PENGARUH PEMAKAIAN SERAT BAJA BAN BEKAS PADA BETON DENGAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS OF RUPTURE

commit to user

i

PENGARUH PEMAKAIAN SERAT BAJA BAN BEKAS PADA

BETON DENGAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP

KUAT TARIK BELAH DAN

MODULUS OF RUPTURE

(Effect of The Use of Steel Fiber Tire Used In Recycled Aggregates Concrete on Split Tensile Strength and Modulus of Rupture)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

ANNISA KUSUMAWATI

NIM. I 0106033

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010

commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

PENGARUH PEMAKAIAN SERAT BAJA BAN BEKAS PADA

BETON DENGAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP

KUAT TARIK BELAH DAN

MODULUS OF RUPTURE

(Effect of The Use of Steel Fiber Tire Used In Recycled Aggregates Concrete on Split Tensile Strength and Modulus of Rupture)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

ANNISA KUSUMAWATI

NIM. I 0106033

Telah disetujui dan dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan:

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Kusno Adi Sambowo, ST, MSc,PhD ___Ir. Purwanto, MT________ NIP. 19691026 199503 1 002 NIP. 19610724 198702 1 001

commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN SEMENTARA

PENGARUH PEMAKAIAN SERAT BAJA BAN BEKAS PADA

BETON DENGAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP

KUAT TARIK BELAH DAN

MODULUS OF RUPTURE

(Effect of The Use of Steel Fiber Tire Used In Recycled Aggregates Concrete on Split Tensile Strength and Modulus of Rupture)

SKRIPSI

Disusun Oleh :

ANNISA KUSUMAWATI

NIM. I 0106033

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari Selasa, 12 Oktoer 2010 :

1. Ir. Purwanto, MT __________________ NIP. 19610724 198702 1 001

2. Purnawan Gunawan, ST, MT __________________ NIP. 19731209 199802 1 001

3. Ir. Antonius Mediyanto, MT __________________ NIP. 19620118 199512 1 001

4. Edy Purwanto, ST, MT __________________ NIP. 19680912 199702 1 001

Mengetahui, Disahkan,

a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik Sipil Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS

Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001

commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan YME atas segala berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir yang berjudul “Pengaruh Pemakaian Serat Baja Ban Bekas Pada Beton Dengan Agregat Daur Ulang Terhadap Kuat Tarik Belah dan Modulus of Rupture” guna memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Banyak hambatan dan rintangan yang penyusun temui dalam penyusunan laporan ini. Akan tetapi, bantuan, dukungan, semangat dan kerja sama dari berbagai pihak, semua rintangan tersebut dapat teratasi. Penyusun ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta semua staf dan karyawan.

2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta semua staf dan karyawan.

3. Ir. Agus P Saido, M.Sc. selaku Pembimbing Akademik yang selalu memberikan masukan dan arahan kepada penyusun.

4. Kusno Adi Sambowo, S.T, M.Sc ,Ph.D selaku Dosen Pembimbing I dan Ir Purwanto M.T, selaku Dosen Pembimbing II yang selalu memberikan arahan dan bimbingan kepada penyusun dalam penyelesaian laporan ini.

5. Dosen Penguji Tugas Akhir atas segala saran yang telah diberikan demi kesempurnaan penelitian ini

6. Semua staf Laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

7. Semua staf pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

8. Rekan-rekan tim skripsi (Sita, Ichan, Dadar, Wijay ), terima kasih atas kerja sama dan bantuannya. Teman-teman, Gelo, teman – teman sepermainan,dan

commit to user

viii

juga teman – teman angkatan 2006 yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

9. Keluarga tercinta dan Rizaldi Gunawan yang selalu memberikan semangat, perhatian dan dukungan penuh.

10. Semua pihak yang telah membantu selama pelaksanaan tugas akhir hingga selesai.

Penyusun menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih banyak kesalahan. Kritik dan saran yang bersifat membangun selalau penyusun terima. Meskipun demikian, semoga laporan ini mampu menjadi tambahan kekayaan ilmu dan wacana bagi penyususn pada khususnya dan bagi keluarga besar Teknik Sipil UNS pada umumnya serta pihak lain yang membutuhkan.

Surakarta, Oktober 2010

commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR MOTTO ... iv

LEMBAR PERSEMBAHAN ... iv

ABSTRAK ... v

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI... ix

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

DAFTAR NOTASI... xv

BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 2

1.3. Batasan Masalah ... 3

1.4. Tujuan Penelitian ... 3

1.5. Manfaat Penelitian ... 4

1.5.1. Manfaat Teoritis ... 4

1.5.2. Manfaat Praktis ... 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Pustaka ... 5

2.2. Landasan Teori ... 8

2.2.1. Beton ... 8

2.2.2. Beton Serat ... 9

2.2.3. Beton Agregat Daur Ulang ... 10

2.2.4. Material Penyusun... 10

2.2.4.1. Semen Portland ... 10

commit to user

x

2.2.4.3. Air ... 17

2.2.4.4. Bahan Tambah ... 17

2.2.5. Kuat Tarik Belah Beton ... 19

2.2.6. Modulus of Rupture ... 20

BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Tinjauan Umum ... 25

3.2. Alat dan Bahan ... 26

3.2.1. Alat – Alat yang Digunakan... 26

3.2.2. Bahan Penyusun ... 27

3.3. Benda Uji ... 28

3.4. Tahapan dan Prosedur Penelitian ... 29

3.5. Pengujian Bahan Dasar Beton ... 33

3.5.1. Pengujian Agregat Halus (pasir) ... 33

3.5.2. Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang ... 35

3.6. Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) ... 37

3.7. Pembuatan Benda Uji ... 37

3.8. Pengujian Nilai Slump ... 37

3.9. Perawatan Benda Uji ... 38

3.10. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 39

3.11. Prosedur Pengujian Modulus of Rupture ... 40

BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian ... 41

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 41

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang ... 43

4.1.3. Hasil Pengujian Serat Baja Ban Bekas ... 44

4.2. Rencana Campuran ... 45

4.3. Data Hasil Pengujian Slump ... 46

4.4. Hasil Pengujian Benda Uji ... 47

4.4.1. Pengujian Agregat Halus ... 47

4.4.1.1. Pemeriksaan Kandungan Zat Organik ... 47

4.4.1.2. Pemeriksaan Kandungan Lumpur ... 48

commit to user

xi

4.4.2. Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang ... 48

4.4.2.1. Pengujian Abrasi Agregat Kasar Daur Ulang ... 48

4.4.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar Daur Ulang ... 49

4.5. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 50

4.6. Hasil Pengujian Modulus of Rupture ... 51

4.7. Pembahasan ... 53

4.7.1. Nilai Slump ... 53

4.7.2. Kuat Tarik Belah Beton ... 54

4.7.3. Modulus of Rupture ... 55

4.7.4. Hubungan Antara Kuat Tarik Bela dan Modulus of rupture . 56 4.8. Aplikasi Beton pada Balok Anak Tangga ... 58

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 59

5.1. Saran ... 60

DAFTAR PUSTAKA ... 61

commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Beton merupakan bahan yang paling banyak digunakan untuk konstruksi di Indonesia. Hal ini disebabkan karena tersedianya bahan baku di Indonesia. Menurut cara pemasangannya, beton terdiri dari dua jenis yaitu beton cast in situ

(beton pracetak atau beton precast ) dan beton cast in place (beton cor di tempat ). Dalam dua dekade terakhir, industri beton telah berkembang pesat di Indonesia..

Banyaknya pembangunan gedung bertingkat yang terbuat dari beton membuat permintaan batuan sebagai bahan penyusun beton, meningkat. Peningkatan permintaan akan batuan memicu penambangan batuan secara besar – besaran dan mengakibatkan turunnya jumlah sumber daya alam. Selain itu, material batu yang berasal dari alam mempunyai konstribusi yang besar terhadap ganguan pelestarian lingkungan. Disisi lain ada beberapa bangunan tua yang terpaksa dibongkar karena bangunan tersebut perlu diperbaharui, mengalami kerusakan, atau tidak layak lagi dihuni dan menimbulkan limbah bangunan. Pembuangan limbah bangunan tersebut memerlukan biaya dan tempat pembuangan dan terkadang dibuang di sembarang tempat, sehingga dapat mengurangi kesuburan tanah dan merusak keseimbangan ekosistem. Namun, limbah bangunan masih dapat di daur ulang menjadi agregat dalam pembuatan beton.

Kehidupan masyarakat yang semakin modern juga ikut berperan dalam gangguan dan pelestarian lingkungan. Limbah produk industri seperti limbah ban bekas ikut menambah permasalahan lingkungan. Ban bekas yang dibuang tersebut karena bahannya terbuat dari karet yang tidak bisa membusuk maka bila tidak dimanfaatkan maka akan menjadi sampah yang menyebabkan polusi.

commit to user

Limbah industri ban dan limbah bangunan masih memiliki kekuatan bahan yang memungkinkan digunakan sebagai bahan bangunan. Limbah industri ban dapat di daur ulang menjadi serat dalam pembuatan beton. Serat yang dipakai berasal dari kawat pembentuk ban, sedangkan karet ban dapat digunakan sebagai sandal, pot bunga, anyaman untuk bagian dalam kursi tamu sehingga keseluruhan bagian dari ban dapat digunakan dan tidak menimbulkan limbah baru. Maksud penambahan serat limbah industri ban ke dalam beton adalah untuk meningkatkan mutunya.

Balok anak tangga merupakan salah satu aplikasi penggunaan beton yang banyak diterapkan dalam bidang konstruksi. Salah satu karakteristik kualitas yang harus dimiliki balok anak tangga adalah kekuatan tekan, kekuatan tarik dan kekuatan lentur. Anak tangga dibuat dari campuran semen portland atau sejenisnya, agregat dan air tanpa mengurangi mutunya.

Penelitian ini bertujuan mengamati perilaku kinerja beton dengan agregat daur ulang yang menggunakan serat baja ban bekas. Kinerja beton yang diamati adalah kinerja sebagai beton kering. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi petunjuk untuk mengembangkan material beton alternatif berbahan kombinasi limbah industri ban dan limbah bangunan. Model yang dikeluarkan dalam penelitian ini berupa balok anak tangga yang terbuat dari beton agregat daur ulang yang ditambahkan serat baja ban.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :

a. Bagaimana pengaruh penambahan serat baja ban bekas pada beton dengan agregat daur ulang terhadap kuat tarik belah.

b. Bagaimana pengaruh penambahan serat baja ban bekas pada beton dengan agregat daur ulang terhadap modulus of rupture.

commit to user

c. Bagaimana hubungan antara kuat tarik belah dan modulus of rupture pada beton dengan agregat daur ulang dengan variasi serat baja ban bekas.

