KAPASITAS LENTUR DAN TARIK BETON SERAT MENGGUNAKAN BAHAN TAMBAH FLY ASH

Transkripsi

1 KAPASITAS LENTUR DAN TARIK BETON SERAT MENGGUNAKAN BAHAN TAMBAH FLY ASH Tugas Akhir untuk memenuhi sebagianpersyaratan mencapai derajat Sarjana S 1 Teknik Sipil disusun oleh : SULARTO NIM : D NIRM : kepada : PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2012 i

2 LEMBAR PENGESAHAN KAPASITAS LENTUR DAN TARIK BETON SERAT MENGGUNAKAN BAHAN TAMBAH FLY ASH Tugas Akhir Diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran Tugas Akhir di hadapan Dewan Penguji Pada tanggal : 26 September 2012 diajukan oleh : Sularto NIM : D NIRM : Susunan Dewan Penguji: Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping Ir. H. Henry Hartono, M.T Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T. NIP : NIK : 732 Anggota Ir. H. Aliem Sudjatmiko, M.T. NIP : Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan Untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil Surakarta, 26 September 2012 Dekan Fakultas Teknik Ketua Program Studi Teknik Sipil Ir. Agus Riyanto, M.T. Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T. NIP : 542 NIK : 732 ii 483

3

4

5 MOTTO Jadikanlah Sabar dan Shalat Sebagai Penolongmu.Dan Sesungguhnya Yang Demikian itu Sungguh Berat, Kecuali Bagi Orang-Orang yang Khusyu. (Al Baqarah : 45). Cobalah untuk tidak hanya menjadi orang yang sukses saja, tetapi menjadi orang yang berarti ( Albert Einstein ) Raihlah ilmu, dan untuk meraih ilmu belajarlah untuk tenang dan sabar. ( Khalifah Umar ) Ilmu adalah salah satu kelezatan dunia, jika ia diamalkan akan menjadi kelezatan akhirat. ( Al-Khatib Al-Baghdadi Rahimahullah ) Sebagai pemimpin janganlah pernahmengabaikan keharusanmuuntuk melayani bagi kesejahteraandan kebahagiaan mereka yang kau pimpin.setialah kepada yang benar,dan kembalikanlah semuanya kepada kebenaran. (Mario Teguh) Ilmu itu lebih baik daripada harta. Ilmu itu akan menjagamu, sadangkan harta engkaulah yang menjaganya. Ilmu itu semakin berkembang dengan diinfakkan, sedangkan harta akan berkurang jika dinafkahkan. Ilmu adalah yang mengaturmu, sedangkan harta, engkau yang akan mengaturnya. ( Ali bin Abi Thalib Radhiyallahu anhu) iii

6 PERSEMBAHAN Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada : 1. Gusti Allah SWT., yang Maha Pelindung bagi setiap Hamba-Nya dan dengan rahmat, taufiq serta hidayah-nya penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Nabi Muhammad SAW., yang menjadi panutanku, yang dengan perjuangannya telah menghantarkan kita menjadi umat pilihan terlahir untuk seluruh umat manusia demi menuju ridha-nya. 3. Bapak Tarsowiyono dan Ibu Sukini, bapak ibuku tercinta. Tak akan pernah ku berhenti mengucapkan terima kasih dari dulu, sekarang, hingga akhir nanti. 4. Kakakku tersayang Sulasmi dan sularno terima kasih atas semua bantuan dan motivasinya. Semoga Cepat mempunyai momongan dan bisa sebagai penerus keluarga. 5. Heni Astuti,A.md, terima kasih atas kasih sayang dan dorongan serta semangatnya. 6. Keluarga Besar Kromodiyono (Mbah Kromo, Mbah Wiji, Sumarno dan istri serta anak-anaknya, Wagimin dan istri serta anak-anaknya, Giyono dan istri serta anak-anaknya, Giyanti dan Suami serta anak-anaknya, dan semua saudaranya). Terima kasih atas dorongan, do a, dan semangat. 7. Keluarga Besar Sastro Yatno (Mbah No, Mbah Narti, Pak Sugiyanto, Bu Harni, Pakde No, Budhe sis, Om Hardi, Kentus, Maman, Yanto, winda dan Semua Saudaranya). Terimakasih atas dorongan, do a,dan semangat. 8. Teman teman Sipil Angkatan 2003 UMS (M.Irkham, Agus Suwardani, Asep, Anton, dan yang lainnya) Kisah kita akan menjadi sebuah cerita untuk anak cucu kita. 9. Teman teman Teknik Sipil UMS (Udin, Marmo, Bowo, Jono, Ari). 10. Teman teman seperjuangan selama di Solo terima kasih atas semua bantuan, semangat kebersamaan, kekeluargaan yang telah terjalin selama ini. 11. Teman-teman di kampung yang telah menjadi teman, saudara semenjak kecil hingga dewasa, tetap semangat kita bangun desa kita menjadi lebih maju. 12. Orang-orang yang mengenalku. iv

