TINJAUAN KUAT LENTUR PELAT BETON GEOPOLYMER DENGAN TULANGAN BILAH BAMBU YANG DIRANGKAI DAN Tinjauan Kuat Lentur Pelat Beton Geopolymer Dengan Tulangan Bilah Bambu Yang Dirangkai Dan Di Perkuat Kawat Galvanis Menyilang.
TINJAUAN KUAT LENTUR PELAT BETON GEOPOLYMER DENGAN
TULANGAN BILAH BAMBU YANG DIRANGKAI DAN
DI PERKUAT KAWAT GALVANIS MENYILANG
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
FRENDA RAHABISTARA
NIM : D 100 100 053
kepada:
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT.
atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir ini dapat
terselesaikan. Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam
mencapai Gelar Sarjana Teknik pada program studi S1 Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dengan ini penyusun
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan
sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penyusun menyadari bahwa banyak pihak yang telah memberikan
bimbingan dan bantuan dalam pelaksanaan kegiatan penelitian dan penyusunan
Tugas Akhir ini. Maka dari itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1) Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2) Bapak Mochamad Solikin, S.T, M.T, Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik
Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3) Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko, M.T. selaku Pembimbing Utama sekaligus
sebagai Ketua Dewan Penguji, yang memberikan bimbingan dan pengarahan
hingga selesainya Tugas Akhir ini.
4) Bapak Basuki, S.T, M.T. selaku Pembimbing Pendamping sekaligus sebagai
Sekretaris Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta
bimbingan dan nasehatnya.
5) Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T. selaku Anggota Dewan Penguji, yang
telah memberikan arahan serta bimbingan.
6) Bapak Muslich Hartadi Sutanto, M.T, Ph.D. dan Bapak Mochamad Solikin,
S.T, M.T, Ph.D. selaku Pembimbing Akademik, yang telah memberi arahan.
7) Bapak dan Ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah
Surakarta
terimakasih
pengetahuan yang telah diberikan.
ii
atas
bimbingan
dan
ilmu
8) Kedua orang tuaku dan adikku yang tercinta terimakasih atas doanya dan
nasehat, sehingga saya mampu menjalani semua ini.
9) Teman-teman jurusan teknik sipil UMS terutama angkatan 2010 khususnya,
terima kasih atas semua kenangan yang terindah dan segala bantuan serta
motivasinya.
10) Temanku yang terbaik, Al Shifa Krismu, Ginanjar Bagus Prasetyo, Arroyan
Luthfianto, Dika Setiawan, dan semua teman-teman yang telah membantu
saya melaksanakan penelitian selama ini.
11) Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang telah
membantu terselesainya laporan ini.
Penulis menyadari bahwa segala hal yang manusia lakukan pasti banyak
kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran
dan kritik untuk memperbaiki segala kekurangan dikemudian hari. Semoga
laporan ini dapat memberikan manfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca
pada umumnya.
Wassalammu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 29 April 2016
Penyusun
iii
Motto
“Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya yang
demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu”.
(Qs. Al Baqarah : 45)
“Belajarlah dari kesalahan masa lalu, bekerja keras untuk masa depan, dan
berharap hasil yang terbaik pada masa depan”
(Penulis)
“Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu
telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh
(urusan) yang lain dan hanya kepada Tuhan-Mulah hendaknya kamu
berharap”.
(Qs. Al Insyiqaaq : 6 –8)
“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua”
(Aristoteles)
“Tiada doa yang lebih indah selain doa agar tugas akhir ini cepat selesai”
(Penulis)
Jadikanlah hidup ini ibadah, janganlah kita hanya mencari duniawi karena
setelah duniawi yang hanya sementara ada akhirat yang paling kekal.
(Penulis)
iv
Untuk Ayah dan Ibuku, teringat jelas bagaimana raut wajahmu yang tanpa
lelah mencari rizki, ketika melepasku untuk menuntut ilmu
Semua itu ku jadikan motivasi yang lebih demi mewujdukan cita citaku
Ayah dan ibu berkat doamulah Frenda dapat menyelesaikan Tugas Akhir
ini, maafkanlah Frenda, hanya ucapan terima kasih yang Frenda dapat
berikan kepada ayah dan ibu.
Terima kasih atas segala do’a dan kasih sayang kalian, semoga apa yang
kalian berikan kepadaku ini bisa menjadikanku lebih baik di keluarga kita.
Bayu Prio Nugroho, Al Shifa Krismu, Gynanjar Bagus Prasetyo, Dika
Setiawan, Kiki, Farid Tegar Ashar, Arroyan Luthfianto dan teman-teman
teknik sipil angkatan 2010 lainnya Inilah karyaku dan terima kasih terima
kasih buat semua hal-hal bodoh dan tak terduga yang pernah dilewati
bersama. Tiada yang bisa kuberikan selain ucapan terima kasih.
v
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ i
KATA PENGANTAR .......................................................................................... ii
HALAMAN MOTTO .......................................................................................... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................v
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL .................................................................................................x
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii
DAFTAR GRAFIK ........................................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ...................................................................xv
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xvi
ABSTRAK ....................................................................................................... xviii
ABSTRACT ....................................................................................................... xix
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ..................................................................................1
B. Rumusan Masalah .............................................................................2
C. Tujuan Penelitian ..............................................................................3
D. Manfaat Penelitian ............................................................................3
E. Batasan Masalah ...............................................................................3
F. Keaslian Penelitian ...........................................................................5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Beton Geopolymer ............................................................................7
B. Binder ...............................................................................................8
C. Plat Beton Pracetak .........................................................................10
D. Kuat Tekan Beton ...........................................................................11
E. Kuat Lentur Plat Beton Bertulang ..................................................11
F. Bambu .............................................................................................12
vi
BAB III LANDASAN TEORI
A. Penempatan Tulangan .....................................................................14
B. Sistem Penulangan Plat ..................................................................14
1. Penulangan plat satu arah .........................................................14
2. Penulangan plat dua arah ..........................................................15
C. Bahan Penyusun Plat Beton Geopolymer Bertulang ......................16
1. Solid material (Fly ash) ............................................................17
2. Alkaline aktivator (Sodium silika dan Sodium hidroksida) .....17
3. Agregat .....................................................................................17
4. Air .............................................................................................20
5. Bilah bambu yang dirangkai .....................................................21
6. Kawat galvanis ..........................................................................21
D. Perencanaan Campuran Beton ........................................................22
E. Pengujian Tarik Baja dan Bambu ...................................................22
F. Kuat Tarik Kawat ...........................................................................23
G. Pengujian Beton ..............................................................................23
1. Kuat tekan beton .......................................................................23
2. Kuat lentur plat beton bertulang ...............................................24
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Umum .............................................................................................28
B. Bahan Penelitian .............................................................................28
