PENGARUH PENGGUNAAN BAMBU SEBAGAI AGREGAT KASAR TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON RINGAN TUGAS AKHIR - Pengaruh Penggunaan Bambu Sebagai Agregat Kasar Terhadap Sifat Mekanik Beton Ringan

KASAR TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON RINGAN TUGAS AKHIR

  Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil

  Disusun oleh :

RU MA NTO 080404153 BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

  

ABSTRAK

  Pemakaian bambu sebagai pengganti agregat adalah salah satu usaha untuk mereduksi berat jenis dari beton terutama pada produksi beton ringan. Bambu adalah jenis material organik yang terdiri dari glukosa dan serat (sellulosa) seperti layaknya kayu pada umumnya. Serat dapat memberikan manfaat lebih dalam beton. Namun material bambu memberikan konsekuensi berupa menurunnya kuat tekan dan kuat tarik pada beton.

  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya pengaruh pengunaan substitusi bambu pada beton terhadap nilai kuat tekan, kuat tarik, elastisitas, absorbsi dan berat jenis beton. Material bambu yang digunakan berukuran antara 15-20 mm. Jenis bambu yang digunakan adalah bambu betung (Dendrocalamus asper). Adapun variasi penambahan bambu betung yang digunakan adalah 0%, 20%, 40%, 60%, 80% dari berat agregat kasar. Sampel penelitian berupa benda uji silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.

  Dari hasil pengujian terjadi penurunan nilai slump adukan beton seiring penambahan persentase substitusi. Beton bersifat menyerap air yang ditunjukkan dengan peningkatan absorbsi air pada benda uji beton yang mencapai 1,66%. Penurunan juga terjadi pada berat jenis, kuat tekan, kuat tarik serta elastisitas. Nilai minimum berat jenis beton rata-rata dengan

  3

  substitusi bambu untuk berbagai variasi diperoleh sebesar 2086,18 kg/m (80%), dan

  3

  maksimum sebesar 2307,46 kg/m (20%). Besarnya nilai kuat tekan maksimum adalah 17,08 MPa untuk substitusi 20% dan minimum 5,81 MPa untuk variasi 80%. Tegangan tarik maksimum yang terjadi sebesar 1,48 MPa (20%) dan minimum 0,75 MPa (80%). Modulus elastisitas rata-rata beton normal sebesar 63046 MPa, sedangkan untuk substitusi bambu 80%, modulus elastisitas rata-ratanya sebesar 9812 MPa. Hal ini sesuai dengan perolehan kuat tekan beton, dimana kuat tekan beton akan menurun seiring pemakaian substitusi bambu pada beton. Beton dengan kuat tekan rendah akan menghasilkan regangan longitudinal yang besar sehingga modulus elastisitas menjadi rendah dan sebaliknya.

  Kata kunci : Bambu, beton ringan, berat jenis, kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas.

  i

KATA PENGANTAR

  ii

  Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

  Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul “PENGARUH PENGGUNAAN BAMBU SEBAGAI

  AGREGAT KASAR TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON RINGAN ”

  Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :

  1. Ibu Nursyamsi, ST, MT selaku pembimbing, yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.

  2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  4. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  5. Seluruh asisten Laboratorium Bahan Rekayasa Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

  Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada saya.

  7. Teristimewa dihati buat keluarga saya, terutama kepada kedua orang tua saya, Ayahanda Paiman dan Ibunda Musinem, yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat yang luar biasa kepada saya. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan do’a yang tiada batas untuk saya. Kepada adik saya Amas Gunarko, yang telah banyak membantu dan mendukung saya selama ini, terima kasih atas doanya. Kepada semua keluarga yang ikut membantu saya dalam mengerjakan tugas akhir ini.

  8. Teristimewa untuk teman seperjuangan dalam tugas akhir M.Hafiz dan Berry Kurniawan yang telah ikut memberikan doa, motivasi, dan semangat.

