PENGARUH NILAI KUAT TEKAN BETON EPS DENGAN PENGGUNAAN FIBERGLASS DAN PERAWATAN CURING DAN NON CURING

Transkripsi

1 PENGARUH NILAI KUAT TEKAN BETON EPS DENGAN PENGGUNAAN FIBERGLASS DAN PERAWATAN CURING DAN NON CURING Jemima Devina Binus University, K.H Syahdan No.9, Kemanggisan, Jakarta Barat, , Jemima Devina, Irpan Hidayat S.T, M.T ABSTRAK Beton merupakan campuran dari semen portland, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan (adiktif) yang membentuk massa padat. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh serat kaca pada kuat tekan beton dan kuat tarik belah serta berat jenis beton dengan mencampurkan EPS (Expanded Polystyrene) sebagai pengganti material pasir. Pengurangan material pasir pada beton mengakibatkan kekuatan beton berkurang sehingga ditambahkan material serat kaca untuk menambah kuat tekan pada beton.komposisi serat kaca yang digunakan pada penelitian ini adalah 0%, 0,5%, 1%, 1,5%, 2%, 2,5%. Metodologi yang digunakan adalah dengan perancangan campuran beton sesuai SNI Metode pengujian yang dilakukan adalah dengan metode uji kuat tekan dan uji kuat tarik, dimana dengan penambahan EPS pada campuran beton dapat mengurangi berat jenis dan kuat tekan. Dari hasil penelitian penambahan serat kaca pada beton EPS maksimal hanya pada variabel 0,5% - 1% serat kaca, apabila lebih besar dari 1% maka beton mengalami penurunan kuat tekan karena material pada beton sudah tidak homogen pada saat pengadukan. Nilai berat jenis terbesar beton EPS 10% dengan serat kaca pada uji beton 28 hari adalah pada beton EPS 10% + 0,5% serat kaca dengan proses curing dan berat jenis sebesar 2127,73 MPa dan kuat tekan terbesar terdapat pada beton EPS dan dengan kuat tekan sebesar 11,277 MPa. dengan penambahan EPS 10% dapat mengurangi kuat tekan beton sebesar 3,75 %. Penambahan serat kaca didapat dengan persentase 0,5 % - 1% adalah penambahan yang paling efektif sehingga dapat meningkatkan mutu beton sebesar 0,74%. Beton dengan sistem curing mempunyai kuat tekan yang jauh lebih baik dibandingkan dengan beton non curing, dikarenakan beton mengalami proses reaksi hidrasi beton yang berlangsung secara optimal. Kata Kunci : Kuat tekan beton, EPS, fiberglass PENDAHULUAN Beton mempunyai berat jenis sebesar kg/m 3. Mempunyai peranan berat sendiri dalam struktur bangunan gedung bertingkat (High rise building) sangatlah dominan karena semakin berat bangunan maka semakin besar momen inersia yang ditimbulkan karena berat beban bangunan sendiri. Untuk dapat mengurangi berat jenis dari beton normal maka dilakukan beberapa penelitian bahwa salah satu cara untuk mengurangi berat jenis beton normal adalah bisa dengan mengurangi agregat halus dan menambahkannya EPS (Expanded Polystyrene) yang dikenal sebagai gabus putih atau styrofoam. EPS merupakan bahan yang baik ditinjau dari segi mekanis maupun suhu, namun bersifat agak rapuh dan lunak pada suhu dibawah 100 C. EPS memiliki berat jenis kg/m 3 dimana saat dicampur dengan beton akan menghasilkan berat jenis beton antara kg/m 3. Pencampuran antara EPS dengan beton dapat mengurangi kuat tekan beton karena permukaan butiran EPS yang licin dan sangat sulit untuk semen mengikat dengan EPS sehingga dapat menimbulkan

