PENGARUH PENAMBAHAN SERAT POLYESTER PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI GAS TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT POLYESTER
PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI GAS
TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH
DAN MODULUS ELASTISITAS
“The influence of Polyester Fiber Addition on Lighweight Concrete Made
by Gas Technology on Compressive Strengh, Split Tensile Strength, and
Modulus of Elasticity”
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
MUHAMMAD SYAIFUL YAHYA
NIM. I 1112055
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
commit to user
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
Niat dan kerja keras adalah hal yang paling utama untuk
bisa meraih semua hal yang anda inginkan.
Sesungguhnya Allah SWT. Tidak akan merubah keadaan
suatu kaum sehinggan mereka merubah keadaan yang ada
pada diri mereka sendiri. (Q.S. Ar Ra’d .11 )
Kejarlah duniamu seakan – akan engkau mati 1000 tahun
lagi, tapi kejarlah akhiratmu seakan – akan engkau mati
esok pagi.
I believe I Can Fly.
Gantungkanlah impianmu setinggi- tingginya dan
berusaha sekuat tenaga untuk bisa meraih impian yang
telah engkau gantungkan
Carilah hal yang bisa membuatmu bahagia smpai kau
benar-benar bahagia dibuatnya
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Alhamdulillah puji syukur tiada terkira kupanjatkan kehadirat Allah
SWT, pencipta alam semesta yang telah memberikan rahmat, hidayah
serta anugerah yang tak terhingga.
Ucapan Terima Kasih dan Penghargaan
Setinggi – tingginya Atas Terselesaikannya
SKRIPSI ini
Untuk Bapak dan Ibu yang tak henti-hentinya mendoakan, menasihati,
mendidikku tak pernah jemu dan selalu menaburkan pengorbanan dengan
kasih sayang. Tanpa maaf dan restumu hidupku tak akan berarti
apapun.
Buat kakak – kakak ku Serta adik ku yang selalu menyemangatiku dan
menyayangiku
Rekan tim beton gas yang selalu bekerja sama dalam menyelesaikan
sekripsi ini
Rekan – rekan teknik sipil non reguler 2012 UNS
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
M. SYAIFUL YAHYA, 2015. PENGARUH PENAMBAHAN SERAT
POLYESTER PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI GAS
TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH, DAN MODULUS
ELASTISITAS, Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret.
Beton adalah material konstruksi yang banyak digunakan, terdiri dari semen dan
material lain seperti agregat, air, dan atau campuran kimia seperti superplastilizer,
retarder, dan lain-lain. Berat jenis beton yang terlalu besar maka akan
berpengaruh pada beban mati suatu struktur bangunan. Karena itulah berbagai
penelitian dilakukan untuk memperbaiki sifat-sifat dan kualitas beton hingga
dalam perkembangannya banyak ditemukan berbagai macam beton baru hasil
modifikasi salah satunya adalah beton ringan. Dalam penelitian ini pembuatan
beton ringan yaitu dengan menambahkan alumunium pasta, karena jika
dicampurkan dengan campuran beton ringan, pasta aluminium bereaksi dengan
kalsium hidroksida dan membentuk hidrogen. Untuk menaikkan kekuatan pada
beton ini ditambahkan serat Polyester, dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh
penambahan serat polyester terhadap kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus
elastisitas beton ringan gas berserat polyester.
Metode yang digunakan adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di
Laboratorium Bahan UNS. Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 10 cm
dan tinggi 20 cm untuk pengujian modulus elastisitas, kuat tekan, dan kuat tarik
belah. Benda uji masing-masing berjumlah 3 buah untuk 1 variasi kadar
penambahan serat. Persentase serat yang digunakan adalah 0%; 0,25%; 0,5%;
0,75%; dan 1%. Pengujian menggunakan alat UTM (Universal Testing Machine).
Perhitungan yang digunakan adalah analisis statistik dengan regresi linear
menggunakan program Microsoft Excel.
Hasil dari penelitian ini adalah peningkatan nilai kuat tekan, kuat tarik belah, dan
modulus elastisitas beton ringan gas setelah ditambah serat Polyester. Peningkatan
paling maksimum terdapat pada kadar penambahan serat sebesar 0,75% dari berat
volume beton. Berat jenis benda uji paling tinggi adalah 1867,62 kg/m3, sehingga
masih termasuk beton ringan karena mempunyai berat jenis dibawah 1900 kg/m3.