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi permasalahan agar penelitian terarah dan tidak terlalu meluas maka dalam penelitian ini perlu pembatasan masalah sebagai berikut :

a. Umur beton agregat daur ulang yang akan di uji berumur 7 hari dan 28 hari. b. Semen yang digunakan adalah semen Portland jenis I.

c. Benda uji yang digunakan untuk uji tarik belah beton adalah silinder dan untuk modulus of rupture adalah balok.

d. Serat yang digunakan adalah serat baja arah lateral dari ban bekas.

e. Penggunaan serat untuk setiap benda uji adalah 0,5% , 1% dan 1,5 % dari volume adukan.

f. Agregat kasar yang digunakan adalah agregat daur ulang.

g. Tidak dibahas reaksi kimia yang terjadi pada campuran terhadap bahan-bahan yang digunakan.

h. Model beton yang akan dihasilkan adalah balok anak tangga.

1

.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

a. Mengetahui penambahan serat baja ban bekas pada beton dengan agregat daur ulang terhadap kuat tarik belah beton serat.

b. Mengetahui penambahan serat baja ban bekas pada beton dengan agregat daur ulang terhadap modulus of rupture beton serat.

c. Bagaimana hubungan antara kuat tarik belah dan modulus of rupture pada beton dengan agregat daur ulang terhadap variasi serat baja ban bekas.

commit to user

1.5. Manfaat Penelitian

1.5.1. Manfaat Teoritis

a. Memberikan kontribusi terhadap perkembangan teknologi beton serat.

b. Menambah pengetahuan tentang kelebihan dan kekurangan penggunaan serat baja ban bekas terhadap beton dengan agregat daur ulang.

1.5.2. Manfaat Praktis

a. Mengetahui dimensi optimum dari serat baja yang ditambahkan ke dalam beton untuk mendapatkan nilai kuat tarik belah dan modulus of rupture.

b. Memberikan informasi dalam pengolahan limbah bangunan dan limbah industri ban.

commit to user

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Pustaka

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil atau batu pecah atau agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Kadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan. (Mc Cormac, 2003).

Beton banyak dipakai secara luas sebagai bahan bangunan. Dalam adukan beton, air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini selain mengisi pori-pori diantara butiran-butiran agregat halus juga bersifat sebagai perekat/pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa yang kompak/padat (Tjokrodimuljo, 1996).

Salah satu aplikasi penggunaan beton adalah balok anak tangga yang berfungsi sebagai pijakan penghubung antar lantai bawah dan lantai atas. Bentuk yang solid dan akurat memudahkan penyusunan dengan tingkat kerapian tinggi serta keragaman penyusunan balok anak tangga sesuai keinginan dan keterbatasan ruang. Balok anak tangga pracetak memiliki ukuran yang bervariasi, panjangnya 2000 mm, lebarnya 325 mm sampai 350 mm, dan tingginya 150 mm sampai 175 mm (www.hebel.co.id).

Beton serat didefinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran semen, agregat, air, dan sejumlah serat yang disebar secara random. Ide dasar beton serat adalah menulangi beton dengan fiber yang disebarkan secara merata ke dalam

commit to user

adukan beton, dengan orientasi random sehingga dapat mencegah terjadinya retakan-retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik baik akibat panas hidrasi maupun akibat pembebanan (Soroushian dan Bayashi, 1987).

Beton serat mempunyai kelebihan dibanding beton tanpa serat dalam beberapa sifat strukturnya, antara lain keliatan (ductility), ketahanan terhadap beban kejut (impact resistance), kuat tarik dan kuat lentur (tensile and flexural strength), kelelahan (fatigue life), kekuatan terhadap pengaruh susut (shrinkage), dan ketahanan terhadap keausan (abration) (Soroushian dan Bayashi, 1987).

Serat pada umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5 sampai 500 µm (mikro meter), panjang sekitar 25 mm sampai 100 mm. Bahan serat dapat berupa: serat asbestos, serat tumbuh-tumbuhan (rami, bambu, ijuk), serat plastik (polypropylene), atau potongan kawat baja (Tjokrodimuljo, 1996).

Karakter dari beton serat dipengaruhi oleh tipe material serat, geometri serat, distribusi serat, orientasi serat, dan konsentrasi serat. Geometri serat membentuk aspek rasio serat yang ikut menentukan kinerja beton serat. Aspek rasio serat merupakan ukuran kelangsingan dari serat. Aspek rasio serat dihitung dengan membagi panjang serat dengan diameter ekivalen serat. Serat untuk beton berserat dapat memiliki aspek rasio yang bervariasi dari 40 sampai 1000, tetapi biasanya kurang dari 300 (Zollo, 1997).

Cement and Concrete Institute (2002), mengungkapkan bahwa serat akan efektif dalam beton keras jika:

a. Serat memiliki kekakuan yang lebih tinggi. b. Kadar serat dalam beton mencukupi. c. Memiliki ikatan serat-matrik yang baik. d. Memiliki panjang yang cukup.

commit to user

Berdasarkan penelitian-penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa penambahan serat sebanyak 0,75% sampai dengan 1% dari volume adukan akan memberikan hasil yang optimal (Suhendro, 2000 dalam Wahyu, 2002).

Penambahan serat ke dalam beton akan meningkatkan kuat tarik beton yang pada umumnya sangat rendah dan memperbaiki kinerja komposit beton serat dengan kualitas yang lebih bagus dibandingkan dengan beton konvesional (Sholihin As’ad, 2007). Kontribusi serat akan meningkatkan energi fracture dari system sehingga material gabungan akan semakin liat (Medyanto dan Sambowo,2006) . Keuntungan penambahan serat pada beton adalah:

a. Memberi tahanan terhadap tegangan berimbang ke segala arah dan memberi keuntungan material struktur yang disiapkan untuk menahan beban dari berbagai arah.

b. Dapat memperbaiki perilaku deformasi seperti ketahanan terhadap impak, daktilitas yang lebih besar, kuat lentur dan kapasitas torsi yang lebih baik. c. Penambahan serat pada beton dapat meningkatkan ketahanan beton terhadap

formasi dan pembentukan retak .

d. Penambahan serat pada beton meningkatkan ketahanan terhadap pengelupasan (spalling) dan retak pada selimut beton akan membantu penghambatan korosi besi tulangan dari serangan kondisi lingkungan yang berpotensi korosi.

Riset tentang beton serat terus berkembang. Hingga sekarang,sejumlah penelitian yang bermaksud memaksimalkan fungsi serat pada beton melalui penggunaan lebih dari satu jenis serat mulai digalakkan dalam beberapa tahun terakhir. Beberapa jenis serat memiliki kemampuan peningkatan kekuatan konstruktif material beton, misalnya dengan peningkatan kuat geser, kuat lentur, dan kuat tarik yang cukup signifikan sebagaimana pada beton yang bercampur serat baja ukuran makro. Beberapa serat lain hanya cocok untuk menahan tegangan tarik di umur awal beton dan mengurangi resiko retak yang berkontribusi positif pada durabilitas beton. Kombinasi keduanya dapat meningkatkan kinerja beton dalam kedua fungsi berbeda tersebut (As’ad, 2007).

commit to user

Beton agregat daur ulang adalah beton yang terbuat dari material agregat kasar daur ulang. Beton agregat daur ulang memiliki permukaan kasar yang tidak beraturan, memiliki kapasitas penyerapan air yang lebih besar,kehilangan abrasi Los Angeles lebih besar, sering terjadi kegagalan pada uji sulfate soundness tetapi umumnya lolos uji magnesium soundness, dan memiliki kadar sodium klorida yang lebih tinggi pada absorpsi garam oleh pasta semen yang berpengaruh pada batuan (Snyder, 2009).

Beton dengan agregat daur ulang memiliki kuat tekan ,kuat lentur ,dan stiffness

yang lebih rendah, serta, rangkak dan susut kering yang lebih tinggi dari beton dengan agregat normal (Snyder, 2009).

Sementara itu penelitian penggunaan agregat daur ulang dengan limbah beton sebagai agregat kasar menyebabkan pengurangan kuat tekan sebesar 10 – 15 % dibanding penggunaan agregat kasar normal. Kuat tekan beton daur ulang limbah beton secara umum tidak tergantung dari kuat tekan asal limbah beton tersebut (Hardjasaputra, 2008).

2.2.

Landasan Teori

2.2.1. Beton

Beton didapat dari pencampuran semen portland, air, dan agregat (dan kadang-kadang bahan tambah, yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia tambahan, serat, sampai bahan buangan non-kimia) pada perbandingan tertentu (Tjokrodimuljo, 1996).

Bahan penyusun beton dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu bahan aktif dan pasif. Kelompok bahan aktif yang disebut sebagai pengikat/perekat adalah semen dan air, sedangkan bahan yang pasif yang disebut sebagai bahan pengisi adalah pasir dan kerikil (disebut agregat halus dan agregat kasar) (Tjokrodimuljo, 1996).

commit to user

Beton memiliki kelebihan dibanding material lain, diantaranya:

1. Beton termasuk bahan yang mempunyai kuat tekan yang tinggi, serta mempunyai sifat tahan terhadap pengkaratan atau pembusukan dan tahan terhadap kebakaran.

2. Harga relatif murah karena menggunakan bahan dasar dari lokal, kecuali semen portland.

3. Beton segar dapat dengan mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk yang sesuai keinginan.

4. Kuat tekan yang tinggi, apabila dikombinasikan dengan baja tulangan dapat digunakan untuk sruktur berat.

5. Beton segar dapat disemprotkan pada permukaan beton lama yang retak, maupun diisikan ke dalam cetakan beton pada saat perbaikan, dan memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang posisinya sulit. 6. Beton segar dapat dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang pada

tempat-tempat yang posisinya sulit.

7. Beton termasuk tahan aus dan kebakaran, sehingga biaya perawatannya relatif rendah.

Beton juga memiliki beberapa kekurangan,yaitu :

1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak.

