Pengaruh Penggunaan Serat Buah Bintaro (Cerbera manghas) terhadap Sifat Mekanik Beton
PENGARUH PENGGUNAAN SERAT BUAH BINTARO
(Cerbera manghas) TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON
CHRISTOPHER PETER JOHN HABA
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Penggunaan
Serat Buah Bintaro (Cerbera manghas) Terhadap Sifat Mekanik Beton adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal
atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2014
Christopher Peter John Haba
NIM F44100011
ABSTRAK
CHRISTOPHER PETER JOHN HABA. Pengaruh Penggunaan Serat Buah Bintaro
(Cerbera manghas) terhadap Sifat Mekanik Beton. Dibimbing oleh ERIZAL.
Buah bintaro (Cerbera manghas) merupakan buah drupa (buah biji) yang
belum dimanfaatkan sehingga nilai ekonominya rendah. Tujuan penelitian ini
adalah menghitung kuat tekan dan kuat lentur beton serat bintaro dengan variasi
proposi yang berbeda, menganalisa pengaruh penambahan serat bintaro pada beton,
dan menentukan proporsi terbaik serat bintaro dalam pembuatan beton serat.
Prosedur penelitian terdiri dari persiapan serat, analisa saringan, penentuan
komposisi material penyusun beton, pembuatan dan pengujian contoh uji. Jumlah
serat bintaro yang digunakan adalah 0, 25, 50, dan 75 gram dari jumlah pasir.
Proporsi serat yang menghasilkan kuat tekan beton yang paling mendekati beton
kontrol adalah 50 gram. Besarnya kuat tekan beton dengan kandungan serat bintaro
50 gram pada umur 28 hari adalah 13,48 MPa. Besarnya kuat lentur dengan
kandungan serat bintaro 50 gram pada umur 28 hari adalah 10,67 MPa. Serat bintaro
menurunkan kuat tekan beton namun meningkatkan kuat lentur beton.
Kata kunci: Beton, Bintaro, Kuat Tekan, Kuat Lentur, Serat
ABSTRACT
CHRISTOPHER PETER JOHN HABA. Impacts of Using Sea Mango Fiber
Toward Concrete’s Mechanical Properties. Supervised by ERIZAL.
Sea mango (Cerbera manghas) known as bintaro in Indonesia is not a popular
seed fruit in everyday use. Since people don’t see its benefit, so it has no economic
value. The objectives of this research are to calcute the compressive strength and
flexural strength from the fiber reinforced concrete with different content variation,
analyze the effect of using sea mango as a fiber to concrete, and to determine the
best proportion to make a fiber reinforced concrete with sea mango fiber. There are
several procedures in this research which are fiber-preparation, aggregates
analyzing, calculating the proportion of materials, mixing, and sample-testing.
There are 4 variation of fiber’s amount in this research which are 0, 25, 50, and 75
gram from sand’s proportion. The best proportion of sea mango fiber to make a
fiber reinforced force in this research is 50 gram. The compressive strength values
on concrete which consist of 50 gram amount of sea mango fiber on the 28th day is
13,48 MPa. The flexural strength values on concrete which consist of 50 gram
amount of sea mango fiber on the 28th day is 10,67 MPa. Based on these values,
sea mango fiber decreseas the concrete’s compressive strength but increases the
flexural strength.
Keywords: Compressive Strength, Concrete, Fiber, Flexural Strength, Sea Mango
PENGARUH PENGGUNAAN SERAT BUAH BINTARO
(Cerbera manghas) TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON
CHRISTOPHER PETER JOHN HABA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Pengaruh Penggunaan Serat Buah Bintaro (Cerbera manghas)
terhadap Sifat Mekanik Beton
Nama
: Christopher Peter John Haba
NIM
: F44100011
Disetujui oleh
Dr. Ir. Erizal, M.Agr.
Pembimbing
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr.
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih
dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2014 ini ialah inovasi bahan
bangunan, dengan judul Pengaruh Penggunaan Serat Buah Bintaro (Cerbera
manghas) terhadap Sifat Mekanik Beton.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Erizal, M.Agr. selaku
pembimbing yang telah banyak memberi saran dalam pelaksanaan penelitian dan
penulisan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr.Yudi Chadirin,
STP, M.Agr. dan Ibu Dr. Ir. Meiske Widyarti, M.Eng. selaku penguji atas saran
dalam perbaikan penulisan. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada
Bapak Dodi selaku laboran di Laboratorium Struktur Departemen Teknik Sipil dan
Lingkungan, yang telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima
kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa
dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada teman satu
bimbingan (Ria, Eko, dan Istiana) atas saran dan kebersamaannya dalam penelitian.
Ucapan terima kasih tidak lupa juga penulis sampaikan untuk teman-teman SIL
angkatan 47 dan PMK IPB atas dukungan dan kebersamaannya selama masa kuliah
dan penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, November 2014
Christopher Peter John Haba
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Materi Penyusun Beton
3
Beton Serat
4
Buah Bintaro
6
METODE
6
Alat dan Bahan
7
Prosedur Penelitian
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
10
Hasil Analisa Saringan
10
Penentuan Proporsi Materi Penyusun Beton
11
Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton
12
Hasil Pengujian Kuat Lentur Beton
14
SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
16
LAMPIRAN
18
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR TABEL
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Spesifikasi macam-macam serat
Hasil uji saringan pasir
Hasil uji saringan kerikil
Proporsi material penyusun beton
Jumlah pasir untuk setiap penambahan serat bintaro
Rekapitulasi kuat tekan beton umur 7 hari (a), 14 hari (b), dan 28 hari (c)
Rekapitulasi kuat lentur beton umur 14 hari (a) dan 28 hari (b)
4
10
11
12
12
13
15
DAFTAR GAMBAR
1.
2.
3.
4.
5.
Pohon bintaro (a) dan buah bintaro (b)
6
Diagram alir tahapan penelitian
7
Diagram alir tahapan perhitungan perencanaan beton berdasarkan SNI 032834-2000
9
Peningkatan kuat tekan beton umur 7, 14, dan 28 hari
14
Peningkatan kuat lentur beton umur 14 dan 28 hari
15
DAFTAR LAMPIRAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Grafik gradasi agregat halus
18
Grafik gradasi agregat kasar
18
Grafik penentuan Faktor Air Semen
19
Grafik penentuan persentase pasir dengan ukuran butir maksimum 40 mm 20
Grafik berat isi beton
21
Perhitungan desain campuran beton berdasarkan SNI 03-2834-2000
22
Dokumentasi pengujian tekan (a) dan lentur (b) beton
24
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) telah membawa
pengaruh besar bagi kehidupan manusia. Setiap penemuan dan inovasi yang
dihasilkan mampu membantu manusia untuk menyelesaikan masalah yang
dihadapi. Kemajuan IPTEK khususnya di bidang konstruksi saat ini juga
memungkinkan terciptanya material yang dapat digunakan untuk membantu proses
pembangunan. Salah satu langkah inovatif yang mulai dilakukan adalah
penggunaan limbah untuk menyempurnakan material yang sudah ada maupun
untuk menciptakan material baru. Pemanfaatan limbah diharapkan menjadi langkah
untuk menciptakan bahan bangunan ramah lingkungan dan efisien. Pemanfaataan
limbah juga dapat dikatakan menjadi salah satu upaya untuk mendorong
masyarakat menerapkan konsep zero waste.
Buah bintaro (Cerbera manghas) merupakan buah drupa (buah biji) dengan
serat lignoselulosa yang menyerupai buah kelapa. Selama ini masyarakat hanya
mengenal tanaman bintaro sebagai peneduh kota dan belum banyak dimanfaatkan
sehingga nilai ekonomisnya masih rendah (Iman dan Handoko 2011). Anton (2012)
menjelaskan bahwa serat buah bintaro terbentuk dari selulosa yang memiliki ikatan
glikosida sehingga memiliki sifat keras, sukar larut dalam air, dan tidak manis.
Karakter keras yang dimiliki serat bintaro seharusnya dapat dimanfaatkan di bidang
konstruksi. Salah satu bentuk pemanfaatan yang dapat dilakukan adalah dengan
menambahkan serat buah bintaro sebagai materi penyusun beton.
Inovasi menggunakan serat bintaro dalam pembuatan beton menjadi perlu
untuk dilakukan mengingat bahwa beton merupakan salah satu material yang sering
digunakan dalam pembangunan struktur dan infrastruktur. Inovasi ini juga dapat
membantu industri kreatif dalam mengolah limbah menjadi material yang ramah
lingkungan dan mampu mengangkat nilai ekonomi dari limbah. Penggunaan serat
buah bintaro pada akhirnya dapat mengurangi jumlah limbah buah bintaro yang
dihasilkan.
Perumusan Masalah
Penggunaan serat buah bintaro sebagai material dalam pembuatan beton serat
masih dapat dikatakan baru dan masih sangat jarang terdengar. Oleh karena itu,
diperlukan suatu pengujian untuk mengetahui bagaimana sifat yang akan dihasilkan
oleh beton dengan serat buah bintaro sebelum diaplikasikan. Permasalahan yang
difokuskan dalam penelitian ini adalah:
1. Besarnya nilai kuat tekan dan kuat lentur yang dihasilkan oleh beton yang
ditambahkan dengan serat bintaro.
2. Karakter dari serat buah bintaro yang dapat meningkatkan atau menurunkan
kualitas beton serat.
3. Proporsi terbaik dari setiap komponen penyusun beton agar menghasilkan
beton serat dengan kualitas yang baik.
2
Tujuan Penelitian
1.
2.
3.
Tujuan dari penelitian ini adalah:
Menghitung besarnya nilai kuat tekan dan kuat lentur beton dengan kandungan
serat bintaro yang berbeda.
Menganalisa pengaruh penambahan serat buah bintaro terhadap sifat mekanik
beton.
Menentukan proporsi terbaik untuk serat buah bintaro dalam pembuatan beton
serat.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan solusi alternatif bahan
penyusun beton berserat yang baru yaitu buah bintaro dan mengurangi jumlah
limbah dari buah bintaro.
Ruang Lingkup Penelitian
1.
2.
3.
4.
5.
Ruang lingkup dari penelitian ini adalah:
Beton yang akan diuji menggunakan proporsi sesuai dengan ketentuan untuk
mutu beton K-250.
Variabel bebas dalam penelitian ini proporsi serat buah bintaro yang digunakan
dalam campuran. Proporsi yang dipakai yaitu 25 gram, 50 gram, dan 75 gram
dari jumlah pasir. Panjang serat yang digunakan adalah 1 cm.
Variabel terikat dalam penelitian ini adalah sifat mekanik beton serat yaitu kuat
tekan dan kuat lentur beton.
Variabel kontrol dalam penelitian ini adalah beton yang tidak diberi serat buah
bintaro.
Pengujian kuat tekan dilakukan pada hari ke-7, 14, dan 28, sedangkan
pengujian kuat lentur dilakukan pada hari ke-14 dan 28.
TINJAUAN PUSTAKA
Beton merupakan salah satu material yang sering digunakan dalam suatu
konstruksi. Wuryati dan Candra (2001) menjelaskan bahwa beton adalah campuran
dari agregat halus dan agregat kasar (pasir, kerikil, batu pecah, atau jenis agregat
lain) dengan semen yang dipersatukan oleh air dalam perbandingan tertentu.
Departemen Pekerjaan Umum (1991) dalam SK. SNI T – 15 – 1990 – 03
mendefinisikan beton sebagai campuran antara semen portland atau semen hidrolik
yang lainnya, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan
campuran tambahan yang membentuk massa padat.
Sifat mekanik yang biasa diuji pada beton adalah kuat tekan dan kuat lentur.
Besarnya kuat tekan benda uji (fc) dapat dihitung dengan persamaan (1).
fc =
P
A
(1)
3
Keterangan:
fc = kuat tekan benda uji (MPa)
P = beban maksimum (N)
A = luas bidang tekan (mm2)
= 1/4πd2
d = diameter silinder (mm)
Besarnya nilai kuat tekan rata-rata (fcr) dari beberapa contoh uji dapat dihitung
dengan persamaan (2).
fcr=
∑i=N
i=1 fc(i)
N
(2)
Keterangan:
fcr = kuat tekan masing-masing benda uji (MPa)
N = jumlah semua benda uji
Nilai kuat lentur beton dapat dihitung dengan persamaan:
flt =
3pl
2bd2
(3)
Keterangan:
flt = kuat lentur benda uji (MPa)
P = beban maksimum (N)
l = panjang bentang diantara kedua balok tumpuan (mm)
b = lebar balok rata-rata pada penampang runtuh (mm)
d = tinggi balok rata-rata pada penampang runtuh (mm)
Materi Penyusun Beton
Materi penyusun beton normal secara umum terdiri dari semen, agregat, dan
air. Surdia dan Saito (1999) menjelaskan bahwa sifat akan beton dapat berubah
berdasarkan materi yang digunakan dan perbandingan material yang digunakan.
