PENGARUH PENAMBAHAN SERAT GALVALUM PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI FOAM TERHADAP KUAT LENTUR, TOUGHNESS, DAN STIFFNESS

Transkripsi

1 PENGARUH PENAMBAHAN SERAT GALVALUM PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI FOAM TERHADAP KUAT LENTUR, TOUGHNESS, DAN STIFFNESS The Effect of Adding Galvalum Fiber on Lightweight Concrete Foam Technology towards the Flexural Strength, Toughness, and Stiffness SKRIPSI Diajukan Sebagai salah satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : DEWANA ISTIYAN PRIMASATYA NIM. I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014

2 MOTTO Sesungguhnya setiap amal perbuatan itu disertai dengan niat dan setiap orang mendapat balasan amal sesuai niatnya. Barang siapa yang berhijrah hanya karena Allah maka hijrah itu akan menuju Allah dan Rosul-Nya. Barang siapa hijrahnya karena dunia yang ia harapkan atau karena wanita yang ia ingin nikahi maka hijrah itu hanya menuju yang ia inginkan. (HR. Bukhori dan Muslim) Orang harus cukup tegar untuk memaafkan kesalahan,cukup pintar untuk belajar dari kesalahan dan cukup kuat untuk mengoreksi kesalahan. (John Maxwell) Segalanya dimulai dari dalam pikiran. Jika Anda berpikir kalah, maka Anda akan kalah cepat atau lambat. Sang pemenang adalah orang yang berfikir bahwa dia pasti menang. Untuk itu yakinlah dan percaya diri. (Napoleon Hill) Sukses bukanlah sebuah akhir dan kegagalan bukanlah sebuah awal. (Orang Bijak) Lakukan yang terbaik pada setiap saat yang kamu miliki. (Orang Bijak) iv

3 PERSEMBAHAN Alhamdulillah puji syukur tiada terkira kupanjatkan kehadirat Illahi Robbi, pencipta alam semesta yang telah memberikan rahmat, hidayah serta anugerah yang tak terhingga yang saya rasakan hingga saat ini. Kupersembahkan untuk : Bapak dan Mama tercinta yang tidak henti-hentinya memberi doa, dana, semangat dan dukungan kepadaku. Adikku tercinta Dana dan Hani yang selalu mendoakan, memberikan semangat selama ini. Bapak Ibu dosen yang telah mengajarkan ilmunya. Bapak Purnawan Gunawan, ST, MT. dan Bapak Wibowo, ST, DEA. selaku dosen pembimbing Skripsi atas arahan dan bimbingannya selama dalam penulisan Skripsi ini. Rekan-rekan Teknik Sipil dan rekan satu tim Mas Kunto, Mas Rezha, Mas Herman serta untuk semuanya terima kasih atas bantuan dan dukungannya. v

4 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul Pengaruh Penambahan Serat Galvalum Pada Beton Ringan Dengan Teknologi Foam Terhadap Kuat Lentur, Toughness, dan Stiffness. Penelitian untuk tugas akhir ini merupakan bagian penelitian dari Purnawan Gunawan, ST, MT selaku ketua penelitian sekaligus dosen pembimbing I tugas akhir. Skripsi ini tidak dapat terselesaikan tanpa bantuan dari pihak-pihak yang ada di sekitar penulis, karena itu dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Segenap Pimpinan Program Studi Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Purnawan Gunawan, ST, MT., selaku Dosen Pembimbing I Skripsi. 4. Wibowo, ST, DEA., selaku Dosen Pembimbing II Skripsi. 5. Achmad Basuki, ST, MT., selaku Dosen Pembimbing Akademis. 6. Keluarga yang selalu mendukung dan mendoakan. 7. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil angkatan Semua pihak yang terkait. Penyusun menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun akan penulis terima dengan senang hati demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya. Surakarta, Februari 2014 Penyusun vii

5 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO DAN PERSEMBAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... i iii iii iv vi vii viii xi xii xiii xiv BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Dasar Teori Material Pembentuk Beton Semen Portland Agregat Air Perawatan Beton (Curing) Beton Ringan Beton Serat viii

6 Foam Agent Serat Galvalume Serat Dalam Beton Sifat Struktural Beton Serat Konsep Beton Serat Mekanisme Kerja Serat Pengujian Beton Berserat Pengujian Kuat Lentur Pengujian Toughness Stiffness (Kekakuan) BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Uraian Umum Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Standar Pengujian Agregat Halus Pengujian Agregat Halus Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus Pengujian Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus Pengujian Specific Gravity Agregat Halus Pengujian Gradasi Agregat Halus Tahapan dan Prosedur Pengujian Agregat Halus Prosedur Pengujian Kandungan Zat Organik Agregat Halus Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus Pengujian Specific Gravity Agregat Halus Pengujian Gradasi Agregat Halus Bahan Pembuatan Beton Foam Berserat Peralatan Pembuatan Beton Foam Berserat Tahapan dan Prosedur Pembuatan Beton Foam Berserat Tahapan dan Prosedur Penelitian Tahapan dan Prosedur Pengujian Pengujian Berat Jenis Pengujian Kuat Lentur Balok Beton ix

