BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pendahuluan - Analisa Respon Mekanik Genteng Komposit Beton Busa Diperkuat Serat TKKS Akibat Beban Flexure dengan Variasi Ukuran Butir Pasir

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pendahuluan

Genteng sendiri merupakan bagian dari atap rumah yang memiliki fungsi dan kegunaan untuk melindungi bagian dalam rumah maupun dari luar rumah dari benda-benda asing. Sehingga kebutuhan akan genteng sendiri cukup besar seiring dengan kebutuhan akan rumah minimalis pun meningkat karena perkembangan hidup dari manusia itu sendiri. Sehingga sekarang ini penelitian akan genteng cukup banyak sekarang ini penelitian bertujuan menggunakan serat alami. Penelitian terhadap bahan campuran pembuatan genteng sekarang sudah mulai ke komposit yaitu dengan adanya penambahan dari bahan-bahan alami seperti serat sawit yang dapat diteliti pengaruh penambahan serat sawit akan kekuatan genteng tersebut sehingga genteng harus bisa menahan kekuatan lentur dan kekuatan impak selain itu genteng harus bisa melindungi bagian dalam rumah dari cahaya matahari, hujan, salju, dan angin.

2.2 Genteng

Genteng umumnya memiliki beberapa model dan bentuk yang terdapat dipasaran saat ini dengan harga yang berbeda-beda dengan tipe flat/low profile,

medium profile, high profile . Saat ini memiliki permukaan datar atau

bergelombang, dan berbentuk persegi panjang. Genteng tersedia dalam berbagai luas penampang profil, bentuk, ukuran, tekstur permukaan, dan warna. Berdasarkan desain profilnya, secara umum genteng diklasifikasikan dalam beberapa tipe antara lain:

1. Flat/LowProfile (Gambar. 2.1 (a)). Genteng yang memiliki desain profile rata atau ketinggian profil kurang dari ½ inch.

2. MediumProfile (Gambar. 2.1 (b)). Genteng yang ketinggian profilnya lebih besar dari ½ inch, dan rasio perbandingan antara tinggi dan lebar profilnya kurang atau sama dengan 1:5.

3. High Profile (Gambar. 2.1 (c)). Genteng dengan rasio perbandingan antara tinggi dan lebar profilnya diatas 1:5.

(a) Gambar. 2.1. Berbagai type genteng berdasarkan desain profilnya; (a). Flat/Low

Profile , (b). Medium Profile, dan (c). High Profile

2.3 Pengertian Komposit

Komposit dikenal sebagai bahan teknologi karena diperoleh dari hasil teknologi pemprosesan bahan. Kemajuan teknologi pemprosesan bahan dewasa ini telah menghasilkan bahan teknik yang dikenal sebagai bahan komposit. Komposit adalah campuran dua material atau lebih yang dicampur secara makroskopik untuk menghasilkan suatu material baru [4]. Material komposit terdiri dari dua bagian utama yaitu: (1) Matriks dan (2) penguat (reinforcement). Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). Matriks mempunyai fungsi: a. mentransfer tegangan ke serat.

b. membentuk ikatan koheren, permukaan matriks/serat.

c. melindungi serat.

d. memisahkan serat.

e. melepas ikatan.

f. tetap stabil setelah proses manufaktur.

Reinforcement atau filler atau Fiber salah satu bagian utama komposit

adalah reinforcement (penguat) yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit. Pada penelitian pembutan genteng komposit ini peneliti menggambil filler dari serat sawit untuk menambah kekuatan dari genteng dalam menahan tegangan flexure.

Pada desain struktur dilakukan pemilihan matriks dan penguat sesuai kebutuhan, biasanya unsur pembentuk komposit dipilih berdasarkan kebutuhan terhadap sifat fisis dan mekanis tertentu. Secara skematik hal ini dapat diilustrasikan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Gabungan makroskopis fasa-fasa pembentuk komposit

Berdasarkan definisi ini maka pemilihan jenis material yang tepat dalam penelitian ini ialah jenis material komposit, dimana yang diharapkan adalah kekuatan material yang lebih baik dari penggabungan dua atau lebih material penyusunnya. Pada desain struktur dilakukan pemilihan matriks dan penguat, hal ini dilakukan untuk memastikan kemampuan material sesuai dengan produk yang akan dihasilkan. Komposit dikenal sebagai bahan teknologi karena diperoleh dari hasil teknologi pemrosesan bahan.

