dengan menggunakan mesin Los Angeles. Bagian yang hilang akibat gesekan tidak boleh lebih dari 50%. Prosentase berat yang hilang dihitung dengan menggunakan persamaan 3.12 sebagai berikut : ܲ‫= ݈݄݃݊ܽ݅ ݃݊ܽݕ ݐܽݎܾ݁ ݁ݏܽݐ݊݁ݏ݋ݎ‬

݅െ݆ ݅

‫ݔ‬100% ...............................

(3.12)

dengan: i = Berat agregat kasar kering oven yang telah dicuci, sebelum pengausan (gram) j = Berat agregat kasar kering oven yang yang tertahan ayakan 2.3 mm dan telah dicuci, setelah pengausan (gram)

commit to user



3.3. Bahan dan Benda Uji 3.3.1. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Semen Semen yang digunakan adalah semen PPC. b. Air Air yang digunakan merupakan air PDAM Surakarta dari Laboratorium Bahan Teknik Fakultas Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. c. Pasir d. Kerikil Kerikil yang digunakan diameter maksimum 20 mm. e. Serat limbah bubut Serat limbah bubut yang digunakan panjangnya 60 mm dengan variasi campuran, yaitu 20 kg per 1 m3 volume beton , 30 kg per 1 m3 volume beton dan 40 kg per 1 m3 volume beton. f. Serat fabrikasi Serat fabrikasi yang digunakan memiliki panjang 60 mm dengan variasi campuran, yaitu 20 kg per 1 m3 volume beton , 30 kg per 1 m3 volume beton dan 40 kg per 1 m3 volume beton. 3.3.2. Benda Uji Benda uji yang digunakan dalam pengujian kuat tekan, yaitu berupa silinder beton dengan diameter 15cm dan tinggi 30 cm.Uji kuat lentur beton menggunakan balok dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 40 cm. 15 cm 30cm

Gambar 3.1 Benda Uji Kuat Tekan commit to user



40 cm 10cm 10cm

Gambar 3.2 BendaUji Kuat Lentur Tabel 3.1 Rincian benda uji Kode Kadar Diameter Tinggi Jumlah Umur Pengujian Benda Serat Besi (mm) (mm) (sampel) (hari) Uji (kg/ m3) Kuat Tekan

Kuat Lentur

BN BSB 20 BSB 30 BSB 40 BSF 20 BSF30 BSF 40 BN-I BSB 20 BSB 30 BSB 40 BSF 20 BSF30 BSF 40

150 300 150 300 150 300 150 300 150 300 150 300 150 300 100x100x400 100x100x400 100x100x400 100x100x400 100x100x400 100x100x400 100x100x400

Total Sampel

20 30 40 20 30 40 20 30 40 20 30 40

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

42

Keterangan : BN : Beton Normal BSB : Beton Serat dengan Limbah Bubut Besi BSF : Beton Serat dengan Serat Fabrikasi 3 Kadar serat per 1 benda uji dalamcommit kilogramto dan volume benda uji dalam m user

28

28



3.4. Alat yang Digunakan

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain: a. Timbangan dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg 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 c. Oven d. Conical mould e. Kerucut Abrams f. Cetakan benda uji kuat tekan berupa silinder baja dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Cetakan lentur berupa balok 100x100x400 mm g. Tempat pengadukan beton h. Compression Testing Machine i. Universal Testing Machine (UTM) j. Alat bantu lain: gelas ukur 250 ml ,2000 ml ,cetok semen, ember, cangkul, sekop, dll

3.5. Perencanaan Campur Beton (Mix Design)

Penelitian ini menggunakan rancang campur beton yang mengacu pada peraturan SK.SNI .T-15-1990-03. Kuat WHNDQI¶F WDUJHWpada penelitian ini adalah 20 MPa.

3.6. Pengujian Nilai Slump Slump beton adalah besaran kekentalan plastisitas dan kohesif dari beton segar. Menurut SK-SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah: 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. commit to user



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.

3.7. Pengujian Karakteristik Serat Pengujian serat dimaksudkan untuk menyelidiki kuat tarik serat dan pull out serat. Uji yang dilakukan pada 2 jenis serat, yaitu serat limbah dan serat fabrikasi.

3.7.1Pengujian Tarik Serat Pengujian tarik serat dimaksudkan untuk mengetahui tegangan maksimal serat. Semakin besar tegangan serat maka daya dukung terhadap lenturnya besar. Benda uji kuat tarik adalah serat sejajar dengan panjang 6 cm. Pengujian dilakukan dengan cara benda uji dijepit pada kedua ujungnya, kemudian ditarik hingga dicapai beban maksimumnya. Pengujian kuat tarik sejajar serat menggunakan alat Universal Testing Machine (UTM). Pengukuran dimensi serat yaitu tebal dan lebar serat dilakukan sebelum pengujian untuk mencari luas permukaan serat. Pelaksanaan pengujian serat sebagai berikut: a. Menghitung dimensi serat lalu menghitung luasnya (A). b. Meletakkan pada alat tarik lalu memberikan beban (P). c. Mencatat beban saat serat mengalami putus. Universal Testing Machine digunakan untuk mengetahui nilai kuat tarik serat.

Gambar 3.3commit Universal Testing Machine to user



Perhitungan dilakukan dengan persamaan: P݉ܽ݇‫ݏ‬

Vmaks =

(3.13)

‫ܣ‬

dimana : Vmaks= tegangan maksimum (kgf/mm2)

Pmaks = gaya tarik maksimum (kgf)

3.7.2 Pengujian Pull Out Pengujian pull out dilakukan untuk mengetahui berapa gaya/ beban yang dapat ditahan serat terhadap campuran beton. Beton tidak patah seketika saat terjadi retakan karena serat mempunyai gaya tahan. Hal itu disebabkan oleh lekatan serat terhadap beton. Oleh sebab itu dilakukan pengujian pull out. Pengujian pull out dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine (UTM) terhadap benda uji dengan menarik 2 kubus beton yang berukuran 5 cm x 5 cmx 5 cm pada ujungnya yang di tengahnya terdapat serat kemudian mencatat gaya yang dibutuhkan. 2,5

2,5

Keseimbangan gaya horisontal dicapai jika beban (P) yang dapat ditahan sama dengan luas penampang serat dikalikan kuat lekatnya.

ߤ=

ܲ

(3.14)

݈‫݃݊ܽ݌݉ܽ݊݁݌ ݏܽݑ‬

commit to user



Keterangan : P = beban (N) µ = kuat lekat antara beton dengan tulangan (MPa) Luas penampang berupa luas penampang serat pada panjang penyaluran. Langkah-langkah pengujian ini adalah sebagai berikut: a. Serat sepanjang 60 mm dimasukan ke dalam lubang plat styrofom (diletakan di tengah) kemudian plat dipasang sebagai sekat 2 cetakan kubus. b. Mortar di masukan pada cetakan kubus. c. Setelah mencapai umur pengujian kubus diletakkan pada mesin UTM, dengan dengan serat berada ditengah. d. Ujung kubus beton diklem pada alat tarik kemudian pembebanan diberikan. e. Mencatat perubahan angka pembebanan saat pengujian berlangsung. f. Mencatat nilai tegangan dan perubahan panjang. g. Pembebanan dihentikan setelah mencapai pembebanan maksimum. h. Melakukan langkah a sampai langkah e untuk benda uji serat fabrikasi maupun serat limbah. styrofom lubang plat besi

PENJEPIT MORTAR

5 cm

SERAT 5 cm

commit to user Gambar 3.4 Pembuatan dan Pengujian Benda Uji Pull Out



3.8. Pengujian Benda Uji 3.8.1 Pengujian Kuat Tekan Langkah pengujian : a. b. c. d.

Menyiapkan benda uji silinder beton yang akan diuji. Meletakkan benda uji silinder beton pada alat uji kuat tekan (CTM). Mengatur jarum Compression Testing Machine tepat pada posisi nol. Menyalakan Compression Testing Machine kemudian membaca jarum penunjuk beban sampai silinder beton hancur. e. Mencatat besarnya nilai beban tekan maksimum yang kemudian digunakan untuk menghitung nilai kuat tekan silinder beton.

