ILTEK,Volume 6, Nomor 12, Oktober 2011
STUDI KUAT LENTUR BETON PADA PERKERASAN KAKU DENGAN PENAMBAHAN SERAT FIBERGLASS PADA BETON NORMAL Muhammad Ilham Mustari Dosen STITEK Dharma Yadi Makassar 90231 ABSTRAK Beton serat dapat didefinisikan sebagai beton yang terbuat dari semen portland atau bahan pengikat hidrolis lainnya yang ditambah dengan agregat halus dan kasar, air, dan diperkuat dengan serat. Serat fiberglass atau sering diterjemahkan menjadi serat gelas adalah kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis dengan garis tengah sekitar 0.005 mm – 0.01 mm. Serat ini dapat dipintal menjadi benang atau ditenun menjadi kain, yang kemudian diresapi dengan resin sehingga menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi untuk digunakan sebagai bahan mobil dan bangunan kapal. Dia juga digunakan sebagai agen penguat untuk banyak produk plastik. Dalam penelitian ini digunaakan Rancangan campuran beton metode DOE dengan penambahan serat fiberglass kedalam beton masing-masing sebesar 0%,0.1%,0.2% 0.3% dan 0.4% ditinjau dari berat beton segar. Tujuan penelitian ini dilakukan untuk mengetahui nilai kuat lentur optimum yang dihasilkan dengan komposisi serat 0%,0.1%,0.2% 0.3% dan 0.4% dan apa pengaruhnya terhadap nilai kuat lentur beton akibat ditambahkannya serat tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan serat fiberglass kedalam beton dapat meningkatkan nilai lenturnya akan tetapi penambahan terlalu banyak serat kedalam beton juga mengurangi kuat lentur beton .Jadi nilai optimum kuat lentur terjadi pada penambahan serat fiberglass sebesar 0.1% dengan mengalami peningkatan kuat lentur sebesar 12.05% dari beton normal. Dengan adanya peningkatan kekuatan lentur tersebut memberikan gambaran bahwa pada penambahan serat fiberglass kedalam beton memberikan pengaruh terhadap peningkatan dan penurunan kuat lentur beton. Kata Kunci: Perkerasan Kaku, Serat Fiberglass kedalam beton diharapkan dapat digunakan untuk memperbaiki karakteristik beton. Melihat kondisi akan semakin banyaknya penggunaan bahan tambah bentuk serat untuk konstruksi beton, maka kami mengambil serat bentuk fiberglass sebagai bahan penelitian kami untuk mengetahui sejauh mana pengaruh penambahan serat tersebut terhadap kuat lentur beton.
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Saat ini perkembangan transportasi terutama untuk mobilitas penduduk dan kendaraan dari tahun ke tahun terus meningkat. Oleh karena itu sekarang ini sering kita jumpai banyak proyek pembangunan dan peningkatan jalan dan salah satu jenis perkerasan yang banyak digunakan adalah perkerasan jalan beton semen portland atau lebih sering disebut perkerasan kaku atau juga disebut rigid pavement.
1.2 Rumusan Masalah Sebagai pokok bahasan dalam penelitian ini adalah membandingkan kuat tekan lentur beton menggunakan bahan tambah serat fiberglass dengan beton normal atau tanpa serat.Untuk memberi ruang lingkup yang jelas tentang masalah yang akan dibahas dalam penelitian, maka perlu perumusan masalah sebagai berikut : 1. Berapa besar kuat lentur optimum yang dihasilkan dari penambahan serat fiberglass 0.1%, 0.2%, 0.3%,dan 0,4% ditinjau dari berat beton segar?. 2. Apa pengaruh kuat lentur beton setelah menggunakan bahan tambah serat fiberglaas?.
Pada perencanaan perkerasan kaku tidak mengutamakan kuat tekannya akan tetapi yang lebih diutamakan adalah kuat lenturnya. Karena perkerasan rigid sifatnya kaku maka dia harus mampu menahan lenturan-lenturan dari beban roda kendaraan. Oleh karena itu timbul pertanyaan bagaimana cara meningkatkan nilai kuat lentur pada perkerasan kaku?. Dalam penelitian ini salah satu cara dilakukan untuk meningkatkan kuat lentur pada perkerasan kaku adalah dengan menggunakan bahan tambah serat, dengan penambahan serat kedalam beton biasa yang nantinya akan diuji di laboratorium, apakah dengan penambahan serat ini kuat lentur yang dihasilkan akan semakin baik atau tinggi sehingga efektif dalam mengurangi retak dan dapat menambah ketahanan terhadap lenturan, ataukah malah keadaan sebaliknya yang akan terjadi. Salah satu sifat penting dari beton adalah daktilitas,. Dengan sifat daktail tersebut, serat yang dicampurkan
1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk : 1. Mengetahui nilai kuat lentur optimum yang dihasilkan dari penambahan serat fiberglass 0.1%, 0.2%, 0.3%,dan 0,4%. 2. Mengetahui pengaruh kuat lentur beton setelah menggunakan bahan tambah serat fiberglaas. 866
ILTEK,Volume 6, Nomor 12, Oktober 2011 2. Memberikan informasi tentang berapa persen pengaruh kuat lentur beton akibat dari ditambahkannya serat fiberglass ke dalam beton.