Dari hasil teknologi pemprosesan bahan komposit dikenal sebagai bahan teknologi. Kemajuan teknologi pemprosesan bahan telah menghasilkan bahan teknik yang dikenal sebagai bahan komposit. Ada tiga faktor yang menentukan sifat-sifat dari material komposit, yaitu:

1. Material pembentuk. Sifat-sifat intrinsik material pembentuk memegang peranan yang sangat penting terhadap pengaruh sifat kompositnya.

2. Susunan struktural komponen. Dimana bentuk serta orientasi dan ukuran tiap-tiap komponen penyusun struktur dan distribusinya merupakan faktor penting yang memberi kontribusi dalam penampilan komposit secara keseluruhan.

3. Interaksi antar komponen. Karena komposit merupakan penggabungan beberapa komponen yang berbeda, baik dalam hal bahannya maupun bentuknya, maka sifat kombinasi yang diperoleh pasti akan berbeda. Sifat bahan komposit sangat dipengaruhi oleh sifat dan distribusi unsur penyusun, serta interaksi antara keduanya. Parameter penting lain yang mungkin mempengaruhi sifat bahan komposit adalah bentuk, ukuran, orientasi dan disribusi dari penguat (filler) dan berbagai ciri-ciri dari matriks. Sifat mekanik merupakan salah satu sifat bahan komposit yang sangat penting untuk dipelajari. Untuk aplikasi struktur, sifat mekanik ditentukan oleh pemilihan bahan. Sifat mekanik bahan komposit bergantung pada sifat bahan penyusunnya [5].

Peran utama dalam komposit berpenguat serat adalah untuk memindahkan tegangan (stress) antara serat, memberikan ketahanan terhadap lingkungan yang merugikan dan menjaga permukaan serat dari efek mekanik dan kimia. Sementara kontribusi serat sebagian besar berpengaruh pada kekuatan tarik (tensile strength) bahan komposit [5].

2.4 Klasifikasi Material Komposit

Dewasa ini teknologi komposit banyak digunakan sebagai aplikasi pada proses manufaktur sebagai material baru, material komposit mampu menggeser komposit dibagi menjadi 3 yang berdasarkan pada matrik penyusunnya komposit terdiri dari beberapa jenis material komposit yaitu:

1.Metal Matric Composite (MMC)

Metal Matric composite adalah salah satu jenis komposit yang memiliki

matric logam. Terdiri dari matrik logam aluminium, timbal, tungsten, magnesium, kobalt, molibdenum, besi, dan keramik. Kelebihan MMC: a.Transfer tegangan dan regangan yang baik. b.Ketahanan terhadap temperature tinggi. c.Tidak mudah terbakar.

2.Ceramic Matric Composite (CMC) CMC merupakan material 2 fasa dengan 1 fasa berfungsi sebagai

reinforcement dan 1 fasa sebagai matriks, dimana matriksnya terbuat dari

keramik. Reinforcement yang umum digunakan pada CMC adalah

oksida, carbide , dan nitrid. Kelebihan dari CMC: a.Dimensinya stabil bahkan lebih stabil dari pada logam.

b.Mempunyai karakteristik permukaan yang tahan aus. c.Unsur kimianya stabil stabil pada temperature tinggi.

3. Polymers Matric Composite Terdiri dari matrik termoset seperti polyester tidak jenuh dan epoxiy atau termoplastik seperti Polycarbonate, polivinilklorida, nylon,

polystrene dan kaca, karbon, baja, serbuk kayu atau serat kevlar.

Kelebihan Polymers Matric Composite: a.Biaya pembuatan lebih rendah.

b.Dapat dibuat dengan produksi massal. c.Ketangguhan baik.

2.5 Teknik Pembuatan Material Komposit

Pembuatan material komposit pada umumnya tidak melibatkan penggunaan suhu dan tekanan yang tinggi. Penggabungan material matriks dan penguat dilakukan dengan proses pengadukan. Proses pengadukan ini dilakukan dengan selang waktu tertentu sebelum terjadi pengerasan material komposit. Ada beberapa metode pembuatan material komposit diantaranya adalah: 1.