7 BAB IV. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar Hasil Pengujian Agregat Halus Hasil Perhitungan Rancang Campuran Adukan Beton Hasil Pengujian dan Pembahasan Berat Jenis Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Lentur Hasil Pengujian Nilai Toughness Hasil Perhitungan Stiffness Pembahasan BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... xv LAMPIRAN-LAMPIRAN x

8 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland... 7 Tabel 2.2. Jenis jenis Semen Portland... 7 Tabel 2.3. Persyaratan Gradasi Agregat Halus ASTM C.33-74a Tabel 2.4. Penentuan ukuran serat menurut ACI R Tabel 3.1. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Lentur Beton Tabel 3.2. Pengaruh Kadar Zat Organik terhadap Presentase Penurunan Kekuatan Beton Tabel 3.3. Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus Tabel 4.2. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Ringan Foam Berserat Galvalum 44 Tabel 4.3. Hasil Perhitungan Kuat Lentur Beton Tabel 4.4. Perubahan Kuat Lentur Beton Tabel 4.5. Nilai Toughness Tabel 4.6. Perubahan Nilai Toughness Tabel 4.7. Perhitungan Nilai Stiffness Tabel 4.8. Data Perubahan Nilai Stiffness xi

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Serat Tersebar Merata Dalam Beton Gambar 2.2. Plat Galvalum Gambar 2.3. Serat dalam Beton Gambar 2.4. Aksi Serat Bersama Pasta Semen Gambar 2.5. Aksi Pasak dalam Beton Gambar 2.6. Permodelan Perhitungan Kuat Lentur Gambar 2.7. Grafik Hubungan antara P (kn) dengan Lendutan (mm) Gambar 3.1. Prosedur Pembuatan Beton Ringan Foam Berserat atau Lightweight Foamed Fiber Concrete (LFFC) Gambar 3.2. Bagan Alir Tahap-tahap Penelitian Gambar 3.3. Benda Uji Gambar 3.4. Setting Up Pengujian Kuat Lentur Gambar 3.5. UTM (Universal Testing Machine) Gambar 4.1. Letak Pembebanan dan Tumpuan Gambar 4.2. Kurva Hubungan Kuat Lentur dengan Kadar Serat Gambar 4.3. Grafik Toughness 0,25 % Gambar 4.4. Kurva Hubungan Toughness dengan Kadar Serat Gambar 4.5. Kurva Hubungan Stiffness dengan Kadar Serat Gambar 4.6. Aksi Pasak dalam Beton xii

10 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Uji Agregat Lampiran B. Mix Desain Lampiran C. Hasil Pengujian Lampiran D. Gambar Gambar Praktikum xiii

11 DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL A : Luas penampang benda uji, mm 2 ASTM : American Society for Testing and Materials a : Defleksi belum terjadi b : Defleksi maksimum sebelum balok runtuh f a s : Faktor air semen ƒ(x) : Hasil regresi dari persamaan grafik beban-defleksi G 0 G 1 : Berat Pasir Awal, gram : Berat Pasir akhir, gram I : Momen Inersia, m 4 K : Stiffness balok beton, N/mm l : Tinggi Beton Relatif (jarak antara dua strain gauge) P : Beban yang diberikan, N PBI : Peraturan Beton Bertulang Indonesia Q : Beban Merata, ton/m SK SNI : Surat Keputusan Standar Nasional Indonesia SSD : Saturated Surface Dry UTM : Universal Testing Machine V : Volume Beton, m 3 W : Berat Beton, ton σf : Kuat Lentur, ton/m 2 : Defleksi maksimum, mm % : persen xiv

