UJI KUAT LENTUR DINDING PANEL MENGGUNAKAN TULANGAN ANYAMAN BAMBU DENGAN AGREGAT PECAHAN GENTENG SEBAGAI PENGGANTI KERIKIL (AGREGAT KASAR) Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil diajukan oleh : PARYONO NIM : D 100 070 055 NIRM : 07.6.106.03010.500.55 kepada PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2013
M O T T O Sesungguhnya Allah tidak merobah keadaan sesuatu kaum sehingga mereka merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri (Q.S.Ar-Ra d : 11) Hai orang-orang yang beriman, jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar. (Q.S. Al-Baqarah 133) Apakah orang yang mengetahui bahwa apa yang diturunkan kepadamu dari Tuhanmu itu benar sama dengan orang yang buta? Sesungguhnya hanya orang- (QS. Ar-Ra'du : orang yang berakal sajalah yang dapat mengambil pelajaran. 19) "Barangsiapa yang keluar (bepergian) untuk menuntut ilmu, maka ia termasuk berjuang di jalan Allah, hingga ia kembali". (HR. Tirmidzi juz 4, hal. 137, no. 2785) Bermimpilah tentang apa yang ingin kamu impikan, pergilah ke tempat-tempat kamu ingin pergi, jadilah seperti yang kamu inginkan, karena kamu hanya memiliki satu kehidupan dan satu kesempatan untuk melakukan hal-hal yang ingin kamu lakukan (penulis) "Kerjakanlah Pekerjaan Yang Membawa Berkah Bagimu Dan Orang Yang Kamu Cintai" (penulis)
PERSEMBAHAN Karya ini ku persembahkan untuk : Kedua Orang Tuaku dan Adikku tercinta, terimakasih atas do a dan supportnya. Semoga Allah memberikan balasan yang lebih baik dari apa yang telah engkau berikan kepadaku. Keluarga Adik Winda dan Keluarga Mas Sularso, yang selalu memberikan dorongan baik material maupun spiritual. Ketiga teman seperjuanganku, Barendra Agni AJ, Danang TW dan Zaim Nur F. Serta temen-temenku yang telah banyak membantu dalam penyelesaian laporan TA ini Temen-temen Teknik Sipil Angkatan 2007 yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terimakasih atas semengat dan do anya..
PRAKATA Assalamu alaikum Wr. Wb. Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-nya sehingga penyusunan Tugas Akhir dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program studi S-1 pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1) Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2) Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3) Bapak H. Muhammad Ujianto, S.T., M.T., selaku Pembimbing Utama yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehat. 4) Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T., selaku Pembimbing Pendamping yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehat. 5) Bapak Basuki, S.T., M.T selaku Dosen Penguji, yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan. 6) Bapak Ir. Sugiyatno, selaku Pembimbing Akademik yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan. 7) Bapak Ir. H. A. Karim Fatchan MT, selaku dosen PKJ mata kuliah Tugas Akhir 8) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
9) Ayahanda dan Ibunda serta keluarga adik Winda tercinta yang selalu memberikan dorongan baik material maupun spiritual. Terima kasih atas do a dan kasih sayang yang telah diberikan selama ini, semoga Allah SWT membalas kebaikan kalian dan selalu menjaga dalam setiap langkah dan desah nafas. 10) Ketiga teman seperjuanganku, Barendra, Danang dan Zaim serta temanteman yang telah banyak turut membantu terselesainya Tugas Akhir ini. 11) Kelurga besar Wisma Griya Nada, Mr. Jack, Mr. Ompong, Joko, Mada, Pak Guru Benet, terimaksih atas bantuannya selama ini. 12) Dan rekan-rekan Teknik Sipil Angkatan 2007 yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih atas dukungannya. 13) Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Penyusun menyadari bahwa penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amiin. Wassalamu alaikum Wr. Wb. Surakarta, Maret 2013 Penyusun
