STUDt Pi':N(;GUNAAN SERAT POLYPROPYLENE DAN NYLON UNTUK MEMPERBAIKl KINERJA BETON NORMAL DAN BETON KINERJA TINGGI1

;iding i,UI arid:

PCrLcmuan III

Sains Matcri 1996

STUDt Pi':N(;GUNAAN SERAT POLYPROPYLENE DAN NYLON UNTUK MEMPERBAIKl KINERJA BETON NORMAL DAN BETON KINERJA TINGGI1 Puti

amin2, Yohane

.irn Dwi Adian

A8STRAK STlJDI PEN(;(;UNAAN SERAT POLYPROPYLENE DAN Nfl,ON UNTUK MEMI'ERBAIKI KlNERJA BI':TON NOR~lAL DAN B":TON KINERJA TIN(;t;I, Telah dikaji penggunaan serat polypropylene dan nylon terhadap beton normal d.m hcton kincrja tinggi Scrat dilJ.:rolch dal; sumhcr komersial hcrukuran pan.lang 12 mm Beton normal lr c=~l)()kglcm:?) di variasi dengan kadar serat polypropylcne 6()(), QOO,1:\50, 18()() gramlm:\ bel on, dan kadar serat nylon 6(X), 900, 12()() gr,IIn/ln,~ h.:lon, Bcton kinclja tinggi (f 1:=600 kg/cm:?) divari(I-'ii dcngan kalJilr serat polypropylenc ')00. 18()(). 27()() gl1l1n/m.~ bel on, dan kadnr serat nylon 6()(). 12()(), 1St)!), 24l)() granlim:\ belon. Hasil IJengujian bt'ton normal bers.:rat polypmpylcne palla IIsi.1 2X hari untuk kadar scr(l1 0, 6()(), ()()(). I :~50. 1800 gr.uJ1/m3 adalah 370. 397, :\~!!, 39M, 4:\8 kg/cm2 untuk ku.lt lckan, 45.11 : 4~. 7~; 47, II; 50,()7; ~O.90 kg/cln2 umuk kuat Icnlur, 201,0.~7; 18.~,2:10;180.258; 1.~R.364;) :?_~666 kg/cm2 untuk mlmu1u:; clastisitas. Hasil pengujian beton nl)mlal berserat nylon pada usia 28 hari unwk kadar serat 6()(). 9()(), 1200 gram/m:~ allalah _~80.~6.~..~58 kg/cm2 untuk kuatlckan, 45, II; 45.7S; 40,S') kg/cnt2 untuk kuat Icntur. 18:1,4:14;120.19:!; 10'1834 kg/cm2 untuk mollulus clastisita.'i, Hasil pengujian heton kincrja tinggi hcrscrat polypropylene palla usia 90 hari untuk kallar :;crat 0. 9()(). 18()(). 2700 granlim:\ adalah ().~5,6:?0. 61:\, 580 kg/cm2 unluk kual lekan. 48.00; 47,78; 46.00; 43.78 kg/cm2 untuk kuat Icnlur. :\33.~1!!; 242,:\63; 202,142; 154,485 kg/cm2 untuk modulus .:Iastisitas. H.lSil pcngujian bcton kinerja tinggi h,'rscl,l1 nylon palla usia 90 hari untuk kndar sernl 6()(). 1200, 18()()' ::!4()()grailliln.~ ndnlah 547, 50:1, 487. 470 kg/cm2 untllk kuat tck(UI, 451 J; :\~.56; ~8,()(); 37,56 kg/cm2 untuk kuat Icntllr, 242,056; 235 ()()I; 162.588; 1()()._~7.~ kg/cm2 untuk modulus c\astisitas L)engan demikian diketnhui bnh",.a pada heton nonnal penambahan s.:rnt po1ypropylene akan meningkatkan kuat tekan dan kuat I.:ntur. p.:nambahan sernt nylon akan meningkatkan kuat I.:ntur It'tapi untuk kuat tckan penamhahan :;crat optimal adalah fI()() gram/m,~ neton. Palla heton kinerja tinggi penamhnhan ~crat polypropylene maupun nylon akan Inenurunkan kunt tekan. kuat I':nlur, clan modulus clastisitasnya, P.:rlJaikan kurva t.:gungan-R'gangan h.:ton hcr~crnl nylon Ichih haik dihandingkan beton h,.'rsel,l1polypropylen.:.

