KARAKTERISTIK KUAT LEKAT REPAIR MORTAR DENGAN BAHAN TAMBAH POLYMER YANG DIUKUR DARI UJI KUAT BELAH

The Characteristic Of Bond Strengh of Repair Mortar with Polymer Determined by Split testing Strengh

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Oleh :

TRI WAHYONO

NIM : I. 0102544

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010

LEMBAR PERSETUJUAN KARAKTERISTIK KUAT LEKAT REPAIR MORTAR DENGAN BAHAN TAMBAH POLYMER YANG DIUKUR DARI UJI KUAT BELAH

The Characteristic Of Bond Strengh of Repair Mortar with Polymer Determined by Split testing Strengh

Disusun Oleh :

TRI WAHYONO

NIM : I. 0102544

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

S. A. Kristiawan, ST, MSc, Ph. D Ir. Sunarmasto, MT NIP. 19690501 199512 1 001

NIP. 19560717 198703 1 001

LEMBAR PENGESAHAN

Telah dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta guna memenuhi sebagian persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.

Pada hari : Jumat Tanggal : 22 Januari 2010

1. S. Kristiawan, ST, MSc, Ph. D (……………………………………)

NIP. 19690501 199512 1 001

2. Ir. Sunarmasto, MT (……………………………………)

NIP. 19560717 198703 1 001

3. Edy Purwanto ST, MT

NIP. 19680912 199702 1 001

4. Ir. Supardi, MT

NIP. 19550504 198003 1 003

Disahkan : Ketua Program S1 Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS

Ir. Agus Sumarsono, MT NIP. 19570814 198601 1 001

Disahkan, a.n. Dekan Fakultas Teknik

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret

Fakultas Teknik UNS

Pembantu Dekan I

Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT

NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001

MOTTO

Jagalah setiap kepercayaan yang telah diberikan lepada kamu, karena berbahagialah bagi orang-orang yang terpercaya

( penulis ) *******

Kebijaksanaan tidak lagi merupakan kebijaksanaan bilamana ia terlalu angkuh untuk menangis, terlalu serius untuk tertawa, dan terlalu egois untuk melihat yang lain kecuali dirinya

( Kahlil Gibran ) ******

Bebaskanlah pekerjaan pada dirimu menurut kemampuanmu, karena Allah azzawajala tidak bosan hinggá kamu sendiri yang bosan dan, sesungguhnya amal yang paling dicintai Allah azzawajala ádalah yang terus-menerus meskipun sedikit ( hadist Riwayat Bukhari )

Dan kembalilah dan berserah dirilah kamu kepada Rabb-mu

( Az – Zumar : 54 ) ******

PERSEMBAHAN

Allah swt, pemilik jiwa, raga, hidup dan kehidupanku. Atas kuasa dan kehendakmu-mu semua ini dapat terjadi (thank you for your never ending blessings and for living me strength in my

moments of weakness)

Ibu, cinta dan kasih sayangmu menuntunku untuk mengerti arti berjuang untuk hidup (it`s really nice to have a family that can laugh as much as we do) Mas-Masku, Mbak Ipuk, Laras. Tawa dan canda kalian menjadi penyejuk dalam kesediahanku (l love you more than you`ll ever

know)

Erwi Puji Astuti, bikin hidup lebih hidup (you`re the one llove…the one) l live for…the most beautiful gifts in my live) Sahabat-sahabatku, thanks for all

ABSTRAK

Tri Wahyono, 2009, KARAKTERISTIK KUAT LEKAT REPAIR MORTAR

DENGAN BAHAN TAMBAH POLYMER YANG DIUKUR DARI UJI

KUAT BELAH, The Characteristic Of Bond Strength of Repair Mortar with Polymer Determined by Split testing Strenght , Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Polymer sebagai bahan tambah dalam campuran repair mortar berinteraksi dengan semen Portland dan air. Dalam interaksi tersebut polymer memperlambat hidrasi sehingga sangat berpengaruh pada proses kristalisasi selama pengerasan beton. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan polymer pada repair mortar terhadap kuat lekat repair mortar pada beton dengan variasi polymer 2%, 4%, 6% kemudian dibandingkan , Sika Repair Mortar dan Mortar Utama.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan mengadakan suatu percobaan di laboratorium secara langsung untuk mendapatkan data atau hasil yang menghubungkan antara variable-variabel yang diselidiki. Dalam percobaan ini akan dicari nilai kuat lekat repair mortar dengan menggunakan benda uji berbentuk silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.

Dari hasil analisis diperoleh nilai kuat lekat repair mortar dengan variasi Polymer 0%, 2%, 4% dan 6% adalah sebagai berikut : 0.59MPa, 0.68MPa, 0.,75MPa, 0.85MPa, sedangkan untuk Sika Repair Mortar, Mortar Utama dan Mortar Biasa adalah sebagai berikut : 0.71MPa, 0.24MPa, 0.31MPa.

Kata kunci : Polymer, Kuat Lekat

PENGANTAR

Dengan mengucapkan syukur Alhamdulilah kehadirat Allah swt yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, serta menuntun didalam penyusunan skripsi ini, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan lancar.

Penulisan skripsi dengan judul “Karakteriristik Kuat Lekat Repair Mortar

dengan Bahan tambah Polymer yang Diukur dari Uji Kuat Belah ’’ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Selesai penulisan skripsi ini tidak lepas dari dukungan berbagai pihak, sehingga pada kesempatan ini tidak berlebih kiranya jika penulis mengucapkan terima kasih

kepada :

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Pimpinan Program Teknik Sipil S1 Non Reguler Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. S. A. Kristiawan, ST, MSc, Ph.D selaku Dosen Pembimbing Skripsi I atas arahan dan bimbingannya selama penyusunan tugas ini.