2 rongga. Rongga harus diisi dengan bahan pengisi atau filler berupa material harus seperti serat kaca (glassfiber) karena berfungsi sebagai material pozzolan atau dapat menjadi filler yang baik untuk beton. Curing merupakan salah satu bentuk perawatan beton, yang bertujuan untuk menjaga supaya beton tidak terlalu cepat kehilangan air, atau sebagai tindakan menjaga kelembaban dan suhu beton, segera setelah proses finishing beton selesai dan waktu total setting tercapai. Pada proses penjagaan kelembaban beton bisa juga dilakukan tanpa direndam dan benda uji kondisi tidak direndam mempunyai nilai kuat tekan dan nilai modulus elastisitas yang lebih baik dari pada benda uji dengan kondisi direndam (Sarihal Mustaza, 2010, Beton Ringan Dengan Campuran Styrfoam Dan Serbuk Gergaji Dengan Semen). Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh serat kaca pada kuat tekan beton dan kuat tarik belah serta berat jenis beton dengan mencampurkan EPS (Expanded Polystyrene) sebagai pengganti material pasir, dan kenaikkan kuat tekan beton yang dikarenakan ada dan tidak adanya proses curing pada benda uji. Penelitian sebelumnya dilakukan oleh Sdri. Alice dengan menggunakan surfaktan dan penelitian sebelumnya juga dilakukan oleh Sdr. Sarithal Mustaza, Iman Satyarno, Kardiyono Tjokrodimuljo dengan menggunakan serbuk kayu dan dari kedua penelitian tersebut tidak menambah kuat tekan beton styrofoam, penelitian yang dilakukan saat ini adalah dengan menggunakan fiberglass dan hasil yang didapat ternyata fiberglass dapat menaikkan nilai kuat tekan beton styrofoam. METODE PENELITIAN Metode penlitian yang dilakukan adalah dengan merumuskan masalah yang terdapat dalam benda penelitian, mencari referensi serta jurnal-jurnal dan melakukan tinjauan pustaka dan melakukan pengujian material pada agregat halus dan pada agregat kasar sebagai berikut Tabel 1. Hasil Pengujian Agregat Halus No. 6 Jenis Pengujian Metode Pengujian Persyaratan Hasil Pengujian 1 Berat isi lepas SNI ,350 kg/m 3 Berat isi padat SNI ,521 kg/m 3 2 Kadar organik SNI ASTM C150 Rendah (no. 1 atau no. 2 pada organic plate) / chemical stable Rendah (no. 2 pada organic plate) 3 Penyerapan SNI < 5% 1,995% 4 Kadar air SNI < 10% 6,96% 5 Gradasi SNI Daerah I, II. III. IV Daerah III 7 Berat jenis kering Berat jenis (SSD) SNI SNI ASTM C150 Ringan : 0,75-1,2 ( Normal : 1,2-2,8 ( Berat : > 2,8 (> 2800 Ringan : 0,75-1,2 ( Normal : 1,2-2,8 ( / kondisi optimum Berat : > 2,8 (> ,283 2,321

