Vol.18 No.2 Agustus 2016
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
TINJAUAN KUAT LEKAT TULANGAN BAMBU DENGAN BETON Oleh: Mulyati1), Arman A. 2) Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Padang 2 Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Padang 1
Abstrak Bambu memiliki kuat tarik yang cukup tinggi, dan dapat digunakan sebagai alternatif pengganti tulangan baja pada beton. Bambu memiliki kelemahan, yaitu sifat kembang susutnya cukup tinggi. Tujuan penelitian ini adalah untuk meninjau kuat lekat tulangan bambu dengan beton. Penelitian ini menggunakan jenis bambu Petung dan bambu Wulung yang berumur 2-3 tahun untuk dijadikan tulangan, kemudian bambu diberi perlakuan pengawetan dengan merendam dalam air, memberi lapisan kedap air dengan divernis, dan teknik pembuatan tulangan bambu dengan cara pilinan dan melilitkan dengan kawat. Agregat campuran beton dengan komosisi 1 bagian semen, 2 bagian pasir, dan 3 bagian kerikil. Pengujian yang dilakukan diantaranya adalah kuat tekan beton, kuat tarik bambu, dan kuat lekat tulangan bambu dengan beton. Hasil pengujian menunjukkan, bahwa kuat tekan beton pada umur 28 hari diperoleh sebesar14,06 MPa, kuat tarik bambu dengan lama perendaman 3 minggu diperoleh untuk bambu Petung tanpa buku dan dengan buku adalah 199 MPa dan 161 MPa, dan untuk bambu Wulung tanpa buku dan dengan buku adalah 182 MPa dan 168 MPa, serta kuat lekat tulangan bambu Petung pilinan, persegi vernis, persegi lilitan, bulat vernis, bulat lilitan adalah 0,62 MPa, 2,22 MPa,1,90 MPa, 1,70 MPa,1,49 MPa, dan kuat lekat tulangan bambu Wulung pilinan, persegi vernis, persegi lilitan, bulat vernis, bulat lilitan adalah 0,62 MPa, 1,33 MPa,0,95 MPa, 1,12 MPa,0,98 MPa. Dengan demikian tulangan bambu persegi vernis menunjukkan kuat lekat yang tinggi pada beton. Kata Kunci: kuat lekat, tulangan bambu, beton
1. Pendahuluan Beton bertulang banyak digunakan masyarakat sebagai struktur utama bangunan, baik untuk gedung maupun untuk prasaranan lain. Tulangan yang digunakan umumnya dari baja, namun harganya mahal, sehingga tidak semua masyarakat mampu membelinya. Untuk itu diperlukan adanya alternatif material tulangan lain yang lebih murah dan dapat digunakan sebagai tulangan konstruksi beton bertulang. Berdasarkan hasil penelitian para ahli sebelumnya telah ditemukan material alternatif pengganti baja tulangan berupa hasil alam yaitu bambu yang mudah didapat terutama di daerah pedesaan. Morisco (1999) menyelidiki bahwa bambu dapat digunakan sebagai pengganti baja tulangan yang mempunyai kekuatan tarik yang tinggi mendekati kekuatan baja struktur. Pathurahman dan Kusuma (2003) menyatakan bahwa bambu memiliki peluang untuk digunakan sebagai tulangan balok beton, khususnya untuk struktur sederhana, begitu juga Suroso dan Widodo (2011) menyatakan bahwa bambu mempunyai DOI 10.21063/JM.2016.V18.2.1-5 © 2016 ITP Press. All right reserved.
peluang digunakan sebagai tulangan balok rumah sederhana. Dalam aplikasi beton bertulang, kinerja tulangan bambu perlu dikaji terutama dalam hal kuat lekat dengan beton. Bambu memiliki kelemahan, yaitu sifat kembang susutnya cukup besar yang mengakibatkan kuat lekat dengan beton berkurang. Salah satu persyaratan dalam struktur beton bertulang adalah adanya lekatan antara tulangan dan beton sehingga dapat menghindari terjadinya slip antara beton dan tulangan pada saat struktur beton tersebut diberikan beban. Penelitian tentang kuat lekat tulangan bambu yang sudah pernah dilakukan, diantaranya adalah tinjauan kuat lekat bambu dalam beton untuk perencanaan bamboocrete oleh Suseno (2001), peningkatan kinerja tulangan bambu pada balok beton bertulang dengan cara perbaikan kuat lekat diberi lapisan vernis dan dipilin oleh Rocbman (2005), kajian kuat lekat tulangan bambu pilinan dan tulangan baja polos pada beton normal dengan variasi jenis bambu oleh Gilang (2011), dan kuat lentur balok beton
1
Vol.18 No.2 Agustus 2016
Jurnal Momentum
tampang persegi dengan tulangan bambu wulung diberi ikatan kawat oleh Pratidina (2011). Oleh karena itu perlu perlakuan yang tepat terhadap tulangan bambu guna meningkatkan kuat lekat dengan beton, karena tulangan bambu sangat banyak digunakan dalam aplikasi beton bertulang, khususnya pada bangunan rumah tinggal. Penelitian ini dilakukan untuk meninjau kuat lekat tulangan bambu dengan proses pengawetan bambu dengan cara merendam dalam air selama lebih kurang tiga minggu, pelapisan tulangan bambu dengan bahan kedap air seperti vernis dan teknik pembuatan tulangan bambu dengan cara pilinan dan dengan dililit dengan kawat untuk melihat sejauh mana perlakuan dapat mengurangi pengaruh kembang susut tulangan bambu, sehingga dapat mengoptimalkan kuat lekat tulangan pada beton.