Penambahan kadar serat sebesar 0,75% menghasilkan peningkatan kuat tekan,
kuat tarik belah, dan modulus elastisitas berturut-turut sebesar 42,31%; 30,37%;
dan 18,40% dibandingkan dengan beton ringan gas tanpa serat.
Kata kunci : beton ringan, serat Polyester, kuat tekan, kuat tarik belah,
modulus elatisitas
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
M. Syaiful YAhya, 2015, The Influence of Polyester Fiber Addition on
Lightweight Concrete Made by Gas Technology on Compressive Strength,
Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity, Thesis of Civil Engineering
Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University.
Concrete is a construction material that is widely used , consisting of cement and
other materials such as aggregates , water , and chemical or mixture as
superplasticizer , retarder , and others. Density of concrete is too big it will affect
the dead load of structure. That is why the various studies conducted to improve
the properties and the quality of the concrete to the development of many new
concrete found a wide range of modified one of which is lightweight concrete. In
this study of makin lightweight gas concrete by adding aluminum paste, because
if mixed with lightweight concrete mix, aluminum paste react with calcium
hydroxide and forms hydrogen. To increase the strength of the lightweight gas
concrete was added Polyester fiber, it aims to know the influence of addition of
polyester fibers on compressive strength , split tensile strength , and modulus of
elasticity of concrete lightweight polyester fiber gas.
The methods used is the method of experiment carried out in the Material
Laboratory of UNS. The specimen is in form of cylinder with diameter of 10 cm
and height of 20 cm for testing the modulus of elacity, compressive strength, and
the split tensile strength. Each specimen consist of 3 pieces for 1 variation of fiber
additional rate. The used fiber precentage are 0%; 0.25%; 0.5%; 0.75%; and 1%.
This test uses the UTM (Universal Testing Machine) appliance. The calculation
used is statistical analysis with linear regression using Microsoft Excel.
The result of this research is increase in the compressive strength, split tensile
strength, and modulus of elasticity of foam lightweight concrete after have been
added by some Polyester fibers. Maximum increase is in fiber addition of 0.75%
from concrete’s volume weight. The highest specimen’s density is 1867,62 kg/m3
so it is categorized as lightweight concrete because it has density below 1900
kg/m3. The fiber addition of 0.75% makes an increasing in compressive strength,
split tensile strength, and modulus of elasticity of 42,31%; 30,37%; and 18,40%
in a row rather than gas lightweight concrete which without fiber.
Keywords: lightweight concrete, Polyester fiber, compressive strength, split
tensile strength, modulus of elasticity
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul
“Pengaruh Penambahan Serat Polyester Pada Beton Ringan Dengan Teknologi
Gas Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, dan Modulus Elastisitas” guna
memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka
banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya
penyusunan skripsi ini. Untuk itu, Penulis ingin menyampaikan ucapan
terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf.
2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta beserta Staf.
3. Ketua program Studi Teknik Sipil Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf.
4. Purnawan Gunawan, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I.
5. Wibowo, ST., DEA selaku Dosen Pembimbing II.
6. Ir. Slamet Prayitno MT selaku tim Penguji Pendadaran,
7. Ir. Endang Rismunarsi MT selaku tim Penguji Pendadaran,
8. Ir. Agus Sumarsono, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik
Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada
umumnya dan mahasiswa pada khususnya.
Surakarta, Maret 2015
Penulis
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .....................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................
iii
MOTTO ........................................................................................................
iv
PERSEMBAHAN .........................................................................................
v
ABSTRAK.....................................................................................................
vi
KATA PENGANTAR ...................................................................................
viii
DAFTAR ISI .................................................................................................
ix
DAFTAR TABEL .........................................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
xiv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ..............................................................
xvi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah ....................................................................
1
1.2.
Rumusan Masalah .............................................................................
2
1.3.
Batasan Masalah ...............................................................................
3
1.4.
Tujuan Penelitian ..............................................................................
3
1.5.
Manfaat Penelitian ............................................................................
3
1.5.1.
Manfaat teoritis ................................................................................
3
1.5.2.
Manfaat praktis ............................................................................ .......
3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1.
Tinjauan Pustaka ...............................................................................
4
2.1.1.