Semen
Semen adalah material anorganik yang mengeras pada pencampuran air atau
larutan garam (Surdia dan Saito 1999). Fungsi dari semen pada beton adalah untuk
mengikat agregat pada campuran sehingga membentuk massa padat. Salah satu
contoh semen yang sering digunakan adalah semen portland. Surdia dan Saito
(1999) menjelaskan bahwa semen portland 5 tipe yang berbeda yaitu semen
penggunaan umum, semen pengeras pada panas sedang, semen berkekuatan tinggi
awal, semen panas rendah, dan semen tahan sulfat.
Semen yang digunakan dalam pembuatan beton harus memenuhi salah satu
dari ketentuan berikut:
a) SNI 15-2049-1994, semen portland.
b) Spesifikasi semen blended hidrolis (ASTM C 595), kecuali tipe S dan
SA yang tidak diperuntukkan sebagai unsur pengikat utama sruktur
beton.
c) Spesifikasi semen hidrolis ekspansif (ASTM C 845).
4
Agregat
Departemen Pekerjaan Umum (1991) menjelaskan bahwa agregat adalah
material granular misalnya pasir, kerikil, batu pecah, dan kerak tungku besi, yang
dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk membentuk suatu beton
semen hidrolik atau adukan. Agregat mengisi sekittar 65-80% volume total beton
(Surdia 1999). Agregat yang baik memiliki sifat keras, kuat, bersih, tahan lama,
butir bulat, massa jenis tinggi, dan distribusi ukuran butir yang cocok.
Agregat terdiri dari agregat kasar dan agregat halus. Agregat halus adalah
pasir alam sebagai hasil desintegrasi secara alami dari batu atau pasir yang
dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran sebesar 5 mm (BSN
2000). Agregat kasar adalah kerikil sebagai hasil desintegrasi alami dari batu atau
berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan mempunyai
ukuran butir antara 5 mm – 40 mm. Setiap agregat yang akan digunakan dalam
penyusunan beton harus dianalisa terlebih dahulu menggunakan saringan
berdasarkan SNI 03-1968-1990.
Air
Air digunakan untuk mencampur semua materi penyusun beton. Air membuat
semen menjadi pasta semen dan kemudian merekatkan agregat yang tercampur. Air
juga berpengaruh terhadap sifat workability atau kemudahan pengerjaan beton.
Kriteria air yang sering digunakan adalah air PDAM. Kandungan senyawa yang
berbahaya dalam badan air dapat merubah sifat beton dan menurunkan kualitas
beton yang dihasilkan.
Beton Serat
Tjokrodimuljo (1996) dalam Rustendi (2004) menjelaskan bahwa beton serat
adalah material komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lain berupa serat.
Fungsi dari serat dalam beton serat adalah untuk mencegah timbulnya retak-retak.
Efektivitas dari pencegahan retak pada beton tergantung dari kandungan pada serat
itu sendiri. Jenis serat yang sering digunakan disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Spesifikasi macam-macam serat
Bahan serat
Berat
Jenis
Kuat Tarik
(Ksi)
Modulus Elastisitas
(103 Ksi)
Baja
Kaca
Plastik
Karbon
7,86
2,7
0,91
1,6
100-300
> 180
> 100
> 100
30
11
0,14-1,2
> 7,2
Sumber: Rustendi (2004)
Ezeldin dkk (1992) dalam Rustendi (2004) menjelaskan bahwa penambahan
serat dapat memperbaiki sifat beton yaitu:
a) Daktilitas (ductility), yang berhubungan dengan kemampuan bahan
menyerap energi (energy absorption).
b) Ketahanan terhadap beban kejut (impact resistance).
5
c) Kemampuan terhadap kuat tarik dan momen lentur (tensile and flexural
strength).
d) Ketahanan terhadap kelelahan (fatigue life).
e) Ketahanan terhadap pengaruh susut (shrinkage).
f) Ketahanan terhadap keausan (abrasion).
Pengaruh penambahan serat yang paling signifikan adalah terhadap kuat tarik beton.
Retak pada beton yang akan hancur akan ditahan oleh serat. Keberadaan serat
membuat beton menjadi lebih liat (ductile). Keadaan beton yang lebih liat membuat
kuat tarik beton meningkat.
Sifat daktilitas dan kuat tarik beton serat yang lebih tinggi dari beton normal
membuat beton serat cocok digunakan pada konstruksi-konstruksi tertentu seperti
lapisan perkerasan jalan (rigid pavement) dan pelimpah (spillway) dam.
Penggunaan beton serat pada lapisan perkerasan jalan lebih bertujuan untuk
mengurangi retak akibat beban kejut. Penggunaan beton serat pada pelimpah dam
bertujuan untuk mengurangi kerusakan akibat kavitasi. Beton serat bagus untuk
digunakan pada elemen struktur yang sangat tipis agar dapat meningkatkan
keawetan elemen tersebut.
Sukoyo (2011) menjelaskan bahwa beton berserat dipengaruhi oleh beberapa
variabel, yaitu:
a) Fiber Aspect Ratio
Fiber aspect ratio adalah perbandingan antara panjang (l) dan diameter serat
(d). Fiber Aspect Ratio yang terlalu tinggi dapat menyebabkan terjadinya
balling effect, yaitu penggumpalan serat membentuk bola serat karena
penyebarannya yang tidak merata. Oleh karena itu disarankan penggunaan
serat dengan aspek rasio yang lebih kecil dari 50 (l/d < 50).
b) Fiber Volume Ratio
Fiber Volume Fraction adalah persentase serat yang ditambahkan pada tiap
satuan volume beton.
c) Mutu Beton
Penambahan serat pada beton normal berbeda dengan beton mutu tinggi.
Penambahan serat pada beton mutu tinggi dapat menurunkan tingkat
workability karena berkurangnya persentase air. Penambahan zat aditif
dapat menjadi solusi untuk meningkatkan workability beton berserat.
d) Bentuk Permukaan Serat
Daya lekat antara serat dan beton sangat berpengaruh pada kualitas beton.
Beton akan memiliki sifat mekanik yang lebih baik apabila permukaan
seratnya kasar. Permukaan kasar pada serat akan meningkatkan lekatan
serat dengan beton sehingga sifat mekanik beton dapat meningkat.
e) Cara Pencampuran
Cara pencampuran serat terdiri dari pencampuran kering dan pencampuran
basah. Pencampuran kering merupakan pencampuran dimana serat beton
dicampur sebelum air dituang. Pencampuran basah merupakan
pencampuran dimana serat beton dicampur setelah air dituang.
6
Buah Bintaro
Buah bintaro merupakan buah drupa (buah biji) yang terdiri dari tiga lapisan
yaitu epikarp atau eksokarp (kulit bagian terluar buah), mesokarp (lapisan tengah),
dan endokarp (biji yang dilapisi kulit biji atau testa). Secara fisik buah bintaro
berserat serabut seperti kelapa. Khankh (2001) dalam Anton (2012)
mendeskripsikan bahwa buah bintaro berbentuk bulat dan berwarna hijau pucat dan
ketika tua akan berwarna merah. Pohon bintaro umumnya mempunyai tinggi 4 – 6
m meskipun terkadang mencapai 12 m (Gambar 1). Daunnya berwarna hijau tua
mengkilat berbentuk bulat telur. Bunga Bintaro berbau harum, terdiri atas lima petal
dengan mahkota berbentuk terompet yang pangkalnya berwarna merah muda. Buah
bintaro berbentuk bulat telur dengan panjang sekitar 5 - 10 cm. Buah bintaro
berwarna hijau pucat ketika masih muda dan berubah menjadi merah cerah saat
masak (Gambar 1). Buah ini memiliki massa ± 100 gram. Satu buah memiliki serat
dengan massa ± 30 gram.
(a)
(b)
Gambar 1 Pohon bintaro (a) dan buah bintaro (b)
Anton (2012) dalam penelitiannya menjelaskan bahwa kandungan kimia
yang terdapat pada serat bintaro terdiri dari α-selulosa, holoselulosa, lignin, dan zat
ekstraktif. Serat pada buah bintaro dibentuk dari selulosa. Serat selulosa tersebut
memiliki ikatan glikosida. Konfigurasi inilah yang membuat selulosa bersifat keras,
sukar larut dalam air, dan tidak manis.
Nama buah bintaro juga sering disematkan pada kerabatnya dengan nama
ilmiah Cerbera odollam. Biji dari Cerbera odollam dipilih sebagai alternatif bahan
bakar karena memiliki kandungan minyak 43-64% dan merupakan tumbuhan
penghasil minyak non pangan yang memiliki potensi untuk dikembangkan. Selain
kandungan minyak dari biji buah bintaro, ampas dari sisa pemerasan minyak
bintaro dapat dijadikan arang briket atau dibuat menjadi pupuk kompos. Cangkang
buah bintaro dapat dijadikan briket yang memiliki nilai kalor tinggi.
METODE
Penelitian ini dilakukan selama ± 8 bulan dari Maret – Oktober 2014.
Penelitian dilakukan dengan dua langkah yaitu studi literatur dan eksperimen di
Laboratorium Struktur Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Pertanian
7
Bogor. Pengumpulan informasi melalui studi literatur kemudian dilengkapi dengan
pembuatan contoh uji, pengujian, dan analisa data hasil eksperimen untuk
mendapatkan kesimpulan tentang pengaruh serat buah bintaro terhadap kekuatan
beton. Diagram alir tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Diagram alir tahapan penelitian
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini akan dijelaskan berdasarkan
tahapan yang tertera pada Gambar 1 yaitu uji kadar lumpur, pengumpulan serat
bintaro, analisa saringan, dan pembuatan beton. Alat yang digunakan untuk uji
kandungan lumpur adalah gelas ukur kapasitas 250 ml. Alat yang digunakan dalam
pengumpulan serat bintaro adalah pemarut dan gunting. Alat yang digunakan dalam
proses analisa saringan agregat adalah:
1. Satu set saringan dengan ukuran lubang 0,074 – 4,75 mm dan 4,75 – 75 mm
2. Oven
3. Neraca O’Haust
4. Wadah
Alat yang digunakan dalam proses pembuatan beton adalah:
1. Tempat adukan
2. Cangkul
8
3. Satu set alat Slump test
4. Bekisting kubus ukuran 15x15x15 cm
5. Bekisting balok ukuran 60x15x15 cm
Pengujian kuat tekan dan kuat lentur dilakukan dengan Universal Testing Machine
(UTM) WAW-2000B. Alat pendukung yang digunakan dalam penelitian ini adalah
sendok semen, kunci pas, dan kuas.
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah agregat kasar
(kerikil), agregat halus pasir, semen portland tipe I, air, dan buah bintaro. Bahan
pendukung yang digunakan dalam penelitian ini adalah oli.
Prosedur Penelitian
Persiapan Serat
Serat buah bintaro didapat dari buah yang sudah jatuh dari pohon dan kulit
buahnya sudah mengelupas. Buah bintaro dijemur agar memudahkan proses
pemarutan serat. Serat didapat secara manual menggunakan alat parut dan gunting
sehingga serat terpisah dari cangkang buah bintaro. Serat yang belum terpisah
kemudian dicacah menggunakan gunting.
Uji Kadar Lumpur dan Analisa Saringan
Perhitungan kadar lumpur diawali dengan memasukkan campuran pasir
dengan air kedalam gelas ukur. Campuran kemudian dibiarkan selama 24 jam
sampai lumpur dan pasir terpisah. Tinggi lumpur dan tinggi pasir kemudian diukur
untuk mendapatkan nilai kadar lumpur.
Analisa saringan untuk agregat dilakukan berdasarkan SNI 03-1968-1990
tentang Metode Pengujian Analisis Saringan Agregat Halus dan Kasar. Agregat
yang akan dianalisa ditimbang dulu massanya sebesar 1 kg untuk agregat halus dan
2,5 kg untuk agregat kasar. Agregat dioven dengan suhu 110 ± 5oC selama 1 hari.
agregat yang sudah dioven kemudian disaring dengan saringan dari diameter
saringan terbesar hingga terkecil. Massa setiap agregat yang tertahan ditimbang
untuk diplotkan pada grafik gradasi untuk mengetahui gradasi agregat yang diuji.
Perhitungan Komposisi Bahan Penyusun Beton
Perhitungan campuran beton dilakukan berdasarkan SNI 03-2834-2000
tentang Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. Langkah-langkah
dalam perhitungan perencanaan beton ditunjukkan pada Gambar 3. Perhitungan
diawali dengan menentukan kuat tekan rencana (MPa) dan deviasi pembiasan agar
mendapatkan nilai kuat tekan rata-rata yang sesuai dengan target. Kadar air bebas
dapat dihitung menggunakan Persamaan (4).
