STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH PENAMBAHAN SERAT SABUT KELAPA TERHADAP KUAT TARIK BETON NORMAL Fc 18 MPa Oleh: Arman A. Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Padang Abstrak Penggunaan bahan serat dalam teknologi beton telah lama dikembangkan, yang diharapkan dapat meningkatkan kekuatan beton. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan pengujian di laboratorium, yaitu menambahkan konsentrasi serat ke dalam adukan beton dengan perbandingan 0,1% dan 0,2% terhadap berat beton normal. Panjang serat sabut kelapa yang digunakan 5cm-25cm telah dipisahkan dari gabusnya. Berdasarkan nilai pengujian kuat tarik belah beton pada umur 7 hari dengan campuran serat sabut kelapa 0,1% dan 0,2% didapat persentase 18,353% dan 14,847% dibawah beton normal. Pada umur 14 hari terjadi peningkatan kuat tarik belah beton dengan campuran serat sabut kelapa walaupun masih belum melebihi kuat tarik belah beton normal, didapat nilai kuat tarik belah beton campuran serat sabut kelapa 0,1% dan 0,2% dengan persentase 14,667% dan 3,265% dibawah beton normal. Dan pada umur rencana 28 hari beton dengan campuran serat sabut kelapa mampu melebihi nilai kuat tarik belah beton normal. Pada beton campuran 0,1% dan 0,2% didapat persentase 2,067% dan 7,506% berada di atas beton normal. Kata kunci : Beton, Serat sabut kelapa, Kuat tarik belah beton 1. Pendahuluan Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang telah umum digunakan untuk bangunan gedung, jembatan, jalan, dan lain lain. Beton merupakan satu kesatuan yang homogen. Beton ini didapatkan dengan cara mencampur agregat halus (pasir), agregat kasar (split), atau jenis agregat lain dan air, dengan semen portland atau semen hidrolik yang lain, kadang kadang dengan bahan tambahan (additif) yang bersifat kimiawi ataupun fisikal pada perbandingan tertentu, sampai menjadi satu kesatuan yang homogen. tersebut akan mengeras seperti batuan. Pengerasan terjadi karena peristiwa reaksi kimia antara semen dengan air. Para peneliti dari negara-negara maju seperti Amerika Serikat dan Inggris telah berusaha memperbaiki sifat-sifat kurang baik pada beton, yaitu beton mempunyai kuat desak yang tinggi, tetapi kuat tarik yang rendah, maka dipasang sejumlah tulangan menerus pada bagian beton yang mengalami gaya tarik dan di harapkan dapat bekerja monolit dengan beton, dan juga dengan cara menambah fiber pada adukan beton yang pada akhirnya sering disebut dengan beton serat. Pemikiran dasarnya adalah mencampur beton dengan fiber yang disebarkan secara merata kedalam adukan beton dengan orientasi yang random, sehingga dapat mencegah terjadinya retakan-retakan beton terlalu dini, baik akibat hidrasi maupun akibat pembebanan (Ir.Tri Mulyono, MT : Teknologi Beton). Dengan adanya sifat lemah/kecil terhadap kekuatan tarik ini, penulis mencoba melakukan sebuah penelitian di laboratorium untuk membahas pengaruh kekuatan tarik beton tersebut dengan cara penambahan serat sabut kelapa. Sabut kelapa merupakan bagian terluar buah kelapa yang membungkus tempurung kelapa. Ketebalan sabut kelapa berkisar 5-6 cm yang terdiri atas lapisan terluar (exocarpium) dan lapisan dalam (endocarpium). Endocarpium mengandung serat-serat halus yang dapat digunakan sebagai bahan pembuat tali, karung, karpet, sikat, bahan pengisi jok kursi/mobil dan papan hardboard. Satu butir buah kelapa DOI 10.21063/JM.2016.V18.2.6-10 2016 ITP Press. All right reserved. 6
