PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DENGAN FLY ASH PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS

Transkripsi

1 PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DENGAN FLY ASH PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS (The Influence of Bendrat Fiber With Fly Ash Addition on High Strenght Concrete With Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity) SKRIPSI Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : ARIEF BUDI SANTOSO NIM. I KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015

2 PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DENGAN FLY ASH PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS (The Influence of Bendrat Fiber With Fly Ash Addition on High Strenght Concrete With Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity) SKRIPSI Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : ARIEF BUDI SANTOSO NIM. I KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015 i

3 HALAMAN PERSETUJUAN PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DENGAN FLY ASH PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS (The Influence of Bendrat Fiber With Fly Ash Addition on High Strenght Concrete With Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity) SKRIPSI Disusun Oleh : ARIEF BUDI SANTOSO NIM. I Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Ir. Slamet Prayitno, MT NIP AIr. Endang Rismunarsi, MTa NIP ii

4 HALAMAN PENGESAHAN PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DENGAN FLY ASH PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS (The Influence of Bendrat Fiber With Fly Ash Addition on High Strenght Concrete With Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity) SKRIPSI Disusun oleh : ARIEF BUDI SANTOSO NIM. I Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada : Hari : Tanggal : Maret Ir. Slamet Prayitno, MT N I P Ir. Endang Rismunarsi, MT N I P Ir. Purwanto, MT N I P Ir. Sugiyarto, MT N I P Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik sipil Fakultas Teknik UNS Mengesahkan, Ketua Program Studi Non-Reg Fakultas Teknik UNS Ir. Bambang Santosa, MT Edy Purwanto, ST, MT NIP NIP iii

5 LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DENGAN FLY ASH PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS (The Influence of Bendrat Fiber With Fly Ash Addition on High Strenght Concrete With Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity) SKRIPSI Disusun Oleh : ARIEF BUDI SANTOSO NIM. I Pembimbing : 1. Ir. Slamet Prayitno, MT N I P Ir. Endang Rismunarsi, MT N I P iv

6 MOTO La Tahzan,Innallaha ma ana (QS.At- Taubah ; 40) Apa Yang kamu Anggap rendah bisa saja mendahului kamu nantinya, rendah hatilah. (penulis) Hay Masalah besar, Aku Punya TUHAN yang lebih besar (Aisah ; Film 99 Cahaya dilangit Eropa) Jangan lelah, Jangan Meyerah! Karena Kesuksesan hanya berkisar antara kening dan Sajadah ) Berhentilah menyesali, mulailah mensyukuri. Berhentilah Meragukan, dan Mulailah melakukan (penulis) iv

7 PERSEMBAHAN Dengan segenap kerendahan hati kupersembahkan skripsi ini untuk: 1. Allah SWT 2. Bapak dan Ibu yang tak henti- hentinya menyayangi dan selalu memberi semangat serta Doa yang tak pernah putus untuk putramu ini. 3. Adik ku Dinda Amelia Tersayang 4. Rekan Rekan Tim skripsi bendrat yang tak lain teman,sahabat serta keluarga. Kalian Luar Biasa. 5. Teman-Teman Transfer Non Reg 2012 Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. v

8 DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL SK SNI = Surat Keputusan Standar Nasional Indonesia ASTM = American Society for Testing and Materials LGFC = lightweight gas fiber concrete UTM = Universal Testing Machine SSD = Saturated Surface Dry PBI = Peraturan Beton Indonesia ACI = American Civil Institute BS = British Standartds (inggris) MPa = Mega pascal KT = Kuat Tekan KB = Kuat tarik Belah PPC = Portland Pozzoland Cement fas = faktor air semen` f c = Kuat desak beton f t = Kuatbelahbeton % = Presentase π = Phi (3,14285) σ ɛ kg gr m 3 inch cm mm P A D Ls L = Tegangan = Regangan = Kilo gram = gram = meter kubik = Inchi = centi meter = mili meter = Bebanyangdiberikan = Luas tampangmelintang = Diameter silinder (mm) = Tinggi silinder (mm) = PerubahanpanjangakibatbebanP(mm) xv

9 L E c E f = Panjangsemula (mm) = Modulus elastis composit = Modulus elastis serat 1 = Factorpanjangserat 0 = Faktororientasiserat = Faktorefisiensimatrikbeton V f = Volume fraksiserat lf df sf v1 vf G0 G1 d e C N = Panjang serat = Diameter serat = Spasi serat = Volume satu buah serat = Volume seluruh serat = berat pasir awal (100 gram) = berat pasir akhir (gram) = persentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan = persentase berat pasir yang tertinggal = Derajad Celsius = Newton 0 = Faktor orientasi serat N = Jumlah serat Ɩf df Sf = Panjang serat = Diameter serat = Spasi efektif serat xvi