Beton ...............................................................................................
4
2.1.2.
Beton Ringan ..................................................................................
4
2.1.3.
Beton Serat ......................................................................................
5
2.1.4.
Beton Foam .....................................................................................
commit to user
Beton Foam Serat ............................................................................
6
2.1.5.
ix
6
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.1.6.
Beton Gas .........................................................................................
7
2.2.
Landasan Teori..................................................................................
8
2.2.1.
Material Pembentuk Beton ................................................................
8
2.2.1.1. Semen Portland .................................................................................
8
2.2.1.2. Agregat .............................................................................................
10
2.2.1.3. Air ....................................................................................................
12
2.2.1.3. Fly Ash ............................................................................................
13
2.2.2.
Perawatan Beton (curing) ..................................................................
13
2.2.3.
Workability .......................................................................................
14
2.2.4.
Beton Ringan ....................................................................................
14
2.2.5.
Beton Serat........................................................................................
17
2.2.6.
Pasta Aluminium ...............................................................................
18
2.2.7.
Pengertian Serat ................................................................................
18
2.2.8.
Serat Dalam Beton ............................................................................
19
2.2.8.1. Serat Polimer Sintetis .......................................................................
20
2.2.8.2. Serat Polyester ..................................................................................
20
2.2.9.
Sifat Struktural Beton Serat ...............................................................
22
2.2.10. Konsep Beton Serat ...........................................................................
22
2.2.10.1. Mekanisme Kerja Serat.....................................................................
23
2.2.11. Pengujian Beton Berserat …..............................................................
25
2.2.11.1. Kuat Tekan Beton.............................................................................
25
2.2.11.2. Kuat Tarik Belah ..............................................................................
26
2.2.11.3. Modulus Elastisitas ( E ) ..................................................................
28
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1.
Uraian Umum ...................................................................................
30
3.2.
Tahapan dan Prosedur Penelitian .......................................................
31
3.3.
Bahan Pembuatan Beton Foam Berserat ............................................
35
3.4.
Peralatan Pembuatan Beton Foam Berserat .......................................
35
3.5.
Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar ................................
35
3.5.1.
Standar Pengujian Agregat Halus ......................................................
commit to user
Pengujian Agregat Halus ...................................................................
36
3.5.2.
x
36
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.5.2.1. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus .................................
36
3.5.2.2. Pengujian Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus ...........................
37
3.5.2.3. Pengujian Spesifik Gravity Agregat Halus .........................................
37
3.5.2.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ......................................................
38
3.5.3.
Tahapan dan Prosedur Pengujian Agregat Halus ................................
39
3.5.3.1. Prosedur Pengujian Kandungan Zat Organik Agregat Halus ..............
39
3.5.3.2. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus .................................
40
3.5.3.3. Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus .........................................
41
3.5.3.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ......................................................
43
3.6.
Tahapan dan Prosedur Pembuatan Beton Teknologi Gas ...................
44
3.7.
Perawatan Benda Uji .........................................................................
45
3.8.
Pengujian Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas..................................
45
3.9.
Pengujian Kuat Tarik Belah ...............................................................
46
BAB IV. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil Pengujian Bahan Dasar ...........................................................
47
4.1.1.
Hasil Pengujian Agregat Halus ..........................................................
47
4.2.
Rancang Campuran Adukan Beton ....................................................
49
4.2.1.
Rancang Campuran dengan Trial Mix ...............................................
49
4.3.
Hasil Pengujian Beton ......................................................................
50
4.3.1.
Hasil Pengujian Berat Jenis ...............................................................
50
4.3.2.
Hasil Pengujian Kuat Tekan ..............................................................
52
4.3.3.
Perhitungan Regresi Polynomial Kuat Tekan.....................................
54
4.3.4.
Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah .....................................................
55
4.3.5.
Perhitungan Regresi Polynomial Kuat Tarik Belah ............................
57
4.3.6.
Hasil Pengujian Modulus Elastisitas ..................................................
58
4.3.7.
Perhitungan Regresi Polynomial Modulus Elastisitas ........................
62
4.3.8.
Hasil Perhitungan dan Pembahasan Modulus Elastisitas dengan Rumus
Simple Mixture Rule..........................................................................
63
4.4.
Pembahasan .....................................................................................
65
4.4.1.