12 ABSTRAK Dewana Istiyan Primasatya, 2014, Pengaruh Penambahan Serat Galvalum Pada Beton Ringan Dengan Teknologi Foam Terhadap Kuat Lentur, Toughness, dan Stiffness, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Beton ringan foam merupakan beton yang dibuat dengan bahan tambah foam agent (cairan busa). Foam agent sebagai bahan campuran beton dapat mengurangi berat jenis beton sehingga berat beton menjadi ringan. Untuk meningkatkan kuat lentur, toughness dan stiffness, salah satunya dengan menambahkan serat galvalum. Penambahan serat dalam beton akan membentuk suatu komposit antara beton dengan serat, dimana kedua beton tersebut memiliki karakteristik yang berbeda-beda baik sifat fisik maupun mekaniknya, termasuk elastisitasnya. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan serat galvalum terhadap kuat lentur, toughness, dan stiffness beton ringan foam berserat galvalum. Metode yang digunakan adalah pengamatan secara eksperimental di laboratorium Bahan Jurusan Teknik Sipil FT UNS dan kemudian dilakukan analisis secara teoritis untuk mendukung hasil/kesimpulan akhirnya. Benda uji berupa balok berukuran 10 cm x 10 cm x 55 cm untuk pengujian kuat lentur, kemudian dari hasil pengujian tersebut dapat dianalisis nilai kuat lentur, toughness dan stiffness. Sebanyak 3 buah tiap variasi persen serat untuk pengujian kuat lentur. Alat yang digunakan untuk pengujian adalah UTM (Universal Testing Machine). Nilai kuat lentur pada serat 0%; 0,25%; 0,5; dan 1% berturut-turut adalah 104,28 t/m 2 ; 110,31 t/m 2 ; 182,99 t/m 2 ; dan 134,98 t/m 2, pada serat 0,5% terjadi kenaikan kuat lentur sebesar 75,48 %. Nilai Toughness terbesar terjadi pada penambahan serat 0,5% dengan nilai 1407 Nmm mengalami perubahan sebesar 121,92 %. Stiffness dengan kadar serat galvalum sebesar 0%, 0,25%, 0,5%, 1% yang diuji pada umur 28 hari adalah 5001,65 N/mm; 7277,67 N/mm; 8472,88 N/mm dan 7957,14 N/mm. Penambahan kadar serat sebesar 0,5% menghasilkan nilai Stiffness sebesar 69,40 % dibandingkan dengan beton ringan foam tanpa serat. Peningkatan ini terjadi karena adanya penambahan serat galvalum menghasilkan pengaruh yang lebih baik. Dari pengujian secara eksperimental dan kemudian dengan perhitungan secara analisis diperoleh nilai maksimum kuat lentur, toughness, dan stiffness pada beton ringan foam berserat galvalum dengan penambahan kadar serat sebesar 0,5%. Kata kunci : beton ringan, foam agent, serat galvalum, kuat lentur, toughness, stiffness. vi

13 ABSTRACT Dewana Istiyan Primasatya, 2014, The Effect of Adding Galvalum Fiber on Lightweight Concrete Foam Technology towards the Flexural Strength, Toughness And Stiffness, Thesis Department of Civil Engineering Faculty of Engineering, University of March Surakarta. Lightweight foam concrete is concrete that is made with added foam agent (liquid foam). Foam agent as a mixture of concrete can reduce the weight of concrete so that the concrete becomes lighter weight. To increase the flexural strength, toughness and stiffness, one of them by adding fiber galvalum. The addition of fibers in the concrete to form a composite between concrete with fibers, where both the concrete has different characteristics both physical and mechanical properties, including elasticity. The purpose of this study was to determine how much influence the addition of fiber galvalum the flexural strength, toughness, and stiffness of lightweight concrete foam galvalum fiber. The method used is an experimental observation in Civil Engineering Materials Laboratory FT UNS and then performed a theoretical analysis to support the outcome / denouement. Specimens in the form of blocks measuring 10 cm x 10 cm x 55 cm for flexural strength testing, and the test results can be analyzed value of flexural strength, toughness and stiffness. A total of 3 pieces each variation percent fiber for flexural strength testing. The tools used for testing is UTM (Universal Testing Machine). Value of flexural strength on fiber 0 %, 0.25 %, 0.5, and 1 %, respectively, t/m 2 ; t/m 2 ; t/m 2, and t/m 2, at 0.5 fibers % an increase in flexural strength of %. Toughness values occurred in 0.5 % with the addition of fiber 1407 Nmm value unchanged at %. Galvalum stiffness with the fiber content of 0%, 0.25 %, 0.5 %, 1 % were tested at 28 days is N / mm ; N / mm ; N / mm and N / mm. The addition of the fiber content of 0.5 % yield Stiffness value of % compared to the lightweight foam concrete without fibers. This increase is due to the addition of fiber galvalum produce a better effect. Of experimentally testing and then by calculating the maximum values obtained in the analysis of flexural strength, toughness, and stiffness in fibrous galvalum foam lightweight concrete with the addition of the fiber content of 0.5 %. Keywords : lightweight concrete, foam agent, galvalum fiber, flexural strength, toughness, stiffness. vii