1.4 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah : 1. Memperdalam pengetahuan mengenai beton dan mengaitkannya dengan pengetahuan teori yang diperoleh.
2.Metode Penelitian
Persiapan penelitian
Pengambilan sampel agg. kasar
Pengambilan sampel agg. halus
Uji karakteristik agregat
Uji karakteristik agregat
Pengambilan sampel semen
Pengambilan sampel air
Pengambilan sampel fiberglass
Tdk
Tdk Memenu hi syarat teknis ?
Memenu hi syarat teknis ?
ya
ya Rancangan campuran
Tdk
Uji Lentur umur 28 hari
ya
Pembuatan benda uji dengan penambahan fiberglass 0%, 0.1%, 0.2%.0.3% dan 0.4% Uji lentur 28 hari
Analisis dan kesimpulan
Selesai
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
a. Persiapan penelitian b. Pembuatan benda uji 1. Lokasi Pengambilan Material a). Agregat kasar (batu pecah) yang bahan bakunya diperoleh dari bili – bili, kabupaaten Gowa, hasil Stone Cruser dari PT Bosowa yang terletak dijalan tol Ir,Sutami Makassar. b). Agregat halus, bahan bakunya diperoleh dari Bili-bili kabupaten Gowa, hasil Stone Cruser dari PT Bosowa yang terletak dijalan tol Ir,Sutami Makassar. 2. Pengadaan material
1. Penakaran material beton (semen, kerikil, pasir, air dan serat) 2. Pencampuran material beton (semen, kerikil, pasir air dan serat) 3. Pengadukan dan penuangan beton ke benda uji (balok) 4. Pemadatan beton 5. Benda uji (balok) disimpan 24 jam 6. Benda uji (balok) dikeluarkan dari cetakan 867
ILTEK,Volume 6, Nomor 12, Oktober 2011
Tabel 10 Hasil pemeriksaan karakteristik agregat halus
3. Perawatan (curing) Pada penelitian ini kami menggunakan metode perawat dengan pembasahan yaitu menaruh beton segar dalam air dalam waktu yang telah ditentukan. 4. Uji lentur Proses pengujian lentur dan pengambilan data sebagai berikut : 1. Persiapan. a. Siapkan benda uji kemudian ukur dan catat dimensi penampang benda uji lentur beton. b. Ukur dan catat panjang benda uji pada keempat rusuknya. c. Timbang dan catat berat masing-masing benda uji. d. Tempatkan benda uji yang selesai diukur dan ditimbang berada dibagian samping alat penekan. e. Siapkan mesin uji lentur. f. Atur benda uji sehingga siap untuk pengujian selanjutnya diberikan beban dengan memompamompa alat sehingga jarum pada alat terbaca sampai benda uji patah. g. Hentikan pembebanan dan catat beban maksimum yang menyebabkan patahnya benda uji. h. Ambil benda uji yang telah selesai diuji yang dapat dilakukan dengan menurunkan pelat perletakan benda uji atau menaikkan alat pembebanannya. i. Ukur dan catat lebar dan tinggi tampang lintang patah sedikitnya pada tiga tempat dan ambil harga rata-ratanya. j. Kemudian hitung kuat lentur dengan persamaan sesuai yang dijelaskan pada bab sebelumnya. k. Setelah dihitung dengan menggunakan rumus kuat lentur dan hasilnya memenuhi syarat maka dapat dilakuakan pembuatan benda uji dengan penambahan serat sesuai yang diinginkan.