Metode penuangan secara langsung. Pada metode penuangan secara langsung dilakukan dengan cara melekatkan atau menyentuhkan material-material penyusun pada cetakan terbuka dan dengan perlahan- lahan diratakan dengan menggunakan roda perata atau dengan pemberian tekanan dari luar. Metode ini cocok untuk jenis serat kontiniu.

2. Metode pemampatan atau tekanan. Pada metode pemampatan atau dengan menggunakan tekanan ini menggunakan prinsip ekstrusi dengan pemberian tekanan pada material bakunya yang dialirkan kedalam cetakan tertutup. Metode ini umumnya berupa injeksi, mampatan atau semprotan. Material yang cocok untuk jenis ini adalah penguat partikel.

3. Metode pemberian tekanan dan panas. Metode selanjutnya adalah metode pemberian panas dan tekanan, dimana metode ini menggunakan tekanan dengan pemberian panas awal yang bertujuan untuk memudahkan material komposit mengisi pada bagian-bagian yang sulit terjangkau atau ukuran yang sangat kecil.

2.6. Beton

Beton menyerupai batu yang biasanya berbentuk persegi panjang yang diperoleh dengan membuat suatu campuran yang mempunyai komposisi tertentu dari semen, pasir, batu-batu kerikil , dan air untuk membuat campuran tersebut menjadi keras dalam cetakan sesuai dengan bentuk dan dimensi struktur yang diinginkan.

Pada umumnya beton terdiri dari ± 15% semen, ± 8% air, ± 3% udara, selebihnya pasir dan kerikil. Campuran tersebut setelah mengeras mempunyai sifat yang berbeda-beda, tergantung pada cara pembuatannya. Perbandingan campuran, cara pencampuran, cara mengangkut, cara mencetak, cara memadatkan, dan sebagainya akan mempengaruhi sifat-sifat beton. Sifat beton diantaranya mudah diaduk, disalurkan, dicor, dipadatkan dan di-finishing tanpa menimbulkan pemisahan bahan susunan pada adukan dan mutu beton yang keunggulan teknis jika dibanding dengan material konstruksi lainnya. Bahan baku pembuatan beton, seperti semen, pasir dan batu pecah, yang sangat mudah diperoleh.

Keunggulan lain yang dimiliki beton dibandingkan dengan material lainnya adalah mempunyai kuat tekan dan stabilitas volume yang baik dan biaya perawatannya relatif lebih murah. Selain itu, material beton juga lebih tahan terhadap pengaruh lingkungan, tidak mudah terbakar, dan lebih tahan terhadap suhu tinggi, sehingga banyak digunakan sebagai pelindung struktur baja terhadap pengaruh kebakaran pada bangunan gedung. Sifat dan karakter mekanik beton secara umum: 1.

Beton sangat baik menahan gaya tekan (high compressive strength), tetapi tidak begitu pada gaya tarik (low tensile strength). Bahkan kekuatan gaya tarik beton hanya sekitar 10% dari kekuatan gaya tekannya.

2. Beton tidak mampu menahan gaya tegangan (tension) yang tinggi, karena elastisitasnya yang rendah.

3. Konduktivitas termal beton relatif rendah. Beton akan memberikan hasil akhir yang bagus jika pengolahan akhir dilakukan dengan cara khusus umpamanya diekspose agregatnya (agregat yang mempunyai bentuk yang bertekstur seni tinggi diletakkan di bagian luar, sehingga nampak jelas pada permukaan betonnya). Dalam keadaan yang mengeras, beton bagaikan batu karang dengan kekuatan tinggi. Dalam keadaan segar, beton dapat diberi bermacam bentuk, sehingga dapat digunakan untuk membentuk seni arsitektur atau semata-mata untuk tujuan dekoratif.

Faktor

–faktor yang membuat beton banyak digunakan karena beton memiliki keunggulan
–keunggulannya antara lain: 1. Kemudahan pengolahannya.