1. Air .............................................................................................28
2. Agregat halus ............................................................................28
3. Agregat kasar ............................................................................29
4. Fly ash ......................................................................................29
5. Tulangan baja ............................................................................30
6. Tulangan bilah bambu yang dirangkai .....................................30
7. Kawat bendrat ...........................................................................31
8. Kawat galvanis ..........................................................................31
9. Sodium silika dan Sodium hidroksida ......................................32
vii
C. Peralatan Penelitian ........................................................................32
1. Gelas ukur .................................................................................33
2. Volumetric flash ........................................................................33
3. Saringan atau ayakan ................................................................34
4. Alat penggetar ayakan (Siever) .................................................34
5. Timbangan ................................................................................35
6. Oven ..........................................................................................35
7. Kerucut abram’s .......................................................................36
8. Bekisting ...................................................................................36
9. Cetok dan tongkat baja .............................................................37
10. Molen ........................................................................................37
11. Tempat adukan beton ................................................................38
12. Alat uji kuat lentur plat beton bertulang ...................................38
13. Alat uji kuat tekan beton ...........................................................39
D. Tahapan Penelitian .........................................................................39
E. Pengujian Kualitas Bahan ...............................................................40
1. Pengujian agregat halus ............................................................40
2. Pengujian agregat kasar ............................................................44
F. Perencanaan Campuran Beton ........................................................47
G. Pengujian Slump .............................................................................48
H. Pembuatan Benda Uji .....................................................................49
1. Pembuatan benda uji silinder ....................................................49
2. Pembuatan benda uji plat beton geopolymer ............................50
I. Pengujian Kuat Tarik ......................................................................55
1. Kuat tarik baja ...........................................................................55
2. Kuat tarik bilah bambu .............................................................56
3. Kuat tarik kawat galvanis .........................................................57
J. Pengujian Kuat Tekan dan Kuat Lentur .........................................58
1. Pengujian kuat tekan beton .......................................................58
2. Pengujian kuat lentur plat .........................................................58
viii
BAB V
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Pengujian Agregat ..........................................................................61
1. Agregat halus ............................................................................61
2. Agregat kasar ............................................................................62
B. Hasil Pengujian Fly Ash .................................................................64
C. Pengujian Kuat Tarik Baja, Bambu dan Kawat ..............................64
1. Pengujian kuat tarik baja ..........................................................64
2. Pengujian kuat tarik kawat galvanis .........................................65
3. Pengujian kuat tarik bilah bambu .............................................67
D. Kekentalan Adukan Beton ..............................................................67
E. Pengujian Berat Jenis ......................................................................68
F. Pengujian Kuat Tekan Beton ..........................................................69
G. Pengujian Kuat Lentur Plat Beton ..................................................71
1. Hasil uji kuat lentur plat beton bertulang .................................71
2. Hasil perhitungan secara analisis ..............................................73
3. Selisih hasil momen lentur pengujian dan momen
lentur analisis ............................................................................76
4. Prosentase selisih momen lentur plat beton normal
dengan plat beton geopolymer ..................................................80
5. Prosentase selisih momen lentur plat beton normal
tulangan baja dengan bilah bambu yang dirangkai ...................81
6. Prosentase selisih momen lentur plat beton geopolymer
tulangan baja dengan bilah bambu yang dirangkai ...................82
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .....................................................................................83
B. Saran ...............................................................................................88
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ix
DAFTAR TABEL
Tabel III.1. Gradasi Agregat Halus .......................................................................19
Tabel III.2. Gradasi Agregat Kasar .......................................................................20
Tabel V.1. Hasil Pemeriksaan Agregat Halus .....................................................61
Tabel V.2. Hasil Pemeriksaan Agregat Kasar .....................................................63
Tabel V.3. Hasil Pengujian Kandungan Kimia Fly Ash ......................................64
Tabel V.4. Pengujian Kuat Tarik Baja Ø 6 mm ...................................................65
Tabel V.5. Pengujian Kuat Tarik Kawat Galvanis Ø 1,02 mm ...........................65
Tabel V.6. Pengujian Kuat Tarik Kawat Galvanis Ø 1,29 mm ...........................66
Tabel V.7. Pengujian Kuat Tarik Bilah Bambu ...................................................67
Tabel V.8. Hasil Pengujian Slump Beton Normal ...............................................67
Tabel V.9. Hasil Pengujian Slump Beton Geopolymer ........................................68
Tabel V.10. Perhitungan Berat Jenis Beton Normal ..............................................68
Tabel V.11. Perhitungan Berat Jenis Beton Geopolymer ......................................69
Tabel V.12. Perhitungan Kuat Tekan Beton Normal .............................................69
Tabel V.13. Perhitungan Kuat Tekan Beton Silinder Geopolymer .......................69
Tabel V.14. Kuat Lentur Maksimal (Mlentur max.) Plat Beton Bertulangan
Baja, Bilah Bambu yang Dirangkai dan Diperkuat dengan
Kawat Galvanis Menyilang ...............................................................71
Tabel V.15. Momen Lentur Maksimal Plat Beton Normal Bertulang
Hasil Perhitungan Secara Analisis .....................................................73
Tabel V.16. Momen Lentur Maksimal Plat Beton Geopolymer Bertulang
Hasil Perhitungan Secara Analisis .....................................................75
Tabel V.17. Hasil Perbandingan Momen Lentur Maksimal Pengujian dan
Momen Lentur Analisis Pada Plat Beton Normal .............................77
Tabel V.18. Hasil Perbandingan Momen Lentur Maksimal Pengujian dan
Momen Lentur Analisis Pada Plat Beton Geopolymer ......................78
Tabel V.19. Prosentase Selisih Mlentur max. uji Plat Beton Normal Bertulangan
Baja dan Bilah Bambu yang Dirangkai dengan Plat Beton
Geopolymer Bertulangan Baja dan Bilah Bambu yang Dirangkai ....80
x
Tabel V.20. Prosentase Selisih Mlentur max. uji Plat Beton Normal Bertulangan
Baja dan Plat Beton Normal Bertulangan Bilah Bambu
yang Dirangkai ...................................................................................81
Tabel V.21. Prosentase Selisih Mlentur max. uji Plat Beton Geopolymer
Bertulangan Baja dan Plat Beton Geopolymer Bertulangan
Bilah Bambu yang Dirangkai ............................................................82
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1.
Scanning Electron Microscopy Fly Ash .........................................9
Gambar II.2.