Berat Jenis Beton ..............................................................................
commit to user
Kuat Tekan Beton .............................................................................
65
4.4.2.
xi
66
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4.4.3.
Kuat Tarik Belah Beton .....................................................................
67
4.4.4.
Modulus Elastisitas Beton .................................................................
67
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan .......................................................................................
69
5.2.
Saran .................................................................................................
70
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
71
LAMPIRAN-LAMPIRAN
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland ..................................................... 8
Tabel 2.2. Jenis–jenis Semen Portland ........................................................... 9
Tabel 2.3. Persyaratan Gradasi Agregat Halus SK SNI T-15-1990-03. ............ 11
Tabel 2.4. Spesifikasi serat polyester .............................................................. 21
Tabel 2.5. Korelasi perbandingan dimensi silinder ......................................... 26
Tabel 3.1. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas . 30
Tabel 3.2. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tarik Belah .............................. 31
Tabel 3.3. Pengaruh Kadar Zat Organik terhadap Presentase Penurunan
Kekuatan Beton ............................................................................ 37
Tabel 3.4. Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM ............................... 39
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ...................................................... 47
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ......................................... 48
Tabel 4.3. Proporsi Campuran Adukan Beton Ringan Gas Untuk Setiap 1m3 .. 49
Tabel 4.4. Proporsi Campuran Adukan Beton Ringan Gas Untuk 1 Adukan .... 50
Tabel 4.5.Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Ringan Gas ............................... 51
Tabel 4.6. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Ringan Gas .............................. 53
Tabel 4.7. Perubahan Kuat Tekan Ringan Gas ................................................ 54
Tabel 4.8. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Ringan Gas .................... 56
Tabel 4.9. Perubahan Kuat Tarik Belah Ringan Gas ........................................ 57
Tabel 4.10. Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas Beton Ringan Gas ............. 61
Tabel 4.11. Perbandingan Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas dengan
Rumus Simple Mixture Rule .......................................................... 65
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Serat Tersebar Merata Dalam Beton ........................................... 17
Gambar 2.2. Serat Dalam Beton ...................................................................... 24
Gambar 2.3. Aksi Serat Bersama Pasta Semen ................................................ 24
Gambar 2.4. Aksi Pasak Dalam Beton ............................................................ 24
Gambar 2.5. Pengujian Kuat Tarik Belah ........................................................ 27
Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap-tahap Penelitian.............................................. 34
Gambar 3.2.Prosedur Pembuatan Beton Ringan Teknologi Gas ....................... 44
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
SK SNI = Surat Keputusan Standar Nasional Indonesia
ASTM = American Society for Testing and Materials
LGFC = lightweight gas fiber concrete
UTM = Universal Testing Machine
SSD
= Saturated Surface Dry
PBI
= Peraturan Beton Indonesia
ACI
= American Civil Institute
BS
= British Standartds (inggris)
MPa
= Mega pascal
KT
= Kuat Tekan
KB
= Kuat tarik Belah
PPC
= Portland Pozzoland Cement
fas
= faktor air semen`
f’c
= Kuat desak beton
f’t
= Kuat tarik belah beton
%
= Presentase
π
= Phi (3,14285)
σ
= Tegangan
ɛ
= Regangan
kg
= Kilo gram
gr
= gram
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
m3
= meter kubik
inch
= Inchi
cm
= centi meter
mm
= mili meter
P
= Beban yang diberikan
A
= Luas tampang melintang
D
= Diameter silinder (mm)
Ls
= Tinggi silinder (mm)
L
= Perubahan panjang akibat beban P (mm)
L
= Panjang semula (mm)
Ec
= Modulus elastis composit
Ef
= Modulus elastis serat
1
=Factor panjang serat
1
=Faktor orientasi serat
=Faktor efisiensi matrik beton
Vf
=Volume fraksi serat
lf
= Panjang serat
df
= Diameter serat
sf
= Spasi serat
v1
= Volume satu buah serat
vf
= Volume seluruh serat
G0
= berat pasir awal (100 gram)
commit to user
= berat pasir akhir (gram)
G1
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
d
= ∑ persentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan
e
= ∑ persentase berat pasir yang tertinggal
C
= Derajad Celsius
N
= Newton
N
= Jumlah serat
Ɩf
= Panjang serat
df
= Diameter serat
Sf
= Spasi efektif serat
Pe
= Serat Polyester
commit to user
digilib.uns.ac.id
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT POLYESTER
PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI GAS
TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH
DAN MODULUS ELASTISITAS
“The influence of Polyester Fiber Addition on Lighweight Concrete Made
by Gas Technology on Compressive Strengh, Split Tensile Strength, and
Modulus of Elasticity”
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
MUHAMMAD SYAIFUL YAHYA
NIM. I 1112055
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
commit to user
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
Niat dan kerja keras adalah hal yang paling utama untuk
bisa meraih semua hal yang anda inginkan.