2. Material yang mudah didapat.

3. Kekuatan tekan tinggi.

4. Daya tahan yang tinggi terhadap api dan cuaca merupakan bukti dari kelebihannya. juga memiliki kekurangan seperti berikut:

1. Bentuk yang telah dibuat sulit diubah, 2. Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi.

3. Berat (bobotnya besar).

4. Daya pantul suara yang besar. Sebagian besar bahan pembuat beton adalah bahan lokal, kecuali semen

portland atau bahan tambahan kimia. Sehingga sangat menguntungkan secara

ekomoni. Namun pembuatan beton akan menjadi mahal jika perencanaan tidak memahami karakteristik bahan-bahan penyusun beton yang harus disesuaikan dengan perilaku struktur yang akan dibuat [6].

2.7 Adukan Beton

Beton yang berasal dari pengadukan bahan-bahan penyusun agregat kasar dan agregat halus kemudian diikat dengan semen yang bereaksi dengan air sebagai bahan perekat, harus dicampur dan diaduk dengan benar dan merata agar dapat dicapai mutu beton yang baik. Pada umumnya pengadukan bahan beton dilakukan menggunakan mesin pengaduk kecuali jika hanya untuk mendapatkan beton mutu rendah pengadukan dapat dilakukan tanpa menggunakan mesin pengaduk.

Waktu pengadukan lamanya tergantung pada kapasitas isi mesin pengaduk, jumlah adukan, jenis serta susunan butir bahan penyusun, dan slump beton, pada umumnya tidak kurang dari 1,5 menit dimulai semenjak pengadukan, dan hasil umumnya menunjukkan susunan dan warna merata. Sesuai dengan tingkat mutu beton yang dihasilkan memberikan: 1.

Keenceran dan kekentalan adukan yang memungkinkan pengerjaan beton (penuangan, perataan, pemadatan) dengan mudah kedalam adukan tanpa menimbulkan kemungkinan terjadinya segregation atau pemisahan agregat.

2. Ketahanan terhadap kondisi lingkungan khusus (kedap air, korosif).

3. Memenuhi uji kuat yang hendak dipakai. Beton memilki densitas yang berbeda-beda sehingga beton bisa yaitu beton normal dan beton ringan. Beton normal adalah beton memiliki

densitas 2,2x10 kg/m hingga 2,5x10-3 kg/m . beton ringan adalah beton yang

memiliki densitas kurang dari 1,9x10-3 kg/m . Beton ringan juga terbagi dalam dua jenis, yaitu beton ringan berpori dan beton ringan tidak berpori. Sehingga beton yang dklasifikasikan mempunyai perbedaan porositas.

2.8 Material Komposit Concreate Foam Dengan Serat TKKS

Material Komposit Concreate Foam dengan serat TKKS merupakan material yang terdiri dari semen, pasir, air, blowing agent, dan serat TKKS.

Blowing agent dalam bahan kimia dalam penelitian pembuatan genteng komposit

yang digunakan adalah surfaktan yang dicampur dengan air dengan menggunakan mesin foam generator. Penelitian sebelumnya mengenai concreate foam yang dilakukan oleh Nuzuli Fitriadi pengujian pada komposisi B4 memiliki material yang kuat tekan, tarik dan modulus elastisitas yang optimal dengan Kekuatan tarik impak sebesar 4,54 MPa dan nilai modulus elastisitas dinamik sebesar 5,82 GPa [7].

2.8.1 Semen

Semen adalah zat yang digunakan untuk merekat lainnya. Sedangkan kata semen sendiri berasal dari

caementum (bahasa Latin), yang artinya memotong menjadi bagian-bagian kecil tak beraturan [8].