3 Tabel 2. Hasil Pengujian Agregat Kasar No. Jenis Pengujian Metode Pengujian Persyaratan 1 Berat isi lepas SNI Hasil Pengujian 6,415 kg/m 3 2 Kadar lumpur PBI 1971 < 1% 11,2% 3 Penyerapan SNI < 5% 1,5% 4 Kadar air SNI < 5% 6,88% 5 Gradasi SNI Ukuran 10 mm, 20 mm, 40 mm 6 7 Berat jenis kering Berat jenis (SSD) SNI SNI ASTM C150 Ringan : 0,75-1,2 ( Normal : 1,2-2,8 ( Berat : > 2,8 (> 2800 Ringan : 0,75-1,2 ( Normal : 1,2-2,8 ( / kondisi optimum Berat : > 2,8 (> 2800 Ukuran 10 mm 2,328 2,475 Pada serat kaca dilakukan pengujian dengan berat isi lepas dan didapatkan hasil 1,76 kg/m 3. Pada EPS juga dilakukan pengujian dengan berat isi lepas dan didapatkan hasil 25,37 kg/m 3. Selanjutnya membuat perancangan campuran beton dengan SNI untuk kuat tekan rencana f c 25 MPa yang diuji pada umur 7 hari dan 28 hari, dengan Faktor Air Semen 0,52 dengan kadar air yang digunakan 155,067 lt/m 3, Kadar semen yang digunakan 448,71 kg/m 3, kadar pasir 670,925 kg/m 3, kadar kerikil 910,893 kg/m 3. Setelah semua didapat maka dilakukan perhitungan untuk penggunaan EPS 10% yang diambil dari berat total pasir. Perhitungan fiberglass dengan berbagai macam variabel 0%, 0,5%, 1%, 1,5%, 2%, 2,5%, masing-masing variabel yang akan digunakan diambil dari masingmasing total berat pasir, semen dan kerikil. Tabel 3. Campuran beton EPS 10% Agegat Agregat Parameter Semen Air EPS Kasar Halus Komposisi per m 3 910, , ,71 155,067 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 lt/m 3 123,8 gr Komposisi per 3 13,76 kg 9,153 kg 7,13 kg 3,70 lt 12,38 gr benda uji silinder Perhitungan penggunaan EPS 10% dan 0,5% fiberglass pada perancangan beton dengan 10% EPS untuk uji tekan 28 hari, mengubah komposisi penggunaan agregat halus, agregat kasar dan semen sehingga didapatkan campuran beton sebagai berikut : 1000 gr pasir = 759,451 gr 1000 gr kerikil = 711,111 gr 1000 gr semen = 617,09 gr Serat kaca yang digunakan sebesar 0,5% dari agregat halus sehingga : W fiber 1 = 0,5% berat pasir X W fiber1 = 0,5% 9, ,451 W fiber 1 = 34,756 gr Serat kaca yang digunakan sebesar 0,5% dari agregat kasar sehingga :

4 W fiber2 = 0,5% berat kerikil X W fiber2 = 0,5% 13,76 711,111 W fiber 2 = 48,924 gr Serat kaca yang digunakan sebesar 0,5% dari semen sehingga : W fiber3 = 0,5% berat semen X W fiber3 = 0,5% 7,13 617,09 W fiber 3 = 21,999 gr Jadi total seluruh serat kaca yang digunakan ialah : W fiber 1 + W fiber 2 + W fiber 3 34, , ,999 = 105,67 gr Tabel 4. Campuran beton EPS 10% dan fiberglass 0,5% Agegat Parameter Agregat Halus Semen Air EPS Kasar Komposisi per m 3 910, , ,71 155, ,8 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 lt/m 3 gr Komposisi per 3 benda uji silinder 13,69 kg 9,10 kg 7,09 kg 3,70 lt 12,38 gr Serat Kaca - 105,67 gr Perawatan pada benda uji dilakukan berbeda, dengan direndam dan juga tidak direndam pada usia 7 dan 28 hari. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian kuat tekan pada umur 7 hari dan 28 hari dan pengujian kuat tarik belah beton yang juga dilakukan pada umur 7 dan 28 hari. HASIL DAN BAHASAN Hasil pengujian benda uji yang dilakukan pada Laboratorium Beton Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara. Pengujian yang dilakukan antara lain pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah setelah beton berumur 7 hari dan 28 hari. Pengamatan yang dilakukan pada 3 sampel per variabel. Berikut adalah hasil pengujian kuat tekan dan tarik belah beton normal, beton EPS 10%, beton EPS 10% + 0,5% fiberglass, beton EPS 10% + 1% fiberglass, beton EPS 10% + 1,5% fiberglass, beton EPS 10% + 2% fiberglass, beton EPS 10% + 2,5% fiberglass. Tabel 5. Hasil kuat tekan uji beton 28 hari proses Non curing No Keterangan Rata-rata Kuat Tekan (MPa) Berat Jenis Beton (Kg/m 3 ) 1 NORMAL 26, ,64 2 EPS 10% 25, ,66 3 EPS 10% + fiberglass 0,5% 25, ,66 4 EPS 10% + fiberglass 1,0% 25, ,49 5 EPS 10% + fiberglass 1,5% 13, ,62 6 EPS 10% + fiberglass 2,0% 13, ,60 7 EPS 10% + fiberglass 2,5% 10, ,94 Tabel 6. Hasil kuat tekan uji beton 28 hari proses Curing

