13
3. Konduktivitas termal beton relatif rendah. Beton akan memberikan hasil akhir yang bagus jika pengolahan akhir
dilakukan dengan cara khusus umpamanya diekspose agregatnya agregat yang mempunyai bentuk yang bertekstur seni tinggi diletakkan di bagian luar, sehingga
nampak jelas pada permukaan betonnya. Dalam keadaan yang mengeras, beton bagaikan batu karang dengan kekuatan tinggi. Dalam keadaan segar, beton dapat
diberi bermacam bentuk, sehingga dapat digunakan untuk membentuk seni arsitektur atau semata-mata untuk tujuan dekoratif.
Faktor –faktor yang membuat beton banyak digunakan karena beton
memiliki keunggulan –keunggulannya antara lain:
1. Kemudahan pengolahannya. 2. Material yang mudah didapat.
3. Kekuatan tekan tinggi. 4. Daya tahan yang tinggi terhadap api dan cuaca merupakan bukti dari
kelebihannya. Selain memiliki kunggulan-keunggulan seperti disebutkan di atas, beton
juga memiliki kekurangan seperti berikut: 1. Bentuk yang telah dibuat sulit diubah,
2. Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi. 3. Berat bobotnya besar.
4. Daya pantul suara yang besar. Sebagian besar bahan pembuat beton adalah bahan lokal, kecuali semen
portland atau bahan tambahan kimia. Sehingga sangat menguntungkan secara ekomoni. Namun pembuatan beton akan menjadi mahal jika perencanaan tidak
memahami karakteristik bahan-bahan penyusun beton yang harus disesuaikan dengan perilaku struktur yang akan dibuat [6].
2.7 Adukan Beton
Beton yang berasal dari pengadukan bahan-bahan penyusun agregat kasar dan agregat halus kemudian diikat dengan semen yang bereaksi dengan air
sebagai bahan perekat, harus dicampur dan diaduk dengan benar dan merata agar dapat dicapai mutu beton yang baik. Pada umumnya pengadukan bahan beton
Universitas Sumatera Utara
14
dilakukan menggunakan mesin pengaduk kecuali jika hanya untuk mendapatkan beton mutu rendah pengadukan dapat dilakukan tanpa menggunakan mesin
pengaduk. Waktu pengadukan lamanya tergantung pada kapasitas isi mesin
pengaduk, jumlah adukan, jenis serta susunan butir bahan penyusun, dan slump beton, pada umumnya tidak kurang dari 1,5 menit dimulai semenjak
pengadukan, dan hasil umumnya menunjukkan susunan dan warna merata. Sesuai dengan tingkat mutu beton yang dihasilkan memberikan:
1. Keenceran dan kekentalan adukan yang memungkinkan pengerjaan
beton penuangan, perataan, pemadatan dengan mudah kedalam adukan tanpa menimbulkan kemungkinan terjadinya
segregation atau pemisahan agregat. 2.
Ketahanan terhadap kondisi lingkungan khusus kedap air, korosif. 3.
Memenuhi uji kuat yang hendak dipakai. Beton memilki densitas yang berbeda-beda sehingga beton bisa
dikelompokkn dan diklasifikasikan. Beton diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu beton normal dan beton ringan. Beton normal adalah beton memiliki
densitas 2,2x10
-3
kgm
3
hingga 2,5x10-3 kgm
3
. beton ringan adalah beton yang memiliki densitas kurang dari 1,9x10-3 kgm
3
. Beton ringan juga terbagi dalam dua jenis, yaitu beton ringan berpori dan beton ringan tidak berpori. Sehingga
beton yang dklasifikasikan mempunyai perbedaan porositas.
2.8 Material Komposit
Concreate Foam Dengan Serat TKKS
Material Komposit Concreate Foam dengan serat TKKS merupakan material yang terdiri dari semen, pasir, air, blowing agent, dan serat TKKS.
