PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX DENGAN FLY ASH TERHADAP KUAT TEKAN, PERMEABILITAS DAN PENETRASI SKRIPSI

Transkripsi

1 PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX DENGAN FLY ASH TERHADAP KUAT TEKAN, PERMEABILITAS DAN PENETRASI (Effect of Adding Fiber Bendrat On High Quality Concrete Dreux Method With Fly Ash toward Compressive Strength, Permeability, and Penetration) SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh: BANGUN BUDI PRANATA I KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET 2015 i

2 HALAMAN PERSETUJUAN PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX DENGAN FLY ASH TERHADAP KUAT TEKAN, PERMEABILITAS DAN PENETRASI (Effect of Adding Fiber Bendrat On High Quality Concrete Dreux Method With Fly Ash toward Compressive Strength, Permeability, and Penetration) SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh: BANGUN BUDI PRANATA I Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Persetujuan Dosen Pembimbing: Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Ir. Slamet Prayitno, MT Ir. Purwanto, MT NIP NIP ii

3 HALAMAN PENGESAHAN PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX DENGAN FLY ASH TERHADAP KUAT TEKAN, PERMEABILITAS DAN PENETRASI (Effect of Adding Fiber Bendrat On High Quality Concrete Dreux Method With Fly Ash toward Compressive Strength, Permeability, and Penetration) SKRIPSI Disusun Oleh : BANGUN BUDI PRANATA I Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelah Maret Surakarta pada : Hari : Tanggal : April 2015 Ir. Slamet Prayitno, MT... NIP Ir. Purwanto, MT... NIP Ir. Sugiyarto, MT... NIP Ir. Endang Rismunarsi, MT... NIP Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Mengesahkan, Ketua Program Studi Non-Reg Jurusan Teknik Sipil Ir. Bambang Santosa, MT Edy Purwanto, ST, MT NIP NIP iii

4 MOTTO Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua (Aristoteles) Hidup adalah sebuah petualangan atau bukan sama sekali (Helen Keller) Sebelum menulis belajarlah berpikir dulu (Boileau) TIDAK BISA, TIDAK ADA (Bangun Budi Pranata) Jangan phobia skripsi (Bangun Budi Pranata) iv

5 PERSEMBAHAN Alhamdulillah puji syukur saya panjatkan kehadirat ALLAH SWT, pencipta alam semesta yang telah memberikan rahmat, hidayah serta anugerah yang tak terhingga. Sekapur sirih sebagai penghapus perih, seikat kembang telasih sebagai persembahan serta ucapan terima kasih : Terima kasih yang tak terhingga besarnya untuk Bapak Wandino dan Ibu Sri Harmi yang tak henti-hentinya mendoakan, mendidik tak pernah jemu dan selalu menaburkan pengorbanan dengan kasih sayang. Tanpa maaf dan restumu hidup anak tunggalmu tak menentu. Buat semua keluarga besarku yang tak hentinya memberi semangat dan doa untuk saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Bapak Ir. Slamet Prayitno, MT dan Bapak Ir. Purwanto, MT selaku dosen pembimbing atas arahan dan bimbingannya selama dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Teman-teman grup Serat Bendrat Arif Budi Santoso, M. A. Faiz, dan Wira Akbar Wibowo yang selalu setia bekerjasama mulai dari awal sampai akhir penelitian. Teman-teman Teknik Sipil Non Reguler 2012 yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang sudah banyak membantu selama kuliah di UNS. Sukses selalu semuanya. Dan terakhir untuk semuanya saja yang senantiasa membantu dan mendukung saya. Semoga Allah SWT memberikan balasan kebaikan yang banyak kepada kalian semua. Alhamdulillah, segala puji saya panjatkan hanya kepada ALLAH SWT atas rahmat dan hidayah-nya. Nikmat Islam, Iman, kesehatan serta kesempatan yang ALLAH SWT berikan kepada saya. v