2
Kadar air bebas (kg/m3) = Wh +
3
1
3
Wk
(4)
Keterangan:
Wh = perkiraan jumlah air untuk agregat halus
Wk = perkiraan jumlah air untuk agregat kasar
Nilai Faktor Air Semen (FAS) didapatkan berdasarkan perkiraan kuat tekan
rencana dengan faktor air semen dan agregat kasar yang biasa dipakai di Indonesia.
9
Nilai FAS kemudian digunakan untuk menghitung kadar semen menggunakan
Persamaan (5).
Kadar semen (kg/m3) =
Kadar air bebas
FAS
(5)
Data daerah gradasi hasil uji saringan agregat digunakan untuk menentukan persen
pasir dan kerikil. Persen pasir dan kerikil digunakan untuk menghitung berat jenis
relatif (BJ relatif) menggunakan Persamaan (6).
BJ relatif: (% pasir x BJ pasir) + (% kerikil x BJ kerikil)
(6)
Keterangan:
% pasir = persentase pasir terhadap total agregat
BJ pasir = Berat jenis pasir (kondisi jenuh kering permukaan)
% kerikil = persentase kerikil terhadap total agregat
BJ kerikil = Berat jenis kerikil (kondisi jenuh kering permukaan)
Nilai BJ relatif kemudian digunakan dengan kadar air bebas untuk mendapatkan
nilai berat isi basah beton. Nilai berat isi basah beton digunakan untuk menghitung
kadar agregat gabungan (Persamaan (7)).
Kadar agregat gabungan (kg/m3) = Berat isi beton (kg/m3) - Kadar
semen (kg/m3) - Kadar air bebas (kg/m3)
(7)
Kadar agregat gabungan digunakan untuk menentukan jumlah pasir dan kerikil
dalam satu beton. Jumlah pasir dan kerikil dihitung menggunakan persamaan (8)
dan (9).
Jumlah pasir = persentase agregat halus x jumlah agregat gabungan
(8)
Jumlah kerikil = persentase agregat kasar x jumlah agregat gabungan
(9)
Jumlah air, semen, pasir, dan kerikil kemudian dikalikan dengan volume
bekisting yang sudah disiapkan untuk mendapatkan data bobot masing-masing
komponen. Besarnya penambahan bintaro pada di campuran terdiri dari 4 variasi
massa (0, 25, 50, dan 75 gram) yang diambil dari massa pasir. Setiap variabel yang
ditentukan kemudian dibuat sebanyak 3 contoh uji.
Gambar 3 Diagram alir tahapan perhitungan perencanaan beton berdasarkan SNI
03-2834-2000
10
Pembuatan Contoh Uji
Pencampuran bahan dilakukan secara manual dengan mencampur kerikil,
pasir, semen, dan air menggunakan cangkul. Penambahan serat juga dilakukan
secara manual dengan menyebar serat dan mencampur adukan hingga merata.
Adukan yang sudah merata dikeluarkan sebagian untuk mengukur nilai slump.
Beton segar kemudian dimasukkan ke dalam bekisting sedikit demi sedikit sambil
menusuk adukan. Adukan kemudian dibiarkan mengeras selama 1 hari. Contoh uji
yang telah dibuka kemudian direndam mulai dari hari pelepasan beton dari
bekisting sampai hari pengujian.
Pengujian Contoh Uji
Pengujian beton mengacu pada dilakukan menggunakan UTM untuk
mengetahui besarnya beban tekan dan beban lentur yang dapat diterima contoh uji.
Nilai kuat tekan benda uji dapat dihitung menggunakan persamaan (1) dan (2). Nilai
kuat lentur benda uji dapat dihitung menggunakan persamaan (3).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisa Saringan
Analisa saringan merupakan prosedur yang dilakukan untuk mengetahui
gradasi dari agregat kasar dan agregat halus yang digunakan untuk pencampuran
beton. Gradasi tersebut digunakan untuk menentukan persentase agregat dan
menentukan proporsi masing-masing agregat, di samping jumlah semen dan air.
Data hasil uji saringan pasir disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Hasil uji saringan pasir
Diameter
saringan
(mm)
4,75
2,36
1,18
0,6
0,3
0,15
0,074
pan
Total (g)
Berat
tertahan (g)
230,5
129,5
138,5
131,5
162,5
100
78
29,5
Kumulatif
Berat Lolos
(g)
769,5
640
501,5
370
207,5
107,5
29,5
0
1000
Persentase
Lolos (%)
76,95
64,00
50,15
37,00
20,75
10,75
2,95
0
Data hasil uji saringan pasir kemudian diplot ke grafik daerah gradasi pasir yang
disajikan pada Lampiran 1.
11
Data hasil plot menunjukkan bahwa pasir yang digunakan berada pada
daerah gradasi 2 yang merupakan jenis pasir agak kasar. Data hasil uji saringan
kerikil disajikan pada Tabel 3. Data yang disajikan pada Tabel 3 menunjukkan
bahwa agregat kasar termasuk pada pada gradasi agregat kasar dengan diameter
maksimal 40 mm. Grafik plot hasil analisa saringan agregat kasar disajikan pada
Lampiran 2. Data hasil analisa saringan ini kemudian akan digunakan untuk
menentukan persentase agregat dalam contoh uji beton yang dibuat.
Tabel 3 Hasil uji saringan kerikil
Diameter
saringan
(mm)
75
37,5
19
9,5
4,75
pan
Total (g)
Kumulatif
Berat
tertahan
(g)
0
20
925
1020
333
80
Berat Lolos
(g)
Persentase
Lolos (%)
2378
2358
1433
413
80
0
2378
100,00
99,16
60,26
17,37
3,36
0,00
Penentuan Proporsi Materi Penyusun Beton
Perhitungan penentuan proporsi beton yang mengacu pada SNI 03-28342000 secara detail dijabarkan pada Lampiran 6. Besarnya kuat tekan rencana yang
ditetapkan dalam penelitian ini adalah 21, 7 MPa (mutu K-250). Besarnya deviasi
pembiasan untuk data hasil uji kurang dari 15 buah adalah 12 MPa, sehingga kuat
tekan rata-rata rencana adalah 33,7 MPa. Semen yang digunakan adalah semen
portland tipe I merek Holcim. Jenis agregat yang digunakan adalah pasir alami dan
batu pecah.
Faktor Air Semen (FAS) didapatkan dari grafik hubungan antara kuat tekan
beton dengan faktor air semen yang disajikan pada Lampiran 3. Nilai FAS yang
didapatkan adalah 0,58. Slump yang direncanakan ditentukan sebesar 10±2 cm.
Data hasil uji saringan kerikil digunakan untuk mendapatkan nilai Wh dan Wk. Nilai
Wh dan Wk berturut-turut yang didapat adalah 175 dan 205 kg/m3. Nilai kadar air
bebas yang didapatkan berdasarkan persamaan (4) adalah 185 kg/m3. Jumlah semen
dapat dicari berdasarkan nilai kadar air bebas dan FAS menggunakan persamaan
(5) sehingga didapatkan nilai sebesar 318,97 kg/m3.
Data hasil analisa saringan agregat halus dan kasar dapat digunakan untuk
menentukan persen pasir terhadap total agregat menggunakan grafik yang
ditampilkan pada Lampiran 4. Persentase pasir yang didapatkan berada pada
rentang 34,5 – 43,5 % dan ditetapkan sebesar 35% (Persentase kerikil dihitung
sebesar 65%). Nilai BJ pasir dan BJ kerikil yang didapatkan adalah 2,475 dan 2,75.
Nilai BJ relatif yang didapatkan menggunakan persamaan (6) adalah 2,65.
12
Penentuan berat isi beton menggunakan nilai BJ relatif dan kadar air bebas disajikan
pada Lampiran 5. Berat isi beton yang didapatkan adalah 2400 kg/m3.
Nilai kadar agregat gabungan yang didapat berdasarkan persamaan (7) adalah
1896,03 kg/m3. Kadar pasir dan kerikil yang didapat menggunakan persamaan (8)
dan (9) berturut-turut adalah 663,61 dan 1232,42 kg/m3. Bobot air, semen, pasir,
dan kerikil yang digunakan untuk pembuatan 1 contoh uji beton dengan ukuran
15x15x15 cm (uji tekan) dan 60x15x15 cm (uji lentur) disajikan pada Tabel 4.
Penggunaan serat bintaro dengan 4 variasi berpengaruh terhadap jumlah pasir yang
digunakan. Hubungan antara proporsi serat bintaro dan massa pasir disajikan pada
Tabel 5.
Tabel 4 Proporsi Material Penyusun Beton
Bobot bahan
(uji tekan)
2,24
4,16
1,08
0,62
Bahan
Pasir
Kerikil
Semen
Air
Bobot bahan
(uji lentur)
8,96
16,64
4,32
2,48
Satuan
kg
kg
kg
liter
Tabel 5 Jumlah pasir untuk setiap penambahan serat bintaro
Massa serat
(g)
0
25
50
75
Massa pasir untuk contoh-i
(kg)
Uji tekan
Uji lentur
2,24
8,96
2,22
8,935
2,19
8,91
2,17
8,885
Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton
Badan Standarisasi Nasional (1990) menjelaskan bahwa kuat tekan beton
adalah besar beban per satuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur.
Pengujian kuat tekan beton dilakukan untuk membandingkan nilai kuat tekan beton
dengan variasi serat bintaro yang berbeda. Hasil pengujian kuat tekan beton serat
secara rinci dapat dilihat pada Tabel 6.
Data yang disajikan pada Tabel 6 menunjukkan bahwa nilai kuat tekan beton
yang tidak menggunakan serat bintaro (kontrol) lebih tinggi dibandingkan beton
yang menggunakan serat bintaro. Nilai kuat tekan beton kontrol pada umur 28 hari
berkisar pada 15 MPa sedangkan nilai kuat tekan beton yang menggunakan serat
bintaro berada pada kisaran 8 – 13 MPa. Penyebab penurunan kuat tekan beton
adalah kandungan serat bintaro pada beton. Anton (2012) dalam penelitiannya
menjelaskan bahwa serat bintaro memiliki rongga sel yang besar sehingga mudah
13
menyerap air. Proses penyerapan air dapat terjadi pada saat pencampuran bahan
penyusun beton. Penyerapan air yang terjadi menurunkan daya ikat pasta semen
terhadap agregat. Ikatan pada agregat yang menurun mengakibatkan turunnya nilai
kuat tekan. Kolop (2010) dalam Gurning (2013) menjelaskan bahwa penyerapan air
berbanding lurus dengan penambahan serat ke dalam beton.
Tabel 6 Rekapitulasi kuat tekan beton umur 7 hari (a), 14 hari (b), dan 28 hari
(c)
Contoh uji
Beban
Kuat
Beban 1
Beban 2 Beban 3
dengan massa
rata-rata
tekan
(kN)
(kN)
(kN)
serat (g)
(kN)
(MPa)
0
135
132,5
142,5
136,67
6,07
25
117,5
127,5
132,5
125,83
5,59
50
150
132,5
147,5
143,33
6,37
75
122,5
137,5
132,5
130,83
5,81
(a)
Contoh uji
dengan massa
serat (g)
0
25
50
75
Beban 1
(kN)
Beban 2
(kN)
Beban 3
(kN)
232,5
115
187,5
222,5
245
150
187,5
172,5
235
187,5
150
195
Beban
rata-rata
(kN)
237,5
150,83
175
196,67
Kuat
tekan
(MPa)
10,56
6,70
7,78
8,74
Beban
rata-rata
(kN)
341,67
192,50
303,33
200
Kuat
tekan
(MPa)
15,19
8,56
13,48
8,89
(b)
Contoh uji
dengan massa
serat (g)
0
25
50
75
Beban 1
(kN)
Beban 2
(kN)
Beban 3
(kN)
370
177,5
330
195
327,5
192,5
325
197,5
327,5
207,5
255
207,5
(c)
Laju penambahan kuat tekan beton dengan 4 variasi massa serat bintaro
disajikan pada Gambar 4. Data yang dihasilkan juga menunjukkan bahwa terjadi
perubahan nilai kuat tekan yang berbeda pada setiap variasi jumlah serat dalam
beton. Kuat tekan tertinggi yang dihasilkan pada umur 28 hari terdapat pada beton
dengan tambahan serat sebesar 50 gram yaitu 13, 48 MPa. Beton dengan kandungan
serat bintaro 75 gram mengalami penurunan kuat tekan. Eniarti (2010) menjelaskan
bahwa jumlah serat yang terlalu banyak membuat rongga yang bisa diisi oleh pasta
semen sudah diisi oleh serat. Hal ini berakibat pada ikatan antar materi penyusun
beton menjadi tidak maksimal. Data hasil pengujian kemudian dicari nilai standar
14
deviasi. Nilai standar deviasi beton dengan 4 variasi massa serat berat bintaro
berturut-turut adalah 4,56; 1,5; 3,77; dan 1,73.