5. Ir. Sunarmasto, MT selaku Dosen Pembimbing Skripsi II atas arahan dan bimbingannya selama penyusunan tugas ini.

6. Ibuku dan saudara-saudaraku yang senantiasa memberiku doa dan semangat untuk terus maju.

7. Sahabat-sahabat dekatku Bpk Saptoyo Budi, Hendrix, Agus Maryadi dan Erik Kustiyanto terima kasih mau mendengarkan segala keluh kesahku selama ini, akhirnya kita berhasil juga.

8. Rekan-rekan seperjuangan angkatan 2002 Teknik Sipil S1 Non Reguler Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

9. Semua pihak yang telah membantu terselesainya skripsi ini.

Penulisan dengan segala keterbatasan menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan dan masih banyak terdapat kekurangan disetiap sisinya. Oleh karena itu, kritik dan saran maupun masukan yang membawa kearah perbaikan dan bersifat membangun sangat penulis harapkan.

Akhirnya besar harapan penulis, semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis, khususnya dan pembaca pada umumnya.

Surakarta, Januari 2010

Penulis

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Tabel proporsi Campuran Benda Uji ………………………….….21 Tabel 4.1. Tabel hasil Pengujian Kuat Lekat dengan Cara Uji Kuat Belah……………………………………………………………...30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1. Perletakan Dua Campuran Untuk Benda Uji .........................…21 Gambar 3.2. Bagan Alir Tahap-Tahap Penelitian ...........................................26 Gambar 4.1. Perletakan Dua Campuran Untuk Benda Uji .............................30 Gambar 4.2. Diagram Hasil Perhitungan Kuat Lekat Untuk Berbagai

Benda Uji....................................................................................31 Gambar 4.3. Grafik Regresi Hubungan Repair Mortar Dengan Bahan Tambah Polymer dan Kuat Lekat................................................32

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

ASTM = Amerika Society For Testing and Material

A = Luas Tampang Benda Uji

BN = Beton Normal

D = Diameter Silinder

f.a.s = Faktor Air Semen

f `c = Kuat Tekan Beton

f `ct = Kuat Belah atau Kuat Lekat Beton Gr = Gram kg = Kilogram kN = Kilo Newton L = Panjang Silinder mm = Milimeter MO = Mortar Biasa MO-P = Mortar Biasa Tambah Pengeras MPa = Mega Pascal MU = Mortar Utama N = Newton PO = Polymer PBI = Peraturan Beton Bertulang Indonesia P maks = Beban maksimum yang diberikan SSD = Saturated Surface Dry SK = Sika SKSNI = Standar Konsep Standar Nasional Indonesia

V = Volume Silinder

W = Modulus of Section % = Persentase

∏ = Phi ( 3.14 )

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A. Hasil Pengujian Bahan Dasar LAMPIRAN B. Hasil Perhitungan Rancang Campur Beton (Mix Design) LAMPIRAN C. Hasil Pengujian Kuat Lekat Repair Mortar dan Kuat Tekan

Beton Normal

LAMPIRAN D. Dokumentasi Penelitian LAMPIRAN E. Form-form Skripsi

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Beton Sangat banyak dipakai secara luas sebagai bahan bangunan. Selama ini telah diketahui bahwa beton memiliki beberapa kelebihan sebagai bahan struktur beton dibanding bahan lainnya, misalnya baja dan kayu. Beberapa keunggulan beton antara lain harganya relatif lebih murah karena menggunakan bahan-bahan dasar dari lokal, mempunyai kuat tekan tinggi, tahan terhadap karat, mudah diangkut dan dicetak dan relatif tahan terhadap kebakaran.

Namun demikian beton juga banyak memiliki kelemahan, antara lain kekuatan tariknya rendah, menyusut pada saat pengeringan, sulit untuk kedap air yang sempurna dan sifatnya yang getas. Dalam jangka waktu tertentu beton pasti akan mengalami kerusakan-kerusakan, seperti : terjadi retak-retak, aus, delaminasi, spalling ( patah ). Kerusakan-kerusakan beton tersebut perlu mengalami perbaikan antara lain dengan cara penambalan (patch repair).

Dalam perbaikan beton dengan patch repair perlu diperhatikan syarat-syarat material yang digunakan untuk patch repair yaitu diantaranya mampu menyatu atau melekat erat dengan beton yang akan dipatch repair, dapat menyesuaikan dengan bentuk beton yang akan dipach repair dan tidak mengurangi kekuatan beton aslinya. Di pasaran jenis repair mortar yang beredar banyak sekali salah satunya SIKA, tapi kebanyakan harganya relatif mahal. Repair sebagai bahan yang dapat dibuat sendiri dengan bahan dasar mortar, oleh karena itu perlu dikembangkan jenis repair mortar baru yang berkualitas sama, tetapi harga tetap terjangkau.

Mortar sebagai repair material relatif mudah dibuat dan diaplikasikan di lapangan. Namur demikian material ini, jika dipakai patch repair daya lekatnya sangat kurang, maka dari itu untuk mengatasi masalah tersebut mortar dapat dikembangkan lebih lanjut dengan menambahkan polymer.

Kelekatan repair mortar dengan bahan tambah polymer dapat diuji dengan cara uji kuat belah dimana belahan dilakukan pada interface sampel silinder yang terbuat dari gabungan beton induk dengan repair mortar. Dengan cara uji kuat belah, maka semakin tinggi nilai kuat belah semakin tinggi kelekatannya. Repair mortar perlu campuran tambahan SIKAmen NN dan pengeras beton. SIKAmen NN untuk pengencer mempermudah dalam pengadukan repair material, sehingga dapat dibuat repair mortar dengan fas yang rendah agar repair mortar yang diperoleh mempunyai kuat tekan tinggi. Pengeras beton untuk mempercepat pengerasan adukan patch repair, sehingga memenuhi tuntutan lapangan yang mengijinkan kuat tekan tinggi di umur awal.