7 PRAKATA Assalamu alaikum Wr.Wb. Dengan Nama Allah yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang, syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, bimbingan dan petunjuk-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul KAPASITAS LENTUR DAN TARIK BETON SERAT MENGGUNAKAN BAHAN TAMBAH FLY ASH Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan ini masih jauh dari sempurna, maka penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya. Selain dari pada itu, penulis sangat mengharapkan saran dan masukan guna penyempurnaan Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini tidak lupa penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak atas bantuan, petunjuk, arahan dan bimbingan dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan Tugas Akhir ini. Terima kasih penulis haturkan kepada yang terhormat : 1). Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2). Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3). Bapak Ir. H. Henry Hartono, M.T., selaku Pembimbing Utama. 4). Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Pembimbing Pendamping. 5). Bapak Ir. H. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir. 6). Bapak Ir. H. Sri Widodo, MT., selaku Dosen Pembimbing Akademik. 7). Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 8). Segenap Jajaran Civitas Akademika Universitas Muhammadiyah Surakarta v

8 9). Kedua orangtuaku, kakakku, yang tercinta yang telah memberikan dorongan materiil, moril maupun spirituil. 10). Bidadariku, terima kasih atas kasih sayang dan dorongan serta semangatnya. 11). Teman-temanku dan semua rekan- rekan angkatan 2003, terima kasih atas kenangan, bantuan, info serta cerita dalam perjalananku di UMS. 12). Orang-orang yang mengenal dan mengenangku. Demikianlah dan besar harapan penulis semoga Tugas Akhir ini bisa bermanfaat bagi kita, Amien Ya Rabbal Alamin. Wassalamu alaikum Wr. Wb. Surakarta, September 2012 Penulis vi

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii HALAMAN MOTTO... iii HALAMAN PERSEMBAHAN... iv PRAKATA... v DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR GRAFIK... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xv DAFTAR NOTASI... xvi ABSTRAKSI...xvii BAB I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 2 D. Batasan Masalah... 2 E. Keaslian Penelitian... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. Beton Serat... 4 B. Sifat-sifat Beton Kebaikan beton Kekurangan Beton... 6 C. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton Jenis Semen dan Jumlah Semen Faktor Air Semen (fas)... 9 vii

10 3. Sifat Agregat Umur Beton Perawatan D. Serat Limbah Serutan Besi...13 E. Fly Ash F. Bahan Penyusun Beton Serat Semen portland Agregat Air Serat Limbah Serutan Besi Fly Ash BAB III. LANDASAN TEORI A. Beton Serat B. Material Pembentuk Beton Semen Agregat Air C. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton D. Kuat Lentur Balok Beton BAB IV. METODE PENELITIAN A. Uraian Umum B. Bahan Penelitian C. Peralatan Penelitian D. Tahap Pelaksanaan Penelitian Tahap I Tahap II Tahap III Tahap IV Tahap V viii

11 E. Pelaksanaan Penelitian Pemeriksaan Bahan Perencanaan Campuran Beton Pembuatan Benda Uji Perawatan (Curing) Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Pengujian Kuat Tarik Belah Beton BAB V. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Pemeriksaan Bahan Penyusun Beton Serat Pemeriksaan Ikatan Awal Semen Pemeriksaan Agregat Kasar Hasil Pengujian Agregat Halus B. Pengujian Slump C. Hasil Pengujian Berat Jenis D. Hasil Pengujian Kuat Lentur dan Kuat Tarik belah Beton BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran PENUTUP DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