Gambar 4 Peningkatan kuat tekan beton umur 7, 14, dan 28 hari
Hasil Pengujian Kuat Lentur Beton
Definisi kuat lentur beton menurut Badan Standarisasi Nasional (1996)
adalah nilai tegangan tarik yang dihasilkan dari momen lentur dibagi dengan
momen penahan penampang balok uji. Kuat lentur biasa disebut Modulus of
Rupture (MOR). Nilai kuat lentur atau MOR dapat diketahui dengan menguji
contoh uji sampai mengalami keruntuhan atau patah. Hasil pengujian menunjukkan
bahwa penambahan serat bintaro dapat meningkatkan kuat lentur beton. Massa serat
bintaro yang menghasilkan kuat lentur paling tinggi adalah 50 dan 75 gram dengan
kuat lentur sebesar 10,67 MPa pada usia 28 hari. Rekapitulasi kuat lentur beton
disajikan pada Tabel 7.
Peningkatan kuat lentur beton dapat disebabkan oleh beberapa hal. Eniarti
(2010) menjelaskan bahwa proporsi optimal serat membuat ruang kosong dalam
adukan akan diisi oleh serat sehingga ikatan dengan pasta semen menjadi optimal.
Serat yang ada pada bidang retak beton pada saat pengujian akan menerima beban
yang terus meningkat hingga serat mencapai beban maksimal yang dapat diterima.
Hal ini didukung dengan karakter serat bintaro yang keras sehingga mampu
membantu beton menahan beban yang lebih besar ketika pengujian. Serat dalam
beton membuat beban yang diterima peningkatan kuat lentur beton disajikan pada
Gambar 5. Data hasil pengujian kemudian dipakai untuk menghitung nilai standar
deviasi. Nilai standar deviasi beton tanpa penambahan serat bintaro adalah 0,71.
Standar deviasi beton dengan 3 variasi massa serat bintaro adalah 0,47. Proporsi
serat bintaro yang paling optimal secara keseluruhan untuk pembuatan beton dalam
15
penelitian adalah 50 gram dari massa pasir. Dalam penggunaannya, penggunaan
serat bintaro dalam 1 m3 beton dapat mereduksi jumlah limbah buah bintaro hingga
mencapai 120 buah.
Tabel 7 Rekapitulasi kuat lentur beton umur 14 hari (a) dan 28 hari (b)
Contoh uji
dengan massa
serat (g)
0
25
50
75
Beban
1 (kN)
Beban
2 (kN)
Beban
3 (kN)
32,5
35
37,5
37,5
30
35
37,5
37,5
32,5
30
32,5
35
Beban
Maksimum
(kN)
32,5
35,0
37,5
37,5
Kuat lentur
(MPa)
8,67
9,33
10
10
(a)
Contoh uji
dengan massa
serat (g)
0
25
50
75
Beban
1 (kN)
Beban
2 (kN)
Beban
3 (kN)
35
35
37,5
40
35
35
37,5
35
36,25
37,5
40
37,5
Beban
Maksimum
(kN)
36,25
37,5
40,0
40,0
Kuat lentur
(MPa)
9,67
10
10,67
10,67
(b)
Gambar 5 Peningkatan kuat lentur beton umur 14 dan 28 hari
Dalam penelitian ini, nilai kuat tekan dan kuat lentur beton tidak sesuai
dengan kekuatan rencana. Hal pertama adalah masih adanya kandungan bahan non
serat yang biasa disebut pith. Muharam (1995) dalam Anton (2012) menjelaskan
bahwa pith adalah bahan berupa spons atau gabus yang tidak memberikan kekuatan
sehingga adanya pith membuat kekuatan yang dihasilkan menjadi rendah. Hal
kedua adalah kandungan lumpur dalam pasir. Kadar lumpur yang dihasilkan dalam
16
pengujian adalah 8,6%. Hal ini melebihi ketentuan yang ditetapkan Departemen
Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik dalam Peraturan Beton Bertulang Indonesia
yaitu sebesar 5%. Purwanto dan Priastiwi (2012) dalam penelitiannya menjelaskan
bahwa semakin tinggi kadar lumpur dalam agregat halus maka mutu beton akan
menurun.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Beberapa simpulan yang dapat diambil berdasarkan hasil dan analisa dalam
penelitian ini adalah:
1. Besarnya kuat tekan beton dengan 4 variasi kandungan serat bintaro pada umur
28 hari berturut-turut adalah 15,19 MPa; 8,56 MPa 13,48 MPa; dan 8,89 MPa.
Hal ini menunjukkan bahwa serat bintaro menurunkan kuat tekan beton.
2. Besarnya kuat lentur beton dengan 4 variasi kandungan serat bintaro pada umur
28 hari berturut-turut adalah 9,67 MPa; 10 MPa; dan 10,67 MPa. Hal ini
menunjukkan bahwa serat bintaro meningkatkan kuat lentur beton.
3. Proporsi serat bintaro yang menghasilkan beton dengan sifat mekanik yang
paling optimal dalam penelitian ini adalah 50 gram dari massa pasir.
Saran
Beberapa saran yang diberikan jika akan diadakan penelitian tahap lanjut
ataupun penelitian terkait adalah:
1. Pembuatan alat pencacah serat bintaro perlu dibuat agar proses pencacahan
efisien dan efektif.
2. Perlu dilakukan pengujian lanjut dengan variasi massa serat bintaro yang lebih
besar dan rentang yang berbeda agar dapat menemukan proporsi optimal serat
bintaro.
3. Penelitian perlu dilanjutkan dengan memasukkan variabel panjang serat yang
berbeda-beda pada pembuatan beton serat.
DAFTAR PUSTAKA
Anton S. 2012. Pembuatan dan Uji Karakteristik Papan Partikel dari Serat Buah
Bintaro [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Badan Standarisasi Nasional. 1990. SNI-03-1974-1990. Metode Pengujian Kuat
Tekan Beton. (terhubung berkala). http://www.pu.go.id/
Badan Standarisasi Nasional. 1996. SNI-03-4154-1996. Metode Pengujian Kuat
Lentur Beton dengan Balok Uji Sederhana yang Dibebani Terpusat Langsung.
(terhubung berkala). http://www.pu.go.id/
17
Badan Standarisasi Nasional. 2000. SNI 03-2834-2000. Tata Cara Pembuatan
Rencana
Campuran
Beton
Normal.
(terhubung
berkala)
http://www.pu.go.id/uploads/services/ infopublik20120809162638.pdf
(18 Februari 2014)
Departemen Pekerjaan Umum. 1991. SK SNI T – 15 – 1991 – 03 Tata Cara
Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung. Bandung (ID): Yayasan
LPMB.
Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik. 1971. Peraturan Beton
Bertulang Indonesia N.I.-2. Bandung: Lembaga Penjelidikan Masalah Bangunan.
Eniarti M. 2010. Pengaruh Pemanfaatan Serat Serabut Kelapa terhadap Perbaikan
Sifat Mekanik Beton Normal. Spektrum Sipil 1(1):19-28.
Gurning N. 2013. Pembuatan Beton Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit. TELAAH
Jurnal Ilmu Pengetahuan dan Teknologi 31(1):13-20.
Iman G dan Handoko T. 2011. Pengolahan Buah Bintaro sebagai Sumber
Bioetanol dan Karbon Aktif. Di dalam: Prosiding Seminar Nasional Teknik
Kimia “Kejuangan”[Internet] [Waktu dan tempat pertemuan tidak diketahui].
[diunduh 2014 Feb 18]. Tersedia pada: http://repository.upnyk.ac.id/349/
Rustendi I. 2004. Pengaruh Pemanfaatan Tempurung Kelapa sebagai Material
Serat Terhadap Kuat Tekan dan Kuat Tarik Beton. Media Komunikasi Teknik
Sipil 12(29):13-22.
Purwanto dan Priastiwi YA. 2012. Pengaruh Kadar Lumpur pada Agregat Halus
dalam Mutu Beton. Teknik 33(2):46-52.
Sukoyo. 2011. Rekayasa Peningkatan Karakteristik Beton dengan Menggunakan
Serat. TEKNIS 6(2): 73-77
Surdia T dan Saito S. 1999. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta (ID): Pradnya
Paramita.
Wuryati S dan Candra R. 2001. Teknologi Beton. Yogyakarta (ID): Kanisius.
18
Lampiran 1 Grafik gradasi agregat halus
Lampiran 2 Grafik gradasi agregat kasar
19
Lampiran 3 Grafik penentuan Faktor Air Semen
20
Lampiran 4 Grafik penentuan persentase pasir dengan ukuran butir maksimum 40
mm
21
Lampiran 5 Grafik berat isi beton
22
Lampiran 6 Perhitungan desain campuran beton berdasarkan SNI 03-2834-2000
No
1
Uraian
Keterangan
Nilai
Kuat tekan yang
disyaratkan (umur
28 hari)
Ditetapkan
21,7 MPa
Diketahui,
berdasarkan
butir 4.2.3.1 1)
(5)
-
2
Deviasi
pembiasan
3
Margin
4
Kekuatan rata-rata
yang ditargetkan
(f'c + 12 MPa)
33,7 MPa
5
Jenis semen
Ditetapkan
6
Jenis agregat
Ditetapkan
Tipe I
Pasir alami
Batu pecah
Faktor Air Semen
Tabel 1, Grafik
2
0,58
(tidak ditetapkan,
karena tidak berada
pada lingkungan
khusus)
7
(f'c + 12 MPa)
(diabaikan)
8
Faktor Air Semen
Maksimum
Ditetapkan,
berdasarkan
4.2.3.2 2)
9
Slump
Ditetapkan
10±2 cm
10
Ukuran agregat
maksimum
Hasil uji
saringan
40 mm
11
Kadar air bebas
Persamaan (4)
185 kg/m3
12
Jumlah semen
Jumlah semen
maksimum
Persamaan (5)
318,97 kg/m3
-
(tidak ditetapkan,
diabaikan)
Jumlah semen
minimum
Tabel 4
275 kg/m3
13
14
15
FAS yang
disesuaikan
-
(diabaikan, karena
jumlah semen >
jumlah semen
minimum)
16
Susunan besar
butir agregat halus
Grafik 3 - 6
daerah gradasi 2
17
Susunan besar
butir agregat kasar
Grafik 9
agregat dengan
ukuran maksimum
40 mm
18
Persen agregat
halus
Grafik 15
34,5 - 43 %
23
Lampiran 6 Perhitungan desain campuran beton berdasarkan SNI 03-2834-2000
(Lanjutan)
No
19
20
21
22
23
24
Uraian
Berat Jenis relatif
Berat isi beton
Kadar agregat
gabungan
Kadar agregat
halus
Kadar agregat
kasar
Proporsi
campuran
- semen
- air
Keterangan
Persamaan (6)
Grafik 16
Nilai
2,65
2400 kg/m3
Persamaan (7)
1896,03 kg/m3
Persamaan (8)
663,61 kg/m3
Persamaan (9)
1232,42 kg/m3
318,97 kg/m3
185 kg/m3
- pasir
663,61 kg/m3
- kerikil
1232,42 kg/m3
24
Lampiran 7 Dokumentasi pengujian tekan (a) dan lentur (b) beton
(a)
(b)
25
RIWAYAT HIDUP
Christopher Peter John Haba dilahirkan pada Tanggal 1 Agustus 1992 di
Perth, Australia. Penulis merupakan anak dari Bapak Prof. Dr. Johanis Haba, PhD
dan Ibu Antoinette Haba. Penulis memulai pendidikan di SD Mater Dei (19982004) dan melanjutkan ke SMP Mater Dei (2004-2007). Penulis menyelesaikan
pendidikan SMA di SMA Mater Dei pada tahun 2010, dan diterima di Institut
Pertanian Bogor pada tahun yang sama. Penulis memilih program studi Teknik Sipil
dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian.
Selama masa perkuliahan, penulis terlibat dalam organisasi kemahasiswaan.
Penulis merupakan staf Departemen Riset dan Teknologi (RISTEK) Himpunan
Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) periode 2011-2012 dan
2012-2013. Penulis juga terlibat dalam kepengurusan Komisi Pelayanan Anak
Persekutuan Mahasiswa Kristen (PMK) IPB periode 2011-2012. Penulis juga
menjadi asisten praktikum mata kuliah analisa struktur pada tahun 2012.
Penulis melaksanakan praktek lapangan pada bulan Juni – Agustus 2013 di
PT. Jakarta Rencana Selaras dengan Judul “Aplikasi Manajemen Konstruksi dalam
Proses Pembangunan Apartemen Grand Dhika City Bekasi”. Penulis
menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Pengaruh Penggunaan Serat Buah Bintaro
(Cerbera manghas) terhadap Sifat Mekanik Beton” pada tahun 2014 di bawah
bimbingan Dr. Ir. Erizal, M.Agr.