A"STRA(~T UTILI7ATION

01" POLYPROPYLENE AND NYLON flBI,R

TO IMPROVI, TH": l'I,Rl"ORMANC..: OF

NOI{MAL AND HI(;H STREN(;TH CONCR":TE. Applications of pol)vropylenc and nylon fibl"CS to nmmal conl:rctc (rc=3()(1 kg/cm:!) and high perfonnanCt' concrete ifc=600kg/cm:!). were studied. Fibres are Illnln length received frllln i.'ommercial ~ources Normal i.,onl:retewith polypropylenr: fibres O. 600. 900. 13S0. 1800 granvm3 pnxlucl's 370. 397. 398, 398. 43X kg/cm2 compl~ssive strength. 4.).11: 45.78: 47.11; 50.67; 50,90 kg/clnl nexur;ll ~lrength. and :!01.O~7; 18~.230: 180.258: 151\364; 123.666 kg/<;nl2 I!I(Jdulus of elasticity. Normall:oncre.ti.' with nylOil fibres 6()(). 9()(). J2()() gram/m3 produccs 3110.363. 3.)11 kg/cm2 eolnpressivl' ~trength. 45.11; 45,78; 46,89 kg/cm:! nexurul slrength, 183.4~4: 120.19:!: 109.834 kg/cm:! modulu~ or l'la~ti.:ity High pl'rtoml;1nl'c concretc \\1th ptllyprlJpylr:ne fibl"Cs 0, 9()(). III()(), 27()() grdln/m3 pr(x!ucl'S 635, 620. 613, '580 kg/.::m1 .::ompres~ivc~trr:ngth, 411,()():47 78: 46,00: 43,78 kg/cm2 flexural strength, 333.518; 242.363; ~O2.142: 154.4115kg/cm~ IrnJdulusr ela~ticity. High I)l:rformance r:oncr.:t.: \\'ith nyhJn fibres 600, 12()(), 18()(). 24()() gram/m3 produces 547, 50J, 487,470 kg/cm~ colllpl"Cs~ivestrength. 45.11 ;39.56; JII.OO: 37,56 kg/cm~ flexural strength. 242.056: 235.00 I; 16:!.588: 100.~75 kg/cm2 modulus of l'lasticity Therefore. addition or polypropylen.: fibrcs increasing thc compressivt: and flexural snength of normal CI!/l.:rc.te.but d,creasing the 1\1(l
Penambahan serat

PENDAHULUAN Bclon schagai salah salu material ulama d.uam koIlslruksi dikcnal sebagai malcrial yang gcl.1S(hrillle) dan lem.lh lerhadap l.lrik dibandingkan dcngan ba,ja, Daktilil.lS hclon y.lng rcIld.lh dil:crminkan olch kurv.l lcg.1Ilgan-rcg.lnganny.\ y.1Ilg mempunyai pcIlurunan kckual.ln lekan yang cepat p.lda dacrah hcb.ln paSI:.l puncak schingga mcnych.lbk.ln kcrunluh.ln lcljadi rclalif sccru'.\ liha-liba p.lda clemen hclon. Daklililas ini scm.\kin rcnd.lh unluk bclon yang memiliki kckualan scmakin liIlggi scpcrli bclon kincrja linggi.

Karena metoda percneana.mkekuatan. yang didas.wkan rada k.1p.\sitasultimate tid,1k h.\ny,\ terg,mtung kep.1Ja keku,\t,m tetapi jug,l tcrhaJ.1p k,wakteristik Jeform.lsi mak,l pencmuan I:,\r,\ untuk mcmpcrtinggi daklilil,ls hcton scl:ara efektir sang,lI her,lrti kcpada

herhahan

dasar

semen

pacta material Jiketahui

dapat

memperhaiki daktiliulsnya, tetapi seherapajauh perhaikan

yang

Jiperoleh

clan

berapa

kandungan serat yang optimal, terutama untuk heuJn kinerja tinggi. belum dap.lt ditentukan dengan pasti. Sejauh ini publikasi yang ada dari produsen .Idalah berdasarkan kadar serat sebesar 0.9 kg/m3 uriluk seral polypropylenc 16,7] J.m 0.6 kg/m3 untuk serat nylon [9]. padahal dari kepustaka.ln diketahui bahwa penambahan serat palla helon herbeJ.I pengaruhnya bergantung kep.lda tipe serat J.ln k.ldar serat y.mg dipakai [1.2.3]. Serat diharapkan dapat melakukan inlersepsi terhadap keretak.m dan melakukan crack bridging ke segala .1rah sehingga mcn.lmhah J.lktililas m.llrix dan dengan Jemikian memungkinkan pendistrihusian ret.lk ~ccaraIchih merala dan pengurang.m rclak.