Gambar 3.5 Alat Uji Kuat Tekan (Compression Testing Machine) 3.8.2 Pengujian Kuat Lentur Langkah-langkah pengujiannya adalah sebagai berikut : a. Mengambil balok uji dari rendaman (curing), kemudian mengukur dimensi. b. Mengatur perletakan mesin penguji sedemikian hingga bentangnya 30 cm, kemudian meletakkan balok uji pada mesin penguji. c. Meletakkan beban secara simetris di atas balok uji. Beban yang bekerja pada pusat bentang dibagi menjadi dua pada tiap sepertiga bentang dengan menggunakan pelat pembagi. d. Menghidupkan alat. commit to user



e.

Melakukan pengujian dengan cara memberikan tegangan.

f.

Mencatat tegangan maksimum (ketika balok uji runtuh) yang terjadi.

g.

Menghitung besarnya kuat lentur (modulus of rupture).

6 1 7 2

3

8

4

9

5

10 11

Gambar 3.6 Setting up Pengujian Kuat Lentur Beton. Keterangan gambar : 1. Cekram atas

5. Benda uji

9. Tombol Off Oil Pom

2. Cekram bawah

6. Printer

10.Tombol On Oil Pom

3. Tombol kontrol

7. Komputer

11. Tombol off/on UTM

4. Dudukan uji Lentur

8. Tombol Load/Unload

3.9.Perawatan Beton (Curing) Perawatan beton untuk menjaga agar permukaan beton segar selalu lembab sejak adukan beton dipadatkan sampai beton dianggap cukup keras. Curing akan menjamin proses reaksi hidrasi berlangsung dengan sempurna sehingga timbulnya retak-retak dapat dihindarkan dan mutu beton dapat terjamin. Perawatan dilakukan dengan cara merendam benda uji pada hari kedua sampai umur 28 hari di dalam air. Beton diangin-anginkan pada umur 28 hari hingga waktu dilakukan pengujian terhadap benda uji.

commit to user



3.10. Tahapan Analisis Data

Membandingkan pengaruh kuat tekan, kuat lentur beton dengan serat limbah bubut logam. Tahapan-tahapan selengkapnya dalam penelitian ini meliputi : a. Persiapan Tinjauan literatur dan persiapan seluruh bahan dan peralatan yang dibutuhkan dalam penelitian. b. Pembuatan Proses uji pendahuluan dan perencanaan mix desain, proses pencampuran (mixing) sampai perawatan (curing). c. Pengujian Pengujian dibagi menjadi 2 tahap, yaitu uji serat dan uji benda uji. Uji serat meliputi uji kuat tarik dan uji pull out. Benda uji beton meliputi uji kuat tekan dan uji lentur dari benda uji. d. Analisis Data Pengolahan hasil dari percobaan benda uji. Analisis data yang dilakukan meliputi : Analisis hasil kuat tekan Analisis hasil kuat lentur Analisis hasil uji karakteristik serat berupa kuat tarik dan pull out Analisis hubungan kuat lentur dengan karakteristik serat. e. Penarikan Kesimpulan

commit to user



Proses penelitian dapat digambarkan sebagai berikut : Mulai Persiapan Tinjauan Pustaka

Persiapan alat dan bahan Uji Pendahuluan

Agregat Kasar

Agregat Halus Mix Desain

Membuat benda Uji kuat tekan dan Uji lentur

Membuat benda Uji kuat tarik dan Uji Pull Out

Pengujian Uji kuat tekan dan Uji lentur

Pengujian Uji kuat tarik dan Uji Pull Out

Evaluasi hasil uji kuat lentur dengan uji kuat tarik dan pull out serat Analisis hasil Uji kuat tekan,Uji lentur Uji kuat tarik dan Uji Pull Out Membuat Kesimpulan Penulisan Laporan Selesai

Gambar 3.7 Diagram Alir Proses Penelitian commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 4 ANALISA dan PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Agregat 4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus Pengujian agregat halus berupa pasir meliputi pengujian kandungan lumpur, kandungan zat organik, gradasi agregat, dan berat jenis pasir. Hasil pengujianpengujian tersebut disajikan dalam tabel4.1 Tabel 4.1 Hasil pengujian agregat halus Jenis Pengujian

Hasil Pengujian

Kandungan Lumpur Kandungan Zat Organik Modulus Halus Butir Bulk Specific Gravity Bulk Specific Gravity SSD Apparent Specific Gravity Absorbtion

5% Kuning Muda 2,75 2,42 2,50 2,62 3,09 %

Syarat (Standar) 5% Kuning 2,3 ± 3,1 -

Kesimpulan Memenuhi syarat Memenuhi syarat Memenuhi syarat -

Gambar4.1Agregat Halus Berdasar syarat batas dari ASTM C-33, pada tabel 4.2. dan gambar 4.2 dapat dilihat hasil pengujian gradasi agregat halus. commit to user

40



Tabel 4.2 Hasil pengujian gradasi agregat halus Diameter No Ayakan (mm) 1 2

9,5 4,75

3

2,36

4

1,18

5 6

0,85 0,3

7

0,15

8

0

Berat Tertahan

Jumlah

Gram

%

Kumulatif (%)

0 50 255 380 210 705 260 105 1965

0 2,545 12,977 19,338 10,687 35,878 13,232 5,344 100

0 2,545 15,522 34,860 45,547 81,425 94,656 100 374,555

Berat Lolos ASTM C-33 Kumulatif (%)

100 97,455 84,478 65,140 54,453 18,575 5,344 0 -

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

Komulatif Lolos (%)

Berdasar tabel 4.2 dapat digambarkan grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan ASTM C-33 (Gambar 4.2). 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Hasil Pengujian ASTM Batas Bawah ASTM Batas Atas

0

0.15

0.3

0.85

1.18

2.36

4.75

9.5

Diameter Ayakan (mm)

Gambar4.2Gradasi Agregat Halus 4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar Pengujian agregat kasar berupa krikil commitmeliputi to user pengujian gradasi agregat kasar, berat jenis agregat kasar, dan abrasi agregat kasar.



Tabel 4.3 Hasil pengujian agregat kasar Jenis Pengujian

Hasil Pengujian

Modulus Halus Butir Bulk Specific Gravity Bulk Specific Gravity SSD Apparent Specific Gravity Absorbtion Abrasi

7,2 2,37 2,56 2,95 8,33 % 18 %

Syarat (Standar) 5±8 50%

Kesimpulan Memenuhi syarat Memenuhi syarat

Gambar 4.3.Agregat Kasar Normal

Tabel4.4 Hasil pengujian gradasi agregat kasar normal Diameter No Ayakan (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

38 25 19 12,5 9,5 4,75 2,36 1,18 0,85 0,3 0,15 Pan Jumlah

Berat Tertahan Gram

0 0 0 1745 490 395 365 0 0 0 0 0 2995

%

Berat Lolos ASTM C-33 Kumulatif (%) Kumulatif (%)

0 0 0 0 0 0 58,264 58,264 16,361 74,624 13,189 87,813 12,187 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 commit to 100user 100 820,701

100 100 100 41,736 25,376 12,187 0 0 0 0 0 0

100 95-100 35-70 10-30 0-5 -

-

-



Komulatif Lolos (%)

Berdasarkan tabel 4.4 dapat digambarkan grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan ASTM C-33 (Gambar 4.4).