(Cerbera manghas) TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON
CHRISTOPHER PETER JOHN HABA
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Penggunaan
Serat Buah Bintaro (Cerbera manghas) Terhadap Sifat Mekanik Beton adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal
atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2014
Christopher Peter John Haba
NIM F44100011
ABSTRAK
CHRISTOPHER PETER JOHN HABA. Pengaruh Penggunaan Serat Buah Bintaro
(Cerbera manghas) terhadap Sifat Mekanik Beton. Dibimbing oleh ERIZAL.
Buah bintaro (Cerbera manghas) merupakan buah drupa (buah biji) yang
belum dimanfaatkan sehingga nilai ekonominya rendah. Tujuan penelitian ini
adalah menghitung kuat tekan dan kuat lentur beton serat bintaro dengan variasi
proposi yang berbeda, menganalisa pengaruh penambahan serat bintaro pada beton,
dan menentukan proporsi terbaik serat bintaro dalam pembuatan beton serat.
Prosedur penelitian terdiri dari persiapan serat, analisa saringan, penentuan
komposisi material penyusun beton, pembuatan dan pengujian contoh uji. Jumlah
serat bintaro yang digunakan adalah 0, 25, 50, dan 75 gram dari jumlah pasir.
Proporsi serat yang menghasilkan kuat tekan beton yang paling mendekati beton
kontrol adalah 50 gram. Besarnya kuat tekan beton dengan kandungan serat bintaro
50 gram pada umur 28 hari adalah 13,48 MPa. Besarnya kuat lentur dengan
kandungan serat bintaro 50 gram pada umur 28 hari adalah 10,67 MPa. Serat bintaro
menurunkan kuat tekan beton namun meningkatkan kuat lentur beton.
Kata kunci: Beton, Bintaro, Kuat Tekan, Kuat Lentur, Serat
ABSTRACT
CHRISTOPHER PETER JOHN HABA. Impacts of Using Sea Mango Fiber
Toward Concrete’s Mechanical Properties. Supervised by ERIZAL.
Sea mango (Cerbera manghas) known as bintaro in Indonesia is not a popular
seed fruit in everyday use. Since people don’t see its benefit, so it has no economic
value. The objectives of this research are to calcute the compressive strength and
flexural strength from the fiber reinforced concrete with different content variation,
analyze the effect of using sea mango as a fiber to concrete, and to determine the
best proportion to make a fiber reinforced concrete with sea mango fiber. There are
several procedures in this research which are fiber-preparation, aggregates
analyzing, calculating the proportion of materials, mixing, and sample-testing.
There are 4 variation of fiber’s amount in this research which are 0, 25, 50, and 75
gram from sand’s proportion. The best proportion of sea mango fiber to make a
fiber reinforced force in this research is 50 gram. The compressive strength values
on concrete which consist of 50 gram amount of sea mango fiber on the 28th day is
13,48 MPa. The flexural strength values on concrete which consist of 50 gram
amount of sea mango fiber on the 28th day is 10,67 MPa. Based on these values,
sea mango fiber decreseas the concrete’s compressive strength but increases the
flexural strength.
Keywords: Compressive Strength, Concrete, Fiber, Flexural Strength, Sea Mango
PENGARUH PENGGUNAAN SERAT BUAH BINTARO
(Cerbera manghas) TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON
CHRISTOPHER PETER JOHN HABA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Pengaruh Penggunaan Serat Buah Bintaro (Cerbera manghas)
terhadap Sifat Mekanik Beton
Nama
: Christopher Peter John Haba
NIM
: F44100011
Disetujui oleh
Dr. Ir. Erizal, M.Agr.
Pembimbing
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr.
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih
dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2014 ini ialah inovasi bahan
bangunan, dengan judul Pengaruh Penggunaan Serat Buah Bintaro (Cerbera
manghas) terhadap Sifat Mekanik Beton.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Erizal, M.Agr. selaku
pembimbing yang telah banyak memberi saran dalam pelaksanaan penelitian dan
penulisan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr.Yudi Chadirin,
STP, M.Agr. dan Ibu Dr. Ir. Meiske Widyarti, M.Eng. selaku penguji atas saran
dalam perbaikan penulisan. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada
Bapak Dodi selaku laboran di Laboratorium Struktur Departemen Teknik Sipil dan
Lingkungan, yang telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima
kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa
dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada teman satu
bimbingan (Ria, Eko, dan Istiana) atas saran dan kebersamaannya dalam penelitian.
Ucapan terima kasih tidak lupa juga penulis sampaikan untuk teman-teman SIL
angkatan 47 dan PMK IPB atas dukungan dan kebersamaannya selama masa kuliah
dan penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, November 2014
Christopher Peter John Haba
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Materi Penyusun Beton
3
Beton Serat
4
Buah Bintaro
6
METODE
6
Alat dan Bahan
7
Prosedur Penelitian
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
10
Hasil Analisa Saringan
10
Penentuan Proporsi Materi Penyusun Beton
11
Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton
12
Hasil Pengujian Kuat Lentur Beton
14
SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
16
LAMPIRAN
18
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR TABEL
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Spesifikasi macam-macam serat
Hasil uji saringan pasir
Hasil uji saringan kerikil
Proporsi material penyusun beton
Jumlah pasir untuk setiap penambahan serat bintaro
Rekapitulasi kuat tekan beton umur 7 hari (a), 14 hari (b), dan 28 hari (c)
Rekapitulasi kuat lentur beton umur 14 hari (a) dan 28 hari (b)
4
10
11
12
12
13
15
DAFTAR GAMBAR
1.
2.
3.
4.
5.
Pohon bintaro (a) dan buah bintaro (b)
6
Diagram alir tahapan penelitian
7
Diagram alir tahapan perhitungan perencanaan beton berdasarkan SNI 032834-2000
9
Peningkatan kuat tekan beton umur 7, 14, dan 28 hari
14
Peningkatan kuat lentur beton umur 14 dan 28 hari
15
DAFTAR LAMPIRAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Grafik gradasi agregat halus
18
Grafik gradasi agregat kasar
18
Grafik penentuan Faktor Air Semen
19
Grafik penentuan persentase pasir dengan ukuran butir maksimum 40 mm 20
Grafik berat isi beton
21
Perhitungan desain campuran beton berdasarkan SNI 03-2834-2000
22
Dokumentasi pengujian tekan (a) dan lentur (b) beton
24
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) telah membawa
pengaruh besar bagi kehidupan manusia. Setiap penemuan dan inovasi yang
dihasilkan mampu membantu manusia untuk menyelesaikan masalah yang
dihadapi. Kemajuan IPTEK khususnya di bidang konstruksi saat ini juga
memungkinkan terciptanya material yang dapat digunakan untuk membantu proses
pembangunan. Salah satu langkah inovatif yang mulai dilakukan adalah
penggunaan limbah untuk menyempurnakan material yang sudah ada maupun
untuk menciptakan material baru. Pemanfaatan limbah diharapkan menjadi langkah
untuk menciptakan bahan bangunan ramah lingkungan dan efisien. Pemanfaataan
limbah juga dapat dikatakan menjadi salah satu upaya untuk mendorong
masyarakat menerapkan konsep zero waste.
Buah bintaro (Cerbera manghas) merupakan buah drupa (buah biji) dengan
serat lignoselulosa yang menyerupai buah kelapa. Selama ini masyarakat hanya
mengenal tanaman bintaro sebagai peneduh kota dan belum banyak dimanfaatkan
sehingga nilai ekonomisnya masih rendah (Iman dan Handoko 2011). Anton (2012)
menjelaskan bahwa serat buah bintaro terbentuk dari selulosa yang memiliki ikatan
glikosida sehingga memiliki sifat keras, sukar larut dalam air, dan tidak manis.
Karakter keras yang dimiliki serat bintaro seharusnya dapat dimanfaatkan di bidang
konstruksi. Salah satu bentuk pemanfaatan yang dapat dilakukan adalah dengan
menambahkan serat buah bintaro sebagai materi penyusun beton.
Inovasi menggunakan serat bintaro dalam pembuatan beton menjadi perlu
untuk dilakukan mengingat bahwa beton merupakan salah satu material yang sering
digunakan dalam pembangunan struktur dan infrastruktur. Inovasi ini juga dapat
membantu industri kreatif dalam mengolah limbah menjadi material yang ramah
lingkungan dan mampu mengangkat nilai ekonomi dari limbah. Penggunaan serat
buah bintaro pada akhirnya dapat mengurangi jumlah limbah buah bintaro yang
dihasilkan.
Perumusan Masalah
Penggunaan serat buah bintaro sebagai material dalam pembuatan beton serat
masih dapat dikatakan baru dan masih sangat jarang terdengar. Oleh karena itu,
diperlukan suatu pengujian untuk mengetahui bagaimana sifat yang akan dihasilkan
oleh beton dengan serat buah bintaro sebelum diaplikasikan. Permasalahan yang
difokuskan dalam penelitian ini adalah:
1. Besarnya nilai kuat tekan dan kuat lentur yang dihasilkan oleh beton yang
ditambahkan dengan serat bintaro.
2. Karakter dari serat buah bintaro yang dapat meningkatkan atau menurunkan
kualitas beton serat.
3. Proporsi terbaik dari setiap komponen penyusun beton agar menghasilkan
beton serat dengan kualitas yang baik.
2
Tujuan Penelitian
1.
2.
3.
Tujuan dari penelitian ini adalah:
Menghitung besarnya nilai kuat tekan dan kuat lentur beton dengan kandungan
serat bintaro yang berbeda.
Menganalisa pengaruh penambahan serat buah bintaro terhadap sifat mekanik
beton.
Menentukan proporsi terbaik untuk serat buah bintaro dalam pembuatan beton
serat.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan solusi alternatif bahan
penyusun beton berserat yang baru yaitu buah bintaro dan mengurangi jumlah
limbah dari buah bintaro.
Ruang Lingkup Penelitian
1.
2.
3.
4.
5.
Ruang lingkup dari penelitian ini adalah:
Beton yang akan diuji menggunakan proporsi sesuai dengan ketentuan untuk
mutu beton K-250.
Variabel bebas dalam penelitian ini proporsi serat buah bintaro yang digunakan
dalam campuran. Proporsi yang dipakai yaitu 25 gram, 50 gram, dan 75 gram
dari jumlah pasir. Panjang serat yang digunakan adalah 1 cm.
Variabel terikat dalam penelitian ini adalah sifat mekanik beton serat yaitu kuat
tekan dan kuat lentur beton.
Variabel kontrol dalam penelitian ini adalah beton yang tidak diberi serat buah
bintaro.
Pengujian kuat tekan dilakukan pada hari ke-7, 14, dan 28, sedangkan
pengujian kuat lentur dilakukan pada hari ke-14 dan 28.
TINJAUAN PUSTAKA
Beton merupakan salah satu material yang sering digunakan dalam suatu
konstruksi. Wuryati dan Candra (2001) menjelaskan bahwa beton adalah campuran
dari agregat halus dan agregat kasar (pasir, kerikil, batu pecah, atau jenis agregat
lain) dengan semen yang dipersatukan oleh air dalam perbandingan tertentu.
Departemen Pekerjaan Umum (1991) dalam SK. SNI T – 15 – 1990 – 03
mendefinisikan beton sebagai campuran antara semen portland atau semen hidrolik
yang lainnya, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan
campuran tambahan yang membentuk massa padat.
Sifat mekanik yang biasa diuji pada beton adalah kuat tekan dan kuat lentur.
Besarnya kuat tekan benda uji (fc) dapat dihitung dengan persamaan (1).
fc =
P
A
(1)
3
Keterangan:
fc = kuat tekan benda uji (MPa)
P = beban maksimum (N)
A = luas bidang tekan (mm2)
= 1/4πd2
d = diameter silinder (mm)
Besarnya nilai kuat tekan rata-rata (fcr) dari beberapa contoh uji dapat dihitung
dengan persamaan (2).
fcr=
∑i=N
i=1 fc(i)
N
(2)
Keterangan:
fcr = kuat tekan masing-masing benda uji (MPa)
N = jumlah semua benda uji
Nilai kuat lentur beton dapat dihitung dengan persamaan:
flt =
3pl
2bd2
(3)
Keterangan:
flt = kuat lentur benda uji (MPa)
P = beban maksimum (N)
l = panjang bentang diantara kedua balok tumpuan (mm)
b = lebar balok rata-rata pada penampang runtuh (mm)
d = tinggi balok rata-rata pada penampang runtuh (mm)
Materi Penyusun Beton
Materi penyusun beton normal secara umum terdiri dari semen, agregat, dan
air. Surdia dan Saito (1999) menjelaskan bahwa sifat akan beton dapat berubah
berdasarkan materi yang digunakan dan perbandingan material yang digunakan.