1.2. Rumusan Masalah

Setelah pembahasan dalam latar belakang mengenai kuat lekat repair mortar pada beton dengan bahan tambah polymer, maka dapat diambil rumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana kuat lekat repair mortar pada beton dengan bahan tambah polymer dengan kandungan yang bervariasi dibandingkan repair mortar yang lain (Mortar Utama, Sika Repair Mortar dan Mortar Biasa).

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan masalah sebagai berikut ;

1. Semen yang digunakan semen tipe 1.

2. Perbandingan campuran semen : pasir = 1 : 2,5.

3. Pengeras beton yang dipakai 0,4 % dari berat semen.

4. Superplastiscizer yang dipakai 2 % dari berat semen.

5. Polymer yang digunakan dengan variasi 2 %, 4 % dan 6 % dari berat semen.

6. Faktor air semen yang digunakan 0,5.

7. Membuat beton induk dengan f`c =21 MPa.

1.4. Tujuan Penelitian

Dengan adanya penelitian ini setelah diuji kelekatan repair mortar pada beton dengan bahan tambah polymer, maka tujuan yang ingin dicapai adalah untuk menghasilkan nilai kuat lekat repair mortar dengan bahan tambah polymer yang lebih tinggi dibandingkan repair mortar yang lain (Sika Repair Mortar, Mortar Utama, Mortar Biasa).

1.5. Manfaat Penelitian

1.5.1 Manfaat Teoritis

Dengan adanya penelitian ini, maka didapat manfaat tentang kandungan polymer yang dapat digunakan dalam campuran repair mortar untuk mendapatkan repair material yang dapat dibutuhkan dalam pekerjaan patch repair ditinjau dari karakteristik kuat lekat akibat uji belah.

1.5.2 Manfaat Praktis

Dari hasil penelitian ini dapat menjadi petunjuk praktis di lapangan mengenai penggunaan polymer sebagai bahan tambah repair mortar. Petunjuk yang dimaksud adalah besarnya kandungan polymer yang dapat ditambahkan untuk mendapatkan repair material dalam pekerjaan patch repair yang lekatannya mampu menahan beban.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Pendahuluan

2. 1. 1 Pengertian Beton

Beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidrolik lain, agregat halus, agregat kasar, dan air dengan atau tanpa bahan tambahan lain dengan perbandingan tertentu yang kemudian membentuk masa yang padat. Dari bahan- bahan pembentuk beton tersebut semen merupakan bahan yang memiliki sifat adhesif dan kohesif yang memungkinkan melekatnya fragmen-fragmen mineral menjadi suatu masa yang padat. (Chiu-Kia Wang, 1986).

Beton mempunyai kecenderungan berisi rongga akibat adanya gelembung- gelembung udara yang terbentuk selama atau setelah pencetakan. Hal ini penting,terutama untuk memperoleh campuran yang mudah dikerjakan maka diperlukan air yang berlebihan dari pada yang dibutuhkan pada persenyawaan kimia dan air. Air ini menggunakan ruangan dan bila kemudian kering akan meninggalkan rongga-rongga udara sehigga akan menyebabkan beton berpori. Dapat ditambahkan bahwa selain air yang mengawali pemakaian ruangan dan kelak menjadi rongga, terjadi juga rongga-rongga udara langsung pada prosetase yang kecil. (Murdock, 1991 : 23).

Beton yang paling padat dan kuat diperoleh dengan menggunakan jumlah air yang minimal konsisten dengan derajat workabilitas yang dibutuhkan untuk memberikan kepadatan maksimal. Derajat kepadatan harus dipertimbangkan dalam hubungannya dengan cara pemadatan dan jenis konstruksi, agar terhindar dari kebutuhan akan pekerjaan yang berlebihan dalam mencapai kepadatan maksimal. (Murdock, 1991 : 97).

2. 1. 2 Kerusakan-kerusakan yang terjadi pada beton

2. 1. 2. 1. Retak (Crack)

Retak pada beton biasanya dikarenakan proporsi campuran pada beton kurang baik. Retak merupakan kerusakan paling ringan yang terjadi pada beton. Keretakan dibedakan retak struktur dan non-struktur. Retak struktur umumnya terjadi pada elemen struktur beton bertulang, sedang retak non-struktur terjadi dinding bata atau dinding non-beton lainnya.

2. 1. 2. 2. Terlepasnya bagian beton (Spalling)

Spalling atau terlepasnya bagian beton merupakan jenis kerusakan beton yang sering terjadi pada bangunan beton dan biasanya kurang diperhatikan dalam pembuatan campurannya. Kerusakan ini terjadi karena campuran beton yang kurang homogen dan juga faktor umur beton. Oleh karena itu metode perbaikan pada kerusakan spalling, tergantung pada besar dan dalamnya spalling yang terjadi.

2. 1. 2. 3. Aus

Aus merupakan kerusakan beton yang disebabkan karena umur beton yang sudah terlalu lama. Selain itu juga dikarenakan terjadi korosi pada beton.

2. 1. 2. 4. Patah

Patah yang terjadi pada beton biasanya dikarenakan struktur beton yang tidak mampu untuk menahan beban. Kerusakan ini bisa terjadi karena pada saat pembuatan campuran beton ( mix design ) kurang diperhatikan proporsi yang digunakan. Sebelum pembuatan campuran beton harus menghitung beben-beban yang akan menimpa struktur beton tersebut agar patah pada beton tidak terjadi.

2. 1. 2. 5. Keropos

Keropos merupakan jenis kerusakan yang disebabkan salah satunya karena umur beton yang terlalu lama. Kerusakan ini biasanya kurang diperhatikan karena kerusakan terjadi pada bagian bangunan yang sulit dijangkau. Misalnya pada bagian bawah jembatan. Untuk itu agar tidak terjadi keropos dini karena reaksi kimia atau yang lain maka perlu diperhatikan pada saat pembuatan bangunan.