100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00

Hasil Pengujian ASTM Batas Bawah

2.36

4.75

12.5

25

38

Diameter Ayakan (mm)

Gambar4.4Gradasi Agregat Kasar Normal

4.2. Rancang Campuran Adukan Beton (Metode SK SNI T-151990-03) Berdasarkan perhitungan rancang campuran (mix design) adukan beton diperoleh kebutuhan bahan untuk 1 m3beton.

Tabel4.5 Proporsi campuran adukan beton untuk setiap variasi per 1m3. Jenis Benda Uji Tanpa Serat Serat Limbah Bubut 20 Serat Limbah Bubut 30 Serat Limbah Bubut 40 Serat Fabrikasi 20 Serat Fabrikasi 30 Serat Fabrikasi 40

PCC Agregat Halus (kg) (kg) 500 598,5 500 598,5 500 598,5 500 598,5 500 598,5 500 598,5 500 598,5 commit to user

Agregat Kasar (kg) 976,5 976,5 976,5 976,5 976,5 976,5 976,5

Air (liter) 225 225 225 225 225 225 225

Serat (kg) 0 20 30 40 20 30 40



Tabel4.6 Proporsi campuran adukan beton untuk setiap variasi tiap 1 kali adukan Jumlah Benda Uji Tanpa Serat 6 Serat Limbah Bubut 20 6 Serat Limbah Bubut 30 6 Serat Limbah Bubut 40 6 Serat Fabrikasi 20 6 Serat Fabrikasi 30 6 Serat Fabrikasi 40 6 Jenis Benda Uji

PCC (kg) 16,045 16,045 16,045 16,045 16,045 16,045 16,045

Agregat Agregat Air Serat Halus Kasar (liter) (kg) (kg) (kg) 19,206 31,336 7,220 0 19,206 31,336 7,220 0,642 19,206 31,336 7,220 0,963 19,206 31,336 7,220 1,284 19,206 31,336 7,220 0,642 19,206 31,336 7,220 0,963 19,206 31,336 7,220 1,282

Benda uji terdiri dari 3 buah silinder dan 3 buah balok. Silinder beton digunakan untuk benda uji tekan. Balok beton digunakan untuk benda uji lentur.

4.3. Hasil Pengujian 4.3.1. Nilai Slump Hasil pengujian nilai slump dari masing-masing campuran beton normal dengan beton serat dapat dilihat pada tabel 4.7 Tabel4.7 Hasil pengujian nilai slump Jenis Benda Uji

Kode Benda Uji

Nilai Slump (cm)

Tanpa Serat Serat Limbah Bubut 20 Serat Limbah Bubut 30 Serat Limbah Bubut 40 Serat Fabrikasi 20 Serat Fabrikasi 30 Serat Fabrikasi 40

BN BSB 20 BSB 30 BSB 40 BSF 20 BSF 30 BSF 40

10 8 10 8 8 10 8

commit to user



12

Nilai Slump (cm)

10 8 6 Nilai Slump (cm) 4 2 0 BN

BSB 20

BSB 30

BSB 40

BSP 20

BSP 30

BSP 40

Gambar4.5 Nilai Slump Beton Normal Dan Serat 4.3.2. Kuat Tarik Serat

Pengujian kuat tarik serat fabrikasi dan limbah bubut dilakukan untuk mengetahui berapa tegangan serat fabrikasi dan tegangan serat limbah bubut saat mengalami kondisi leleh sehingga dapat diketahui mutu kelas seratnya. Rumus untuk menghitung tegangan maksimum adalah:

ߪ݉ܽ݇‫= ݏ‬

ܲ݉ܽ݇‫ݏ‬ ‫ܣ‬

Dengan: ߪ݉ܽ݇‫ݏ‬

= tegangan maksimum (MPa)

ܲ݉ܽ݇‫ݏ‬

= gaya tarik saat kondisi putus (N)

A

= luas penampang (mm2)

Hasil pengujian kuat tarik serat fabrikasi dan serat limbah bubut dapat dilihat dalam table 4.8. berikut ini: commit to user

(4.1)



Tabel 4.8. Hasil pengujian kuat tarik serat L

N Jenis serat o 1 2 3 1 limbah 2 2 bubut besi 3 serat 1 fabrikasi

d

(mm) 60 0.75 60 0.75 60 0.75 60 1 60 1 60 1

L/d 80 80 80 60 60 60

A (mm2) 0.59 0.59 0.59 0.78 0.78 0.78

Gaya Tegangan Teg Maks Maks rata-rata (kN) (MPa) (MPa) 515.88 875785.09 529.14 898295.96 887040.53 522.51 887040.53 0.08811 112.19 0.10138 129.08 117.82 0.08811 112.19

Keterangan : L = panjang serat D = diameter serat A = luas permukaan serat Berikut ini grafik yang menunjukan kuat tarik serat fabrikasi dan serat bubut pada gambar 4.6 dan gambar 4.7 600 550 500 450

Gaya (N)

400 350 300

serat pabrikasi 1 serat pabrikasi 2 serat pabrikasi 3

250 200 150 100 50 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

perpanjangan (mm) commit to user

Gambar 4.6 Kuat Tarik Serat Fabrikasi



600 500 400

Gaya (N)

serat limbah bubut 1 serat limbah bubut 2 serat limbah bubut 3

300 200 100 0 0

50

100

150

perpanjangan (mm) Gambar 4.7 Kuat Tarik Serat Limbah Bubut 4.3.3. Pull Out Serat Hasil pengujian menunjukan grafik hubungan beban dan slip serat untuk serat fabrikasi dan serat dari limbah bubut.

Beban (N)

300.00

200.00 100.00 0.00

200.00 100.00 0.00

0.00

20.00 Slip (mm)

40.00

0.00

20.00 Slip (mm)

300.00 Beban (N)

Beban (N)

300.00

200.00 100.00 0.00 0.00

20.00 Slip (mm)

commit to user

40.00

Gambar 4.8 Hubungan Beban dan Slip Serat Fabrikasi

40.00



300 Beban (N)

Beban (N)

300

200 100

200 100

0

0 0

20 Slip (mm)

40

0

20 Slip (mm)

40

beban (N)

300 200 100 0 0

20 Slip (mm)

40

Gambar 4.9 Hubungan Beban dan Slip Serat Limbah Bubut Menurut ASTM C-234-91a, untuk menghitung kuat lekat adalah pada sesar sebesar 0,25 mm.Tabel 4.9 menunjukan hasil perhitungan kuat lekat serat. Tabel 4.9 Hasil perhitungan kuat lekat serat Sampel

Beban pada sesar 0,25 mm (N)

Serat Fabrikasi

Kuat Lekat (MPa)

1 2 3

197.19 94.27 198.54

0.0838 0.0537 0.1035

1 2 3

4.88 6.64 6.87

0.0062 0.0084 0.0087

Serat Limbah Bubut

Kuat Lekat Rerata (MPa)

Kerusakan

0.0803

tercabut tercabut tercabut

0.0078

tercabut tercabut putus

4.3.4. Kuat Tekan Silinder Beton Pengujian kuat tekan dilakukan saat benda uji berumur 28 hari dengan menggunakan Compression Testing Machine (CTM). Kuat tekan dihitung dari commit to user beban maksimum yang diterima (Pmax) saat beton hancur. Berdasarkan hasil pengujian dan penggunaan persamaan 2.1 didapatkan hasil :



