PENGARUH PENAMBAHAN HANCURAN KARET (CRUMB RUBBER) PADA CAMPURAN BETON TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON

  

PENGARUH PENAMBAHAN HANCURAN KARET (CRUMB

RUBBER) PADA CAMPURAN BETON TERHADAP SIFAT

MEKANIK BETON

  

Effect of Addition Crushed Rubber (Crumb Rubber) in Mixed Concrete on

Mechanical Propeties of Concrete

  Tugas Akhir Untuk memenuhi sebagian persyaratan

  Mencapai derajat Sarjana S-1 Jurusan Teknik Sipil Oleh :

  

M. Irpan

F1A 109 091

TUGAS AKHIR PENGARUH PENAMBAHAN HANCURAN KARET (CRUMB RUBBER) PADA CAMPURAN BETON TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON

  Oleh:

  M.Irpan F1A 109 091

  Telah diperiksa dan disetujui oleh Tim Pembimbing:

  1. Pembimbing Utama

  Hariyadi, ST., MSc(Eng)., Dr.(Eng). Tanggal, Januari 2017 NIP: 19731027199802 1 001

  2. Pembimbing Pendamping

  Fathmah Mahmud, ST., MT. Tanggal, Januari 2017 NIP: 197111092000122001

  Mengetahui, Ketua JurusanTeknik Sipil

  Fakultas Teknik Universitas Mataram

  

TUGAS AKHIR

PENGARUH PENAMBAHAN HANCURAN KARET (CRUMB

RUBBER) PADA CAMPURAN BETON TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON

  Oleh:

  

M. Irpan

F1A 109 091

  Telah dipertahankan didepan Dewan Penguji Pada Tanggal, 10 Januari 2017

  Dan dinyatakan telah memenuhu syarat Susunan Tim Penguji

  1. Penguji I

  Pathurahman, ST., MT. Tanggal, Januari 2017 NIP: 196612311994031018

  2. Penguji II

  I Nyoman Merdana, ST., MT. Tanggal, Januari 2017 NIP: 196809131997031001

  3. Penguji III

  Jauhar Fajrin, ST., MSc(Eng)., Ph.D. Tanggal, Januari 2017 NIP: 19740607 199802 1 001

  Mataram, Januari 2017 Dekan Fakultas Teknik

  Universitas Mataram

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena limpahan rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah tugas akhir ini. Tugas akhir ini meripakan suatu penelitian yang berjudul “Pengaruh

  

Penambahan Hancuran Karet (Crumb Rubber) Pada Campuran Beton Terhadap

Sifat Mekanik Beton.” Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan kelulusan

  guna mencapai gelar kesarjaan di Fakultas Teknik Universitas Mataram.

  Penulis menyadari bahwa dalam usulan tugas akhir ini terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun guna menyempurnakan isi dari laporan usulan tugas akhir ini.

  Semoga dengan adanya usulan tugas akhir ini dapat memberikan manfaat untuk kita semua. Amin.

  Mataram, Januari 2017 Penulis

UCAPAN TERIMA KASIH

  Tugas Akhir ini dapat terselesaikan berkat bantuan dan dukungan secara moril maupun materil dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

  1. Bapak Yusron Saadi, ST., M.Sc., Ph.D., sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Mataram.

  2. Bapak Jauhar Fajrin, ST., MSc (Eng)., Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Mataram.

  3. Bapak I Wayan Sugiartha, ST., MT., selaku Koordinator Keahlian Struktur Fakultas Teknik Universitas Mataram dan juga sebagai Dosen Pembimbing Akademik yang senantiasa memberikan dukungan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  4. Bapak Hariyadi, ST., MSc(Eng)., Dr.(Eng). sebagai Dosen Pembimbing Utama yang dengan bijaksana selalu membimbing penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

  5. Ibu Fathmah Mahmud, ST., MT. sebagai Dosen Pembimbing Pendamping yang selalu membimbing penulis dan memberikan arahan dalam penelitian ini.

  6. Bapak Pathurahman, ST., MT. sebagai Dosen Penguji I

  7. Bapak I Nyoman Merdana, ST., MT . sebagai Dosen Penguji II

  8. Bapak Jauhar Fajrin, ST., MSc (Eng)., Ph.D,. sebagai Dosen Penguji III 9. Ibu dan Istri tercinta beserta keluarga terima kasih atas semua doa untuk penulis.

  Semoga Allah SWT selalu merahmati.

  10. Teman-teman seperjuangan, Fahri, alfian, Rio, Azis, Fauzi, Reza, Jayadi, Dian, dan semua rekan-rekan yang sudah menyemangati penulis, terima kasih.

  11. Mas Imam, Bang Ical, Pak Adi dan Pak Jun terima kasih atas bantuan selama penulis melakukan penelitian di laboratorium.

  

DAFTAR ISI

  halaman

  HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii

KATA PENGANTAR......................................................................................... iv

UCAPAN TERIMA KASIH .............................................................................. v

DAFTAR ISI ....................................................................................................... vi

DAFTAR TABEL ............................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR........................................................................................... x

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii

DAFTAR NOTASI ............................................................................................. xiii

  

INTISARI ............................................................................................................ xiv

  

INTISARI ............................................................................................................ xv

  

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

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

  1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 2 1.3 Tujuan Penelitian...........................................................................