Material semen adalah material yang mempunyai sifat-sifat adhesif dan

kohesif yang diperlukan untuk mengikat agregat-agregat menjadi suatu massa

yang padat yang mempunyai kekuatan yang cukup. Semen merupakan hasil industri dari paduan bahan baku: batu gamping/kapur sebagai bahan utama, yaitu bahan alam yang mengandung senyawa Calcium Oksida (CaO), dan lempung/tanah liat yaitu bahan alam yang mengandung senyawa: Silika Oksida (SiO ), Aluminium Oksida (Al O ), Besi Oksida (Fe O ) dan Magnesium Oksida

(MgO) atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk (bulk), tanpa memandang proses pembuatannya, yang mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air. Untuk menghasilkan semen, bahan baku kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips (gypsum) dalam jumlah yang sesuai. Fungsi utama dari semen adalah untuk mengikat partikel agregat yang terpisah sehingga menjadi satu kesatuan. Bahan dasar pembentuk semen adalah: a.3CaO.SiO2 (tricalcium silikat) disingkat C3S (58% - 69%) b.2CaO.SiO2 (dicalcium silikat) disingkat C2S (8% - 15%) c.3CaO.Al2O3 (tricalcium aluminate) disingkat C3A (2% - 15%) d.4CaO.Al2O3.Fe2O3 (tetracalcium alummoferrit) disingkat C4AF(6-

14%) Faktor semen sangatlah mempengaruhi karakteristik campuran beton. Sehingga faktor dari semen itu sendiri menentukan. Kandungan semen hidraulis yang tinggi akan memberikan banyak keuntungan, antara lain dapat membuat campuran mortar menjadi lebih kuat, lebih padat, lebih tahan air, lebih cepat mengeras, dan juga memberikan rekatan yang lebih baik. Kerugiannya adalah dengan cepatnya campuran beton mengeras, maka dapat menyebabkan susut kering yang lebih tinggi pula. Beton dengan kandungan hidraulik rendah akan lebih lemah dan mudah dalam pergerakan.

2.8.2 Pasir

Pasir merupakan agregat alam yang terdapat pada batuan sedimen sisa hasil rombakan batuan padat. Butir pasir yang berukuran 1-2 milimeter disebut pasir kasar, dan yang berukuran (1/16)-(1/8) millimeter disebut pasir sangat halus, menurut skala wentworth. Pasir umumnya berukuran antara 0,0625 sampai 2 yang digunakan untuk mengisi bagian terbesar dari beton yang mana mengisi 75% bagian dari beton. Semakin besarnya ukuran agregat yang digunakan maka akan semakin mengurangi jumlah semen yang digunakan. Hal ini juga akan mengurangi panas yang timbul pada saat pencampuran air dan hubungan antara thermal stresses dan

shrinkage cracks . Umumnya untuk beton dengan kekuatan lebih dari 20 Mpa

ukuran agregatnya lebih dari 40 mm dan untuk kekuatan diantaranya 30 Mpa agregat yang digunakan berukuran 20 mm.

Air digunakan untuk membuat adukan menjadi bubur kental dan juga sebagai bahan untuk menimbulkan reaksi pada bahan lain untuk dapat mengeras. Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Oleh karena itu, air sangat dibutuhkan dalam pelaksanaan pengerjaan bahan. Nilai banding berat air dan semen untuk suatu adukan beton dinamakan water cement

ratio (w.c.r). Berdasarkan SNI 03-6817-2002 air yang dapat digunakan dalam

proses pencampuran beton adalah sebagai berikut [9]:

1.Air yang digunakan pada campuran beton haruslah bersih dan bebas dari bahan

–bahan yang merusak yang mengandung oli, asam, alkali, garam, bahan organik, atau bahan
–bahan lainnya yang merugikan terhadap beton.

2.Air pencampur yang digunakan pada beton atau pada beton yang di dalamnya tertanam logam aluminium, termasuk air bebas yang terkandung dalam agregat, tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang membahayakan.

2.8.4 Bahan Pengembang

Bahan pengembang adalah material yang digunakan untuk menghasilkan struktur berongga pada komposit yang dibentuk, agar material komposit mengalami pengembangan volume. Pada penelitian ini menggunakan bahan kimia

Surfactant (surface active agent) dan stabilizer yang berfungsi sebagai bahan

untuk menghasilkan foam (busa) guna mengembangkan volume adonan bata ringan. Bahan ini mempunyai kemampuan menyangga pengembangan adonan sampai setting time adonan tercapai (biasanya selama 2 jam sejak proses mixing). Alat yang digunakan untuk mengolah bahan pengembang dalam penelitian ini menggunakan foam generator.