2. Beton segar mengalami susut pada saat pengeringan, dan beton segar mengembang jika basah.

3. Beton keras mengeras dan menyusut apabila terjadi perubahan suhu.

4. Beton sulit kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, dan air yang membawa kandungan garam dapat merusak tulangan beton. 5. Beton bersifat getas sehingga harus dihitung dan didetail secara seksama agar

setelah dikombinasikan dengan baja tulangan menjadi bersifat daktail.

2.2.2. Beton Serat

Beton serat dapat dianggap sebagai bahan komposit yang terdiri dari beton dan serat. Perilaku beton serat menunjukkan kinerja yang lebih baik daripada beton

commit to user

biasa. Kekuatan beton serat dalam menahan tarik setelah terjadi retak menunjukkan kemampuan yang lebih besar bila dibandingkan dengan beton biasa. Ide dasar beton serat adalah menulangi beton dengan serat yang tersebar merata dengan orientasi acak. Serat yang dicampurkan ke dalam adukan beton akan mengakibatkan terjadinya lekatan antara serat dengan pasta semen. Selain itu, ketika beton serat mengalami gaya tarik maka akan terjadi tahanan lekatan (bond strength) antara serat dengan beton, kemudian setelah terjadi retak, serat masih mampu mendukung.

2.2.3. Beton Agregat Daur Ulang

Beton dengan agregat daur ulang memiliki kuat tekan ,kuat lentur ,dan stiffness

yang lebih rendah, serta, rangkak dan susut kering yang lebih tinggi dari beton dengan agregat normal. Beton segar yang dibuat dari agregat daur ulang cenderung memiliki permukaan bersiku dan kasar,lebih mudah kehilangan slump dan mengandung lebih banyak kandungan air sehingga absorpsi air dari pasta semen lebih tinggi dari agregatnormal. Kandungan udara yang lebih tinggi dpat mengakibatkan porositas yang lebih besar daripada beton agregat normal.

2.2.4. Material Penyusun

Komponen pembentuk beton serat adalah semen, agregat kasar, agregat halus air dan bahan tambahan lain yaitu serat limbah ban dan accelerator.

2.2.4.1.Semen Portland

Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan (PUBI-1982, dalam Tjokrodimuljo, 1996). Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang kompak dan padat . Selain itu semen juga berfungsi mengisi rongga-rongga antar butir agregat.

commit to user

Material-material utama dari semen portland adalah batu kapur yang mengandung komponen-pomponen utama CaO (kapur) dan tanah liat yang mengandung komponen-komponen SiO2 (silica), Al2O3 (alumina), Fe2O3 (oksida besi), MgO

(magnesium), SO3 (sulfur) serta Na2+K2O (soda/potash). Komposisi dari bahan

utama pembuatan semen dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Komposisi Bahan Utama Semen

Komposisi Persentase (%)

Kapur (CaO) Silika (SiO2)

Alumina (Al2O3)

Besi (Fe2O3)

Magnesia (MgO) Sulfur (SO3)

Potash (Na2O + K2O)

60 – 65 17 – 25 3 – 8 0,5 – 6 0,5 – 4 1 – 2 0,5 – 1

Sumber: Kardiyono Tjokrodimulyo (1996)

Walaupun demikian pada dasarnya ada 4 unsur yang paling utama dari semen, yaitu:

1. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2

Unsur C2S ini bereaksi dengan air lebih lambat sehingga hanya berpengaruh

terhadap pengerasan semen setelah berumur lebih dari 7 hari . Unsur C2S

membuat semen tahan terhadap serangan kimia dan mengurangi besar susutan pengeringan. Kadar C2S yang lebih tinggi akan menghasilkan ketahanan

tehadap agresi kimiawi yang relatif tinggi, pengerasan yang lambat, dan panas hidrasi yang rendah.

2. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO2

Unsur C3S ini bereaksi dengan air lebih cepat sehingga berpengaruh terhadap

pengerasan semen terutama sebelum mencapai umur 14 hari . Kadar C3S

yang lebih tinggi akan menghasilkan proses pengerasan yang cepat pada pembentukan kekuatan awalnya disertai suatu panas hidrasi yang tinggi.

commit to user

3. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3

Unsur ini bereaksi sangat cepat, memberikan kekuatan sesudah 24 jam. Jika kandungan unsur ini lebih besar dari 10% akan menyebabkan kurang tahan terhadap asam sulfat. Kuantitas yang terbentuk dalam ikatan menentukan pengaruhnya terhadap kekuatan beton pada awal umurnya terutama dalam 14 hari.

4. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.Fe2O3

Senyawa ini kurang berpengaruh besar terhadap kekuatan dan kekerasan semen. C4AF hanya berfungsi untuk menyempurnakan reaksi pada dapur

pembakaran pembentukan semen.

Dua unsur pertama (1 dan 2) biasanya merupakan 70-80% dan kandungan berat semen sehingga merupakan bagian yang paling dominan dalam memberikan sifat semen (Tjokrodimuljo, 1996).

Proses hidrasi pada semen portland yang kompleks, dapat digambarkan sebagai berikut :

1. Hidrasi kalsium silikat (C3S dan C2S)

Kalsium silikat akan terhidrasi menjadi kalsium hidroksida dan kalsium silikat hidrat

2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2

2(2CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.2H2O+Ca(OH)2

Terbentuknya kalsium hidroksida pada proses hidrasi diatas menyebabkan pasta semen bersifat basa, hal ini dapat mencegah korosi pada baja akan tetapi menyebabkan pasta semen cukup reaktif terhadap asam.

2. Hidrasi Kalsium Aluminat (C3A)

Proses hidrasi C3A akan menghasilkan kalsium aluminat hidrat setelah semua

kandungan gypsum (CaO.SO3.2H2O) habis bereaksi.

3CaO.Al2O3+CaO.SO3.2H2O+10H2O→4CaO.Al2O3.SO3.12H2O (kalsium

sulpho aluminat)

commit to user

3. Hidrasi Kalsium Aluminat Ferrite (C4AF)

4CaO.Al2O3.Fe2O3+2CaO.SO3.2H2O+18H2O→8CaO.Al2O3.Fe2O3.2SO3.24HO

Perubahan komposisi semen yang dilakukan dengan cara mengubah persentase empat komponen utama semen dapat menghasilkan beberapa jenis semen sesuai jenis pemakaiannya. Jenis-jenis semen portland yang sering digunakan dalam konstruksi serta penggunaannya dicantumkan dalam Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Jenis semen portland di Indonesia

Jenis Semen Karakteristik Umum

Jenis I

Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-jenis lain

Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut

persyaratan panas hidrasi yang rendah

Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat

Sumber: Tjokrodimuljo (1996)

2.2.4.2. Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton. Agregat menempati 70-75% dari total volume beton, maka kualitas agregat akan sangat mempengaruhi kualitas beton, tetapi sifat-sifat ini lebih bergantung pada faktor-faktor seperti bentuk, dan ukuran butiran pada jenis batuannya. Berdasarkan butiran, agregat dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar.

commit to user

a. Agregat Kasar Daur Ulang

Agregat kasar adalah agregat yang mempunyai ukuran butir-butir besar (antara 5 mm dan 40 mm). Sifat dari agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan semen ( Tjokrodimuljo,1996).

Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar Ukuran saringan

(mm)

Persentase lolos saringan

40 mm 20 mm

40 20 10 4,8

95-100 30-70 10-35 0-5

100 95 – 100

22-55 0-10 Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

Beton banyak digunakan pada proyek konstruksi di Indonesia. Permintaan akan kebutuhan beton yang tinggi mengakibatkan permintaan kebutuhan material beton yang tinggi namun memicu penambangan batuan secara besra-besaran sehingga muncul ide untuk memanfaatkan daur ulang beton untuk mengurangi penambangan batuan.

Kinerja material dan kinerja struktur beton agregat daur ulang cenderung berbeda dibandingkan kinerja beton beragregat normal. Berdasarkan hasil studi eksperimental, agregat daur ulang mengandung mortar sebesar 25 % hingga 45 % untuk agregat kasar, dan 70 % hingga 100 % untuk agregat halus. Kandungan mortar tersebut mengakibatkan berat jenis agregat menjadi lebih kecil, lebih porous atau berpori, sehingga kekerasannya berkurang, bidang temu (interface) yang bertambah, dan unsur-unsur kimia agresif lebih mudah masuk dan merusak. Disamping itu, pada agregat daur ulang juga terdapat retak mikro, dimana retak tersebut dapat ditimbulkan oleh tumbukan mesin pemecah batu (stone crusher)

commit to user

pada saat proses produksi agregat daur ulang, yang tidak dapat membelah daerah lempengan atau patahan pada agregat alam. Retak tersebut tertahan oleh kekangan mortar yang menyelimuti agregat alam (Suharwanto, 2005).

Perbedaan sifat-sifat dan perilaku mekanik material beton agregat daur ulang juga berpengaruh pada kinerja dan perilaku mekanik elemen struktur yang dibentuknya (Suharwanto, 2005). Perbedaan kinerja dan perilaku mekanik elemen struktur tersebut diantaranya adalah kemampuan deformabilitas, nilai daktilitas, nilai kekakuan, dan pola retak. Deformabilitas elemen struktur beton agregat daur ulang menjadi lebih besar pada saat beban yang sama, nilai daktilitas dan kekakuan menjadi kecil, dan pola retak menjadi lebih banyak hingga ke daerah momen dan geser (antara perletakan dan titik beban), bila dibandingkan dengan kinerja dan perilaku beton agregat alam.

b. Agregat Halus

Agregat halus adalah agregat berbutir kecil dengan ukuran kurang dari 5 mm (Tjokrodimulyo, 1996). Dalam pemilihan agregat halus harus benar-benar memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Karena sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk mortar bersama semen dan air, berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat.

Syarat-syarat agregat halus (pasir) sebagai bahan material pembuatan beton sesuai dengan ASTM C 33 adalah:

1) Material dari bahan alami dengan kekasaran permukaan yang optimal sehingga kuat tekan beton besar.

2) Butiran tajam, keras, awet (durable) dan tidak bereaksi dengan material beton lainnya.

commit to user

3) Berat jenis agregat tinggi yang berarti agregat padat sehingga beton yang dihasilkan padat dan awet.

4) Gradasi sesuai spesifikasi dan hindari gap graded aggregate karena akan membutuhkan semen lebih banyak untuk mengisi rongga.

5) Bentuk yang baik adalah bulat, karena akan saling mengisi rongga dan jika ada bentuk yang pipih dan lonjong dibatasi maksimal 15% berat total agregat. 6) Kadar lumpur agregat tidak lebih dari 5% terhadap berat kering karena akan

berpengaruh pada kuat tekan beton.

