PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT, ABU SEKAM PADI DAN BESTMITTEL TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS SKRIPSI

Transkripsi

1 PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT, ABU SEKAM PADI DAN BESTMITTEL TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS ELASTISITAS (The Influence of Adding Steel Fiber, Rice Husk Ash and Bestmittel to Compressive Strength, Split Tensile Strength and Modulus of Elasticity) SKRIPSI Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : FEBRYAN ROCHMADHONA NARA MURTI NIM. I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2016 to user i

2 ii

3 iii

4 MOTTO Berilmu sebelum beramal Hidup untuk yang menghidupkanku dan mati untuk yang mematikanku Jika tidak bisa jadi yang pertama, maka jadilah yang terbaik Aku jatuh adalah untuk melompat lebih tinggi iv

5 PERSEMBAHAN Alhamdulillah, segala puji bagi Alloh Subhanahu wa Ta ala, Rabb semesta alam yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, kenikmatan serta kemudahan yang tiada terkira. Sholawat dan salam semoga tercurah kepada Rasul-Nya, Nabi kita Muhammad SAW, kepada keluarga dan para sahabatnya serta orang-orang yang mengikuti petunjuknya. Dengan segala kerendahan hati kupersembahkan karya ini kepada: Bapak dan Ibu Jazakumullaahu Khoiron Katsiiroo, syukur atas cinta yang selalu Bapak dan Ibu berikan. Kuhapus semua rangkaian huruf ucapan terimakasih yang telah kuketik di lembar ini, karena ribuan lembar ucapan terimakasih pun tak akan mampu menggambarkan besarnya jasa Bapak dan Ibu kepadaku. Allohhummaghfirli wa li walidayya... Prajna Paramita Megawati Jazakumullaahu Khoiron Katsiiroo, syukur atas cinta yang selalu adikku berikan. Terimaksih selalu mendoakanku dan menyemangatiku. Dhani Wahyu Utama Putra Jazakumullaahu Khoiron Katsiiroo, syukur atas cinta yang selalu suamiku berikan. Terimakasih atas pengorbanan dan kesabaran yang telah dilakukan serta doa dan kesempatan yang telah diberikan. Jazakumullaahu Khoiron Katsiiroo, teman-teman kelompok skripsi (Amanda Ditya Yudha Asmara, Edwin Bahtiar, R.A. Dinasty Purnomosari, Soekma Akhriani) Terimakasih atas kebersamaan, kerjasama, dan bantuan yang telah teman-teman berikan selama ini. Jazakumullaahu Khoiran Katsiiroo, temen-temen SI Teknik Sipil Non Reg 2013 dan semua orang yang telah membantu terselesaikannya skripsi ini. Semoga Allah SWT membalas kebaikan kalian dengan kebaikan pula. Jazakumullaahu Khoiron Katsiiroo, semua keluarga (keluarga di Sadon, Ibu Rina Muji Rahayu, Mbah putri dan Mbah Kakung) yang turut mendoakanku agar segera menyelesaikan kuliahku serta teman-temanku yang menyayangiku yang telah membuatku berarti sehingga aku mampu bertahan sampai saat ini. v

6 ABSTRAK Febryan Rochmadhona Nara Murti, 2016, Pengaruh Penambahan Serat Bendrat, Abu Sekam Padi dan Bestmittel terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, dan Modulus Elastisitas, Tugas Akhir Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Struktur beton bertulang merupakan salah satu struktur yang sangat diandalkan kekuatannya saat ini dan banyak dimanfaatkan pada pembangunan gedunggedung tinggi, tower, jalan beton dan bangunan air. Struktur demikian membutuhkan beton mutu tinggi dengan kuat tekan lebih besar dari 6000 Psi atau 41,4 MPa. Dengan demikian perlu adanya peningkatan mutu beton dengan langkah menambahkan serat bendrat pada beton segar yang bertujuan meningkatkan kuat tekan beton. Selain itu dengan menambahkan abu sekam padi untuk menjaga kepadatan beton dan bestmittel untuk mempercepat pengerasan beton.tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan serat bendrat, abu sekam padi dan bestmittel terhadap 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 pengujiankuat 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 dilakukan pada hari ke 14 menggunakan alat CTM (Compression Testing Machine). Perhitungan yang digunakan adalah analisis statistik dengan regresi linear pada batas elastis beton menggunakan program Microsoft Excel. Penambahan kadar serat sebesar 1% menghasilkan peningkatan kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas berturut-turut sebesar 7,87 % 5,13 %; dan 75,98 % dibandingkan dengan beton tanpa serat. Berdasarkan grafik fungsi polynomial kuat tekan, kadar serat optimum pada 0,56% dengan nilai kuat tekan sebesar 37,22 MPa. Berdasarkan grafik fungsi polynomial kuat tarik belah, kadar serat optimum pada 0,5% dengan nilai kuat tarik belah sebesar 4,35 MPa. Berdasarkan grafik fungsi polynomial modulus elastisitas, kadar serat optimum pada 0,859% dengan nilai modulus elastisitas sebesar 43135,61 MPa. Kata kunci : Beton, Beton Serat, Serat Bendrat, Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, Modulus Elatisitas, Abu Sekam Padi, Bestmittel vi