Skema Pengujian Kuat Lentur Plat Beton Bertulang ...................12
Gambar III.1. Penulangan Plat ............................................................................14
Gambar III.2. Penulangan Plat Satu Arah ...........................................................15
Gambar III.3. Penulangan Plat Dua Arah ...........................................................16
Gambar III.4. Skema Pengujian Kuat Tarik Baja dan Bambu ...........................23
Gambar III.5. Skema Pengujian Kuat Tekan Beton ...........................................24
Gambar III.6. Skema Pengujian Kuat Lentur Plat Beton ...................................25
Gambar IV.1. Air ................................................................................................28
Gambar IV.2. Agregat Halus ..............................................................................29
Gambar IV.3. Agregat Kasar ..............................................................................29
Gambar IV.4. Fly Ash .........................................................................................30
Gambar IV.5. Tulangan Baja ..............................................................................30
Gambar IV.6. Tulangan Bilah Bambu yang Dirangkai ......................................31
Gambar IV.7. Kawat Bendrat .............................................................................31
Gambar IV.8. Kawat Galvanis Ø 1,02 mm .........................................................32
Gambar IV.9. Kawat Galvanis Ø 1,29 mm .........................................................32
Gambar IV.10. Sodium Silika ...............................................................................32
Gambar IV.11. Sodium Hidroksida ......................................................................32
Gambar IV.12. Gelas Ukur ...................................................................................33
Gambar IV.13. Volumetric Flash ..........................................................................33
Gambar IV.14. Saringan/Ayakan ..........................................................................34
Gambar IV.15. Alat Penggetar Ayakan (Siever) ...................................................34
Gambar IV.16. Timbangan 30 kg .........................................................................35
Gambar IV.17. Oven .............................................................................................35
Gambar IV.18. Kerucut Abram’s ..........................................................................36
Gambar IV.19. Cetakan Silinder ..........................................................................36
Gambar IV.20. Cetok ............................................................................................37
Gambar IV.21. Tongkat Baja ................................................................................37
xii
Gambar IV.22. Molen ...........................................................................................37
Gambar IV.23. Tempat Adukan Beton .................................................................38
Gambar IV.24. Alat Uji Kuat Lentur Plat Beton ..................................................38
Gambar IV.25. Universal Testing Machine ..........................................................39
Gambar IV.26. Diagram Alir Mix Design Beton Geopolymer .............................48
Gambar IV.27. Tes Slump ....................................................................................49
Gambar IV.28. Pembuatan Silinder Beton ...........................................................50
Gambar IV.29. Bekisting Plat ...............................................................................51
Gambar IV.30. Tulangan Baja Ø 6 mm ................................................................51
Gambar IV.31. Tulangan Bambu yang Dirangkai ................................................52
Gambar IV.32. Tulangan Bambu dengan Kawat Galvanis Ø 1,02 mm ...............52
Gambar IV.33. Tulangan Bambu dengan Kawat Galvanis Ø 1,29 mm ...............53
Gambar IV.34. Bekisting Dilapisi Oli ...................................................................54
Gambar IV.35. Bekisting Berisi Adukan Beton dan Tulangan Bambu ................54
Gambar IV.36. Plat Beton Segar ..........................................................................55
Gambar IV.37. Uji Kuat Tarik Tulangan Baja .....................................................56
Gambar IV.38. Uji Kuat Tarik Tulangan Bambu .................................................57
Gambar IV.39. Uji Kuat Tarik Kawat Galvanis ...................................................57
Gambar IV.40. Uji Kuat Tekan Beton ..................................................................58
Gambar IV.41. Uji Kuat Lentur Plat ....................................................................59
Gambar IV.42. Alat Ukur Beban Maksimal .........................................................59
Gambar IV.43. Bagan Alur Penelitian ..................................................................60
Gambar V.1.
Pengujian Tulangan Baja Ø 6 mm ...............................................65
Gambar V.2.
Pengujian Tulangan Kawat Galvanis Ø 1,02 mm .......................66
Gambar V.3.
Pengujian Tulangan Kawat Galvanis Ø 1,29 mm .......................66
Gambar V.4.
Pengujian Tulangan Bilah Bambu ...............................................67
Gambar V.5.
Pengujian Uji Kuat Tekan Beton Geopolymer ............................70
xiii
DAFTAR GRAFIK
Grafik V.1. Hubungan Antara Ukuran Ayakan dengan Persen Butir Lolos .........62
Grafik V.2. Hubungan Antara Ukuran Ayakan dengan Persen Butir Lolos .........63
Grafik V.3. Grafik Perbandingan Momen Lentur Maksimal Pengujian
dan Analisis Pada Plat Beton Normal ................................................77
Grafik V.4. Grafik Perbandingan Momen Lentur Maksimal Pengujian
dan Analisis Pada Plat Beton Geopolymer ........................................79
xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
A
= Luas Permukaan Benda Uji yang Ditekan, (mm2).
As baja
= Luas Penampang Batang Tulangan Baja, (mm2).
As bambu = Luas Penampang Tulangan Bilah Bambu, (mm2).
As kawat = Luas Penampang Kawat (mm2).
a
= Tinggi Plat Tegangan Beton Tekan Persegi Ekivalen, (mm).
b
= Lebar Penampang Plat, (mm).
c
= Jarak Antara Garis Netral dan Tepi Serat Beton Tekan, (mm).
Cc
= Gaya Tekan Beton, (kN).
D
= Diameter beton silinder, (mm).
d
= Tinggi Efektif Penampang Plat, (mm).
ds
= Jarak Antara Pusat Berat Tulangan Tarik dan Tepi Serat Beton Tarik,
(mm).
Es
= Modulus Elastisitas Baja Tulangan, (MPa).
f’c
= Kuat Tekan Beton, (MPa).
fy baja
= Kuat Leleh Baja Tulangan Longitudinal, (MPa).
fy bambu = Kuat Tarik Bambu, (MPa).
fy kawat
= Kuat Tarik Kawat Pada Saat Leleh, (MPa).
h
= Tinggi Penampang Plat, (mm).
L
= Jarak Antar Tumpuan, (mm).
Mmaks
= Momen Maksimum Plat, (kN.m).
Mlentur
= Momen Lentur Plat, (kN.m).
Pmaks
= Beban Retak Maksimum, (kN).
T
= Tinggi beton silinder, (mm).
Ts
= Gaya tarik baja tulangan, (kN).
q
= Berat Sendiri Beton, (kN/m).
V
= Volume beton silinder, (mm3)
c
= Berat Jenis Beton (kN/m3).
Ø
= Diameter Tulangan Baja atau Kawat, (mm).
ɛs
= Regangan tarik baja tulangan
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran L.1.
Pemeriksaan Kandungan Bahan Organik Pada Pasir.
Lampiran L.2.
Pengujian Saturated Surface Dry (SSD).
Lampiran L.3.
Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Halus.
Lampiran L.4.
Pemeriksaan Kandungan Lumpur Pada Pasir.
Lampiran L.5.
Pemeriksaan Gradasi Pada Pasir.
Lampiran L.6.
Grafik Pemeriksaan Gradasi Pada Pasir.
Lampiran L.7.
Pemeriksaan Keausan Agregat Kasar.
Lampiran L.8.
Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Kasar.
Lampiran L.9.
Pemeriksaan Gradasi Agregat Kasar.
Lampiran L.10. Grafik Pemeriksaan Gradasi Agregat Kasar.
Lampiran L.11. Test Slump Beton Normal.
Lampiran L.12. Test Slump Beton Geopolymer.
Lampiran L.13. Pengujian Berat Jenis Beton Normal.
Lampiran L.14. Pengujian Berat Jenis Beton Geopolymer.
Lampiran L.15. Pengujian Kuat Tekan Beton Normal.
Lampiran L.16. Pengujian Kuat Tekan Beton Geopolymer.
Lampiran L.17. Pengujian Kuat Lentur Pelat Beton Normal.
Lampiran L.18. Pengujian Kuat Lentur Pelat Beton Geopolymer.
Lampiran L.19. Pengujian Baru Kuat Lentur Pelat Beton.
Lampiran L.20. Analisis Perhitungan Pelat Beton Normal.