Pasir di dalam campuran beton sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu pasir harus dikendalikan. Oleh karena itu, pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan yang ditentukan. Batasan susunan butiran agregat halus dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4. Batasan susunan butiran agregat halus Ukuran saringan

(mm)

Prosentase lolos saringan

Daerah 1 Daerah 2 Daerah 3 Daerah 4 10,00 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15 100 90-100 60-95 30-70 15-34 5-20 0-10 100 90-100 75-100 55-90 35-59 8-30 0-10 100 90-100 85-100 75-100 60-79 12-40 0-10 100 95-100 95-100 90-100 80-100 15-50 0-15

Sumber: Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

Keterangan:

Daerah 1 : Pasir kasar Daerah 2 : Pasir agak kasar Daerah 3 : Pasir agak halus Daerah 4 : Pasir halus

commit to user

2.2.4.3.Air

Air merupakan bahan dasar penyusun beton yang paling penting dan paling murah. Air berfungsi sebagai bahan pengikat (bahan penghidrasi semen) dan bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mempermudah proses pencampuran agregat dan semen serta mempermudah pelaksanaan pengecoran beton (workability). Penggunaan air yang terlalu banyak dapat mengakibatkan berkurangnya kekuatan beton. Selain sebagai bahan campuran beton, air digunakan pula untuk merawat beton dengan cara pembasahan setelah beton dicor.

Menurut Tjokrodimuljo (1996), dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut:

a. Kandungan lumpur (benda melayang lainnya) maksimum 2 gram/liter.

b. Kandungan garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll) maksimum15 gram/liter.

c. Kandungan klorida (Cl) maksimum 0,5 gram/liter. d. Kandungan senyawa sulfat maksimum 1 gram/liter.

2.2.4.4.Bahan Tambah (Admixture)

Bahan tambah (admixture) ialah bahan selain unsur pokok beton (air, semen, dan agregat halus) yang ditambahkan kedalam campuran saat atau selama pencampuran berlangsung. Penggunaan bahan tambah biasanya didasarkan pada alasan yang tepat, diantaranya perbaikan kelecakan dan dapat menggunakan penggunaan semen (Tjokrodimulyo, 1996). Tujuan penambahan admixture ini adalah untuk mengubah satu atau lebih sifat-sifat beton sewaktu masih dalam keadaan segar atau setelah mengeras.

a. Acelerator

Dalam penelitian ini digunakan superplasticizer yaitu accelerator. Mengacu pada klasifikasi ASTM C494-92, superplasticizer termasuk dalam golongan bahan

commit to user

tambah Type F: High Range Water Reducer atau Superplasticizer(HRWR) yang memiliki sifat mengurangi jumlah air (water reducer) tetapi masih diperoleh tingkat kemudahan pengerjaannya. Superplasticizer mempunyai tingkat dosis yang dapat meningkatkan workability, meningkatkan kuat desak, meningkatkan daya kedap air, meningkatkan nilai slump, meningkatkan kepadatan dan kerapatan beton dan sebagainya.

Accelerator adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton. Bahan ini digunakan untuk mengurangi lamanya waktu pengeringan dan mempercepat pencapaian kekuatan pada beton.

b. Serat Baja

Beton yang diberi bahan tambah serat disebut beton serat ( fiber reiforced concrete). Serat dapat berupa serat asbestos, gelas/ kaca, plastic, baja atau serat tumbuhan. Maksud utama penambahan serat ke dalam beton adalah untuk menambah kuat tarik beton, mengingat kuat tarik beton sangat rendah.

Salah satu penyebab pemakaian konsep beton serat belum banyak dikenal di Indonesia adalah belum tersedianya serat baja secara murah dalam jumlah banyak karena harus mendatangkannya dari luar negeri. Untuk mengatasi hal tersebut, tealh ditemukan solusi alternatif dengan menggunakan serat baja ban bekas.

Dari penelitian sebelumnya membuktikan bahwa sifat – sifat beton yang kurang baik dapat diperbaiki dengan menambahkan serat yang terbuat dari potongan kawat ban bekas.

Ide dasar penambahan serat adalah memberi tambahan pada beton dengan serat yang disebarkan secara merata ke dalam adukan beton dengan orientasi random akan dapat mencegah terjadinya retak-retak beton secara dini, baik akibat panas hidrasi, penyusutan, dan pembebanan (Harjono, 2001).

commit to user

Penambahan serat daur ulang ke dalam beton diharapkan dapat memperbaiki kekuatan tarik beton dan sifat getasnya, juga dapat memperbaiki sifat-sifat yang lain seperti peningkatan terhadap tegangan berimbang ke segala arah, perbaikan perilaku deformasi (ketahanan impak, daktilitas lebih besar, kuat lentur dan kapasitas torsi yang lebih baik), meningkatkan ketahanan beton terhadap formasi dan pembentukan retak, peningkatan ketahanan pengelupasan (spalling) dan retak pada selimut beton ( akan menghambat korosi tulangan).

Pada saat beton mengeras dan menyusut, retak yang sangat kecil akan berkembang. Bila retak kecil tersebut terpotong oleh batangan-batangan serat maka retak tersebut akan tecegah untuk berkembang menjadi retak yang lebih besar.

Penelitian ini menggunakan serat dari limbah industri yaitu kawat baja ban bekas. Serat yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai ukuran panjang 50 mm dengan prosentase campuran 0%, 0.5%, 1%, 1.5% dari volume adukan beton. Berat jenis untuk serat kawat baja ban bekas sekitar 9,951 t/m3.

2.2.5. Kuat Tarik Belah Beton

Kuat tarik beton yang tepat sulit di ukur, sehingga untuk mencari nilai kuat tarik bahan beton yang mencerminkan kuat tarik yang sebenarnya,maka digunakan kuat tarik belah.. Kuat tarik yang dihasilkan lebih mendekati kuat tarik langsung dari beton. Kuat tarik bahan beton ditentukan melalui split cylinder yang posisinya direbahkan lalu di desak.

Pengujian menggunakan uji silinder berdiameter 150 mm dan tinggi 300 mm, diletakkan pada arah memanjang di atas alat penguji kemudian beban tekan diberikan merata arah tegak dari atas pada seluruh panjang silinder. Apabila kuat tarik terlampaui, benda uji terbelah menjadi dua bagian dari ujung ke ujung.

commit to user

Gaya P bekerja pada kedua sisi silinder sepanjang L dan gaya ini disebarkan

seluas selimut silinder (π.D.L). Secara berangsur-angsur pembebanan dinaikkan

sehingga tercapai nilai maksimum dan silinder pecah terbelah oleh gaya tarik horizontal, seperti Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Pengujian Kuat Tarik Belah

Dari pembebanan maksimum yang diberikan, nilai kuat tarik belah di hitung dengan Persamaan (2.1) sebagai berikut :

) 1 . 2 ....( ... ... ... ... ... ... ... ... 2

2

1 DL

P DL P A P Ft

p p

= =

=

Dengan :

Ft = Kuat tarik belah beton (N/mm2)

P = Beban maksimum yang diberikan ( N ) D = Diameter benda uji silinder ( mm ) L = Panjang benda uji silinder ( mm )

2.2.6. Modulus of Rupture

Modulus of rupture merupakan kuat tarik maksimum yang secara teoritis dipakai pada serat bagian bawah dari sebuah balok uji ( Neville, 1997). Nilai dari Modulus of rupture bergantung pada dimensi dari balok uji susunan beban . Metode third point loading digunakan untuk memperoleh nilai modulus of rupture.

commit to user

Metode ini menghasilkan momen konstan yang antar titik beban sehingga sepertiga dari bentang balok ditentukan sebagai tegangan maksimum dimana pada bagian tersebut retakan terjadi. Benda uji yang akan digunakan berupa balok dengan ukuran 10 x 10 x 40 cm3.

Adapun langkah pengujian Modulus of rupture adalah sebagai berikut :

1. Setelah umur 7 hari dan 28 hari, sampel beton dikeringkan dengan oven sehingga mencapai berat konstan.

2. Beban diletakkan simetris di atas balok uji. Beban yang bekerja pada pusat bentang dibagi menjadi dua sama besar menggunakan pelat pembagi pembentuk U terbalik yang bekerja pada tiap jarak 1/3 bentang. Dalam hal ini terjadi lentur murni, yaitu suatu lenturan yang berhubungan dengan lenturan di bawah balok suatu momen lentur yang konstan. Dimana gaya lintang yang terjadi sama dengan nol.

3. Balok dibebani pada salah satu sisinya.

4. Balok di uji dengan pertambahankecepatan dalam pemberian tegangan pada serat bagian bawah.

5. Kecepatan pemberian tegangan yang lebih rendah diterapkan untuk beton yang kekuatannya rendah.

Pengujian ini dilakukan dengan standar ASTM C-78 yaitu metode pengujian kuat tarik lentur dengan beban terbagi menjadi dua yang bekerja pada suatu penampang balok dengan titik yang menjadi tiga bagian daerah.