5 No Keterangan Rata-rata Kuat Tekan (MPa) Berat Jenis Beton (Kg/m 3 ) 1 NORMAL 26, ,64 2 EPS 10% 25, ,30 3 EPS 10% + fiberglass 0,5% 25, ,73 4 EPS 10% + fiberglass 1,0% 23, ,32 5 EPS 10% + fiberglass 1,5% 16, ,90 6 EPS 10% + fiberglass 2,0% 11, ,66 7 EPS 10% + fiberglass 2,5% 11, ,24 Dari hasil diatas didapatkan gambar grafik sebagai berikut : Gambar 1. Perbandingan Berat Jenis dengan persentase material penggaanti untuk uji tekan beton 28 hari Dari gambar 1. dapat disimpulkan dengan penambahan EPS 10% dapat mengurangi berat jenis sebesar 3,47%. EPS pada beton dapat mengurangi berat jenis yang dihasilkan oleh beton normal (Alice Siauwantara,2013). Dan pada penambahan fiberglass didapat dengan persentase 0,5 % - 1% adalah penambahan yang paling efektif sehingga dapat mengurangi berat jenis beton berkurang menjadi 0,49%. Penggunaan untuk fiberglass tidak dapat melebihi volume 2%.

6 Gambar 2. Perbandingan Kuat Tekan dengan persentase material penggaanti untuk uji tekan beton 28 hari Dari gambar 2. dan 4.8 dapat disimpulkan dengan penambahan EPS 10% dapat mengurangi kuat tekan beton sebesar 3,75 %.Dan pada penambahan fiberglass didapat dengan persentase 0,5 % - 1% adalah penambahan yang paling efektif sehingga dapat meningkatkan mutu beton sebesar 0,74%. Untuk proses perawatan pada beton, dari gambar didapatkan bahwa proses curing lebih baik dibandingkan dengan proses non curing pada percobaan ini. Kuat tekan beton normal yang direndam mendapatkan hasil lebih besar dibandingkan dengan kuat tekan beton normal yang tidak dilakukan perendaman. Tabel 7. Hasil kuat tarik belah beton 28 hari proses Non Curing No Keterangan Rata-rata Kuat Tarik Belah (MPa) Berat Jenis Beton (Kg/m 3 ) 1 NORMAL 7, ,43 2 EPS 10% 6, ,43 3 EPS 10% + fiberglass 0,5% 7, ,22 4 EPS 10% + fiberglass 1,0% 6, ,92 5 EPS 10% + fiberglass 1,5% 6, ,30 6 EPS 10% + fiberglass 2,0% 5, ,71 7 EPS 10% + fiberglass 2,5% 8, ,86

7 Tabel 8. Hasil kuat tarik belah beton 28 hari proses Curing No Keterangan Rata-rata Kuat Tarik Belah (MPa) Berat Jenis Beton (Kg/m 3 ) 1 NORMAL 7, ,79 2 EPS 10% 6, ,79 3 EPS 10% + fiberglass 0,5% 7, ,22 4 EPS 10% + fiberglass 1,0% 6, ,84 5 EPS 10% + fiberglass 1,5% 7, ,28 6 EPS 10% + fiberglass 2,0% 6, ,26 7 EPS 10% + fiberglass 2,5% 6, ,11 Dari hasil diatas didapatkan gambar grafik sebagai berikut : Gambar 3. Perbandingan Kuat belah dengan persentase material penggaanti untuk uji tekan beton 28 hari Pada gambar 3. dapat disimpulkan dengan penambahan EPS 10% dapat mengurangi kuat tarik belah beton sebesar 10,63% dan pada penambahan fiberglass 0,5%-1% dapat meningkatkan kuat tarik belah beton serta membuat berat jenis beton mengalami penurunan sebesar 0,15 %. Pada proses perawatan beton dengan sistem perawatan non curing lebih meningkatkan mutu kuat tarik belah beton dibandingkan dengan sistem curing. Benda uji dengan kondisi tidak direndam mempunyai nilai kuat tekan dan nilai modulus elastisitas yang lebih baik daripada benda uji dengan kondisi direndam.