  9. Kepada teman-teman seperjuangan : Denny Adrian, Ratih Dewanti, Raissa Muharrisa, Ade Sri Rezeki, Tofandi Yumahira, M. Harry Yusuf, Fachrurrozi, Ibnu Syifa, Samuel Pakpahan, Muazzi, Aris Munandar, Andy Kurniawan, Dedial, Alfrendi Indra Prima Siregar, Dewi Lestari Siregar, Futri Fajarni, Baby Purba serta teman-teman mahasiswa/i angkatan 2008 lainnya. Kepada Rissa, Ari, Iwan, Eky, Barly, Rendra, Wahyu, Raedian, Hilman, Arif, Dian, Dika, Phillip, Risky, Yogi, Subar, dan mahasiswa sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

  10. Kepada teman-teman surveyor, Kak Arin, Bg Rachmat, Silvia, Bg Ozi terima kasih atas motivasi dan semangatnya.

  11. Seluruh rekan-rekan yang tidak bisa saya tuliskan satu-persatu, terima kasih atas dukungannya yang sangat baik. iii kata sempurna. Yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahamahan saya dalam hal ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik.

  Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.

  Medan, 12 September 2014 Penulis

  ( Rumanto )

  iv

  v

  1.7. Sistematika Penulisan ............................................................................... 7

  2.5. Bahan Tambahan (Admixture) .................................................................. 27

  2.4. Air ............................................................................................................. 26

  2.3.2. Jenis Agregat Berdasarkan Ukuran Butir Normal .......................... 22

  2.3.1. Jenis Agregat Berdasarkan Berat .................................................... 19

  2.3. Agregat ...................................................................................................... 18

  2.2.1. Semen Portland ............................................................................... 16

  2.2. Semen ........................................................................................................ 15

  2.1.1. Bambu Betung ................................................................................ 11

  2.1. Bambu ....................................................................................................... 9

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 9

  1.6. Tempat Penelitian ..................................................................................... 7

  

DAFTAR ISI

  1.5. Metodologi ................................................................................................ 6

  1.4. Maksud dan Tujuan Penelitian .................................................................. 5

  1.3. Batasan Masalah ....................................................................................... 5

  1.2. Rumusan Masalah ..................................................................................... 4

  1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1

  BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

  ........................................................................................ xiv

  KATA PENGANTAR .......................................................................................... ii DAFTAR ISI ......................................................................................................... v DAFTAR TABEL ................................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x DAFTAR GRAFIK .............................................................................................. xi DAFTAR NOTASI ............................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN

  ............................................................................................................ i

