JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015

Transkripsi

1 PENGARUH PENAMBAHAN SERAT SENG PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI GAS TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH, DAN MODULUS ELASTISITAS. The Effect of Adding Zinc fibber on Ligthweight Concrete Gas Technology toward the Compressive Strength, Tensile Strength, and Modulus Elasticity. SKRIPSI Diajukan Sebagai salah satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : WACHIDATUN NIKMAH NIM. I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015

2 LEMBAR PERSETUJUAN PENGARUH PENAMBAHAN SERAT SENG PADA BETON RINGAN DENGAN TEKNOLOGI GAS TERHADAP KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH, DAN MODULUS ELASTISITAS. The Effect of Adding Zinc fibber on Ligthweight Concrete Gas Technology toward the Compressive Strength, Tensile Strength, and Modulus Elasticity. Disusun oleh : WACHIDATUN NIKMAH NIM. I Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Pembimbing I Pembimbing II Purnawan Gunawan, ST., MT. NIP Wibowo, ST.DEA. NIP ii

3 iii

4 MOTTO Lillah-Billah, Lilrosull-Birosull, Lilghouts-Billghouts Kita tak akan bisa berbuat apa apa tanpa Allah yang membuat kita bisa Niatkan semua pekerjaan positif karena Allah, maka akan menjadi ibadah Bekerja, berkarya adalah pengabdian untuk kebaikan manusia, hidup yang diberikan oleh Tuhan adalah untuk beramal (bekerja) you get educated by travelling iv

5 PERSEMBAHAN Atas berkah Allah SWT dan Nadhroh Rosulullah SAW wa Goutsu Hadza Zaman RA, Skripsi ini dapat terselesaikan dan akhirnya dengan segala ungkapan terima kasih kupersembahkan kepada : 1. Orang tuaku H. Ahmad Kusen dan Hj. Jumiatun yang telah banyak mendukung baik do a, semangat, maupun material dan banyak berkorban demi tujuan yang ingin saya capai. 2. Kakak ku Choiril Imam, A.Md beserta istri dan anaknya yang selalu membuatku rindu untuk pulang serta 3. Adikku Putri Jauharotul Wahidiyah yang membuatku semangat bekerja untuk mewujudkan cita-citanya menjadi dokter, juga terima kasih do a dan dukungannya. 4. Wahyu Aldoko, ST. yang telah bersabar membantu dalam keadaan apapun kemarin, hari ini, dan masa depan. 5. Teman teman tim penelitian beton gas atas kerjasamanya. 6. Yang terhormat Bapak Purnawan Gunawan, ST., MT. Atas segala bimbingan, nasehat, dan saran. 7. Yang terhormat Bapak Wibowo, ST., DEA. Atas segala bimbingan, nasehat, dan saran. 8. Teman teman Assalamu alaikum Cantik yang selalu di Rahmati Allah. 9. Teman Teman Transfer Non Reg 2012 Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta yang tidak bisa kusebutkan satu persatu karena kalian luar biasa. v

6 ABSTRAK Wachidatun Nikmah, 2015, Pengaruh Penambahan Serat Seng Pada Beton Ringan Dengan Teknologi Gas Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah dan Modulus Elastisitas, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Beton konvensional mempunyai berat jenis relatif besar yang sangat mempengaruhi beban pada struktur yaitu sebesar 2400 Kg/m 3. Salah satu alternatif untuk mengurangi beban tersebut maka dibuatlah beton ringan gas dengan cara menambah aluminium pasta kedalam campuran beton, berat berkisar antara kg/m³ Untuk meningkatkan kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas ditambahkan serat seng kedalam campuran beton. Penambahan serat diharapkan akan menjadi komposit yang kuat dalam menahan kuat tekan dan kuat tarik beton. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.. Pengujian kuat tekan, kuat tarik belah dan modulus elastisitas menggunakan silinder 10 cm x 20 cm dengan variasi prosentase serat 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75 dan 1% berjumlah 6 buah per sampel. Benda uji akan diuji setelah berumur 28 hari. Dari hasil penelitian didapat berat jenis beton ringan gas berserat seng rata rata adalah sebesar 1895,37 kg/m 3. kuat tekan dengan kadar serat sebesar 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; dan 1% berturut turut adalah 8,431 MPa; 10,284 MPa; 13,374 MPa; 11,814 MPa; dan 9,755 MPa. Kuat tekan maksimum adalah pada beton ringan gas dengan kadar serat sebesar 0,509 % dengan nilai optimum adalah sebesar 13,377 MPa. Kuat tarik belah dengan kadar serat sebesar 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; dan 1% berturut turut adalah 1,385 MPa; 1,895 MPa; 2,023 MPa; 1,945 MPa; dan 1,816 MPa. Kuat tarik belah maksimum adalah pada beton ringan gas dengan kadar serat sebesar 0,497 % dengan nilai optimum adalah sebesar 2,023 MPa. Nilai modulus elastisitas dengan kadar serat kawat seng sebesar 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; dan 1% adalah 9551 MPa; 10749MPa; MPa; MPa; dan MPa.. Modulus elastisitas maksimum adalah pada penambahan serat sebesar 0,545% dengan nilai optimum adalah sebesar MPa. Kata kunci : beton ringan, aluminium pasta, serat seng, kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas vi