2. 1. 2. 6. Delaminasi

Beton mengelupas sampai kelihatan tulangannya disebut Delaminasi. Kerusakan ini bisa terjadi pada konstruksi bangunan dikarenakan banyak sebab, diantaranya kegagalan pada pembuatan campuran, reaksi kimia, kelebihan beban dan sebagainya. Oleh karena itu perlu diperhitungkan agar kerusakan ini tidak terjadi pada konstruksi bangunan.

2. 1. 3. Penyebab kerusakan-kerusakan pada beton

2. 1. 3. 1. Serangan Asam

Beton yang terbuat dari semen portland diketahui memperlihatkan hasil yang buruk saat bersentuhan dengan asam. Kurangnya ketahanan beton pada dasarnya sangat penting apabila bidang-bidang beton yang besar terkena tumpahan asam. Serangan asam sebagai sumber penyebab kerusakan beton yang paling umum dalam system pembuangan kotoran (limbah), proses industri dan air tanah. Larutan asam merupakan salah satu yang paling agresif terhadap beton.

2. 1. 3. 2. Korosi

Dengan adanya banyak pori, sangat mudah senyawa dari luar berinfiltrasi kedalam beton. Masuknya senyawa-senyawa dari luar dapat mengakibatkan berkurangnya Dengan adanya banyak pori, sangat mudah senyawa dari luar berinfiltrasi kedalam beton. Masuknya senyawa-senyawa dari luar dapat mengakibatkan berkurangnya

Beton secara alami terlindungi dari korosi oleh lapisan tipis akibat pasif alkalin dari bahan dasar semen. Akibat serangan agresif karena pengaruh lingkungan di sekitarnya beton dapat mengalami korosi. Bangunan beton yang di bangun disekitar pantai, dapat lebih cepat rusak akibat serangan garam chloride. Gas CO2 pun dapat masuk secara agresif melalui pori2 beton dan bereaksi dengan Ca(OH)2 dan menghasilkan CaCO3 + H2O yang menyebabkan pH dari beton turun.

Tiga hal mutlak, sehingga menjadikan korosi pada beton:

1. Rusak akibat chloride atau karbonasi.

2. Air sebagai electrolit.

3. Oksigen.

2. 1. 3. 3. Kelebihan Beban

Beton digunakan dalam konstruksi bangunanan karena mampu menahan beban yang sesuai dengan kegunaanya. Beton yang dipakai juga sudah dirancang untuk menahan beban yang telah diperhitungkan. Kelebihan beban pada konstruksi bangunan dapat menyebabkan umur rencana bangunan berkurang, selain itu juga dapat menyebabkan bangunan tersebut retak dan bisa lebih fatal lagi akibatnya terjadi patah pada beton.

2. 1. 3. 4. Gempa

Pada umumnya setelah terjadi gempa bumi dengan skala yang cukup besar, akan mengakibatkan kerusakan struktur maupun non struktur pada bangunan yang terbuat dari konstruksi beton. Bentuk dan tingkat kerusakan yang terjadi mulai yang ringan dan berat. Dengan adanya tuntutan bahwa bangunan yang mengalami kerusakan harus dapat secepatnya difungsikan kembali, maka perlu penanganan Pada umumnya setelah terjadi gempa bumi dengan skala yang cukup besar, akan mengakibatkan kerusakan struktur maupun non struktur pada bangunan yang terbuat dari konstruksi beton. Bentuk dan tingkat kerusakan yang terjadi mulai yang ringan dan berat. Dengan adanya tuntutan bahwa bangunan yang mengalami kerusakan harus dapat secepatnya difungsikan kembali, maka perlu penanganan

2. 1. 3. 5. Kebakaran

Kebakaran merupakan salah satu penyebab kerusakan yang sangat merugikan sekali dalam konstruksi bangunan. Bentuk dan tingkat kerusakannya pun sangat berat. Konstruksi bangunan yang mengalami kebakaran sangat sulit penanganannya dalam perbaikan, karena bangunan yang mengalami kebakaran biasanya sudah tidak layak lagi sebelum bangunan tersebut dianalisa kekuatan dan ketahanan dalam menahan beban. Oleh karena itu, bahan-bahan yang akan dipakai dalm perbaikan perlu diperhatikan dalam kontrol kualitas untuk kekuatan dan ketahanan dalam menahan beban.

2. 1. 3. 6. Susut

Suatu bangunan baik dan aman harus memperhitungkan semua parameter yang bisa mempengaruhi kondisi bangunan tersebut. Begitu juga dengan penyusutan, harus diperhatikan secara teliti. Walaupun perkembangan penyusutan sangat lambat, tetapi jika diabaikan maka dalam jangka waktu lama akan menyebabkan deformasi. Efek lain yang bisa ditimbulkan oleh penyusutan adalah terjadinya keretakan pada dinding atau pada beton, karena beton menjadi sangat lemah dalam menahan peningkatan tegangan pori pada beton. Untuk mengurangi susut pada konstruksi bangunan dapat dieliminer dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Jumlah air dalam campuran beton seminimal mungkin.

2. Merawat beton sebaik mungkin.

3. Menuangkan beton dalam beberapa bagian kecil, tidak sekaligus, sehingga memberi kesempatan pada terjadinya susut sebelum bagian berikutnya dituangkan.

4. Mengunakan sambungan konstruksi untuk mengontrol retak.

5. Menggunakan tulangan susut.

6. Menggunakan agregat yang tepat dan tidak berpori.

2.2. Metode Perbaikan Beton

Penentuan metode dan material perbaikan umumnya tergantung pada jenis kerusakan yang ada, disamping besar dan luasnya kerusakan yang terjadi, lingkungan dimana struktur berada, peralatan yang tersedia, kemampuan tenaga pelaksanan serta batasan-batasan dari pemilik seperti keterbatasan ruang kerja, kemudahan pelaksanaan, waktu pelaksanaan dan biaya perbaikan.