  1.4 Manfaat Penelitian......................................................................... 3

  1.5 Batasan Masalah ............................................................................ 3

  1.6 Hipotesis ........................................................................................ 3

  

BAB II DASAR TEORI .................................................................................. 4

  2.1 Tinjauan Pustaka ........................................................................... 4

  2.2 Landasan Teori...... ........................................................................ 4

  2.2.1 Beton .................................................................................... 4

  2.2.3.3 Poisson Ratio ........................................................... 13

  3.2.3.5 Hancuran Karet ....................................................... 21

  3.7 Analisa Data .................................................................................. 30

  3.8.4 Uji Kuat Geser ..................................................................... 29

  3.8.3 Uji Modulus Runtuh ............................................................ 29

  3.8.2 Uji Kuat Tarik Belah............................................................ 28

  3.8.1 Uji Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas ............................. 27

  3.8 Pengujian Benda Uji...................................................................... 27

  3.7 Perawatan Benda Uji ..................................................................... 26

  3.6 Pembuatan Benda Uji .................................................................... 26

  3.5 Pemeriksaan Slump Beton Segar .................................................. 25

  3.4 Kebutuhan Benda Uji .................................................................... 24

  3.3 Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) ................................ 23

  3.2.3.4 Agregat Halus ......................................................... 21

  2.2.3.4 Kuat Tarik Belah ...................................................... 14

  3.2.3.3 Agregat Kasar .......................................................... 21

  3.2.3.2 Semen Portland ........................................................ 21

  3.2.3.1 Air ............................................................................ 21

  3.2.3 Pemeriksaan Bahan .............................................................. 21

  3.2.2 Peralatan ............................................................................... 20

  3.2.1 Bahan.................................................................................... 20

  3.2 Persiapan Penelitian ...................................................................... 20

  3.1 Lokasi Penelitian ........................................................................... 20

  

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 20

  2.2.3.6 Kuat Geser ............................................................... 17

  2.2.3.5 Modulus Runtuh ...................................................... 15

  3.8 Bagan Alir Penelitian .................................................................... 30

  4.1.2 Berat Jenis Agregat .............................................................. 33

  4.1.3 Gradasi Agregat ................................................................... 33

  4.1.4 Ketahanan Aus Agregat Kasar ............................................. 34

  4.1.5 Kandungan Lumpur Agregat Halus ..................................... 35

  4.2 Pengujian Slump Beton .................................................................. 35

  4.3 Pemeriksaan Berat Volume Beton ................................................ 36

  4.4 Pengujian Sifat Mekanik Beton ..................................................... 37

  4.4.1 Kuat Tekan Silinder Beton ................................................... 37

  4.4.2 Modulus Elastisitas Beton .................................................... 39

  4.4.3 Poisson Ratio ........................................................................ 43

  4.4.4 Kuat Tarik Belah Beton ....................................................... 47

  4.4.4.1 Hubungan Kuat Tarik Belah Beton dengan Kuat Tekan ........................................................................ 49

  4.4.5 Moduus Runtuh .................................................................... 54

  4.4.5.1 Hubungan Modulus Runtuh dengan Kuat Tekan ........................................................................ 56

  4.4.6 Kuat Geser Beton ................................................................. 60

  4.4.5.1 Hubungan Kuat Geser dengan Kuat Tekan ........................................................................ 61

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 64

  5.1 Kesimpulan..................................................................................... 64

  5.2 Saran ............................................................................................... 64

  

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 65

LAMPIRAN ........................................................................................................ 67

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Daerah Gradasi Pasir ............................................................................ 6Tabel 2.2 Gradasi Standar Agregat kasar Alam ................................................... 7Tabel 2.3 Spesifikasi Recycled Crumb Rubber .................................................... 9

  3 Tabel 3.1 Kebutuhan Karet dalam 1m Beton ...................................................... 22

  3 Tabel 3.2 Proporsi Campuran beton dalam 1 m .................................................. 23

Tabel 3.3 Kelompok Benda Uji ............................................................................ 24Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Bahan Penyusun Beton .......................................... 32Tabel 4.2 Hasil Uji Slump .................................................................................... 35Tabel 4.3 Hasil Pemeriksaan Berat Volume Beton .............................................. 36Tabel 4.4 Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Beton .......................................... 40Tabel 4.5 Perbandingan Nilai Modulus Elastisitas Beton .................................... 42Tabel 4.6 Hasil Regresi Persamaan Fungsi Regangan Aksial-Lateral ................. 44Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Poisson Ratio .......................................................... 46Tabel 4.8 Perbandingan Nilai Kuat Tarik Beton dengan Kuat Tekan .................. 53Tabel 4.9 Perbandingan Nilai Modulus Runtuh dengan Kuat Tekan ................... 59Tabel 4.10 Perbandingan Nilai Kuat Tekan dengan kuat Geser ........................... 62