kinerj.\ yang dipcrolch. ---

Diprescntasik,m p,ld.l Seminar Ilmiah PPSM 1996 Mahasiswa P,lsca S,lrjana. Jurus.mTcknik Sipill1 'B, Bundling St,u Pcng.ljar dan Pcneliti, Jurus.m Tcknik Sipilll 'B, Bundling

Tujuan pcnclilian adalah untuk mcmpel.1jari polensi penggunaan seral polimcrik dari .jenis polypropylene dan nylon. untuk mcmpcrlinggi daktilitas beton normal dan bclon kinclja tinggi. Percobaan pembebanan yang dilakukan meliputi Pcmbebanan Tekan dan Pcmbcbanan Lcntur.

KESIMPULAN I. 2.

3.

TATA KERJA Perencanaancampuranbeton nonnal dikerjakan menurut metoda ACI [8] sedangkan beton ki.nerja tinggi berdasarkanpada penelitian terdahulu [4], diperoleh perbandingan campuran sebagai berikut :

4.

6.

DAFTARPUSTAKA

-

I.

~¥J9NNORMAL SEMEN

2. PASIR ~.4. KERIKIL AIR

Penurunan nilai slump seiring dengan bertambahnya kadar serat. Untuk beton normal (fc=300kg/cm2) berserat polypropylene kekuatan tekan clan lentur nail seiring dengan bertambahnya kadar serat. Untuk beton normal (fc=300kg/cm2) berserat nylon. kekuatan tekan maksimal dicapai dengan kadar serat sebesar 600 gran1/m3. sedangkan kckuatan lentur nail seiring dengan bertambahnya kadar serat. Kekuatan tekan daD lentur beton kincr.ia tinggi menurun seiring dengan bertambahnya kadar serat yang ditaJnbahkan.5. Perbaikan kurva tegangan-regangan beton berserat nylon lcbih baik dibandingkan beton berserat polypropylene. Modulus elastisitas beton menurun seiring dengan bertambahnya kadar serat.

408,89 KG 724,67 KG 957,44 KO 184KG

Untuk beton normal, kadar serat polypropylene yang ditambahkan adalah 600, 90{) .13S0 gram/m3. 1800 gram/m3, dan 600. 900, 1200 gram/m3 untuk serat nylon. Sedangkan untuk beton kinerja tingg, kadar seral polypropylene yang ditambahkan ada1ah 9(){), 18()(). 2700 gram/m3, dan 600, 1200. ] 8()(), 24()()granl/m3 untuk serat nylon. Percobaan pembebanan yang dilakukan me1ipuli Pelnbebanan Tekan dan Pembebanan Lentur. Benda uji percobaan pcmbebanan tekan adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm untuk beton normal, dan silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm untuk beton kinerja tinggi. Sedangkan benda uji percobaan pembebanan lentur adalah balok IS cm x 15 cm x 60 cm. Umur Pengujian 28 hari untuk beton normal clan90 hari untuk beton kinelja tinggi.

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil percubaan dapat dilihat pada label -label dan gambar -gambar seperti tertera dalam lampiran.

1.. HANNANT,D.J. "Fibre Cements and Fibre Concretes", John Wiley & Sons, New York, 1.978. 2. BALAGURU, P.; AND SHAH, S. P. "Fiber Reinforced Cement Composites", McGraw-Hili., Singapore. 1992. 3. STEVENS, D. "Testing of Fiber Reinforced Concrete". American Concrete Institute, Michigan, 1995. 4. MUNAF. D. R. "Pembuatan dan Penyelidikan Perilaku Beton Mutu Tinggi Sert.'lBahan Pembentuknya", Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan,Institut Teknologi Bandung. Bandung. Februari 1992. 5. MALlER, YVES "High Performance Concrete, From material to structure", E & FN Spon, London, 1992. 6, FIBERMESH, Concrete Engineering Data Report. 7. FIBERMESH, Job Report, A series of case studies detailing the wide ranging applications of Fibelmesh fibers. 8. ACI COMMITTEE 211 "Standard Practicf for Selecting Propm1ions for Normal. Heavyweight, and Mass Concrete (ACI 9,

211..1-91.)" NYCON INC, Engineering Data Report.