2.2.1 Macam-macam metode perbaikan beton

2.2.1.1. Patching

Untuk spalling yang tidak terlalu dalam (kurang dari selimut beton) dan area yang tidak luas, dapat digunakan metode patching.

Metode perbaikan ini adalah metode perbaikan manual, dengan melakukan penempelan mortar secara manual. Pada saat pelaksanaan yang harus diperhatikan adalah penekanan pada saat mortar ditempelkan, sehingga benar-benar didapatkan hasil yang padat.

Material yang digunakan harus memiliki sifat mudah dikerjakan, memiliki daya lekat yang kuat atau tidak jatuh setelah terpasang (lihat maksimum ketebalan yang dapat dipasang tiap lapis), terutama untuk pekerjaan perbaikan overhead. Umumnya yang dipakai adalah monomer mortar, polymer mortar dan epoxy mortar.

2.2.1.2. Grouting

Sedang pada spalling yang melebihi selimut beton, dapat digunakan metode grouting , yaitu metode perbaikan dengan melakukan pengecoran memakai bahan non-shrink mortar.

Metode ini dapat dilakukan secara manual (gravitasi) atau menggunakan pompa. Pada metode perbaikan ini yang perlu diperhatikan adalah bekisting yang terpasang harus benar-benar kedap, agar tidak ada kebocoran spesi yang mengakibatkan terjadinya keropos dan harus kuat agar mampu menahan tekanan dari bahan grouting.

Material yang digunakan harus memiliki daya lekat yang kuat. Umumnya digunakan bahan dasar semen atau epoxy.

2.2.1.3. Shot-crete (Beton Tembak)

Apabila spalling yang terjadi pada area yang sangat luas, maka sebaiknya digunakan metode Shot-crete. Pada metode ini tidak diperlukan bekisting lagi seperti halnya pengecoran pada umumnya.Metode shotcrete ada dua sistim yaitu dry-mix dan wet-mix.

Pada sistim dry-mix, campuran yang dimasukkan dalam mesin berupa campuran kering, dan akan tercampur dengan air di ujung selang. Sehingga mutu dari beton yang ditembakkan sangat tergantung pada keahlian tenaga yang memegang selang, yang mengatur jumlah air. Tapi sistim ini sangat mudah dalam perawatan mesin shotcretenya, karena tidak pernah terjadi ‘blocking’.

Pada sistim wet-mix, campuran yang dimasukkan dalam mesin berupa campuran basah, sehingga mutu beton yang ditembakkan lebih seragam. Tapi sistim ini memerlukan perawatan mesin yang tinggi, apalagi bila sampai terjadi ‘blocking’.

Pada metode shotcrete, umumnya digunakan additive untuk mempercepat pengeringan (accelerator), dengan tujuan mempercepat pengerasan dan mengurangi terjadinya banyaknya bahan yang terpantul dan jatuh (rebound).

2.2.1.4. Grout Preplaced Aggregat (Beton Prepack)

Metode perbaikan lainnya untuk memperbaiki kerusakan berupa spalling yang cukup dalam adalah dengan metode Grout Preplaced Aggregat. Pada metode ini beton yang dihasilkan adalah dengan cara menempatkan sejumlah agregat (umumnya 40% dari volume kerusakan) kedalam bekisting, setelah itu dilakukan pemompaan bahan grout, kedalam bekisting.

Material grout yang umumnya digunakan adalah polymer grout, yang memiliki flow cukup tinggi dan daya lekat yang kuat.

2.2.1.5. Injeksi

Metode injeksi ini merupakan metode yang digunakan untuk perbaikan beton yang terjadi retak-retak ringan. Untuk retak non-struktur, dapat digunakan metode injeksi dengan material pasta semen yang dicampur dengan expanding agent serta latex atau hanya melakukan sealing saja dengan material polymer mortar atau polyurethane sealant .

Sedang pada retak struktur, digunakan metode injeksi dengan material epoxy yang mempunyai viskositas yang rendah, sehingga dapat mengisi dan sekaligus melekatkan kembali bagian beton yang terpisah.

Proses injeksi dapat dilakukan secara manual maupun dengan mesin yang bertekanan, tergantung pada lebar dan dalamnya keretakan.

2.2.1.6. Overlay

Metode Overlay ini merupakan metode perbaikan beton yang terjadi spalling yang hampir keseluruhan pada permukaan beton.

2. 2. 2 Material perbaikan beton

Pemilihan material repair biasanya dilakukan untuk mengetahui kinerja dari material yang akan diaplikasikan agar sesuai dengan yang dibutuhkan dilapangan,

Adapun syarat-syarat sebagai material repair, yaitu :

1. Daya lekat yang kuat.

2. Modulus elestesitas yang mampu menahan overstressing.

3. Tidak mengurangi kekuatan beton.

4. Tidak susut.

Material beton yang akan digunakan harus diketahui respon pada saat kondisi layan beton. Pemilihan material repair yang akan diperlukan harus mempunyai hasil perbaikan yang tahan lama.

2.3. Metode Match Repair

2. 3. 1 Prinsip kerja patch repair

2. 3. 1. 1 Persiapan permukaan

Permukaan beton yang akan diperbaiki atau diperkuat perlu dipersiapkan, dengan tujuan agar terjadi ikatan yang baik; sehingga material perbaikan atau perkuatan dengan beton lama menjadi satu kesatuan. Permukaan beton yang akan diperbaiki atau diperkuat, harus merupakan permukaan yang kuat dan padat, tidak ada keropos ataupun bagian lemah lainnya (kecuali bila menggunakan metode injeksi untuk mengisi celah keropos); serta harus bersih dari debu dan kotoran lainnya. Persiapan-persiapan permukaan beton yang akan diperbaiki, yaitu :

1. Erosion (pengikisan) Erosion dilakukan untuk meratakan atau pengasaran permukaan beton. Pengikisan dilakukan dengan menggunakan gerinda atau sejenisnya yang daoat untuk melekukan pekerjaan tersebut.