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Hancuran Karet (Crumb Rubber)...................................................... 8Gambar 2.2 Set up Pengujian Kuat Tekan ............................................................ 10Gambar 2.3 Kurva Tegamgan Regangan Beton ................................................... 12Gambar 2.4 Ekspansi Akibat Desak ..................................................................... 13Gambar 2.5 Set up Kuat Tarik Belah Beton ......................................................... 14Gambar 2.6 Set up Pengujian Modulus Runtuh ................................................... 15Gambar 2.7 Set up Pengujian Kuat Geser ............................................................ 17Gambar 2.8 Spesifikasi dan Dimensi Benda Uji Double L .................................. 18Gambar 3.1 Benda Uji Silinder............................................................................. 26Gambar 3.2 Sketsa Pengujian Kuat Tekan .......................................................... 27Gambar 3.3 Sketsa Pengujian Kuat Tarik ............................................................. 28Gambar 3.4 Sketsa Pengujian Modulus Runtuh ................................................... 29Gambar 3.5 Bagan Alir Penelitian ........................................................................ 31Gambar 4.1 Grafik Uji Gradasi Agregat Halus daerah ........................................ 33Gambar 4.2 Grafik Uji Gradasi Agregat Kasar Gradasi ...................................... 34Gambar 4.3 Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton............................................... 37Gambar 4.4 Hasil Perbandingan Pengujian Kuat Tekan ...................................... 38Gambar 4.5 Pengujia Modulus Elatisitas .............................................................. 39Gambar 4.6 Ilustrasi Pemodelan Matematis antara Ec dan proporsi Serat ........... 40

  Gambar 4.7 Hubungan antara Ec(1+v) dengan √f’c ............................................. 41

Gambar 4.8 Hubungan Regangan Aksial Lateral dengan Hancuran Karet 0% .... 45Gambar 4.9 Grafik Hasil Nilai poisson Ratio ....................................................... 46Gambar 4.10 Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ................................................ 47Gambar 4.11 Hasil Perbandingan Pengujian Kuat Trik Belah Beton................... 48Gambar 4.12 Persentase Penurunan Kuat Tarik terhadapKuat Tekan .................. 49Gambar 4.17 Hasil Perbandingan Pengujian Modulus Runtuh Beton ................ 55Gambar 4.18 Persentase Penurunan Modulus Runtuh terhadap Kuat Tekan ....... 56Gambar 4.19 Grafik Hubungan fr dan

  √f’c .......................................................... 57

Gambar 4.20 Perbandingan Modulus Runtuh dengan Kuat Tekan ...................... 57Gambar 4.21 Hubungan antara fr (1+v) dengan √f’c .......................................... 58Gambar 4.22 Pengujian kuat Geser ...................................................................... 60Gambar 4.23 Hasil Pegujian Kuat Geser .............................................................. 61Gambar 4.24 Hubungan antara fr dan

  √f’c ........................................................... 62

Gambar 4.25 Persentase Perbandingan Nilai Kuat Geser terhadap Kuat Tekan .. 63

  DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran I Hasil Pemeriksaan Sifat Fisik Bahan Penyusun Beton ................. 67 Lampiran II Hasil Perhitungan Mix Design ...................................................... 83 Lampiran III Hasil Pengujian Sifat Mekanik Beton ........................................... 89 Lampiran IV Dokumentasi Penelitian ................................................................ 169

DAFTAR NOTASI

  2 A = luas permukaan bidang tekan silinder (mm )

  b = lebar balok (mm) d = diameter silinder, tinggi balok (mm) E = modulus elastisitas beton (MPa)

  c

  f’ = kuat tekan silinder beton (MPa)

  c

  f’ ct = kuat tarik silinder beton (MPa) f’g = kuat geser f’r = modulus runtuh l = tinggi silinder, (mm) P = beban yang diberikan (N) S = tegangan beton pada saat regangan mencapai 0,00005 (MPa)

  1 S 2 = tegangan sebesar 40% tegangan ultimitnya (MPa)

  ʋ = poisson ratio σ = kuat lentur beton (MPa) π = konstanta (3,14)

  2 = regangan yang terjadi pada saat tegangan mencapai S

  2

  ε

  

INTISARI

  Kuantitas limbah karet di Indonesia terus meningkat seiring dengan kemajuan pembangunan, namun pemanfaatan limbah karet tersebut masih sangat terbatas. Disisi lain kebutuhan material beton sebagai bahan struktur terus berkembang dengan pesat untuk berbagai macam penggunaan. Sehingga perlu dilakukan upaya pemanfaatan penggunaan limbah karet untuk pekerjaan konstruksi beton.

  Berkaitan dengan ini, diadakan penelitian yang menggunakan crumb rubber sebagai pengganti sebagaian pasir dengan variasi volume yaitu 0%,5%, 10%,15%, dan 20% dengan ukuran crumb rubber lolos saringan 5 mm. Kuat tekan yang beton direncanakan adalah 20 MPa.

  Hasil penelitian menunjukkan bahwa berat volume beton menurun sekitar 0.95% pada setiap penambahan 5% crumb rubber. Kuat tekan,kuat tarik belah dan modulus runtuh juga menurun seiring dengan peningkatan kandungan crumb rubber. Penurunan kuat tekan rata-rata 24.82% pada penambahan hingga 20% crumb rubber, sementara kuat tarik belah menurun sebesar 10.85% pada penambahan hingga 20% crumb rubber, kuat geser menurun sekitar 19.35%, namun demikian modulus runtuh mengalami peningkatan hingga variasi campuran 10% yaitu sebesar 9.56%.

  Kata Kunci : Crumb Rubber, Proporsi Campuran,Sifat Mekanik Beton.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Kebutuhan beton dalam berbagai aplikasi teknologi konstruksi modern meningkat dengan cepat. Pembangunan di berbagai bidang struktur dewasa ini mengalami kemajuan yang cukup pesat, misalnya gedung, jembatan, tower, jalan dan sebagainya. Beton merupakan salah satu pilihan sebagai bahan struktur dalam dunia konstruksi. Beton diminati karena banyak memiliki kelebihan dibandingkan dengan bahan lainnya, antara lain harganya yang relatif murah, mempunyai kekuatan yang baik, bahan penyusun mudah didapat, tahan lama, tahan terhadap api, dan tidak mengalami pembusukan.