Besar momen yang dapat mematahkan benda uji adalah momen akibat beban maksimum dari mesin pembebanan dengan mengabaikan berat sendiri dan gravitasi dari benda uji. Besar momen yang mematahkan balok uji dapat dilihat pada Gambar 2.2. sebagai berikut :

commit to user

Gambar 2.2. Pengujian Modulus of Rupture

Perumusan dari momen maksimum yang terjadi adalah : Momen maksimum = Px Lb

3 1 2 1

Dengan :

P = Beban maksimum Lb= Panjang bentang balok

Secara umum nilai modulus of rupture dapat dihitung dengan Persamaan (2.2) berikut :

MOR=

) 2 . 2 ...( ... ... ... ... ... ... 6

1 3 1 2 1

2

2 bh

PL bh

L Px

b b

=

Dengan :

MOR = Modulus of rupture (MPa)

P = Beban maksimum pada balok benda uji (Newton)

Lb = Panjang bentang balok (mm)

b = Lebar balok benda uji (mm)

commit to user

Pada pengujian kuat lentur berdasarkan ASTM C-78 akan terjadi 3 macam tipe kemungkinan patah balok benda uji sebagai berikut :

a. Patah pada 1/3 bentang tengah balok

Gambar 2.3. Patah pada 1/3 bentang tengah balok

Pada keadaan ini,balok uji patah pada bagian tengah ( antara B dan C ) dan patahannya diakibatkan oleh momen paling maksimum.Besar MOR dihitung berdasarkan :

MOR =

2 2

6 1

3 1 2 1

bh PL bh

L Px s

M

= =

b. Patah pada bentang antara A-B atau C-D

Gambar 2.4. Patah pada bentang antara A-B atau C-D < 5%

Bila balok patah padabentang A-B atau C-D dengan jarak letak patah kurang dari 5% panjang bentang, kondisi ini dapat diperhitungkan dan balok uji dapat dipakai. Besar MOR dihitung berdasarkan :

MOR =

2 2

3 6

1 2 1

bh aP bh

P ax s M

= =

commit to user

c. Patah pada bentang antara A-B atau C-D

Gambar 2.5. Patah pada bentang antara A-B atau C-D > 5%

Bila balok patah padabentang A-B atau C-D dengan jarak letak patah lebih dari 5% panjang bentang, kondisi ini dapat diperhitungkan dan balok uji tidak dapat dipakai.

commit to user

25

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Tinjauan Umum

Metode penelitian merupakan langkah – langkah atau metode yang dilakukan dalam penelitian suatu masalah, kasus , gejala, fenomena, atau lainnya dengan jalan ilmiah untuk menghasilkan jawaban yang rasional. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental, yaitu metode penelitian yang dilakukan dengan cara mengadakan suatu percobaan untuk mendapatkan data atau hasil yang menghubungkanantara variabel – variabel yang diselidiki.

Dalam penelitian ini terdapat variabel bebas (independent variable) dan variabel terikat (dependent variable). Variabel bebas dalam penelitian ini adalah adanya perkuatan beton agregat daur ulang dengan menambahkan serat baja ban bekas pada campuran adukan beton. Variabel terikat dalam penelitan ini adalah besarnya kuat tarik belah dan Modulus of Rupture.

Pemecahan masalah pada penelitian ini dengan menggunakan cara statistik, yaitu dengan urutan kegiatan dalam memperoleh data sampai data itu berguna sebagai dasar pembuatan keputusan diantaranya melalui proses pengumpulan data, pengolahan data, analisis data dan cara pengambilan keputusan secara umum berdasarkan hasil penelitian.

commit to user

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat-alat Yang Digunakan

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Timbangan manual dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg yang digunakan untuk mengukur berat bahan campuran beton serta timbangan digital untuk mengukur berat serat yang digunakan .

b. Ayakan

Ayakan baja yang digunakan adalah merk “Controls” Italy dengan bentuk lubang ayakan bujur sangkar dengan ukuran lubang ayakan yang tersedia adalah 75 mm, 50 mm, 38,1 mm, 25 mm, 19 mm, 12,5 mm, 9,5 mm, 4,75 mm, 2,36 mm, 1,18 mm, 0,85 mm, 0,30 mm, 0,15 dan pan.

c. Oven merk “Binder”

Oven ini berkapasitas 220oC, 1500W, digunakan untuk mengeringkan material (pasir dan kerikil).

d. Corong konik/ Conical mould

Corong konik dengan ukuran diameter atas 3,8 cm, diameter bawah 8,9 cm, tinggi 7,6 cm, lengkap dengan alat penumbuk. Alat ini digunakan untuk mengukur keadaan SSD agregat halus.

e. Mesin Los Angeles

Mesin Los Angeles yang dilengkapi dengan 12 buah bola baja. Alat ini digunakan untuk menguji ketahanan aus (abrasi) dari agregat kasar.

f. Kerucut Abrams

Kerucut yang terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm, diameter bawah 20 cm, tinggi 30 cm, lengkap dengan tongkat baja penusuk yang ujungnya ditumpulkan dengan panjang 60 cm dan dimeter 16 mm. Alat ini digunakan untuk mengukur nilai slump adukan beton

g. Compression Testing Machine dengan kapasitas 2000 kN yang digunakan untuk pengujian kuat tarik belah beton.

h. Loadng Frame dengan kapasitas 1000 kgf yang digunakan untuk pengujian

commit to user

i. Cetakan benda uji

Silinder baja dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm untuk uji kuat tarik belah dan balok kayu dengan ukuran 100 mm x 100 mm x 400 mm untuk uji

modulus of rupture.

j. Alat bantu

Untuk kelancaran dan kemudahan penelitian, pada saat pembuatan benda uji digunakan beberapa alat bantu yaitu:

a) Cetok semen

b) Gelas ukur kapasitas 250 ml digunakan untuk meneliti kandungan zat organik dan kandungan lumpur agregat halus.

c) Vibrator yang digunakan sebagai penggetar beton segar. d) Ember untuk tempat air dan sisa adukan.

e) Cangkul untuk mengaduk campuran beton.

3.2.2. Bahan Penyusun

Bahan-bahan yang digunakan adalah: a. Semen

b. Agregat Halus (Fine Agregat)

Agregat halus (fine agregat) merupakan agregat yang lolos ayakan 9,5 mm dan tertahan di atas ayakan 0,15 mm. Sebelum penelitian berlangsung dilakukan uji pendahuluan terhadap material yang digunakan. Hasil pengujian agregat halus: i. Hasil uji gradasi menunjukkan bahwa modulus kehalusan pasir sebesar 2,71. Agregat halus telah memenuhi syarat berdasarkan standar ASTM C-33, yaitu syarat modulus kehalusan pasir sebesar 2,3-3,1.

ii. Hasil pengujian kandungan zat organik menunjukkan bahwa zat organik yang terkandung dalam pasir cukup besar yaitu 0-10 %. Hal ini memenuhi syarat karena kandungan zat organik dalam pasir 0-10 %.

iii. Pengujian kandungan lumpur dalam pasir menunjukkan bahwa pasir mengandung lumpur sebanyak 10%. Hal ini tidak memenuhi syarat karena

commit to user

menurut standar PBI 1971 pasal 3.3 ayat 3, ditetapkan kandungan lumpur dalam pasir maksimum adalah 5%.

iv. Hasil pengujian specific gravity menunjukkan bahwa pasir mempunyai

bulk specific gravity SSD sebesar 2,5 telah memenuhi standar yang ditetapkan oleh ASTM C.128-79 yaitu sebesar 2,5-2,7.

c. Agregat Kasar Daur Ulang (RecycledCoarse Agregat)

Pada penelitian ini menggunakan batu pecah berukuran 20 mm. Agregat kasar adalah agregat dengan besar butir lebih dari 4,75 mm. Hasil pengujian agregat kasar:

i. Pengujian gradasi dilakukan untuk menentukan distribusi ukuran butir dari agregat kasar (split). Uji gradasi menunjukkan bahwa modulus halus kerikil adalah 7,65. Hal ini telah memenuhi syarat yang ditetapkan oleh ASTM C.33-84 yaitu 5-8.

ii. Pengujian specific grafity merupakan pengujian untuk mengetahui berat jenis agregat tersebut Hasil pengujian specific gravity kerikil sebesar 2,34 iii. Uji abrasi agregat kasar menunjukkan keausan kerikil yang digunakan dalam penelitian ini sebesar 48,9%. Hal ini telah memenuhi syarat yang ditetapkan yaitu keausan agregat kasar maksimum adalah 50%.

d. Accelerator

Accelerator yang digunakan dalam penelitian ini adalah sikaset sebesar 1,2 % dari berat air.

e. Serat baja ban bekas

Serat yang digunakan terbuat dari serat baja dari ban truk yang dipotong dengan ukuran panjang 5 cm

3.3. Benda Uji

Dalam penelitian ini digunakan benda uji berbentuk silinder dengan diameter 15 cm, tinggi 30 cm untuk pengujian kuat tarik belah. Sedangkan untuk pengujian

modulus of rupture digunakan benda uji berbentuk balok dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 40 cm. Jumlah dan kode benda uji disajikan dalam bentuk Tabel 3.1.

commit to user

Tabel 3.1 Benda uji untuk pengujian kuat tarik belah dan modulus of rupture.

No Kadar

Serat

Simbol Umur Jumlah Umur Jumlah

1 0% KB 0

7 hari

4

28 hari

4

2 0,5% KB 0,5 4 4

3 1% KB 1 4 4

4 1,5% KB 1,5 4 4

5 0% MOR 0

7 hari

4

28 hari

4

6 0,5% MOR 0,5 4 4

7 1% MOR 1 4 4

8 1,5% MOR1,5 4 4

Total Sampel 32 32

Keterangan :

KB : Kuat tarik belah beton agregat daur ulang MOR : Modulus of rupture beton agregat daur ulang 0%;0,5%;1%;1,5% : Kadar serat baja ban bekas

3.4. Tahap dan Prosedur Penelitian

Prosedur yang dipakai dalam penelitian ini adalah : 1. Tahap I

Disebut tahap persiapan. Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang dibutuhkan dalam penelitian dipersiapkan terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar.

2. Tahap II

Disebut tahap uji bahan untuk mengetahui sifat, karakteristik, dan memenuhi syarat atau tidak. Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap :

commit to user

a. Agregat halus, antara lain dilakukan uji : 1. Kadar lumpur

2. Kadar organik 3. Spesific grafity 4. Gradasi

b. Agregat kasar, antara lain dilakukan uji : 1. Abrasi

2. Spesific grafity 3. Gradasi

3. Tahap III

Disebut tahap pembuatan benda uji. Pada tahapan ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut :

a. Penetapan rancang campur ( mix design ) adukan beton daur ulang dan beton daur ulang berserat baja.

b. Pembuatan adukan beton daur ulang dan beton berserat aja daur ulang. c. Pemeriksaan nilai slump.

d. Pembuatan benda uji beton disesuaikan dengan standar ukuran di laboratorium.

4. Tahap IV

Disebut tahap perawatan (curing). Pada tahap ini dilakukan perawatan terhadap benda uji yang telah dibuat pada tahap III. Perawatan dilakukan dengan cara merendam benda uji pada hari kedua selama 21 hari di dalam air, setelah itu di angin-anginkan selama 7 hari.

5. Tahap V

Disebut tahap pengujian. Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tarik belah dan modulus of rupture benda uji. Pengujian dilakukan pada saat beton berumur 7 hari dan 28 hari. Pengujian benda uji dilakukan pada beton uji berbentuk silinder diameter 15 cm dan tinggi 30 cm, sedangkan untuk pengujian modulus of rupture dilakukan pada beton uji balok berukuran 10 cm x 10 cm x 40 cm.

commit to user

6. Tahap VI

Disebut tahap analisa data. Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil pengujian dianalisis untuk mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel – variabel yang di teliti dalam penelitian.

