KAJIAN PENGGUNAAN SERAT PLASTIK TERHADAP KUAT TARIK BELAH DAN KUAT TEKAN PADA CAMPURAN BETON TANPA AGREGAT KASAR Agustiar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Aceh Email : ampenan70@gmail.com Abstrak Beton merupakan elemen struktur yang mempunyai sifat lebih kuat menerima gaya tekan dari pada tarik. Permasalahan yang sering timbul pada saat pembuatan beton adalah munculnya gejala retak. Akibat retak yang timbul selama pengerasan beton menyebabkan kekuatan beton akan berkurang. Pada penelitian ini mencoba menggunakan serat plastik (polypropylene) buatan dari sampah plastik untuk memperbaiki retakan pada beton. Tinjauan pada penelitian ini adalah kuat tekan dan tarik belah beton dengan mencari persentase campuran serat plastik yang optimal, dengan variasi penambahan serat plastik 1 %, 2 %, 3 % dan 4 % dari volume agregat halus. Hasil penelitian menunjukkan serat plastik pada campuran beton berpengaruh terhadap kuat tarik belah beton dan kuat tekan beton. Kuat tarik belah pada persentase serat plastik 3%, naik sebesar 22,893% (28,875 kg/cm 2 ) jika dibandingkan dengan kuat tarik beton normal sebesar 23,496 kg/cm 2. Sedangkan untuk pengujian kuat tekan, persentase serat plastik 1%, naik sebesar 23,255% (240,057 kg/cm 2 ) jika dibandingkan dengan kuat tekan beton normal sebesar 194,763 kg/cm 2. Penambahan serat plastik pada persentase 3% dan 1% memberikan kuat tarik belah dan kuat tekan yang meningkat jika dibandingkan dengan beton normal tanpa serat. Kata Kunci : Serat plastik, beton normal, kuat tekan beton, kuat tarik belah beton. 1. Pendahuluan Secara umum bahan pembentuk beton terdiri dari campuran agregat kasar dan halus (alam atau buatan), semen, air dan kadangkala diberikan bahan tambahan untuk meningkatkan kapasitas atau durabilitas beton. Salah satu bahan tambahan adalah serat. Tujuan penambahan serat dalam beton adalah untuk meningkatkan kekuatan tarik beton, sehingga beton tahan terhadap gaya tarik akibat, cuaca, iklim dan temperatur yang biasanya terjadi pada beton dengan permukaannya yang luas. Teknologi pemanfaatan serat dalam beton untuk menambah kinerja beton sudah banyak digunakan dibeberapa negara dan terbukti sangat efektif. Penggunaan bahan tambah pada campuran beton dimaksudkan untuk meningkatkan kinerja beton diantaranya untuk meningkatkan nilai kuat tekan, kuat lentur, keawetan, daktilitas, maupun ketahanan terhadap pengaruh lingkungan. Ada beberapa jenis bahan tambah yang dapat digunakan untuk campuran beton guna meningkatkan kinerja dari pada beton, salah satu diantaranya adalah serat plastik. Material Bahan Bangunan dan Konstruksi F - 7
Sampah plastik merupakan masalah bagi banyak negara di dunia ini, salah satunya adalah Indonesia sebagai negara berkembang mempunyai permasalahan yang kompleks dalam hal sampah, baik dari segi kesehatan, keindahan, dan kesejahteraan. Sampah plastik diperkirakan membutuhkan waktu 100 hingga 500 tahun hingga dapat terurai dengan sempurna. Sampah kantong plastik dapat mencemari tanah, air, laut, bahkan udara. Apabila dibakar asap dari sampah plastik merupakan racun yang dapat meyebabkan dadak menjadi sesak. Salah satu hal yang dapat dilihat langsung dari limbah plastik ini adalah mempuyai berat berat yang ringan, awet dan tidak mudah berubah bentuk. Penelitian ini dilakukan pada beton ringan tanpa angregat kasar dengan penggunaan serat plastik yang ditinjau terhadap kuat tarik belah dan kuat tekan. Pembuatan beton ringan dilakukan dengan campuran beton tanpa agregat kasar. Tujuan penelitian ini secara umum adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh penggunaan serat plastis sebagai bahan tambah sebagai serat serat beton ditinjau terhadap kapasitas kuat tekan dan kuat geser belah pada beton ringan. 