  Hal lain yang mendasari pemilihan dan penggunaan beton sebagai bahan konstruksi adalah faktor efektifitas dan tingkat efisiensinya. Secara umum bahan tambahan (additive) beton terbuat dari bahan-bahan yang mudah diperoleh, mudah diolah (workability) dan mempunyai keawetan (durability) serta kekuatan (strength) yang sangat diperlukan dalam suatu konstruksi. Dari sifat yang dimiliki beton itulah menjadikan beton sebagai bahan alternatif untuk diteliti baik bentuk fisik maupun metode pelaksanaannya.

  Mutu beton pada dasarnya dipengaruhi oleh mutu dan proporsi bahan penyusun, yaitu : mutu agregat (yang meliputi modulus kehalusan, porositas, dan berat jenis), mutu semen, air yang digunakan, proporsi campuran, faktor air semen, proses pengadukan maupun cara pengerjaan selama penuangan adukan beton, proses pemadatan dan cara perawatan selama proses pengerasan (Tjokrodimuljo, 1996).

  Secara struktural beton mempunyai kekuatan yang cukup besar dalam menahan gaya tekan. Kelemahan beton adalah rendahnya kemampuan menahan beban tarik, oleh karena beton merupakan bahan yang getas (brittle). Sifat beton yang getas menyebabkan beton akan segera retak jika mendapat gaya tarik yang tidak terlalu besar, sehinggga perlu bahan substitusi yang dimana dapat menggantikan material beton baik itu agregat halus, agregat kasar maupun semen dengan bahan material lain, seperti semen Portland dengan terak baja, batu pecah (agregat kasar) dengan batu apung dan lain-lain. Salah satu manfaat dari metode dapat berupa hasil sisa produksi maupun pemakaian, salah satunya adalah limbah ban karet yang merupakan sisa dari pemakaian ban kendaraan.

  Seiring dengan itu, maka limbah ban yang tidak terpakai di lingkungan semakin meningkat, sehingga ban karet ini dapat dijadikan alternatif dari segi kuantitas karena tingkat kelangkaannya rendah.

  Pada sisi lain, pemanfaat ban karet di Indonesia masih sangat terbatas, antara lain hanya untuk pelindung dermaga (fender), tali, sandal,tempat sampah, dan kerajinan kursi. Ban karet akan memberikan sifat kelenturan dan akan mencegah keretakan beton.

  Selain itu dengan penambahan limbah karet roda ban dapat memperbaiki mutu beton. Perbaikan mutu tersebut anatara lain berupa: ketahanan impact yang lebih baik, kemampuan beton untuk meredam gelombang getaran, menurunkan sifat penghantar panas/suara, dan menambah ketahan terhadap bahan agresif. (Frankowski, 1994,dalam Huynh , 1997).

  Dengan berdasarkan uraian tersebut diatas, maka disusunlah tugas akhir dengan judul :

  “ Pengaruh Penambahan Hancuran Karet (Crumb Rubber) Pada Campuran Beton Terhadap Sifat Mekanik Beton “

  1.2 Rumusan Masalah

  Berdasarkan Latar Belakang yang telah dijabarkan diatas, maka didapatkan beberapa rumusan masalah, sebagai berikut :

  1. Bagaiman pengaruh penambahan crum rubber sebagai pengganti sebagaian pasir terhadap sifat mekanik beton

  2. Bagaiman pengaruh penambahan crum rubber sebagai pengganti sebagaian pasir terhadap berat volume beton.

  1.3 Tujuan Penelitian

  Penelitian dilakukan dengan tujuan untuk:

  1. Untuk mengetahui perbandingan kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas, modulus runtuh, dan kuat geser beton normal dengan beton crumb rubber sebagai pengganti

  2. Untuk mengetahui perbandingan berat volume beton dengan beton crumb rubber sebagai pengganti sebagaian pasir

  Manfaat Penelitian

  Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah:

  1. Sebagai sumber pengetahuan dan informasi mengenai prilaku mekanik beton crumb rubber sebagai pengganti sebagaian pasir.

  2. Hasil penelitian ini diharapkan akan memberikan pemahaman tentang pemanfaatan limbah industri ban karet sehingga dapat dijadikan suatu elemen struktur.

  3. Dapat meminimalisir pemakaian material alam yang akan digunakan untuk pembelian agregat halus.

  1.4 Batasan Masalah

  Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

  1. Perhitungan mix design berdasarkan SNI 03-2834-2000 (Tata cara pembuatan rencana campuran beton normal).

  2. Variasi perbandingan volume crumb rubber terhadap volume pasir yaitu (0%, 5%, 10%, 15%, 20%).

  3. Pengujian kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas, modulus runtuh, dan kuat geser beton normal dan beton crumb rubber sebagai pengganti sebagaian pasir pada umur 28 hari.

  4. Serat limbah ban karet (crumb rubber) yang digunakan berbentuk serbuk yang lolos saringan 5 mm.

  1.5 Hipotesis

  Penambahan limbah hancuran ban bekas pada beton dapat memberikan perubahan terhadap sifat fisik dan mekanik beton.