8 SIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan dari hasil penelitian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut : Pada penelitian dilakukan penambahan EPS yang digunakan sebagai substitusi parsial pada pasir yang terdapat pada campuran beton dapat mengurangi berat jenis dan kuat tekan pada beton normal. Dengan penambahan serat kaca (fiberglass) pada beton EPS dapat meningkatkan nilai kuat tekan sampai dengan kuat tekan rencana (f c = 25 MPa). Pada proses perawatan beton dengan sistem direndam (curing) dan tidak direndam (non curing), didapat hasil bahwa beton dengan sistem curing mempunyai kuat tekan yang jauh lebih baik dibandingkan dengan beton non curing, dikarenakan beton mengalami proses reaksi hidrasi beton yang berlangsung secara optimal dibandingkan dengan prosen non curing, tetapi kuat tarik belah pada beton curing mengalami penurunan dibandingkan dengan beton non curing karena serat kaca (fiberglass) menyerap air sehingga kekuatan serat kurang baik dan dapat menyebabkan kerusakan material polimer bila direndam terlalu lama. Penambahan serat kaca pada beton EPS maksimal hanya pada variabel 0,5% - 1% serat kaca, apabila lebih dari 1% maka beton mengalami penurunan kuat tekan karena material pada beton sudah tidak homogen pada saat pengadukan. Serat kaca (fiberglass) sebagai filler dapat mengisi rongga dan melapisi EPS dan agregat lainnya sehingga semakin mengikat antar material dan membuat kuat tekan dan kuat tarik belah semakin bertambah. Semakin besar kadar fiberglass pada beton membuat beton tidak lagi mengikat antar agregat dan menurunkan nilai slump, mengakibatkan beton mengalami penurunan kuat tekan tetapi semakin meningkatkan nilai kuat tarik belah pada beton apabila melewati kadar 1%. Nilai berat jenis dan kuat tekan terbesar beton EPS 10% dengan fiberglass pada umur uji 7 hari adalah pada beton EPS 10% dan 0,5% fiberglass pada kondisi Non curing atau tidak direndam. Dimana nilai kuat tekan sebesar 25,276 MPa dengan berat jenis 2127,73 kg/m 3. Nilai berat jenis terbesar beton EPS 10% dengan fiberglass pada uji beton 28 hari adalah pada beton EPS 10% dan 0,5% fiberglass dengan proses curing dan berat jenis sebesar 2127,73 MPa dan kuat tekan terbesar terdapat pada beton EPS dan dengan kuat tekan sebesar 11,277 MPa. Adapun saran yang dapat diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut : Perlu dilakukan penelitian dengan meningkatkan atau menvariasikan persentase EPS. Penelitian dengan meningkatkan atau menvariasikan persentase fiberglass yang lebih kecil dan bervariasi (0,5% ; 0,6% ; 0,7%). Dapat dilakukan penelitian dengan mengubah ukuran material agregat yang lebih besar atau lebih kecil dan halus untuk setiap variabel. Perlu dilakukan penelitian dengan material pengisi (filler) yang berbeda, sehingga didapatkan material pengisi yang lebih murah. Gambar 4. Campuran beton dengan EPS yang merata dan serat kaca yang merata