12 DAFTAR TABEL Tabel II.1. Jenis-jenis semen Portland Tabel III.1. Batas Gradasi Agregat Halus Tabel III.2. Syarat Gradasi Agregat Kasar Tabel IV.1. Rencana Campuran Adukan Beton Tabel IV.2. Perkiraan Kuat tekan beton dengan fas 0,5 dan jenis semen Serta agregat kasar yang biasa dipakai di Indonesia Tabel IV.3. Persyaratan Jumlah Minimum dan faktor air semen maksimum untuk berbagai macam pembetonan dalam lingkungan khusus. 43 Tabel IV.4. Ketentuan minimum untuk beton bertulang kedap air Tabel IV.5. Ketentuan untuk beton yang berhubungan dengan air tanah Yang mengandung sulfat Tabel IV.6. Slump yang disyaratkan untuk berbagai konstruksi Tabel IV.7. Perkiraan kadar air bebas yang dibutuhkan untuk beberapa Tingkat kemudahan pekerjaan adukan Tabel IV.8. Batas Gradasi Agregat Halus Tabel IV.9. Data fisik agregat Tabel IV.10. Komposisi Campuran beton dan jumlah beton Tabel V.1. Ikatan Awal Semen Tabel V.2. Hasil pemeriksaan terhadap agregat kasar Tabel V.3. Hasil pemeriksaan gradasi agregat kasar Tabel V.4. Hasil pemeriksaan terhadap agregat halus Tabel V.5. Hasil pemeriksaan gradasi agregat halus Tabel V.6. Hasil pengujian untuk nilai slumpdengan fas 0, Tabel V.7. Hasil pengujian berat jenis balok beton tanpa fly ash Tabel V.8. Hasil pengujian berat jenis balok beton dengan fly ash Tabel V.9. Hasil pengujian berat jenis silinder beton tanpa fly ash Tabel V.10. Hasil pengujian berat jenis silinder beton dengan fly ash Tabel V.11. Hasil pengujian kuat lentur balok beton tanpa fly ash Tabel V.12. Hasil pengujian kuat lentur balok beton dengan fly ash x

13 Tabel V.13. Hasil pengujian kuat tarik belah beton tanpa fly ash Tabel V.14. Hasil pengujian kuat tarik belah beton dengan fly ash xi

14 DAFTAR GAMBAR Gambar II.1. Kuat tekan beton untuk berbagai jenis semen... 8 Gambar II.2. Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton pada faktor air semen... 9 Gambar II.3. Hubungan antara kuat tekan beton dan fas Gambar II.4. Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan pada berbagai umur Beton Gambar II.5. Pengaruh air semen terhadap laju kenaikan kuat tekan beton Gambar II.6. Hubungan tegangan dan regangan Gambar IV.1. Pasir kaliworo, Klaten Gambar IV.2. Batu Pecah dari Wonogiri Gambar IV.3. Semen Portland merk Holcim Gambar IV.4. Serat Limbah Serutan Besi Gambar IV.5. Fly Ash dari PT. ISKANDARTEX Gambar IV.6. Satu set ayakan Gambar IV.7. Mesin Penggetar Ayakan (sieve Vibrator) Gambar IV.8. Timbangan Digital Gambar IV.9. Gelas Ukur Gambar IV.10. Oven merk Memmert Gambar IV.11. Concrete molen merk Hercules Gambar IV.12. Cetakan Silinder Gambar IV.13. Tongkat Baja Gambar IV.14. Alat uji kuat tarik belah beton Gambar IV.15. Alat uji kuat lentur balok beton serat Gambar IV.16. Cetakan Balok beton serat Gambar IV.17. Alat Penunjang lain Gambar IV.18. Tahapan Penelitian Gambar IV.19. Hellige Tester Gambar IV.20. Kerucut Abram s dan tongkat Gambar IV.21. Vibrator dan 1 set ayakan xii

15 Gambar IV.22. Hubungan antara kuat tekan dan faktor air semen untuk benda uji silinder (diameter 150 mm, tinggi 300 mm) Gambar IV.23. Hubungan antara kuat tekan dan faktor air semen untuk benda uji kubus (150x150x150 mm) Gambar IV.24. Persentase jumlah pasir yang dianjurkan untuk daerah susunan Butir 1,2,3 dan 4 dengan butir maksimum agregat 10 mm Gambar IV.25. Persentase jumlah pasir yang dianjurkan untuk daerah susunan Butir 1,2,3 dan 4 dengan butir maksimum agregat 20 mm Gambar IV.26. Persentase jumlah pasir yang dianjurkan untuk daerah susunan Butir 1,2,3 dan 4 dengan butir maksimum agregat 40 mm Gambar IV.27. Perkiraan berat jenis beton basah uang dimampatkan secara penuh Gambar IV.28. Pengujian Kuat lentur balok beton Gambar IV.29. Pengujian Kuat Tarik belah beton xiii

16 DAFTAR GRAFIK Grafik V.1. Hubungan waktu dengan penurunan ikatan awal semen Grafik V.2. Hubungan kuat lentur balok beton dengan persentase serat Grafik V.3. Hubungan kuat lentur balok beton dengan persentase serat dan fly ash Grafik V.4. Hubungan kuat tarik belah beton dengan penambahanserat Grafik V.5. Hubungan kuat tarik belah beton dengan penambahan serat dan fly ash xiv