ISSN : 1693-752X
Gambar 2: Bambu Wulung Benda uji yang digunakan dalam penelitian ini berbentuk silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm untuk kuat tekan beton dan kuat lekat tulangan. Komposisi campuran beton digunakan 1 bagian semen : 2 bagian pasir : 3 bagian kerikil. Tulangan bambu Petung dan bambu Wulung, masing-masing dibuat 5 variasi dengan panjang 50 cm, yaitu pilinan dengan diameter 10 mm, persegi dengan lebar 10 mm dan tebal 10 mm dilapisi vernis dan lilitan kawat, serta bulat dengan diameter 10 mm dilapisi vernis dan lilitan kawat. Tulangan bambu ditanam pada pusat beton silinder sedalam 15 cm sebagaimana terlihat pada Gambar 3.
2. Metode Penelitian Penelitian yang dilakukan bersifat eksperimen. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1) Bambu Petung dan bambu Wulung berasal dari Nagari Sitanang Kecamatan Lareh Sago Halaban Kabupaten Lima Puluh Kota sebagaimana terlihat pada Gambar 1 dan Gambar 2., 2) Semen PCC produksi PT. Semen Padang, 3) Agregat kasar berupa kerikil dan agregat halus berasal dari sungai Batang Sinamar Kabupaten Lima Puluh Kota.
Tulangan persegi
Tulangan bulat
10 mm 10 mm
15 cm
10 mm
15 cm 30 cm
15 cm
30 cm
15 cm
Gambar 3: Benda Uji Kuat Lekat Tulangan Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini, antara lain: 1) Sifat fisik agregat, 2) Kuat tekan beton untuk umur beton 3 hari, 7 hari, 14 hari, 21 hari, dan 28 hari, 3) Kuat tarik bambu tanpa buku dan dengan buku setelah direndam selama 3 minggu dan dioven, 4) Kuat lekat tulangan bambu untuk umur beton 28 hari, sebagaimana terlihat pada Gambar 4.
Gambar 1: Bambu Petung
2
Vol.18 No.2 Agustus 2016
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
singgung antara batang tulangan dengan beton. Menurut Youngsi Jung (2006) kelayakan penggunaan bambu sebagai pengganti baja tulangan, maka harus dievaluasi melalui uji tarik (pull out test). Berdasarkan hasil penelitian yang sudah dilakukan tentang uji tarik tulangan bambu dibandingkan dengan tulangan baja, bahwa kekuatan lekatan bambu lebih rendah dari baja, yaitu sekitar 8 MPa. Nilai kuat tarik pada pull out bervariasi tergantung pada pengolahan beban, penguatan, diameter tulangan, kuat tekan beton dan tingkat ikatan lekat. Kuat lekat tulangan dipengaruhi oleh beberapa kondisi, antara lain ukuran tulangan, pemodelan kulit tulangan, kondisi kelembaban, jarak penanaman dan kualitas beton. Menurut ASTM C-234-91a yang disebut dengan tegangan lekat kritis adalah tegangan terkecil yang menyebabkan terjadinga penggelinciran pada beton sehingga bambu yang tertanama dalam beton bergeser sebesar 0,25 mm. Oleh karena itu bila sesar beton melebihi 0,25 mm maka beton bisa dianggap sudah runtuh.