7. Tahap VII

Disebut tahap pengambilan keputusan. Pada tahap ini, data yang telah dianalisa dibuat suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan penelitian’

commit to user

Mulai

TAHAP III

TAHAP IV TAHAP I

TAHAP VI

TAHAP VII TAHAP V TAHAP II

Studi literatur

Persiapan alat dan bahan

(Agregat halus, agregat kasar daur ulang, semen, air, serat baja ban bekas)

Pembuatan benda uji beton

Pengujian utama:

· _{Kuat tarik belah} · _{Modulus of rupture}

Menganalisa data

Mengambil kesimpulan

Selesai Perawatan Mulai

commit to user

3.5.

Pengujian Bahan Dasar Beton

Pengujian bahan dasar beton sangat penting, hal ini untuk mengetahui kelayakan karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya dipakai dalam mix design

terhadap satu target tertentu. Pengujian bahan dasar beton hanya dilakukan terhadap agregat halus dan agregat kasar normal dan daur ulang.

3.5.1. Pengujian Agregat Halus (pasir)

a. Pengujian Kadar Zat Organik

Pasir yang digunakan biasanya diambil dari sungai sehingga kemungkinan kotor akibat tercampur lumpur atau zat organik sangat besar. Pasir sebagai agregat halus tidak boleh mengandung terlalu banyak zat organik, hal ini dapai dilihat dari percobaan warna Abram Harder dengan menggunakan larutan NaOH 3% sesuai standar ASTM C-40. Hasil pengujian dibandingkan dengan Tabel 3.3.

Tabel 3.3. Pengaruh Kandungan Zat Organik Terhadap Penurunan Kekuatan Beton

No Warna Persentase ( % )

1 Jernih 0

2 Kuning muda 0 - 10

3 Kuning tua 10 - 20

4 Kuning kemerahan 20 - 30

5 Coklat kemerahan 30 - 50

6 Coklat tua 50 - 100

Sumber : Prof. Ir. Rooseno (1954)

b. Pengujian Kadar Lumpur

Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui kadar lumpur agregat halus. Kadar lumpur agregat halus tidak boleh lebih dari 5% dari berat keringnya. Apabila lumpur lebih dari 5% maka pasir harus dicuci terlebih dahulu sebelum digunakan.

commit to user

Kadar lumpur = ¾ ¾

¾

.

100% Dimana : G1: berat kering awal

G2: berat kering akhir

c. Pengujian Gradasi

Tujuan pengujian gradasi adalah untuk mengetahui susunan diameter butiran pasir dan persentase modulus kehalusan butir.

Modulus kehalusan butir = ú Į::

Dimana : A: ∑ prosentase berat pasir yang tertinggal kumulatif tanpa berat pasir dalam pan.

B: ∑ prosentase berat pasir yang tertinggal.

d. Pengujian Specific Gravity

Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui nilai:

1. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir kering dengan volume butir pasir.

Rumus = ú ú

2. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir kering dengan volume pasir total.

Rumus = ú ::

3. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dengan kondisi kering permukaan dengan volume pasir total.

Rumus = ::

::

4. Absorbsi, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan pasir kering sehingga dapat menunjukkan banyaknya air yang dapat diserap oleh pasir.

commit to user

Rumus = :: ú

ú

.

100%

Dimana : berat sampel awal 500 gram A: Berat kering akhir

B: Berat volumetric flash + air

C: Berat volume volumetric flash + air + pasir

e. Pengujian Kadar Air

Dalam campuran beton bila agregatnya tidak jenuh maka agregat akan menyerap air campuran beton. Air bebas pada permukaan agregat akan menjadi bagian dari campuran beton. Dengan mengetahui kadar air suatu agregat dapat ditaksir penambahan air dalam adukan sehingga kadar total adukan tersebut sesuai dengan perhitungan.

Kadar air = ú

.

100%

Dimana : A: Berat awal pasir + cawan B: Berat akhir pasir + cawan

3.5.2. Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang

a. Pengujian Kadar Lumpur

Kadar lumpur agregat kasar yang akan digunakan harus memenuhi syarat yang ditetapkan yaitu tidak boleh melebihi 1% dari berat keringnya. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui prosentase kadar lumpur dalam agregat kasar.

Kadar lumpur = ¾ ¾

¾

.

100% Dimana : G1: berat kering awal

commit to user

b. Pengujian Abrasi

Agregat kasar sebagai bahan dasar campuran beton harus memenuhi standar tertentu pada daya tahan keausan akibat beban gesekan. Agregat kasar harus tahan terhadap daya aus dan diisyaratkan kehilangan bagian karena gesekan dan prosentase jumlah berat agregat yang hancur selama pengujian harus kurang dari 50% dari berat awal. Abrasi agregat kasar merupakan ukuran dari sifat agregat yang meliputi keuletan, kekerasan dan ketahanan aus. Untuk mengetahui daya tahan agregat kasar terhadap gesekan dapat dipakai penujian dengan mesin Los Angeles. Mesin dilengkapi dengan 12 bola baja yang terdiri dari 6 buah pengaus ukuran besar dan pengaus ukuran kecil.

c. Pengujian Specific Gravity

Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui nilai:

1. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat agregat kasar kering dengan volume agregat kasar.

2. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat agregat kasar kering dengan volume agregat kasar total.

3. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat agregat kasar jenuh dengan kondisi kering permukaan dengan volume agregat kasar total. 4. Absorbsi, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan agregat

kasar kering sehingga dapat menunjukkan banyaknya air yang dapat diserap oleh agregat kasar.

d. Pengujian Gradasi

Agregat kasar sebagai bahan campuran pembuatan beton, sangat mempengaruhi mutu beton. Gradasi dan keseragaman diameter agregat kasar lebih diperhitungkan daripada agregat halus, karena menentukan sifat pengerjaan dan sifat kohesif campuran adukan beton. selain itu, gradasi agregat kasar mementukan jumlah pemakaian semen dalam campuran beton. tujuan dari

commit to user

pengujian ini adalah untuk mengetahui susunan variasi diameter agregat kasar dan modulus kekasarannya.

3.6.

Perencanaan Campuran Beton (

Mix Design

)

Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik. Penelitian ini menggunakan rancang campur beton yang mengacu pada peraturan SK.SNI .T-15-1990-03 dengan kuat tekan (fc’) target 30 MPa.

3.7.

Pembuatan Benda Uji

Langkah-langkah pembuatan benda uji beton pracetak disesuaikan dengan ukuran alat yang akan digunakan untuk memudahkan dalam pengujian.

a. Menyiapkan dan menimbang bahan-bahan campuran adukan beton sesuai dengan rancang campur adukan beton (mix design)

b. Mencampur bahan-bahan tersebut sampai homogen dengan cara dimasukkan ke dalam alat aduk beton secara berurutan mulai dari kerikil, semen, pasir, serat, dan air.

c. Mengukur nilai slump adukan setelah tercampur homogen

d. Memasukkan adukan ke dalam cetakan hingga penuh sambil dipadatkan dengan menggunakan vibrator

e. Setalah cetakan penuh dan padat, meratakan permukaannya dan memberi kode benda uji di atasnya, kemudian didiamkan selama 24 jam.

f. Setelah 24 jam, cetakan dibuka dan dilakukan curing untuk uji 7 hari dan 28 hari.

3.8.

Pengujian Nilai

Slump

Slump beton adalah besaran kekentalan (viscosity)/plastisitas dan kohesif dari beton segar. Menurut SK-SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah sebagai berikut :

commit to user

a. Membasahi cetakan dan pelat.

b. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh.

c. Mengisi cetakan sampai penuh dengan 3 lapisan, tiap lapis berisi kira-kira 1/3 isi cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat sebanyak 25 kali tusukan secara merata.

d. Segera setelah selesai penusukan, meratakan permukaan benda uji dengan tongkat dan menyingkirkan semua sisa benda uji yang ada disekitar cetakan. e. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas.

f. Mengukur slump yang terjadi.

Gambar 3.2 Pengujian nilai slump

3.9.

Perawatan Benda Uji

Perawatan dilakukan dengan cara merendam benda uji dalam air dengan fungsi agar air dalam beton tidak menguap dengan cepat, sehingga proses hidrasinya sempurna dengan demikian mutu beton yang terjadi dapat sesuai dengan mutu rencana. Perawatan benda uji dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. Benda uji yang telah berumur 24 jam dilepas dari cetakan. b. Merendam benda uji dalam bak air selama 6 hari dan 27 hari.

c. Setelah benda uji direndam selama 6 hari dan 27 hari, benda uji diangkat dan diangin-anginkan sampai berumur 7 hari dan 28 hari untuk selanjutnya dilakukan pengujian.

commit to user

3.10. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton

Pengujian dilakukan saat umur 7 hari dan 28 hari. Dari pengujian yang dilakukan dengan alat Compression Testing Machine didapatkan beban maksimum, yaitu pada saat beton hancur menerima beban tersebut (Pmaks).

Langkah-langkah pengujian kuat tekan beton adalah sebagai berikut :

a. Benda uji dikeluarkan dari bak perendaman setelah dicuring selama 6 hari dan 27 hari.

b. Mengukur dimensi benda uji untuk mengetahui luas permukaan dan menimbang beratnya.

c. Meletakkan benda uji dengan arah memanjang pada alat Compression Testing Machine

d. Memberikan beban secara merata arah tegak dari atas pada seluruh panjang silinder.

Gambar 3.3. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton

e. Menghitung kuat tarik belah beton, dengan Persamaan 3.2.

DL P DL P A

P Ft

p p

2 2

1 =

=

= _{………...……...…..(3.2 )}

Dengan : Ft = Kuat tarik belah beton (N/mm2)

P = Beban maksimum yang diberikan ( N ) D = Diameter benda uji silinder ( mm ) L = Panjang benda uji silinder ( mm )

commit to user

3.11. Prosedur Pengujian

Modulus of Rupture

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui besarnya beban modulus of rupture

beton. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan alat uji lentur (loading frame) terhadap benda uji yang telah berumur 7 hari dan 28 hari dengan memberikan tekanan hingga benda uji tersebut patah. Langkah-langkah pengujian kuat lentur beton:

a. Menyiapkan benda uji balok beton yang akan diuji.

b. Meletakkan benda uji pada alat uji lentur dengan posisi mendatar. c. Mengatur jarum penunjuk lendutan (dial) tepat pada titik nol.

d. Memulai pembacaan beban dengan bergeraknya jarum penunjuk lendutan. e. Mencatat besarnya beban maksimum yang terjadi pada benda uji.