6 ABSTRAK Bangun Budi Pranata, 2015, Pengaruh Penambahan Serat Bendrat Pada Beton Mutu Tinggi Metode Dreux Dengan Fly Ash Terhadap Kuat Tekan, Permeabilitas, dan Penetrasi, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Disebabkan perkembangan zaman, struktur bangunan mengalami perkembangan yang sangat pesat. Struktur beton bertulang merupakan salah satu struktur yang sangat diandalkan kekuatannya saat ini dan banyak dimanfaatkan pada pembangunan gedung-gedung tinggi, jembatan dengan bentang panjang, tower dan sebagainya. Struktur demikian membutuhkan beton mutu tinggi dengan kuat tekan lebih besar dari 6000 Psi atau 41,4 MPa yang digunakan untuk menopang komponen struktur. Dengan demikian perlu adanya peningkatan mutu beton dengan langkah menambahkan serat pada beton segar, maka dipilihlah bahan tambah serat bendrat yang berasal dari bahan limbah kabel listrik atau daur ulang yang tidak bermanfaat, untuk dimanfaatkan kembali sebagai bahan tambah yang bertujuan meningkatkan kuat tekan beton. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan serat bendrat terhadap kuat tekan, permeabilitas dan penetrasi. Metode yang digunakan adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di laboratorium Bahan UNS. Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm untuk pengujian kuat tekan,dan 7,5 cm x 15 cm untuk uji permeabilitas dan penetrasi. Benda uji masing-masing berjumlah 4 buah untuk 1 variasi kadar penambahan serat. Persentase serat yang digunakan adalah 0%; 0,5%;1%; 1,5%; dan 2%. Pengujian menggunakan alat CTM (Compression Testing Machine). Perhitungan yang digunakan adalah analisis statistik dengan regresi linear pada batas elastis beton menggunakan program Microsoft Excel. Hasil dari penelitian ini adalah peningkatan nilai kuat tekan, permeabilitas, dan penetrasi beton mutu tinggi setelah ditambah serat bendrat. Peningkatan paling maksimum terdapat pada kadar penambahan serat sebesar 0,9 1,0% dari berat beton. Nilai kuat tekan beton dengan kadar penambahan serat bendrat sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 60,01 MPa; 66,81 MPa; 67,09 MPa; 64,54 MPa; dan 63,41 MPa. Nilai koefisien permeabilitas beton dengan kadar penambahan serat bendrat sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 9, m/detik; 6, m/detik; 4, m/detik; 6, m/detik; dan 1, m/detik.nilai penurunan penetrasi dengan persentase penambahan serat bendrat sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 1,300 cm; 1,125 cm; 0,925 cm; 1,200 cm; dan 1,375 cm. Penambahan kadar serat sebesar 0,9 1,0% menghasilkan peningkatan kuat tekan, koefisien permeabilita, dan penetrasi maksimal berturut-turut sebesar 12.52%; 45,54%; dan 7,22% dibandingkan dengan beton mutu tinggi tanpa serat. Kata kunci : Beton Mutu Tinggi, Serat Bendrat, Kuat Tekan, Permeabilitas, Penetrasi vi

7 ABSTRACT Bangun Budi Pranata, 2015, Effect of Adding Fiber Bendrat On High Quality Concrete Dreux Method With Fly Ash toward Compressive Strength, Permeability, and Penetration, Final Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering University of March. Due to the times, the structure of the building has developed very rapidly. Reinforced concrete structure is a structure that is highly reliable and power is now widely used in the construction of tall buildings, long-span bridges, towers and so on. The structure thus requiring high strength concrete with compressive strength greater than 6000 psi or 41.4 MPa were used to prop up structure. With components thus a need to increase the quality of concrete with steps to add fiber to the fresh concrete, the chosen material added fiber bendrat derived from electrical wiring or waste material recycling is not useful, to be reused as a material added concrete. The purpose aims to improve the compressive strength of this study was to determine the effect of fiber bendrat compressive strength, permeability and penetration. The method used is a method that is carried out in a laboratory experiment UNS material. Cylindrical test specimen with a diameter of 15 cm and a height of 30 cm for compressive strength testing, and 7.5 cm x 15 cm for permeability and penetration testing. Each test specimen consists of 4 pieces to one variation of the levels of addition of fiber. Percentage of the fiber used was 0%; 0.5%; 1%; 1.5%; and 2%. Test using a CTM (Compression Testing Machine). Calculation used is statistical analysis with a linear regression on the elastic limit of the concrete using a Microsoft Excel program. The results of this study is the increase in the compressive strength, permeability, and the penetration of high strength concrete after adding fiber bendrat. The maximum possible increase in the levels found in the addition of fiber by 0.9 to 1% of the weight of the concrete. The compressive strength of concrete with the addition of fiber bendrat content of 0%; 0.5%; 1%; 1.5%; and 2% is 60,01 MPa; 66,81 MPa; 67,09 MPa; 64,54 MPa; and 63,41 MPa. Permeability rate coefficient of concrete with the addition of fiber bendrat content of 0%; 0.5%; 1%; 1.5%; and 2% 9, m/sec; 6, m/ sec; 4, m/ sec; 6, m/ sec; dan 1, m/ sec. Nilai penetration decreased with the addition of fiber bendrat percentage of 0%; 0.5%; 1%; 1.5%; and 2% is 1,300 cm; 1,125 cm; 0,925 cm; 1,200 cm; dan 1,375 cm. The addition of fiber content of 0.9 to 1% resulted in an increase in compressive strength, coefficient permeability, and maximum penetration, respectively for 12.52%; 45,54%; and 7,22% compared with high strength concrete without fibers. Keywords : High Quality Concrete, Fiber Bendrat, Compressive Strength, Permeability, Penetration. vii