P
Tulangan bambu
15 cm 30 cm Silinder Beton
Gambar 4: Pengujian Kuat Lekat 3. Kajian Literatur 3.1 Kuat Tarik Bambu Penelitian tentang sifat mekanik bambu telah dilakukan oleh Morisco pada tahun 1994 – 1999, diawali dengan membandingkan kuat tarik bambu Ori dan bambu Petung tanpa buku dengan baja beton yang mempunyai tegangan leleh 240 MPa. Hasil pengujian diperoleh kuat tarik kulit bambu Ori cukup tinggi yaitu hampir mencapai 500 MPa atau sekitar dua kali tegangan leleh baja, dan kuat tarik bambu Petung bagian luar juga lebih tinggi dari tegangan leleh baja yaitu rata-rata 285 MPa. Selanjutnya juga dilakukan pengujian kuat tarik bambu kering oven untuk bambu Ori, bambu Petung, bambu Wulung, bambu Legi, bambu Tutul, bambu Galah, dan bambu Apus yang diperoleh kuat tarik rata-rata tanpa buku dan dengan buku berturut-turut adalah 291 MPa dan 128 MPa, 190 MPa dan 116 MPa, 166 MPa dan 147 MPa, 288 MPa dan 126 MPa, 216 MPa dan 74 MPa, 253 MPa dan 124 MPa, 151 MPa dan 55 MPa.
4. Hasil dan Pembahasan 4.1 Sifat Fisik Agregat Hasil pemeriksaan agregat kasar dan agregat halus dapat dilihat dalam Tabel 1. Tabel 1: Sifat Fisik Agregat Kerikil Modulus halus butir Berat isi Berat jenis Apparent Berat jenis kering Berat jenis SSD Penyerapan Keausan
3.2 Kuat Lekat Tulangan Dengan Beton
5,72 1,20 gr/cm3 2,59 gr 2,44 gr 2,5 gr 2,35% 31,76% Pasir
Modulus halus butir Berat isi Berat jenis Apparent Berat jenis kering Berat jenis SSD Penyerapan Kotoran organik Kadar lumpur
Dipohusodo (1999) menyatakan salah satu dasar anggapan yang digunakan dalam perancangan dan analsis struktur beton bertulang adalah ikatan antara tulangan dan beton yang mengelilinginya berlangsung sempurna tanpa terjadi pergeseran. Berdasarkan anggapan tersebut dan juga sebagai akibat lebih lanjut, pada waktu komponen struktur beton bertulang bekerja menahan beban akan timbul tegangan lekat yang berupa shear interlock pada permukaan
4,13 0,13 gr/cm3 2,40 gr 2,19 gr 2,28 gr 3,97% No.4 1,84%
Berdasarkan hasil pemeriksaan sifat fisik agregat, terlihat bahwa kerikil dan pasir tergolong ringan karena memiliki berat isi 1,2 3
Vol.18 No.2 Agustus 2016
Jurnal Momentum
gr/cm3, dan pasirnya banyak mengandung kotoran organik, terbukti warna pada tintometer melebihi batas maksimum no.3.
dengan kawat (PPL), tulangan bambu Petung bulat divernis (PBV), tulangan bambu Petung bulat dililit dengan kawat (PBL), dan untuk variasi tulangan bambu Wulung pilinan (WP), tulangan bambu Wulung persegi divernis (WPV), tulangan bambu Wulung persegi dililit dengan kawat (WPL), tulangan bambu Wulung bulat divernis (WBV), tulangan bambu Wulung bulat dililit dengan kawat (WBL). Analisa hasil pengujian dilakukan sampai beban tarik maksimum, dalam arti beton bisa dianggap sudah runtuh. Benda uji kuat lekaat tulangan bambu dengan beton yang sudah dilakukan pengujian pull out test dilihat pada Gambar 6. Hasil analisa kuat lekat antara beton dengan berbagai variasi tulangan bambu dapat dilihat pada Gambar 7.
4.2 Kuat Tekan beton
Kuat Tekan (MPa)
Hasil pengujian kuat tekan beton sesuai umur beton untuk komposisi campuran 1:2:3 seperti terlihat pada Gambar 5. 15.00 10.00 5.00 0.00
5.30 6.35
ISSN : 1693-752X
10.80 11.59 14.06
3 hari7 hari 14 21 28 hari hari hari
Umur Beton
Gambar 5: Hubungan Kuat Tekan Beton Dengan Umur Beton Kuat tekan beton meningkat sesuai dengan pertambahan umur. Kuat tekan beton pada umur 28 hari diperoleh kecil dari 15 MPa, dengan demikian tidak mencapai kuat tekan beton normal, namun masih dapat digunakan untuk struktur beton bangunan sederhana seperti rumah tinggal. 4.3 Kuat Tarik Bambu
Gambar 6: Hasil Pengujian Benda Uji Kuat Lekat Tulangan Bambu Dengan Beton
Kuat Tarik Dengan Buku (MPa) 161 168
3 2.221.90 1.701.49 1.33 2 1.12 0.62 0.95 0.98 1 0.62 0
PP PPV PPL PBV PBL WP WPV WPL WBV WBL
Tabel 2: Kuat Tarik Bambu Jenis Kuat Tarik Bambu Tanpa Buku (MPa) Petung 199 Wulung 182
Kuat Lekat (MPa)
Pengujian kuat tarik bambu kering oven diperoleh hasil sebagaimana terlihat dalam Tabel 2.