Sesungguhnya Allah SWT. Tidak akan merubah keadaan
suatu kaum sehinggan mereka merubah keadaan yang ada
pada diri mereka sendiri. (Q.S. Ar Ra’d .11 )
Kejarlah duniamu seakan – akan engkau mati 1000 tahun
lagi, tapi kejarlah akhiratmu seakan – akan engkau mati
esok pagi.
I believe I Can Fly.
Gantungkanlah impianmu setinggi- tingginya dan
berusaha sekuat tenaga untuk bisa meraih impian yang
telah engkau gantungkan
Carilah hal yang bisa membuatmu bahagia smpai kau
benar-benar bahagia dibuatnya
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Alhamdulillah puji syukur tiada terkira kupanjatkan kehadirat Allah
SWT, pencipta alam semesta yang telah memberikan rahmat, hidayah
serta anugerah yang tak terhingga.
Ucapan Terima Kasih dan Penghargaan
Setinggi – tingginya Atas Terselesaikannya
SKRIPSI ini
Untuk Bapak dan Ibu yang tak henti-hentinya mendoakan, menasihati,
mendidikku tak pernah jemu dan selalu menaburkan pengorbanan dengan
kasih sayang. Tanpa maaf dan restumu hidupku tak akan berarti
apapun.
Buat kakak – kakak ku Serta adik ku yang selalu menyemangatiku dan
menyayangiku
Rekan tim beton gas yang selalu bekerja sama dalam menyelesaikan
sekripsi ini
Rekan – rekan teknik sipil non reguler 2012 UNS
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
M. SYAIFUL YAHYA, 2015. PENGARUH PENAMBAHAN SERAT
POLYESTER PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI GAS
TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH, DAN MODULUS
ELASTISITAS, Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret.
Beton adalah material konstruksi yang banyak digunakan, terdiri dari semen dan
material lain seperti agregat, air, dan atau campuran kimia seperti superplastilizer,
retarder, dan lain-lain. Berat jenis beton yang terlalu besar maka akan
berpengaruh pada beban mati suatu struktur bangunan. Karena itulah berbagai
penelitian dilakukan untuk memperbaiki sifat-sifat dan kualitas beton hingga
dalam perkembangannya banyak ditemukan berbagai macam beton baru hasil
modifikasi salah satunya adalah beton ringan. Dalam penelitian ini pembuatan
beton ringan yaitu dengan menambahkan alumunium pasta, karena jika
dicampurkan dengan campuran beton ringan, pasta aluminium bereaksi dengan
kalsium hidroksida dan membentuk hidrogen. Untuk menaikkan kekuatan pada
beton ini ditambahkan serat Polyester, dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh
penambahan serat polyester terhadap kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus
elastisitas beton ringan gas berserat polyester.
Metode yang digunakan adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di
Laboratorium Bahan UNS. Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 10 cm
dan tinggi 20 cm untuk pengujian modulus elastisitas, kuat tekan, dan kuat tarik
belah. Benda uji masing-masing berjumlah 3 buah untuk 1 variasi kadar
penambahan serat. Persentase serat yang digunakan adalah 0%; 0,25%; 0,5%;
0,75%; dan 1%. Pengujian menggunakan alat UTM (Universal Testing Machine).
Perhitungan yang digunakan adalah analisis statistik dengan regresi linear
menggunakan program Microsoft Excel.
Hasil dari penelitian ini adalah peningkatan nilai kuat tekan, kuat tarik belah, dan
modulus elastisitas beton ringan gas setelah ditambah serat Polyester. Peningkatan
paling maksimum terdapat pada kadar penambahan serat sebesar 0,75% dari berat
volume beton. Berat jenis benda uji paling tinggi adalah 1867,62 kg/m3, sehingga
masih termasuk beton ringan karena mempunyai berat jenis dibawah 1900 kg/m3.