umumnya menghasilkan 0,4 kg sabut yang mengandung 30% serat. Komposisi kimia sabut kelapa terdiri atas selulosa, lignin, pyroligneous acid, gas, arang, ter, tannin, dan potasium (Rindengan et al., 1995) Sifat lain dari serat sabut kelapa diantaranya tahan terhadap serangan mikroorganisme, pelapukan dan pekerjaan mekanis (gosokan dan pukulan) da n lebih ringan dari serat lain. Serat sabut kelapa adalah serat alami yang sulit busuk karena tidak ada decomposer yang dapat menguraikan sabut tersebut. 2. Metodologi Penelitian 2.1 Bahan Penelitian Bahan yang akan dipakai dalam pengadukan beton adalah sebagai berikut: 1. Semen Portland, menggunakan jenis semen Portland Composite Cement (PCC) produksi PT. Semen Padang. 2. Aggregat kasar, menggunakan coral/kerikil berasal dari quari sungai daerah Gunung Nago, Kota Padang 3. Aggregat halus, menggunakan pasir alam berasal dari quari sungai daerah Gunung Nago, Kota Padang 4. Serat sabut kelapa yang sudah dipisahkan dari gabusnya, dengan panjang serat 5 cm 25 cm. 5. Air, memakai air PDAM di lokasi laboratorium Institut Teknologi Padang (ITP). 2.2 Alat Yang Digunakan Untuk Penelitian Alat yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut: 1. Cetakan silinder 2. Oven 3. Piring logam 4. Mesin Siever 5. Saringan 6. Timbangan 7. Gelas ukur 8. Ember 9. Kerucut abraham 10. Mixer 11. Sekop 12. Kaliper 13. Universal Testing Machine (UTM) 14. Kolam penampung 2.3 Benda Uji Pembuatan benda uji yang akan digunakan berbentuk slinder dengan ukuran diameter 15 x tinggi 30 cm sebanyak tiga (3) sampel tiap variasi campuran yang berbeda dengan umur beton 7, 14 dan 28 hari. Seperti di tabel berikut : Tabel 1. Tabel Benda Uji Variasi Waktu Pengujian 7 14 28 Beton hari hari hari Beton Normal dengan sabut 0,1% dengan sabut 0,2% Jumlah Total Jumlah Sample 27 2.4 Pelaksanaan Penelitian Penelitian diawali dengan pengadaan material ( agregat halus adalah pasir dan agregat kasar adalah kerikil ). Setelah material didapat, dilakukan pengujian sifat dasarnya : 1. Pemeriksaan gradasi agregat 2. Pemeriksaan kotoran agregat 3. Pemeriksaan passing no. 200 4. Pemeriksaan berat isi agregat 5. Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat 6. Pemeriksaan keausan agregat dengan mesin Los Angeles. Kemudian rencanakan rancangan campuran beton ( mix design ) berdasarkan metoda SK SNI T 15-1990-03. Setelah didapatkan data rancangan campuran beton maka pekerjaan selanjutnya adalah pembuatan benda uji. Benda uji yang digunakan yaitu silinder baja dengan ukuran diameter 15 x tinggi 30 cm. Selama umur rencana, benda uji dimasukan didalam bak perendam sebagai perawatan beton (curing). Pengujian ini mencakup cara penentuan kuat 7
tarik belah benda uji yang dicetak berbentuk silinder 15 x 30 cm, termasuk ketentuan peralatan dan prosedur pengujian serta perhitungan kekuatan tarik belahnya. Prosedur pengujian kekuatan tarik belah beton : 1. Ukur diameter dan tinggi benda uji, kemudian timbang beratnya 2. Pemberian tanda pada benda uji. Tarik garis tengah pada setiap sisi ujung benda uji dengan menggunakan alat bantu yang sesuai, sehingga dapat memastikan bahwa kedua garis tengah tadi berada dalam bidang aksial yang sama. 3. Letakkan sebuah pelat atau batang penekan tambahan (bila digunakan) diatas meja tekan bagian bawah mesin uji tekan secara simetris. 