8 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul Pengaruh Penambahan Serat Bendrat Pada Beton Mutu Tinggi Metode Dreux Dengan Fly Ash Terhadap Kuat Tekan, Permeabilitas dan Penetrasi. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini. Untuk itu, Penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada : 1. Ir. Bambang Santoso, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staff. 2. Edy Purwanto, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing Akademik serta Ketua Program Studi Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staff. 3. Ir. Slamet Prayitno, MT, selaku Dosen Pembimbing I. 4. Ir. Purwanto, MT, selaku Dosen Pembimbing II. 5. Ir. Sugiyarto, MT, selaku Dosen Penguji. 6. Ir. Endang Rismunarsi, MT, selaku Dosen Penguji. 7. Teman-teman mahasiswa Non Reguler Teknik Sipil Angkatan Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang membutuhkan, khususnya bagi penulis sendiri. Surakarta, Maret 2015 Penulis viii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO... PERSEMBAHAN... ABSTRAK... i ii iii iv v vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR TABEL... xv DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xvi DAFTAR LAMPIRAN... xvii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penilitian Manfaat Teoritis Manfaat Praktis... 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Dasar Teori Material Dasar Pembentuk Beton a. Semen Portland b. Agregat c. Air ix

10 2.2.1.d. Fly Ash Beton Serat a. Serat Bendrat b Sifat Struktural Beton Serat c. Konsep Beton Serat d. Mekanisme Kerja Serat Beton Metode Dreux Beton Mutu Tinggi Metode Dreux Berserat Bendrat Beton Kedap Air a. Definisi Beton Kedap Air b Spesifikasi Bahan c. Ketentuan Minimum Agregat Beton Bertulang Kedap Air Serapan Air a. Serapan Air Sebagai Salah Satu Faktor Durabilitas b. Hal-hal Yang Mempengaruhi Serapan Air Kuat Tekan Permeabilitas Dan Penetrasi BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Uraian Umum Benda Uji Penelitian Tahapan dan Prosedur Penelitian Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Standar Pengujian Agregat Halus Standar Pengujian Agregat Kasar Alat Uji Yang Digunakan Bahan Uji Penelitian Pengujian Bahan Dasar Beton Pengujian Agregat Halus a. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus b. Pemeriksaan Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus c. Pengujian Specific commit Gravity to Agregat user Halus x

11 3.7.1.d. Pengujian Gradasi Agregat Halus Pengujian Agregat Kasar a. Pengujian Specific Gravity b. Pengujian Gradasi c. Pengujian Abrasi Perencanaan Campuran Beton Pembuatan Benda Uji Pengujian Nilai Slump Perawatan Benda Uji Pengujian Kuat Tekan Beton Pengujian Permeabilitas dan Penetrasi Beton Analisis Data dan Pembahasan BAB 4 DATA, ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Bahan Dasar Hasil Pengujian Agregat Halus a. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur b. Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik c. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus d. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus Hasil Pengujian Agregat Kasar a. Hasil Pengujian Specific Grafity Agregat Kasar b. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Hasil Perhitungan Rancang Campur Metode Dreux Hasil Pengujian dan Pembahasan Beton Hasil Pengujian Slump Flow Hasil Pengujian dan Pembahasan Berat Jenis Hasil Pengujian Kuat Tekan Hasil Pengujian Permeabilitas dan Penetrasi a. Koefisien Permeabilitas b. Kedalaman Penetrasi Pembahasan Penelitian commit... to user 72 xi

