Keywords: high quality concrete, waste strapping band, polypropylene concrete, fiber concrete

Transkripsi

1 PENGARUH PENGGUNAAN SERAT POLYPROPELYNE DARI BAHAN STRAPPING-BAND TERHADAP KEMAMPUAN MEKANIK PROPERTIS BETON Eka Saputra Panca Darma 1 dan Johannes Tarigan 2 1 Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan eka_spd@students.usu.ac.id 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan johannes_tarigan@yahoo.com ABSTRAK Beton mempunyai kelemahan yaitu mempunyai kuat tarik yang rendah dan bersifat getas (brittle) sehingga beton diberi tulangan baja untuk mengatasi tegangan tarik. Pada penelitian ini campuran beton diberi bahan tambah serat polypropelyne dari bahan daur ulang straping band. pengaruh penambahan serat ini paling optimum diperoleh dari uji kuat tarik mortar yang menigkat % dan kuat lentur meninggkat sebesar 4.12 % namun mengalami penurunan kuat tekan sebesar 2.77 %. Kata kunci : beton mutu tinggi, limbah straping band, beton polypropylene, beton serat ABSTRACT Concrete has the disadvantage of having a low tensile strength and is brittle so that concrete reinforcing steel are given to overcome tension. In this study, the concrete mix were added material polypropelyne fibers from recycled materials strapping band. the effect of adding the optimum fiber obtained from mortar tensile strength test be increased 28.98% and flexural strength at 4:12 meninggkat% but decreased by 2.77% compressive strength. Keywords: high quality concrete, waste strapping band, polypropylene concrete, fiber concrete 1. PENDAHULUAN Beton memiliki kuat tarik yang rendah jika dibandingkan dengan kuat tekannya (Mulyono, 2005). Dalam perkembangan pengetahuan dalam material penuyusun beton didapatkan cara untuk menambah gaya tarik dari beton tersebut yaitu salah satunya dengan penambahan serat pada campuran beton atau disebut dengan Beton Fiber.(Wahyu Kartini 2007). Beton fiber merupakan beton yang ditambahkan serat (fiber) kedalam campurannya. Serat tersebut dapat berupa serat kayu, kelapa, tebu, baja, dan zat-zat tambahan lainnya yang dapat menambah mutu beton. Perkembangan teknologi beton dibidang beton fiber memang sudah lama digalakkan. Hal ini bertujuan untuk meningkat mutu beton yang semakin hari semakin tinggi kebutuhannya. Beton fiber ini sangat berguna untuk memperbaiki atau menaikkan sifat mekanik beton. Sifat mekanik beton yang dimaksud adalah kuat tekan, kuat tarik, dan kuat lentur. Polimeric fibers.polimeric fibers adalah serat plimer, yaitu serat yang berasal dari serat sintetis. Serat ini dibuat dengan proses kimia. Serat polimer terdiri dari polypropylene, polyethylene, polyester, nylon, carbon,dan acrylic.( Gambar 1.1 Potongan Straping Band Polos Gambar 1.2 Straping Band Berpola 2. TUJUAN Penelitian ini dimaksudkan untuk menambah kuat tarik beton, mengingat kuat tarik beton sangat rendah. Kuat tarik yang sangat rendah berakibat beton mudah retak, yang pada akhirnya mengurangi keawetan beton. Nilai kuat tarik optimum dalam variabel diameter dan panjang fiber pada mutu beton tinggi. 3. METODE Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah kajian eksperimental yang dilakukan di Laboratorium Beton Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Secara umum Urutan Tahap