Pmax

=460kN = 460000 N

A

= [ʌ['2

Maka I¶F

[ʌ[2 mm2= 17671,46 mm2

460000 N 17671,46 mm 2

26,03 MPa

Hasil pengujian kuat tekan beton silinder 15 cm x 30 cm disajikan pada tabel 4.10 Tabel 4.10 Hasil pengujian kuat tekan beton

Jenis Serat

Kadar Serat %

-

0

Serat Fabrikasi

20

Serat Fabrikasi

30

Serat Fabrikasi

40

Serat Limbah Bubut Besi

20


30


40

Kode

P maks

f'c

Benda Uji

(kN)

BN1 BN2 BN3 BSF 20 1 BSF 20 2 BSF 20 3 BSF 30 1 BSF 30 2 BSF 30 3 BSF 40 1 BSF 40 2 BSF 40 3 BSB 20 1 BSB 20 2 BSB 20 3 BSB 30 1 BSB 30 2 BSB 30 3 BSB 40 1 BSB 40 2 BSB 40 3

350 460 400 460 500 615 320 300 395 430 400 460 315 410 380 340 260 270 220 310 290

(MPa) 19,81 26,03 22,64 26,03 28,29 34,80 18,11 16,98 22,35 24,33 22,64 26,03 17,83 23,20 21,50 19,24 14,71 15,28 12,45 17,54 16,41

commit to user

f'c ratarata (MPa)

22,82

29,71

19,15

24,33

20,84

16,41

15,47



4.3.5. Kuat Lentur Balok Beton Pengujian kuat lentur beton pada benda uji balok dengan ukuran 100 mm x 100 mm x 400 mm terhadap masing-masing variasi serat pada umur 28 hari. Pengujiannya diperlihatkan pada gambar 4.10.

Gambar 4.10 Proses Pengujian Kuat Lentur Beton Berikut ini grafik hubungan beban lendutan beton tanpa serat (beton normal): 20 18 16

Beban (kN)

14 12 10

BN 1

8

BN 2

6

BN 3

4 2 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

lendutan (mm)

Gambar 4.11Hubungan Lendutan dan Beban Pada Beton Normal commit to user



Berikut ini grafik hubungan beban lendutan beton yang menggunakan serat limbah bubut: 22 20 18 16 Beban (kN)

14 12

BSB 20 1

10

BSB 20 2

8

BSB 20 3

6 4 2 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Lendutan (mm)

Gambar 4.12 Hubungan Lendutan dan Beban pada Beton Serat Limbah Bubut 20kg/m3

18 16 14

Beban (kN)

12 BSB 30 1

10

BSB 30 2 8 BSB 30 3 6 4 2 0 0

0.5

1

1.5

2

Lendutan (mm)

commit to user




22 20 18 16

Beban (kN)

14 BSB 40 1 12 BSB 40 2

10

BSB 40 3

8 6 4 2 0 0

0.2

0.4 Lendutan (mm)

0.6

0.8


22.00 20.00 18.00 16.00 14.00

BSB20 BSB30 BSB40

Beban (kN)

12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Lendutan (mm)

Gambar 4.15 Hubungan Lendutan dan Beban pada Beton Serat Limbah Bubut 20,30 dan 40kg/m3

commit to user



Berikut ini grafik hubungan lendutan beton yang menggunakan serat limbah bubut: 20 18 16 14 BSP 20 1 Beban (kN)

12 BSP 20 2 10

BSP 20 3

8 6 4 2 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Lendutan (mm)

Gambar 4.16 Hubungan Lendutan dan Beban pada Beton Serat Fabrikasi 20 kg/m3 20 18 16

Beban (kN)

14 12 BSP 30 1

10

BSP 30 2

8

BSP 30 3 6 4 2 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

lendutan (mm)

commit to user

Gambar 4.17 Hubungan Lendutan dan Beban pada Beton Serat Fabrikasi30kg/m3



26 24 22 20 18

Beban (kN)

16 14 BSP 40 3 BSP 40 2 BSP 40 1

12 10 8 6 4 2 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

lendutan (mm)

Gambar 4.18 Hubungan Lendutan dan Beban pada Beton Serat Fabrikasi40kg/m3 24.000 22.000 20.000 18.000

Beban (kN)

16.000 14.000

BSP20

12.000

BSP30

10.000

BSP40

8.000 6.000 4.000 2.000 0.000 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Lendutan (mm)

Gambar 4.19 Hubungan Lendutan dan Beban commit to pada user Beton Serat Fabrikasi 20,30 dan 40 kg/m3



Tabel 4.11 memperlihatkan hasil pengujian lentur beton Hasil pengujian kuat lentur beton Kode Beban P Beban P Kuat Lentur Benda Uji (kN) rata rata (kN) (MPa) BN1 18,14 5.44 BN2 16,41 17,22 4.92 BN3 17,11 5.13 BSF 20 1 15,88 4.76 BSF 20 2 17,95 16,23 5.39 BSF 20 3 14,85 4.46 BSF 30 1 16,77 5.03 BSF 30 2 18,05 16,92 5.42 BSF 30 3 15,95 4.79 BSF 40 1 23,82 7.15 BSF 40 2 20,38 22,12 6.11 BSF 40 3 22,17 6.65 BSB 20 1 17,57 5.27 BSB 20 2 19,6 18,62 5.88 BSB 20 3 18,7 5.61 BSB 30 1 15,32 4.60 BSB 30 2 14,64 15,70 4.39 BSB 30 3 17,13 5.14 BSB 40 1 17,48 5.24 BSB 40 2 18,78 18,94 5.63 BSB 40 3 20,56 6.17 Tabel 4.11

Kuat Lentur rata rata (Mpa) 5.17

4.87

5.08

6.64

5.59

4.71

5.68

Berdasarkan grafik hubungan lendutan dan beban pada beton normal dan beton serat dapat diketahui juga elastisitas beton. Rumus lendutan : ෙ ‫ܯ‬

ο= ο=

(4.2)

‫ܫܧ‬ ܲ‫ܮ ݔ‬3 48‫ܫܧݔ‬

dimana

commit to user

(4.3)



ο = lendutan (mm) ෙ = momen luasan (N.mm3)= 1/48 P L3 (karena beban titik ditengah bentang) ‫ܯ‬

E = Elastisitas Beton (N/mm2) I = Inersia penampang (mm4) Nilai modulus elastisitas dapat dicari dengan persamaan defleksi. Hasilnya ditunjukan pada tabel 4.12 : Hasil perhitungan modulus elastisitas Kode Beban P Lendutan E E rata-rata Benda Uji (kN) ¨ (mm) (N/mm2) (N/mm2) BN1 18.14 0.204 6002.206 BN2 16.41 0.208 5325.361 5541.80 BN3 17.11 0.218 5297.821 BSF 20 1 15.88 0.203 5280.296 BSF 20 2 17.95 0.206 5881.675 5142.47 BSF 20 3 14.85 0.235 4265.426 BSF 30 1 16.77 0.178 6359.410 BSF 30 2 18.05 0.15 8122.500 7084.38 BSF 30 3 15.95 0.159 6771.226 BSF 40 1 23.82 0.311 5169.936 BSF 40 2 20.38 0.312 4409.135 4622.32 BSF 40 3 22.17 0.349 4287.894 BSB 20 1 17.57 0.194 6113.273 BSB 20 2 19.6 0.191 6926.702 6208.38 BSB 20 3 18.7 0.226 5585.177 BSB 30 1 15.32 0.165 6267.273 BSB 30 2 14.64 0.168 5882.143 6619.31 BSB 30 3 17.13 0.15 7708.500 BSB 40 1 17.48 0.159 7420.755 BSB 40 2 18.78 0.174 7285.345 7169.68 BSB 40 3 20.56 0.204 6802.941 Tabel 4.12

Berdasar teori elastisitas, E menunjukan resistensi beton saat menerima lendutan. Nilai E dapat menunjukan sifat material,semakin besar nilai E maka lendutannya semakin kecil. Nilai E yang kecil menyebabkan beton mudah untuk mengalami perpanjangan atau perpendekan. commit to user



4.3.6.

