BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dewasa ini perkembangan konstruksi bangunan di Indonesia semakin meningkat. Hal ini terbukti dari semakin meningkatnya jumlah individu di Indonesia serta semakin berkembangnya teknologi mutakhir dari masa ke masa. Untuk mengimbangi hal tersebut, tentu harus didorong dengan pembangunan infrastruktur yang dapat mendukung kebutuhan penduduk serta perkembangan teknologi itu sendiri. Pembangunan infrastruktur tentu didasari dengan pemilihan bahan bangunan yang tepat, adanya kemudahan dalam pengerjaan dan juga memiliki nilai ekonomis. Di Indonesia, berbagai penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sudah banyak dilakukan. Penelitian tersebut dikarenakan ketersediaan bahan baku yang melimpah dan dengan tujuan demi menemukan adanya alternatif lain yang efisien sebagai bahan penambah maupun pengganti dalam kontruksi bangunan khususnya pada beton. Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang sering digunakan pada konstruksi bangunan. Beton memiliki beberapa kelebihan dibanding dengan material lain diantaranya yakni tahan api, kuat tekannya cukup tinggi, tahan lama, serta mudah dibentuk ketika masih segar. 1
Beton merupakan hasil dari suatu pencampuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah atau bahan agregat-agregat lain dengan menambahkan semen sesuai perbandingan tertentu untuk pencampuran yang fungsinya adalah sebagai bahan dasar pengikat agregat pada beton. Hampir seluruh konstruksi bangunan di Indonesia menggunakan beton. Beton secara struktural memiliki kekuatan yang besar dalam menahan gaya tekan, tetapi tidak terhadap gaya tarik. Untuk meningkatkan kuat tarik, dapat dilakukan dengan suatu perancangan khusus yang mampu menahan tegangan tarik tanpa mengalami retakan (daktail), yakni melalui penambahan serat, sehingga menjadi bahan komposit yakni beton dan serat. Pada beton, serat dapat dijadikan sebagai material tambahan baru. Aspek yang harus dipertimbangkan dalam mendapatkan material baru adalah pemanfaatan bahan yang berasal dari tumbuhan atau serat organik. Serat pada campuran beton diharapkan dapat menjadi tulangan mikro, dimana retak-retak yang mungkin akan terjadi pada daerah beton tarik akibat tegangan tarik, ditahan oleh serat-serat tambahan, sehingga kuat tarik pada beton serat lebih tinggi dibanding kuat tarik beton biasa. 1 Menurut ACI (American Concrete Institute) Committee 544 beton berserat diartikan sebagai beton yang terbuat dari semen hidrolis, agregat halus, agregat kasar dan sejumlah kecil serat yang tersebar secara acak, yang mana masih dimungkinkan untuk diberi bahan-bahan additive. Maksud utama penambahan serat dalam beton adalah untuk menambah kuat tarik beton, mengingat kuat tarik beton sangat rendah. Kuat tarik yang sangat rendah berakibat 2
beton sangat mudah retak, yang pada akhirnya mengurangi keawetan beton. Dengan adanya serat, beton menjadi lebih tahan retak. Perlu diperhatikan bahwa pemberian serat tidak banyak menambah kuat tekan beton, namun hanya menambah daktilitas. 2 Beton serat mempunyai keunggulan meningkatkan ketahanan beton terhadap abrasi dan impact ; meningkatkan kekuatan tekan, lentur, tarik elemen beton; meningkatkan daktilitas elemen; meningkatkan ketahanan elemen terhadap kelelehan dan pada saat pengecoran beton, serta mengurangi segresi komponen penyusun beton serta retak yang mungkin timbul akibat penyusutan praktis. 3 Beton serat meningkatkan kuat tarik saja, sedangkan pada kuat tekannya, tidak memiliki pengaruh yang signifikan karena kekuatan tekan pada beton lebih banyak dipengaruhi oleh kekerasan dari campuran agregat yang dapat saling mengunci satu sama lain. Dan pada beton serat, kekuatan tekan akan dapat meningkat apabila serat yang dicampur didalam beton memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada beton itu sendiri ataupun agregat. 1 Tipe Serat pada campuran beton (ACI Comitte 544) dapat diuraikan sebagai berikut : 1. SFRC (Steel Fiber Reinforced Concrete), misalnya serat besi dan serat stainless steel 2. SNFRC (Synthetic Fiber Reinforced Concrete), misalnya serat polypropylene dan serat nylon 3. GFRC (Glass Fiber Reinforced Concrete), misalnya serat fiberglass 3
4. NFRC (Natural Fiber Reinforced Concrete), misalnya serabut kelapa dan serabut ampas tebu Penggunaan fiber (serat) dapat meningkatkan kuat tarik dan mencegah retakan beton, mengurangi lendutan, meningkatkan kuat impact serta mengurangi penyusutan (shrinkage). 3 Penambahan serat pada campuran beton dapat memperbaiki karakteristik beton. Upaya penelitian terhadap pemakaian serat organik (serat ampas tebu, serat bambu, serat nanas, serat ijuk) maupun serat anorganik dalam campuran beton sudah semakin banyak, termasuk pada penelitian di perguruan tinggi. Hal ini dikarenakan mudah didapatkan, dapat terurai secara alami, harganya yang murah dan tidak beracun, serta memiliki kekuatan mekanis yang baik. Salah satu serat organik/serat alam yang banyak ditemukan di Indonesia adalah serat ampas tebu (baggase), yang diperoleh dari tanaman tebu yang ditanam secara meluas di Indonesia. Serat ampas tebu merupakan serat yang kuat, dengan jaringan parenkim yang lembut, yang memiliki tingkat higroskopis yang tinggi, dan mampu meningkatkan kuat tarik dengan menahan gaya tarik tanpa retakan-retakan. Serat ampas tebu juga merupakan serat yang memiliki kadar penyerapan air yang cukup tinggi yang dapat digunakan dalam campuran beton. Selain uji kuat tarik, beton serat juga dapat dilakukan dengan pengujian elastisitas. Pada umumnya bahan, termasuk beton, memiliki daerah awal pada diagram tegangan-regangannya dimana bahan berkelakuan secara elastis dan linier. Kemiringan diagram tegangan-regangan dalam daerah elastis linier itulah 4