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii HALAMAN MOTTO... iii HALAMAN PERSEMBAHAN... iv PRAKATA... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiv DAFTAR NOTASI... xvi ABSTRAKSI... xviii BAB I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitian... 3 D. Manfaat Penelitian... 3 E. Batasan Masalah... 4 F. Keaslian Penelitian... 5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 6 A. Pengertian Dinding Panel... 6 B. Bambu... 6 C. Bentuk Bambu... 8 D. Sifat Mekanika Bambu... 12 E. Sifat Fisika Bambu... 13 F. Beton Ringan... 15 G. Sifat-sifat Beton... 15 1. Kelebihan beton... 16
2. Kekurangan beton... 17 H. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton... 17 1. Jenis semen dan jumlah semen... 18 2. Faktor air semen... 19 3. Sifat agregat... 20 4. Umur... 21 5. Perawatan... 22 BAB III. LANDASAN TEORI... 23 A. Umum... 23 B. Bahan Penyusun Dinding Panel... 23 1. Semen... 24 2. Agregat... 26 2a). Persyaratan agregat halus... 27 2b). Persyaratan agregat kasar... 28 3. Air... 29 4. Pecahan genteng... 29 5. Tulangan anyaman bambu... 30 C. Perencanaan Campuran Dinding Panel... 31 D. Kuat Tarik Bambu... 31 E. Berat Jenis Dinding Panel... 32 F. Pengujian Kuat Tekan Beton... 32 G. M.O.R (Modulus Of Rupture) Beton... 33 H. Momen Retak Dinding Panel... 33 1. Momen retak teoritis... 34 2. Momen retak eksperimen... 34 I. Desain Benda Uji... 34 BAB IV. METODE PENELITIAN... 37 A. Uraian Umum... 37 B. Bahan Penelitian... 37
C. Peralatan Penelitian... 40 D. Tahapan Pelaksanaan Penelitian... 50 E. Pelaksanaan Penelitian... 54 BAB V. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 67 A. Pemeriksaan Bahan Penyusun Dinding Panel... 67 1. Pemeriksaan semen... 67 2. Pengujian kuat tarik bambu... 67 3. Pengujian kualitas agregat halus... 68 3a). Kandungan bahan organik... 68 3b). Saturated Surface Dry... 69 3c). Specific gravity dan absorbsi pasir... 69 3d). Kadar lumpur pada pasir... 69 3e). Modulus halus butir pasir... 69 3f). Gradasi pasir... 70 3g). Kadar air pasir... 71 4. Pengujian kualitas agregat pecahan genteng... 71 4a). Specific gravity dan absorbsi pecahan genteng... 71 4b). Kadar lumpur pada pecahan genteng... 72 4c). Modulus halus butir pecahan genteng... 72 4d). Kadar air pecahan genteng... 73 5. Perhitungan proporsi gradasi gabungan... 73 B. Pengujian Pendukung... 74 1. Workability adukan beton... 74 2. Pengujian berat jenis beton... 76 3. Kuat tekan beton... 76 C. Hasil Pengujian Kuat Lentur... 77 1. Analisis Keruntuhan... 77 2. Analisis kekakuan eksperimen... 78 3. Analisis teoritis... 79 4. Analisis eksperimen... 80