7 ABSTRACT Febryan Rochmadhona Nara Murti, 2016, The Influence of Adding Steel Fiber, Rice Husk Ash and Bestmittel to Compressive Strength, Split Tensile Strength and Modulus of Elasticity, Thesis of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University. Reinforced concrete structure is a structure that is highly reliable and power is now widely used in the construction of tall buildings, towers, rigid pavement and water buildings. The structure thus requiring high strength concrete with compressive strength greater than 6000 psi or 41.4 MPa with components thus a need to increase the quality of concrete with steps to add steel fiber to the fresh concrete which aim to improve the compressive strength of concrete. Moreover with adding rice husk ash to keep the density of concrete and bestmittel to speed up hardening the concrete. The aims of this study to know the influence of adding steel fiber, rice husk ash and bestmittel to compressive strength, split tensile strength and modulus of elasticity of concrete This research used 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 thecompressive 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%. Tests performed on day 14 using a CTM (Compression Testing Machine). The used calculation is statictic analysis with linear regression on the elasticity limit of the concrete using Microsoft Excel. The addition of the fiber content of 1% resulted in an increase in compressive strength, split tensile strength, and modulus of elasticity, respectively for 7.87% 5.13%; and 75.98% compared with concrete without fiber. Based on the graph polynomial functions compressive strength, optimum fiber content at 0.56% with the compressive strength of MPa. Based on the graph polynomial functions split tensile strength, optimum fiber content at 0.5% with a tensile strength of 4.35 MPa sides. Based on the graph polynomial function of the modulus of elasticity, optimum fiber content at 0.859% with a modulus of elasticity of MPa. Keywords:Concrete, Steel fiber, Compressive strength, Split Tensile Strength, Modulus Of Elasticity, Rice Husk Ash, Bestmittel vii

8 KATA PENGANTAR Puji Syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah- Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan 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 skripsi ini. Untuk itu, penyusun ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Wibowo, ST., DEA. selaku pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2. Bapak Edy Purwanto, ST., MT. selaku wakil pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, 3. Bapak Ir. Slamet Prayitno, MT. selaku Dosen Pembimbing I, 4. Bapak Ir. Sugiyarto, MT. selaku Dosen Pembimbing II, 5. Tim Penguji Pendadaran, 6. Bapak Agus Setiya Budi, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing Akademik, 7. Rekan-rekan tim beton serat bendrat: Amanda, Edwin, Osa, dan mbak Soekma yang telah membantu selama penyelesaian skripsi, 8. Teman-teman Mahasiswa Sipil Transfer 2013 UNS, 9. Semua pihak yang telah membantu penyusun dalam menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya. Surakarta, Februari 2016 Penyusun ix

9 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT.... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR LAMPIRAN xiv DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penilitian Manfaat Teoritis Manfaat Praktis BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Dasar Teori...,,,,,, Pengertian Beton Beton Serat Sifat-sifat Beton Serat Mekanisme Kerja Beton Serat ix

10 Material Penyusun Beton... Semen Portland Agregat..... Air... Bahan Tambah. Pengertian bahan tambah Serat bendrat... Abu sekam padi... Bestmittel.. Perawatan (Curing)... Beton Metode Dreux... Kuat Tekan Beton Kuat Tarik Belah Beton... Modulus Elastisitas Beton BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Uraian Umum Tahapan Penelitian Alat Uji Penelitian Bahan Uji Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Beton Pengujian Bahan Dasar Agregat Halus Pengujian Kadar Lumpur Pemeriksaan Kadar Zat Organik Pengujian Specific Gravity Pengujian Gradasi Agregat Kasar Pengujian specific gravity Pengujian gradasi agregat kasar Pengujian abrasi agregat kasar Pembuatan Benda Uji x

