STUDI PENGARUH SERAT POLYPROPYLENE (PP) TERHADAP KUAT TEKAN DAN TARIK BELAH SELF COMPACTING CONCRETE (SCC) RESEARCH OF POLYPROPYLENE (PP) FIBER EFFECT TOWARD COMPRESSIVE STRENGTH AND SPLIT TENSION STRENGTH SELF COMPACTING CONCRETE (SCC)
Junardi Masdar, M. Wihardi Tjaronge, Abd. Madjid Akkas Jurusan Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin, Makassar
Alamat Korespondensi Junardi Masdar Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Hasanuddin Makassar, 90245 Hp : 085242542321 Email :
[email protected]
STUDI PENGARUH SERAT POLYPROPYLENE (PP) TERHADAP KUAT TEKAN DAN TARIK BELAH SELF COMPACTING CONCRETE (SCC) RESEARCH OF POLYPROPYLENE (PP) FIBER EFFECT TOWARD COMPRESSIVE STRENGTH AND SPLIT TENSION STRENGTH SELF COMPACTING CONCRETE (SCC) M. Wihardi Tjaronge1, Abd. Madjid Akkas1, Junardi Masdar2 Abstrak Secara umum ditinjau dari segi kekuatan, konstruksi beton dalam keteknik-sipilan dibagi atas klasifikasi beton mutu rendah, mutu sedang dan mutu tinggi. Hal ini berkat ditemukannya bahan tambah dan metode pelaksanaan pencampuran material yang baik. Beton mutu tinggi menggunakan bahan tambah Superplasticizer dan Retarder. Pada penelitian sebelumnya telah diperoleh bahwa serat polypropylene (PP) yang ditambahkan pada beton normal (beton mutu rendah/sedang tanpa bahan tambah) dapat meningkatkan kuat tekan dan kuat tarik belah pada kisaran 10 s.d 11%. Penelitian ini sebagai lanjutan penelitian tersebut diatas bertujuan untuk mengetahui seberapa jauh pengaruh penambahan serat polypropylene (PP) terhadap peningkatan kekuatan untuk beton mutu tinggi (beton SCC, Self Compacting Concrete dengan bahan tambah dasar Superplasticizer dan Retarder). Untuk mencapai tujuan tersebut, maka digunakan metode rancang campuran beton metode SNI 03-2834-1992 (SK SNI T-15-199003), metode lain rancang campuran beton yang ada antara lain ACI Method dan British Method. Selanjutnya pembuatan benda uji silinder dan pengujian kekuatan beton sebelum dan sesudah penambahan variasi serat polypropylene (PP) pada beton SCC. Dengan desain metode tersebut, diharapkan akan diperoleh hasil kondisi kelecakan adukan beton, kadar PP optimal (% berat terhadap berat semen) serta posisi peningkatan kekuatan beton. Kata Kunci: Beton, Kelecakan, Semen, Pengujian, Optimal, Mutu. Abstract In generally, based on the strength of concrete construction in civil engineering showed that strength concrete classification is divided into low, medium, and high quality. This is due the discovery of the added material and good method of mixing the material. High quality concrete uses additive Superplasticizer and retarder. In previous research has found that polypropylene fibers (PP) which added in normal concrete (concrete quality low/medium with no additive) is able to increase the compressive strength and split tensile strength in the range of 10 to 11%. This research is a continuation of previous research. The objective of this research is to determine how far the effect of the addition of polypropylene fibers (PP) to the increased strength for high strength concrete (SCC, Self Compacting Concrete with added material base superplasticizer and retarder). To achieve these objectives, we use concrete design method, SNI method 03-2834-1992 (SK SNI T-15-1990-03), another method of concrete mix design that is among other things the ACI Method and British Method. Furthermore, manufacture of test specimens cylinders and testing concrete strength before and after the addition of the variation of fiber polypropylene (PP) in the SCC. With the design of the method, the expectation of the results are obtained with the optimum slump conditions of the concrete, the optimal levels of PP (% of the weight of cement) as well as the position of increased strength concrete. Keywords: Concrete, Slump, Cement, Testing, Optimal, Quality.