7 ABSTRACT Wachidatun Nikmah, 2015, The Effect of Adding Zinc Fiber on Lightweight Concrete Gas Technology towards the Compressive Strength, Tensile Strength and Modulus Elasticity, Thesis Department of Civil Engineering Faculty of Engineering, Sebelas Maret Surakarta University. Conventional concrete has relatively large density that greatly density that greatly affected in the sructure it amount of 2400 Kg/m 3. One of alternative to reduce the load is make a lightweight concrete with adding aluminium paste into concrete mixture. The fiber addition is epected to be strong composite to withstand compressive strength, tensile strength, and modulus elasticity. The method used in this study is an experimental method that is carried out at the Laboratory of Building Materials and Structure, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University. Compressive strength, tensile strength, and modulus elasticity testing used cylinder size 10 cm x 20 cm with variable fiber percentage is 0%; 0.25%; 0.5%; 0,75%; and 1% of six per sample. The specimen will tested after the age of 28 days. From the research results obtained density of lightweight gas zinc fiber concrete average is 1895,37 Kg/m 3. Compressive strength with fiber added of 0.25%; 0.5%; 0,75%; and 1% in a row is 8,431 MPa; 10,284 MPa; 13,374 MPa; 11,814 MPa; dan 9,755 MPa. Maximum of compressive strength is in 0,509 % added fiber with optimum value is 13,377 MPa. Tensile strength with fiber added of 0.25%; 0.5%; 0,75%; and 1% in a row is 1,385 MPa; 1,895 MPa; 2,023 MPa; 1,945 MPa; and 1,816 MPa. Maximum of tensile strength is in 0,497 % added fiber with optimum value is 2,023 MPa. Modulus elasticity with fiber added of 0.25%; 0.5%; 0,75%; and 1% in a row is 9551 MPa; MPa; MPa; MPa; and MPa. Maximum of modulus elasticity is in 0,545 % added fiber with optimum value is MPa. Keywords: lightweight concrete, aluminium paste, zinc fibers, compressive strength, tensile strength, and modulus elasticity vii

8 PENGANTAR Segala puji syukur penyusun panjatkan kepada Tuhan yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmat-nya sehingga skripsi dengan judul Pengaruh Penambahan Serat Seng Pada Beton Ringan Dengan Teknologi Gas Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, dan Modulus Elastisitas.Penelitian untuk skripsi ini merupakan bagian dari penelitian Purnawan Gunawan, S.T, M.T selaku dosen pembimbing skripsi, sekaligus ketua penelitian ini. Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak penulis sulit mewujudkan skripsi ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf. 2. Pimpinan Program Studi Non Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf. 3. Purnawan Gunawan,ST, MT selaku Dosen Pembimbing Skripsi Wibowo, ST, DEA selaku Dosen Pembimbing Skripsi Ir. Slamet prayitno,mt dan Ir. Endang Rismunarsi,MT selaku Dosen Penguji. 6. Tim Beton Gas dan Rekan-rekan Non Reg 2012 Teknik Sipil. Penyusun menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak pada umumnya dan penulis pada khususnya. Surakarta, Februari 2015 Penyusun viii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN MOTTO... HALAMAN PERSEMBAHAN... ABSTRAK... PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vi viii ix xii xiii xiv xvi BAB 1.PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Manfaat Teoritis Manfaat Praktis... 4 BAB 2.TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Dasar Teori Material Pembentuk Beton Semen Portland Pozolan Agregat... 8 ix