9 REFERENSI Ahmad, Loon, Omar, Malek, Noor, Thiruselvam. (2008). Mix Design of Styrofoam Concrete. ICCBT2008. (1):1-12 Alami, Widyawati. (2010). Studi Eksperimental Perkuatan Geser Balok Beton Bertulang Dengan GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer). Jurnal Rekayasa. 14 (2) : (1-2) Awang, Noordin. (2002). Effect of alkaline resistant glass fibre on compressive strength of lightweight foamed concrete. Our World In Concrete & Structure. 27 (1) :1-7 Billmeyer. (1984). Textbook of Polymer Science. Australia. Wiley & Sons Dharma Giri. (2008). Kuat Tarik Belah dan Lentur Beton dengan Penambahan Styrofoam (Styrocon), abstrak. Giri, Sudarsana, Agustiningsih. (2008). Kuat Tarik Belah Dan Lentur Beton Dengan Penambahan Styrofoam (Styrocon). Ilmu Teknik Sipil. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil. 12 (1):1-8 Mustaza, Satyarno, Tjokrodimuljo. (2011). Beton Ringan Dari Campuran Styrofoam Dan Serbuk Gergaji Dengan Semen Portland 250,300 Dan 350 kg/m 3. Ilmu Teknik Sipil. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil. (1) Pekerjaan Umum. (1990). SNI , Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. Jakarta : Dinas Pekerjaan Umum Pekerjaan Umum.(2000). SNI , Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. Jakarta : Dinas Pekerjaan Umum Pekerjaan Umum. (2002). SNI , Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. pasal Jakarta : Dinas Pekerjaan Umum Pekerjaan Umum.(2002). SNI , Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. Jakarta : Dinas Pekerjaan Umum Pekerjaan Umum. (2004). SNI , Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. Jakarta : Dinas Pekerjaan Umum R.Tenda, S. E. Wallah,. (2013). Kuat Tekan Beton Dengan Bahan Tambah Serbuk Kaca Sebagai Substitusi Parsial Semen. Manado. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, UNSRAT. Sarihal Mustaza. (2010). Beton Ringan Dengan Campuran Styrfoam Dan Serbuk Gergaji Dengan Semen. Yogyakarta. Universitas Gajah Mada Siawantara, Alice. (2013). Pengaruh Penggunaan Expanded Polyestrene Yang Dilapisi Surfaktan Sebagai Material Substitusi Agregat Halus Pada Campuran Beton TerhadapNilai Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Belah. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil. (1) Sunarsih, Sucipto.(2007). Studi Pengaruh Faktor Bentuk Styrofoam Terhadap Kuat Tekan dan Berat Jenis Beton Ringan Struktural. Ilmu Teknik Sipil. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil. (1) Tjun tji, Lauw. (2013). Curing / Perawatan Beton. Diakses dari T, Sarungallo, Ala. (2002). Kuat Tekan Beton Dengan Perlakuan Perawatan. Ilmu Teknik Sipil. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil. (1) Wang, Li. (2003). Lighweight Engineered Cementitious Composites (ECC). Department of Civil and Environmental Engineering. HPFRCC4. 27 (1) : 1-12 Yusuf, Ruddy. (2010). Pengaruh Penggantian Pasir Dengan Expanded Polysterene. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil. (1) Zaher Kuhail. (2001). Polystyrene Lightweight Concrete (Polyconcrete). Gaza, Palestina. Islamic University

10 RIWAYAT PENULIS Jemima Devina dengan tempat tanggal lahir di Jakarta, 05 Maret Pendidikan Terakhir yang sudah diselesaikan penulis adalah pada bidang Strat 1 (S1) dan menyelesaikannya di Binus University, dalam bidang ilmu Teknik Sipil. Saat ini penulis aktif di organisasi HIMTES (Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil) Binus University yang menjabat sebagai koordinator acara. Penulis juga aktif dalam organisasi ICE (International Civil Engineer) sebagai peserta aktif.