  1.6 Lokasi Penelitian

  Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Struktur dan Bahan Teknik Sipil Fakultas

BAB II DASAR TEORI

  2.1 Tinjauan Pustaka

  Percobaan dilakukan (Eldin, et al., 1993) untuk memeriksa kekuatan dan sifat ketangguhan campuran beton karet (rubberized concrete). Dalam penelitian tersebut digunakan dua jenis ban karet dengan kadar karet yang berbeda. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa ada penurunan kuat tekan sekitar 85 %, sedangkan kekuatan tarik belah berkurang sekitar 50% ketika agregat kasar sepenuhnya digantikan oleh karet. Sedangkan penurunan kuat tekan lebih kecil ketika pasir sepenuhnya digantikan oleh

  

crumb rubber yaitu 65 %. Beton yang mengandung karet tidak menunjukkan brittle failure

  ketika pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah. Sebuah analisis yang lebih mendalam dari hasil mereka menunjukkan potensi yang baik apabila menggunakan limbah ban sebagai campuran beton menggunakan semen portland karena meningkatkan ketangguhan dari retak. Namun, dibutuhkan mix design yang dapat mengoptimalkan kadar ban karet dalam campuran

  Limbah ban karet juga diselidiki sebagai bahan tambah untuk beton yang menggunakan semen portland (Zaher, et al,1999). Dua jenis limbah ban karet yang digunakan adalah crumb rubber sebagai pengganti agregat halus dan tire chips sebagai pengganti agregat kasar. Penelitian ini dibagi menjadi 3 kelompok. Pada kelompok pertama, hanya crumb rubber yang digunakan menggantikan agregat halus. Kelompok kedua, tire chips digunakan menggantikan agregat kasar. Pada kelompok ketiga, digunakan crumb rubber dan tire chip pada campuran. Dalam kelompok ini kadar karet disamakan antara crumb rubber dan tire chip dimana kadar karet yang digunakan ketiga kelompok berkisar 5-100 % dari agregat yang sebagian digantikan oleh karet. Hasilnya menunjukkan bahwa penggunaan ban karet lebih dari 20% dari volume agregat menyebabkan penurunan kekuatan yang sangat besar.

  2.2 Landasan Teori campuran. Campuran dengan proporsi tertentu dari semen, pasir dan agregat lainnya dan air untuk membuat campuran tersebut menjadi keras dalam cetakan sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Salah satu kekuatan beton adalah termasuk bahan yang berkekuatan tinggi. Bila dibuat dengan cara yang baik, kuat tekannya dapat sama dengan batuan alami (Tjokorodimoljo,1996).

  Kekuatan, keawetan, dan sifat beton sangat tergantung padaa sifat-sifat bahan dasar seperti kerikil, pasir dan semen nilai perbandingan bahan-bahannya,cara pemadatan, maupun cara pengerjaan selama penuangan adukan beton dan perawatan selama proses pengerasan.

2.2.2 Material Penyusun Beton

  2.2.2.1 Semen

  Semen merupakan bahan campuran yang secara kimiawi aktif setelah berhubungan dengan air. Semen berfungsi sebagai perekat agregat dan juga sebagai bahan pengisi. Semen portland dibuat dari serbuk halus mineral kristalin yang komposisi utamanya adalah kalsium dan alumunium silikat. Penambahan air pada mineral ini menghasilkan pasta yang jika mengering akan memiliki kekuatan seperti batu (Nawy 1998: 9). Menurut ASTM C- 150.1985, semen Portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sam dengan bahan utamanya.

  2.2.2.2 Agregat

  Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Pemilihan agregat merupakan bagian yang sangat penting karena karakteristik agregat akan sangat mempengaruhi sifat-sifat mortar atau beton (Tjokrodimuljo, 1996). Berdasarkan ukuran butiran, agregat dibagi menjadi dua yaitu

  a. Agregat halus Agregat halus (pasir) adalah bahan batuan halus yang terdiri dari butiran sebesar alam dapat dibedakan atas : pasir galian, pasir sungai, pasir laut yaitu bukit-bukit pasir yang dibawa ke pantai.

  Menurut peraturan SK-SNI-T-15-1990-03, gradasi pasir dibagi menjadi empat kelompok yaitu pasir halus, agak halus, agak kasar, dan kasar yang dapat dilihat dalam Tabel 2.1

Tabel 2.1 Daerah Gradasi Pasir

  Lubang ayakan Persen bahan butiran yang lewat ayakan (mm) Daerah I Daerah II Daerah III Daerah IV

  10 100 100 100 100 4.8 90-100 90-100 90-100 95-100 2.4 60-95 75-100 85-100 95-100 1.2 30-70 55-90 75-100 90-100 0.6 15-34 35-59 60-79 80-100 0.3 5-20 8-30 12-40 15-50

  0.15 0-10 0-10 0-10 0-15

  Sumber : Kardiyono Tjokrodimulyo,1992

  Keteranga: Daerah I : Pasir kasar Daerah III : Pasir agak ahlus Daerah II : Pasir agak kasar Daerah IV : Pasir halus

  b. Agregat kasar Agregat kasar memiliki pengaruh yang besar terhadap kekuatan dan sifat-sifat struktural beton. Oleh karena itu, agregat kasar yang digunakan sebaiknya memiliki butiran yang cukup keras, bebas dari retakan atau bidang-bidang yang lemah, bersih dan permukaannya tidak tertutupi oleh lapisan. Selain itu sifat-sifat agregat kasar juga mempengaruhi lekatan antara agregat-mortar dan kebutuhan air pencampur. Agregat yang memiliki ukuran butiran yang lebih kecil memiliki potensial untuk menghasilkan beton

  Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian ini adalah agregat alam berupa batu pecah dari sungai. Batasan gradasi agregat kasar yang baik menurut ASTM C33-78 terlihat pada Tabel 2.2

Tabel 2.2 Gradasi Standar Agregat Kasar Alam Berdasarkan ASTM C33-78

  Diameter Ayakan Persentase Lolos 25,4 mm (1”) 100

  19,0 mm (3/4”) 95-100 9,50 mm(3/8”) 20-55

  4,75 mm (No. 4) 0-10 2,36 mm (No 8) 0-5

2.2.2.3 Air

  Air dalam membuat beton adalah untuk memicu proses kimiawi dari semen, membasahi agregat dan memberikan pekerjaan yang mudah dalam pekerjaan beton. Dalam hal pekerjaan beton, senyawa yang terkandung dalam air akan mempengaruhi kualitas beton untuk itu diperlukan standar yang baik untuk kualitas air. Selain itu air dan semen akan terjadi reaksi kimia maka diperlukan perbandingan/faktor air semen yang baik akan menghasilkan kualitas beton yang baik. (Mulyono,2004)

  Menurut Tjokrodimulyo (1996 : 45), kekuatan beton dan daya tahannya berkurang jika air mengandung kotoran. Pengaruh pada beton diantaranya pada lamanya waktu ikatan awal serta kekuatan beton setelah mengeras. Adanya lumpur dalam air diatas 2 gram/liter dapat mengurangi kekuatan beton. Air dapat memperlambat ikatan awal beton sehingga beton belum mempunyai kekuatan dalam umur 2-3 hari. Sodium karbonat dan

2.2.2.4 Hancuran Karet (Crumb Rubber)

Gambar 2.1 Hancuran Karet (Crumb Rubber)

  Ban bekas merupakan salah satu bahan buangan dan bekas pakai yang dapat dengan mudah dicari dan ditemukan di setiap daerah di Indonesia dan jumlahnya relative cukup tinggi. Hancuran ban bekas ini terkadang diistilahkan dengan “Crumb Rubber” adalah produk yang ramah lingkungan karena diperoleh dari ban bekas, dan tidak larut dalam tanah ataupun air tanah.

  Limbah ban bekas terbuat dari karet sintetis dan karet alam dicampur dengan karbon black dan unsur-unsur kimia lain seperti silica, resin, anti oksida, sulfur, paraffin, cobalt, salt, cure accelerator, aktifators, dan ditambah dengan benang dan gabungan kawat baja dimana benang berfungsi sebagai rangka atau tulangan ban. Benang dipakai pada umumnya seperti polyster, rayon atau nilon,

Tabel 2.3 Spesifikasi Recycled Crumb Rubber

  Sumber : Varga, et, al, 2010

  Serbuk ban bekas diukur dalam mesh atau inci dan umumnya karet ukurannya 3/8 inci atau lebih kecil. Ukuran serbuk dapat klasifikasikan dalam empat kelompok yaitu :

  1. Besar atau kasar (3/8 dan ¼ inci)

  2. Sedang (10-30 mesh atau 0,079-0,023 inci)

  3. Baik (40-80 mesh atau 0,016-0,007 inci)

  4. Sangat baik (100-200 mesh atau 0,06-0,003 inci) Ukuran partikel dan distribusi ukuran tergantung dari kebutuhan serbuk ban bekas dan penggunaannya. Dari data penjualan pada industri serbuk ban bekas, pemakainnya

  14% untuk ukuran kasar, 52% untuk ukuran sedang, 22% untuk ukuran baik dan 12% untuk ukuran sangat baik.

  Dari hasil penelitian dan literatur menyatakan bahwa (1/4-0,033 inchi) adalah baik digunakan untuk aplikasi dalam bidang olahraga, keset kaki, tanah berumput, bahan untuk

2.2.3 Pengujian beton

  Untuk mengetahui sifat dan kemampuan suatu material maka perlu dilakukan pengujian dan analisis. Jenis pengujian dan analisis yang dibahas untuk keperluan penelitian ini yaitu:

2.2.3.1 Kuat Tekan

  Kuat tekan beton merupakan kekuatan tekan maksimum yang dapat dipikul beton per satuan luas. Kuat tekan beton normal antara 20 – 40 Mpa. Kuat tekan dipengaruhi oleh : faktor air semen (water cement ratio = w/c), sifat dan jenis agregat, jenis campuran, kelecekan (workability), perawatan (curing) beton dan umur beton.

  Kuat tekan dinotasikan dengan f’ c , yaitu tegangan tekan maksimum yang didapatkan melalui pengujian dalam tata cara standar, menggunakan mesin uji CTM (Compression Testing Machine) yang memberikan beban bertahap dengan kecepatan peningkatan beban tertentu pada benda uji silinder sampai hancur. Set Up pengujian kuat tekan dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut: Kuat tekan beton dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.1 berikut:

  P ′ ………………………………….................. (2.1) f c =

  A

  Dengan: = Kuat tekan (MPa).

  f′c P = Beban maksimum (N).