1 2
Dosen, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar 90245, INDONESIA Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar, INDONESIA BTN Dewi Kumala Sari Blok AE 14 Nomor 15, Makassar 90243. E-mail:
[email protected]
PENDAHULUAN Pelaksanaan pengerjaan konstruksi beton dewasa ini telah banyak mengalami perubahan dengan pesat, baik dari penggunaan bahan penyusunnya sampai dengan sistem pembuatannya. Dalam industri konstruksi terutama dalam pembuatan beton konvensional, pekerjaan pemadatan merupakan hal mutlak yang harus dilaksanakan. Self Compacting Concrete atau (SCC) adalah beton segar yang sangat plastis dan mudah mengalir karena berat sendirinya mengisi keseluruhan cetakan yang dikarenakan beton tersebut memiliki sifat-sifat untuk memadat sendiri, tanpa adanya bantuan alat penggetar. Kelemahan beton sebagai bahan konstruksi yaitu tidak mampu menahan gaya tarik dengan baik, oleh karena itu beton membutuhkan penguatan berupa tulangan tarik untuk menahan tegangan tarik yang terjadi. Di negara-negara maju seperti Amerika dan Inggris, para peneliti telah berusaha memperbaiki sifat-sifat kurang baik dari beton tersebut dengan cara menambahkan serat atau fiber pada adukan beton. Pemikiran dasarnya adalah menulangi beton dengan fiber yang disebarkan ke dalam beton segar, sehingga dapat mencegah terjadinya retakan-retakan beton yang terlalu dini, baik akibat panas hidrasi maupun pembebanan. Berbagai macam beton serat yang mampu memperbaiki sifat-sifat beton adalah: baja, plastik (polypropylene), kaca dan karbon. Penulis bermaksud melakukan penelitian dengan menggunakan bahan tambah (admixture) serat jenis polypropylene yaitu PP strapping band (Soroushian & Bayasi, 1987). PP (polypropylene) strapping band merupakan tali kemas untuk berbagai keperluan pengemasan barang. Keunggulan strapping band sebagai alat pengemasan
antara lain, bahannya yang ringan, dan mudah digunakan untuk pengemasan barang-barang yang beratnya mencapai 500 kg. Strapping band memiliki kekuatan tarik tinggi yaitu antara 60 sampai 250 kg/cm2 (A. Madjid Akkas dkk. 2012 - 2013). BAHAN DAN METODE Penelitian yang dilakukan di Laboratorium Struktur dan Bahan pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Hasanuddin dengan menggunakan metode eksperimental, yaitu pengujian kuat tekan beton silinder umur 3, 7, dan 28 hari serta kuat tarik belah beton silinder umur 28 hari yang mengacu pada metode ASTM (America Society for Testing and Materials). Rumus kuat tekan diberikan π oleh ππβ² = π΄ , dengan P = Beban maksimal, dan A = Luas permukaan beton silinder dan rumus kuat tarik belah diberikan oleh π‘ = 2π , dengan P = Beban maksimal, L = ππΏπ· Panjang beton silinder, dan D = Diameter beton silinder. Bahan dan peralatan yang digunakan pada pembuatan beton silinder adalah semen Portland komposit merek Tonasa, kerikil dari sungai Bili-Bili, pasir dari sungai Jeneberang, bahan tambah berupa superplasticizer, retarder, dan polypropylene strapping band. Peralatan yang gunakan antara lain compression testing machine kapasitas 1500 kN, cetakan silinder ukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm, mesin pencampur bahan/mixer beton, capping set, ember, timbangan dan alat tambahan lainnya. Penelitian ini dilakukan selama 28 hari di laboratorium dengan lima variasi beton silinder yang dibuat antara lain: 0%, 1,25%, 2,5%, 3,75%, dan 5% terhadap berat semen. Ada pun jumlah benda uji dan kadar serat strapping band dalam penelitian ini dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 1. Jumlah Benda Uji Penelitian Kadar Serat 0% Kuat Kuat Tekan Tarik 3 3 3 3
Hari
3 7 28 Jml.