2 Adapun Penelitiannya Meliputi : 1. Penyediaan bahan penyusun beton. 2. Pemeriksaan bahan. 3. Perencanaan campuran beton (Mix Design). 4. Pembuatan benda uji. 5. Pemeriksaan nilai slump. 6. Pengujian kuat tarik beton brequit mortar umur 28 hari. 7. Pengujian Flexture beton umur 28 hari. 8. Pengujian kuat tekan beton umur 28 hari. 9. Pemeriksaan pola retak beton pada umur 1, 3, 7,14, 28,45, 60 hari 3.1. Uji Tekan Beton Beton merupakan suatu konstruksi yang mempunyai sifat kekuatan yang khas, yaitu apabila diperiksa dengan sejumlah besar benda uji, nilainya akan menyebar sekitar nilai rata-rata tertentu. Besar kecilnya nilai penyebaran dari hasil pemeriksaan sangat bergantung pada tingkat kesempurnaan pelaksanaannya. Dengan menganggap nilai-nilai dari hasil pemeriksaan tersebut menyebar normal (mengikuti lengkung Gauss), maka ukuran besar kecilnya penyebaran nilai hasil pemeriksaan menjadi ukuran mutu pelaksanaan. Dari hasil pemeriksaan kekuatan tekan benda uji tersebut memenuhi: (Standar Industri Indonesia Metode Pengujian Kuat Tekan Beton) SD 1 n (1) Dimana: SD = Standart Deviasi = Kekuatan tekan beton dari masing-masing benda uji (Kg/cm 2 ) b = Kekuatan tekan beton rata-rata (Kg/cm 2 ) n bm = Jumlah sample b bm b bm... (2) n Kekuatan beton karakteristik bk, 5% kemungkinan adanya kekuatan yang tidak memenuhi syarat dan ditentukan rumus: 1. SD... (3) bk bm 64 Pengujian kuat tekan dilakukan untuk mengetahui kuat tekan hancur dari benda uji. Pengujian kuat tekan dilakukan saat sampel berumur 28 hari. Pengukuran kuat tekan (Compressive Strength) dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: F... (4) A Dimana : Kuat Tekan (N /cm 2 ) F Beban yang diberikan (kgf) A Luas penampang yang terkena penekanan gaya (cm 2 ). Kekuatan tekan benda uji beton dihitung dengan rumus : P f ' c...(5) A dimana : f c = Kekuatan tekan (kg/cm 2 ) P = Beban tekan (kg) A = Luas permukaan benda uji (cm 2 )

3 3.2. Pengujian Kuat Tarik Brequitte Mortar Pengujian dilakukan pada umur beton 28 hari untuk tiap variasi beton sebanyak 3 buah. Sehari sebelum pengujian sesuai umur rencana, silinder beton dikeluarkan dari bak perendaman. (Teknologi Beton, 2003) Adapun Prosedur pengujian adalah: 1. Sediakan semen, pasir, dan air dengan perbandingan yang di dapat dari mix desingn minus agregat kasar. 2. Siapkan peralatan cetak dan mixer dengan memasang mangkuk dan daun pengaduk yang telah dibasahi. 3. Masukkan air dan semen de dalam mangkuk dan diamkan selama 15 detik. 4. Hidupkan mixer dengan putaran lambat selama 30 detik sambil memasukkan pasir secara perlahanlahan. 5. Ubah kecepatan putaran ke putaran sedang selama 30 detik. 6. Matikan mixer selama 90 detik sambil melepas mortar pada dingding mangkuk dengan skrap pada 15 detik pertama, dan tutup mangkuk dengan kain basah pada 75 detik selanjutnya. 7. Hidupkan mixer pada putaran sedang selama 60 detik lalu matikan dan diaman selama 30 detik. 10. Masukkan mortar ke dalam cetakan yang telah di olesi Vaseline terlebih dahulu, dengan cara.masukkan 1/3 lalu rojok 25 kali Masukkan 1/3 lagi (menjadi 2/3) lalu rojok 25 kali Cetakan diisi penuh dan di rojok 25 kali 13. Ratakan permukaan cetakan dengan menggunakan skrap lalu tutup dengan kain basah selama 24 jam. 11. Setelah 24 jam cetakan dibuka dan benda uji direndam. Tujuan dari pengujian ini dalah untuk menyelidiki basar tegangan tarik pada mortar melalui proses penarikan benda uji brequitte dengan menggunakan alat uji tarik brequitte dengan penambahan beban. 3.3 Pengujian Kuat Lentur balok Beton Pada pengujian ini dimaksudkan untuk mendapatkan besarnya momen dan tegangan lentur maximum pada balok beton dan Modulus patahan (R). Pada analisa kekuatan tampang konstruksi beton, khususnya balok, dianggap bahwa beton tidak kuat menahan tarik. Sehingga dalam perhitungan besarnya diabaikan karena kecil sekali dan untuk menahan gaya tarik yang terjadi pada beton sepenuhnya ditanggung oleh tulangan. Meskipun demikian, besarnya tarikan yang timbul dalam beton (yang dapat dipikul oleh beton) perlu juga diketahui sebagai kontrol untuk mengamankan kemungkinan yang terjadi akibat lenturan beton. Yang memungkinkan terjadinya retakan/celahan pada beton sehingga mengakibatkan berkaratnya tulangan pada konstruksi beton bertulang. Flexture Test dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan tarik suatau campuran beton sehingga kemungkinan di atas dapat dihindarkan. (SNI Pengujian Kuat Lentur Beton) Nilai dari tegangan dan Modulus Patahan dapat dihitung dengan cara: 2 M bh PL ; w R... (6) 2 w 6 bh Dimana: = Tegangan tarik lentur (Kg/cm 2 ) M = Momen yang terjadi (Kgcm) b = lebar balok (cm) h = Tinggi balok (cm) w = Momen Tahanan (cm 3 ) R = Modulus Patahan (Kg/cm 2 ) P = Beban maximum (Kg) L = panjang bentang (cm) Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan besarnya momen dan tegangan lentur maksimum pada balok beton dan menentukan modulus patahan. Adapun Prosedur percobaannya adalah : 1. Benda uji diletakkan memanjang di atas dua tumpuan yang terdapat di mesin penguji dimana jarak dari tepi balok ke tumpuan harus sama pada kedua ujungnya. 2. Turunkan balok pembebanan sehingga menempel pada permukaan benda uji. 3. Berikan beban dengan mengoperasikan tuas pompa. 4. Pemompaan dilakukan dengan peningkatan pemompaan sedikir demi sedikit sampai benda uji patah. 5. Catat yang diberikan oleh balok saat patah dan ukur jarak patahan dari ujung balok.

