TUGAS AKHIR. Desi Krisna Pardede

Transkripsi

1 ANALISA KAJIAN TEGANGAN BETON DENGAN CAMPURAN SERAT AMPAS TEBU (BAGGASE) TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil Oleh : Desi Krisna Pardede BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2 ABSTRAK Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang sering digunakan pada konstruksi bangunan. Dengan semakin meningkatnya konstruksi bangunan maka menunjukkan juga semakin banyak kebutuhan beton dimasa yang akan datang, sehingga mempengaruhi perkembangan teknologi beton dimana akan menuntut rancangan-rancangan baru mengenai beton itu sendiri. Rancangan baru tersebut salah satunya yaitu dengan mendaur ulang limbah yang tidak terpakai, seperti serat ampas tebu. Dalam penelitian ini, serat ampas tebu digunakan sebagai bahan tambahan lain dalam campuran beton yang dibandingkan dengan beton normal untuk mengetahui nilai absorbsi, kuat tekan, dan elastisitas beton. Adapun variasi serat ampas tebu yang digunakan adalah 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40% dan pengujian yang dilakukan berupa slump test, absorbsi, kuat tekan dan elastisitas. Dari hasil pengujian diperoleh hasil kenaikan pada nilai slump, penurunan pada kuat tekan dan peningkatan pada elastisitas. Pada pengujian absorbsi beton, besar daya serap beton terhadap air meningkat hingga 8,53% dengan serat ampas tebu 40%. Kekuatan tekan beton yang memenuhi kriteria perencanaan beton 14,525 MPa dengan penambahan serat ampas tebu tercapai pada beton dengan penambahan serat 15% sebesar 178,037 kg/cm 2. Peningkatan elastisitas beton naik hingga 462,341% (elastisitas naik sebesar 4 kali lipat dari elastisitas rata-rata beton normal). Dari hasil pengujian tersebut diperoleh penurunan pada kuat tekan, peningkatan pada absorbsi beton. Untuk itu, jika diadakan penelitian lebih lanjut ada baiknya nilai variasi serat ampas tebu diperkecil kurang dari 15% agar dapat dimanfaatkan sebagai bahan tambahan. Penelitian lanjutan untuk beton mutu tinggi dapat dilakukan dengan mencampur suatu larutan yang dapat meningkatkan daya ikat antara serat ampas tebu dengan material penyusun beton lainnya. Kata kunci : serat ampas tebu, absorbsi, kuat tekan dan elastisitas. i

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat Tuhan yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya kepada saya, sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang studi struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul : ANALISA KAJIAN TEGANGAN BETON DENGAN CAMPURAN SERAT AMPAS TEBU (BAGGASE) Saya menyadari bahwa dalam penyelesaian 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. Bapak Ir. Syahrizal, MT dan Ibu Rahmi Karolina, ST, MT. selaku dosen pembimbing, yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Ir. Besman Surbakti, MT selaku Kepala Laboratorium Studio Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara ii

4 5. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 6. Teristimewa dihati buat keluarga saya, terutama kepada kedua orang tua saya, Ayahanda Timbul Pardede dan Ibunda Friska Sitorus yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat kepada saya. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan doa yang tiada batas untuk saya. Saudara tercinta adik saya Hillson Pardede yang telah banyak membantu dan mendukung saya selama ini, terima kasih atas doanya. Dan keluarga besar yang selalu memberi semangat kepada saya. 7. Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa, Prima 09, Rahmat 10, Fauzi 10, Reza 09, Hafiz Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada saya. 9. Teman-teman seperjuangan angkatan 2009, Elisa Purba, Yessica Sihotang, Maria Samosir, Sumihar Pasaribu, Grace Sihotang, Mariance Napitupulu, Plani Purba, Grace Simamora, Hasoloan, Yazid, Sahala, Erick, Wahyu, Frengki, Jostar, Abraham, Jimmy, Yoppy, Mario, Suparta, Jonathan, Agriva, Hendriko, dan stambuk 2009 lainnya, abang-abang dan kakak senior, bang Richo Marpaung 08, bang Samuel Pardede 08, bang Alboin Tambun 06, Rikki Malau 06, kak Dina Pangaribuan 06, kak Lastri Pasaribu 06, dan adikadik angkatan 2012, Jerry, Alfon, Eliazer, Toman, BJ, Erick, Andry, Dirga, Albert dan bagi kawan-kawan, abang dan kakak senior serta adik-adik yang belum tersebutkan namanya, saya mohon maaf yang sebesar-besarnya. iii

5 10. Sahabat-sahabat terhebat saya, Kevin Lubis, Ayu Manik, Shella Barus, Sarah Siregar, Shelvy Isty, Maris Hutagaol, Melissa, Friska Siregar, Nova Tobing, Hasda Marbun, Geby Purba, yang memberi semangat dan dukungan kepada saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 11. Seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya tuliskan satu-persatu atas dukungannya yang sangat baik. Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu saya menerima kritik dan saran yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Medan, September 2013 Penulis (Desi Krisna Pardede) iv

6 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR NOTASI... xii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Maksud dan Tujuan Penelitian Pembatasan Penelitian Metodologi Penelitian Manfaat Penelitian... 8 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Umum Sifat-sifat Beton Sifat-sifat Beton Segar (Fresh Concrete) Kemudahan Pengerjaan (Workability) Pemisahan Kerikil (Segregation) Pemisahan Air (Bleeding) Sifat-sifat Beton Keras (Hardened Concrete) Kekuatan Tekan Beton (f c) Modulus Elastisitas Absorbsi Beton Bahan Penyusun Beton Semen Umum Semen Portland v

