PENGARUH PENGGUNAAN BAMBU SEBAGAI AGREGAT KASAR TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON RINGAN TUGAS AKHIR RUMANTO

Transkripsi

1 PENGARUH PENGGUNAAN BAMBU SEBAGAI AGREGAT KASAR TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON RINGAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil Disusun oleh : RUMANTO BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2 ABSTRAK Pemakaian bambu sebagai pengganti agregat adalah salah satu usaha untuk mereduksi berat jenis dari beton terutama pada produksi beton ringan. Bambu adalah jenis material organik yang terdiri dari glukosa dan serat (sellulosa) seperti layaknya kayu pada umumnya. Serat dapat memberikan manfaat lebih dalam beton. Namun material bambu memberikan konsekuensi berupa menurunnya kuat tekan dan kuat tarik pada beton. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya pengaruh pengunaan substitusi bambu pada beton terhadap nilai kuat tekan, kuat tarik, elastisitas, absorbsi dan berat jenis beton. Material bambu yang digunakan berukuran antara mm. Jenis bambu yang digunakan adalah bambu betung (Dendrocalamus asper). Adapun variasi penambahan bambu betung yang digunakan adalah 0%, 20%, 40%, 60%, 80% dari berat agregat kasar. Sampel penelitian berupa benda uji silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Dari hasil pengujian terjadi penurunan nilai slump adukan beton seiring penambahan persentase substitusi. Beton bersifat menyerap air yang ditunjukkan dengan peningkatan absorbsi air pada benda uji beton yang mencapai 1,66%. Penurunan juga terjadi pada berat jenis, kuat tekan, kuat tarik serta elastisitas. Nilai minimum berat jenis beton rata-rata dengan substitusi bambu untuk berbagai variasi diperoleh sebesar 2086,18 kg/m 3 (80%), dan maksimum sebesar 2307,46 kg/m 3 (20%). Besarnya nilai kuat tekan maksimum adalah 17,08 MPa untuk substitusi 20% dan minimum 5,81 MPa untuk variasi 80%. Tegangan tarik maksimum yang terjadi sebesar 1,48 MPa (20%) dan minimum 0,75 MPa (80%). Modulus elastisitas rata-rata beton normal sebesar MPa, sedangkan untuk substitusi bambu 80%, modulus elastisitas rata-ratanya sebesar 9812 MPa. Hal ini sesuai dengan perolehan kuat tekan beton, dimana kuat tekan beton akan menurun seiring pemakaian substitusi bambu pada beton. Beton dengan kuat tekan rendah akan menghasilkan regangan longitudinal yang besar sehingga modulus elastisitas menjadi rendah dan sebaliknya. Kata kunci : Bambu, beton ringan, berat jenis, kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas. i

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya kepada saya, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul PENGARUH PENGGUNAAN BAMBU SEBAGAI AGREGAT KASAR TERHADAP SIFAT MEKANIK BETON RINGAN Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu : 1. Ibu Nursyamsi, ST, MT selaku pembimbing, yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 5. Seluruh asisten Laboratorium Bahan Rekayasa Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. ii

4 6. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik yang telah memberikan bantuan selama ini kepada saya. 7. Teristimewa dihati buat keluarga saya, terutama kepada kedua orang tua saya, Ayahanda Paiman dan Ibunda Musinem, yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat yang luar biasa kepada saya. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan do a yang tiada batas untuk saya. Kepada adik saya Amas Gunarko, yang telah banyak membantu dan mendukung saya selama ini, terima kasih atas doanya. Kepada semua keluarga yang ikut membantu saya dalam mengerjakan tugas akhir ini. 8. Teristimewa untuk teman seperjuangan dalam tugas akhir M.Hafiz dan Berry Kurniawan yang telah ikut memberikan doa, motivasi, dan semangat. 9. Kepada teman-teman seperjuangan : Denny Adrian, Ratih Dewanti, Raissa Muharrisa, Ade Sri Rezeki, Tofandi Yumahira, M. Harry Yusuf, Fachrurrozi, Ibnu Syifa, Samuel Pakpahan, Muazzi, Aris Munandar, Andy Kurniawan, Dedial, Alfrendi Indra Prima Siregar, Dewi Lestari Siregar, Futri Fajarni, Baby Purba serta teman-teman mahasiswa/i angkatan 2008 lainnya. Kepada Rissa, Ari, Iwan, Eky, Barly, Rendra, Wahyu, Raedian, Hilman, Arif, Dian, Dika, Phillip, Risky, Yogi, Subar, dan mahasiswa sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini. 10. Kepada teman-teman surveyor, Kak Arin, Bg Rachmat, Silvia, Bg Ozi terima kasih atas motivasi dan semangatnya. 11. Seluruh rekan-rekan yang tidak bisa saya tuliskan satu-persatu, terima kasih atas dukungannya yang sangat baik. iii