Semen
Semen adalah material anorganik yang mengeras pada pencampuran air atau
larutan garam (Surdia dan Saito 1999). Fungsi dari semen pada beton adalah untuk
mengikat agregat pada campuran sehingga membentuk massa padat. Salah satu
contoh semen yang sering digunakan adalah semen portland. Surdia dan Saito
(1999) menjelaskan bahwa semen portland 5 tipe yang berbeda yaitu semen
penggunaan umum, semen pengeras pada panas sedang, semen berkekuatan tinggi
awal, semen panas rendah, dan semen tahan sulfat.
Semen yang digunakan dalam pembuatan beton harus memenuhi salah satu
dari ketentuan berikut:
a) SNI 15-2049-1994, semen portland.
b) Spesifikasi semen blended hidrolis (ASTM C 595), kecuali tipe S dan
SA yang tidak diperuntukkan sebagai unsur pengikat utama sruktur
beton.
c) Spesifikasi semen hidrolis ekspansif (ASTM C 845).
4
Agregat
Departemen Pekerjaan Umum (1991) menjelaskan bahwa agregat adalah
material granular misalnya pasir, kerikil, batu pecah, dan kerak tungku besi, yang
dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk membentuk suatu beton
semen hidrolik atau adukan. Agregat mengisi sekittar 65-80% volume total beton
(Surdia 1999). Agregat yang baik memiliki sifat keras, kuat, bersih, tahan lama,
butir bulat, massa jenis tinggi, dan distribusi ukuran butir yang cocok.
Agregat terdiri dari agregat kasar dan agregat halus. Agregat halus adalah
pasir alam sebagai hasil desintegrasi secara alami dari batu atau pasir yang
dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran sebesar 5 mm (BSN
2000). Agregat kasar adalah kerikil sebagai hasil desintegrasi alami dari batu atau
berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan mempunyai
ukuran butir antara 5 mm – 40 mm. Setiap agregat yang akan digunakan dalam
penyusunan beton harus dianalisa terlebih dahulu menggunakan saringan
berdasarkan SNI 03-1968-1990.
Air
Air digunakan untuk mencampur semua materi penyusun beton. Air membuat
semen menjadi pasta semen dan kemudian merekatkan agregat yang tercampur. Air
juga berpengaruh terhadap sifat workability atau kemudahan pengerjaan beton.
Kriteria air yang sering digunakan adalah air PDAM. Kandungan senyawa yang
berbahaya dalam badan air dapat merubah sifat beton dan menurunkan kualitas
beton yang dihasilkan.
Beton Serat
Tjokrodimuljo (1996) dalam Rustendi (2004) menjelaskan bahwa beton serat
adalah material komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lain berupa serat.
Fungsi dari serat dalam beton serat adalah untuk mencegah timbulnya retak-retak.
Efektivitas dari pencegahan retak pada beton tergantung dari kandungan pada serat
itu sendiri. Jenis serat yang sering digunakan disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Spesifikasi macam-macam serat
Bahan serat
Berat
Jenis
Kuat Tarik
(Ksi)
Modulus Elastisitas
(103 Ksi)
Baja
Kaca
Plastik
Karbon
7,86
2,7
0,91
1,6
100-300
> 180
> 100
> 100
30
11
0,14-1,2
> 7,2
Sumber: Rustendi (2004)
Ezeldin dkk (1992) dalam Rustendi (2004) menjelaskan bahwa penambahan
serat dapat memperbaiki sifat beton yaitu:
a) Daktilitas (ductility), yang berhubungan dengan kemampuan bahan
menyerap energi (energy absorption).
b) Ketahanan terhadap beban kejut (impact resistance).
5
c) Kemampuan terhadap kuat tarik dan momen lentur (tensile and flexural
strength).
d) Ketahanan terhadap kelelahan (fatigue life).
e) Ketahanan terhadap pengaruh susut (shrinkage).
f) Ketahanan terhadap keausan (abrasion).
Pengaruh penambahan serat yang paling signifikan adalah terhadap kuat tarik beton.
Retak pada beton yang akan hancur akan ditahan oleh serat. Keberadaan serat
membuat beton menjadi lebih liat (ductile). Keadaan beton yang lebih liat membuat
kuat tarik beton meningkat.
Sifat daktilitas dan kuat tarik beton serat yang lebih tinggi dari beton normal
membuat beton serat cocok digunakan pada konstruksi-konstruksi tertentu seperti
lapisan perkerasan jalan (rigid pavement) dan pelimpah (spillway) dam.
Penggunaan beton serat pada lapisan perkerasan jalan lebih bertujuan untuk
mengurangi retak akibat beban kejut. Penggunaan beton serat pada pelimpah dam
bertujuan untuk mengurangi kerusakan akibat kavitasi. Beton serat bagus untuk
digunakan pada elemen struktur yang sangat tipis agar dapat meningkatkan
keawetan elemen tersebut.
Sukoyo (2011) menjelaskan bahwa beton berserat dipengaruhi oleh beberapa
variabel, yaitu:
a) Fiber Aspect Ratio
Fiber aspect ratio adalah perbandingan antara panjang (l) dan diameter serat
(d). Fiber Aspect Ratio yang terlalu tinggi dapat menyebabkan terjadinya
balling effect, yaitu penggumpalan serat membentuk bola serat karena
penyebarannya yang tidak merata. Oleh karena itu disarankan penggunaan
serat dengan aspek rasio yang lebih kecil dari 50 (l/d < 50).
b) Fiber Volume Ratio
Fiber Volume Fraction adalah persentase serat yang ditambahkan pada tiap
satuan volume beton.
c) Mutu Beton
Penambahan serat pada beton normal berbeda dengan beton mutu tinggi.
Penambahan serat pada beton mutu tinggi dapat menurunkan tingkat
workability karena berkurangnya persentase air. Penambahan zat aditif
dapat menjadi solusi untuk meningkatkan workability beton berserat.
d) Bentuk Permukaan Serat
Daya lekat antara serat dan beton sangat berpengaruh pada kualitas beton.
Beton akan memiliki sifat mekanik yang lebih baik apabila permukaan
seratnya kasar. Permukaan kasar pada serat akan meningkatkan lekatan
serat dengan beton sehingga sifat mekanik beton dapat meningkat.
e) Cara Pencampuran
Cara pencampuran serat terdiri dari pencampuran kering dan pencampuran
basah. Pencampuran kering merupakan pencampuran dimana serat beton
dicampur sebelum air dituang. Pencampuran basah merupakan
pencampuran dimana serat beton dicampur setelah air dituang.
6
Buah Bintaro
Buah bintaro merupakan buah drupa (buah biji) yang terdiri dari tiga lapisan
yaitu epikarp atau eksokarp (kulit bagian terluar buah), mesokarp (lapisan tengah),
dan endokarp (biji yang dilapisi kulit biji atau testa). Secara fisik buah bintaro
berserat serabut seperti kelapa. Khankh (2001) dalam Anton (2012)
mendeskripsikan bahwa buah bintaro berbentuk bulat dan berwarna hijau pucat dan
ketika tua akan berwarna merah. Pohon bintaro umumnya mempunyai tinggi 4 – 6
m meskipun terkadang mencapai 12 m (Gambar 1). Daunnya berwarna hijau tua
mengkilat berbentuk bulat telur. Bunga Bintaro berbau harum, terdiri atas lima petal
dengan mahkota berbentuk terompet yang pangkalnya berwarna merah muda. Buah
bintaro berbentuk bulat telur dengan panjang sekitar 5 - 10 cm. Buah bintaro
berwarna hijau pucat ketika masih muda dan berubah menjadi merah cerah saat
masak (Gambar 1). Buah ini memiliki massa ± 100 gram. Satu buah memiliki serat
dengan massa ± 30 gram.
(a)
(b)
Gambar 1 Pohon bintaro (a) dan buah bintaro (b)
Anton (2012) dalam penelitiannya menjelaskan bahwa kandungan kimia
yang terdapat pada serat bintaro terdiri dari α-selulosa, holoselulosa, lignin, dan zat
ekstraktif. Serat pada buah bintaro dibentuk dari selulosa. Serat selulosa tersebut
memiliki ikatan glikosida. Konfigurasi inilah yang membuat selulosa bersifat keras,
sukar larut dalam air, dan tidak manis.
Nama buah bintaro juga sering disematkan pada kerabatnya dengan nama
ilmiah Cerbera odollam. Biji dari Cerbera odollam dipilih sebagai alternatif bahan
bakar karena memiliki kandungan minyak 43-64% dan merupakan tumbuhan
penghasil minyak non pangan yang memiliki potensi untuk dikembangkan. Selain
kandungan minyak dari biji buah bintaro, ampas dari sisa pemerasan minyak
bintaro dapat dijadikan arang briket atau dibuat menjadi pupuk kompos. Cangkang
buah bintaro dapat dijadikan briket yang memiliki nilai kalor tinggi.
METODE
Penelitian ini dilakukan selama ± 8 bulan dari Maret – Oktober 2014.
Penelitian dilakukan dengan dua langkah yaitu studi literatur dan eksperimen di
Laboratorium Struktur Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Pertanian
7
Bogor. Pengumpulan informasi melalui studi literatur kemudian dilengkapi dengan
pembuatan contoh uji, pengujian, dan analisa data hasil eksperimen untuk
mendapatkan kesimpulan tentang pengaruh serat buah bintaro terhadap kekuatan
beton. Diagram alir tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Diagram alir tahapan penelitian
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini akan dijelaskan berdasarkan
tahapan yang tertera pada Gambar 1 yaitu uji kadar lumpur, pengumpulan serat
bintaro, analisa saringan, dan pembuatan beton. Alat yang digunakan untuk uji
kandungan lumpur adalah gelas ukur kapasitas 250 ml. Alat yang digunakan dalam
pengumpulan serat bintaro adalah pemarut dan gunting. Alat yang digunakan dalam
proses analisa saringan agregat adalah:
1. Satu set saringan dengan ukuran lubang 0,074 – 4,75 mm dan 4,75 – 75 mm
2. Oven
3. Neraca O’Haust
4. Wadah
Alat yang digunakan dalam proses pembuatan beton adalah:
1. Tempat adukan
2. Cangkul
8
3. Satu set alat Slump test
4. Bekisting kubus ukuran 15x15x15 cm
5. Bekisting balok ukuran 60x15x15 cm
Pengujian kuat tekan dan kuat lentur dilakukan dengan Universal Testing Machine
(UTM) WAW-2000B. Alat pendukung yang digunakan dalam penelitian ini adalah
sendok semen, kunci pas, dan kuas.
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah agregat kasar
(kerikil), agregat halus pasir, semen portland tipe I, air, dan buah bintaro. Bahan
pendukung yang digunakan dalam penelitian ini adalah oli.
Prosedur Penelitian
Persiapan Serat
Serat buah bintaro didapat dari buah yang sudah jatuh dari pohon dan kulit
buahnya sudah mengelupas. Buah bintaro dijemur agar memudahkan proses
pemarutan serat. Serat didapat secara manual menggunakan alat parut dan gunting
sehingga serat terpisah dari cangkang buah bintaro. Serat yang belum terpisah
kemudian dicacah menggunakan gunting.
Uji Kadar Lumpur dan Analisa Saringan
Perhitungan kadar lumpur diawali dengan memasukkan campuran pasir
dengan air kedalam gelas ukur. Campuran kemudian dibiarkan selama 24 jam
sampai lumpur dan pasir terpisah. Tinggi lumpur dan tinggi pasir kemudian diukur
untuk mendapatkan nilai kadar lumpur.
Analisa saringan untuk agregat dilakukan berdasarkan SNI 03-1968-1990
tentang Metode Pengujian Analisis Saringan Agregat Halus dan Kasar. Agregat
yang akan dianalisa ditimbang dulu massanya sebesar 1 kg untuk agregat halus dan
2,5 kg untuk agregat kasar. Agregat dioven dengan suhu 110 ± 5oC selama 1 hari.
agregat yang sudah dioven kemudian disaring dengan saringan dari diameter
saringan terbesar hingga terkecil. Massa setiap agregat yang tertahan ditimbang
untuk diplotkan pada grafik gradasi untuk mengetahui gradasi agregat yang diuji.
Perhitungan Komposisi Bahan Penyusun Beton
Perhitungan campuran beton dilakukan berdasarkan SNI 03-2834-2000
tentang Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. Langkah-langkah
dalam perhitungan perencanaan beton ditunjukkan pada Gambar 3. Perhitungan
diawali dengan menentukan kuat tekan rencana (MPa) dan deviasi pembiasan agar
mendapatkan nilai kuat tekan rata-rata yang sesuai dengan target. Kadar air bebas
dapat dihitung menggunakan Persamaan (4).