  ABSTRAK

  Halaman

  2.5.1. Bahan Tambahan Kimia (chemical admixture) .............................. 27

  2.6. Beton ......................................................................................................... 30

  2.6.1. Sifat-sifat Beton Segar (fresh concrete) .......................................... 31

  2.6.1.1. Kemudahan Pengerjaan (workability) ................................... 32

  2.6.1.2. Pemisahan Kerikil (segregation) .......................................... 33

  2.6.1.3. Pemisahan Air (bleeding) ...................................................... 34

  2.6.2. Sifat-sifat Beton Keras ................................................................... 34

  2.6.2.1. Kuat Tekan Beton ................................................................. 35

  2.6.2.2. Kuat Tarik Beton ................................................................... 36

  2.6.2.3. Modulus Elastisitas Beton...................................................... 37

  2.6.2.4. Penyerapan Air (Absorbsi) .................................................... 39

  2.6.3. Beton Ringan (Lightweight Concrete) ............................................ 39

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 43

  3.1. Metode ..................................................................................................... 43

  3.2. Bahan Penyusun Beton ............................................................................. 44

  3.2.1. Semen Portland ............................................................................... 44

  3.2.2. Agregat Halus ................................................................................. 44

  3.2.3. Agregat Kasar ................................................................................. 48

  3.2.4. Bambu Betung (Dendrocalamus asper) ......................................... 51

  3.2.5. Air .................................................................................................. 54

  3.3. Pembuatan Benda Uji .............................................................................. 54

  3.3.1. Perencanaan Campuran Beton ........................................................ 55

  3.3.2. Persiapan Alat dan Bahan ............................................................... 63

  3.3.3. Pengecoran Benda Uji ..................................................................... 64

  3.3.4. Pemeriksaan Nilai Slump ............................................................... 65

  3.3.5. Perawatan Benda Uji (Curing) ....................................................... 66

  3.4. Pengujian Benda Uji ................................................................................. 66

  3.4.1. Pengujian Kuat Tekan Benda Uji Silinder ..................................... 66

  3.4.2. Pengujian Kuat Tarik Belah Benda Uji Silinder ............................ 68

  3.4.3. Pengujian Modulus Elastisitas Beton ............................................. 69

  3.4.4. Pengujian Penyerapan Air (Absorbsi) Benda Uji ........................... 70 vi

  vii

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 71

  4.1. Nilai Slump................................................................................................. 71

  4.2. Pengujian Benda Uji Silinder .................................................................... 72

  4.2.1. Absorbsi .......................................................................................... 72

  4.2.2. Kuat Tekan ..................................................................................... 74

  4.2.3. Kuat Tarik Belah ............................................................................ 77

  4.2.4. Elastisitas ........................................................................................ 79

  4.2.5. Berat Jenis ...................................................................................... 82

  4.3. Analisis dan Diskusi ................................................................................. 85

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 92

  5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 92

  5.2. Saran ......................................................................................................... 93

  DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 95

  viii

  Kesimpulan pemeriksaan agregat halus ................................................. 47

Tabel 3.9 Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton substitusi bambu

  40%......................................................................................................... 60

Tabel 3.8 Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton substitusi bambu

  20%......................................................................................................... 59

Tabel 3.7 Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton substitusi bambuTabel 3.6 Komposisi campuran benda uji silinder beton normal ........................... 57Tabel 3.5 Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton normal ...... 56Tabel 3.4 Faktor modifikasi untuk jumlah pengujian kurang dari 30 contoh ........ 56Tabel 3.3 Kesimpulan pemeriksaan potongan bambu betung................................ 54Tabel 3.2 Kesimpulan pemeriksaan agregat kasar ................................................. 50

  Tabel 3.1

  

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1

  ................................................................................................................ 42

Tabel 2.7 Persyaratan kuat tekan dan tarik belah rata-rata untuk beton ringan struktural

  Perkembangan kuat tekan beton berdasarkan umur beton ..................... 36

Tabel 2.5 Susunan besar butiran agregat kasar ..................................................... 25 Tabel 2.6Tabel 2.4 Batasan gradasi untuk agregat halus ...................................................... 23Tabel 2.3 Persyaratan sifat fisis agregat ringan untuk beton ringan struktural ...... 22

  ................................................................................................................ 21

Tabel 2.2 Persyaratan susunan besar butir agregat ringan untuk beton ringan strukturalTabel 2.1 Sifat fisik dan mekanik bambu betung (Dendrocalamus Asper) .......... 14

  Variasi penambahan potongan bambu .................................................. 7

  60%......................................................................................................... 61

  ix 80%......................................................................................................... 62

Tabel 4.6 Hasil perhitungan modulus elastisitas beton dengan atau tanpa substitusi

  Tabel 4.9

  ................................................................................................................ 84

Tabel 4.8 Berat jenis rata-rata untuk tiap variasi substitusi bambu dan persentasenya

  umur 28 hari .......................................................................................... 82

Tabel 4.7 Hasil perhitungan berat jenis beton dengan atau tanpa substitusi bambu

  bambu umur 28 hari ............................................................................... 80

  umur 28 hari .......................................................................................... 78

Tabel 3.11 Komposisi campuran benda uji silinder beton substitusi bambu ........ 63Tabel 4.5 Hasil pengujian kuat tarik belah beton dengan atau tanpa substitusi bambu

  ................................................................................................................ 76

Tabel 4.4 Kuat tekan rata-rata untuk tiap variasi substitusi bambu dan persentasenya

  umur 28 hari .......................................................................................... 75

Tabel 4.3 Hasil pengujian kuat tekan beton dengan atau tanpa substitusi bambu pada

  Hasil pengujian absorbsi beton dengan atau tanpa substitusi bambu ... 73

Tabel 4.1 Nilai slump dari campuran beton dengan substitusi bambu................... 71 Tabel 4.2