Blowing agent dalam bahan kimia dalam penelitian pembuatan genteng komposit yang digunakan adalah surfaktan yang dicampur dengan air dengan menggunakan
mesin foam generator. Penelitian sebelumnya mengenai concreate foam yang dilakukan oleh Nuzuli Fitriadi pengujian pada komposisi B4 memiliki material
yang kuat tekan, tarik dan modulus elastisitas yang optimal dengan Kekuatan tarik impak sebesar 4,54 MPa dan nilai modulus elastisitas dinamik sebesar 5,82
GPa [7].
Universitas Sumatera Utara
15
2.8.1 Semen
Semen adalah zat yang digunakan untuk merekat batu, bata, batako, maupun bahan bangunan lainnya. Sedangkan kata semen sendiri berasal dari
caementum bahasa Latin, yang artinya memotong menjadi bagian-bagian kecil tak beraturan [8].
Material semen adalah material yang mempunyai sifat-sifat adhesif dan kohesif yang diperlukan untuk mengikat agregat-agregat menjadi suatu massa
yang padat yang mempunyai kekuatan yang cukup. Semen merupakan hasil industri dari paduan bahan baku: batu gampingkapur sebagai bahan utama, yaitu
bahan alam yang mengandung senyawa Calcium Oksida CaO, dan lempungtanah liat yaitu bahan alam yang mengandung senyawa: Silika Oksida
SiO
2
, Aluminium Oksida Al
2
O
3
, Besi Oksida Fe
2
O
3
dan Magnesium Oksida MgO atau bahan
pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk bulk, tanpa memandang proses pembuatannya, yang mengeras atau
membatu pada pencampuran dengan air. Untuk menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian untuk membentuk clinkernya, yang
kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips gypsum dalam jumlah yang sesuai. Fungsi utama dari semen adalah untuk mengikat partikel agregat yang
terpisah sehingga menjadi satu kesatuan. Bahan dasar pembentuk semen adalah: a.3CaO.SiO2 tricalcium silikat disingkat C3S 58 - 69
b.2CaO.SiO2 dicalcium silikat disingkat C2S 8 - 15 c.3CaO.Al2O3 tricalcium aluminate disingkat C3A 2 - 15
d.4CaO.Al2O3.Fe2O3 tetracalcium alummoferrit disingkat C4AF6- 14
Faktor semen sangatlah mempengaruhi karakteristik campuran beton. Sehingga faktor dari semen itu sendiri menentukan. Kandungan semen hidraulis
yang tinggi akan memberikan banyak keuntungan, antara lain dapat membuat campuran mortar menjadi lebih kuat, lebih padat, lebih tahan air, lebih cepat
mengeras, dan juga memberikan rekatan yang lebih baik. Kerugiannya adalah dengan cepatnya campuran beton mengeras, maka dapat menyebabkan susut
kering yang lebih tinggi pula. Beton dengan kandungan hidraulik rendah akan lebih lemah dan mudah dalam pergerakan.
Universitas Sumatera Utara
16
2.8.2 Pasir
Pasir merupakan agregat alam yang terdapat pada batuan sedimen sisa hasil rombakan batuan padat. Butir pasir yang berukuran 1-2 milimeter disebut
pasir kasar, dan yang berukuran 116-18 millimeter disebut pasir sangat halus, menurut skala wentworth. Pasir umumnya berukuran antara 0,0625 sampai 2
milimeter. Materi pembentuk pasir adalah silikon dioksida, tetapi di beberapa pantai tropis dan subtropis umumnya dibentuk dari batu kapur yang digunakan
untuk mengisi bagian terbesar dari beton yang mana mengisi 75 bagian dari beton. Semakin besarnya ukuran agregat yang digunakan maka akan semakin
mengurangi jumlah semen yang digunakan. Hal ini juga akan mengurangi panas yang timbul pada saat pencampuran air dan hubungan antara thermal stresses dan
shrinkage cracks. Umumnya untuk beton dengan kekuatan lebih dari 20 Mpa ukuran agregatnya lebih dari 40 mm dan untuk kekuatan diantaranya 30 Mpa
agregat yang digunakan berukuran 20 mm.