Penambahan kadar serat sebesar 0,75% menghasilkan peningkatan kuat tekan,
kuat tarik belah, dan modulus elastisitas berturut-turut sebesar 42,31%; 30,37%;
dan 18,40% dibandingkan dengan beton ringan gas tanpa serat.
Kata kunci : beton ringan, serat Polyester, kuat tekan, kuat tarik belah,
modulus elatisitas
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
M. Syaiful YAhya, 2015, The Influence of Polyester Fiber Addition on
Lightweight Concrete Made by Gas Technology on Compressive Strength,
Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity, Thesis of Civil Engineering
Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University.
Concrete is a construction material that is widely used , consisting of cement and
other materials such as aggregates , water , and chemical or mixture as
superplasticizer , retarder , and others. Density of concrete is too big it will affect
the dead load of structure. That is why the various studies conducted to improve
the properties and the quality of the concrete to the development of many new
concrete found a wide range of modified one of which is lightweight concrete. In
this study of makin lightweight gas concrete by adding aluminum paste, because
if mixed with lightweight concrete mix, aluminum paste react with calcium
hydroxide and forms hydrogen. To increase the strength of the lightweight gas
concrete was added Polyester fiber, it aims to know the influence of addition of
polyester fibers on compressive strength , split tensile strength , and modulus of
elasticity of concrete lightweight polyester fiber gas.
The methods used is the method of experiment carried out in the Material
Laboratory of UNS. The specimen is in form of cylinder with diameter of 10 cm
and height of 20 cm for testing the modulus of elacity, compressive strength, and
the split tensile strength. Each specimen consist of 3 pieces for 1 variation of fiber
additional rate. The used fiber precentage are 0%; 0.25%; 0.5%; 0.75%; and 1%.
This test uses the UTM (Universal Testing Machine) appliance. The calculation
used is statistical analysis with linear regression using Microsoft Excel.
The result of this research is increase in the compressive strength, split tensile
strength, and modulus of elasticity of foam lightweight concrete after have been
added by some Polyester fibers. Maximum increase is in fiber addition of 0.75%
from concrete’s volume weight. The highest specimen’s density is 1867,62 kg/m3
so it is categorized as lightweight concrete because it has density below 1900
kg/m3. The fiber addition of 0.75% makes an increasing in compressive strength,
split tensile strength, and modulus of elasticity of 42,31%; 30,37%; and 18,40%
in a row rather than gas lightweight concrete which without fiber.
Keywords: lightweight concrete, Polyester fiber, compressive strength, split
tensile strength, modulus of elasticity
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul
“Pengaruh Penambahan Serat Polyester Pada Beton Ringan Dengan Teknologi
Gas Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, dan Modulus Elastisitas” guna
memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka
banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya
penyusunan skripsi ini. Untuk itu, Penulis ingin menyampaikan ucapan
terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf.
2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta beserta Staf.
3. Ketua program Studi Teknik Sipil Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf.
4. Purnawan Gunawan, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I.
5. Wibowo, ST., DEA selaku Dosen Pembimbing II.
6. Ir. Slamet Prayitno MT selaku tim Penguji Pendadaran,
7. Ir. Endang Rismunarsi MT selaku tim Penguji Pendadaran,
8. Ir. Agus Sumarsono, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik
Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada
umumnya dan mahasiswa pada khususnya.
Surakarta, Maret 2015
Penulis
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .....................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................
iii
MOTTO ........................................................................................................
iv
PERSEMBAHAN .........................................................................................
v
ABSTRAK.....................................................................................................
vi
KATA PENGANTAR ...................................................................................
viii
DAFTAR ISI .................................................................................................
ix
DAFTAR TABEL .........................................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
xiv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ..............................................................
xvi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah ....................................................................
1
1.2.
Rumusan Masalah .............................................................................
2
1.3.
Batasan Masalah ...............................................................................
3
1.4.
Tujuan Penelitian ..............................................................................
3
1.5.
Manfaat Penelitian ............................................................................
3
1.5.1.
Manfaat teoritis ................................................................................
3
1.5.2.
Manfaat praktis ............................................................................ .......
3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1.
Tinjauan Pustaka ...............................................................................
4
2.1.1.
Beton ...............................................................................................