D. Perbandingan Berat Jenis... 81 E. Perbandingan Biaya... 82 BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN... 86 A. Kesimpulan... 86 B. Saran... 87 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Halaman Tabel II.1. Jenis Bambu di Indonesia (Munandar, 1987)... 10 Tabel II.2. Kuat tarik bambu tanpa buku kering oven (Morisco, 1999)... 13 Tabel II.3. Kuat tarik bambu kering oven (Morisco, 1999)... 13 Tabel III.1. Batas gradasi agregat halus B.S... 28 Tabel III.2. Syarat gradasi agregat kasar B.S... 29 Tabel III.3. Hasil pengujian M retak dinding batu bata... 35 Tabel III.4. Macam dan variasi benda uji... 36 Tabel IV.1. Macam dan variasi benda uji... 51 Tabel IV.2. Komposisi campuran beton dan jumlah sampel benda uji... 61 Tabel V.1. Hasil pengujian kuat tarik bambu ori (dengan buku)... 67 Tabel V.2. Hasil pemeriksaan agregat halus (pasir)... 68 Tabel V.3. Hasil pemeriksaan ukuran butiran agregat halus (pasir)... 70 Tabel V.4. Hasil pemeriksaan agregat kasar pecahan genteng... 71 Tabel V.5. Hasil pemeriksaan ukuran butiran agregat pecahan genteng... 72 Tabel V.6. Perhitungan proporsi agregat gabungan... 73 Tabel V.7. Nilai Slump untuk berbagai pekerjaan beton. (PBI 1971)... 75 Tabel V.8. Hasil pengujian nilai slump pada penelitian... 75 Tabel V.9. Berat jenis silinder beton fas 0,4 (umur 44 hari)... 76 Tabel V.10. Kuat tekan silinder beton dengan fas 0,4 (umur 44 hari)... 76 Tabel V.11. Hasil perhitungan analisis kekakuan secara eksperimen... 78 Tabel V.12. Lanjutan Tabel V.11... 79 Tabel V.13. Perhitungan momen lentur pada kondisi M retak teoritis... 79 Tabel V.14. Lanjutan Tabel V.13... 80 Tabel V.15. Perhitungan momen pada kondisi M retak secara eksperimen... 81 Tabel V.16. Berat jenis dinding panel dan dinding batu bata... 82 Tabel V.17. Perhitungan anggaran biaya penelitian per benda uji... 83 Tabel V.18. Lanjutan Tabel V.13... 83 Tabel V.17. Perhitungan anggaran biaya pada volume 1 m 3... 84
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar II.1. Kelompok bambu (Dransfield & Widjaja, dalam Teguh, 2012).... 7 Gambar II.2. Potongan bambu (Morisco, 1999)... 9 Gambar II.3. (a) Kuat tekan beton untuk berbagai jenis semen, (b). Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton pada faktor air semen sama (Tjokrodimuljo, 1995... 19 Gambar II.4. Hubungan kuat tekan beton dengan fas (Tjokrodimuljo, 1995)... 20 Gambar II.5. Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan pada berbagai Gambar II.6. umur beton (Tjokrodimuljo,1995)... 21 Pengaruh air semen terhadap laju kenaikan kuat tekan beton (Tjokrodimuljo, 1995)... 21 Gambar III.1. Skema pengujian tarik bambu... 32 Gambar III.2. Pengujian kuat tekan beton... 33 Gambar III.3. Skema pengujian kuat lentur... 33 Gambar IV.1. Pasir... 37 Gambar IV.2. Agregat kasar (pecahan genteng)... 38 Gambar IV.3. Semen Portland Merk Holcim... 38 Gambar IV.4. Batu bata... 39 Gambar IV.5. Air... 39 Gambar IV.6. Tulangan anyaman bambu... 40 Gambar IV.7. Triplek... 40 Gambar IV.8. Timbangan... 41 Gambar IV.9. Ayakan... 42 Gambar IV.10. Cawan... 42 Gambar IV.11. Penggetar ayakan (sieever)... 42 Gambar IV.12. Oven... 43
Gambar IV.13. NaOH 3%... 43 Gambar IV.14. Picnometer... 44 Gambar IV.15. Gelas Ukur... 44 Gambar IV.16. Kerucut conus... 45 Gambar IV.17. Hellige Tester... 45 Gambar IV.18. Kerucut Abrams... 46 Gambar IV.19. Tongkat baja... 46 Gambar IV.20. Alat pengukur (meteran)... 47 Gambar IV.21. Concrete mixer (molen)... 47 Gambar IV.22. Cetakan Silinder... 48 Gambar IV.23. Alat uji kuat tekan... 48 Gambar IV.24. Alat uji kuat tarik (Universal Testing Machine)... 49 Gambar IV.25. Alat uji kuat lentur (Bending Test Machine)... 49 Gambar IV.26. Bekisting... 50 Gambar IV.27. Peralatan penunjang lain... 50 Gambar IV.28. Bagan Alir Penelitian... 