2. Studi Pustaka Beton merupakan campuran antara semen, agregat kasar, agregat halus dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan membentuk massa padat. Beton umum digunakan pada konstruksi karena mempunyai banyak keuntungan antara lain bahan baku yang mudah didapat, mudah dibentuk sesuai kebutuhan, mampu memikul beban yang berat, biaya pemeliharaan yang kecil, mempunyai kuat desak yang besar. Namun demikian beton juga mempunyai kekurangan antara lain, mempunyai kekuatan tarik lemah atau rendah yang menyebabkan beton akan menjadi retak retak. Kuat tarik beton normal pada umumnya antara 9% - 15% dari kuat tekannya. Nilai pendekatan yang diperoleh dari hasil pengujian mencapai kekuatan 0.5 0.6 fc, sehingga digunakan nilai 0.57 fc, pengujian tersebut menggnakan benda uji silinder beton berdiameter 150 mm dengan panjang 300 mm. (Dipohusodo,I., 1999). Berdasarkan berat jenis beton, Adiyono (2007) menbagi beton atas tiga katagori, yaitu beton berat, beton biasa dan beton ringan. Berat jenis beton berat lebih dari 2,8 t/m 3, beton biasa sekitar 1,8-2,8 t/m 3 dan beton ringan 0,6-1,8 t/m 3. Agustiar (2006), kekuatan beton ringan dipengaruhi diameter agregat kasar yang digunakan, dimana pada penelitian ini menggunakan batu apung sebagai agregat kasar. Kuat tekan tertinggi terjadi pada agregat kasar 10 mm sebesar 7,94 MPa dan kuat tarik belah terbesar terjadi pada agregat kasar diameter 20 mm sebesar 0,874 MPa. Untuk meningkatkan kinerja beton diantaranya kuat tekan, kuat tarik, kuat lentur, keawetan, daktilitas, maupun ketahanan terhadap pengaruh lingkungan digunakanlah bahan tambah salah satunya serat, diantaranya serat plastik. Sina dkk (2012), menyatakan adanya peningkatan nilai kuat lentur beton akibat penambahan penambahan cacahan plastik HDPE (High Density Polyethylene). Peningkatan tertinggi terjadi pada penambahan cacahan plastik 0,5% sebesar 4,30 MPa sebesar 4,37%, sedangkan pada penambahan cacahan plastik 0,90% terjadi penurunan sebesar 3,94 MPa atau 3,64% dari kuat lentur beton normal. Ridwan, F,F., dkk (2014), melakukan penelitian Mutu beton K-225 dengan persentase penambahan cacahan gelas plastik bekas/polypropylene F - 8 Material Bahan Bangunan dan Konstruksi
sebesar 0,00%, 0,50%, 0,75%, 1,00%, dan 1,25% dari berat Semen. Dari hasil pengujian didapat kuat tekan beton pada umur 28 hari terjadi penurunan kuat tekan sebesar 4,982% pada persentase campuran polypropylene 0,50%, 14,765% pada persentase campuran polypropolyne 0,75%, 16,214% pada persentase campuran polypropylene 1,00%, dan 22,826% pada persentase campuran polypropylene 1,25% terhadap beton normal.artinya, pada penambahan persentase cacahan gelas plastik polypropylene terhadap campuran beton normal tidak mengalami penambahan kuat tekan beton. Sedangkan hasil pengujian kuat tarik umur 28 hari terjadi peningkatan optimum sebesar 21,789% pada persentase campuran polypropylene 0,50% terhadap mutu beton yang dicapai. Mujiarto, I., (2005), Polypropylene merupakan polimer kristalin yang