Benda Uji Kadar Serat 2.5% Kuat Kuat Tekan Tarik 3 3 3 3 60 Benda Uji
Kadar Serat 1.25% Kuat Kuat Tekan Tarik 3 3 3 3
Dari faktor air semen 0,35 memberikan komposisi mix design beton SCC yang mengacu pada metode D.O.E (Development Of The Environment) dalam 60 buah beton silinder memberikan proporsi 238,45 kg semen, 240, 11 kg pasir, 329,15 kg kerikil, 83,03 kg air, 3,58 kg superplasticizer, 0,95 kg retarder, dan 5,96 kg polypropylene strapping band. Setiap akhir waktu perendaman yaitu pada umur 3, 7, dan 28 hari, dilakukan pengujian kuat tekan beton silinder sedangkan untuk pengujian kuat tarik belah beton silinder dilakukan pada umur 28 hari dengan menggunakan alat compression testing machine.
Kadar Serat 3.75% Kuat Kuat Tekan Tarik 3 3 3 3
Kadar Serat 5% Kuat Kuat Tekan Tarik 3 3 3 3
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Kuat Tekan Beton Komposisi material penyusun beton memiliki pengaruh tehadap kuat tekan yang dihasilkan dari beton. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 1 yang menunjukkan hubungan kuat tekan terhadap umur beton sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan. Pada umur 28 hari, kuat tekan ratarata beton tanpa penambahan serat strapping band dan beton dengan penambahan serat strapping band 1,25%, 2,5%, 3,75%, dan 5% berturut-turut 446,29 kg/cm2, 531,37 kg/cm2, 378,89 kg/cm2, 349,38 kg/cm2, dan 320,92 kg/cm2.
600 531.37
Kuat Tekan (kg/cmΒ²)
500 400
446.29
390.33396.10 348.03353.80
300 200
238.43 221.12 178.82
378.89 349.38 320.92
267.27 257.66 234.58
SSB 0% SSB 1,25% SSB 2,5% SSB 3,75%
SSB 5% 100
0 3
7
28
Umur Beton (Hari)
Gambar 1. Diagram Batang Korelasi Kuat Tekan Terhadap Umur Beton
Kuat Tekan (kg/cm2)
600
531.370
500 446.285 378.891
400
349.375
320.918
300 200 100 0 0%
1%
2%
3%
4%
5%
Penambahan Serat Strapping Band (%)
Gambar 2. Grafik Kuat Tekan Beton Untuk Semua Variasi pada Umur 28 Hari Berdasarkan gambar 2 diatas, diketahui bahwa beton dengan penambahan serat strapping band 1,25% mengalami kenaikan kuat tekan sebesar 0,19% dari kuat tekan beton tanpa penambahan serat strapping band. Sedangkan pada beton dengan penambahan serat strapping band 2,5%, 3,75%, dan 5% berturut-turut mengalami penurunan kuat tekan sebesar 0,15%, 0,22%, dan 0,28% dari kuat tekan beton tanpa penambahan serat strapping band. Selain pengujian kuat tekan, secara visual juga diamati pola runtuh (failure) pada benda uji. Sebagian besar benda uji
Kuat Tarik Belah (kg/cmΒ²)
45 40
38.096
menunjukkan pola retak columner (memanjang). Retak columner menunjukkan bahwa beton memiliki kemampuan untuk menahan beban tekan. Terlihat juga bahwa benda uji pecah pada mortar dan agregat hal menunjukkan bahwa beton merupakan suatu kesatuan yang memikul beban secara bersama. Pengujian Kuat Tarik Belah Pada gambar 3 menunjukkan hubungan kuat tarik belah terhadap penambahan serat strapping band pada umur beton 28 hari.