2.8.3 Air
Air digunakan untuk membuat adukan menjadi bubur kental dan juga sebagai bahan untuk menimbulkan reaksi pada bahan lain untuk dapat mengeras.
Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Oleh
karena itu, air sangat dibutuhkan dalam pelaksanaan pengerjaan bahan. Nilai banding berat air dan semen untuk suatu adukan beton dinamakan water cement
ratio w.c.r. Berdasarkan SNI 03-6817-2002 air yang dapat digunakan dalam
proses pencampuran beton adalah sebagai berikut [9]:
1.Air yang digunakan pada campuran beton haruslah bersih dan bebas dari bahan
–bahan yang merusak yang mengandung oli, asam, alkali, garam, bahan organik, atau bahan
–bahan lainnya yang merugikan terhadap beton.
2.Air pencampur yang digunakan pada beton atau pada beton yang di dalamnya tertanam logam aluminium, termasuk air bebas yang
terkandung dalam agregat, tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang membahayakan.
Universitas Sumatera Utara
17
2.8.4 Bahan Pengembang
Bahan pengembang adalah material yang digunakan untuk menghasilkan struktur berongga pada komposit yang dibentuk, agar material komposit
mengalami pengembangan volume. Pada penelitian ini menggunakan bahan kimia Surfactant surface active agent dan stabilizer yang berfungsi sebagai bahan
untuk menghasilkan foam busa guna mengembangkan volume adonan bata ringan. Bahan ini mempunyai kemampuan menyangga pengembangan adonan
sampai setting time adonan tercapai biasanya selama 2 jam sejak proses mixing. Alat yang digunakan untuk mengolah bahan pengembang dalam penelitian ini
menggunakan foam generator.
2.8.5 Serat TKKS
Tanaman kelapa sawit Elaeis guinensis jacq merupakan salah satu tanaman palma penghasil minyak nabati yang dapat dimakan dengan melakukan
beberapa pengolahan. Tandan buah segar yang sudah diolah melalui beberapa tahapan dipabrik akan menghasilkan limbah. Limbah yang dihasilkan dari pabrik-
pabrik kelapa sawit ini kurang dimanfaatkan dengan maksimal sehingga limbah kelapa sawit ini dibuang begitu saja. Limbah yang dihasilkan ini berupa janjangan
sawit. Janjangan sawit ini lah yang akan diolah untuk mengambil serat sawit. Serat TKKS ialah serat alami yang terbuat dari tandan kosong kelapa sawit yang
merupakan limbah pada proses pengolahan di suatu pabrik kelapa sawit. Kandungan yang terdapat pada serat sawit dilihat dari komposisi material
kimianya diketahui bahwa kandungan material serat dalam TKKS seperti diperlihatkan pada tabel 2.1. [10].
Tabel 2.1. Parameter tipikal TKKS per kg
No. Material-material Kandungan
Komposisi
1. Uap air 5.40
2
.
Protein 3.00
3. Serat 35.00
4. Minyak 3.00
5. Kelarutan Air 16.20
6. Kelarutan Unsur Alkali 1 29.30
7. Debu 5.00
8. K 1.71
9. Ca 0.14
10. Mg 0.12
Universitas Sumatera Utara
18
No. Material-material Kandungan
Komposisi
11. P 0.06
12. Mn, Zn, Cu, Fe 1.07
T O T A L 100.00
Proses yang dilakukan dalam mengolah tandan kelapa sawit dilakukan secara kimiawi untuk mengurangi tingginya kandungan zat ekstraktif dan asam
lemak, sehingga serat sawit harus diolah dengan perendaman agar tidak menurunkan sifat mekanik material yang ingin dibentuk. Setelah menghilangkan
zat ekstraktif dan asam lemak sawit dicacah dengan mesin penggiling. Seperti pada gambar 2.3. adalah sawit yang telah dicacah menjadi bagian kecil dan serat
TKKS yang telah dihaluskan.