Lampiran L.24. Analisis Perhitungan Pelat Beton Geopolymer.
Lampiran L.28. Bahan yang Digunakan Untuk Penelitian.
Lampiran L.29. Perencanaan Campuran Adukan Silinder Beton.
Lampiran L.31. Perencanaan Campuran Adukan Pelat Beton.
Lampiran L.33. Bahan yang Digunakan Untuk Penelitian.
Lampiran L.34. Pembuatan Larutan Aktivator.
Lampiran L.35. Pembuatan Benda Uji.
Lampiran L.36. Pengujian Material Beton.
Lampiran L.37. Pengujian Kuat Tarik Tulangan Baja, Bambu, dan Kawat.
xvi
Lampiran L.38. Pengujian Beton Silinder.
Lampiran L.39. Pengujian Kuat Lentur Pelat Beton.
xvii
TINJAUAN KUAT LENTUR PELAT BETON GEOPOLYMER DENGAN
TULANGAN BILAH BAMBU YANG DIRANGKAI DAN DIPERKUAT KAWAT
GALVANIS MENYILANG
ABSTRAK
Geopolymer merupakan material ramah lingkungan yang biasa dikembangkan
sebagai alternatif pengganti beton semen di masa mendatang. Karena, material ini
tersusun dari sintesa bahan-bahan alam non organik melalui proses polimerisasi. Bahan
dasar utama pembuatan beton geopolymer, adalah bahan yang banyak mengandung
silikon dan alumunium. Unsur-unsur ini, diantaranya banyak terdapat pada material
buangan hasil sampingan industri, seperti abu terbang (fly ash) sisa pembakaran batu
bara. Untuk melarutkan unsur-unsur silikon dan alumunium, serta memungkinkan
terjadinya reaksi kimiawi, digunakan larutan bersifat alkalis. Disaat yang sama kebutuhan
penggunaan beton bertulang utamanya tulangan baja juga semakin meningkat.
Peningkatan kebutuhan tulangan baja ini akan menimbulkan kenaikkan harga sehingga
menjadi mahal dan langka. Adapun alternatif yang dapat digunakan sebagai pengganti
tulangan beton salah satunya adalah bambu. keunggulan spesifik pada bambu yaitu serat
bambu memiliki kekuatan tarik yang tinggi. Alkaline aktivator yang digunakan dalam
penelitian ini berupa Na2SiO3 (sodium silikat) dan NaOH (sodium hidroksida) konsentrasi
8M. Variasi agregat dan binder (fly ash dan aktivator) = 80% : 20%, serta perbandingan
aktivator Na2SiO3 : NaOH = 4 : 2. Bambu yang digunakan berupa bambu ori yang
dirangkai. Metode perawatan beton geopolymer dengan cara didiamkan dalam suhu
ruangan, sedangkan beton normal dengan cara direndam dalam air. Pengujian dilakukan
saat beton berumur 28 hari. Untuk penelitian ini dilakukan pengujian kuat tekan beton
normal dan geopolymer berbentuk silinder dengan f’c masing-masing sebesar 19,919 MPa
dan 12,864 MPa. Ukuran bambu yang digunakan adalah lebar 2 cm dan tinggi 0,8 cm,
kawat galvanis berukuran Ø 1,02 mm dan Ø 1,29 mm, dan pelat beton berukuran 60 cm x
60 cm x 8 cm. Hasil penelitian yang didapat, yaitu momen lentur maksimal pelat beton
normal dan geopolymer bertulangan baja masing-masing 3,514 kN.m dan 1,994 kN.m,
momen lentur maksimal pelat beton normal dan geopolymer bertulang bilah bambu yang
dirangkai sebesar 3,295 kN.m dan 1,751 kN.m, momen lentur maksimal pelat beton
normal dan geopolymer bertulang bilah bambu yang dirangkai dengan kawat galvanis Ø
1,02 mm sebesar 3,369 kN.m dan 1,825 kN.m, dan momen lentur maksimal pelat beton
normal dan geopolymer bertulang bilah bambu yang dirangkai dengan kawat galvanis Ø
1,29 mm sebesar 3,372 kN.m dan 1,885 kN.m. Dari hasil perbandingan tersebut
menunjukkan kuat lentur beton normal masih lebih tinggi dari beton geopolymer hal ini
bisa disebabkan karena campuran binder aktivator yang belum optimal.
Kata kunci
: Geopolymer, Fly Ash, Alkaline Aktivator, Bambu, Kawat Galvanis,
Pelat Beton, Momen Lentur Pelat
xviii
REVIEW GEOPOLYMER STRONG FLEXIBLE PLATE WITH CONCRETE
REINFORCING BAR OF BAMBOO AND STRENGTHENED WIRE CROSSWISE
GALVANIS
ABSTRACT
Geopolymer is an environmentally friendly material that is commonly developed
as an alternative to cement concrete in the future. Because the material is composed of
natural materials synthesis non organic through polymerization. The main ingredients of
geopolymer concrete production, is a material that contains silicon and aluminum. These
elements, of which there are many in the industry byproduct waste material, such as fly
ash ( fly ash ) coal combustion. To dissolve the elements silicon and aluminum, as well as
enabling the occurrence of chemical reactions, use a solution of alkali. At the same time
the need to use the main reinforced concrete reinforcing steel also increased. Increased
need for steel reinforcement will lead to price rises so that it becomes expensive and
scarce. As for alternatives that can be used as a substitute for concrete reinforcing one of
them is bamboo. specific advantages in bamboo that bamboo fiber has a high tensile
strength. Alkaline activator used in this study a Na2SiO3 ( sodium silicate ) and NaOH (
sodium hydroxide ) concentration of 8M. Variations aggregate and binder ( fly ash and
the activator ) = 80 % : 20 %, and the ratio of activator Na2SiO3 : NaOH = 4 : 2.
Bamboo is used in the form of bamboo ori strung together. Geopolymer concrete
treatment methods in a way allowed to stand at room temperature, whereas normal
concrete by soaking in water. Tests done when the concrete was only 28 days. For this
research, testing concrete compressive strength geopolymer normal and cylindrical with
f'c respectively 19.919 MPa and 12.864 MPa. The size of the bamboo used is 2 cm wide
and 0.8 cm high, sized galvanized wire Ø 1.02 mm and Ø 1.29 mm, and a concrete slab
measuring 60 cm x 60 cm x 8 cm. Research results obtained, that is maximum bending
moment of normal concrete plate steel reinforcement and steel reinforcement geopolymer
respectively 3.514 kN.m and 1.994 kN.m, maximum bending moment and the normal
concrete plate of reinforced geopolymer bamboo assembled at 3.295 kN.m and 1.751
kN.m, maximum bending moment and the normal concrete plate of reinforced geopolymer
bamboo assembled together with galvanized wire Ø 1.02 mm by 3.369 kN.m and 1.825
kN.m, and maximum bending moment and the normal concrete plate of reinforced
geopolymer bamboo assembled together with galvanized wire Ø 1.29 mm by 3.372 and
1.885 kN.m kN.m. From the results of this comparison shows the flexural strength of
normal concrete is still higher than it geopolymer concrete could be due to a mixture of
binders activators are not optimal.