2. Impact (kejut) Impact pada permukaan beton yang akan diperbaiki gunanya untuk mendapatkan nilai kuat tarik dan kuat tekan beton yang lebih baik.

3. Pulverization (menghancurkan permukaan beton) Penghancuran ini dilakukan dengan cara menabrakan partikel kecil dengan kecepatan yang tinggi ke permukaan beton.

4. Expansive pressure Persiapan ini bisa dilakukan dengan dua cara yaitu Steam dan Water. Steam dilakukan dengan temperatur sumber panas yang tinggi. Sedangkan cara Water dilakukan menggunakan water jetting yang bekerja dengan tekanan yang tinggi sama dengan cara Steam.

Permukaan yang sudah dipersiapkan, apakah harus dalam keadaan kering atau harus dijenuhkan terlebih dahulu sebelum dilakukan pelapisan berikutnya. Hal ini sangat tergantung pada material yang digunakan. Untuk material berbahan dasar semen atau polymer, permukaan beton harus dijenuhkan terlebih dahulu, tetapi bila material yang digunakan berbahan dasar epoxy, maka permukaan beton harus dalam keadaan kering.

Untuk menghasilkan mutu dari material perbaikan atau material bonding yang digunakan dalam perkuatan sesuai dengan yang direkomendasikan dari pabrik, maka perbandingan campuran dari material harus diikuti dengan tepat, apalagi bila menggunakan material berbahan dasar epoxy. Bila menggunakan beton yang dapat memadat sendiri, perlu diperhatikan jumlah air, flow dari beton serta dipastikan tidak adanya bleeding dan segregasi.

2. 3. 2 Syarat-syarat sebagai material patch repair

Adapun syarat-syarat material patch repair, yaitu :

1. Daya lekat yang kuat. Kelekatan antara material repair dengan beton yang akan diperbaiki harus menyatu dengan baik sehingga menjadi satu kesatuan beon yang utuh.

2. Deformable pada beton. Material repair harus menyesuaikan bentuk beton yang akan diperbaiki.

3. Tidak mengurangi kekuatan beton. Material repair yang akan digunakan untuk memperbaiki beton mampu menahan beban yang sama pada beton yang akan diperbaiki.

4. Tidak susut. Material repair tidak terjadi susut agar beton yang akan diperbaiki tidak kehilangan kekuatan sebagian.

2. 3. 3 Material patch repair

Ada beberapa material patch repair yang dapat digunakan, antara lain :

1. Portland Cement Mortar.

2. Portland Cement Concrete.

3. Microsilica-Modified Portland Cement Conrete.

4. Polymer-Modified Portland Cement Conrete.

5. Polymer-Modified Portland Cement Mortar.

6. Magnesium Phosphate Cement Conrete.

7. Preplaced aggregate Conrete.

8. Epoxy Mortar.

9. Methyl Methacrylate (MMA) Concrete.

10. Shotcrete.

2.4 Modifier Polymer

Polymer adalah jenis bahan tambahan baru yang dapat menghasilkan beton dengan kuat tekan yang sangat tinggi. Beton dengan kuat tekan tinggi ini biasanya diproduksi dengan menggunakan bahan polymer dengan cara memodifikasi sifat beton dengan mengurangi air dilapangan, dijenuhkan dan dipancarkan pada temperatur yang sanga tinggi dilaboratorium.

Dalam penyelidikan ini, modifier polymer yang digunakan adalah emulsi polymer berdasarkan jenis yang secara umum dikenal sebagai latex polymer. Latex diartikan sebagai penyebaran partikel polymer organik dalam air, yang memberikan sebuah cairan seperti susu yang umumnya berwarna putih sampai putih pudar, dengan kekentalan yang bervariasi dari sangat cair sampai sangat kental. Ia juga mengartikan sebuah polymer organik sebagai sebuah unsur, yang tersusun atas molekul-molekul raksasa yang telah terbentuk oleh perpaduan antara banyak, biasanya puluhan ribu molekul sederhana yang dikenal sebagai monomer dan reaksi yang memadukan mereka disebut polymerisasi.

Kebanyakan latex dihasilkan oleh polymerisasi emulsi. Proses dasar ini meliputi pencampuran monomer dengan air, stabilisator dan inisiator. Inisiator menghasilkan radikal bebas yang menyebabkan monomer mengalami polymerisasi dengan penambahan rantai yang membentuk slurry polymer-air. Kebanyakan latex yang digunakan dengan semen Portland distabilisasi dengan surfactant yang non-ionik, yakni tak bermuatan. Efek utama dari surfactant adalah terhadap kemampuan kerja campuran yang menyebabkan perbandingan antara semen dengan air yang rendah yang biasa diperoleh pada beton modifikasi

Saat ini, ada berbagai macam latex polymer yang tersedia secara komersial yang digunakan sebagai modifier didasarkan pada polymer elastomerik dan termoplastis. Istilah elastomerik berasal dari kata elastomer yang berarti banan karet sintetis, sementara istilah termoplastis mengindikasikan bahwa materi- materi tersebut melebur pada saat pemanasan.

1. Penguatan semen Portland oleh latex polymer yang diusulkan oleh Isenburg dan Vanderhoff (1974) terdiri atas empat bagian:

2. Pengganti latex untuk semua atau sebagian air untuk memberikan ketidakstabilan yang sama pada rasio yang rendah antara semen dengan air.

3. Partikel latex berkoalisi (bergabung) disekitar masing-masing butiran semen yang tidak dihidrasi (atau sedikit dihidrasi) dan mengumpulkan partikel untuk membentuk sebuah jaringan polymer yang saling merembes dalam seluruh struktur.