dihasilkan dari proses polimerisasi gas propilena. Propilena mempunyai specific gravity rendah dibandingkan dengan jenis plastik lain. Sebagai perbandingan ditunjukkan pada Tabel 1. Tabel 1. Perbandingan specific gravity dari berbagai material plastik. Resin Specific gravity PP 0,85-0,90 LDPE 0,91-0,93 Polistirena 1,05-1,08 ABS 0,99-1,10 PVC 1,15-1,65 Asetil Selulosa 1,23-1,34 Nylon 1,09-1,14 Poli Karbonat 1,20 Poli Asetat 1,38 Kuat tekan beton dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 1. ff cc = P (1) A Di mana : f c = kuat tekan silinder beton (kg/cm²); P = beban tekan maksimum (kg); dan A = luas penampang benda uji (cm²). Tegangan tarik yang timbul sesaat benda uji terbelah disebut Split Cylinder Strength, dihitung dengan rumus persamaan 2. 2. PP ff tt = (2) ππ. LL. DD Dimana : Ft = Kuat tarik silinder (kg/cm²); P = Beban pada waktu belah (kg); = 3.14 L = Panjang silinder beton D = Diameter silinder beton 3. Metodologi Pekerjaan persiapan meliputi penyediaan bahan seperti semen, agregat halus dan serat plastik. Semen yang digunakan diletakkan pada ruang tertutup dan diberi alas dibawahnya. Serat plastik dipotong potong dengan panjang ±20-30 mm dan lebar ±10-20 mm, dimasukkan ke dalam container/wadah dan disimpan ditempat tertutup. Cetakan benda digunakan uji silinder berukuran Ø15 cm dan tinggi 30 cm Campuran beton dibuat dengan 5 macam variasi serat, yaitu : beton normal 0% (tanpa serat), 1%, 2%, 3%, dan 4% dari volume benda uji dengan faktor air semen (0,5), untuk memperoleh perbandingan kekuatan beton kelima macam variasi benda uji ditunjukkan pada Tabel 1. Tabel 1. Perencanaan benda uji No Pengujian Kuat Tekan Kode Sampel Jumlah Sampel Pengujian Kuat Tekan 1 BN 5 2 TK 1% 5 3 TK 2% 5 4 TK 3% 5 5 TK 4% 5 Pengujian Kuat Tarik Belah 1 BN 5 2 TR 1% 5 3 TR 2% 5 4 TR 3% 5 Material Bahan Bangunan dan Konstruksi F - 9
5 TR 4% 5 Total 50 Ket : BN = Benda uji normal TK = Uji Tekan TR = Uji Tarik 1% dst = Persentase cacahan plastik Perencanaan campuran beton (concrete mix design) direncanakan berdasarkan metode coba-coba (trial). Perencanaan ini didasarkan atas perbandingan volume sehingga untuk mendapatkan berat material yang digunakan diperoleh dengan cara membandingkan berat material untuk 1 volume benda uji trial dengan berat volume benda uji untuk penelitian. Komposisi semen : agregat 1 : 2. Komposisi campuran tersebut dapat dilihat pada Gambar1. 1 4 Gambar 1. Komposisi campuran beton 4. Hasil Dan Pembahasan a. Pengujian material Pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat ini dilakukan terhadap agregat halus (pasir). Adapun pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat meliputi berat jenis (specific gravity) dan penyerapan absorption) agregat, analisa saringan (sieve analysis) agregat. Tabel 2. Sifat-sifat fisis agregat Pemeriksaan Material Hasil Berat jenis kering oven 2,538 Berat jenis kering 2,579 2 5 Semen Pasir 3 Serat plastik permukaan Absorbsi 1,65 Berat Volume 1,089 Fineness Modulus 3,104 b. Perencanaan campuran benda uji Perencanaan campuran benda uji berdasarkan sistim coba-coba dengan komposisi campuran dasar semen : agregat = 1 : 2, dengan variasi persentase serat plastik 1%; 2%; 3%; dan 4% dari volume silinder benda uji. Pada penelitian ini berat beton direncanakan sebesar 1880 kg/m 3, untuk perhitungan kebutuhan pasir dipakai sistem cobacoba (trial) kemudian dibagi dengan berat jenis (Bj) pasir. Tabel 3. Hasil komposisi campuran beton serat per- m 3 Material No Serat Plastik Semen Pasir Air (kg) (kg) (liter) (kg) 1 537 1075 269-2 537 1055 269 19 3 537 1037 269 38 4 537 1018 269 56 5 537 999 269 75 c. Hasil Pengujian Benda Uji Pengujian dibagi dalam dua kategori, yaitu kuat tekan dan kuat tarik belah. 