4. Letakkan sebuah dari dua buah bantalan bantu pembebanan yang terbuat dari kayu lapis diatas meja tekan bagian bawah dari mesin uji tekan (atau diatas pelat atau batang penekan tambahan bila digunakan yang terletak diatas meja tekan bagian bawah dari mesin uji tekan) pada tengahtengahnya. 5. Jalankan mesin uji tekan (UTM) dengan pemberian beban sampai benda uji patah dan terbelah. Kemudian baca bacaan tarik belah tersebut pada layar monitor Proses tersebut dilakukan pada setiap benda uji. Berdasarkan data yang telah didapat melalui kuat tarik beton maka perkerjaan terakhir adalah menganalisis data untuk membuat kesimpulan. 3. Hasil Penelitian dan Pembahasan 3.1 Pengujian Agregat Halus Berdasarkan hasil dari pemeriksaan aggregat halus, diperoleh bahwa material aggregat halus yang digunakan di penelitian ini memenuhi spesifikasi gradasi sesuai standar AASTHO T 27, masuk pada zona II ( pasir kasar ) dengan modulus kehalusan (fm) = 3,6. Kadar kotoran organik didapat warna yang sesuai dengan warna No. 3 pada tintometer. Pemeriksaan lolos saringan No. 200 sebesar 2,1 %. Berat isi aggregat halus sebesar 1,29 gr/cm 3. Hasil ini menunjukan bahwa pasir yang akan digunakan tersebut memenuhi standar SNI 03-4804-1998 dengan standar minimal 1,2 gr/cm 3. Berat jenis pada pasir kering 2,31, berat jenis SSD 2,42, berat jenis apparent 2,58, dan penyerapan 4,6%, terlihat bahwa aggregat halus memenuhi standar SNI 1970:2008 dengan standar Bj minimal 2,3 dan penyerapan air maksimal 5%. 3.2 Pengujian Agregat Kasar Berdasarkan hasil dari pemeriksaan aggregat kasar, diperoleh bahwa material aggragat kasar yang digunakan di penelitian ini memenuhi spesifikasi gradasi sesuai standar SNI 03-1968-1990, dengan Fine Modulus aggregat kasar yang didapat sebesar 6,62. Pemeriksaan lolos saringan No. 200 sebesar 0,9 %. Pemeriksaan berat isi aggregat kasar sebesar 1,705 gr/cm 3. Berat jenis kering 2,39, berat jenis SSD 2,48, berat jenis apparent 2,62, dan penyerapan air 3,69%, terlihat bahwa aggregat kasar memenuhi standar SNI 1970:2008 dengan standar Bj minimal 2,3 dan penyerapan air maksimal 5 %. Keausan agregat dengan mesin los angeles, diperoleh nilai keausan dari aggregat kasar adalah 19,06 %. Berarti nilai keausan aggregat memenuhi standar batas max yang diizinkan ( spec ) = Max. 27% - 30% ( PB-0206-76). 3.3 Perencanaan Beton ( Mix Design) Komposisi campuran beton dengan penambahan serat sabut kelapa untuk 9 silinder Tabel 2. Komposisi Beton Semen Air (liter/kg) Pasir Koral 15,88 11,13 24,5 60,56 Tabel 3. Penambahan Serat Sabut Kelapa Serat Sabut Serat Sabut kelapa 0,1% kelapa 0,2% (Kg) (Kg) 0,155 0,309 3.4 Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Dari hasil pengujian kuat tarik belah beton yang dilakukan di laboratorium dengan campuran penambahan serat sabut kelapa 0%, 0,1%, dan 0,2% didapatkan nilai kuat tarik belah beton seperti yang ditunjukan oleh tabel berikut. Tabel 4. Hasil Kuat Tarik Belah Beton 8