17 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran IV.1. Pemeriksaan kandungan zat organik pada pasir... L-1 Lampiran IV.2. Pemeriksaan saturated surface dry (SSD) pasir... L-2 Lampiran IV.3. Pengujian kadar lumpur pada pasir... L-3 Lampiran IV.4. Pengujian specific gravity dan absorbtion pasir... L-4 Lampiran IV.5. Pengujian Keausan Agregat kasar... L-5 Lampiran IV.6. Pengujian specific gravity dan absorbtion Kerikil... L-6 Lampiran IV.7. Pemeriksaan Gradasi Pasir... L-7 Lampiran IV.8. Pemeriksaan Gradasi Kerikil... L-8 Lampiran IV.9. Perhitungan Proporsi Agregat gabungan... L-9 Lampiran IV.10. Perancangan campuran beton dengan metode SNI L-10 Lampiran IV.11. Hasil Pengujian berat Jenis Balok Beton Serat... L-11 Lampiran IV.12. Hasil Pengujian berat Jenis Balok Beton Serat dan fly ash... L-12 Lampiran IV.13. Hasil Pengujian berat Jenis Silinder Beton Serat... L-13 Lampiran IV.14. Hasil Pengujian berat Jenis Silinder Beton Serat dan fly ash... L-14 Lampiran IV.15. Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Serat... L-15 Lampiran IV.16. Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton dan fly ash... L-16 Lampiran IV.17. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Serat... L-17 Lampiran IV.18. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton dan fly ash... L-18 Lampiran IV.19. Pengamatan penurunan Jarum Vicat Apparatus... L-19 Lampiran IV.20. Pengujian Berat Jenis Serat... L-20 xv

18 DAFTAR NOTASI A = berat pasir kondisi SSD, gram B = berat picnometer + air, gram b = lebar balok (mm) BA = berat benda uji dalam air, gram BJ = berat benda uji dalam keadaan jenuh, gram BK = berat benda uji kering, gram BT = berat picnometer + air + benda uji, gram C = berat pasir setelah dicuci, gram D = berat pasir mula-mula sebelum dioven, gram d = tinggi balok (mm) f c = Kuat tekan beton, Mpa f cr = Kuat tekan beton rata-rata, Mpa f lt = Kuat lenturbalok beton, MPa f t = Kuat tarik belah beton, MPa K = kandungan lumpur, % K a = kadar air, % L = panjang bentang antara kedua tumpuan, mm P = beban maksimum, Newton V = volume, mm 3 W = berat benda uji, Newton W a W b X Xo = berat kering oven, gram = berat kering udara, gram = berat pasir setelah dicuci, gram = berat pasir mula-mula setelah dioven, gram γ c = berat jenis beton, N/mm 3 xvi

19 ABSTRAKSI KAPASITAS LENTUR DAN TARIK BETON SERAT MENGGUNAKAN BAHAN TAMBAH FLY ASH Perkembangan rekayasa teknologi beton saat ini mengalami perkembangan yang cepat terutama beton dengan penambahan serat,yaitu beton serat. Penelitian penambahan serat dan fly ash pada campuran beton bertujuan untuk meningkatkan kuat lentur, kuat tarik, daktilitas, ketahanan terhadap benturan dan kuat geser beton. Perencanaan beton serat dengan berdasarkan perbandingan antara semen, pasir, kerikil, serat dan fly ash. Benda uji yang digunakan untuk uji kuat lentur berupa balok dengan ukuran 55 cm x 10 xm x 15 cm, sedangkan untuk uji kuat tarik belah berupa silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. variasi campuran beton serat yaitu 0 %,5 %,10 %,15 % serat dan 12,5 % fly ash.hasil Pengujian Kuat Lentur balok beton serat 0 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 10,020 MPa, serat 5 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 7,110 MPa,serat 10 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 7,920 MPa,serat 15 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 7,380 MPa. Untuk Pengujian Kuat Lentur balok beton serat 0 % dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 10,410 MPa, serat 5% dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 6,870 MPa,serat 10 % dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 8,910 MPa,serat 15% dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 7,740 MPa. Hasil Pengujian Kuat tarik belah beton serat 0 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,802 MPa, serat 5 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,788 MPa,serat 10 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,774 MPa,serat 15 % didapat nilai kuat tarik belah ratarata 2,745 MPa. Untuk Pengujian kuat tarik belah beton serat 0 % dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,760 MPa, serat 5% dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,732 MPa,serat 10 % dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,491 MPa,serat 15% dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,463 MPa. Penambahan Serat pada balok menurunkan kuat lentur sebesar 29,04 %, dengan penambahan fly ash menurunkan kuat tarik belah sebesar 11,09 %. Pada pengujian silinder menurunkan kuat tarik belah sebesar 2,03 %,dengan penambahan fly ash menurunkan kuat lentur sebesar 31,43 %. Kata kunci : kuat lentur, kuat tarik belah dan fly ash xvii