4 3.4. Pengukuran Suhu Pada Beton Segar Pemeriksaan ini dilakukan pada beton segar. Tujuan pemeriksaan ini ialah untuk mengetahui besar suhu pada beton dengan berbagai variasi abu terbang. Hal ini berkaitan dengan masalah keretakan yang terjadi pada beton dengan volume yang besar (mass concrete). (SNI ) Pada beton dengan volume yang besar (mass concrete), terdapat masalah berupa keretakan akibat panas yang terdapat di dalam beton. Berikut ini dijelaskan proses terjadinya keretekan yang terjadi pada mass concrete, yaitu : 1. Proses pengikatan semen di dalam beton menyebabkan naiknya temperatur di dalam beton. 2. Kemudian suhu pada permukaan luar beton lebih cepat dingin daripada suhu pada inti beton. 3. Kemudian terjadi kontraksi antara suhu permukaan beton dengan suhu inti beton, yang mengakibatkan keretakan pada permukaan beton sehingga kekuatan pada beton berkurang. Penyebab terjadinya keretakan akibat panas yang terdapat di dalam beton pada mass concrete, ialah : 4. Komposisi, kehalusan, dan kadar semen. 5. Kadar dan keofisien panas dari agregat penyusun beton. 6. Geometri beton. Pemeriksaan temperatur. Pemerikssan suhu beton segar dilaksanakan berdasarkan, dengan menggunakan alat alat, yaitu : 1. Termometer Termometer yang digunakan ialah termometer yang mampu mengukur suhu beton segar antara C dengan ketelitian C. Cara letak termometer pada benda uji dengan jarak 75 mm dari dinding cetakan dan termometer terendam sekurang kurangnya 75 mm. 2. Bejana kedap air/cetakan Bejana kedap air cukup besar untuk menampung beton segar minimal 75 mm ke semua arah dari alat pengukur suhu. Tata cara pengujian suhu beton segar ialah : 1. Ambil contoh beton segar. 2. Tuangkan beton segar ke dalam bejana/cetakan. 3. Tempatkan thermometer pada beton segar sesuai dengan ketentuan. 4. Tekan dengan hati hati permukaan beton di sekeliling termometer sehingga tidak dipengaruhi suhu luar. 5. Biarkan termometer terendam dalam beton selama dua menit atau sampai pembacaan suhu konstan. 6. Baca dan catat hasil pembacaan suhu. Seluruh proses pengukuran suhu beton segar harus selesai dalam waktu 5 menit sejak pengambilan contoh. 3.5 Hasil dan Pembahasan Hasil Uji Lab Untuk Kuat Tarik Brequitte Mortar Hasil pengujian kuat tarik brequitte mortar menunjukkan bahwa terjadi peningkatan tegangan tarik, namun tidak besar dari serat polos, hal ini mungkin kemampuan dari serat berpola dalam mengikat/ mengunci material lebih tinggi dari serat polos. Hal ini dapat dilihat pada (Gambar 3.1) dimana penambahan serat pada campuran mortar meninggkatkan kuat tarik mortar tersebut. Gambar 3.1 Grafik Perbedaan Persentase Polypropylene Terhadap Kuat Tarik mortar