481

I PENGARUH KADAR SERATPADA KEKUATAN LENTUR

I

....

.

-~(".-~I~~~~.

I. ,q

41

0

___1_'-1_2*

KadIr8erIt~

-"

MODULUS

ELASTISIT

AS BETON

(G'-'nIa)

.."..~_k 'Ocm.I'"",~cm d~;WI d~bIV.. "-, umurPon;u.." 28 h..

BETONNORMAL (fc = 300kg/cm2 )

c GRAMlM3

E = ( 52 -51

) I ( C 2 -0,00005

KGlCM2

)

E = Modulus Elastisiles ( Kg/cm2 ) 52 = Ni!ai tegangan pada 40 % beban puncak ( Kg/cm2 ) 51 = Nilai tegangan untuk regangan sebesar 0,00005 ( Kgtan2) t. 2 .Nilli

482

regangan dan pada tegangan sebesar 52 ( rm1invn)

KGlCM2

MMlMM

T K0ICM2

";;::;:(;.;:;~ ~ ~ "":;r"1

1:'-"

";,~,;..,,,.,",C:"

~ ~-REGANGAN -.J:r~~ C;;-,~.t.;C;f""'"

,

I ~Ir--Il II

r'

oj

I --\~

I,J\-J

t

~~

\, ,

-+-

r SERATPOLYPROPYLENE I TanpaSera! KadarSara! 600 gr/m3 ! KadarSera!900gr/m3 I KadarSora! 1350gr/rr3 Kadar Seral1BOO grlm3

/

~

-

IPENGARUH KADAR SERAT PADA KEKUATANTEKAN I

-IINJe --~

I '"j'7ID

i> '-

,

I

--

I ':: YO 1-:-.1

~

n.ggI(toI--~

IS-' ! ~_-l -

. :

I

~

t~

!

I

:

i

...a ,,---L-~L---J--

I

I

a

A

I

;

0 .1Z11,. 2G1 KadarSera!Nylon(Gra~3)

_'U;S"'d.'~amet.. 10e.",..,...~, 200m _8. d , ',,"am a.-Um",P..guj'"~ tIori

483

-

MODULUS

ELASTISITAS

BeTON

BETONKINERJATINGGI ( fc = 600 kg/cm2)

f-'KO'5rTT~~ [~~~-~L-.LG.!_,

--I

~,~~,:,~"~ 620

"

:::':::I ;

K 600

i

635

! III

if"",---,-

E = ( 52 -51 ) I i.t

-'---1'88'--"'--'-i121

.0:0010018

"..

100'375'::';'I

2. OroX>5)

E ~ Mcxlulus Elastisitas ( Kgicm2 ) 52 ~ Nilai tegangan pada 40 % beban pun~ ( Kg/an2 ) 5 1 ~ Nilai tegangan untuk regangan sebesar 0 (xx)o5 ( Kgian2 ) c 2 = Nilai regang.., cali pEKJategangan sebesar 52 ( mm/rBn )

,I;~

-rr~~~~~;~-;iA~Dolon ". T;ngg;( rc ~600kQlcm2 ) S.,.' Nylon

II

100I

I A

I

Ir "r- -17\-1-. It-;I

~

I

.,.

,

!

~,-

,.--

I

T~-.4-.~

--1_ 1!

.1

Ii"": 1

: =~,-

1

r-!

.a

I ~ 30~

T

,~

~~

~~L~~:

200I

0: ~

-\--

-i-t

:

~25

OS

I

Ii'

075

I

Roo-noan

--!~ '25

15

(%)

r~-~:;-;o,-;;;-.;.-~20-om

., am... Um"'Pa.""a. 9Q.a

I 5ERATPQLVPROPYLENE TanpaSeral I KadarSeral 9QO 9r/n13 I KadarSera. 1800gr/m3 Kadar Serat2700gr/n13 -

484

I

SERATNYLON

"

Tanpa Seral KadDrSerat600 gr/m3 Kadar Se,.11200gr/m3 Kadar Serat 1800gr/m3 Kadar Serat2400g'/0\3 -

-