11 Pengujian Kuat Tekan... Pengujian Kuat Tarik Belah Pengujian Modulus Elastisitas... Analisis Data BAB 4 DATA, 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 Hasil Perhitungan Rancang Campur Metode Dreux 4.3. Hasil Pengujian dan Pembahasan Beton Hasil Pengujian Slump 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 5 KESIMULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA 79 xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Bentuk Serat Kawat bendrat Berkait... 9 Gambar 2.2. Konsep Beton Berserat Gambar 2.3. Serat Dalam Beton Gambar 2.4. Aksi Serat Bersama Pasta Semen Gambar 2.5. Aksi Pasak Dalam Beton Gambar 3.1. Benda Uji Silinder Gambar 3.2. Bagan Alir Tahap Penelitian Gambar 3.3. Diagram Alir Tahap Analisis Data Gambar 3.4. Timbangan Bascule Gambar 3.5. Ayakan Untuk Sieve Analysis Gambar 3.6. Oven Gambar 3.7. Mesin Los Angeles Gambar 3.8 Cetakan Silinder Gambar 3.9. Compression Testing Machine Gambar Cara Pengujian Kuat Tekan Beton Gambar Cara Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Gambar Cara Pengujian Modulus Elastisitas Gambar Gambar Pengujian Modulus Elastisitas Gambar 4.1. Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik Gambar 4.2. Gradasi Agregat Halus Gambar 4.3. Gradasi Agregat Kasar Gambar 4.4. Kurva Hasil Pengujian Kuat Tekan Gambar 4.5. Grafik Fungsi Polynomial Pengujian Kuat Tekan Gambar 4.6. Diagram Hubungan Kuat Tekan Beton dengan % Serat Bendrat 64 Gambar 4.7. Kurva Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Gambar 4.8. Grafik Fungsi Polynomial Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Gambar 4.9. Diagram Hubungan Kuat Tarik Belah Beton dengan %... Serat Bendrat Gambar Nilai tegangan regangan commit benda to user uji BS Gambar Kurva Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Gambar Grafik Fungsi Polynomial Modulus Elastisitas Gambar Diagram Hubungan Modulus Elastisitas dengan % Serat Bendrat 75 xiii

13 xii perpustakaan.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Spesifikasi Serat-Serat Lokal yang Sering Digunakan... 9 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 2.6. Komposisi Kimia Sekam Padi Tabel 2.7. Komposisi Kimia Abu Sekam Padi 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 59 Tabel 4.8. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Mutu Tinggi Berserat Bendrat. 60 Tabel 4.9. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Tabel Perubahan Kuat Tekan Beton Tabel Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Tabel Perubahan Kuat Tarik Belah Beton Tabel Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas Beton Tabel Perubahan Kuat Tarik Belah Beton... 76

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lampiran B Lampiran C Lampiran D Lampiran E : Pengujian Agregat : Perancangan Campuran Adukan Beton : Hasil Pengujian Benda Uji : Dokumentasi Penelitian : Surat-surat dan Lembar Pemantauan xiv

15 DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL % = Persentase π = Phi (3,14285) o C fc ft A V P Ec Δl L d S 2 S 1 = Derajat celcius = Kuat tekan beton = Kuat tarik belah beton = Luas permukaan benda uji tertekan = Volume benda uji silinder = Beban tekan = Modulus elastisitas beton = Regangan aksial = Penurunan arah longitudinal = Tinggi beton relatif (jarak antara dua ring dial exstensometer) = Diameter = Tegangan sebesar 0,4 fc = Tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudional akibat tegangan sebesar 0, = Regangan longitudinal akibat tegangan S 2 w/p = volume air / volume powder in m μm mm cm gr kg lt ml MPa kn PC = Inchi = Meter = Mikrometer = Milimeter = Centimeter = Gram = Kilogram = Liter = Mililiter = Mega Pascal = Kilo Newton = Portland Cement xv

16 KT = Kuat Tekan KTB = Kuat Tarik Belah ME = Modulus Elastisitas ASTM = American Society for Testing and Material ACI =American Concrete Institue SNI = Standar Nasional Indonesia xvi