4. Retakan kecil terbentuk pada seluruh struktur untuk meredakan ketegangan yang ditimbulkan oleh penyusutan semen Portland yang terjadi saat kelembaban relatif jatuh dibawah 100%, dan

5. Sebuah retakan yang merambat memotong jaringan polymer yang saling menembus untuk membentuk serat mikro yang menjangkau retakan kecil, yang kadang-kadang sangat efektif sehingga perambatan berhenti, tetapi selalu begitu sehingga retakan kecil dipertahankan bersama.

2. 4. 1 Polymer sebagai modifier beton dan mortar

Selain variabel yang mempengaruhi sifat-sifat adukan dan beton biasa, sifat beton dan adukan yang baru dan hasil modifikasi polymer yang diperkeras dipengaruhi oleh berbagai macam faktor seperti jenis polymer, rasio antara polymer dengan semen, rasio air dan semen, kandungan air dan kondisi pengawetan. Selain itu, Riley dan Razl [melaporkan] bahwa sifat-sifat campuran yang baru akan sangat bervariasi tergantung pada urutan penambahan latex dan air.

Mereka menyatakan bahwa jika latex ditambahkan terlebih dahulu, maka campuran tersebut akan kurang berfungsi daripada apabila air ditambahkan sebelum latex. Mereka mengungkapkan bahwa efek ini disebabkan oleh fakta bahwa latex mengembangkan karakteristik thiksotropik jika hal ini dikeringkan secara tiba-tiba oleh penyerapan kedalam bahan-bahan kering. Maka dari itu, mereka menganjurkan agar air campuran ditambahkan sebelum latex.

2. 4. 2 Prosedur Pencampuran

Penambahan polymer pada repair motar akan memperkuat dan sekaligus menyegel repair mortar. Polymer biasa ditambahkan pada semen dengan rasio polymer untuk tiap kilogram semen dan hal ini ditetapkan sebagai rasio semen polymer . Rasio diartika sebagai rasio jumlah padat total pada polymer dengan jumlah semen dalam campuran adukan atau repair mortar yang dimodifikasi. Walter (1987) mengartikan zat padat keseluruhan sebagai kandungan polymer bersama-sama dengan suatu bahan yang tidak mudah menguap pada suhu dimana pengujian dilakukan. Jika emulsi mengandung polymer padat sekitar 50% dengan berat didalam air, maka 0.40 likogram dispersi ( penyebaran ) harus ditambahkan kedalam tiap kilogram semen jika rasio sebesar 0.20. Selanjutnya, air dalam campuran dipertimbangkan kembali sebagai bagian dari pencampuran normal air untuk campuran material repair.

2. 4. 3 Prosedur Pengawetan ( Curring)

Prosedur pengawetan untuk repair mortar yang dimodifikasi dengan polymer berbeda dengan adukan semen dan mortar biasa, karena pengikatnya terdiri atas dua fase latex dan semen dengan sifat yang berbeda. Sebagai contoh kekuatan optimum, pada fase semen dikembangkan dalam kondisi basah seperti dalam pencelupan air, sementara perkembangan kekuatan dalam fase latex diperoleh dalam kondisi kering. Maka dari itu, agar repair mortar yang dimodifikasi dengan polymer mencapai kekuatan optimal, maka persyaratan pengawetan yang mendukung adalah kondisi yang lembab pada masa-masa awal diikuti oleh Prosedur pengawetan untuk repair mortar yang dimodifikasi dengan polymer berbeda dengan adukan semen dan mortar biasa, karena pengikatnya terdiri atas dua fase latex dan semen dengan sifat yang berbeda. Sebagai contoh kekuatan optimum, pada fase semen dikembangkan dalam kondisi basah seperti dalam pencelupan air, sementara perkembangan kekuatan dalam fase latex diperoleh dalam kondisi kering. Maka dari itu, agar repair mortar yang dimodifikasi dengan polymer mencapai kekuatan optimal, maka persyaratan pengawetan yang mendukung adalah kondisi yang lembab pada masa-masa awal diikuti oleh

2. 4. 4 Efek Polymer terhadap proses hidrasi semen

Larbi dan Bijen [1990] dan Chandra dan Flodin [1987] melaporkan bahwa ada dua kali lipat pemahaman yang ada mengenai mekanisme aksi polymer pada beton, dimana teori yang pertama mengungkapkan bahwa tidak ada interaksi antara polymer dengan beton; selama hidrasi bagian hidrofilik dari polymer diorientasikan terhadap fase air sedangkan bagian hidrofobik mengarah kepada fase udara dan kepada pengeringan dimana air dikeluarkan, partikel hidrofobik bergabung bersama dan membentuk film.

Penundaan hidrasi semen tersebut dapat disebutkan satu persatu sebagai berikut:

1. polymer mungkin membatasi akses air terhadap butiran semen dengan membentuk “kulit” diatasnya dan hal ini mungkin juga menghambat hilangnya produk hidrasi dari permukaan inti semen yang unhydrous;

2. penyerapan deterjen diatas permukaan partikel semen dapat mempengaruhi hidrasi semen;

3. interaksi antara polymer dengan ion-ion Ca 2+ . Kekuatan semen merupakan hasil dari proses hidrasi. Proses kimiawi ini berupa

rekristalisasi dalam bentuk interclocking- kristal sehingga membentuk gel semen yang mempunyai kekuatan desak yang tinggi apabila mengeras. (Nawy, 1990).