2
Kadar air bebas (kg/m3) = Wh +
3
1
3
Wk
(4)
Keterangan:
Wh = perkiraan jumlah air untuk agregat halus
Wk = perkiraan jumlah air untuk agregat kasar
Nilai Faktor Air Semen (FAS) didapatkan berdasarkan perkiraan kuat tekan
rencana dengan faktor air semen dan agregat kasar yang biasa dipakai di Indonesia.
9
Nilai FAS kemudian digunakan untuk menghitung kadar semen menggunakan
Persamaan (5).
Kadar semen (kg/m3) =
Kadar air bebas
FAS
(5)
Data daerah gradasi hasil uji saringan agregat digunakan untuk menentukan persen
pasir dan kerikil. Persen pasir dan kerikil digunakan untuk menghitung berat jenis
relatif (BJ relatif) menggunakan Persamaan (6).
BJ relatif: (% pasir x BJ pasir) + (% kerikil x BJ kerikil)
(6)
Keterangan:
% pasir = persentase pasir terhadap total agregat
BJ pasir = Berat jenis pasir (kondisi jenuh kering permukaan)
% kerikil = persentase kerikil terhadap total agregat
BJ kerikil = Berat jenis kerikil (kondisi jenuh kering permukaan)
Nilai BJ relatif kemudian digunakan dengan kadar air bebas untuk mendapatkan
nilai berat isi basah beton. Nilai berat isi basah beton digunakan untuk menghitung
kadar agregat gabungan (Persamaan (7)).
Kadar agregat gabungan (kg/m3) = Berat isi beton (kg/m3) - Kadar
semen (kg/m3) - Kadar air bebas (kg/m3)
(7)
Kadar agregat gabungan digunakan untuk menentukan jumlah pasir dan kerikil
dalam satu beton. Jumlah pasir dan kerikil dihitung menggunakan persamaan (8)
dan (9).
Jumlah pasir = persentase agregat halus x jumlah agregat gabungan
(8)
Jumlah kerikil = persentase agregat kasar x jumlah agregat gabungan
(9)
Jumlah air, semen, pasir, dan kerikil kemudian dikalikan dengan volume
bekisting yang sudah disiapkan untuk mendapatkan data bobot masing-masing
komponen. Besarnya penambahan bintaro pada di campuran terdiri dari 4 variasi
massa (0, 25, 50, dan 75 gram) yang diambil dari massa pasir. Setiap variabel yang
ditentukan kemudian dibuat sebanyak 3 contoh uji.
Gambar 3 Diagram alir tahapan perhitungan perencanaan beton berdasarkan SNI
03-2834-2000
10
Pembuatan Contoh Uji
Pencampuran bahan dilakukan secara manual dengan mencampur kerikil,
pasir, semen, dan air menggunakan cangkul. Penambahan serat juga dilakukan
secara manual dengan menyebar serat dan mencampur adukan hingga merata.
Adukan yang sudah merata dikeluarkan sebagian untuk mengukur nilai slump.
Beton segar kemudian dimasukkan ke dalam bekisting sedikit demi sedikit sambil
menusuk adukan. Adukan kemudian dibiarkan mengeras selama 1 hari. Contoh uji
yang telah dibuka kemudian direndam mulai dari hari pelepasan beton dari
bekisting sampai hari pengujian.
Pengujian Contoh Uji
Pengujian beton mengacu pada dilakukan menggunakan UTM untuk
mengetahui besarnya beban tekan dan beban lentur yang dapat diterima contoh uji.
Nilai kuat tekan benda uji dapat dihitung menggunakan persamaan (1) dan (2). Nilai
kuat lentur benda uji dapat dihitung menggunakan persamaan (3).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisa Saringan
Analisa saringan merupakan prosedur yang dilakukan untuk mengetahui
gradasi dari agregat kasar dan agregat halus yang digunakan untuk pencampuran
beton. Gradasi tersebut digunakan untuk menentukan persentase agregat dan
menentukan proporsi masing-masing agregat, di samping jumlah semen dan air.
Data hasil uji saringan pasir disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Hasil uji saringan pasir
Diameter
saringan
(mm)
4,75
2,36
1,18
0,6
0,3
0,15
0,074
pan
Total (g)
Berat
tertahan (g)
230,5
129,5
138,5
131,5
162,5
100
78
29,5
Kumulatif
Berat Lolos
(g)
769,5
640
501,5
370
207,5
107,5
29,5
0
1000
Persentase
Lolos (%)
76,95
64,00
50,15
37,00
20,75
10,75
2,95
0
Data hasil uji saringan pasir kemudian diplot ke grafik daerah gradasi pasir yang
disajikan pada Lampiran 1.
11
Data hasil plot menunjukkan bahwa pasir yang digunakan berada pada
daerah gradasi 2 yang merupakan jenis pasir agak kasar. Data hasil uji saringan
kerikil disajikan pada Tabel 3. Data yang disajikan pada Tabel 3 menunjukkan
bahwa agregat kasar termasuk pada pada gradasi agregat kasar dengan diameter
maksimal 40 mm. Grafik plot hasil analisa saringan agregat kasar disajikan pada
Lampiran 2. Data hasil analisa saringan ini kemudian akan digunakan untuk
menentukan persentase agregat dalam contoh uji beton yang dibuat.
Tabel 3 Hasil uji saringan kerikil
Diameter
saringan
(mm)
75
37,5
19
9,5
4,75
pan
Total (g)
Kumulatif
Berat
tertahan
(g)
0
20
925
1020
333
80
Berat Lolos
(g)
Persentase
Lolos (%)
2378
2358
1433
413
80
0
2378
100,00
99,16
60,26
17,37
3,36
0,00
Penentuan Proporsi Materi Penyusun Beton
Perhitungan penentuan proporsi beton yang mengacu pada SNI 03-28342000 secara detail dijabarkan pada Lampiran 6. Besarnya kuat tekan rencana yang
ditetapkan dalam penelitian ini adalah 21, 7 MPa (mutu K-250). Besarnya deviasi
pembiasan untuk data hasil uji kurang dari 15 buah adalah 12 MPa, sehingga kuat
tekan rata-rata rencana adalah 33,7 MPa. Semen yang digunakan adalah semen
portland tipe I merek Holcim. Jenis agregat yang digunakan adalah pasir alami dan
batu pecah.
Faktor Air Semen (FAS) didapatkan dari grafik hubungan antara kuat tekan
beton dengan faktor air semen yang disajikan pada Lampiran 3. Nilai FAS yang
didapatkan adalah 0,58. Slump yang direncanakan ditentukan sebesar 10±2 cm.
Data hasil uji saringan kerikil digunakan untuk mendapatkan nilai Wh dan Wk. Nilai
Wh dan Wk berturut-turut yang didapat adalah 175 dan 205 kg/m3. Nilai kadar air
bebas yang didapatkan berdasarkan persamaan (4) adalah 185 kg/m3. Jumlah semen
dapat dicari berdasarkan nilai kadar air bebas dan FAS menggunakan persamaan
(5) sehingga didapatkan nilai sebesar 318,97 kg/m3.
Data hasil analisa saringan agregat halus dan kasar dapat digunakan untuk
menentukan persen pasir terhadap total agregat menggunakan grafik yang
ditampilkan pada Lampiran 4. Persentase pasir yang didapatkan berada pada
rentang 34,5 – 43,5 % dan ditetapkan sebesar 35% (Persentase kerikil dihitung
sebesar 65%). Nilai BJ pasir dan BJ kerikil yang didapatkan adalah 2,475 dan 2,75.
Nilai BJ relatif yang didapatkan menggunakan persamaan (6) adalah 2,65.
12
Penentuan berat isi beton menggunakan nilai BJ relatif dan kadar air bebas disajikan
pada Lampiran 5. Berat isi beton yang didapatkan adalah 2400 kg/m3.
Nilai kadar agregat gabungan yang didapat berdasarkan persamaan (7) adalah
1896,03 kg/m3. Kadar pasir dan kerikil yang didapat menggunakan persamaan (8)
dan (9) berturut-turut adalah 663,61 dan 1232,42 kg/m3. Bobot air, semen, pasir,
dan kerikil yang digunakan untuk pembuatan 1 contoh uji beton dengan ukuran
15x15x15 cm (uji tekan) dan 60x15x15 cm (uji lentur) disajikan pada Tabel 4.
Penggunaan serat bintaro dengan 4 variasi berpengaruh terhadap jumlah pasir yang
digunakan. Hubungan antara proporsi serat bintaro dan massa pasir disajikan pada
Tabel 5.
Tabel 4 Proporsi Material Penyusun Beton
Bobot bahan
(uji tekan)
2,24
4,16
1,08
0,62
Bahan
Pasir
Kerikil
Semen
Air
Bobot bahan
(uji lentur)
8,96
16,64
4,32
2,48
Satuan
kg
kg
kg
liter
Tabel 5 Jumlah pasir untuk setiap penambahan serat bintaro
Massa serat
(g)
0
25
50
75
Massa pasir untuk contoh-i
(kg)
Uji tekan
Uji lentur
2,24
8,96
2,22
8,935
2,19
8,91
2,17
8,885
Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton
Badan Standarisasi Nasional (1990) menjelaskan bahwa kuat tekan beton
adalah besar beban per satuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur.
Pengujian kuat tekan beton dilakukan untuk membandingkan nilai kuat tekan beton
dengan variasi serat bintaro yang berbeda. Hasil pengujian kuat tekan beton serat
secara rinci dapat dilihat pada Tabel 6.
Data yang disajikan pada Tabel 6 menunjukkan bahwa nilai kuat tekan beton
yang tidak menggunakan serat bintaro (kontrol) lebih tinggi dibandingkan beton
yang menggunakan serat bintaro. Nilai kuat tekan beton kontrol pada umur 28 hari
berkisar pada 15 MPa sedangkan nilai kuat tekan beton yang menggunakan serat
bintaro berada pada kisaran 8 – 13 MPa. Penyebab penurunan kuat tekan beton
adalah kandungan serat bintaro pada beton. Anton (2012) dalam penelitiannya
menjelaskan bahwa serat bintaro memiliki rongga sel yang besar sehingga mudah
13
menyerap air. Proses penyerapan air dapat terjadi pada saat pencampuran bahan
penyusun beton. Penyerapan air yang terjadi menurunkan daya ikat pasta semen
terhadap agregat. Ikatan pada agregat yang menurun mengakibatkan turunnya nilai
kuat tekan. Kolop (2010) dalam Gurning (2013) menjelaskan bahwa penyerapan air
berbanding lurus dengan penambahan serat ke dalam beton.
Tabel 6 Rekapitulasi kuat tekan beton umur 7 hari (a), 14 hari (b), dan 28 hari
(c)
Contoh uji
Beban
Kuat
Beban 1
Beban 2 Beban 3
dengan massa
rata-rata
tekan
(kN)
(kN)
(kN)
serat (g)
(kN)
(MPa)
0
135
132,5
142,5
136,67
6,07
25
117,5
127,5
132,5
125,83
5,59
50
150
132,5
147,5
143,33
6,37
75
122,5
137,5
132,5
130,83
5,81
(a)
Contoh uji
dengan massa
serat (g)
0
25
50
75
Beban 1
(kN)
Beban 2
(kN)
Beban 3
(kN)
232,5
115
187,5
222,5
245
150
187,5
172,5
235
187,5
150
195
Beban
rata-rata
(kN)
237,5
150,83
175
196,67
Kuat
tekan
(MPa)
10,56
6,70
7,78
8,74
Beban
rata-rata
(kN)
341,67
192,50
303,33
200
Kuat
tekan
(MPa)
15,19
8,56
13,48
8,89
(b)
Contoh uji
dengan massa
serat (g)
0
25
50
75
Beban 1
(kN)
Beban 2
(kN)
Beban 3
(kN)
370
177,5
330
195
327,5
192,5
325
197,5
327,5
207,5
255
207,5
(c)
Laju penambahan kuat tekan beton dengan 4 variasi massa serat bintaro
disajikan pada Gambar 4. Data yang dihasilkan juga menunjukkan bahwa terjadi
perubahan nilai kuat tekan yang berbeda pada setiap variasi jumlah serat dalam
beton. Kuat tekan tertinggi yang dihasilkan pada umur 28 hari terdapat pada beton
dengan tambahan serat sebesar 50 gram yaitu 13, 48 MPa. Beton dengan kandungan
serat bintaro 75 gram mengalami penurunan kuat tekan. Eniarti (2010) menjelaskan
bahwa jumlah serat yang terlalu banyak membuat rongga yang bisa diisi oleh pasta
semen sudah diisi oleh serat. Hal ini berakibat pada ikatan antar materi penyusun
beton menjadi tidak maksimal. Data hasil pengujian kemudian dicari nilai standar
14
deviasi. Nilai standar deviasi beton dengan 4 variasi massa serat berat bintaro
berturut-turut adalah 4,56; 1,5; 3,77; dan 1,73.