12 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... xviii LAMPIRAN... xix xii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Serat Tersebar Merata dalam Beton Gambar 2.2. Serat dalam Beton Gambar 2.3. Aksi Serat Bersama Pasta Semen Gambar 2.4. Aksi Pasak dalam Beton Gambar 3.1. Benda Uji Kuat tekan, Permeabilitas dan Penetrasi Beton Gambar 3.2. Bagan Alir Tahap-tahap Penelitian Gambar 3.3. Cara Pengujian Kuat Tekan Beton Gambar 3.4. Rangkaian Pengujian Permeabilitas Beton Gambar 3.5. Peralatan Pengujian Gambar 3.6. Pengujian Tinggi Jatuh Air Gambar 3.7. Benda Uji Setelah Dibelah (Pengujian Penetrasi) Gambar 4.1. Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik Gambar 4.2. Grafik Gradasi Agregat Halus Gambar 4.3. Grafik Gradasi Agregat Kasar Gambar 4.4. Diagram Hubungan Kuat Tekan Beton dengan Kadar Serat Gambar 4.5. Kurva Regresi Hasil Pengujian Kuat Tekan Gambar 4.6. Pengujian permeabilitas dan penetrasi Gambar 4.7. Diagram Hubungan antara Koefisien Permeabilitas Rata-rata dengan Kadar Serat Gambar 4.8. Kurva Regresi Hasil Pengujian Permeabilitas Gambar 4.7. Diagram Hubungan antara Kedalaman Penetrasi Rata-rata dengan Kadar Serat Gambar Kurva Regresi Hasil Pengujian Penetrasi xiii

14 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland... 8 Tabel 2.2. Jenis-jenis Semen Portland... 8 Tabel 2.3. Batasan Susunan Butiran Agregat Halus Tabel 2.4. Batasan Susunan Butiran Agregat Kasar Tabel 2.5. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar Tabel 2.6. Persyaratan Gradasi Agregat Halus Tabel 2.7. Kandungan Butir Halus Tabel 2.8. Ketentuan Minimum Agregat Untuk Beton Bertukang Kedap Air.. 22 Tabel 3.1. Jumlah dan kode benda uji kuat tekan Tabel 3.2. Jumlah dan kode benda uji permeabilitas dan penetrasi beton Tabel 3.3. Pengaruh Kadar Organik Terhadap Prosentase Penurunan Kekuatan Beton Tabel 3.4. Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM Tabel 4.1. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus Tabel 4.3. Hasil Pengujian Agregat Halus Tabel 4.4. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar Tabel 4.5. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Tabel 4.6. Hasil Pengujian Agregat Kasar Tabel 4.7. Proporsi Campuran Adukan Beton untuk 1 Sampel Silinder Beton 60 Tabel 4.8. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Mutu Tinggi Metode Dreux Berserat Bendrat Tabel 4.9. Hasil Pengujian Kuat Tekan Tabel Perubahan Kuat Tekan Tabel Data Hasil Pengujian Permeabilitas Tabel Hasil Analisa Permeabilitas Tabel Perubahan Koefisien Permeabilitas Tabel Hasil Analisa Penetrasi Tabel Perubahan Kedalaman Penetrasi xiv

15 DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL % = Persentase π = Phi (3,14285) o C fc A V P V = Derajat celcius = Kuat tekan beton = Luas permukaan benda uji tertekan = Volume benda uji silinder = Beban tekan =Volume total yang diserap sampel A =Luas penampang pipa h =Tinggi air dalam pipa Q =Kecepatan aliran air A =Luas penampang sampel L =Ketebalan penetrasi air K =Koefisien permeabilitas air Ho =Tinggi air mula-mula Hi =Tinggi air akhir t =Waktu pengaliran m = Meter mm = Milimeter cm = Centimeter gr = Gram kg = Kilogram lt = Liter ml = Mililiter MPa = Mega Pascal kn = Kilo Newton PPC = Portland Pozzolan Cement ASTM = American Society for Testing and Material ACI =American Concrete Institue SNI = Standar Nasional Indonesia xv

16 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A : Hasil Pengujian Agregat LAMPIRAN B : Perhitungan Beton Rancang Campur Metode Dreux LAMPIRAN C : Hasil Pengujian Penelitian LAMPIRAN D : Dokumentasi Penelitian xvi