Keywords
: Geopolymer, Fly Ash, Alkaline Activator, Bamboo, Galvanized Wire,
Plates Concrete, Plate Bending Moment
xix
TULANGAN BILAH BAMBU YANG DIRANGKAI DAN
DI PERKUAT KAWAT GALVANIS MENYILANG
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
FRENDA RAHABISTARA
NIM : D 100 100 053
kepada:
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT.
atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir ini dapat
terselesaikan. Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam
mencapai Gelar Sarjana Teknik pada program studi S1 Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dengan ini penyusun
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan
sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penyusun menyadari bahwa banyak pihak yang telah memberikan
bimbingan dan bantuan dalam pelaksanaan kegiatan penelitian dan penyusunan
Tugas Akhir ini. Maka dari itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1) Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2) Bapak Mochamad Solikin, S.T, M.T, Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik
Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3) Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko, M.T. selaku Pembimbing Utama sekaligus
sebagai Ketua Dewan Penguji, yang memberikan bimbingan dan pengarahan
hingga selesainya Tugas Akhir ini.
4) Bapak Basuki, S.T, M.T. selaku Pembimbing Pendamping sekaligus sebagai
Sekretaris Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta
bimbingan dan nasehatnya.
5) Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T. selaku Anggota Dewan Penguji, yang
telah memberikan arahan serta bimbingan.
6) Bapak Muslich Hartadi Sutanto, M.T, Ph.D. dan Bapak Mochamad Solikin,
S.T, M.T, Ph.D. selaku Pembimbing Akademik, yang telah memberi arahan.
7) Bapak dan Ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah
Surakarta
terimakasih
pengetahuan yang telah diberikan.
ii
atas
bimbingan
dan
ilmu
8) Kedua orang tuaku dan adikku yang tercinta terimakasih atas doanya dan
nasehat, sehingga saya mampu menjalani semua ini.
9) Teman-teman jurusan teknik sipil UMS terutama angkatan 2010 khususnya,
terima kasih atas semua kenangan yang terindah dan segala bantuan serta
motivasinya.
10) Temanku yang terbaik, Al Shifa Krismu, Ginanjar Bagus Prasetyo, Arroyan
Luthfianto, Dika Setiawan, dan semua teman-teman yang telah membantu
saya melaksanakan penelitian selama ini.
11) Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang telah
membantu terselesainya laporan ini.
Penulis menyadari bahwa segala hal yang manusia lakukan pasti banyak
kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran
dan kritik untuk memperbaiki segala kekurangan dikemudian hari. Semoga
laporan ini dapat memberikan manfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca
pada umumnya.
Wassalammu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 29 April 2016
Penyusun
iii
Motto
“Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya yang
demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu”.
(Qs. Al Baqarah : 45)
“Belajarlah dari kesalahan masa lalu, bekerja keras untuk masa depan, dan
berharap hasil yang terbaik pada masa depan”
(Penulis)
“Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu
telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh
(urusan) yang lain dan hanya kepada Tuhan-Mulah hendaknya kamu
berharap”.
(Qs. Al Insyiqaaq : 6 –8)
“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua”
(Aristoteles)
“Tiada doa yang lebih indah selain doa agar tugas akhir ini cepat selesai”
(Penulis)
Jadikanlah hidup ini ibadah, janganlah kita hanya mencari duniawi karena
setelah duniawi yang hanya sementara ada akhirat yang paling kekal.
(Penulis)
iv
Untuk Ayah dan Ibuku, teringat jelas bagaimana raut wajahmu yang tanpa
lelah mencari rizki, ketika melepasku untuk menuntut ilmu
Semua itu ku jadikan motivasi yang lebih demi mewujdukan cita citaku
Ayah dan ibu berkat doamulah Frenda dapat menyelesaikan Tugas Akhir
ini, maafkanlah Frenda, hanya ucapan terima kasih yang Frenda dapat
berikan kepada ayah dan ibu.
Terima kasih atas segala do’a dan kasih sayang kalian, semoga apa yang
kalian berikan kepadaku ini bisa menjadikanku lebih baik di keluarga kita.
Bayu Prio Nugroho, Al Shifa Krismu, Gynanjar Bagus Prasetyo, Dika
Setiawan, Kiki, Farid Tegar Ashar, Arroyan Luthfianto dan teman-teman
teknik sipil angkatan 2010 lainnya Inilah karyaku dan terima kasih terima
kasih buat semua hal-hal bodoh dan tak terduga yang pernah dilewati
bersama. Tiada yang bisa kuberikan selain ucapan terima kasih.
v
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ i
KATA PENGANTAR .......................................................................................... ii
HALAMAN MOTTO .......................................................................................... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................v
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL .................................................................................................x
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii
DAFTAR GRAFIK ........................................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ...................................................................xv
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xvi
ABSTRAK ....................................................................................................... xviii
ABSTRACT ....................................................................................................... xix
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ..................................................................................1
B. Rumusan Masalah .............................................................................2
C. Tujuan Penelitian ..............................................................................3
D. Manfaat Penelitian ............................................................................3
E. Batasan Masalah ...............................................................................3
F. Keaslian Penelitian ...........................................................................5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Beton Geopolymer ............................................................................7
B. Binder ...............................................................................................8
C. Plat Beton Pracetak .........................................................................10
D. Kuat Tekan Beton ...........................................................................11
E. Kuat Lentur Plat Beton Bertulang ..................................................11
F. Bambu .............................................................................................12
vi
BAB III LANDASAN TEORI
A. Penempatan Tulangan .....................................................................14
B. Sistem Penulangan Plat ..................................................................14
1. Penulangan plat satu arah .........................................................14
2. Penulangan plat dua arah ..........................................................15
C. Bahan Penyusun Plat Beton Geopolymer Bertulang ......................16
1. Solid material (Fly ash) ............................................................17
2. Alkaline aktivator (Sodium silika dan Sodium hidroksida) .....17
3. Agregat .....................................................................................17
4. Air .............................................................................................20
5. Bilah bambu yang dirangkai .....................................................21
6. Kawat galvanis ..........................................................................21
D. Perencanaan Campuran Beton ........................................................22
E. Pengujian Tarik Baja dan Bambu ...................................................22
F. Kuat Tarik Kawat ...........................................................................23
G. Pengujian Beton ..............................................................................23
1. Kuat tekan beton .......................................................................23
2. Kuat lentur plat beton bertulang ...............................................24
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Umum .............................................................................................28
B. Bahan Penelitian .............................................................................28
1. Air .............................................................................................28