4
2.1.2.
Beton Ringan ..................................................................................
4
2.1.3.
Beton Serat ......................................................................................
5
2.1.4.
Beton Foam .....................................................................................
commit to user
Beton Foam Serat ............................................................................
6
2.1.5.
ix
6
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.1.6.
Beton Gas .........................................................................................
7
2.2.
Landasan Teori..................................................................................
8
2.2.1.
Material Pembentuk Beton ................................................................
8
2.2.1.1. Semen Portland .................................................................................
8
2.2.1.2. Agregat .............................................................................................
10
2.2.1.3. Air ....................................................................................................
12
2.2.1.3. Fly Ash ............................................................................................
13
2.2.2.
Perawatan Beton (curing) ..................................................................
13
2.2.3.
Workability .......................................................................................
14
2.2.4.
Beton Ringan ....................................................................................
14
2.2.5.
Beton Serat........................................................................................
17
2.2.6.
Pasta Aluminium ...............................................................................
18
2.2.7.
Pengertian Serat ................................................................................
18
2.2.8.
Serat Dalam Beton ............................................................................
19
2.2.8.1. Serat Polimer Sintetis .......................................................................
20
2.2.8.2. Serat Polyester ..................................................................................
20
2.2.9.
Sifat Struktural Beton Serat ...............................................................
22
2.2.10. Konsep Beton Serat ...........................................................................
22
2.2.10.1. Mekanisme Kerja Serat.....................................................................
23
2.2.11. Pengujian Beton Berserat …..............................................................
25
2.2.11.1. Kuat Tekan Beton.............................................................................
25
2.2.11.2. Kuat Tarik Belah ..............................................................................
26
2.2.11.3. Modulus Elastisitas ( E ) ..................................................................
28
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1.
Uraian Umum ...................................................................................
30
3.2.
Tahapan dan Prosedur Penelitian .......................................................
31
3.3.
Bahan Pembuatan Beton Foam Berserat ............................................
35
3.4.
Peralatan Pembuatan Beton Foam Berserat .......................................
35
3.5.
Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar ................................
35
3.5.1.
Standar Pengujian Agregat Halus ......................................................
commit to user
Pengujian Agregat Halus ...................................................................
36
3.5.2.
x
36
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.5.2.1. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus .................................
36
3.5.2.2. Pengujian Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus ...........................
37
3.5.2.3. Pengujian Spesifik Gravity Agregat Halus .........................................
37
3.5.2.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ......................................................
38
3.5.3.
Tahapan dan Prosedur Pengujian Agregat Halus ................................
39
3.5.3.1. Prosedur Pengujian Kandungan Zat Organik Agregat Halus ..............
39
3.5.3.2. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus .................................
40
3.5.3.3. Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus .........................................
41
3.5.3.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ......................................................
43
3.6.
Tahapan dan Prosedur Pembuatan Beton Teknologi Gas ...................
44
3.7.
Perawatan Benda Uji .........................................................................
45
3.8.
Pengujian Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas..................................
45
3.9.
Pengujian Kuat Tarik Belah ...............................................................
46
BAB IV. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil Pengujian Bahan Dasar ...........................................................
47
4.1.1.
Hasil Pengujian Agregat Halus ..........................................................
47
4.2.
Rancang Campuran Adukan Beton ....................................................
49
4.2.1.
Rancang Campuran dengan Trial Mix ...............................................
49
4.3.
Hasil Pengujian Beton ......................................................................
50
4.3.1.
Hasil Pengujian Berat Jenis ...............................................................
50
4.3.2.
Hasil Pengujian Kuat Tekan ..............................................................
52
4.3.3.
Perhitungan Regresi Polynomial Kuat Tekan.....................................
54
4.3.4.
Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah .....................................................
55
4.3.5.
Perhitungan Regresi Polynomial Kuat Tarik Belah ............................
57
4.3.6.
Hasil Pengujian Modulus Elastisitas ..................................................
58
4.3.7.
Perhitungan Regresi Polynomial Modulus Elastisitas ........................
62
4.3.8.
Hasil Perhitungan dan Pembahasan Modulus Elastisitas dengan Rumus
Simple Mixture Rule..........................................................................
63
4.4.
Pembahasan .....................................................................................
65
4.4.1.
Berat Jenis Beton ..............................................................................
commit to user
Kuat Tekan Beton .............................................................................