10 HALAMAN PENGESAHAN SEMENTARA PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DENGAN FLY ASH PADA BETON MUTU TINGGI METODE DREUX TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Disusun oleh: ARIEF BUDI SANTOSO I Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Fakultas teknik Universitas Sebelas Maret Dosen Pembimbing I Persetujuan : Dosen Pembimbing II Ir. Slamet Prayitno, MT Ir. Endang Rismunarsi, MT NIP NIP

11 KATA PENGANTAR Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini. Untuk itu, Penyusun ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf. 2. Ketua Program Studi Non-Reguler Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf. 3. Bapak Edy Purwanto,ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik. 4. Bapak Ir. Slamet Prayitno, MT selaku Dosen Pembimbing I. 5. Ibu Ir. Endang Rismunarsi, MT selaku Dosen Pembimbing II. 6. Bapak Ir. Purwanto, MT selaku Dosen Penguji I 7. Bapak Ir. Sugiyarto, MT selaku Dosen Penguji II 8. Kedua orang tua yang selalu memberikan dukungan baik materiil maupun doa. Terima kasih telah ada dalam setiap kesulitan yang terjadi selama skripsi 9. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya. Surakarta, Maret 2015 Penulis viii

12 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO... PERSEMBAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... i iii iii iv v vi viii ix xii xiii xiv xv BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Manfaat Teoritis Manfaat Praktis... 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Landasan Teori Beton Beton Serat Beton Mutu Tinggi Material Dasar Pembentuk Beton ix

13 Semen Portland Agregat Air Fly Ash Perawatan Beton (curing) Metode Dreux Bahan Tambah Pengertian Bahan Tambah Serat Bendrat Mekanisme Beton Serat Kuat Tekan Beton (f c) Kuat Tarik Belah Beton (ft) Modulus Elastisitas (E) BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Uraian Umum Tahapan Penelitian Alat Uji Penelitian Bahan Uji Penelitian Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Standar Pengujian Agregat Halus Standar Pengujian Agregat Kasar 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 Pengujian Agregat Kasar Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar Pengujian Gradasi Agregat Kasar Pengujian Abrasi Agregat Kasar Pembuatan Benda Uji x

14 3.7. Perawatan Benda Uji Pengujian Kuat Tekan Pengujian Kuat Tarik Belah Pengujian Modulus Elastisitas BAB IV. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar Hasil Pengujian Agregat Halus Hasil Pengujian Kandungan Lumpur Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus Hasil Pengujian Agregat Kasar Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Rancang Campur Adukan Beton Metode Dreux Hasil Pengujian dan Pembahasan Beton Hasil Pengujian Slump Flow Hasil Pengujian dan Pembahasan Berat Jenis Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Tekan Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Tarik Belah Hasil Pengujian dan Pembahasan Modulus Elastisitas BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... ix LAMPIRAN-LAMPIRAN xi

15 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat Lampiran B. Mix Desain Lampiran C. Hasil Pengujian Lampiran D. Dokumentasi Penelitian Lampiran E. Surat-Surat Skripsi xiv

16 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Klasifikasi High Strength Concrete, High Performance Concrete Tabel 2.2. Susunan Unsur Semen Portland Tabel 2.3. Jenis-jenis Semen Portland Tabel 2.4. Batasan Susunan Butiran Agregat Halus Tabel 2.5. Batasan Susunan Butiran Agregat Kasar Tabel 3.1. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tekan Tabel 3.2. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tarik Belah Tabel 3.3 Jumlah dan Kode Benda Uji Modulus Elastisitas Tabel 3.4. Pengaruh Kadar Zat Organik terhadap Presentase Penurunan Kekuatan Beton Tabel 3.5. 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 Tabel 4.8. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Mutu Tinggi Serat Tembaga Tabel 4.9. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Tabel Perubahan Kuat Tekan Beton Tabel Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Tabel 4.12.Perubahan Kuat Tarik Belah Beton Tabel Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas Beton xii