53 Gambar IV.29. Penyusunan tulangan bamboo... 62 Gambar IV.30. Pengadukan beton dengan concrete mixer... 63 Gambar IV.31. Pengujian slump... 63 Gambar IV.32. Pembuatan benda uji... 64 Gambar IV.33. Perawatan (curing)... 64 Gambar IV.34. Pengujian kuat tekan silinder beton... 65 Gambar IV.35. Pengujian kuat lentur dinding panel... 66 Gambar V.1. Grafik kuat tarik bambu ori... 69 Gambar V.2. Grafik hubungan antara berat butiran lolos saringan dengan ukuran ayakan pada pasir... 71 Gambar V.3. Grafik hubungan antara berat butiran lolos saringan dengan ukuran ayakan agregat gabungan... 74 Gambar V.4. Hasil test slump... 75 Gambar V.5. Grafik kuat tekan silinder beton... 77 Gambar V.6. Benda uji silinder beton sesudah di uji kuat tekan... 77
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I.1. Lembar Konsultasi Tugas Akhir... Lampiran A.1. Pemeriksaan kandungan zat organik pada pasir... L-1 Lampiran A.2. Pemeriksaan Saturated Surface Dry (SSD) pasir... L-2 Lampiran A.3. Pengujian kandungan lumpur pada pasir... L-3 Lampiran A.4. Pengujian Spesific Gravity dan Absorption pasir... L-4 Lampiran A.5. Pengujian Spesific Gravity dan Absorption Pec. Genteng L-5 Lampiran A.6. Pemeriksaann gradasi pasir... L-6 Lampiran A.7. Pemeriksaann gradasi pasir (lanjutan)... L-7 Lampiran A.8. Pemeriksaann gradasi pec, genteng... L-8 Lampiran A.9. Perhitungan proporsi agregat gabungan... L-9 Lampiran A.10. Perhitungan proporsi agregat gabungan (lanjutan)... L-10 Lampiran A.11. Perancangan campuran adukan beton... L-11 Lampiran A.12. Perancangan campuran adukan beton (lanjutan)... L-12 Lampiran A.13. Perancangan campuran adukan beton (lanjutan)... L-13 Lampiran A.14. Perancangan campuran adukan beton (lanjutan)... L-14 Lampiran A.15. Pengujian kuat tarik bambu ori... L-15 Lampiran A.16. Pemeriksaan nilai slump... L-16 Lampiran A.17. Pemeriksaan berat jenis silinder beton... L-17 Lampiran A.18. Pengujian kuat tekan silinder beton... L-18 Lampiran A.19. Pengujian kuat lentur dinding panel... L-19 Lampiran A.20. Pengujian kuat lentur dinding batu bata... L-20 Lampiran A.21. Pengujian kuat lentur secara eksperimen... L-21 Lampiran A.22. Hasil perhitungan berat jenis dinding panel dan dinding batu bata... L-22 Lampiran A.23. Perhitungan M retak teoritis... L-23 Lampiran A.24. Perhitungan M retak teoritis (lanjutan)... L-24 Lampiran A.25. Perhitungan M retak teoritis (lanjutan)... L-25 Lampiran A.26. Perhitungan M retak eksperimen... L-26 Lampiran A.27. Perhitungan M retak eksperimen (lanjutan)... L-27
Lampiran B.1. Perancangan Campuran Beton Dengan Metode Standar Nasional Indonesia (SNI-15-1990-03)... L-1
DAFTAR NOTASI A = luas penampang benda uji, mm 2 A bambu = luas penampang bambu, mm 2 B = berat picnometer + air, gram BA = berat benda uji dalam air, gram BJ = berat benda uji dalam keadaan jenuh, gram b = lebar benda uji, mm bs = berat jenis, ton/m 3 BK = berat benda uji kering, gram BT = berat picnometer + air + benda uji, gram C = berat pasir setelah dicuci, gram D = berat pasir mula-mula sebelum dioven, gram d = jarak antara tepi serat beton tarik dan pusat berat tulangan tekan, mm d s E E b E c f c h I = jarak antara tepi serat beton tarik dan pusat berat tulangan tarik, mm = modulus elastisitas, MPa = modulus elastisitas bambu, MPa = modulus elastisitas beton, MPa = kuat tekan beton, MPa = ukuran tinggi penampang, mm = momen inersia K = kandungan lumpur, % K a = kadar air, % L = panjang bentang, mm M maks MOR M retak n P P maks P retak awal = momen maksimal, N.mm = Modulus Of Rupture, MPa = momen retak, N.mm = jumlah tulangan, batang = beban maksimum, N = pembebanan maksimal, N = beban maksimum retak pertama, N