2. Agregat halus ............................................................................28
3. Agregat kasar ............................................................................29
4. Fly ash ......................................................................................29
5. Tulangan baja ............................................................................30
6. Tulangan bilah bambu yang dirangkai .....................................30
7. Kawat bendrat ...........................................................................31
8. Kawat galvanis ..........................................................................31
9. Sodium silika dan Sodium hidroksida ......................................32
vii
C. Peralatan Penelitian ........................................................................32
1. Gelas ukur .................................................................................33
2. Volumetric flash ........................................................................33
3. Saringan atau ayakan ................................................................34
4. Alat penggetar ayakan (Siever) .................................................34
5. Timbangan ................................................................................35
6. Oven ..........................................................................................35
7. Kerucut abram’s .......................................................................36
8. Bekisting ...................................................................................36
9. Cetok dan tongkat baja .............................................................37
10. Molen ........................................................................................37
11. Tempat adukan beton ................................................................38
12. Alat uji kuat lentur plat beton bertulang ...................................38
13. Alat uji kuat tekan beton ...........................................................39
D. Tahapan Penelitian .........................................................................39
E. Pengujian Kualitas Bahan ...............................................................40
1. Pengujian agregat halus ............................................................40
2. Pengujian agregat kasar ............................................................44
F. Perencanaan Campuran Beton ........................................................47
G. Pengujian Slump .............................................................................48
H. Pembuatan Benda Uji .....................................................................49
1. Pembuatan benda uji silinder ....................................................49
2. Pembuatan benda uji plat beton geopolymer ............................50
I. Pengujian Kuat Tarik ......................................................................55
1. Kuat tarik baja ...........................................................................55
2. Kuat tarik bilah bambu .............................................................56
3. Kuat tarik kawat galvanis .........................................................57
J. Pengujian Kuat Tekan dan Kuat Lentur .........................................58
1. Pengujian kuat tekan beton .......................................................58
2. Pengujian kuat lentur plat .........................................................58
viii
BAB V
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Pengujian Agregat ..........................................................................61
1. Agregat halus ............................................................................61
2. Agregat kasar ............................................................................62
B. Hasil Pengujian Fly Ash .................................................................64
C. Pengujian Kuat Tarik Baja, Bambu dan Kawat ..............................64
1. Pengujian kuat tarik baja ..........................................................64
2. Pengujian kuat tarik kawat galvanis .........................................65
3. Pengujian kuat tarik bilah bambu .............................................67
D. Kekentalan Adukan Beton ..............................................................67
E. Pengujian Berat Jenis ......................................................................68
F. Pengujian Kuat Tekan Beton ..........................................................69
G. Pengujian Kuat Lentur Plat Beton ..................................................71
1. Hasil uji kuat lentur plat beton bertulang .................................71
2. Hasil perhitungan secara analisis ..............................................73
3. Selisih hasil momen lentur pengujian dan momen
lentur analisis ............................................................................76
4. Prosentase selisih momen lentur plat beton normal
dengan plat beton geopolymer ..................................................80
5. Prosentase selisih momen lentur plat beton normal
tulangan baja dengan bilah bambu yang dirangkai ...................81
6. Prosentase selisih momen lentur plat beton geopolymer
tulangan baja dengan bilah bambu yang dirangkai ...................82
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .....................................................................................83
B. Saran ...............................................................................................88
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ix
DAFTAR TABEL
Tabel III.1. Gradasi Agregat Halus .......................................................................19
Tabel III.2. Gradasi Agregat Kasar .......................................................................20
Tabel V.1. Hasil Pemeriksaan Agregat Halus .....................................................61
Tabel V.2. Hasil Pemeriksaan Agregat Kasar .....................................................63
Tabel V.3. Hasil Pengujian Kandungan Kimia Fly Ash ......................................64
Tabel V.4. Pengujian Kuat Tarik Baja Ø 6 mm ...................................................65
Tabel V.5. Pengujian Kuat Tarik Kawat Galvanis Ø 1,02 mm ...........................65
Tabel V.6. Pengujian Kuat Tarik Kawat Galvanis Ø 1,29 mm ...........................66
Tabel V.7. Pengujian Kuat Tarik Bilah Bambu ...................................................67
Tabel V.8. Hasil Pengujian Slump Beton Normal ...............................................67
Tabel V.9. Hasil Pengujian Slump Beton Geopolymer ........................................68
Tabel V.10. Perhitungan Berat Jenis Beton Normal ..............................................68
Tabel V.11. Perhitungan Berat Jenis Beton Geopolymer ......................................69
Tabel V.12. Perhitungan Kuat Tekan Beton Normal .............................................69
Tabel V.13. Perhitungan Kuat Tekan Beton Silinder Geopolymer .......................69
Tabel V.14. Kuat Lentur Maksimal (Mlentur max.) Plat Beton Bertulangan
Baja, Bilah Bambu yang Dirangkai dan Diperkuat dengan
Kawat Galvanis Menyilang ...............................................................71
Tabel V.15. Momen Lentur Maksimal Plat Beton Normal Bertulang
Hasil Perhitungan Secara Analisis .....................................................73
Tabel V.16. Momen Lentur Maksimal Plat Beton Geopolymer Bertulang
Hasil Perhitungan Secara Analisis .....................................................75
Tabel V.17. Hasil Perbandingan Momen Lentur Maksimal Pengujian dan
Momen Lentur Analisis Pada Plat Beton Normal .............................77
Tabel V.18. Hasil Perbandingan Momen Lentur Maksimal Pengujian dan
Momen Lentur Analisis Pada Plat Beton Geopolymer ......................78
Tabel V.19. Prosentase Selisih Mlentur max. uji Plat Beton Normal Bertulangan
Baja dan Bilah Bambu yang Dirangkai dengan Plat Beton
Geopolymer Bertulangan Baja dan Bilah Bambu yang Dirangkai ....80
x
Tabel V.20. Prosentase Selisih Mlentur max. uji Plat Beton Normal Bertulangan
Baja dan Plat Beton Normal Bertulangan Bilah Bambu
yang Dirangkai ...................................................................................81
Tabel V.21. Prosentase Selisih Mlentur max. uji Plat Beton Geopolymer
Bertulangan Baja dan Plat Beton Geopolymer Bertulangan
Bilah Bambu yang Dirangkai ............................................................82
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1.
Scanning Electron Microscopy Fly Ash .........................................9
Gambar II.2.