2 A = Luas bidang tekan (mm ).

2.2.3.2 Modulus Elastisitas

  Modulus elastisitas didefinisikan sebagai rasio dari tegangan normal tekan terhadap regangan yang bersangkutan, dibawah batas proporsional dari material. Modulus elastisitas suatu bahan menggambarkan besarnya tegangan pada satu satuan regangan. Modulus elastisitas juga tergantung pada umur beton, sifat-sifat dari agregat dan semen, kecepatan pembebanan, jenis dan ukuran dari benda uji.

  Terdapat beberapa metode penentuan nilai modulus elastisitas beton berdasarkan kurva tegangan-regangan beton. Metode-metode tersebut menurut Neville (1998) adalah sebagai berikut: • Initial Tangent Modulus.

  Initial Tangent Modulus adalah besarnya nilai modulus elastisitas beton yang ditentukan berdasarkan kemiringan awal dari kurva tegangan-regangan beton.

  Pada Gambar 2.3 dapat dilihat bahwa Initial Tangent Modulus adalah kemiringan garis dari titik O.

• Tangent Modulus

  Tangent Modulus adalah nilai modulus elastisitas beton yang didapatkan dari kemiringan garis pada suatu titik tertentu pada kurva tegangan-regangan.

• Secant Modulus

  Secant Modulus ditunjukkan dengan kemiringan garis dari titik O ke titik B pada

  suatu kurva tegangan-regangan beton seperti pada Gambar 2.3. Tidak ada metode standar untuk menghitung Secant Modulus, tetapi biasanya titik B adalah regangan yang terjadi pada 1/3 dari beban puncak.

Gambar 2.3 Kurva Tegangan-regangan Beton (Neville,1998)

  ASTM C469 (2010) memberikan rumus yang digunakan untuk menghitung modulus elastisitas beton secara eksperimen seperti sebagai berikut :

  c

  2

  1

  2 E = (S – S )/(ɛ – 0,000050) ..................................................................(2.2)

  Dengan:

  c E = Modulus Elastisitas (MPa).

  1 S = Tegangan pada saat regangan longitudinal 0,00005 (MPa).

  2 S = Tegangan pada saat 40% dari beban maksimum (MPa).

  ɛ

  2 2.

  = Regangan pada S Menurut SNI 03-2847-2013, modulus elastisitas dapat dihitung dengan rumus:

  1,5

  E c = W c 0,043 � ′ ...............................................................................(2.3)

  E c = 4700 , untuk beton normal.........................................................(2-4) � ′

  Dengan: E = Modulus Elastisitas beton (Mpa)

  c

  f’ c = Kuat tekan beton (MPa)

2.2.3.3 Poisson Ratio

  Bilamana beton mengalami desakan, memendek pada arah memanjang atau aksial dan mengalami pengembangan pada arah melebar atau lateral. Perbandingan antara regangan arah melebar dan arah memanjang dikenal sebagai perbandingan poisson (poisson ratio). fase elastis linier regangan lateral sebanding dengan

  Pada regangan aksial. Perubahan ditunjukkan pada Gambar 2.4 dimana garis putus-putus menunjukkan bentuk setelah beton menerima beban. Kontraksi lateral ini dapat dilihat dengan jelas pada karet yang direntangkan, yang merupakan batas teratas teoritis untuk angka poisson, sedangkan pada bahan logam perubahan ukuran lateral ini biasanya terlalu kecil untuk dilihat, tetapi perubahan ukuran dapat dideteksi dengan alat ukur.

  Aksial P P L at er al Beton sebelum mengalami desakan Beton setelah mengalami desakan

Gambar 2.4 Ekspansi akibat desak

  ASTM C469 (2010) tentang Standard Test for Static Modulus of Elasticity and

  

Poisson’s Ratio of Concrete in Compression memberikan rumus yang digunakan untuk

  menghitung Poisson rasio beton secara eksperimen seperti sebagai berikut :

  Dengan: = Poisson Ratio.

  ʋ

  Et 1 = Regangan lateral akibat tegangan S1. Et 2 = Regangan lateral akibat tegangan S2.

  2

2.

  ɛ = Regangan longitudinal akibat tegangan S

2.2.3.4 Kuat Tarik Belah

  Kuat tarik belah beton benda uji silinder beton ialah nilai kuat tarik tidak langsung dari benda uji beton berbentuk silinder yang diperoleh dari hasil pembebanan benda uji tersebut yang diletakkan mendatar sejajar dengan permukaan meja penekan mesin uji. Kuat tarik belah seperti inilah yang diperoleh melalui metode pengujian kuat tarik belah dengan menggunakan alat CompressionTesting Machine(CTM).

Gambar 2.5 Set up kuat tarik belah beton

  Rumus untuk mendapatkan nilai kuat tarik belah beton berdasarkan percobaan di laboratorium menggunakan Persamaan 2.6 berikut: Dengan: ft = Kuat tarik belah beton (MPa). P = Beban maksimum (N). L = Tinggi silinder (mm). D = Diameter silinder beton (mm).

2.2.3.5 Modulus Runtuh

  Kekuatan tarik didalam lentur yang dikenal dengan modulus runtuh (modulus of ) merupakan sifat yang paling penting didalam menentukan retakan dan lendutan

  rupture

  balok saat terjadi momen lentur positif, regangan tekan akan terjadi pada bagian atas balok dan regangan tarik akan terjadi pada bagian bawah balok. Oleh karena itu balok yang dirancang harus mampu menahan tegangan tekan dan tarik.