q = berat sendiri benda uji, N/mm V = volume, mm 3 W = berat benda uji, N W a W b = berat kering oven, gram = berat kering udara, gram γ = berat jenis, N/mm 3 γ c = berat jenis beton, N/mm 3 σ maks = tegangan maksimal bambu, MPa
UJI KUAT LENTUR DINDING PANEL MENGGUNAKAN TULANGAN ANYAMAN BAMBU DENGAN AGREGAT PECAHAN GENTENG SEBAGAI PENGGANTI KERIKIL (AGREGAT KASAR) ABSTRAKSI Pada umumnya tembok atau dinding dibuat dari pasangan bata merah yang dilapisi dengan mortar, pada volume besar dan letak bangunan di daerah yang memerlukan perlakuan khusus, seperti didaerah gempa dan bangunan gedung bertingkat. Pembuatan dinding dengan bata merah yang dikerjakan di lapangan menimbulkan dampak yang tidak baik, seperti pekerjaan lama, boros tenaga kerja, memiliki berat jenis tinggi dan berbahaya ketika terjadi gempa. Untuk itu dibuatlah alternatif pengganti dinding pasangan batu bata dengan menggunakan dinding panel tulangan anyaman bambu dengan agregat pecahan genteng yang lebih tipis, ringan dan memiliki kekuatan yang tidak kalah dari dinding pasangan batu bata, bahkan kekuatan dari dinding panel ini bisa melebihi dari dinding batu bata. Dalam penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan kuat lentur dinding panel dan dinding batu bata, mengetahui perbadingan berat jenis, mengetahui tebal optimum dinding panel yang sesuai dengan dinding batu bata ukuran 14 cm x 50 cm x 120 cm, serta mengetahui perbandingan kekakuan. Dinding panel tulangan anyaman bambu dibuat dengan 3 variasi, yaitu ukuran 9x50x120 cm sebanyak 3 benda uji, ukuran 10x50x120 cm sebanyak 3 benda uji dan ukuran 11x50x120 cm sebanyak 3 benda uji, sedangkan dinding pasangan batu bata ukuran 14x50x120 cm sebanyak 3 benda uji. Perencanaan campuran adukan beton dengan metode SNI-15-1990-03, dengan faktor air semen 0,40. Pengujian dilakukan ketika benda uji berumur 44 hari. Hasil pengujian kuat tekan silinder beton didapat nilai rata-rata sebesar 18,440 MPa. Hasil pengujian kuat lentur dinding panel tebal 10 cm kondisi M retak teoritis rata-rata sebesar 3,101 knm dan hasil pengujian kuat lentur dinding panel tebal 10 cm kondisi M retak eksperimen rata-rata sebesar 3,330 knm, sedangkan hasil pengujian kuat lentur dinding pasangan batu bata tebal 14 cm kondisi M retak teoritis rata-rata sebesar 2,700 knm dan hasil pengujian kuat lentur dinding pasangan batu bata tebal 14 cm kondisi M retak eksperimen rata-rata sebesar 3,305 knm. Hasil pengujian berat jenis dinding panel tebal 10 cm rata-rata sebesar 1,598 ton/m 3, sedangkan dinding pasangan batu bata tebal 14 cm rata-rata sebesar 2,192 ton/m 3. Dari hasil pengujian diatas menunjukkan bahwa dinding panel secara teoritis memiliki kuat lentur lebih tinggi, yaitu sebesar 12,93 % dan secara eksperimen kuat lenturnya hampir sama, hanya selisih 0,75 %, sedangkan dari hasil berat jenis menunjukkan dinding panel relatif lebih ringan, yaitu sebesar 27,1 % lebih ringan dibandingkan dinding pasangan batu bata, sehingga cocok untuk dinding pada gedung tahan gempa. Kata kunci : agregat pecahan genteng, dinding panel, kuat lentur, tulangan anyaman bambu.