NO
Karakteristik
Spesifikasi
Hasil
Keterangan
1
Kadar air
3% - 5%
3.11
memenuhi
2
Kadar lumpur
0.5% - 6%
0.65
memenuhi
3
Berat Volume
1.4 – 1.9kg/lt
1.53
memenuhi
4
Berat jenis Spesifik
1.6 – 3.3
2.67
memenuhi
5
Absorpsi
0.2% - 2%
2.00
memenuhi
6
Modulus kehalusan
2.2 - 3,1
2.24
Kadar Organik
7
Memenuhi Masuk Zona 3 No. 1
layak dipakai
sumber : Hasil Pengujian dilaboratorium
Dari hasil pengujian agregat halus (pasir), menunjukkan bahwa semua pengujian memenuhi syarat standar spesifikasi yang telah ditentukan dan layak digunakan dalam campuran beton. Tabel 11 Hasil pemeriksaan karakteristik batu 1-2 No
Karakteristik
Spesifikasi
Hasil
Keterangan
0,5% - 2%
0.55
memenuhi
1
Kadar air
2
Kadar lumpur
0.2% - 1.0%
0.68
memenuhi
3
Berat Volume
1,6 – 1.9kg/lt
1.60
memenuhi
4
Berat jenis Spesifik
1.6 – 3.2
2.58
memenuhi
5
Absorpsi
0,2% - 4%
2.72
memenuhi
6
Modulus kehalusan
5,5 - 8,50
7.07
memenuhi
7
Keausan
15% - 50%
19.77
memenuhi
HASIL
KETERANGAN
0,5% - 2%
0.55
memenuhi
sumber : Hasil Pengujian dilaboratorium Tabel 12 Hasil pemeriksaan karakteristik batu 2-3 NO KARAKTERISTIK SPESIFIKASI
HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil Penelitian Hasil penelitian yang diperoleh melalui pengujian meliputi pengujian karakteristik agregat. Dari pengujian beton diperoleh hasil berupa nilai kuat lentur beton normal dan kuat lentur beton dengan penambahan serat fiberglass yang bervariasi. Adapun hasil penelitian sebagai berikut : 1. Hasil pengujian Karakteristik Agregat Berdasarkan pelaksanaan pemeriksaan agregat dilaboratorium diperoleh hasil pemeriksaan karakteristik yang ditunjukan pada tabel 10 untuk agragat halus dan tabel 11 dan 12 untuk agregat kasar yaitu sebagai berikut :
1
Kadar air
2
Kadar lumpur
0.2% - 1.0%
0.34
memenuhi
3
Berat Volume
1,6 – 1.9kg/lt
1.64
memenuhi
4
Berat jenis Spesifik
1.6 – 3.2
2.6
memenuhi
5
Absorpsi
0,2% - 4%
2.09
memenuhi
6
Modulus kehalusan
5,5 - 8,50
7.92
memenuhi
7
Keausan
15% - 50%
19.77
memenuhi
sumber : Hasil Pengujian dilaboratorium
Dari hasil pengujian agregat kasar (kerikil), menunjukkan bahwa semua pengujian memenuhi syarat standar spesifikasi yang telah ditentukan dan layak digunakan dalam campuran beton.
868
ILTEK,Volume 6, Nomor 12, Oktober 2011 tersebut memberikan gambaran bahwa pada penambahan serat fiberglass kedalam beton memberikan pengaruh terhadap peningkatan dan penurunan kuat lentur beton.
Tabel 18 Hasil Rancangan Metode DOE Semen
Air
Pasir
Batu pecah
Total
(kg)
(kg/lt)
(kg)
(kg)
(kg)
475
189.43
585.56
1160.01
2410
Volume 1 m3
PENUTUP 4.1 Kesimpulan
Sumber:Hasil Perhitungan
3.2 Hasil uji kuat lentur beton Dari hasil uji lentur balok beton pada umur 28 hari dapat dilihat pada table berikut ini : Tabel 19 Hasil pengujian kuat lentur rata-rata No
Persentase serat (%)
Kuat lentur beton normal (kg/cm²)
Kuat lentur beton serat (kg/cm²)
Peningkatan /penurunan (%)
slump (mm)
Keterangan
1
0
49.8
49.8
0
48
normal
2
0.1
49.8
55.8
12.05
47
meningkat
3
0.2
49.8
51.2
2.811
48
meningkat
4
0.3
49.8
50.2
0.803
50
meningkat
5
0.4
49.8
47.5
-4.618
50
menurun
sumber : Hasil Perhitungan
Berdasarkan hasil penelitian dari sejumlah benda uji , maka ditarik kesimpulan sebagai berikut: a. Nilai kuat lentur optimum adalah 55.8 kg/cm², terjadi pada penambahan serat fiberglass sebesar 0.1% atau mengalami peningkatan kuat lentur sebesar 12.05% dari beton normal. b. kuat lentur beton normal diperoleh 49.8 kg/cm², sedangkan penambahan serat fiberglass 0.1%,0.2%, 0.3%, dan 0.4% berturut-turut diperoleh 55.8 kg/cm²,51.2 kg/cm²,50.2 kg/cm²,dan 47.5 kg/cm². Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan kuat lentur masing-masing sebesar 12.05%, 2.811%, 0.803 % dan untuk beton serat 0.4% mengalami penurunan sebesar 4.618%. Berdasarkan hasil ini menunjukkan bahwa semakin banyak serat fiberglass yang digunakan maka semakin menurun nilai kuat lenturnya dan kuat lentur Maximum terjadi pada penambahan serat fiberglass 0.1%.