Gambar 4 Peningkatan kuat tekan beton umur 7, 14, dan 28 hari
Hasil Pengujian Kuat Lentur Beton
Definisi kuat lentur beton menurut Badan Standarisasi Nasional (1996)
adalah nilai tegangan tarik yang dihasilkan dari momen lentur dibagi dengan
momen penahan penampang balok uji. Kuat lentur biasa disebut Modulus of
Rupture (MOR). Nilai kuat lentur atau MOR dapat diketahui dengan menguji
contoh uji sampai mengalami keruntuhan atau patah. Hasil pengujian menunjukkan
bahwa penambahan serat bintaro dapat meningkatkan kuat lentur beton. Massa serat
bintaro yang menghasilkan kuat lentur paling tinggi adalah 50 dan 75 gram dengan
kuat lentur sebesar 10,67 MPa pada usia 28 hari. Rekapitulasi kuat lentur beton
disajikan pada Tabel 7.
Peningkatan kuat lentur beton dapat disebabkan oleh beberapa hal. Eniarti
(2010) menjelaskan bahwa proporsi optimal serat membuat ruang kosong dalam
adukan akan diisi oleh serat sehingga ikatan dengan pasta semen menjadi optimal.
Serat yang ada pada bidang retak beton pada saat pengujian akan menerima beban
yang terus meningkat hingga serat mencapai beban maksimal yang dapat diterima.
Hal ini didukung dengan karakter serat bintaro yang keras sehingga mampu
membantu beton menahan beban yang lebih besar ketika pengujian. Serat dalam
beton membuat beban yang diterima peningkatan kuat lentur beton disajikan pada
Gambar 5. Data hasil pengujian kemudian dipakai untuk menghitung nilai standar
deviasi. Nilai standar deviasi beton tanpa penambahan serat bintaro adalah 0,71.
Standar deviasi beton dengan 3 variasi massa serat bintaro adalah 0,47. Proporsi
serat bintaro yang paling optimal secara keseluruhan untuk pembuatan beton dalam
15
penelitian adalah 50 gram dari massa pasir. Dalam penggunaannya, penggunaan
serat bintaro dalam 1 m3 beton dapat mereduksi jumlah limbah buah bintaro hingga
mencapai 120 buah.
Tabel 7 Rekapitulasi kuat lentur beton umur 14 hari (a) dan 28 hari (b)
Contoh uji
dengan massa
serat (g)
0
25
50
75
Beban
1 (kN)
Beban
2 (kN)
Beban
3 (kN)
32,5
35
37,5
37,5
30
35
37,5
37,5
32,5
30
32,5
35
Beban
Maksimum
(kN)
32,5
35,0
37,5
37,5
Kuat lentur
(MPa)
8,67
9,33
10
10
(a)
Contoh uji
dengan massa
serat (g)
0
25
50
75
Beban
1 (kN)
Beban
2 (kN)
Beban
3 (kN)
35
35
37,5
40
35
35
37,5
35
36,25
37,5
40
37,5
Beban
Maksimum
(kN)
36,25
37,5
40,0
40,0
Kuat lentur
(MPa)
9,67
10
10,67
10,67
(b)
Gambar 5 Peningkatan kuat lentur beton umur 14 dan 28 hari
Dalam penelitian ini, nilai kuat tekan dan kuat lentur beton tidak sesuai
dengan kekuatan rencana. Hal pertama adalah masih adanya kandungan bahan non
serat yang biasa disebut pith. Muharam (1995) dalam Anton (2012) menjelaskan
bahwa pith adalah bahan berupa spons atau gabus yang tidak memberikan kekuatan
sehingga adanya pith membuat kekuatan yang dihasilkan menjadi rendah. Hal
kedua adalah kandungan lumpur dalam pasir. Kadar lumpur yang dihasilkan dalam
16
pengujian adalah 8,6%. Hal ini melebihi ketentuan yang ditetapkan Departemen
Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik dalam Peraturan Beton Bertulang Indonesia
yaitu sebesar 5%. Purwanto dan Priastiwi (2012) dalam penelitiannya menjelaskan
bahwa semakin tinggi kadar lumpur dalam agregat halus maka mutu beton akan
menurun.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Beberapa simpulan yang dapat diambil berdasarkan hasil dan analisa dalam
penelitian ini adalah:
1. Besarnya kuat tekan beton dengan 4 variasi kandungan serat bintaro pada umur
28 hari berturut-turut adalah 15,19 MPa; 8,56 MPa 13,48 MPa; dan 8,89 MPa.
Hal ini menunjukkan bahwa serat bintaro menurunkan kuat tekan beton.
2. Besarnya kuat lentur beton dengan 4 variasi kandungan serat bintaro pada umur
28 hari berturut-turut adalah 9,67 MPa; 10 MPa; dan 10,67 MPa. Hal ini
menunjukkan bahwa serat bintaro meningkatkan kuat lentur beton.
3. Proporsi serat bintaro yang menghasilkan beton dengan sifat mekanik yang
paling optimal dalam penelitian ini adalah 50 gram dari massa pasir.
Saran
Beberapa saran yang diberikan jika akan diadakan penelitian tahap lanjut
ataupun penelitian terkait adalah:
1. Pembuatan alat pencacah serat bintaro perlu dibuat agar proses pencacahan
efisien dan efektif.
2. Perlu dilakukan pengujian lanjut dengan variasi massa serat bintaro yang lebih
besar dan rentang yang berbeda agar dapat menemukan proporsi optimal serat
bintaro.
3. Penelitian perlu dilanjutkan dengan memasukkan variabel panjang serat yang
berbeda-beda pada pembuatan beton serat.
DAFTAR PUSTAKA
Anton S. 2012. Pembuatan dan Uji Karakteristik Papan Partikel dari Serat Buah
Bintaro [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Badan Standarisasi Nasional. 1990. SNI-03-1974-1990. Metode Pengujian Kuat
Tekan Beton. (terhubung berkala). http://www.pu.go.id/
Badan Standarisasi Nasional. 1996. SNI-03-4154-1996. Metode Pengujian Kuat
Lentur Beton dengan Balok Uji Sederhana yang Dibebani Terpusat Langsung.
(terhubung berkala). http://www.pu.go.id/
17
Badan Standarisasi Nasional. 2000. SNI 03-2834-2000. Tata Cara Pembuatan
Rencana
Campuran
Beton
Normal.
(terhubung
berkala)
http://www.pu.go.id/uploads/services/ infopublik20120809162638.pdf
(18 Februari 2014)
Departemen Pekerjaan Umum. 1991. SK SNI T – 15 – 1991 – 03 Tata Cara
Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung. Bandung (ID): Yayasan
LPMB.
Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik. 1971. Peraturan Beton
Bertulang Indonesia N.I.-2. Bandung: Lembaga Penjelidikan Masalah Bangunan.
Eniarti M. 2010. Pengaruh Pemanfaatan Serat Serabut Kelapa terhadap Perbaikan
Sifat Mekanik Beton Normal. Spektrum Sipil 1(1):19-28.
Gurning N. 2013. Pembuatan Beton Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit. TELAAH
Jurnal Ilmu Pengetahuan dan Teknologi 31(1):13-20.
Iman G dan Handoko T. 2011. Pengolahan Buah Bintaro sebagai Sumber
Bioetanol dan Karbon Aktif. Di dalam: Prosiding Seminar Nasional Teknik
Kimia “Kejuangan”[Internet] [Waktu dan tempat pertemuan tidak diketahui].
[diunduh 2014 Feb 18]. Tersedia pada: http://repository.upnyk.ac.id/349/
Rustendi I. 2004. Pengaruh Pemanfaatan Tempurung Kelapa sebagai Material
Serat Terhadap Kuat Tekan dan Kuat Tarik Beton. Media Komunikasi Teknik
Sipil 12(29):13-22.
Purwanto dan Priastiwi YA. 2012. Pengaruh Kadar Lumpur pada Agregat Halus
dalam Mutu Beton. Teknik 33(2):46-52.
Sukoyo. 2011. Rekayasa Peningkatan Karakteristik Beton dengan Menggunakan
Serat. TEKNIS 6(2): 73-77
Surdia T dan Saito S. 1999. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta (ID): Pradnya
Paramita.
Wuryati S dan Candra R. 2001. Teknologi Beton. Yogyakarta (ID): Kanisius.
18
Lampiran 1 Grafik gradasi agregat halus
Lampiran 2 Grafik gradasi agregat kasar
19
Lampiran 3 Grafik penentuan Faktor Air Semen
20
Lampiran 4 Grafik penentuan persentase pasir dengan ukuran butir maksimum 40
mm
21
Lampiran 5 Grafik berat isi beton
22
Lampiran 6 Perhitungan desain campuran beton berdasarkan SNI 03-2834-2000
No
1
Uraian
Keterangan
Nilai
Kuat tekan yang
disyaratkan (umur
28 hari)
Ditetapkan
21,7 MPa
Diketahui,
berdasarkan
butir 4.2.3.1 1)
(5)
-
2
Deviasi
pembiasan
3
Margin
4
Kekuatan rata-rata
yang ditargetkan
(f'c + 12 MPa)
33,7 MPa
5
Jenis semen
Ditetapkan
6
Jenis agregat
Ditetapkan
Tipe I
Pasir alami
Batu pecah
Faktor Air Semen
Tabel 1, Grafik
2
0,58
(tidak ditetapkan,
karena tidak berada
pada lingkungan
khusus)
7
(f'c + 12 MPa)
(diabaikan)
8
Faktor Air Semen
Maksimum
Ditetapkan,
berdasarkan
4.2.3.2 2)
9
Slump
Ditetapkan
10±2 cm
10
Ukuran agregat
maksimum
Hasil uji
saringan
40 mm
11
Kadar air bebas
Persamaan (4)
185 kg/m3
12
Jumlah semen
Jumlah semen
maksimum
Persamaan (5)
318,97 kg/m3
-
(tidak ditetapkan,
diabaikan)
Jumlah semen
minimum
Tabel 4
275 kg/m3
13
14
15
FAS yang
disesuaikan
-
(diabaikan, karena
jumlah semen >
jumlah semen
minimum)
16
Susunan besar
butir agregat halus
Grafik 3 - 6
daerah gradasi 2
17
Susunan besar
butir agregat kasar
Grafik 9
agregat dengan
ukuran maksimum
40 mm
18
Persen agregat
halus
Grafik 15
34,5 - 43 %
23
Lampiran 6 Perhitungan desain campuran beton berdasarkan SNI 03-2834-2000
(Lanjutan)
No
19
20
21
22
23
24
Uraian
Berat Jenis relatif
Berat isi beton
Kadar agregat
gabungan
Kadar agregat
halus
Kadar agregat
kasar
Proporsi
campuran
- semen
- air
Keterangan
Persamaan (6)
Grafik 16
Nilai
2,65
2400 kg/m3
Persamaan (7)
1896,03 kg/m3
Persamaan (8)
663,61 kg/m3
Persamaan (9)
1232,42 kg/m3
318,97 kg/m3
185 kg/m3
- pasir
663,61 kg/m3
- kerikil
1232,42 kg/m3
24
Lampiran 7 Dokumentasi pengujian tekan (a) dan lentur (b) beton
(a)
(b)
25
RIWAYAT HIDUP
Christopher Peter John Haba dilahirkan pada Tanggal 1 Agustus 1992 di
Perth, Australia. Penulis merupakan anak dari Bapak Prof. Dr. Johanis Haba, PhD
dan Ibu Antoinette Haba. Penulis memulai pendidikan di SD Mater Dei (19982004) dan melanjutkan ke SMP Mater Dei (2004-2007). Penulis menyelesaikan
pendidikan SMA di SMA Mater Dei pada tahun 2010, dan diterima di Institut
Pertanian Bogor pada tahun yang sama. Penulis memilih program studi Teknik Sipil
dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian.
Selama masa perkuliahan, penulis terlibat dalam organisasi kemahasiswaan.
Penulis merupakan staf Departemen Riset dan Teknologi (RISTEK) Himpunan
Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) periode 2011-2012 dan
2012-2013. Penulis juga terlibat dalam kepengurusan Komisi Pelayanan Anak
Persekutuan Mahasiswa Kristen (PMK) IPB periode 2011-2012. Penulis juga
menjadi asisten praktikum mata kuliah analisa struktur pada tahun 2012.
Penulis melaksanakan praktek lapangan pada bulan Juni – Agustus 2013 di
PT. Jakarta Rencana Selaras dengan Judul “Aplikasi Manajemen Konstruksi dalam
Proses Pembangunan Apartemen Grand Dhika City Bekasi”. Penulis
menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Pengaruh Penggunaan Serat Buah Bintaro
(Cerbera manghas) terhadap Sifat Mekanik Beton” pada tahun 2014 di bawah
bimbingan Dr. Ir. Erizal, M.Agr.