yang dinamakan Modulus Elastisitas (E) atau Modulus Young. Kajian tentang hubungan tegangan-regangan beton perlu diketahui untuk menurunkan persamaan analisis dan perencanaan suatu bagian struktur. Kemampuan bahan untuk menahan beban yang didukungnya dan perubahan bentuk yang terjadi pada bahan itu sangat tergantung pada sifat tegangan dan regangan tersebut. Modulus elastisitas pada beton tergantung dari salah satu faktor, yakni kuat tekan beton. Bila semakin tinggi kuat tekannya maka modulus elastisitasnya juga semakin besar. Pada penelitian ini juga dilakukan pengujian penyerapan air (absorbsi) pada beton silinder. Absorbsi beton ialah dimana kita dapat mengukur apakah beton nantinya dapat diandalkan atau tidak dari segi keawetannya. Biasanya absorbsi beton dapat diukur setelah umur beton 28 hari. Jika absorbsi semakin besar maka beton cenderung kurang awet, karena dengan adanya absorbsi yang tinggi, maka beton terebut rawan terhadap masuknya air. Sebaliknya, jika absorbsi semakin kecil maka beton akan lebih bersifat kedap air, dan beton yang kedap air tidak terdapat pori-pori yang akan sambung menyambung didalam pasta semen yang sudah mengeras. Karena sifat daktilitas beton serat yang lebih tinggi dibanding beton biasa, beton serat sangat cocok dan lebih sering digunakan pada : a. Lapisan perkerasan jalan (rigid pavement), supaya retak-retak akibat beban kejut bisa dikurangi. b. Spillway (pelimpah) dam, untuk mengurangi kerusakan akibat kavitasi. c. Elemen struktur yang sangat tipis, agar tidak mudah retak akibat benturan. 5
Maka daripada itu, pada penelitian ini serat yang digunakan adalah serat organik/serat alami yakni serat ampas tebu (baggase). Dimana serat tersebut disebar secara merata dalam campuran beton silinder,dengan variasi serat yang berbeda-beda pada setiap beton silinder. 1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian Adapun tujuan penulis dalam penelitian untuk tugas akhir ini sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui kapasitas absorbsi beton dengan dan tanpa serat ampas tebu. 2. Untuk mengetahui dan membandingkan kuat tekan beton dengan dan tanpa menggunakan serat ampas tebu. 3. Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan serat ampas tebu terhadap elastisitas dari sampel yang menggunakan serat ampas tebu sebagai bahan tambahan dan membandingkannya dengan beton normal. 1.3 Batasan masalah Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi cakupan / ruang lingkup agar tidak terlalu luas. Pembatasan masalah meliputi : 1. Mutu beton yang direncanakan adalah f c 14,525 Mpa 2. Penambahan material serat ampas tebu sebanyak 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, dan 40%. 3. Serat ampas tebu yang digunakan berdiameter ± 1.0 mm, dengan panjang serat yang dipotong-potong sepanjang ± 50mm. 4. Benda uji yang digunakan adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. 6
5. Perawatan beton dengan cara perendaman di air. 6. Pengujian absorbsi beton dilakukan setelah umur 28 hari untuk semua variasi 7. Pengujian elastisitas silinder dilakukan pada umur 28 hari untuk semua variasi. 8. Pengujian kuat tekan silinder dilakukan pada umur 28 hari untuk semua variasi. 1.4 Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah kajian eksperimental di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun tahap-tahap pelaksanaan penelitian sebagai berikut : 1. Penyediaan bahan penyusun beton : batu pecah, pasir, semen dan bahan campuran ( serat ampas tebu). 2. Pemeriksaan bahan penyusun beton. Analisa ayakan agregat halus dan agregat kasar Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi agregat halus dan agregat kasar. Pemeriksaan berat isi pada agregat halus dan agregat kasar. Pemeriksaan kadar lumpur (pencucian agregat kasar dan halus lewat ayakan No.200). Pemeriksaan kandungan organik (colorimetric test) pada agregat halus. 3. Pemeriksaan analisa laboratorium serat ampas tebu. 7
4. Mix design (perancangan campuran) Penimbangan/penakaran bahan penyusun beton berdasarkan uji karakteristik f c 14,525 MPa. 5. Pengujian kuat tekan beton, elastisitas, absorbsi beton menggunakan benda uji silinder. 1.5. Manfaat Penelitian Dari penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan beberapa manfaat bagi perkembangan teknologi beton, antara lain sebagai berikut : 1. Dari hasil penelitian ini kiranya dapat kita jadikan suatu acuan bahwa penggunaan serat ampas tebu sebagai komponen pembentuk beton merupakan suatu pilihan (choice) yang patut dipertimbangkan untuk mendapatkan/merubah sifat beton tertentu sesuai yang diinginkan. 2. Menjadi bahan pertimbangan bagi perusahan / individu untuk menggunakan serat ampas tebu sebagai salah satu bahan dalam adukan beton. 3. Menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya yang akan membahas masalah penggunaan serat ampas tebu dengan mengombinasikan dengan bahan tambahan polimer untuk beton mutu tinggi. 8