Nilai Kuat Lentur (kg/cm²)
Grafik hub. kuat lentur dan Serat Fiberglass (%)
4.2 Saran
58 56 54 52 50 48 46 44 42
a. Perlu ada penelitian lanjut tentang kuat lentur beton yang menggunakan serat- serat yang lain. DAFTAR PUSTAKA 0
0,1
0,2
0,3
Ala, Paulus. dkk. 2002. Pengaruh Penggunaan Agregat Batu Pecah Ukuran Maksimum 20mm dan 40mm Terhadap Pencapaian Kuat Tekan Beton Yang Optimal: Politeknik Negeri Ujung Pandang. Astawa dan Made Dharma. 2007. Studi Perilaku Mekanisme Lentur Beton Fiber Beneser Komposit Mutu Tinggi. (Online), (http:/digilib.its.ac.id diaskes 10 Januari 2007) Departemen Pekerjaan Umum. 1971-1990. Metode Pengujian Kadar Air Agregat. (SNI 03 – 1971 – 1990). Departemen Pekerjaan Umum. 1973-1990. Metode Pengujian Berat isi Beton. (SNI 03 – 1973 – 1990). Departemen Pekerjaan Umum. 1970-1990. Metode Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat halus. (SNI 03 – 1970 – 1990). Departemen Pekerjaan Umum. 1969-1990. Metode Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar. (SNI 03 – 1969 – 1990). Departemen Pekerjaan Umum. 1968-1990. Metode Pengujian Tentang Analisa Saringan Agregat Halus dan Kasar. (SNI 03 – 1968 – 1990). Departemen Pekerjaan Umum. 2417-1991. Metode Pengujian Keausan Agregat Dengan Mesin Abrasi Los Angeles. (SNI 03 – 2417 – 1991).
0,4
Persentase serat (%) Gambar 2. Grafik hub. kuat lentur dan kadar serat fiber glass
3.3 Pembahasan Dari tabel 17 dan gambar 2 diatas menunjukkan bahwa beton normal memperoleh kuat lentur rata-rata sebesar 49,8 kg/cm² dan beton serat 0,1% sebesar 55,8 kg/cm² mengalami peningkatan sebesar 12,05% dari beton normal sedangkan beton serat 0,2% sebesar 51,2 kg/cm² mengalami peningkatan 2,811% , beton serat 0,3% sebesar 50,2 kg/cm² hanya mengalami peningkatan sebesar 0,803% dan persentase beton serat 0,4% sebesar 47,5 mengalami penurunan sebesar 4,618%. Jadi dari hasil analisis diatas menunjukkan bahwa nilai kuat lentur optimum yang dihasilkan yaitu 55,8 kg/cm² dengan penambahan serat fiberglass sebesar 0,1%. Hal ini menunjukkan bahwa semakin sedikit serat yang digunakan maka semakin tinggi kuat lentur yang diperoleh dan dengan penambahan serat fiberglass kedalam beton dapat meningkatkan kuat lentur. Dengan adanya peningkatan kekuatan lentur 869
ILTEK,Volume 6, Nomor 12, Oktober 2011 Departemen Pekerjaan Umum. 1972-1990. Metode Pengujian Slump Beton. (SNI 03 – 1972 – 1990). Departemen Pekerjaan Umum. 4431 -1997. Metode Pengujian Kuat Lentur Normal Dengan Dua Titik Pembebanan. (SNI 03 – 4431 – 1997). Departemen Pekerjaan Umum. Spesifikasi Umum 2006. Mulyono, Tri. 2003. Teknologi Beton. Jakarta: Andi Yogyakarta. Suryawan, Ari. 2005. Perkerasan Jalan Beton Semen Portland (Rigid Pavement). Surakarta: Beta Offset. Suwardi dan Martinus Gala. 2005. Perbandingan Kuat Tarik dan Kuat Tekan Beton Serat Staples Dengan Beton Normal. Makassar: Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Ujung Pandang. Yohanes, L. D. dkk. 2006. Penelitian Pendahuluan Hubungan Penambahan Serat Polymeric Terhadap Karakteristik Beton Normal.(Online), (http:/puslit.petra.ac.id/journals/civil), Jurusan Teknik Sipil Universitas Kristen Petra.
870