10 Air Fly Ash Perawatan Beton ( Curing ) Beton Ringan Beton Serat Aluminium Pasta Serat Dalam Beton Pengujian Beton Berserat Pengujian Kuat Tekan Pengujian Kuat Tarik Belah Modulus Elastisitas BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Uraian Umum Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Standar Pengujian Agregat Halus Pengujian Agregat Halus Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus Pengujian Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus Pengujian Spesifik Gravity Agregat Halus Pengujian Gradasi Agregat Halus Tahapan dan Prosedur Pengujian Agregat Halus Pengujian Kandungan Zat Organik Agregat Halus Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus Pengujian Gradasi Agregat Halus Bahan Pembuatan Beton Gas Berserat Peralatan Pembuatan Beton Gas Berserat Tahapan dan Prosedur Pembuatan Beton Gas Berserat Tahapan dan Prosedur Penelitian commit to... user 33 x

11 BAB 4. ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar Hasil Pengujian Agregat Halus Hasil Perhitungan Rancang Campuran Adukan Beton 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 Hasil Perhitungan dan Pembahasan Modulus Elastisitas dengan Rumus Simple Mixture Rule.. 48 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Persyaratan Gradasi Agregat Halus ASTM 33-74a... 9 Tabel 2.2. Penentuan Ukuran Serat Menurut ACI R Tabel 2.3. Faktor Pengali untuk Berbagai Ukuran Silinder Beton Tabel 3.1. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas 23 Tabel 3.2. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tarik Belah Tabel 3.3. Pengaruh kadar Zat Organik terhadap Prosentase penurunan Kekuatan Beton Tabel 3.4. Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus Tabel 4.2. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Ringan Gas Tabel 4.3. Hasil Perhitungan Kuat Tekan Tabel 4.4. Perubahan Kuat Tekan Tabel 4.5. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Tabel 4.6. Perubahan Kuat Tarik Belah Tabel 4.7. Persamaan Regresi Grafik Hubungan Tegangan - Regangan Tabel 4.8. Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas Tabel 4.9. Perubahan Modulus Elastisitas Tabel Perbandingan Hasil Perhitungan Modulus Elastisitas dengan Rumus Simple Mixture Rule xii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Serat Tersebar Merata Dalam Beton Gambar 2.2. Pengujian Kuat Tarik Belah Gambar 3.1. Diagram Pembuatan Beton Gas Berserat Gambar 3.2. Bagan alir tahap-tahap penelitian Gambar4.1. Grafik Hasil Pengujian Kuat Tekan Gambar 4.2. Grafik Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Gambar 4.3. Grafik Hubungan Tegangan-regangan Sampel KTS 0-A Gambar 4.4. Grafik Hubungan Nilai Modulus Elastisitas xiii

14 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 Indoesia ACI = American Civil Institute BS = British Standartds (inggris) MPa = Mega pascal KT = Kuat Tekan KB = Kuat tarik Belah S-0,25 = Seng 0,25 PPC = Portland Pozzoland Cement fas = faktor air semen f c = Kuat desak beton ft = Kuat tarik belah beton % = Presentase π = Phi (3,14285) σ = Tegangan ɛ = Regangan kg = Kilo gram gr = gram m 3 inch cm mm P = meter kubik = Inchi = centi meter = mili meter = Beban yang diberikan A = Luas tampang melintang xiv

15 D Ls L L E c E f 1 0 V f lf df sf v1 vf G 0 G 1 d e C N 0 N Ɩ f d f S f = Diameter silinder (mm) = Tinggi silinder (mm) = Perubahan panjang akibat beban P (mm) = Panjang semula (mm) = Modulus elastis composit = Modulus elastis serat = Factor panjang serat = Faktor orientasi serat = Faktor efisiensi matrik beton = Volume fraksi serat = 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 = Faktor orientasi serat = Jumlah serat = Panjang serat = Diameter serat = Spasi efektif serat xv

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