Kuat Lentur Ekivalen Balok Beton

Kuat lentur ekuivalen dinyatakan dalam 2 keadaan yaitu defleksi saat 0,5(feqms) mm dan defleksi saat 0,5-3 mm (feqmu). Hasil kuat lentur ekivalen (feqms) balok beton dapat dilihat pada tabel 4.13. Gambar 4.18 memperlihatkan grafik hubungan antara variabel serat dengan kuat lentur ekivalen (feqms) beton. Hasil pengujian kuat lentur ekivalen (feqms) beton Tabel4.13

Benda Uji Kode No BN 1 BN 2 BN 3 BSB20 1 BSB20 2 BSB20 3 BSB30 1 BSB30 2 BSB30 3 BSB40 1 BSB40 2 BSB40 3 BSF20 1 BSF20 2 BSF20 3 BSF30 1 BSF30 2 BSF30 3 BSF40 1 BSF40 2 BSF40 3

Beban P 0,5 (kN) 0,05 0 0,11 1.52 1.10 0.17 0.50 1.87 1.27 0.14 0.47 0.33 5.26 4.81 8.32 12.59 4.06 9.86 19.57 17.77 18.15

Beban P 0,5 Rata-rata (kN)

Kuat Lentur Ekivalen (Feqms)(MPa)

0.00

0

0.93

0.28

1.21

0.36

0.31

0.09

6.13

1.84

8.84

2.65

18.50

5.55

commit to user



kuat lntur equivalen (MPa)

6 5

kadar serat kg/m3

4

20

3

30 2

40

1 0

beton normal

serat limbah bubut

serat pabrikasi

Gambar4.20 Hubungan Jenis Serat dengan Kuat Lentur Ekivalen (feqms) Beton Hasil pengujian kuat lentur ekivalen (feqmu) balok beton dapat dilihat pada tabel 4.14. Tabel4.14 Hasil pengujian kuat lentur ekivalen (feqmu) beton Kuat Lentur Benda Uji P 0,5P 0,5-3,0 A 0,5-3,0 Ekivalen 3,0 Rata-rata (Feqmu) MPa Kode No (kN.mm) (kN) (kN) (MPa) BN 1 0 0 BN 2 0 0 0 0 BN 3 0 0 BSB20 1 0.5936 0.35616 BSB20 2 0.3634 0.21804 0.19378 0.06 BSB20 3 0.0119 0.00714 BSB30 1 0.8903 0.53418 BSB30 2 0.8903 0.53418 0.4396 0.13 BSB30 3 0.4174 0.25044 BSB40 1 0.0095 0.0057 BSB40 2 0.0848 0.05088 0.03112 0.01 BSB40 3 0.0613 0.03678 BSF20 1 8.2226 4.93356 BSF20 2 9.8993 5.93958 5.75174 1.73 BSF20 3 10.6368 6.38208 BSF30 1 19.1797 11.5078 BSF30 2 7.7574 4.65444 8.69872 2.61 BSF30 3 16.5565 9.9339 BSF40 1 20.4261 12.2557 BSF40 2 4.28 25.4208 15.2525 14.25354 commit to user BSF40 3 25.4208 15.2525



Berdasarkan tabel 4.14 diperoleh grafik hubungan hubungan jenis serat dengan kuat lentur ekivalen (feqmu) beton yang tampak pada gambar 4.21

kuat lentur equivalent (MPa)

5 4 3

kadar serat kg/m3

2

20

1

30

0

40 beton normal

serat limbah bubut jenis serat

serat pabrikasi

Gambar4.21 Hubungan Jenis Serat dengan Kuat Lentur Ekivalen (feqmu) Beton

4.4. Pembahasan Hasil Penelitian 4.4.1.Uji Slump

Penambahan serat akan mempengaruhi workability beton. Workability merupakan tingkat kemudahan pengerjaan dalam pembuatan adukan beton. Workability dapat diketahui dengan tes slump. Berdasarkan pengujian slump tampak bahwa penambahan serat akan mempengaruhi workability dan cenderung menurunkan workability. Hal ini dibuktikan dari nilai slump beton serat yang cenderung berada dibawah nilai slump beton normal. Serat menyebabkan campuran beton menjadi kaku karena adanya gaya gesekan (fraction) antara partikel-partikel penyusun beton dengan serat. Partikel partikel penyusun beton tersebut tidak dapat bergerak secara leluasa sehingga mempengaruhi workability adukan beton. Jadi serat dalam beton menyebabkan nilai slump yang lebih rendah.

4.4.2.Kuat Tarik Serat

Kuat tarik serat menunjukan kemampuan tarik yang dimiliki serat. Kemampuan tarik serat mendukung daya tarik serat di dalam beton. Kuat tarik serat menunjukan kemampuan serat sampai dimana serat dapat mencapai kondisi keruntuhan, semakin tinggi kuat tariknya maka semakin kuat serat dalam menahan gaya tarik (tegangan tarik semakin tinggi). Hasil penelitian perbandingan antara commit to user kuat tarik serat fabrikasi dan serat bubut menunjukan bahwa serat fabrikasi



mempunyai kuat tarik yang lebih besar dari pada serat limbah bubut besi. Tegangan maksimal serat dari limbah bubut besi hanya bernilai 0,013% dari serat fabrikasi. Hal ini diakibatkan bentuk spiral serat limbah bubut. Bentuknya yang spiral tersebut menyebabkan gaya elastisitas saat terjadi gaya tarik. Jika elastisitas tinggi, maka kekakuan rendah, sehingga saat mencapai kondisi plastis serat dapat putus. Dilihat dari rasio L/d serat, rasio L/d serat fabrikasi adalah 80 sementara L/d serat limbah bubut besi 60. Nilai rasio serat limbah bubut besi dibandingkan serat fabrikasi berkisar 3: 4. Nilai rasio L/d meningkatkan kinerja tarik. Nilai rasio L/d serat limbah bubut besi lebih kecil dari serat fabrikasi sehingga kinerja tariknya juga lebih kecil, semakin besar rasio serat L/d maka nilai kuat tariknya semakin meningkat. Kuat tarik serat limbah bubut besi jauh lebih kecil dari serat fabrikasi sehingga tidak mampu menggantikan serat fabrikasi dalan nilai kuat tarik. 4.4.3.Pull Out Serat

Pull out serat menunjukan kemampuan lekat serat terhadap beton. Kemampuan lekat serat ini mendukung kekuatan lentur ekuivalen beton karena semakin tinggi kekuatan lekat serat terhadap beton maka semakin besar juga daya dukung serat terhadap kekuatan lentur ekuivalennya, sehingga beton tidak mudah untuk patah. Saat serat ditarik, ikatan serat akan menahan gaya sehingga terjadi lekatan antara serat dengan mortar terlepas. Proses ini adalah saat terjadinya slip antara serat dengan mortar. Serat limbah bubut rawan putus setelah mencapai beban maksimum karena bentuknya yang spiral sehingga serat tersebut dapat mengikis mortar ataupun tertahan dimortar sehingga menimbulkan pengangkuran. Efek pengangkuran ini menyebabkan serat dapat putus ditengah karena dipengaruhi sifat elastisitasnya. Hasil penelitian pull out serat pada gambar 4.22 menunjukan perbandingan kemampuan pull out kedua jenis serat.

commit to user



kuat lekat (MPa)

0.1200 0.1000 0.0800 serat pabrikasi 0.0600 serat limbah bubut

0.0400 0.0200 0.0000 1

2

sampel

3

Gambar4.22 Perbandingan Kuat Lekat Serat Fabrikasidan Serat Limbah Bubut Hasil dari pengujian tiga buah sampel menunjukan bahwa kuat lekat serat fabrikasi lebih baik dari pada serat limbah bubut. Hal ini disebabkan bentuk serat yang spiral dan kuat tarik serat bubut jauh lebih rendah sehingga serat lebih mudah putus daripada tercabut. Kuat lekat serat dari limbah bubut besi bernilai 9,7 % dari serat fabrikasi sehingga kinerja serat limbah bubut masih lebih rendah dari serat fabrikasi.

4.4.4.Kuat Tekan

Berdasarkan hasil penelitian dari tabel 4.10 diketahui pengaruh serat terhadap kuat tekan beton. Seperti diperlihatakan pada gambar 4.23 grafik hubungan kuat tekan beton terhadap serat.

30.00 25.00 Beton Normal tanpa serat

15.00

Beton serat limbah bubut

Kuat Tekan (MPa)

20.00

10.00 Beton serat Pabrikasi 5.00 0.00 20 kg/m3

30 kg/m3

40 kg/m3

kadar commit serat

to user

Gambar 4.23 Hubungan Kuat Tekan Beton Normal dan Beton Serat



Berdasar grafik dapat ditarik hasil bahwa kuat tekan beton serat limbah bubut besi cenderung mengalami penurunan dibandingkan beton tanpa serat. Beton serat fabrikasi sebaliknya terjadi penurunan dan peningkatan kuat tekan pada beton normal. Peningkatan terjadi pada beton dengan serat fabrikasi kadar 20 kg/m3 dan 40kg/m3. Secara lebih rinci , pengaruh penambahan serat terhadap kuat tekan beton dapat dilihat pada tabel 4.15. Pengaruh penambahan serat terhadap kuat tekan beton Kuat Tekan Beton Kuat Tekan Selisih Kuat Tekan Tanpa Serat Jenis Serat Beton Serat (MPa) (MPa) MPa % BSF 20 29.71 6.88 30.17 BSF 30 19.15 -3.68 -16.12 BSF 40 24.33 1.51 6.61 22.82 BSB 20 20.84 -1.98 -8.68 BSB 30 16.41 -6.41 -28.10 BSB 40 15.47 -7.36 -32.23 Tabel 4.15

Berdasarkan tabel 4.14 kuat tekan beton serat limbah bubut besi mengalami penurunan terhadap beton normal sebesar 32,23%. Kondisi tersebut disebabkan oleh balling effect. Balling yaitu kondisi dimana jumlah serat yang banyak dan bentuk serat menimbulkan rongga di dalam beton yang menyebabkan pemadatan manual kurang optimal. Selain itu baling effect juga dipengaruhi oleh rasio kelangsingan serat. Rasio L/d >50 pada serat karbon memungkinkan terjadinya baling effect karena persebaran serat tidak merata saat pencampuran. Oleh karena itu diperlukan metode pencampuran khusus. Beton serat limbah mengalami penurunan karena rasio L/d = 60 , lebih besar dari 50. Selain itu, bentuk serat limbah bubut besi juga mempengaruhi pemadatan beton. Bentuk serat limbah bubut yang spiral membuat serat mengumpal dan menimbulkan banyak rongga. Lain halnya dengan serat fabrikasi yang berbentuk end hook, peluang mengalami balling lebih sedikit daripada bentuk serat limbah yang spiral meskipun commit to user kemungkinan balling tetap ada karena nilai L/d=80. Hal ini terbukti dari nilai kuat tekan beton fabrikasi pada kadar 20 kg/m3 yang mengalami kenaikan 30,17 % dan



kuat tekan beton pada kadar 40 kg/m3 yang mengalami kenaikan 6,61 %. Balling effect beton serat fabrikasi terjadi pada kadar 30 kg/m3. Penurunannya mencapai 16,12 % dikarenakan pemadatan beton yang tidak merata dan persebaran serat yang kurang merata, akibatnya serat berkumpul dan membentuk rongga dalam beton. Optimalisasi pemadatan dilakukan dengan mengunakan alat pemadat seperti vibrator.

4.4.5.Kuat Lentur Kuat lentur beton adalah kemampuan beton menahan lendutan hingga terjadi kegagalan. Hasil penelitian seperti yang tampak pada tabel 4.11 dapat digambarkan dengan grafik hubungan kuat lentur berdasar variasi serat.

7.00 6.00

Kuat Lentur (MPa)

5.00 4.00

Beton Normal tanpa serat

3.00

Beton serat limbah bubut

2.00

Beton serat pabrikasi

1.00 0.00 20 kg/m3

30 kg/m3

40 kg/m3

kadar serat

Gambar 4.24 Hubungan Kuat Lentur Beton Normal dan Beton Serat Gambar 4.24 menunjukan seberapa besar pengaruh variasi penggunaan jenis serat terhadap nilai kuat lentur beton. Beton dengan kadar serat 40 kg/m3 mencapai peningkatan maksimum sedangkan pada kadar 20 kg/m3 dan 30 kg/m3 perubahan kuat lenturnya cenderung berbeda-beda. Secara lebih rinci pengaruh variasi commit to user penggunaan jenis serat terhadap kuat lentur dapat dilihat pada tabel 4.16



Tabel4.16

Pengaruh penggunaan jenis serat terhadap kuat lentur beton

Kuat Lentur Beton Tanpa Serat (MPa)

Jenis Serat

5.17

BSF 20 BSF 30 BSF 40 BSB 20 BSB 30 BSB 40

Kuat Lentur Beton Serat (MPa) 4.87 5.08 6.64 5.59 4.71 5.68

Selisih Kuat Lentur MPa

%

-0.30

-5.77

-0.09

-1.72

1.47

28.47

0.42

8.15

-0.46

-8.85

0.52

9.99

Secara teoritis kuat lentur beton akan meningkat seiring dengan peningkatan jumlah serat. Ditinjau dari variasi jenis seratnya, hasil pengujian menunjukkan semakin banyak jumlah serat maka kuat lentur beton semakin meningkat. Penambahan serat yang berasal dari limbah industri seperti bubut besi belum tentu meningkatkan kuat lentur beton seperti yang diharapkan. Peningkatan kuat lentur beton serat limbah bubut besi akibat dari pengaruh penambahan serat tidak menentu (sulit diprediksi) dikarenakan kualitas serat limbah yang berbeda-beda. Namun peningkatan maksimum terjadi pada beton serat limbah bubut besi 40 kg/m3 sebesar 9,99 % dari beton normal. Peningkatan kuat lentur pada serat fabrikasi terjadi secara bertahap. Jika dibandingkan dengan beton normal, beton serat fabrikasi kadar 20 kg/m3 dan 30 kg/m3 mengalami sedikit penurunan. Namun beton serat fabrikasi 40 kg/m3 mengalami peningkatan hingga 28,47% dibanding beton normal. Jika dibandingkan peningkatan beton serat dari serat fabrikasi lebih besar dan stabil dibanding beton serat limbah bubut besi. Nilai rasio serat (L/d) juga mempengaruhi nilai kuat lentur, semakin tinggi rasionya, bond strength semakin tinggi karena serat karbon mempunyai kuat tarik yang tinggi serta daya lekatan yang baik dengan bahan ikat. Berdasar nilai rasio nya, nilai rasio L/d serat fabrikasi lebih tinggi dari pada serat limbah bubut besi sehingga pada kadar atau jumlahcommit serat yang sama, nilai kuat lentur beton serat to user fabrikasi lebih tinggi dari limbah bubut besi.



4.4.6.Kuat Lentur Ekuivalen Berdasarkan gambar hubungan beban dan lendutan dapat dicari nilai kuat lentur ekivalen (feqms dan feqmu) dari beton serat. Kuat lentur ekuivalen menunjukan kemampuan lentur beton setelah material beton runtuh. Beton serat masih mampu menahan lendutan setelah mengalami retakan. Tabel 4.17-4.18 memperlihatkan pengaruh serat terhadap kuat lentur ekuivalen beton. Tabel 4.17 Pengaruh serat terhadap kuat lentur ekivalen (feqms) Kuat Lentur Ekivalen (feqms) Beton Tanpa Serat (MPa)

Kadar Serat (kg/m3)

Serat Limbah Bubut Besi 0

Serat Fabrikasi 0

Kuat Lentur Ekivalen (feqms) Beton Serat (MPa)

Selisih Kuat Lentur Ekivalen (feqms) MPa %

20 30 40

0.28 0.36 0.09

0.28 0.36 0.09

100 100 100

20 30 40

1.839 2.651 5.549

1.839 2.651 5.549

100 100 100

Tabel 4.18 Pengaruh serat terhadap kuat lentur ekivalen (feqmu) Kuat Lentur Ekivalen (feqmu)

Kadar Serat (kg/m3)

Beton Tanpa Serat (MPa)

Serat Limbah Bubut Besi 0

Serat Fabrikasi 0

20 30 40

Kuat Lentur Ekivalen (feqmu)

Selisih

Beton Serat (MPa)

Kuat Lentur Ekivalen (feqmu) MPa %

0.06 0.132 0.009

0.06 0.13 0.01

100 100 100

20 1.726 30 commit to user 2.610 40 4.276

1.726 2.610 4.276

100 100 100



Berdasarkan tabel 4.17 dan 4.18 didapatkan hasil bahwa beton dengan serat limbah bubut besi maupun serat fabrikasi memberikan peningkatan terhadap kuat lentur ekuivalen beton dibandingkan beton normal. Hal ini membuktikan bahwa beton yang memiliki serat limbah bubut besi maupun serat fabrikasi masih memiliki kekuatan lentur setelah mengalami kegagalan. Beton tersebut masih mempunyai daya ikat sehingga beton tidak akan langsung patah setelah mencapai beban maksimum. Namun, peningkatan yang diberikan masing-masing serat mempunyai perbedaan. Perbedaan kuat lentur ini menunjukan berapa lama beton dapat bertahan setelah mencapai beban maksimum. Tabel 4.19 dan 4.20 memperlihatkan perbandingan pengaruh serat limbah bubut besi terhadap serat fabrikasi. Perbandingan kuat lentur ekivalen (feqms) serat limbah bubut besi terhadap serat fabrikasi Tabel

4.19

kadar serat 20 30 40

Kuat Lentur (Mpa) fabrikasi limbah bubut 1.839 0.279 2.651 0.364 5.549 0.094

selisih terhadap fabrikasi Mpa % -1.560 -84.845 -2.287 -86.283 -5.456 -98.315

Perbandingan kuat lentur ekivalen (feqmu) serat limbah bubut besi terhadap serat fabrikasi Kuat Lentur (Mpa) selisih terhadap fabrikasi kadar serat fabrikasi limbah bubut Mpa % 20 1.726 0.058 -1.667 -96.631 30 2.610 0.132 -2.478 -94.946 40 4.276 0.009 -4.267 -99.782

Tabel

4.20

Tabel 4.19 ± 4.20 menunjukan bahwa jenis serat yang dipakai mempengaruhi peningkatan kuat lentur ekivalen. Jika kedua variasi serat dibandingkan maka peningkatan paling kecil terjadi pada benda uji berserat limbah bubut. Hal tersebut dikarenakan jumlah serat limbah bubut yang kurang merata dalam campuran beton ataupun bentuk seratnya yang spiral. Bentuk yang spiral ini menyebabkan sifat menjadi lebih elastis sehingga serat limbah bubut besi tersebut susah untuk mengalami regangan dan cendurung langsung commit to userpatah setelah mencapai batasnya. Lain halnya serat fabrikasi yang memberi peningkatan kuat lentur ekivalen yang



cukup signifikan. Hal ini disebabkan sifatnya yang kaku dan jumlah seratnya yang tersebar merata. Selain itu ditinjau dari kuat tariknya pada tabel 4.8 , nilai kuat tarik serat fabrikasi jauh lebih besar dari serat limbah bubut besi meskipun jumlah serat bubut besi lebih banyak akan tetapi kualitas tariknya jauh berbeda. Hal ini membuktikan bahwa selain jumlah serat, kualitas serat juga mempengaruhi kuat lentur ekuivalen. Gambaran distribusi serat pada benda uji dapat dilihat pada gambar 4.25 dan 4.26.

Gambar 4.25 Penampang Patahan Balok Beton Serat Fabrikasi

Gambar 4.26 Penampang Patahan Balok Beton Serat Limbah Bubut Pembagian jumlah serat dapat diilustrasikan seperti gambar 4.27.

atas bagian III bagian II bagian I

bawah

Gambar 4.27 Pembagian Daerah Persebaran Serat pada Patahan Balok Beton Berdasarkan ilustrasi gambar 4.27 dapat dihitung jumlah persebaran serat. Jumlah serat pada setiap bagian menunjukan kemampuan serat dalam mendukung kinerja commit user ekuivalen. Jumlah serat dalam kuat lentur beton baik itu termasuk kuatto lentur patahan balok beton secara lebih detail diperlihatkan pada tabel 4.21.



Tabel 4.21

Jumlah serat pada patahan beton

Kode Benda Uji BSB20 BSB20 BSB20 BSB30 BSB30 BSB30 BSB40 BSB40 BSB40 BSF20 BSF20 BSF20 BSF30 BSF30 BSF30 BSF40 BSF40 BSF40

I 9 1 0 21 3 7 11 8 18 10 4 7 5 6 7 13 22 26

Jumlah Serat rata-rata jumlah per jumlah per bagian bagian II III TOTAL I II III 4 9 22 3 7 8 9 8 18 8 7 15 18 6 45 10 15 19 17 18 38 9 32 48 17 11 39 12 18 15 17 22 47 19 12 49 7 7 24 7 5 6 1 5 10 6 7 20 14 11 30 6 8 9 7 9 22 3 6 16 18 10 41 20 21 10 24 12 58 22 9 57

ratarata total 18 44 45 18 23 52

4.4.7.Hubungan Pull Out Dan Kuat Tarik Terhadap Kuat Lentur Dan Kuat Lentur Ekuivalen

Kualitas serat juga menentukan daya dukung serat terhadap kuat lenturnya. Kualitas serat yang berhubungan dengan kemampuan kuat lentur dan kuat lentur ekuivalen beton serat adalah kemampuan pull out serta kemampuan kuat tarik serat.Apabila jumlah serat di tiap bagian dikalikan kuat tarik dan kuat lekat serat dapat diketahui gaya yang mampu ditahan serat. Tabel 4.22 dan 4.23 menunjukan pengaruh jumlah serat dan kualitas tarik maupun lekat terhadap kuat lentur balok beton. commit to user



Tabel 4.22 Pengaruh jumlah serat dan kuat lekat terhadap kuat lentur Kuat Lekat Serat Per Bagian (Mpa)