Gambar 2.3. Serat TKKS setelah diproses dan dihaluskan Tandan kosong segar yang dihasilkan PKS pada umumnya memiliki
komposisi lignoselulosa 30,5, minyak 2,5, dan air 67. Serat tandan kosong kelapa sawit memiliki kekuatan tensile strength yang rendah, sedangkan tensile
modulus agak conservative di antara serat alam lainnya[11], seperti terlihat pada tabel 2.2.
Tabel 2.2. Perbandingan tensile strength dan tensile modulus serat alam
Natural Fiber Name Ave. Tensile Strength
MPa Ave.Tensile Modulus
GPa
Bamboo fiber 25
– 35 EFB Ǿ= 0.44 mm
253 16
Coir, cocos nucifera 220
6 Sisal, agave sissalan
400-600 38
Jute 430
– 530 10
– 30 Hemp
550 – 900
70
Universitas Sumatera Utara
19
2.9 Perilaku Mekanik Akibat Beban Flexure
Pengujian beban lentur merupakan salah satu cara uji sifat mekanis genteng. Pengujian lentur secara normal digunakan untuk menentukan
karakteristik perkerasan beton dan hasilnya dinyatakan dalam modulus of rupture. Dikenal juga dengan uji bending atau uji flexure yang untuk mengetahui nilai
Modulus of Rupture MOR atau disebut juga sebagai kekuatan patah flexural strength. MOR menyatakan ketahanan material terhadap mechanical stress
maupun thermal stress. Ketika gaya yang bekerja pada benda sehingga terjadi pelenturan benda disepanjang sumbunya menyebabkan sisi bagian atas tertekan,
karena memendek, dan sisi bagian bawah tertarik, karena bertambah panjang, dengan demikian struktur material benda di atas sumbu akan mengalami tegangan
tekan, sebaliknya dibagian bawah sumbu akan menderita tegangan tarik. Sedangkan daerah diantara permukaan atas dan bawah, yaitu yang sejajar dengan
sumbu benda tetap, tidak mengalami perubahan, ini disebut sebagai bidang netral.
Sumbu netral merupakan titik potong permukaan netral dengan penampang melintang balok yang tegaklurus terhadap sumbu memanjangnya disebut sumbu
netral neutral axis. Semua serat yang terletak disebelah sumbu netral dalam
kondisi tarik dan disebelah lainnya dalam kondisi tekan. Kekuatan patah amat
dipengaruhi oleh komposisi, struktur material, pori-pori, dan ukuran butiran. Ada dua metode untuk mengukur kekuatan patah material, yaitu: metode three point
bending, dan four point bending. Dimana, metode four point bending dilakukan ketika sebuah material belum mampu patah jika dilakukan dengan metode three
point bending. Secara skematik, material yang mengalami beban flexure
diperlihatkan pada Gambar. 2.4.
Gambar. 2.4. Ilustrasi beban flexure pada material
Universitas Sumatera Utara
20
Flexural strength pada batang dapat dihitung dengan persamaan:
σ =
� � �
……………………………………..2.1 dimana:
σ = Tegangan bending maksimum, MPa M= Momen pada sumbu netral Nmm
C= Jarak tegak lurus dengan sumbu netral mm I= Momen inersia penampang benda mm
4
Menurut SNI-9006-2007, genteng harus mampu menumpu beban flexure tertentu sesuai dengan geometri dan dimensinya, yang diperlihatkan pada tabel 2.3
[3].
Tabel 2.3. Karakteristik beban lentur minimal genteng
Tinggi profil mm
Genteng interlock Genteng
non interlock
Profil Rata
t 20
20 ≥ t ≥ 5
t 5
Lebar penutup mm
≥ 300 ≤ 200 ≥ 300 ≤ 200 ≥ 300 ≤ 200 -
Beban lentur N 2000
1400 1400
1000 1200
800 550
2.10 Porositas