1. Kuat Tekan Data hasil kuat tekan rata-rata dengan penambahan serat plastik yang dibandingkan dengan beton normal tanpa serat diperlihatkan pada tabel 4.8. Tabel 4. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Serat Terhadap Beton Normal Kode Kuat Tekan Rata-rata (kg/cm²) % Kuat tekan Beton Selisih BN 194,763 100 - TK 1% 240,057 123,255 23,255 TK 2% 186,837 95,931-4,069 TK 3% 182,307 93,605-6,395 F - 10 Material Bahan Bangunan dan Konstruksi
TK 4% 169,851 87,21-12,790 Berdasarkan Tabel 4. diketahui bahwa kuat tekan maksimum dengan penambahan serat plastik terjadi pada persentase serat 1%. Sedangkan pada 2%, 3% dan 4% terjadi penurunan yang begitu signifikan jika dibandingkan dengan beton tanpa campuran serat plastik. 2. Kuat Tarik Belah Dari Tabel 5. diketahui bahwa kuat tarik belah dengan penambahan serat plastik terjadi kenaikan dibandingkan beton normal dimulai dari 1 s/d 3% serat. Kenaikan kuat tarik belah yang tertinggi terjadi pada serat plastik 3% dengan (ft) rata-rata 28,875 kg/cm 2. Pemakaian serat plastik 4% menunjukkan penurunan kuat tarik belah di bawah serat 3%, tetapi kuat tarik belah masih di atas beton normal. Tabel 4.7. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Serat Terhadap Beton Normal Kode Kuat Tarik Belah (ft) Rata-rata (kg/cm²) % Kuat Tarik Beton Selisih BN 23.496 100 - TR 1% 23,779 101,204 1,204 TR 2% 26,044 110,844 10,844 TR 3% 28,875 122,893 22,893 TR 4% 23.496 100 0 Grafik kuat tekan dan kuat tarik belah beton ditunjukkan pada Gambar 2. Gambar 2. Grafik Kuat Tarik Belah dan Kuat Tekan Beton 3. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Hasil penelitian menunjukkan penggunaan serat plastik pada campuran beton berpengaruh terhadap kuat tarik belah dan kuat tekan; 2. Peningkatan kuat tarik belah beton serat maksimum terjadi pada cacahan plastik 3% yaitu sebesar 28,875 kg/cm 2. Terjadi peningkatan persentase sebesar 22,893 % dari kuat tarik belah beton normal yaitu 23,496 kg/cm 2 ; 3. Peningkatan kuat tekan beton serat maksimum terjadi pada persentase serat 1% yaitu sebesar 240,057 kg/cm 2. Terjadi peningkatan persentase sebesar 23,255% dari kuat tekan beton normal yaitu 194,763 kg/cm 2 ; DAFTAR PUSTAKA Adiyono, 2007, Menghitung Konstruksi Beton Untuk Pengembangan Rumah Bertingkat Dan Tidak bertingkat, Penebar Swadaya, Jakarta. Agustiar,2006, Pengaruh Dimensi Maksimum Agregat Kasar Batu Apung pada Beton Ringan, Spektrum, vol. 2 nomor 1. Mujiarto, I., 2005, Sifat Dan Karakteristik Material Plastik Dan Bahan Aditif, Traksi, Vol. 3. No. 2, Desember. Ridwan, F,F., Subari dan Yulius, E., 2014, Pengaruh Penggunaan Cacahan Gelas Plastik Polypropylene (Pp) Terhadap Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Beton, Jurnal Bentang, Vol. 2 No. 1 Januari. Sina, D, A, T., Udiana, I,M., dan Da Costa, B,D., 2012, Pengaruh Penambahan Cacahan Limbah Plastik Jenis High Density Polyethylene (Hdpe) Pada Kuat Material Bahan Bangunan dan Konstruksi F - 11
Lentur Beton, Jurnal Teknik Sipil Vol. 1 No. 4. F - 12 Material Bahan Bangunan dan Konstruksi