Kekuatan semen yang telah mengeras tergantung pada jumlah air yang diperlukan waktu proses hidrasi berlangsung. Pada dasarnya jumlah air yang diperlukan untuk pross hidrasi hanya kira-kira 25% dari berat semennya, jumlah air mengurangi kekuatan setelah mengeras. Air kelebihan yang diperlukan untuk proses hidrasi pada umumnya memang diperlukan pada pembuata beton, agar adukan beton dapat dicampur dengan baik, diangkut dengan mudah dan dapat dicetak tanpa rongga-rongga yang besar ( tidak keropos ). Akan tetapi hendaknya Kekuatan semen yang telah mengeras tergantung pada jumlah air yang diperlukan waktu proses hidrasi berlangsung. Pada dasarnya jumlah air yang diperlukan untuk pross hidrasi hanya kira-kira 25% dari berat semennya, jumlah air mengurangi kekuatan setelah mengeras. Air kelebihan yang diperlukan untuk proses hidrasi pada umumnya memang diperlukan pada pembuata beton, agar adukan beton dapat dicampur dengan baik, diangkut dengan mudah dan dapat dicetak tanpa rongga-rongga yang besar ( tidak keropos ). Akan tetapi hendaknya

Ohama (1984) mengemukakan sebuah model yang disederhanakan menunjukan bahwa ketika air menguap dari film yang basah , maka stabilitas penyebarannya rusak dan partikel-partikel polymer bergabung pada kontak untuk membentuk sebuah film yang bersambungan dimana hidrat semen terikat.

2. 4. 5 Efek Polymer terhadap kuat lekat repair mortar

Selain variabel yang mempengaruhi sifat-sifat mortar, sifat repair mortar yang baru dan hasil modifikasi polymer yang dipengaruhi oleh berbagai macam faktor seperti jenis polymer, rasio antara polymer dengan semen, rasio air dan semen, kandungan air dan kondisi perawatan. Selain itu, Riley dan Razl [melaporkan] bahwa sifat-sifat campuran yang baru akan sangat bervariasi tergantung pada urutan penambahan latex dan air. Mereka menyatakan bahwa jika latex ditambahkan terlebih dahulu, maka campuran tersebut akan kurang berfungsi daripada apabila air ditambahkan sebelum latex. Mereka mengungkapkan bahwa efek ini disebabkan oleh fakta bahwa latex mengembangkan karakteristik thiksotropik jika hal ini dikeringkan secara tiba-tiba oleh penyerapan kedalam bahan-bahan kering. Maka dari itu, mereka menganjurkan agar air campuran ditambahkan sebelum latex. Selain itu juga kelekatan harus diperhatikan untuk meminimalisir resiko kurang lekat yang terjadi pada saat menahan beban.

2. 4. 6 Durabilitas Polymer dalam campuran repair mortar

Ketahanan beton dikatakan baik apabila dapat bertahan lama dalam kondisi tertetu tanpa mengalami kerusakan selama bertahun-tahun. Kondisi yang dapat mengurangi daya tahan beton dapat disebabkan faktor dari luar dan dari dalam beton itu sendiri. Faktor luar antara lain cuaca, perubahan suhu yang ektrim, erosi kembang dan susut akibat basah atau kering yang silih berganti dan pengaruh bahan kimia. Faktor dari dalam yaitu akibat reaksi agregat dengan senyawa alkali

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Tinjauan Umum

Dalam suatu penelitian agar tujuan yang diharapkan tercapai, maka dilaksanakan dalam suatu metodologi. Metodologi penelitian merupakan langkah-langkah penelitian suatu masalah, kasus, gejala atau fenomena tertentu dengaan jalan ilmiah untuk menghasilkan jawaban yang rasional. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen yaitu metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan langsung untuk mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara variabel-variabel yang diselidiki. Metode ini dapat dilakukan di dalam ataupun di luar laboratorium. Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Bahan dan Konstruksi Teknik Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta (Lab. BKT FT UNS). Pada benda uji dilakukan pengujian dengan metode Split Cylinder yang ada di Laboratorium Bahan dan Konstruksi Teknik FT UNS. Dari pengujian ini akan dihasilkan data dan kemudian data tersebut diolah menggunakan metode statistik dengan program Microsoft Exel untuk mendapatkan nilai kuat lekat repair mortar pada beton yang diukur dari uji kuat belah.

3.2. Benda Uji

Benda uji yang akan digunakan pada penelitian ini berupa beton berbentuk silinder dengan diameter 15cm dan tinggi 30cm. Benda uji terdiri dari 2 buah campuran. Campuran yang pertama adalah campuran beton normal sedangkan campuran yang kedua dapat dilihat pada tabel III.2.1. Campuran yang pertama setengah silinder yang dibuat terlebih dahulu dan dibiarkan dalam masa perawatan sampai berumur 28 hari. Sedangkan campuran yang kedua ditambahkan diatas campuran yang pertama sampai cetakan terisi penuh dan dilakukan perawatan kembali dengan menutupi benda uji dengan kain basah selama 1 hari dan Benda uji yang akan digunakan pada penelitian ini berupa beton berbentuk silinder dengan diameter 15cm dan tinggi 30cm. Benda uji terdiri dari 2 buah campuran. Campuran yang pertama adalah campuran beton normal sedangkan campuran yang kedua dapat dilihat pada tabel III.2.1. Campuran yang pertama setengah silinder yang dibuat terlebih dahulu dan dibiarkan dalam masa perawatan sampai berumur 28 hari. Sedangkan campuran yang kedua ditambahkan diatas campuran yang pertama sampai cetakan terisi penuh dan dilakukan perawatan kembali dengan menutupi benda uji dengan kain basah selama 1 hari dan

Beton Normal

Repair Mortar

Gambar 3.1. Perletakan dua campuran untuk benda uji

f`ct =

2.P ( ASTM = 496 – 96 )

dimana : f`ct = Kuat belah (MPa)

D = Diameter silinder (mm) P = Beban maksimum (N) L = Panjang dari silinder (mm)

Tabel 3.1 Proporsi Campuran Benda Uji

Kode Benda Uji Proporsi Campuran Jumlah Benda Uji

3 buah PO – 2% 2

PO – 2% 1