Variasi Tulangan Bambu
Gambar 7: Hubungan Variasi Tulangan Bambu Dengan Kuat Lekat
Hasil pengujian kuat tarik menunjukkan bahwa kuat tarik bambu tanpa buku lebih tinggi dari pada dengan buku, dan kuat tarik bambu Petung juga lebih tinggi dari pada bambu Wulung.
Pada Gambar 7 terlihat perbandingan nilai kuat lekat tulangan bambu Petung hampir seluruh variasi lebih tinggi dari bambu Wulung, namun terdapat satu variasi yang sama dengan bambu Wulung, yaitu tulangan pilinan. Berdasarkan variasi bentuk tulangan bambu, kuat lekat tertinggi diperoleh pada bentuk persegi yang dilapisi vernis, untuk bambu Petung dan bambu Wulung berturut-turut adalah 2,22 MPa dan
4.4 Kuat Lekat Tulangan Bambu Hasil pengujian kuat lekat dilakukan dengan panjang penanaman 150 mm untuk variasi tulangan bambu Petung pilinan (PP), tulangan bambu Petung persegi divernis (PPV), tulangan bambu Petung persegi dililit 4
Vol.18 No.2 Agustus 2016
Jurnal Momentum
1,33 MPa. Dengan demikian dapat dinyatakan bahwa perlakuan pengawetan pada bambu dan pelapisan permukaan tulangan dengan vernis dapat mengurangi kembang susut bambu.
ISSN : 1693-752X
and Environmental Engineering, The University of Texas at Arlington. Morisco, 1999, Rekayasa Bambu, Nafiri Offset, Yogyakarta. Pathurahman, Fajrin, J, dan Kusuma, A.D., Aplikasi Bambu Pilinan Sebagai Tulangan Balok Beton, Civil Engineering Dimension, Vol.5, No.1, 39-44, Mach 2003. Praditina, Y., 2011, Kuat Lentur Balok Beton Tampang Persegi Dengan Tulangan Bambu Wulung, Thesis S-2, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Rocbman, A., 2005, Peningkatan Kinerja Tulangan Bambu Pada Balok Beton Bertulang Dengan Cara Perbaikan Kuat Lekat, Jurnal Teknik Gelagar, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, volume 16, No.1, April 2005. Suseno, W., 2001, Tinjauan Kuat Lekat Bambu Dalam Beton Untuk Perencanaan Bamboocrete, Jurnal Teknik Sipil “SIPIL SOEPRA”, volume 3 No.8, hal 66-76. Suroso, H, dan Widodo, A, 2011, Analisis Bambu Walesan, Bambu Ampel dan Ranting Bambu Ampel Sebagai Tulangan Lentur Balok Beton Rumah Sederhana, Jurnal Kompetensi Teknik, Semarang.
5. Kesimpulan Dari hasil pengujian kuat lekat tulangan bambu pada beton, diperoleh kuat lekat tulangan bambu Petung pilinan, persegi vernis, persegi lilitan, bulat vernis, bulat lilitan berturut-turut adalah 0,62 MPa, 2,22 MPa, 1,90 MPa, 1,70 MPa, 1,49 MPa, dan kuat lekat tulangan bambu Wulung pilinan, persegi vernis, persegi lilitan, bulat vernis, bulat lilitan berturut-turut adalah 0,62 MPa, 1,33 MPa, 0,95 MPa, 1,12 MPa, 0,98 MPa. Dengan demikian tulangan bambu petung menunjukkan kuat lekat yang lebih tinggi dari tulangan bambu Wulung, dan bentuk tulangan bambu persegi yang dilapisi vernis menghasilkan kuat lekat yang tinggi untuk bambu Petung dan bambu Wulung. Ucapan Terima Kasih Terima kasih saya ucapkan kepada Dirjen Penguatan Riset dan Pengembangan Pendidikan Tinggi, Koordinator Kopertis Wilayah X, dan Ketua Lembaga Penelitian ITP yang telah memfasilitasi terlaksananya penelitian ini. Daftar Pustaka ASTM C 234-91a, 1991, Standard Test Method for Comparing Concretes on the Basis of the Bond Developed with Reinforcing Steel, ASTM Book of Standards, ASTM International, West Conshokockeb, PA Dipohusodo, I., 1999, Struktur Beton Bertulang, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta Gilang, C,.P., 2011, Kajian Kuat Lekat Tulangan Bambu Pilinan dan Tulangan Baja Polos Pada Beton Normal Dengan Variasi Jenis Bambu, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Universita Sebelas Maret, Surakarta. Jung, Y., 2006, Investigation of Bamboo as Reinforcement in Concrete, Dissertation, Master of Science in Civil
5