5 3.5.2 Pemeriksaan Suhu Beton Segar hasil pemeriksaan suhu beton baik diawal sampai akhir menunjukan perbedaan suhu yang tidak terlalu signifikan. Hal ini dapat dilihat dalam (Gambar3.2) dimana suhu dari beton serat lebih rendah dari suhu beton normal. Gambar 3.2. Grafik Perbedaan Suhu Terhadap Kadar Bahan Tambah Polypropylene Straping Bang Hasil Uji Lab Kuat Tekan Beton Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur 28 hari. Tabel 3.1 Kuat Tekan Rata-Rata Serat Polos No Jenis benda uji Kadar serat (%) Kuat tekan (kg/cm 2 ) Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 Kuat tekan rata-rata 1 Silinder Silinder Tabel 3.2 Kuat Tekan Rata-Rata Serat berpola No Jenis benda uji Kadar serat (%) Kuat tekan (kg/cm) Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 Rata-rata 1 Silinder Silinder Hasil uji tekan beton pada (tabel 3.1) dan (tabel 3.2) mengalami penurunan. Hal ini mungkin diakibatkan dari kesalahan pengerjaan dalam pembuatan bahan uji Hasil Uji Pola Retak Beton Dari hasil pengamatan diketahui retak yang terjadi pada setiap luasan 100 cm 2 variasi beton berbeda, baik dari pola penyebaran, jumlah, panjang dan lebar retak. Pada (Gambar 3.3) dapat dilihat penurunan jumlah maupun panjang retak pada beton yang mengandung serat. Gambar 3.3. Grafik Jumlah Retak Dan Panjang Retak Terhadap Waktu Pengamatan Hasil pengamatan visual dari pola retak pelat beton fiber tidak terlalu signifikan mengalami penurunan, hal

6 ini mungkin di akibatkan dari factor suhu dari beton itu sendiri dimana mutu beton yang di tinjau adalah k- 400 yang memiliki suhu tinggi, karena semakin besar mutu beton semakin semakin besar suhu beton itu sendiri. Polypropelyne adalah bahan yang tidak dapat mereduksi panas yang besar dan juga bahan yang tidak tahan panas, sehingga untuk mengurangi retak akibat suhu serat polypropelyne tidak terlalu membantu Hasil Uji Lab Modulus Patahan Perhitungan nilai Modulus Patahan pada pengujian flexture dengan benda uji balok dilakukan pada umur 28. Pengujian ini dimaksudkan untuk mendapatkan nilai Modulus Patahan benda uji balok 15cm x 15cm x 75cm pada daerah patahan. Gambar 3.4 Grafik Perbedaan Nilai Lentur Balok Dari gambar 3.4 dapat dilihat semakin besar kadar persentase serat Polypropylene maka Modulus Patahan dari balok tersebut semakin besar. 4. Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pengamatan yang telah dilakukan pada beton fc k-400 dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Beton dengan serat polypropeline bagus dalam hal tarik dan lentur, dan kurang terhadap kuat tekan dan pola retak 2. Kuat tekan mengalami penurunan sebesar 1.56 % untuk beton serat polos (serat 1%) jika dibandingan dengan beton normal. 3. Kuat tekan mengalami penurunan sebesar 2.77 % untuk beton serat berpola (serat 3%) jika dibandingkan dengan beton normal. 4. Kuat tarik mortar paling optimum pada serat polypropelyne 3 % sebesar % dari mortar normal 5. Penurunan suhu beton fiber segar tidak terlalu besar dari beton normal 6. Kuat lentur beton yang didapatkan pada beton fiber dengan serat berpola adalah kg/cm 2 pada penambahan 3 % serat, dan kg/cm 2 utuk kadar 0%, kuat lentur ini meningkat sebesar 4.12 %. DAFTAR PUSTAKA Anonimus Metode Pengujian Kuat Lentur Beton Dengan Balok Uji Sederhana Yang DibebanTerpusat Langsung(SNI ). Balitbang PU. Jakarta. Anonimus Metode Pengujian Untuk Menentukan Suhu Beton Segar Semen Portland(SNI ). Balitbang PU. Jakarta. Anonimus Standar Industri Indonesia: Metode Pengujian Kuat Tekan Beton, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta. Anonimus Standar Nasional Indonesia: Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta. Anonimus Teknologi Beton, Laboratorium Bahan Rekayasa Teknik Sipil USU. Medan Mulyono, T Teknologi Beton, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, Wahyu Kartini, Penggunaan Serat Polypropylene Untuk Meningkatkan Kuat Tarik Belah Beton. UPN, Jakarta.

7