  Estimasi perkembangan kuat tekan beton dengan dan atau tanpa substitusi potongan bambu betung pada pengujian beton umur 3, 7, 14, 21 dan 28 hari ................................................................................................................ 88

  x

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

  Karakteristik batang bambu betung (Dendrocalamus asper) .......... 11

Gambar 2.2 (a) Rumpun bambu; (b) Bambu betung (Dendrocalamus asper) .... 12Gambar 2.3 Perkembangan kekuatan tekan mortar untuk berbagai tipe semen portland

  (Tri Mulyono, 2004) ........................................................................ 18

Gambar 2.4 Kerucut Abrams ............................................................................... 33Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ..................................................................... 43Gambar 3.2 Potongan bambu betung .................................................................. 51 Gambar 3.3

  Cetakan silinder ............................................................................... 64

Gambar 3.4 Mesin molen .................................................................................... 64Gambar 3.5 Pemeriksaan Slump dengan kerucut Abrams-Harder ..................... 65 Gambar 3.6

  Perawatan benda uji (curing)............................................................ 66

Gambar 3.7 Pembebanan benda uji pada uji kuat tekan....................................... 67Gambar 3.8 Compressor Machine ....................................................................... 67Gambar 4.1 Penampakan potongan bambu betung pada benda uji beton ........... 86

  xi

  Grafik 4.5 Hubungan persentase substitusi bambu terhadap kuat tarik belah beton

  Endarto, dkk. 2010) ............................................................................. 87 Grafik 4.10 Pengaruh persentase agregat bambu terhadap berat jenis beton (M.R.

  substitusi bambu .................................................................................. 85 Grafik 4.9 Pengaruh persentase agregat bambu terhadap kuat tekan beton (M.R.

  Grafik 4.7 Hubungan persentase substitusi bambu dengan berat jenis beton ...... 84 Grafik 4.8 Persentase berat jenis rata-rata beton dengan atau tanpa penambahan

  rata beton ............................................................................................. 81

  Grafik 4.6 Hubungan persentase substitusi bambu terhadap modulus elastisitas rata-

  .............................................................................................................. 79

  .............................................................................................................. 77

  

DAFTAR GRAFIK

Grafik 3.1 Hasil pengujian gradasi pasir .............................................................. 47 Grafik 3.2 Gradasi agregat campuran beton normal (substitusi 0%) ................... 56 Grafik 3.3

  Grafik 4.3 Hubungan persentase substitusi bambu terhadap kuat tekan beton .... 76 Grafik 4.4 Persentase kuat tekan rata-rata beton dengan atau tanpa substitusi bambu

  .............................................................................................................. 74

  Grafik 4.1 Hubungan antara persentase substitusi bambu dengan nilai slump .... 72 Grafik 4.2 Hubungan persentase substitusi bambu dengan absorbsi silinder beton

  Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 80% .................... 62

  Grafik 3.4 Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 40% .................... 60 Grafik 3.5 Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 60% .................... 61 Grafik 3.6

  Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 20% .................... 59

  Endarto, dkk. 2010) ............................................................................. 88

  xii

  Perbandingan kuat tekan beton umur 14 hari Grafik 4.12

  Perbandingan berat jenis beton umur 14 hari ......................................... 90

DAFTAR NOTASI

  2 A

  : luas penampang benda uji silinder beton (mm )

  c E : modulus elastisitas (MPa) F ct : kuat tarik belah (MPa) FM : modulus kehalusan f’ c , σ : tegangan/kuat tekan (MPa) k : faktor pembacaan dial regangan (=0,01) l,L : panjang benda uji silinder beton (mm)

  P : beban uji tekan (N) 2 c

  S : tegangan sebesar 0,4 f’ (MPa) S

1 : tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudinal sebesar 0,00005

  (MPa)

3 V : volume silinder beton (m )

  W : berat beton kering (kg)

  : perubahan panjang silinder (mm) ∆

  ε : regangan ε 1 : regangan longitudinal sebesar 0,00005

  ε 2 : regangan longitudinal akibat tegangan S

  2

  3 ρ : berat jenis beton (kg/m )

  xiii

DAFTAR LAMPIRAN

  xiv

  Lampiran I Concrete Mix Design

  Lampiran II Pemeriksaan Bahan Lampiran III Data Pengujian Lampiran IV Dokumentasi