2.8.5 Serat TKKS

Tanaman kelapa sawit (Elaeis guinensis jacq) merupakan salah satu tanaman palma penghasil minyak nabati yang dapat dimakan dengan melakukan beberapa pengolahan. Tandan buah segar yang sudah diolah melalui beberapa pabrik kelapa sawit ini kurang dimanfaatkan dengan maksimal sehingga limbah kelapa sawit ini dibuang begitu saja. Limbah yang dihasilkan ini berupa janjangan sawit. Janjangan sawit ini lah yang akan diolah untuk mengambil serat sawit. Serat TKKS ialah serat alami yang terbuat dari tandan kosong kelapa sawit yang merupakan limbah pada proses pengolahan di suatu pabrik kelapa sawit. Kandungan yang terdapat pada serat sawit dilihat dari komposisi material kimianya diketahui bahwa kandungan material serat dalam TKKS seperti diperlihatkan pada tabel 2.1. [10].

Tabel 2.1. Parameter tipikal TKKS per kg

No. Material-material Kandungan Komposisi (%)

1. Uap air

5.40 .

2 Protein

3.00

3. Serat

35.00

4. Minyak

3.00

5. Kelarutan Air

16.20

6. Kelarutan Unsur Alkali 1%

29.30

7. Debu

5.00

8. K

1.71

9. Ca

0.14

10. Mg

0.12

No. Material-material Kandungan Komposisi (%)

11. P

0.06

12. Mn, Zn, Cu, Fe

1.07 T O T A L 100.00 Proses yang dilakukan dalam mengolah tandan kelapa sawit dilakukan secara kimiawi untuk mengurangi tingginya kandungan zat ekstraktif dan asam lemak, sehingga serat sawit harus diolah dengan perendaman agar tidak menurunkan sifat mekanik material yang ingin dibentuk. Setelah menghilangkan zat ekstraktif dan asam lemak sawit dicacah dengan mesin penggiling. Seperti pada gambar 2.3. adalah sawit yang telah dicacah menjadi bagian kecil dan serat TKKS yang telah dihaluskan.

Gambar 2.3. Serat TKKS setelah diproses dan dihaluskan

Tandan kosong segar yang dihasilkan PKS pada umumnya memiliki komposisi lignoselulosa 30,5%, minyak 2,5%, dan air 67%. Serat tandan kosong kelapa sawit memiliki kekuatan tensile strength yang rendah, sedangkan tensile

modulus agak conservative di antara serat alam lainnya[11], seperti terlihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2. Perbandingan tensile strength dan tensile modulus serat alam

Natural Fiber Name Ave. Tensile Strength Ave.Tensile Modulus

(MPa) (GPa) Bamboo fiber

– 35 253

16 (EFB) Ǿ= 0.44 mm

Coir, cocos nucifera 220

6 400-600

38 Sisal, agave sissalan

Jute 430

– 530 – 30

Hemp 550

– 900

2.9 Perilaku Mekanik Akibat Beban Flexure

Pengujian beban lentur merupakan salah satu cara uji sifat mekanis genteng. Pengujian lentur secara normal digunakan untuk menentukan karakteristik perkerasan beton dan hasilnya dinyatakan dalam modulus of rupture. Dikenal juga dengan uji bending atau uji flexure yang untuk mengetahui nilai

Modulus of Rupture (MOR) atau disebut juga sebagai kekuatan patah (flexural strength ). MOR menyatakan ketahanan material terhadap mechanical stress

maupun thermal stress. Ketika gaya yang bekerja pada benda sehingga terjadi pelenturan benda disepanjang sumbunya menyebabkan sisi bagian atas tertekan, karena memendek, dan sisi bagian bawah tertarik, karena bertambah panjang, dengan demikian struktur material benda di atas sumbu akan mengalami tegangan tekan, sebaliknya dibagian bawah sumbu akan menderita tegangan tarik. Sedangkan daerah diantara permukaan atas dan bawah, yaitu yang sejajar dengan sumbu benda tetap, tidak mengalami perubahan, ini disebut sebagai bidang netral. Sumbu netral merupakan titik potong permukaan netral dengan penampang netral (neutral axis). Semua serat yang terletak disebelah sumbu netral dalam kondisi tarik dan disebelah lainnya dalam kondisi tekan. Kekuatan patah amat dipengaruhi oleh komposisi, struktur material, pori-pori, dan ukuran butiran. Ada dua metode untuk mengukur kekuatan patah material, yaitu: metode three point

bending, dan four point bending. Dimana, metode four point bending dilakukan

ketika sebuah material belum mampu patah jika dilakukan dengan metode three

point bending . Secara skematik, material yang mengalami beban flexure diperlihatkan pada Gambar. 2.4.