Skema Pengujian Kuat Lentur Plat Beton Bertulang ...................12
Gambar III.1. Penulangan Plat ............................................................................14
Gambar III.2. Penulangan Plat Satu Arah ...........................................................15
Gambar III.3. Penulangan Plat Dua Arah ...........................................................16
Gambar III.4. Skema Pengujian Kuat Tarik Baja dan Bambu ...........................23
Gambar III.5. Skema Pengujian Kuat Tekan Beton ...........................................24
Gambar III.6. Skema Pengujian Kuat Lentur Plat Beton ...................................25
Gambar IV.1. Air ................................................................................................28
Gambar IV.2. Agregat Halus ..............................................................................29
Gambar IV.3. Agregat Kasar ..............................................................................29
Gambar IV.4. Fly Ash .........................................................................................30
Gambar IV.5. Tulangan Baja ..............................................................................30
Gambar IV.6. Tulangan Bilah Bambu yang Dirangkai ......................................31
Gambar IV.7. Kawat Bendrat .............................................................................31
Gambar IV.8. Kawat Galvanis Ø 1,02 mm .........................................................32
Gambar IV.9. Kawat Galvanis Ø 1,29 mm .........................................................32
Gambar IV.10. Sodium Silika ...............................................................................32
Gambar IV.11. Sodium Hidroksida ......................................................................32
Gambar IV.12. Gelas Ukur ...................................................................................33
Gambar IV.13. Volumetric Flash ..........................................................................33
Gambar IV.14. Saringan/Ayakan ..........................................................................34
Gambar IV.15. Alat Penggetar Ayakan (Siever) ...................................................34
Gambar IV.16. Timbangan 30 kg .........................................................................35
Gambar IV.17. Oven .............................................................................................35
Gambar IV.18. Kerucut Abram’s ..........................................................................36
Gambar IV.19. Cetakan Silinder ..........................................................................36
Gambar IV.20. Cetok ............................................................................................37
Gambar IV.21. Tongkat Baja ................................................................................37
xii
Gambar IV.22. Molen ...........................................................................................37
Gambar IV.23. Tempat Adukan Beton .................................................................38
Gambar IV.24. Alat Uji Kuat Lentur Plat Beton ..................................................38
Gambar IV.25. Universal Testing Machine ..........................................................39
Gambar IV.26. Diagram Alir Mix Design Beton Geopolymer .............................48
Gambar IV.27. Tes Slump ....................................................................................49
Gambar IV.28. Pembuatan Silinder Beton ...........................................................50
Gambar IV.29. Bekisting Plat ...............................................................................51
Gambar IV.30. Tulangan Baja Ø 6 mm ................................................................51
Gambar IV.31. Tulangan Bambu yang Dirangkai ................................................52
Gambar IV.32. Tulangan Bambu dengan Kawat Galvanis Ø 1,02 mm ...............52
Gambar IV.33. Tulangan Bambu dengan Kawat Galvanis Ø 1,29 mm ...............53
Gambar IV.34. Bekisting Dilapisi Oli ...................................................................54
Gambar IV.35. Bekisting Berisi Adukan Beton dan Tulangan Bambu ................54
Gambar IV.36. Plat Beton Segar ..........................................................................55
Gambar IV.37. Uji Kuat Tarik Tulangan Baja .....................................................56
Gambar IV.38. Uji Kuat Tarik Tulangan Bambu .................................................57
Gambar IV.39. Uji Kuat Tarik Kawat Galvanis ...................................................57
Gambar IV.40. Uji Kuat Tekan Beton ..................................................................58
Gambar IV.41. Uji Kuat Lentur Plat ....................................................................59
Gambar IV.42. Alat Ukur Beban Maksimal .........................................................59
Gambar IV.43. Bagan Alur Penelitian ..................................................................60
Gambar V.1.
Pengujian Tulangan Baja Ø 6 mm ...............................................65
Gambar V.2.
Pengujian Tulangan Kawat Galvanis Ø 1,02 mm .......................66
Gambar V.3.
Pengujian Tulangan Kawat Galvanis Ø 1,29 mm .......................66
Gambar V.4.
Pengujian Tulangan Bilah Bambu ...............................................67
Gambar V.5.
Pengujian Uji Kuat Tekan Beton Geopolymer ............................70
xiii
DAFTAR GRAFIK
Grafik V.1. Hubungan Antara Ukuran Ayakan dengan Persen Butir Lolos .........62
Grafik V.2. Hubungan Antara Ukuran Ayakan dengan Persen Butir Lolos .........63
Grafik V.3. Grafik Perbandingan Momen Lentur Maksimal Pengujian
dan Analisis Pada Plat Beton Normal ................................................77
Grafik V.4. Grafik Perbandingan Momen Lentur Maksimal Pengujian
dan Analisis Pada Plat Beton Geopolymer ........................................79
xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
A
= Luas Permukaan Benda Uji yang Ditekan, (mm2).
As baja
= Luas Penampang Batang Tulangan Baja, (mm2).
As bambu = Luas Penampang Tulangan Bilah Bambu, (mm2).
As kawat = Luas Penampang Kawat (mm2).
a
= Tinggi Plat Tegangan Beton Tekan Persegi Ekivalen, (mm).
b
= Lebar Penampang Plat, (mm).
c
= Jarak Antara Garis Netral dan Tepi Serat Beton Tekan, (mm).
Cc
= Gaya Tekan Beton, (kN).
D
= Diameter beton silinder, (mm).
d
= Tinggi Efektif Penampang Plat, (mm).
ds
= Jarak Antara Pusat Berat Tulangan Tarik dan Tepi Serat Beton Tarik,
(mm).
Es
= Modulus Elastisitas Baja Tulangan, (MPa).
f’c
= Kuat Tekan Beton, (MPa).
fy baja
= Kuat Leleh Baja Tulangan Longitudinal, (MPa).
fy bambu = Kuat Tarik Bambu, (MPa).
fy kawat
= Kuat Tarik Kawat Pada Saat Leleh, (MPa).
h
= Tinggi Penampang Plat, (mm).
L
= Jarak Antar Tumpuan, (mm).
Mmaks
= Momen Maksimum Plat, (kN.m).
Mlentur
= Momen Lentur Plat, (kN.m).
Pmaks
= Beban Retak Maksimum, (kN).
T
= Tinggi beton silinder, (mm).
Ts
= Gaya tarik baja tulangan, (kN).
q
= Berat Sendiri Beton, (kN/m).
V
= Volume beton silinder, (mm3)
c
= Berat Jenis Beton (kN/m3).
Ø
= Diameter Tulangan Baja atau Kawat, (mm).
ɛs
= Regangan tarik baja tulangan
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran L.1.
Pemeriksaan Kandungan Bahan Organik Pada Pasir.
Lampiran L.2.
Pengujian Saturated Surface Dry (SSD).
Lampiran L.3.
Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Halus.
Lampiran L.4.
Pemeriksaan Kandungan Lumpur Pada Pasir.
Lampiran L.5.
Pemeriksaan Gradasi Pada Pasir.
Lampiran L.6.
Grafik Pemeriksaan Gradasi Pada Pasir.
Lampiran L.7.
Pemeriksaan Keausan Agregat Kasar.
Lampiran L.8.
Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Kasar.
Lampiran L.9.
Pemeriksaan Gradasi Agregat Kasar.
Lampiran L.10. Grafik Pemeriksaan Gradasi Agregat Kasar.
Lampiran L.11. Test Slump Beton Normal.
Lampiran L.12. Test Slump Beton Geopolymer.
Lampiran L.13. Pengujian Berat Jenis Beton Normal.
Lampiran L.14. Pengujian Berat Jenis Beton Geopolymer.
Lampiran L.15. Pengujian Kuat Tekan Beton Normal.
Lampiran L.16. Pengujian Kuat Tekan Beton Geopolymer.
Lampiran L.17. Pengujian Kuat Lentur Pelat Beton Normal.
Lampiran L.18. Pengujian Kuat Lentur Pelat Beton Geopolymer.
Lampiran L.19. Pengujian Baru Kuat Lentur Pelat Beton.
Lampiran L.20. Analisis Perhitungan Pelat Beton Normal.
Lampiran L.24. Analisis Perhitungan Pelat Beton Geopolymer.
Lampiran L.28. Bahan yang Digunakan Untuk Penelitian.
Lampiran L.29. Perencanaan Campuran Adukan Silinder Beton.