Penambahan Serat Sabut Kelapa Nilai Kuat Tarik Belah Beton Rata-rata Berbagai Umur (Mpa) 7 hari 14 hari 28 hari 0% 1,410 1,474 1,918 0,1% 1,151 1,258 1,957 0,2% 1,201 1,426 2,062 Gambar 1. Grafik Hubungan Umur - Kuat Tarik Belah Beton 4. Kesimpulan 1. Nilai kuat tarik belah beton pada umur 7 hari dengan campuran serat sabut kelapa 0,1% dan 0,2% didapat persentase 18,353% dan 14,847% dibawah beton normal. 2. Pada umur 14 hari terjadi peningkatan kuat tarik belah beton dengan campuran serat sabut kelapa walaupun masih belum melebihi kuat tarik belah beton normal, didapat nilai kuat tarik belah beton campuran serat sabut kelapa 0,1% dan 0,2% dengan persentase 14,667% dan 3,265% dibawah beton normal. 3. Dan pada umur rencana 28 hari beton dengan campuran serat sabut kelapa mampu melebihi nilai kuat tarik belah beton normal. Pada beton campuran 0,1% dan 0,2% didapat persentase 2,067% dan 7,506% berada di atas beton normal. 4. Ketika dilakukanya pengujian tarik belah dengan alat Universal Testing Machine (UTM), yaitu ketika beton diberi beban sehingga mengalami retak pada saat akan patah/terbelah, retaknya akan langsung ditahan oleh serat sabut kelapa sehingga patah/terbelahnya benda uji menjadi lama hasilnya bacaan tekanan pada monitor dialat menjadi tinggi. 5. Hal ini menunjukan bahwa campuran serat sabut kelapa pada beton mampu memperbaiki kekuatan tarik dari beton. Daftar Pustaka Ardon Rahimi. 2015. Studi Eksperiment Evaluasi Pengaruh Penambahan Serat Nylon Terhadap Kuat Tarik Beton Normal, Padang : Institut Teknologi Padang. ASTM C-33-93, Standard Spesificationfor Concretes Aggregates American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania. ASTM C150, Standart Spesification for Portland Cement. (1985). Annual Books of ASTM Standards. Philadelphia-USA. Direktorat Jenderal Industri Agro Kementerian Perindustrian Jakarta, 2010 Ir. Tri Mulyono, MT,(2005),ʽʽTeknologi Beton, Andi, Yogyakarta. Pramono, Didiek; Suryadi HS.ʽʽBahan Konstruksi Teknik, Penerbit Universitas Gunadarma, Jakarta, 1998 Rindengan dkk. (1995). Karakteristik buah kelapa hibrida untuk bahan baku industri. Laporan hasil penelitian kerjasama proyek pembinaan kelembagaan penelitian pertanian nasional. Badan litbang 49p. SNI 03-1968-1990, (1990), Metode Pengujian Analisis Saringan Agregat Halus Dan Kasar, Badan Standar Nasional. SNI 03-2417-1991 : Metode Pengujian Keausan Agregat Dengan Mesin Abrasi Los Angeles SNI 03-2491-2002, (2002), ʽʽMetode Pengujian Kuat Tarik Belah Beton, Badan Standarisasi Nasional. SNI 03-2816-1992, 1992, Metode Pengujian Kotoran Organik Dalam Pasir Untuk Mortar Atau Beton, BSN. SNI 03-2834-2000, (2000), Tata Cara Pembuatan Rencana Beton Normal Badan Standar Nasional. SNI 03-2847-2002, (2002), ʽʽTata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk 9
Bangunan Gedung, PT.Gramedia, Jakarta. SNI 03-4142-1996, (1996), Metode Pengujian Jumlah Bahan Dalam Agregat Yang Lolos Saringan No. 200 Badan Standar Nasional. SNI 03-4804-1998, 1998. Metode Pengujian Bobot Isi dan Rongga Udara dalam Agregat. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional. SNI 15-2049-2004, Semen Portland SNI 15-7064-2004, Semen Portland komposit SNI 1970-2008, (2008), Cara uji berat jenis dan penyerapan air agregat halus, Badan Standar Nasional. SK SNI T 15 1990 03, (1990), Tata Cara Pembuatan Rencana Beton Normal, DPU. SK SNI T-15-1991-03. 1991. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Departemen Pekerjaan Umum. Yayasan LPMB. Bandung. Sriyati Ramadhani, (2011), Pengaruh Penambahan Serat Sabut Kelapa Terhadap Parameter Kuat Geser Tanah Berpasir, Universitas Tadulako. 10