Kode Benda Uji BSB20 BSB30 BSB40 BSF20 BSF30 BSF40

I 0.03 0.08 0.10 0.56 0.48 1.63

II 0.05 0.11 0.14 0.37 0.64 1.71

III 0.06 0.15 0.12 0.51 0.70 0.83

Kuat Lekat (Mpa) Rata-Rata Total 0.14 0.34 0.35 1.45 1.82 4.18

Kuat Lentur Ekivalen (Mpa) (Mpa) (Feqmu) (Feqms) 5.59 0.11 0.44 4.71 0.13 0.36 5.68 0.01 0.11 4.87 1.73 1.84 5.08 2.61 2.65 6.64 4.28 5.55

Kuat Lentur

6 5

MPa

4 3 2 1 0 PULLOUT

LENTUR BSB20

FEQMU BSB30

FEQMS

BSB40

Gambar4.28 Hubungan Pull Out Serat Terhadap Kuat Lentur dan Kuat

MPa

Lentur Ekivalen Beton Serat Limbah Bubut 7 6 5 4 3 2 1 0 PULLOUT

LENTUR BSF20

FEQMU BSF30

FEQMS

BSF40

Gambar4.29 Hubungan Pull Out Serat Terhadap Kuat Lentur dan Kuat commit to user Lentur Ekivalen Beton Serat Fabrikasi



Gambar 28 dan gambar 29 memperlihatkan hubungan antara kuat lekat terhadap kuat lentur dan kuat lentur ekuivalen beton serat limbah bubut besi dan beton serat fabrikasi. Gambar 28 menunjukan bahwa semakin besar kadar serat maka nilai pull out dan kuat lentur cenderung naik kecuali nilai kuat lentur kadar 30 kg/m3 dan keat lentur ekuivalen kadar 40 kg/m3 yang mengalami penurunan. Gambar 29 menunjukan hasil bahwa semakin besar nilai pull out semakin banyak kadar serat maka nilai kuat lentur dan kuat lentur ekuivalennya meningkat. Tabel 4.23

Kode Benda Uji BSB20 BSB30 BSB40 BSF20 BSF30 BSF40

Pengaruh jumlah serat dan kuat tarik terhadap kuat lentur kuat tarik serat per bagian (MPa) I

II

III

392.7 1217.5 1453.1 6209283.7 5322243.2 18036491

824.7 1728.0 2081.5 4139522.5 7096324.2 18923531.3

942.6 2199.3 1767.3 5617923.4 7687684.6 9166085.5

kuat tarik (MPa) rata-rata total 2160.0 5144.8 5301.9 15966729 20106252 46126107

kuat lentur

Kuat Lentur Ekivalen (MPa)

(MPa)

Feqmu

Feqms

5.59 4.71 5.68 4.87 5.08 6.64

0.11 0.13 0.01 1.73 2.61 4.28

0.44 0.36 0.11 1.84 2.65 5.55

Tabel 4.22 dan 4.23 memperlihatkan bahwa pada serat dengan kualitas yang sama, jumlah serat mempengaruhi daya dukung terhadap beban atau gaya. Jumlah serat tidak akan berpengaruh secara signifikan apabila kualitas serat berbeda. Nilai kuat tarik dan lekat terbesar terjadi pada beton serat limbah bubut kadar 40 kg/m3 karena jumlah serat paling banyak sehingga kuat lentur serat paling tinggi akan tetapi kuat lentur ekuivalen paling rendah. Hal ini mungkin disebabkan karena serat mengalami kegagalan atau putus akibat modulus elastisitas tinggi. Kuat lentur beton serat limbah bubut besi pada kadar 30 kg/m3 mengalami penurunan akibat adanya rongga dalam beton sehingga beton dapat mudah retak. Kinerja beton serat fabrikasi lebih stabil atau berbanding lurus, semakin banyak jumlah seratnya semakin tinggi pula kuat tarik dan lekatnya sehingga kuat lentur dan kuat lentur ekuivalennya bertambah. Gambar 4.20 memperlihatkan semakin besar kadar serat dalam campuran semakin tinggi nilai kuat lentur dan kuat lentur ekuivalennya. commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.

Kesimpulan

Kesimpulan dari hasil pengujian, analisa data dan pembahasan adalah : a. Penambahan serat limbah bubut menyebabkan beberapa benda uji mengalami penurunan kuat tekan (8,68% - 32.23%), tetapi pada serat fabrikasi ada peningkatan kuat tekan (6.61% - 30.17%) kecuali pada serat fabrikasi kadar 30 kg/m3 mengalami penurunan. Hasil ini menunjukkan bahwa penambahan serat limbah bubut besi belum mampu memberikan peningkatan terhadap kuat tekan beton seperti yang diharapkan. b. Jumlah serat mempengaruhi kuat lentur beton karena semakin banyak serat baik serat bubut maupun serat fabrikasi maka kuat lentur beton semakin tinggi. Peningkatan kuat lentur terbesar terjadi pada serat kadar 40 kg/ m3 , 28.47% pada serat fabrikasi dan 9,99% pada serat limbah bubut besi. c. Hasil pengujian kuat lentur menunjukan bahwa : 

Beton tanpa serat memiliki nilai kuat lentur 5,17 Mpa dan modulus elastisitas 5541.80 N/mm2.



Beton serat fabrikasi 20 kg/m3 memiliki kuat lentur 4,87 MPa dan modulus elastisitas 5142,47 N/mm2.









Beton serat limbah bubut besi 20 kg/m3 memiliki kuat lentur 5,59 MPa dan modulus elastisitas 6208,38 N/mm2.



Beton serat limbah bubut besi 30 kg/m3 memiliki kuat lentur 4,71 MPa dan modulus elastisitas 6619,31 N/mm2.



commit to user Beton serat limbah bubut besi 40 kg/m3 memiliki kuat lentur 5,68 MPa dan modulus elastisitas 7169,68 N/mm2. 71



d. Penambahan serat mampu menimbulkan adanya kuat lentur ekivalen. Peningkatan kadar serat akan meningkatkan kuat lentur ekuivalen. Peningkatan kuat lentur ekuivalen terbesar terjadi pada serat fabrikasi Hal ini menunjukan bahwa, kuat lentur ekivalen tidak hanya dipengaruhi oleh jumlah serat tetapi juga kualitas seratnya (kualitas kuat tarik serat dan pull out serat). e. Beton serat limbah bubut besi belum mampu digunakan sebagai penganti beton serat fabrikasi untuk aplikasi beton struktural karena adanya perbedaan kinerja yaitu penurunan kekuatan tekan beton mencapai 32,23% meskipun terjadi penigkatan kuat lentur sebesar 9,99%. Peningkatan kuat lenturnya masih jauh lebih rendah dari beton serat fabrikasi. f. Penyebab perbedaan kinerja kuat tekan dan kuat lentur beton serat limbah bubut besi dan serat fabrikasi adalah rasio kelangsingan (L/d) serat (serat fabrikasi L/d = 80 sedangkan serat limbah bubut besi L/d = 60), bentuk serat (end hook dan spiral ) dan kualitas serat (nilai kuat tarik dan pull out).

5.2.

Saran

Penelitian lanjutan yang merupakan pengembangan tema maupun metodologi diperlukan untuk lebih memperdalam kajian dari penelitian yang sudah dilakukan. Adapun saran untuk penelitian selanjutnya sebagai berikut: a. Proses pemadatan serat harus menggunakan alat pemadat agar pemadatan terjadi secara sempurna. b. Distribusi serat pada campuran beton perlu memperhitungkan waktu dan metode pencampuran sehingga diperoleh distribusi serat yang merata.

commit to user

PERBANDINGAN KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR BETON SERAT LIMBAH BUBUT BESI TERHADAP BETON SERAT FABRIKASI SKRIPSI

Recommend Documents