65
4.4.2.
xi
66
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4.4.3.
Kuat Tarik Belah Beton .....................................................................
67
4.4.4.
Modulus Elastisitas Beton .................................................................
67
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan .......................................................................................
69
5.2.
Saran .................................................................................................
70
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
71
LAMPIRAN-LAMPIRAN
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland ..................................................... 8
Tabel 2.2. Jenis–jenis Semen Portland ........................................................... 9
Tabel 2.3. Persyaratan Gradasi Agregat Halus SK SNI T-15-1990-03. ............ 11
Tabel 2.4. Spesifikasi serat polyester .............................................................. 21
Tabel 2.5. Korelasi perbandingan dimensi silinder ......................................... 26
Tabel 3.1. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas . 30
Tabel 3.2. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tarik Belah .............................. 31
Tabel 3.3. Pengaruh Kadar Zat Organik terhadap Presentase Penurunan
Kekuatan Beton ............................................................................ 37
Tabel 3.4. Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM ............................... 39
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ...................................................... 47
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ......................................... 48
Tabel 4.3. Proporsi Campuran Adukan Beton Ringan Gas Untuk Setiap 1m3 .. 49
Tabel 4.4. Proporsi Campuran Adukan Beton Ringan Gas Untuk 1 Adukan .... 50
Tabel 4.5.Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Ringan Gas ............................... 51
Tabel 4.6. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Ringan Gas .............................. 53
Tabel 4.7. Perubahan Kuat Tekan Ringan Gas ................................................ 54
Tabel 4.8. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Ringan Gas .................... 56
Tabel 4.9. Perubahan Kuat Tarik Belah Ringan Gas ........................................ 57
Tabel 4.10. Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas Beton Ringan Gas ............. 61
Tabel 4.11. Perbandingan Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas dengan
Rumus Simple Mixture Rule .......................................................... 65
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Serat Tersebar Merata Dalam Beton ........................................... 17
Gambar 2.2. Serat Dalam Beton ...................................................................... 24
Gambar 2.3. Aksi Serat Bersama Pasta Semen ................................................ 24
Gambar 2.4. Aksi Pasak Dalam Beton ............................................................ 24
Gambar 2.5. Pengujian Kuat Tarik Belah ........................................................ 27
Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap-tahap Penelitian.............................................. 34
Gambar 3.2.Prosedur Pembuatan Beton Ringan Teknologi Gas ....................... 44
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
SK SNI = Surat Keputusan Standar Nasional Indonesia
ASTM = American Society for Testing and Materials
LGFC = lightweight gas fiber concrete
UTM = Universal Testing Machine
SSD
= Saturated Surface Dry
PBI
= Peraturan Beton Indonesia
ACI
= American Civil Institute
BS
= British Standartds (inggris)
MPa
= Mega pascal
KT
= Kuat Tekan
KB
= Kuat tarik Belah
PPC
= Portland Pozzoland Cement
fas
= faktor air semen`
f’c
= Kuat desak beton
f’t
= Kuat tarik belah beton
%
= Presentase
π
= Phi (3,14285)
σ
= Tegangan
ɛ
= Regangan
kg
= Kilo gram
gr
= gram
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
m3
= meter kubik
inch
= Inchi
cm
= centi meter
mm
= mili meter
P
= Beban yang diberikan
A
= Luas tampang melintang
D
= Diameter silinder (mm)
Ls
= Tinggi silinder (mm)
L
= Perubahan panjang akibat beban P (mm)
L
= Panjang semula (mm)
Ec
= Modulus elastis composit
Ef
= Modulus elastis serat
1
=Factor panjang serat
1
=Faktor orientasi serat
=Faktor efisiensi matrik beton
Vf
=Volume fraksi serat
lf
= Panjang serat
df
= Diameter serat
sf
= Spasi serat
v1
= Volume satu buah serat
vf
= Volume seluruh serat
G0
= berat pasir awal (100 gram)
commit to user
= berat pasir akhir (gram)
G1
digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
d
= ∑ persentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan
e
= ∑ persentase berat pasir yang tertinggal
C
= Derajad Celsius
N
= Newton
N
= Jumlah serat
Ɩf
= Panjang serat
df
= Diameter serat
Sf
= Spasi efektif serat
Pe
= Serat Polyester
commit to user