Setting Up pengujian modulus of rupture dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.4 Setting up pengujian modulus of rupture beton Keterangan gambar:

1. Loadcell 5. Benda uji (sample)

2. Hydraulic Jack 6. Tumpuan

3. Dial gauge 7. Hydraulic Pump

4. Pembagi beban

2

3

4

5

6

7 1

commit to user

41

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Pengujian yang dilakukan terhadap agregat halus meliputi pengujian kandungan lumpur, kandungan zat oranik, gradasi agregat, kadar air dan berat jenis pasir. Hasil pengujian dapat kita lihat pada Tabel 4.1, untuk data hasil pengujian selengkapnya terdapat pada lampiran A

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Jenis Pengujian Hasil Pengujian Standar Kesimpulan

Kandungan Zat Organik Kuning muda Kuning muda Memenuhi syarat

Kandungan Lumpur 10 % Maks 5 % Tidak Memenuhi syarat

Bulk Specific Gravity 2,45 gr/cm3 - -

Bulk Specific SSD 2,50 gr/cm3 - -

Apparent Specific Gravity 2,58 gr/cm3 - -

Absorbtion 2,04 % - -

Modulus Halus 2,71 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat

Pengujian gradasi agregat halus berdasarkan ASTM C33-97 dapat dilihat pada

commit to user

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus

No Diameter Ayakan (mm) Berat Tertahan Berat Lolos

Kumulatif (%) ASTM C-33 Gram % Kumulatif (%)

1 9,5 0 0,00 0 100,00 100

2 4,75 70 3,54 3,54 96,46 95 - 100

3 2,36 195 9,85 13,38 86,62 80 - 100

4 1,18 240 12,12 25,51 74,49 50 - 85

5 0,85 350 17,68 43,18 56,82 25 - 60

6 0,3 905 45,71 88,89 11,11 10 - 30

7 0,15 150 7,58 96,46 3,54 2 - 10

8 0 70 3,54 100,00 0,00 0

Jumlah 1980 100 370,96 - -

Modulus halus = ∑ ’Ŗ,tϜ ŒiaietϜl @Ŗ,Ϝl yyte*ƴǴǴ ƴǴǴ

= ,€ *ƴǴǴǴ ƴǴǴ = 2,71

Agregat yang hilang = ’Ŗ,tϜ ty,ŖytϜ t9te*’Ŗ,tϜ ty,ŖytϜ t l,

’Ŗ,tϜ ty,ŖytϜ t9te 100% = ǴǴǴ*ƴ€ĖǴ

ǴǴǴ 100% = 1%

Gambar 4.1. Kurva Gradasi Agregat Halus

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

0 2 4 6 8 10

K u m u lat if L ol os ( % )

Diameter Ayakan (mm)

Gradasi Agregat Halus

Hasil Pengujian ASTM batas atas ASTM batas bawah

commit to user

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang

Pada agregat kasar ,pengujian yang dilakukan meliputi uji abrasi, specific gravity, dan gradasi. Hasil pengujian dapat dilihat dalam Tabel 4.3.

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang

Jenis Pengujian Hasil Pengujian Standar Kesimpulan

Bulk Specific Gravity 2,25 gr/cm3 - -

Bulk Specific SSD 2,34 gr/cm3 - -

Apparent Specific Gravity 2,50 gr/cm3 - -

Absorbtion 4,00 % - -

Abrasi 48,9% Maksimal 50 % Memenuhi syarat

Modulus Halus Butir 7,65 5 - 8 Memenuhi syarat

Untuk hasil uji gradasi agregat kasar daur ulang yang berdasarkan persyaratan ASTM C33-97 dapat dilihat pada Tabel 4.4. dan Gambar 4.2. Data hasil pengujian dan analisa selengkapnya dapat dilihat dalam lampiran A.

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Daur Ulang

No

Diameter Ayakan

(mm)

Berat Tertahan

Berat Lolos

Kumulatif (%) ASTM C-33 Gram % Kumulatif (%)

1 38,00 0 0 0 100 95-100

2 25,00 0 0 0 100 80-100

3 19,00 580 19,33 19,33 80,67 55-85

4 12,50 1550 51,67 71,00 29 25-60

5 9,50 505 16,83 87,83 12,17 10-30

6 4,75 265 8,83 96,67 3,33 2-10

7 2,36 30 1,0 97,67 2,33 0

8 1,18 15 0,5 98,17 1,83 0

9 0,85 0 0 98,17 1,83 -

10 0,30 0 0 98,17 1,83 -

11 0,15 0 0 98,17 1,83 -

12 0,00 55 1,83 100,00 0.00 -

commit to user

Modulus halus = ∑ ’Ŗ,tϜ ŒiaietϜl @Ŗ,Ϝl yyte*ƴǴǴ ƴǴǴ

= Ė ,ƴ *ƴǴǴ ƴǴǴ = 7,65

Agregat yang hilang = ’Ŗ,tϜ ty,ŖytϜ t9te*’Ŗ,tϜ ty,ŖytϜ t l,

’Ŗ,tϜ ty,ŖytϜ t9te 100% = ǴǴǴ* ǴǴǴ

ǴǴǴ 100% = 0%

Gambar 4.2. Kurva Gradasi Agregat Kasar Daur Ulang

4.1.3. Hasil Pengujian Serat Baja Ban Bekas

Cara mengetahui kuat tarik baja sebelum digunakan pada campuran adalah melakukan uji tarik. Sampel yang digunakan berupa potongan serat baja ban bekas dengan panjang 79,5 cm, dengan diameter 0,32 cm. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 4.5.

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

0 10 20 30 40

K

u

m

u

lat

if

L

ol

os

(

%

)

Diameter Ayakan (mm)

Gradasi Agregat Kasar Daur Ulang

Hasil Pengujian ASTM batas atas

ASTM batas bawah

commit to user

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Kuat Tarik Serat Baja Ban Bekas

No Kode Gaya ( KgF) Gaya Rata-Rata(KgF) Berat Jenis (t/m3)

1 A1 140 140 9,5512

2 A2 140 9,9512

4.2 Rencana Campuran

Perhitungan rencana campuran adukan beton menggunakan standar Dinas Pekerjaan Umum ( SK SNI T-15-1990-03 ) , dari perhitungan tersebut didapat kebutuhan bahan per 1 m3 yaitu :

a. Semen : 523,2558 kg b. Pasir : 581,5453 kg c. Kerikil daur Ulang : 990,1988 kg d. Air : 225 liter

Dari hasil tersebut maka dapat dihitung kebutuhan bahan satu kali adukan untuk uji kuat tarik belah yang terdiri dari 8 buah benda uji silinder Ø 15 cm dan tinggi 30 cm untuk tiap variasi serat sebesar 0,0466 m³. Sedangkan kebutuhan bahan satu kali adukan untuk uji modulus of rupture dengan ukuran 100x100x400 mm yang terdiri dari 8 benda uji untuk tiap variasi serat sebesar 0,0352 m³. Kebutuhan bahan tiap adukan disajikan dalam Tabel 4.6. dan Tabel 4.7. Untuk perhitungan secara lengkap rancang campur beton (mix design) dapat dilihat pada Lampiran B.

Tabel 4.6. Kebutuhan Bahan untuk 8 Benda Uji Kuat Tarik Belah Kadar

Serat (%)

Total Volume

(m3)

Air (liter)

Semen (kg)

Pasir (kg)

Kerikil (kg)

Serat Baja (kg)

Sika Set (liter)

0% 0.0466 10.4023 24.3989 27.1169 46.1720 0.00000 0.1259

0.50% 0.0466 10.4023 24.3989 27.1169 46.1720 0.00022 0.1259

1% 0.0466 10.4023 24.3989 27.1169 46.1720 0.00045 0.1259

1.50% 0.0466 10.4023 24.3989 27.1169 46.1720 0.00067 0.1259

commit to user

Tabel 4.7. Kebutuhan Bahan untuk 8 Benda Uji Modulus of Rupture

Kadar Serat

(%)

Total Volume

(m3)

Air (liter)

Semen (kg)

Pasir (kg)

Kerikil (kg)

Serat Baja (kg)

Sika Set (liter) 0% 0.0352 7.8527 18.4186 20.4704 34.8550 0.00000 0.09504 0.50% 0.0352 7.8527 18.4186 20.4704 34.8550 0.00017 0.09504 1% 0.0352 7.8527 18.4186 20.4704 34.8550 0.00034 0.09504 1.50% 0.0352 7.8527 18.4186 20.4704 34.8550 0.00050 0.09504 Total 0.1408 31.4107 73.6744 81.8816 139.4200 0.0010 0.3802

4.3. Data Hasil Pengujian slump

Pengujian nilai slump menggunakan kerucut Abrams dengan ukuran diameter atas 10 cm, diameter bawah 20 cm dan tinggi 30 cm. Dari pengujian nilai slump

tampak bahwa penambahan serat akan mempengaruhi workability, yang diperlukan untuk memudahkan proses pengadukan, pengangkutan, penuangan, dan pemadatan. Pengujian ini dilakukan pada setiap adukan beton dengan kadar penambahan serat baja ban bekas sebesar 0,0 %, 0,5 %, 1,0 % dan 1,5 %. Hasil Pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.8. berikut :

Tabel 4.8. Hasil Pengujian Nilai Slump

Kadar Serat ( % ) Nilai Slump ( cm ) Tingkat Workability

0 ,0 % 14 Sedang - Tinggi

0,5 % 13 Sedang - Tinggi

1,0 % 12 Sedang - Tinggi

1,5 % 10 Sedang

commit to user

Gambar 4.3. Grafik Hubungan Variasi Pemakaian Serat Baja dengan Nilai Slump

4.4. Hasil Pengujian Benda Uji

4.4.1.Hasil Pengujian Agregat Halus

4.4.1.1. Pemeriksaan Kandungan Zat Organik

Syarat dari pemeriksaan kandungan zat organik adalah agregat yang mengandung bahan organik dapat dipakai, asal kekuatan tekan pada umur 7 hari dan 28 hari tidak kurang dari 95% dari kekuatan adukan yang sama tetapi dicuci dalam larutan NaOH 3% sesuai dengan Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI NI-2, 1971). Warna pasir yang telah direndam larutan NaOH 3% tidak boleh lebih tua dari warna standar sesuai standar Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971.