Lampiran L.31. Perencanaan Campuran Adukan Pelat Beton.
Lampiran L.33. Bahan yang Digunakan Untuk Penelitian.
Lampiran L.34. Pembuatan Larutan Aktivator.
Lampiran L.35. Pembuatan Benda Uji.
Lampiran L.36. Pengujian Material Beton.
Lampiran L.37. Pengujian Kuat Tarik Tulangan Baja, Bambu, dan Kawat.
xvi
Lampiran L.38. Pengujian Beton Silinder.
Lampiran L.39. Pengujian Kuat Lentur Pelat Beton.
xvii
TINJAUAN KUAT LENTUR PELAT BETON GEOPOLYMER DENGAN
TULANGAN BILAH BAMBU YANG DIRANGKAI DAN DIPERKUAT KAWAT
GALVANIS MENYILANG
ABSTRAK
Geopolymer merupakan material ramah lingkungan yang biasa dikembangkan
sebagai alternatif pengganti beton semen di masa mendatang. Karena, material ini
tersusun dari sintesa bahan-bahan alam non organik melalui proses polimerisasi. Bahan
dasar utama pembuatan beton geopolymer, adalah bahan yang banyak mengandung
silikon dan alumunium. Unsur-unsur ini, diantaranya banyak terdapat pada material
buangan hasil sampingan industri, seperti abu terbang (fly ash) sisa pembakaran batu
bara. Untuk melarutkan unsur-unsur silikon dan alumunium, serta memungkinkan
terjadinya reaksi kimiawi, digunakan larutan bersifat alkalis. Disaat yang sama kebutuhan
penggunaan beton bertulang utamanya tulangan baja juga semakin meningkat.
Peningkatan kebutuhan tulangan baja ini akan menimbulkan kenaikkan harga sehingga
menjadi mahal dan langka. Adapun alternatif yang dapat digunakan sebagai pengganti
tulangan beton salah satunya adalah bambu. keunggulan spesifik pada bambu yaitu serat
bambu memiliki kekuatan tarik yang tinggi. Alkaline aktivator yang digunakan dalam
penelitian ini berupa Na2SiO3 (sodium silikat) dan NaOH (sodium hidroksida) konsentrasi
8M. Variasi agregat dan binder (fly ash dan aktivator) = 80% : 20%, serta perbandingan
aktivator Na2SiO3 : NaOH = 4 : 2. Bambu yang digunakan berupa bambu ori yang
dirangkai. Metode perawatan beton geopolymer dengan cara didiamkan dalam suhu
ruangan, sedangkan beton normal dengan cara direndam dalam air. Pengujian dilakukan
saat beton berumur 28 hari. Untuk penelitian ini dilakukan pengujian kuat tekan beton
normal dan geopolymer berbentuk silinder dengan f’c masing-masing sebesar 19,919 MPa
dan 12,864 MPa. Ukuran bambu yang digunakan adalah lebar 2 cm dan tinggi 0,8 cm,
kawat galvanis berukuran Ø 1,02 mm dan Ø 1,29 mm, dan pelat beton berukuran 60 cm x
60 cm x 8 cm. Hasil penelitian yang didapat, yaitu momen lentur maksimal pelat beton
normal dan geopolymer bertulangan baja masing-masing 3,514 kN.m dan 1,994 kN.m,
momen lentur maksimal pelat beton normal dan geopolymer bertulang bilah bambu yang
dirangkai sebesar 3,295 kN.m dan 1,751 kN.m, momen lentur maksimal pelat beton
normal dan geopolymer bertulang bilah bambu yang dirangkai dengan kawat galvanis Ø
1,02 mm sebesar 3,369 kN.m dan 1,825 kN.m, dan momen lentur maksimal pelat beton
normal dan geopolymer bertulang bilah bambu yang dirangkai dengan kawat galvanis Ø
1,29 mm sebesar 3,372 kN.m dan 1,885 kN.m. Dari hasil perbandingan tersebut
menunjukkan kuat lentur beton normal masih lebih tinggi dari beton geopolymer hal ini
bisa disebabkan karena campuran binder aktivator yang belum optimal.
Kata kunci
: Geopolymer, Fly Ash, Alkaline Aktivator, Bambu, Kawat Galvanis,
Pelat Beton, Momen Lentur Pelat
xviii
REVIEW GEOPOLYMER STRONG FLEXIBLE PLATE WITH CONCRETE
REINFORCING BAR OF BAMBOO AND STRENGTHENED WIRE CROSSWISE
GALVANIS
ABSTRACT
Geopolymer is an environmentally friendly material that is commonly developed
as an alternative to cement concrete in the future. Because the material is composed of
natural materials synthesis non organic through polymerization. The main ingredients of
geopolymer concrete production, is a material that contains silicon and aluminum. These
elements, of which there are many in the industry byproduct waste material, such as fly
ash ( fly ash ) coal combustion. To dissolve the elements silicon and aluminum, as well as
enabling the occurrence of chemical reactions, use a solution of alkali. At the same time
the need to use the main reinforced concrete reinforcing steel also increased. Increased
need for steel reinforcement will lead to price rises so that it becomes expensive and
scarce. As for alternatives that can be used as a substitute for concrete reinforcing one of
them is bamboo. specific advantages in bamboo that bamboo fiber has a high tensile
strength. Alkaline activator used in this study a Na2SiO3 ( sodium silicate ) and NaOH (
sodium hydroxide ) concentration of 8M. Variations aggregate and binder ( fly ash and
the activator ) = 80 % : 20 %, and the ratio of activator Na2SiO3 : NaOH = 4 : 2.
Bamboo is used in the form of bamboo ori strung together. Geopolymer concrete
treatment methods in a way allowed to stand at room temperature, whereas normal
concrete by soaking in water. Tests done when the concrete was only 28 days. For this
research, testing concrete compressive strength geopolymer normal and cylindrical with
f'c respectively 19.919 MPa and 12.864 MPa. The size of the bamboo used is 2 cm wide
and 0.8 cm high, sized galvanized wire Ø 1.02 mm and Ø 1.29 mm, and a concrete slab
measuring 60 cm x 60 cm x 8 cm. Research results obtained, that is maximum bending
moment of normal concrete plate steel reinforcement and steel reinforcement geopolymer
respectively 3.514 kN.m and 1.994 kN.m, maximum bending moment and the normal
concrete plate of reinforced geopolymer bamboo assembled at 3.295 kN.m and 1.751
kN.m, maximum bending moment and the normal concrete plate of reinforced geopolymer
bamboo assembled together with galvanized wire Ø 1.02 mm by 3.369 kN.m and 1.825
kN.m, and maximum bending moment and the normal concrete plate of reinforced
geopolymer bamboo assembled together with galvanized wire Ø 1.29 mm by 3.372 and
1.885 kN.m kN.m. From the results of this comparison shows the flexural strength of
normal concrete is still higher than it geopolymer concrete could be due to a mixture of
binders activators are not optimal.
Keywords
: Geopolymer, Fly Ash, Alkaline Activator, Bamboo, Galvanized Wire,
Plates Concrete, Plate Bending Moment
xix