5 Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahamahan saya dalam hal ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik. Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Medan, 12 September 2014 Penulis ( Rumanto ) iv

6 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR GRAFIK... xi DAFTAR NOTASI... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Maksud dan Tujuan Penelitian Metodologi Tempat Penelitian Sistematika Penulisan... 7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bambu Bambu Betung Semen Semen Portland Agregat Jenis Agregat Berdasarkan Berat Jenis Agregat Berdasarkan Ukuran Butir Normal Air Bahan Tambahan (Admixture) Bahan Tambahan Kimia (chemical admixture) v

7 Bahan Tambahan Mineral (Additive) Beton Sifat-sifat Beton Segar (fresh concrete) Kemudahan Pengerjaan (workability) Pemisahan Kerikil (segregation) Pemisahan Air (bleeding) Sifat-sifat Beton Keras Kuat Tekan Beton Kuat Tarik Beton Modulus Elastisitas Beton Penyerapan Air (Absorbsi) Beton Ringan (Lightweight Concrete) BAB III METODOLOGI PENELITIAN Metode Bahan Penyusun Beton Semen Portland Agregat Halus Agregat Kasar Bambu Betung (Dendrocalamus asper) Air Pembuatan Benda Uji Perencanaan Campuran Beton Persiapan Alat dan Bahan Pengecoran Benda Uji Pemeriksaan Nilai Slump Perawatan Benda Uji (Curing) Pengujian Benda Uji Pengujian Kuat Tekan Benda Uji Silinder Pengujian Kuat Tarik Belah Benda Uji Silinder Pengujian Modulus Elastisitas Beton Pengujian Penyerapan Air (Absorbsi) Benda Uji vi

8 Pengujian Berat Jenis Beton BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Nilai Slump Pengujian Benda Uji Silinder Absorbsi Kuat Tekan Kuat Tarik Belah Elastisitas Berat Jenis Analisis dan Diskusi BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA vii

9 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Variasi penambahan potongan bambu... 7 Tabel 2.1 Sifat fisik dan mekanik bambu betung (Dendrocalamus Asper) Tabel 2.2 Persyaratan susunan besar butir agregat ringan untuk beton ringan struktural Tabel 2.3 Persyaratan sifat fisis agregat ringan untuk beton ringan struktural Tabel 2.4 Batasan gradasi untuk agregat halus Tabel 2.5 Susunan besar butiran agregat kasar Tabel 2.6 Perkembangan kuat tekan beton berdasarkan umur beton Tabel 2.7 Persyaratan kuat tekan dan tarik belah rata-rata untuk beton ringan struktural Tabel 3.1 Kesimpulan pemeriksaan agregat halus Tabel 3.2 Kesimpulan pemeriksaan agregat kasar Tabel 3.3 Kesimpulan pemeriksaan potongan bambu betung Tabel 3.4 Faktor modifikasi untuk jumlah pengujian kurang dari 30 contoh Tabel 3.5 Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton normal Tabel 3.6 Komposisi campuran benda uji silinder beton normal Tabel 3.7 Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton substitusi bambu 20% Tabel 3.8 Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton substitusi bambu 40% Tabel 3.9 Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton substitusi bambu 60% viii