Gambar. 2.4. Ilustrasi beban flexure pada material

Flexural strength pada batang dapat dihitung dengan persamaan: σ = ……………………………………..(2.1)

dimana: σ = Tegangan bending maksimum, (MPa) M= Momen pada sumbu netral (N/mm) C= Jarak tegak lurus dengan sumbu netral (mm)

I= Momen inersia penampang benda (mm )

Menurut SNI-9006-2007, genteng harus mampu menumpu beban flexure tertentu sesuai dengan geometri dan dimensinya, yang diperlihatkan pada tabel 2.3 [3].

Tabel 2.3. Karakteristik beban lentur minimal genteng

Tinggi profil Genteng interlock Genteng non

(mm) Profil Rata interlock t >20 20 t <5

≥ t ≥ 5 Lebar penutup

(mm)

≥ 300 ≤ 200 ≥ 300 ≤ 200 ≥ 300 ≤ 200

Beban lentur (N) 2000 1400 1400 1000 1200 800 550

2.10 Porositas

Porositas adalah besarnya persentase ruang- ruang kosong atau besarnya kadar pori yang terdapat pada beton dan merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi kekuatan beton. Pori-pori beton biasanya berisi udara atau berisi air yang saling berhubungan dan dinamakan dengan kapiler beton. Kapiler beton akan tetap ada walaupun air yang digunakan telah menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan beton yang dihasilkan. Dengan bertambahnya volume pori maka nilai porositas juga akan semakin meningkat dan hal ini memberikan pengaruh buruk terhadap kekuatan beton [12].

Beton mempunyai kecenderungan berisi rongga akibat adanya gelembung-gelembung udara yang terbentuk selama atau sesudah pencetakan. Dapat ditambahkan bahwa selain air yang mengawali pemakaian ruangan dan kelak menjadi rongga, terjadi juga rongga-rongga udara langsung pada jumlah persentase yang kecil. Hal lain adalah terdapatnya pengurangan volume absolut dari semen dan air setelah reaksi kimia dan terjadi pengeringan sedemikian rupa sehingga pasta semen yang sudah kering akan menempati volume yang lebih kecil dibandingkan dengan pasta yang masih basah [13].

Agregat yang menempati kurang lebih 70-75% dari volume beton akan sangat berpengaruh terhadap porositas beton akibat porositas yang dimiliki oleh agregat sendiri. Butiran yang dimiliki oleh agregat juga berpengaruh terhadap nilai porositas beton karena dengan ukuran yang seragam maka porositas akan semakin besar sedangkan dengan ukuran yang tidak seragam porositas beton justru berkurang. Ini dikarenakan butiran yang kecil dapat menempati ruangan/pori diantara butiran yang lebih besar sehingga porositas beton menjadi kecil.

2.11 Ukuran Pengayakan Pasir

Pengayakan adalah sebuah cara pengelompokan butiran, yang akan dipisahkan antara partikel lolos ayakan (butiran halus) dan yang tertinggal di ayakan ( butiran kasar). Ukuran butiran tertentu yang masihdapat melintasi ayakan dinyatakan sebagai butiran batas. Proses pengayakan juga digunakan sebagai alat pembersih, pemisah kontaminan yang ukurannya berbeda dengan bahan baku. Pengayakan memudahkan kita untuk mendapatkan serbuk dengan ukuran yang seragam. Dengan demikian pengayakan dapat didefinisikan sebagai suatu metode pemisahan berbagai campuran partikel padat sehingga didapat ukuran partikel yang seragam serta terbebas dari kontaminan yang memiliki ukuran yang berbeda dengan menggunakan alat pengayakan tersebut pasir dapat tersaring. Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu: ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize), ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize). Dua teknik yang dapat diaplikasikan dalam proses pengayakan, yaitu teknik pengayakan manual dan teknik pengayakan mekanik sehingga didalam pengayakan terdapat cara dalam menyeleksi butiran pasir. Berikut adalah penjelasan mengenai teknik pengayakan manual dan teknik pengayakan mekanik.