17 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Mekanisme Kerja Serat pada Pembebanan Tekan Gambar 2.2. Pengujian Kuat Tekan Beton Gambar 2.3. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Gambar 2.4. Alat Pengujian Modulus Elastisitas Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap Penelitian Gambar 3.2. Cara Pengujian Kuat Tekan Beton Gambar 3.3. Cara Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Gambar 3.4. Pengujian Modulus Elastisitas Gambar 4.1. Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik Gambar 4.2. Grafik Gradasi Agregat Halus Gambar 4.3. Gradasi Agregat Kasar Gambar 4.4. Kurva regresi Hasil Pengujian Kuat Tekan Gambar 4.5. Diagram Hubungan Kuat Tekan Beton dengan % serat bendrat. 57 Gambar 4.6. Kurva regresi Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Gambar 4.7. Diagram Hubungan Kuat Tarik Belah dengan % serat bendrat Gambar 4.8. Nilai Tegangan Regangan Benda Uji BS Gambar 4.9. Nilai Modulus Elastisitas Pada Berbagai Variasi Kadar Serat Bendrat xiii

18 ABSTRAK Arief Budi Santoso, 2015, Pengaruh Penambahan Serat Bendrat dan Fly Ash Pada Beton Mutu Tinggi Metode Dreux Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, dan Modulus Elastisitas, 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 proyek 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 sifat-sifat mekanik beton berupa kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas. 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 kuat tarik belah dan modulus elastisitas. 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, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas beton mutu tinggi setelah ditambah serat bendrat. Peningkatan paling maksimum terdapat pada kadar penambahan serat sebesar 1% 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 kuat tarik belah beton dengan kadar penambahan serat bendrat sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 2,76 MPa; 4,25 MPa; 4,53 MPa; 3,96 MPa; dan 3,11 MPa. Nilai modulus elastisitas dengan persentase penambahan serat bendrat sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 54035,54 MPa; ,25 MPa; ,39 MPa; ,70MPa dan 44722,19 MPa. Penambahan kadar serat sebesar 1% menghasilkan peningkatan kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas berturut-turut sebesar 11,79%; 64,10%; dan 31,85% dibandingkan dengan beton mutu tinggi tanpa serat. Kata kunci : Beton Mutu Tinggi, Serat Bendrat, Fly Ash, Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, Modulus Elatisitas vi

19 ABSTRACT Arief Budi Santoso, 2015, The Influence of Bendrat with Fly Ash Fiber Addition on High Strenght Concrete with Dreux Method on Compressive Strength, Split Tensile Strength, and Modulus of Elasticity, Thesis of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University. Due to the times, the development of building structure has very rapid. Reinforced concrete structure is one that is very realible structure strenght today and widely used in the construction of high rise buildings, bridge with a lenght, and towers etc. This structure requires a high strenght concrete with compressive strength more than 6000 Psi or 41,4 MPa. The solution to improve this concrete s strength is by adding fiber to concrete, then select the additional material bendrat fiber derived from wasted electrical materials wiring which is bendrat fiber that come from recycled useles materials to increase the compressive strenght of concrete. The purpose of this study is to determine the effect of bendrat fiber addition to the concrete s mechanical properties, such as compressive strength, split tensile strength, and modulus of elasticity. The used method is an experimental method that will be conducted in the Material Laboratory of UNS. The specimen is in form of cylinder with diameter of 15 cm and height of 30 cm for testing the compressive strength, split tensile strength and modulus of elasticity. Each specimen consist of 4 pieces for 1 variation of fiber additional rate. The used fiber precentage are 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2%. This experiment using CTM (Compression Testing Machine) tool. The used calculation is statictic analysis with linear regression on the elasticity limit of the concrete using Microsoft Excel. The result of the research is the increase of the value of high strenght concrete s compressive strength, split tensile strength, and modulus of elasticity after added by bendrat fiber with fly ash. The maximum increasing value is on the fiber addition rate of 1% from the concrete s weight. The concrete s compressive strength values with bendrat fiber additional rate of 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. The concrete s split tensile strength values with bendrat fiber additional rate of 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 2,76 MPa; 4,25 MPa; 4,53 MPa; 3,96 MPa; dan 3,11 MPa. The modulus of elasticity values with the bendrat fiber additional rate of 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 54035,54 MPa; ,25 MPa; ,39 MPa; ,70MPa dan 44722,19 MPa. Fiber additional rate of 1% resulting the increase of compressive strength, split tensile strength, and the modulus of elasticity consecutively 11,79%; 64,10%; and 31,85% compared to the high strenght concrete which has no fiber. Keywords : High Strenght, bendrat fiber, fly ash, Compressive strength, Split Tensile Strength, Modulus Of Elasticity vii