10 Tabel 3.10 Komposisi agregat campuran yang digunakan untuk beton substitusi bambu 80% Tabel 3.11 Komposisi campuran benda uji silinder beton substitusi bambu Tabel 4.1 Nilai slump dari campuran beton dengan substitusi bambu Tabel 4.2 Hasil pengujian absorbsi beton dengan atau tanpa substitusi bambu Tabel 4.3 Hasil pengujian kuat tekan beton dengan atau tanpa substitusi bambu pada umur 28 hari Tabel 4.4 Kuat tekan rata-rata untuk tiap variasi substitusi bambu dan persentasenya Tabel 4.5 Hasil pengujian kuat tarik belah beton dengan atau tanpa substitusi bambu umur 28 hari Tabel 4.6 Hasil perhitungan modulus elastisitas beton dengan atau tanpa substitusi bambu umur 28 hari Tabel 4.7 Hasil perhitungan berat jenis beton dengan atau tanpa substitusi bambu umur 28 hari Tabel 4.8 Berat jenis rata-rata untuk tiap variasi substitusi bambu dan persentasenya Tabel 4.9 Estimasi perkembangan kuat tekan beton dengan dan atau tanpa substitusi potongan bambu betung pada pengujian beton umur 3, 7, 14, 21 dan 28 hari ix

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Karakteristik batang bambu betung (Dendrocalamus asper) Gambar 2.2 (a) Rumpun bambu; (b) Bambu betung (Dendrocalamus asper) Gambar 2.3 Perkembangan kekuatan tekan mortar untuk berbagai tipe semen portland (Tri Mulyono, 2004) Gambar 2.4 Kerucut Abrams Gambar 3.1 Diagram alir penelitian Gambar 3.2 Potongan bambu betung Gambar 3.3 Cetakan silinder Gambar 3.4 Mesin molen Gambar 3.5 Pemeriksaan Slump dengan kerucut Abrams-Harder Gambar 3.6 Perawatan benda uji (curing) Gambar 3.7 Pembebanan benda uji pada uji kuat tekan Gambar 3.8 Compressor Machine Gambar 4.1 Penampakan potongan bambu betung pada benda uji beton x

12 DAFTAR GRAFIK Grafik 3.1 Hasil pengujian gradasi pasir Grafik 3.2 Gradasi agregat campuran beton normal (substitusi 0%) Grafik 3.3 Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 20% Grafik 3.4 Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 40% Grafik 3.5 Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 60% Grafik 3.6 Gradasi agregat campuran beton substitusi bambu 80% Grafik 4.1 Hubungan antara persentase substitusi bambu dengan nilai slump Grafik 4.2 Hubungan persentase substitusi bambu dengan absorbsi silinder beton Grafik 4.3 Hubungan persentase substitusi bambu terhadap kuat tekan beton Grafik 4.4 Persentase kuat tekan rata-rata beton dengan atau tanpa substitusi bambu Grafik 4.5 Hubungan persentase substitusi bambu terhadap kuat tarik belah beton Grafik 4.6 Hubungan persentase substitusi bambu terhadap modulus elastisitas ratarata beton Grafik 4.7 Hubungan persentase substitusi bambu dengan berat jenis beton Grafik 4.8 Persentase berat jenis rata-rata beton dengan atau tanpa penambahan substitusi bambu Grafik 4.9 Pengaruh persentase agregat bambu terhadap kuat tekan beton (M.R. Endarto, dkk. 2010) Grafik 4.10 Pengaruh persentase agregat bambu terhadap berat jenis beton (M.R. Endarto, dkk. 2010) xi

13 Grafik 4.11 Perbandingan kuat tekan beton umur 14 hari Grafik 4.12 Perbandingan berat jenis beton umur 14 hari xii

14 DAFTAR NOTASI A : luas penampang benda uji silinder beton (mm 2 ) Ec Fct FM : modulus elastisitas (MPa) : kuat tarik belah (MPa) : modulus kehalusan f c, σ : tegangan/kuat tekan (MPa) k : faktor pembacaan dial regangan (=0,01) l,l P S2 : panjang benda uji silinder beton (mm) : beban uji tekan (N) : tegangan sebesar 0,4 f c (MPa) S1 : tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudinal sebesar 0,00005 (MPa) V : volume silinder beton (m 3 ) W ε : berat beton kering (kg) : perubahan panjang silinder (mm) : regangan ε1 : regangan longitudinal sebesar 0,00005 ε2 : regangan longitudinal akibat tegangan S2 ρ : berat jenis beton (kg/m 3 ) xiii

15 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I Lampiran II Lampiran III Lampiran IV Concrete Mix Design Pemeriksaan Bahan Data Pengujian Dokumentasi xiv