40.283 36.558
34.515
35
31.895
30 25 20 15 10 5 0
0%
1%
2%
3%
4%
5%
Penambahan Serat Strapping Band (%)
Gambar 3. Grafik Kuat Tarik Belah Beton Untuk Semua Variasi Serat
Berdasarkan gambar 3 diatas, pada umur 28 hari kuat tarik belah rata-rata beton tanpa penambahan serat strapping band dan beton dengan penambahan serat strapping band 1,25%, 2,5%, 3,75%, dan 5% berturut-turut 38,096 kg/cm2, 40,283 kg/cm2, 36,558 kg/cm2, 34,515 kg/cm2, dan 31,895 kg/cm2. Beton dengan penambahan serat strapping band 1,25% mengalami kenaikan kuat tarik belah sebesar 0,06% dari kuat tarik belah beton tanpa penambahan serat strapping band. Sedangkan pada beton dengan penambahan serat strapping band 2,5%, 3,75%, dan 5% berturut-turut mengalami penurunan kuat tekan sebesar 0,04%, 0,09%, dan 0,16% dari kuat tarik belah beton tanpa penambahan serat strapping band. Setelah pengujian kuat tarik belah, secara visual juga diamati pola runtuh (failure) menunjukkan benda uji tanpa penambahan serat strapping band benda uji mengalami patahan di bagian tengah sedangkan pada beton dengan penambahan serat strapping band hanya mengalami retak pada bagian tengah dan tidak mengalami patahan hal ini menunjukkan bahwa benda uji tersebut mampu menahan beban geser lebih baik dibandingkan dengan beton tanpa penambahan serat strapping band. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan data yang diperoleh dari hasil pengujian beton SCC dengan variasi penambahan serat strapping band 0%, 1,25%, 2,5%, 3,75%, dan 5 % dari berat semen, maka diperoleh kesimpulan bahwa : 1. Nilai kuat tekan beton SCC optimal terdapat pada penambahan serat strapping band sebanyak 1,25% yaitu dari 446,29 kg/cm2 menjadi 531,37 kg/cm2 atau 0,19% dari beton tanpa penambahan serat strapping band. 2. Nilai kuat tarik belah beton SCC optimal terdapat pada penambahan serat strapping band sebanyak 1,25%
3.
yaitu dari 38,096 kg/cm2 menjadi 40,283 kg/cm2 atau 0,06% dari beton tanpa penambahan serat strapping band. Pada penambahan serat strapping band optimum 1,25% menghasilkan kuat tarik belah sebesar 7,61% dari kuat tekan beton SCC.
Saran Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka sebagai bahan pertimbangan diajukan beberapa saran sebagai berikut: 1. Peningkatan kuat tekan dan kuat tarik belah hanya terjadi pada penambahan serat strapping band sebanyak 1,25% dan mengalami penurunan pada 2,5%, 3,75%, dan 5%, maka untuk penelitian selanjutnya disarankan untuk menggunakan volume penambahan serat strapping band kurang dari 1,25%, misalnya dengan volume 0,25%, 0,5%, 0,75%, dan 1%. 2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh variasi perbandingan panjang dan lebar potongan serat strapping band kedalam campuran adukan beton. DAFTAR PUSTAKA Akkas, Abdul Madjid. dkk., 2013. Studi Pengaruh Serat Strapping Band (SSB) Terhadap Kekuatan Beton. Anonim. 1990. Metode Pengujian Kuat Tekan Beton (SNI 03-1974-1990). Departemen Pekerjaan Umum. Anonim. 2002. Metode Pengujian Kuat Tarik Belah Beton (SNI 03-24912002). Departemen Pekerjaan Umum. Anonim. 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI-03-2847-2002). Departemen Pekerjaan Umum. Anonim. 2003. Annual Book of ASTM Standards: Volume 04.02, Concrete and Aggregate. American Society for
Testing and Material, US and Canada. Soroushian P and Z. Bayasi. 1987. Concept of Fiber Reinforced Concrete, Dept Of Civil and Environmental Engineering. Michigan State University, Michigan.