Berdasarkan hasil pengujian di laboratorium, warna larutan hasil pengamatan adalah kuning muda. Hal ini menunjukkan bahwa pasir mengandung zat organik yang dapat menurunkan kekuatan beton, akan tetapi karena masih dalam batas warna yang diperbolehkan sehingga pasir tidak perlu dicuci bila digunakan.

14

13

12

10

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0.0% 0.5% 1.0% 1.5%

N

il

ai

S

lu

m

p

(

c

m

)

Kadar Serat ( % )

commit to user

4.4.1.2. Pemeriksaan Kandungan Lumpur

Syarat dari pemeriksaan kandungan lumpur adalah kandungan lumpur dalam agregat halus tidak boleh lebih dari 5% sesuai dengan PBI NI-2, 1971. Dari hasil pengujian di laboratorium dan perhitungan diperoleh kandungan lumpur dalam pasir sebesar 10 % sehingga pasir perlu dicuci bila akan digunakan sebagai agregat halus dalam campuran adukan beton.

4.4.1.3. Pengujian Gradasi Agregat Halus

Syarat dari pengujian gradasi agregat halus adalah modulus agregat halus berkisar antara 2,3-3,1 (Tjokrodimuljo, 1996). Dari hasil perhitungan modulus halus agregat halus sebesar 2,71 sehingga masih memenuhi syarat sebagai agregat halus.

Dari Tabel 4.2. dan Gambar 4.1. tentang hasil pengujian gradasi agregat halus bisa diketahui pula bahwa pasir yang digunakan masih memenuhi syarat sebagai agregat halus untuk beton kedap air menurut SK-SNI S-36-1990-03.

4.4.2. Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang

4.4.2.1. Pengujian Abrasi Agregat Kasar Daur Ulang

Syarat dari pengujian agregat kasar adalah kehilangan berat kasar tidak boleh lebih dari 50% (PBI 1971 Pasal 3.4 ayat 5). Dari hasil perhitungan didapat keausan kerikil sebesar 48,90% (kurang dari 50%) sehingga kerikil tersebut memenuhi syarat sebagai agregat kasar.

4.4.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar Daur Ulang

Syarat dari pengujian gradasi agregat kasar adalah modulus halus agregat kasar berkisar antara 5-8 (Tjokrodimuljo, 1996). Dari hasil perhitungan didapat nilai

Tabel 4.12. Perbandingan Kuat Tarik Belah dan MOR Beton Berumur 28 Hari No. Kadar

Serat %

Kuat Tarik Belah Rata-Rata (MPa)

MOR Rata - Rata (Mpa)

1 0% 2.406 2.600

2 0,5% 2.795 2.811

3 1% 2.937 3.009

4 1,5% 2.442 2.539

Dari tabel tersebut dapat dicari hubungan antara kuat tarik belah dan MOR menggunakan metode SK SNI T-15-1990-03 modifikasi seperti dijelaskan pada

Gambar 4.8. berikut ini

Gambar 4.8. Grafik Hubungan MOR dan Kuat Tarik Belah

Berdasarkan Gambar 4.8 tampak bahwa korelasi antara kuat tarik belah dengan

y = 0.9619x R² = 0.9447

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000

K u a t T a r ik B e la h ( M P a ) MOR (MPa)

commit to user

4.8. Aplikasi Penggunaan Beton pada Balok Anak Tangga

Balok anak tangga merupakan suatu jenis produk material bangunan yang terbuat dari campuran beton dengan mutu tertentu, juga memiliki dimensi serta bentuk khusus yang dikerjakan secara teratur. Balok anak tangga yang ada di Indonesia memiliki ukuran panjang sekitar 2000 mm, lebarnya 325 mm – 350 mm, dan tingginya 150 mm – 175 mm. Balok anak tangga dibuat dengan menggunakan semen, agregat dan air.

Faktor yang perlu diperhatikan dalam perancangan balok anak tangga adalah kuat tekan dan modulus of rupture nya. Hasil pengujian kuat tarik belah dalam penelitian ini berkisar antara 2-2,5 MPa pada umur 7 hari dan 2,4-2,9 MPa pada umur 28 hari, sedangkan hasil pengujian modulus of rupture yang didapat dalam penelitian ini berkisar antara 2,2-2,5 MPa pada umur 7 hari dan 2,6-3 MPa pada usia 28 hari. Hubungan kuat tarik belah dan modulus of rupture dalam penelitian ini adalah kuat tarik belah = 0,961 modulus of rupture . Berdasarkan data sekunder, kuat tekan maksimum yang didapat pada percobaan dengan benda uji umur 7 hari adalah 26,33 MPa dan pada umur 28 hari adalah 30,86 MPa. Penggunaan anak tangga sebagai aplikasi beton dalam penelitian ini harus memenuhi beberapa syarat yaitu kuat tekan minimum 6,2 MPa sedangkan modulus of rupture minimumnya harus mampu menahan beban orang diatasnya yaitu sekitar 50 kg/cm2 (4,2 MPa).

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.

Kesimpulan

Berdasarkan seluruh pengujian, analisis data, dan pembahasan yang dilakukan dalam penelitian, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Pemakaian serat baja dari limbah industri ban pada beton agregat daur ulang sebesar 0,5% sampai 1,5 % dari volume campuran beton dapat meningkatkan kuat tarik belah beton sebesar 1,4% - 27,2 % dibandingkan beton tanpa serat. Nilai kuat tarik belah maksimum didapat dari hasil penambahan serat sebesar 1% dari volume campuran beton yaitu sebesar 2,57 MPa untuk beton berumur 7 hari dan 2,94 MPa untuk beton berumur 28 hari.

2. Pemakaian serat baja dari limbah industri ban pada beton agregat daur ulang sebesar 0,5% sampai 1 % dari volume campuran beton dapat meningkatkan modulus of rupture beton sebesar 7,78% - 17,2 % dibandingkan beton tanpa serat. Namun pada penambahan serat sebesar 1,5% volume campuran beton, terjadi penurunan modulus of rupturenya sebesar 2,38% - 3,89% bila dibandingkan dengan beton tanpa serat. Hal ini disebabkan penambahan serat yang berlebihan akan mengurangi kelecakan beton, dan beton akan lebih sulit dipadatkan sehingga banyak rongga udara yang terjadi. Nilai modulus of rupture maksimum didapat dari hasil penambahan serat sebesar 1% dari volume campuran beton yaitu sebesar 2,61 MPa untuk beton berumur 7 hari dan 3,01 MPa untuk beton berumur 28 hari.

commit to user

dari hasil daur ulang,sehingga tingkat keakuratan hubungan sulit untuk diukur.

4. Berdasarkan hasil penelitian, didapatkan nilai kuat tarik belah maksimum nya sebesar 2,94 MPa, nilai modulus of rupture maksimum sebesar 3,01 MPa dan berdasarkan data sekunder, nilai kuat tekan maksimumnya sebesar 30,86 MPa. Syarat balok anak tangga sebagai aplikasi beton adalah kuat tekan minimum sebesar 6,2 MPa dan modulus of rupture minimum sebesar 4,2 MPa. Jadi penggunaan beton agregat daur ulang yang ditambahkan serat baja ban bekas pada balok anak tangga tidak memenuhi persyaratan.

5.2.

Saran

Untuk lebih memperdalam kajian dari penelitian yang sudah dilakukan, maka perlu dilakukan penelitian lanjutan yang merupakan pengembangan tema maupun metodologi. Agar penelitian lanjutan dapat memenuhi persyaratan anak tangga beton agregat daur ulang, maka diperlukan :

1. Penelitian dilakukan pada variasi kadar serat benda uji. 2. Memperhitungkan aspek rasio serat.

DAFTAR PUSTAKA

American Society for Testing and Materials. 1918. Concrete and Material Aggregates (Including Manual of Aggregates and Concrete Testing). ASTM. Philadelphia

Anonim. 1971. Peraturan Beton Bertulang Indonesia. Bandung : Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik Direktorat Jendral Ciptakarya Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.

Anonim. 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia (PUBI 1982). Bandung: Pusat Penelitian dan Pengembangan Pemukiman, Badan Penelitian dan Pengembangan PU.

Anonim . 2002. Annual Book of ASTM Standarts 2002. Volume 04.03. USA : ASTM Internasional.

As’ad, S. 2007. Teknologi Beton Serat, dalam buku: Potret Hasil Karya Iptek, 32 Tahun UNS Mengabdi Bangsa, ISBN 979-498-401-9, UNS Press.

Bing, C dan Juanyu, L. 2003. Contibution of hybrid fibres on the properties of the high-strength lightweight concrete having good workability. Cement and Concrete research 35 (2005) 913-917.

Cement and Concrete Institute. 2002. Fibre reinforced concrete. Cement and Concrete Institute publication.

Hardjasaputra, H. 2008. Pengaruh Penggunaan Limbah Konstruksi Sebagai Agregat Kasar dan Agregat Halus pada Kuat Tekan Beton Daur Ulang. Konferensi Nasional Teknik Sipil 2-Universitas Atma Jaya. Yogyakarta.

commit to user

Mc. Cormac, J.C. 2003. Design of Reinforced Concrete (Fifth edition) (terjemahan). Jakarta: Erlangga

SK SNI T-15-1990-03, Tata cara Perhitungan Struktur Beton

Snyder, M. 2009.Properties and Characteristics of Recycled Concrete Aggregate. Washington State Department of Transportation.

Suharwanto. 2005. Perilaku Mekanik Beton Agregat Daur Ulang: Aspek Material-Struktural. Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Bandung.

Soroushian, P. And Bayasi, Z. 1987. Concept of Fibre Reinforced Concrete. Michigan State University, Michigan

Suryawan, A. 2005. Perkerasan Jalan Beton Semen Portland. Yogyakarta: Beta Offset.

Tjokrodimuljo, K. 1996. Teknologi Beton. Yogyakarta: Biro Penerbit Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil, Universitas Gadjah Mada.

Wahyu, M. 2002. Variasi Agregat kasar pada Beton Berserat Terhadap Kuat Desak, Modulus Elastisitas dan Porositas, Skripsi,Program Studi Teknik Sipil, UNS, Surakarta

Www.hebel.co.id

Zollo, R.F . (1997). Fibre-reinforced Concrete, an Overview after 30 Years of Development. Cement and Concrete Composite, Vol 19, pp.170