7 Jenis-jenis Semen Portland Bahan Dasar Semen Portland Reaksi Hidrasi Agregat Jenis-jenis Agregat Jenis-jenis Agregat Berdasarkan Berat Jenis-jenis Agregat Berdasarkan Bentuk Jenis-jenis Agregat Berdasarkan Ukuran Butiran Normal Jenis-jenis Agregat Berdasarkan Tekstur Permukaan Air Serat Perilaku Mekanis Beton Serat Perilaku Regangan-Tegangan Beton Tebu Sejarah Tebu Klasifikasi Tebu Ampas Tebu Struktur Ampas Tebu Karakterisitik Ampas Tebu BAB 3 METODE PENELITIAN Umum Bahan-bahan penyusun beton Semen Portland Agregat Halus Agregat Kasar Air Serat Ampas Tebu Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) Penyediaan Bahan Penyusun Beton Pembuatan Benda Uji vi

8 3.6 Penggunaan Serat Ampas Tebu Pengujian Sampel Absorbsi Beton Kuat Tekan Beton Elastisitas Beton BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Nilai Slump Absorbsi Beton Kuat Tekan Silinder Beton Pola Retak Pada Pegujian Kuat Tekan Pengujian Modulus Elastisitas Beton BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA DAFTAR LAMPIRAN vii

9 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Distribusi Pengujian Benda Uji Silinder Tabel 2.1 Perkiraan Kuat Tekan Beton Pada Berbagai Umur Tabel 2.2 Pengaruh Sifat Agregat Pada Sifat Beton Tabel 2.3 Gradasi Agregat yang disyaratkan Tabel 2.4 Komposisi Tanaman Tebu Tabel 2.5 Struktur Pembentuk Serat Ampas Tebu Tabel 4.1 Nilai Slump Berbagai Jenis Beton Tabel 4.2 Hasil Pengujian Absorbsi Beton Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Dengan Berbagai Variasi Serat Ampas Tebu Tabel 4.4 Nilai Modulus Elastisitas Beton Dengan Berbagai Variasi Serat Ampas Tebu82 Tabel 4.5 Nilai Modulus Elastisita Rata-rata Maksimum Beton Dengan Berbagai Variasi Serat Ampas Tebu viii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Benda Uji Silinder... 7 Gambar 2.1 Unsur-unsur Pembuatan Beton Gambar 2.2 Kerucut Abrams Gambar 2.3 Tipe-tipe Slump Gambar 2.4 Hubungan Antara Faktor Air Semen dengan Kekuatan Beton Selama Masa Perkembangannya Gambar 2.5 Hubungan Antara Kuat Tekan Beton dengan Waktu Gambar 2.6 Perkembangan Kekuatan Tekan Mortar Untuk Berbagai Tipe Portland Semen Gambar 2.7 Pengaruh Jumlah Semen Terhadap Kuat Tekan Beton Pada Faktor Air Semen Yang Sama Gambar 2.8 Pengaruh Jenis Agregat Terhadap Kuat Tekan Beton Gambar 2.9 Reaksi Hidrasi Partikel Semen Gambar 2.10 Klasifikasi Agregat Berdasarkan Sumber Material Gambar 2.11 Serat Kelapa Gambar 2.12 Serat Ampas Tebu Gambar 2.13 Serat Kayu Gambar 2.14 Serat Asbestos Gambar 2.15 Serat Baja Gambar 2.16 Serat Polypropelene Gambar 2.17 Serat Kaca Gambar 2.18 Serat Kevlar Gambar 2.19 Serat Karbon Gambar 2.20 Serat Kawat Gambar 2.21 Pohon Tebu Gambar 2.22 Serat Ampas Tebu dan Material Gambar 2.23 Batang Tebu ix

11 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Gambar 3.2 Serat Ampas Tebu Gambar 3.3 Uji Tekan Beton Gambar 3.4 Elastisitas Test dan Compression Srain Dial Test Gambar 4.1 Grafik Nilai Slump Terhadap Variasi Serat Ampas Tebu Gambar 4.2 Pengujian Nilai Slump Gambar 4.3 Grafik Hubungan Absorbsi Terhadap Variasi Campuran Serat Ampas Tebu Gambar 4.4 Beton Dengan Variasi Serat Ampas Tebu40% Gambar 4.5 Grafik Hubungan Kuat Tekan Silinder Terhadap Persentase Penggunaan Serat Ampas Tebu Gambar 4.6 Pengujian Kuat Tekan Beton Pada Penelitian Gambar 4.7 Pola Retak Cone and Shear Pada Pengujian Kuat Tekan Beton Silinder 82 Gambar 4.8 Pola Retak Yang Mungkin Terjadi Pada Silinder Beton Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Nilai Modulxsus Elastisitas Rata-rata Berbagai Variasi Campuran Beton x

12 DAFTAR RUMUS Rumus 2.1 Kekuatan Tekan Beton Rumus 2.2 Standar Deviasi Rumus 2.3 Modulus Elastisitas Rumus 2.4 Absorbsi Beton Rumus 2.5 Tegangan Beton Rumus 2.6 Regangan Rumus 3.1 Absorbsi Beton Rumus 3.2 Kuat Tekan Beton Rumus 3.3 Elastisitas Beton Rumus 3.4 Perubahan Panjang Sampel Rumus 3.5 Regangan Rumus 3.6 Tegangan xi

13 DAFTAR NOTASI f c : kekuatan tekan (kg/cm 2 ) P A N E ΔL K L σ ε : Beban Tekan sampel (kg) : Luas Permukaan Tekan Sampel (cm²) : jumlah total benda uji hasil pemeriksaan / jumlah data : Modulus Elastisitas (kg/ cm²) : Perubahan Panjang Sampel (cm) : Faktor Pembacaan Dial (mm) : Panjang awal sampel beton (cm) : Tegangan (kg/ cm²) : Regangan xii