Pada pengayakan manual, bahan dipaksa melewati lubang ayakan, umumnya dengan bantuan sebilah kayu atau sebilah bahan sintetis atau dengan sikat. Teknik pemisahan ini merupakan teknik manual, teknik ini dapat dilakukan untuk campuran heterogen khususnya campuran dalam fasa padat. Proses pemisahan didasari atas perbedaan ukuran partikel didalam campuran tersebut. Sehingga ayakan memiliki ukuran pori atau lubang tertentu, ukuran pori dinyatakan dalam satuan mesh yang diperlihatkan pada gambar 2.5.

Gambar 2.5. Saringan yang memiliki ukuran pori tertentu

Pengayakan secara mekanik (pengayakan getaran, guncangan, atau kocokan) dilakukan dengan bantuan mesin, yang umumnya mempunyai satu set ayakan dengan ukuran lebar lubang standar yang berlainan.

Vibrating screener merupakan alat yang digunakan untuk memisahkan

padatan dengan cairan dengan menggunakan peralatan penyaringan berlapis serta adanya nilai mesh saringan yang berbeda-beda. Peralatan ini memanfaatkan getaran dan tambahan air yang memudahkan bahan yang hendak dipisahkan bisa lewat saringan. Getaran yang dihasilkan, selain untuk meratakan permukaan bahan yang akan disaring juga berfungsi untuk mengarahkan bahan yang tidak tersaring, dalam hal ini ampas, untuk masuk ke saluran keluar, sedangkan untuk larutan yang telah terpisahkan akan keluar melalui saluran yang berada di bawah saringan/filter. Berikut gambar mesin vibrating screener yang diperlihatkan pada gambar 2.6.

Gambar 2.6. Vibrating screener

Mesh adalah jumlah lubang yang terdapat dalam ayakan tiap 1 inchi persegi, jika ada ayakan yang keterangan 5 mesh artinya tiap 1 inchi persegi terdapat 5 lubang. Kesimpulannya, makin besar jumlah mesh berarti ukuran lubang akan semakin kecil.

Pada tabel dapat dijelaskan sebagai berikut, untuk ayakan 3 mesh, tiap 1 linier inchi ada 3 lubang. dan tiap lubang ukuran diameternya 6.73 mm. Untuk mengetahui konversi dari mesh ke milimeter disajikan pada tabel berikut :

Tabel 2.4. konversi dari mesh ke milimeter

Mesh Milimeter

3 6.730

4 4.760

5 4.000

6 3.360

7 2.830

8 2.380

10 2.000

12 1.680

14 1.410

16 1.190

18 1.000

20 0.841

25 0.707

30 0.595

35 0.500

40 0.400 Gambar hasil pasir yang sudah diayak secara manual yang menggunakan saringan pasir sesuai dengan ukuran mesh 10, 20, 30, 40 yang diperlihatkan pada gambar 2.7.

(a) (b)

(d)

(c)

Gambar 2.7. pasir yang sudah diayak sesuai dengan ukuran (a) mesh 10, (b) mesh

20, (c) mesh 30, (d) mesh 40

2.12 Uji Rembesan Air

Pengujian ini bertujuan untuk melihat adanya kebocoran pada genteng dengan mengikuti standar SNI-0096-2007. Sebelum dilakukan pengujian genteng dicat dengan cat beton. Kemudian genteng di rendam 1 hari untuk mengetahui adanya kebocoran pada genteng. Adapun rumus untuk menghitung nilai rembesan air adalah sebagai berikut:

−

Rembesan air = x 100 % …….....……..................(2.2) Dengan, W= berat genteng dalam keadaan basah K= berat genteng dalam keadaan kering

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pendahuluan - Analisa Respon Mekanik Genteng Komposit Beton Busa Diperkuat Serat TKKS Akibat Beban Flexure dengan Variasi Ukuran Butir Pasir