  Untuk pengujian kuat lentur beton/ modulus runtuh/ modulus of rupture, menggunakan benda uji berupa balok beton tanpa tulangan dengan ukuran 150mm x150mm x600mm, umur sampel beton uji adalah 28 hari (ASTM-C 78-90). Pengujian modulus runtuh dapat dilihat pada Gambar 2.6 berikut:

  Menurut SNI 4431:2011 kuat lentur pada beton dapat dihitung dengan menggunakan persamaan: a. Untuk pengujian dimana bidang patahan terletak di daerah pusat (daerah 1/3 jarak titik perletakan bagian tengah), maka kuat lentur beton dihitung menurut persamaan sebagai berikut: .

  f r = ...............................................................................................................(2.7)

  .ℎ²

  Dengan: f = Kuat lentur balok (MPa).

  r

  P = Beban tertinggi yang terbaca pada mesin uji (pembacaan dalam ton sampai 3 angka dibelakang koma). L = Jarak (bentang) antara dua garis peletakan (mm). b = Lebar tampang lintang patah arah horizontal (mm). h = Lebar tampang lintang patah arah vertical (mm).

  b. Untuk pengujian dimana patahnya benda uji ada diluar pusat (daerah 1/3 jarak titik peletakan bagian tengah), dan jarak antar titik pusat dan titik patah kurang dari 5% dari jarak antara titik peletakan maka kuat lentur beton dihitung menurut persamaan sebagai berikut:

  3 . f

r = .............................................................................................................(2.8)

  .ℎ²

  Dengan: f = Kuat lentur balok (MPa).

  r

  P = Beban tertinggi yang terbaca pada mesin uji (pembacaan dalam ton sampai 3 angka dibelakang koma). L = Jarak (bentang) antara dua garis peletakan (mm). b = Lebar tampang lintang patah arah horizontal (mm). h = Lebar tampang lintang patah arah vertical (mm).

  

Catatan: untuk benda uji yang patahnya diluar pusat (daerah 1/3 jarak titik perletakan

  bagian tengah) dan jarak antara titik pembebanan dan titik patah lebih dari 5% bentang, hasil pengujian tidak digunakan.

2.2.3.6 Kuat Geser

  Salah satu sifat beton yang mengeras (hard concrete) adalah kuat geser beton. Bila gaya yang bekerja pada beton melebihi kekuatan geser maksimum yang dapat ditahan beton, maka akan timbul keretakan beton. Tegangan geser dihasilkan oleh gaya friksi antara satu partikel dengan partikel yang lain, tegangan geser ini dinamakan tegangan geser akibat gaya geser langsung (direct shear).

  Kuat geser sulit untuk ditentukan secara eksperimental dibanding kuat mekanis lainnya karena kesulitan mengisolasi geser dari kuat lain. Kuat geser dalam berbagai studi eksperimental menunjukkan variasi 20 hingga 85 persen dibandingkan dengan kuat tekan (Edward G.Nawy).

  Sampel yang digunakan untuk melakukan uji geser langsung belum memiliki standard secara umum, namun merujuk pada penelitian-penelitian yang pernah dilakukan. Penelitian geser langsung ini pernah dilakukan oleh (Nicolas Saenz,2015). Sampel “push

  

off specimen” Nicolas Saenz dianggap cukup representatif untuk uji geser langsungn

  sehingga pada penelitian-penelitian selanjutnya tentang uji geser langsung banyak menggunakan jenis sampel ini.

  

30.5cm

12.7cm 12.7cm 3.9 cm

  Daerah 57.2cm

  Geser 24 cm

  A 3.9 cm

  A 12.7cm 15.25c

  15.25 Potongan A-A

  12.7

  30.5 Tulangan Penguat Tulangan Geser Ø6-10

  57.2 cm 40.6 cm 30.5 cm Sampel geser double-L memiliki ukuran 572 mm x 305 mm x 127 mm. Keretakan diharapkan terjadi pada daerah yang dilingkari pada gambar diatas. Untuk memastikan keretakan terjadi pada daerah 240 mm x 127 mm tersebut, maka penampang diberi perkuatan dengan menggunakan tulangan.

  Tulangan yang digunakan adalah tulangan polos SNI berdiameter 8 mm dengan fy sebesar 240 MPa. Selimut beton yang digunakan adalah 20 mm sehingga diharapkan agregat dapat terdistribusi merata.

  Kuat geser dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: ………………………………………………………...………..(2.9)

  F = geser

  ℎ

  Dengan: F = Kuat geser (MPa)

  geser

  P = Beban maksimum (N) b = Lebar tampang lintang patah arah horizontal (mm) h = Lebar tampang lintang patah arah vertical (mm).

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  3.1 Lokasi Penelitian

  Penelitian dilaksanakan secara eksperimental di Laboratorium Struktur dan Bahan Fakultas Teknik Universitas Mataram dan metode yang digunakan design uji eksperimenal

  3.2 Persiapan Penelitian

  3.2.1 Bahan

  Bahan–bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

  1. Semen portlan tipe 1 merk Tiga Roda

  2. Agregat halus asal PT.Utama Beton Perkasa

  3. Agregat kasar batu pecah ukuran maksimum 20 mm, asal PT.Utama Beton Perkasa

  4. Serat limbah ban karet (crumb rubber) yang digunakan berbentuk serbuk yang lolos saringan 5mm

  5. Air yang digunakan untuk campuran dan curing benda uji adalah air PDAM Laboratorium Struktur dan Bahan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Mataram

  3.2.2 Peralatan

  Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: