Post on 29-Apr-2019
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
KAJIAN KEKAKUAN (STIFFNESS) DAN KEULETAN (TOUGHNESS) BETON NORMAL BERSERAT
GALVALUM AZ150
(Study of Stiffness and Toughness Normal Concrete with Galvalum AZ150 Fibre)
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
FAISAL FIRMANSYAH NIM. I 0107073
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
KAJIAN KEKAKUAN (STIFFNESS) DAN KEULETAN
(TOUGHNESS) BETON NORMAL BERSERAT GALVALUM AZ150
(Study of Stiffness and Toughness Normal Concrete with Galvalum AZ150 Fibre)
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
FAISAL FIRMANSYAH NIM. I 0107073
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan:
Dosen Pembing I Dosen Pembimbing II Ir. A. Mediyanto, MT. Ir. Supardi, MT.. NIP 19620118 199512 1 001 NIP 19550504 198003 1 003
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
HALAMAN PENGESAHAN
KAJIAN KEKAKUAN (TOUGHNESS) DAN KEULETAN
(STIFFNESS) BETON NORMAL BERSERAT GALVALUM AZ 150
(Study of Stiffness and Toughness Normal Concrete with Galvalum AZ150 Fibre)
SKRIPSI
Disusun Oleh :
FAISAL FIRMANSYAH NIM. I 0107073
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari senin, 13 Februari 2012 :
1. Ir. A. Mediyanto, MT. __________________
NIP. 19620118 199512 1 001
2. Ir. Supardi, MT. __________________ NIP. 19550504 198003 1 003
3. Setiono, ST, MSc __________________ NIP. 19720224 199702 1 001
4. Purnawan Gunawan, ST, MT __________________ NIP. 19731209 199802 1 001 Mengetahui, Disahkan, a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik Sipil Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS
Kusno Adi Sambowo, ST, PhD Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19691026 199503 1 002 NIP. 19590823 198601 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul ........................................................................................................... i
Lembar Persetujuan ................................................................................................... ii
Lembar Pengesahan ................................................................................................... iii
Motto ......................................................................................................................... iv
Persembahan .............................................................................................................. v
Abstrak ....................................................................................................................... vi
Abstract ..................................................................................................................... vii
Kata Pengantar ........................................................................................................... viii
Daftar Isi .................................................................................................................... ix
Daftar Gambar ........................................................................................................... xii
Daftar Tabel ............................................................................................................... xiv
Daftar Notasi dan Simbol .......................................................................................... xvi
Daftar Lampiran......................................................................................................... xvii
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ................................................................................................ 1
1.2. Rumusan Masalah ........................................................................................... 3
1.3. Batasan Masalah .............................................................................................. 4
1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................................. 4
1.5. Manfaat Penelitian .......................................................................................... 4
1.6. Keaslian Penelitian .......................................................................................... 5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................................................. 6
2.2. Landasan Teori ................................................................................................ 8
2.2.1. Beton Normal .............................................................................................. 8
2.2.2. Beton Serat .................................................................................................. 8
2.3 Material Penyusun Beton Normal .................................................................. 9
2.3.1 Semen Portland ............................................................................................ 9
2.3.2 Agregat ........................................................................................................ 10
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
2.3.2.a Agregat Halus ........................................................................................... 10
2.3.2.b Agregat Kasar .......................................................................................... 12
2.3.3 Air ................................................................................................................. 15
2.3.4 Bahan Tambah ............................................................................................ 15
2.3.4.a Pengertian Bahan Tambah ....................................................................... 15
2.3.4.b Galvalum AZ150 ..................................................................................... 16
2.4. Kekakuan (Stiffness) ........................................................................................ 16
2.5. Keuletan (Toughness) ...................................................................................... 17
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Uraian Umum ................................................................................................... 19
3.2. Tempat Penelitian ............................................................................................ 19
3.3 Benda Uji Penelitian ....................................................................................... 19
3.4 Pengujian Toughness........................................................................................ 20
3.5 Pengujian Kekakuan (Stiffness) ....................................................................... 21
3.6 Tahap Penelitian .............................................................................................. 22
3.7 Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar ........................................... 24
3.7.1. Standar Pengujian Terhadap Agregat Halus .............................................. 24
3.7.2. Standar Pengujian Terhadap Agregat Kasar ............................................. 24
3.8 Alat yang Digunakan ...................................................................................... 24
3.9 Pengujian Bahan Dasar Beton ........................................................................ 26
3.9.1 Pengujian Agregat Halus............................................................................. 26
3.9.1.1 Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus................................................ 26
3.9.1.2 Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus ......................................... 27
3.9.1.3 Pengujian Specific Gravity Agregat Halus ............................................. 28
3.9.1.4 Pengujian Gradasi Agregat Halus ........................................................... 29
3.9.2. Pengujian Agregat Kasar .............................................................................. 29
3.9.2.1 Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar ............................................. 29
3.9.2.2 Pengujian Abrasi Agregat Kasar ............................................................. 30
3.9.2.3 Pengujian Gradasi Agregat Kasar ........................................................... 30
3.10 Perencanaan Campuran Beton......................................................................... 30
3.11 Pembuatan Benda Uji....................................................................................... 31
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
3.12 Pengujian Nilai Slump ..................................................................................... 31
3.13 Perawatan Benda Uji (Curing) ........................................................................ 32
BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Agregat ................................................................................. 33
4.1.1 Hasil Pengujian Agregat Halus ................................................................... 33
4.1.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar ................................................................... 35
4.2. Perhitungan Rancang Campur Beton ............................................................. 37
4.3. Hasil Pengujian Nilai Slump ........................................................................... 37
4.4. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton .................................................................. 38
4.5. Hasil Pengujian Kuat Desak Beton ................................................................. 39
4.6. Hasil Pengujian Toughness .............................................................................. 41
4.7. Hasil Pengujian Stiffness.................................................................................. 55
4.8. Pembahasan Hasil Penelitian .......................................................................... 57
4.8.1. Pengujian Slump ......................................................................................... 57
4.8.2. Pengujian Berat Jenis Beton ...................................................................... 57
4.8.3. Pengujian Kuat Desak beton ....................................................................... 58
4.8.4. Nilai Toughness ........................................................................................... 58
4.8.5. Nilai Stiffness ............................................................................................... 60
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ....................................................................................................... 62
5.2. Saran ................................................................................................................. 62
Daftar Pustaka
Lampiran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
MOTTO
“..dan bumi telah dibentangkannya untuk makhlukNya, di dlamnya ada buah-buahan dan
pohon kurma yang mempunyai koelopak mayang dan biji-bijian yang berkulit dan bunga-
bunga yang harum baunya. Maka nikmat Tuhan mu yang manakah yang kamu
dustakan..(Q.S. Ar-Rahman: 10-13).”
“Hidup ini harus diahadapi. Terus dihadapi, jangan fokus pada masalah, tapi fokus pada
solusi. Kalau kita berlarut-larut dalam masalah, kita akan jadi orang yang hanya bisa
menyerah, pasrah. Dan akhirnya mati”
Ada 2 hal yang mesti kita ingat: Kebaikan orang lain sama kita dan keburukan kita sama
orang lain. Tapi ada 2 hal yang mesti kita lupakan, kebaikan kita pada orang lain dan
keburukan orang lain pada kita.”
“Sebaik – baiknya orang adalah orang yang berguna bagi orang lain”
“Atau siapakah yang telah menciptakan langit dan bumi dan yang menuunkan air untukmu
dari langit, lalu kami tumbuhkan dengan air itu kebun – kebun yang berpemandangan indah,
yang kamu sekali-kali tidak mampu menumbuhkan pohon-pohonnya ? Apakah disamping
Allah ada tuhan (yang lain) ? Bahkan sebenarnya mereka adalah orang – orang yang
menyimpang dari kebenaran” (An-Naml : 56)
“Sesungguhnya perintah-Nya apabila Dia menghendaki sesuatu hanyalah berkata
kepadanya. “Jadilah!” Maka Terjadila ia.” (Yasin : 82)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
PERSEMBAHAN
Syukur Alhamdulillah atas segala nikmat, karunia serta hidayah Allah SWT
Dan Shalawat serta salam semoga tercurahkan kepada Rasulullah SAW
Dengan segala kerendahan hati kupersembahkan karya ini kepada....
Allah SWT
Dengan Izin dan RidhoMu lah ada dan tiadanya sesuatu
Ayah dan Ibu
Do’a, kasih sayang serta pengorbanan kalian kepada anak-anakmu tercinta
Adek-adekku Tercinta
Canda, Tawa, Duka, Tangis, Cinta dan Kebersamaan yang indah karna Allah
Rekan-rekan Mahasiswa Angkatan 2007 Teknik Sipil
Terima kasih atas kerjasamanya selama kuliah, mengerjakan tugas, ujian hingga skripsi selama dikampus. Semoga dapat bertemu di lain kesempatan yang lebih baik. amin.
Semua Sahabat-sahabat ku...
Segenap Civitas Teknik UNS, Pengurus SKI FT dan BIAS FT, Temen2 di BEM UNS Kabinet Perlawanan dan Kabinet Inspiratif , dan Temen2 di PUSKOM UNS 2010, Penghuni Kost
Muhandis dan Semua Teman-teman Seperjuangan di Kampus Tercinta UNS.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
KATA PENGANTAR
Syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga
penyusun dapat menyelesaikan penulisan laporan skripsi ini dengan baik. Skripsi
ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penyusun menyadari bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak, maka banyak
kendala hingga terselesaikannya penyusunan laporan skripsi ini. Pada kesempatan
ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
3. Bapak Ir. Mediayanto, MT. selaku Dosen Pembimbing I.
4. Bapak Ir. Supardi, MT. selaku Dosen Pembimbing II
5. Tim Penguji Pendadaran.
6. Rekan rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini.
Penyusun menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh
sebab itu penyusun mengharap saran dan kritik yang membangun dari pembaca
demi kesempurnaan laporan skripsi yang akan datang. Akhir kata semoga laporan
skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan
mahasiswa pada khususnya.
Surakarta, Januari 2012
Penyusun
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABSTRAK Faisal Firmansyah, 2012, Kajian Kekakuan (Stiffness) dan Keuletan (Toughness) Beton Normal Berserat Galvalum AZ150. Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Perkembangan ekonomi membuat kegiatan transportasi semakin meningkat. Hal ini menyebabkan beban yang harus ditanggung oleh jalan semakin meningkat pula. Sehingga diperlukan suatu perkerasan jalan yang kuat untuk menahan beban dari kendaraan yang melewatinya. Salah satu cara meningkatkan hal tersebut adalah dengan meningkatkan kekakuan dari perkerasan jalan tersebut. Jenis perkerasan jalan yang memiliki kekakuan adalah perkerasan kaku (Rigid Pavement). Kekakuan dan keuletan merupakan hal yang penting dalam perkerasan kaku (Rigid Pavement). Karena dengan adanya kekakuan dalam perkerasan kaku akan membuat distribusi beban menyebar secara luas pada subgrade tanah. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen yang dilakukan di laboratorium. Benda uji berupa balok berukuran 10 cm x 10 cm x 40 cm berjumlah 12 buah. Benda uji tersebut adalah beton dengan kadar serat Galvalum AZ150 dengan variasi kadar serat 0% ; 0,33% ; 0,66% ; dan 1% dari volume adukan. Setiap variasi tersebut terdiri dari tiga buah benda uji. Kekakuan (stiffness) dan keuletan (toughness) pada beton diuji setelah beton berumur beton 28 hari. Dari hasil pengujian Toughness terjadi peningkatan nilai toughness pada beton normal dengan kadar serat galvalum AZ150 0,33%, dengan nilai toughness sebesar 3,415 KNmm atau bertambah sebesar 24,18% dibandingkan nilai toughness beton tanpa serat yaitu sebesar 2,750 KNmm, sedangkan pada pengujian Stiffness terjadi peningkatan nilai stiffness pada beton normal dengan kadar serat galvalum AZ150 0,33% dengan nilai stiffness sebesar 33,991 KN/mm atau bertambah sebesar 15,50% dibanding nilai stiffness beton tanpa serat yaitu sebesar 29,429 KN/mm. Kata kunci: Galvalum AZ150, kekakuan (stiffnesss), keuletan (toughness), Beton
Normal, Perkerasan kaku (Rigid Pavement)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
ABSTRACT Faisal Firmansyah, 2012, Study of Stiffness and Toughness Normal Concrete with Galvalum AZ150 Fibre. Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Economic development makes transport activities is increasing. This causes the load to be borne by the road is increasing as well. Thus a strong road pavement to withstand the load of the vehicles using them. One way to improve this is to increase the stiffness of the pavement. This type of pavement that has a stiffness is rigid pavement. Stiffness and ductility is important in a rigid pavement. Due to the existence of rigidity in rigid pavement will make the load distribution is widely spread on the subgrade soil This research used the experimental method in laboratory. The test sample was a beam form size 10 cm x 10 cm x 40 cm.with 12 mixtures which were tested in three samples each. This test object was normal concrete with variation of the level fibre 0%, 0,33%, 0,66% and 1% Galvalum AZ 150 fibre of concrete volume. Each variation consisted of three test objects. The Stiffness ang Toughness were tested at 28 days of concrete age. From the test results toughness increased toughness values in normal concrete with fiber content galvalum AZ150 0.33%, with a value of 3.415 KNmm toughness or increased by 24,18% compared to the toughness of concrete without fibers that is equal to 2.750 KNmm, while the stiffness testing occurs increase in the value of stiffness on normal concrete with fiber content galvalum AZ150 0.33% with a stiffness value of 33.991 KN/mm or increased by 15,50% compared to concrete without fiber stiffness value that is equal to 29,429 KN/mm. Keywords: Galvalum AZ150, Stiffnesss, Toughness, Normal Concrete, Rigid Pavement
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perekonomian Indonesia dari tahun ke tahun semakin berkembang. Sebagai akibat
dari perkembangan ini maka kegiatan jual-beli semakin meningkat. Peningkatan
jual-beli membuat kegiatan transportasi angkutan barang semakin meningkat
terutama jalur darat. Sehingga pembebanan terhadap jalan semakin meningkat
pula. Untuk menunjang hal tersebut maka diperlukan suatu perkerasan jalan yang
mampu menahan beban berat dan lalu lintas yang padat. Salah satunya adalah
dengan perkerasan kaku. Salah satu keunggulan perkerasan kaku adalah memiliki
kekakuan yang membuat distribusi beban menjadi lebih lebar. Kekakuan
(stiffness) dan keuletan (toughness) didalam suatu perkerasan kaku dalam
perkerasan jalan merupakan hal yang perlu diperhatikan. Karena hal ini berkaitan
dengan sifat perkerasan jalan tersebut dalam kaitannya dengan pembebanan.
Suatu perkerasan yang baik harus mampu menahan beban yang direncanakan
untuk perkersan tersebut. Ketika suatu perkerasan memiliki kekakuan dan
keuletan yang tinggi maka akan meningkatkan kemampuan perkerasan tersebut
dalam menahan beban yang ditimpakan kepada perkerasan tersebut dan dapat
mengurangi deformasi. Sehingga hal yang berkaitan dengan peningkatan
kekakuan dan keuletan perlu diteliti.
Material penyusun perkerasan kaku adalah beton. Peningkatan kekakuan dan
keuletan ini dapat dilakukan dengan merekayasa beton. Beton sendiri adalah
material konstruksi yang sering digunakan dalam pelaksanaan suatu konstruksi
bangunan karena memiliki kemudahan dalam pelaksanaan konstruksi, tahan
terhadap perubahan cuaca, tahan terhadap korosi, lebih tahan terhadap api dan
biaya pemeliharaan yang relatif murah jika dibandingkan meterial lain. Penelitian
mengenai beton sudah banyak dilakukan oleh para peneliti. Hal ini dimaksudkan
untuk mencari komposisi pembentuk beton yang dapat membuat kualitas dari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
beton tersebut semakin baik. Salah satu hal yang dilakukan adalah dengan
menambahkan bahan tambahan dan menambahkan serat dalam beton tersebut.
Beton banyak digunakan dalam pelaksanaan konstruksi karena beton memiliki
berbagai keunggulan. Keunggulan beton diantaranya adalah ketersediaan material
dasar pembentuk beton (availability), memiliki kemudahan untuk digunakan
(versatility), dan memiliki kemampuan untuk beradaptasi (adaptability).
Secara struktural beton memiliki tegangan tekan yang cukup tinggi sehingga
sangat bermanfaat untuk struktur dengan gaya-gaya tekan yang cukup dominan.
Tetapi Beton memiliki kuat tarik yang sangat rendah dan bersifat getas, sehingga
untuk menahan gaya tarik beton diberi tulangan baja. Penambahan tulangan
belum memberikan hasil yang benar-benar memuaskan karena retak-retak halus
masih sering timbul disekitar baja yang menahan tegangan tarik. Dengan melihat
berbagai kelemahan yang dimiliki oleh beton maka perlu dilakukan rekayasa
terhadap beton tersebut untuk memperbaiki kelemahan tersebut sehingga kualitas
dari beton tersebut akan semakin baik dan berbagai kelemahan tersebut dapat
dimilimalisir.
Ketika kelemahan beton tersebut dapat diminimalisir maka akan meningkatkan
nilai kekakuan dan keuletan beton tersebut. Salah satu cara untuk membuat sifat
beton menjadi lebih baik adalah dengan menambahan serat dalam campuran beton
tersebut. Penambahan serat pada campuran beton akan memberikan kontribusi
terhadap perbaikan karakteristik beton. Perbaikan tersebut diantaranya adalah
meningkatkan kekuatan tarik, kekuatan tekan, dan daktilitas beton. Telah banyak
penelitian yang dilakukan mengenai beton berserat. Seperti yang telah dilakukan
oleh Suhendro (1991) dengan menambahkan serat baja (kawat bandrat), terbukti
dapat meningkatkan kuat tarik beton. Penelitian serupa dengan menambahkan
serat plastik yang dilakukan oleh Wibowo (2002) juga menunjukan adanya
peningkatan kuat tarik beton berserat.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
Serat yang digunakan untuk campuran beton dengan bahan non fabrikasi (bahan
di produksi bukan untuk difungsikan sebagai serat) terbukti dapat difungsikan
sebagai pengganti bahan serat untuk beton. Salah satu ide yang muncul adalah
serat dari bahan galvalum AZ 150 yang memiliki unit densitas lebih rendah dari
pada serat baja (sehingga dapat mempertahankan berat jenis beton agar tetap
ringan) dan memiliki sifat mekanis yang cukup baik. Dalam penelitian ini dicoba
penggunaan serat galvalum AZ 150. Sebagai penelitian awal serat galvalum AZ
150 ini mempunyai kuat tarik maksimum 6224,24 kg/cm2, angka ini setara dengan
kekuatan baja BJTD 39 atau 3900 kg/cm2, hasil penelitian mediyanto (2005).
Galvalum AZ 150 merupakan salah satu bahan tambah.
Maka dengan penambahan serat galvalum AZ 150 tersebut diharapkan dapat
meningkatkan nilai kekakuan (stiffness) dan keuletan (toughness) pada beton
normal tersebut. Stiffness sendiri adalah kekakuan dari beton tersebut yaitu hasil
bagi antara beban dan lendutan dari uji lentur. Ketika stiffness dari suatu struktur
meningkat maka akan memperkecil deformasi dari struktur tersebut dan
meningkatkan tingkat keamanan dari struktur tersebut. Sedangkan toughness
adalah suatu elemen untuk menjadi lentur (bersifat plastis) dan untuk menyerap
energi pada saat pembebanan sebelum terjadinya retak/patah. Maka untuk dapat
mengetahui hal itu, maka perlu dilakukan penelitian yang dapat membuktikan
kalau penambahan serat galvalum AZ 150 dapat meningkatkan stiffness dan
toughness dari beton normal tersebut.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas, maka dapat dirumuskan suatu
masalah yaitu :
a. bagaimana pengaruh penambahan serat galvalum AZ150 terhadap kekakuan
(stiffness) beton normal.
b. bagaimana pengaruh penambahan serat galvalum AZ150 terhadap keuletan
(toughness) beton normal.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
1.3. Batasan Masalah
Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak meluas
maka perlu adanya pembatasan sebagai berikut:
a. Semen yang digunakan adalah Semen PPC
b. Berat galvalum yang ditambahkan adalah 0 % ; 0,33% ; 0,66% ; dan 1 % dari
volume adukan beton.
c. Mutu Beton Rencana f’c 29,05 Mpa
d. Ukuran serat Galvalum AZ 150 adalah 2 mm x 50 mm
e. Agregat alam yang digunakan adalah yang berbentuk pecah dan bulat.
f. Umur Beton pengujian untuk beton adalah umur 28 hari.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan yang diharapkan dari penelitian ini yaitu :
a. Mengetahui pengaruh penambahan serat galvalum AZ150 terhadap nilai
kekakuan (stiffness) beton normal.
b. Mengetahui pengaruh penambahan serat galvalum AZ150 terhadap nilai
keuletan (toughness) beton normal.
1.5. Manfaat Penelitian
a. Manfaat Teoritis :
1) Memberikan kontribusi dalam dunia teknik sipil.
2) Menambah pengetahuan tentang beton normal berserat galvalum AZ 150
ditinjau dari kekakuan (stiffness) dan keuletan (toughness).
3) Mengembangkan pengetahuan mengenai sifat – sifat beton serat.
b. Manfaat Praktis :
1) Memperoleh data propertis mengenai sifat – sifat beton normal berserat
galvalum AZ 150
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
2) Hasil penelitian ini dapat diaplikasikan dalam perkerasan jalan (Rigid
Pevement).
1.6. Keaslian Penelitian
Penelitian tentang penggunaan Galvalum AZ 150 sebagai serat dalam campuran
beton telah dilakukan sebelumnya, yaitu diantaranya :
a. Uji daktilitas dan toughness balok beton ringan-metakaolin berserat galvalum
az 150 (Bayu Budi Atmojo, 2007)
b. Kajian kuat tarik belah dan modulus of rufture beton ringan-metakaolim
berserat galvalum az 150 (Arif Adhian, 2007)
c. Kuat desak dan Modulus elastisitas beton ringan-metakaolin berserat
galvalum az 150 (Agus Budi R., 2008)
d. Kuat lentur beton ringan-metakaolin berserat galvalum az 150 (Denie
Previardhi, 2009)
e. Kajian kuat kejut (impact) beton normal berserat galvalum az 150 (Arif Nur
hidayat, 2012)
f. Kajian serapan dan penetrasi beton normal berserat galvalum az 150 (Fauzan
Al Hakim, 2012)
g. Kajian kuat tarik belah dan MOR beton normal berserat galvalum az 150
(Agus S., 2012)
Berdasarkan penelitian yang sudah ada sebelumnya maka Kajian Stiffness
(Kekakuan) dan Toughness (Keuletan) Beton Normal Berserat Galvalum AZ
150 belum pernah diteliti sebelumnya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Beton banyak digunakan secara luas sebagai bahan bangunan. Bahan tersebut
diperoleh dengan cara mencampurkan semen portland, air, dan agregat dan
kadang ditambah beberapa bahan tambah pada perbandingan tertentu. Dalam
adukan beton, air dan semen akan membentuk pasta yang disebut pasta semen.
Pada semen ini selain mengisi semen pori juga bersifat sebagai perekat/pengikat
dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terikat dengan
kuat dan terbentuklah suatu massa yang kompak/padat (Tjokrodimuljo, 1996).
Beton berserat didefinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran
semen,agregat,air dan sejumlah serat yang tersebar secara acak. Prinsip
penambahan serat adalah memberi tulangan pada beton yang disebar merata ke
dalam adukan beton dengan orientasi acak (Random) untuk mencegah terjadinya
retakan-retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik akibat panas hidrasi
maupun akibat pembebanan (Soroushian dan Bayasi, 1987).
Beton berserat mempunyai kelebihan daripada beton tanpa serat dalam beberapa
sifat strukturnya, antara lain keliatan (ductility), ketahanan tehadap baban kejut
(impact resistance), kuat tarik dan kuat lentur (tensile and flexural strength),
kelelehan (fatigue life), kekuatan terhadap pengaruh susutan (shrinkage), dan
ketahanan terhadap keausan (abrasion) (Soroushian dan Bayasi, 1987).
Kosentrasi serat yang masih mungkin dilakukan pengadukan secara mudah adalah
1% volume. Jika kosentrasi serat melebihi nilai tersebut, adukan akan menjadi
sulit diaduk, dan yang masih diijinkan agar adukan beton masih workable adalah
L/D < 100 (Sudarmoko, 1987).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
Penambahan serat kawat pada adukan beton dengan ukuran diameter 0,9 mm dan
panjang 54 mm dapat meningkatkan kuat lentur sebesar 48,06 % dari kuat lentur
beton normal (Ananta,2007).
Penambahan serat polypropylene dapat meningkatkan nilai toughness jika
penambahannya sebanyak 1% atau lebih besar (1,12% atau 1,48%) dalam volume
adukan beton ringan (M. Perez-Pena dan B.Mobasher,1994).
Penambahan serat polyethylene ke dalam campuran beton dengan kadar 0,3%
meningkatkan kuat tekan sebesar 20,36%, meningkatkan kuat belah sebesar
2,05%, meningkatkan nilai kapsitas momen balok beton sebesar 15,79%, dan
meningkatkan nilai toughness sebesar 318,61% (Wibowo, 2006).
Pada pengujian Toughness terjadi peningkatan dengan penambahan serat
almunium pada kadar serat 0,35% dengan nilai toughness sebesar 55,44538
KNmm atau bertambah sebesar 21,2579% dibanding nilai toughness beton tanpa
serat yaitu sebesar 44,7321 KNmm, sedangkan pada pengujian Stiffness terjadi
peningkatan dengan penambahan serat almunium pada kadar 0,75% dengan nilai
stiffness sebesar 12,0917 KN/mm atau bertambah sebesar 5,9508% dibanding
nilai stiffness beton tanpa serat yaitu sebesar 11,4187 KN/mm (Yuliyanto , 2009).
Toughness suatu penampang dari elemen balok adalah energi yang dapat diserap
dan dihitung dari luas dibawah diagram beban lendutan dari suatu uji lentur
(Wahyono, 1966).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
2.2 Landasan Teori
2.2.1. Beton Normal
Beton normal adalah beton yang cukup berat dengan berat jenis 2400 kg/m3, kuat
tekan 15 MPa sampai 40 MPa dan dapat menghantarkan panas. Agregat dalam
bahan penyusun beton paling berpengaruh terhadap berat beton yang tinggi. Pada
beton normal biasanya digunakan agregat normal yaitu agregat yang berat
jenisnya antara 2,5 sampai 2,7 kg/m3 seperti: granit, basalt, kuarsa, dan
sebagainya.
2.2.2. Beton Serat
Dalam penelitian terdahulu, pemberian serat didalam struktur beton memberi
kontribusi positif terhadap kenaikan kekuatan tariknya. Penelitian yang dilakukan
oleh Suhendro (1991) membuktikan bahwa sifat-sifat kurang baik dari beton
yaitu getas, praktis tidak mampu menahan beban tarik dan momen lentur, dapat
diperbaiki dengan menambahkan fiber lokal yang terbuat dari potongan-potongan
kawat pada adukan beton.
Serat pada campuran beton dapat menunda retaknya beton, membatasi
penambahan retak dan juga membantu ketidakmampuan semen portland yang
tidak dapat menahan regangan dan benturan menjadi ikatan komposit kuat dan
lebih tahan retak. Spesifikasi yang sering digunakan dapat dilihat pada Tabel 2.1
berikut ini :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Tabel 2.1 Spesifikasi Serat-Serat yang Sering Digunakan
Fiber Spesific
Gravity
Tensile
Strenght
(ksi)
Young’s
Modulus
(103 Ksi)
Elongation
At Failure
(%)
Common
Diameters
(in)
Common
Length
(in)
Steel
Glass
Polypropilon
Carbon
7,86
2,7
0,91
1,6
100-300
Up to 180
Up to 100
UP to
100
30
11
0,14-1,2
72
Up To 30
3,5
2,5
1,4
0,0005-0,04
0,004-0,03
Up to 0,1
0,0004-0,008
0,5-1,5
0,5-1,5
0,5-1,5
0,02-0,5
(Soroushian & Bayasi, 1987)
Tipe serat secara umum dapat diklarifikasikan menjadi empat (ACI Committee
544), yaitu :
a. SFRC (Steel Fiber Reinforced Concrete).
b. GFRC (Glass Fiber Reinforced Concrete).
c. SNFRC (Synthetic Fiber Reinforced Concrete).
d. NFRC (Natural Fiber Reinforced Concrete).
2.3. Material Penyusun Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150
2.3.1. Semen Portland
Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan
klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis
dengan gips sebagai bahan tambahan (PUBI-1982, dalam Tjokrodimuljo, 1996).
Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu
massa yang padat dan juga untuk mengisi rongga-rongga antar butir agregat.
Empat unsur yang paling penting dalam semen adalah:
a. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO3
b. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2
c. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3
d. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.FeO2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
Jenis semen Portland di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Jenis Semen Portland Di Indonesia Sesuai SII 0013-81
Jenis semen Karakteristik umum
Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak
memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-
jenis lain
Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan
ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang
Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut
persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi
Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut
persyaratan panas hidrasi yang rendah
Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut
persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat
(Sumber : Tjokrodimuljo (1996)
2.3.2. Agregat
Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi
dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60 % - 80 %
dari volume mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu
bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton. Berdasarkan ukuran besar
butirnya, agregat yang dipakai dalam adukan beton dapat dibedakan menjadi dua
jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar.
a. Agregat Halus
Agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil antara 0,15 mm dan 5 mm.
Dalam pemilihan agregat halus harus benar-benar memenuhi persyaratan yang
telah ditentukan. Karena sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan
(workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk mortar bersama semen dan air,
berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat
(Tjokrodimuljo,1996).
Berdasarkan ASTM C 125-03 “Standard Terminology Relating toConcrete and
Concrete Aggregates” agregat halus adalah agregat yang lolos saringan 4,75 mm
(No. 4) dan tertahan pada saringan 75µm (No. 200)
Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 33, syarat-syarat agregat halus (pasir) adalah
sebagai berikut :
1) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran tajam dan keras, bersifat kekal dalam
arti tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti panas matahari dan
hujan.
2) Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5 % terhadap jumlah
berat agregat kering. Apabila kandungan lumpur lebih dari 5 %, agregat halus
harus dicuci terlebih dahulu.
3) Agregat halus tidak boleh mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak.
Hal demikian dapat dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams Header
dengan menggunakan larutan NaOH.
4) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran yang beranekaragam besarnya dan
apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1
(PBI 1971), harus memenuhi syarat sebagai berikut :
(a) Sisa di atas ayakan 4 mm , harus minimum 2 % berat.
(b) Sisa di atas ayakan 1 mm , harus minimum 10 % berat.
(c) Sisa di atas ayakan 0,25 mm , harus berkisar antara 80 % - 90 % berat.
Pasir di dalam campuran beton sangat menentukan dalam hal kemudahan
pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability)
dari beton yang dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu
pasir harus dikendalikan. Oleh karena itu pasir sebagai agregat halus harus
memenuhi gradasi dan persyaratan yang ditentukan. Batasan susunan butiran
agregat halus dapat dilihat pada Tabel 2.3.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
Tabel 2.3. Batasan Susunan Butiran Agregat Halus
Ukuran saringan
(mm)
Persentase lolos saringan
Daerah 1 Daerah 2 Daerah 3 Daerah 4
10,00
4,80
2,40
1,20
0,60
0,30
0,15
100
90-100
60-95
30-70
15-34
5-20
0-10
100
90-100
75-100
55-90
35-59
8-30
0-10
100
90-100
85-100
75-100
60-79
12-40
0-10
100
95-100
95-100
90-100
80-100
15-50
0-15
(Sumber : Tjokrodimuljo (1996)
Keterangan: Daerah 1 : Pasir kasar Daerah 2 : Pasir agak kasar Daerah 3 : Pasir agak halus Daerah 4 : Pasir halus
b. Agregat Kasar
Agregat kasar adalah agregat yang mempunyai ukuran butir-butir besar antara 5
mm dan 40 mm. Sifat dari agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton
keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak
lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan
harus mempunyai ikatan yang baik dengan semen (Tjokrodimuljo,1996).
Berdasarkan ASTM C 125-03 “Standard Terminology Relating toConcrete and
Concrete Aggregates” agregat kasar adalah suatu agregat yang tertahan pada
saringan 4,75 mm (No. 4).
Sifat-sifat bahan bangunan sangat perlu untuk diketahui, karena dengan
mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan tersebut, kita dapat menentukan
langkah-langkah yang diambil dalam menangani bahan bangunan tersebut. Sifat-
sifat dari agregat kasar yang perlu untuk diketahui antara lain ketahanan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
(hardness), bentuk dan tekstur permukaan (shape and texture surface), berat jenis
agregat (specific gravity), ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir
(finenes modulus), dan gradasi agregat (grading).
Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 3.4 syarat-syarat agregat kasar (kerikil) adalah
sebagai berikut :
1) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir keras dan tidak berpori. Agregat
kasar yang mengandung butir-butir pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah
butir-butir pipih tersebut tidak melebihi 20 % dari berat agregat seluruhnya.
Butir-butir agregat kasar harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur
oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan.
2) Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1 % yang ditentukan
terhadap berat kering. Apabila kadar lumpur melampaui 1 % maka agregat
kasar harus dicuci.
3) Agergat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton,
seperti zat-zat yang reaktif alkali.
4) Kekerasan butir-butir agregat kasar yang diperiksa dengan bejana penguji dari
Rudelof dengan beton penguji 20 ton, yang harus memenuhi syarat-syarat :
(a) Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5-19 mm lebih dari 24 %
berat.
(b) Tidak terjadi pembubukan sampai 19-30 mm lebih dari 22 % berat.
Kekerasan ini dapat juga diperiksa dengan mesin Los Angeles. Dalam hal ini
tidak boleh terjadi kehilangan berat lebih dari 50 %.
5) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam besarnya dan
apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1
PBI 1971, harus memenuhi syarat sebagai berikut :
(a) Sisa diatas ayakan 31,5 mm harus 0 % berat .
(b) Sisa diatas ayakan 4 mm harus berkisar antara 90 % dan 98 % berat.
(c) Selisih antara sisa-sisa kumulatif diatas dua ayakan yang berurutan,
maksimum 60 % dan minimum 10 % berat.
Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.4.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
Tabel 2.4. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar
Ukuran Saringan (mm) Persentase Lolos Saringan
40 mm 20 mm
40
20
10
4,8
95-100
30-70
10-35
0-5
100
95 – 100
22-55
0-10
(Sumber : Tjokrodimuljo (1996))
Susunan untuk butiran (gradasi) yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan
(density) maksimum dan porositas (voids) minimum. Sifat penting dari suatu
agregat (baik kasar maupun halus) ialah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap
benturan yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan
karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses
pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap
penyusutan.
Bentuk dari partikel agregat dapat mempengaruhi kebutuhan air, workability,
kemampuan untuk diangkut (mobility), bleeding, kemampuan untuk membentuk
hasil akhir yang baik (finishability) dan kekuatan. Partikel yang lebih bulat
(rounded) memberikan workability yang lebih baik dibandingkan dengan partikel
yang bentuknya pecah atau bersudut. Hal ini disebabkan karena sedikitnya bidang
kontak antar partikel yang dialami oleh partikel bulat, sehingga gaya gesek antar
partikel menjadi lebih kecil dan aliran campuran beton menjadi lebih mudah.
Bentuk agregat juga mempengaruhi kuat tekan pada beton. Campuran yang
menggunakan agregat dengan bentuk pecah dan bersudut akan menghasilkan
beton dengan kekuatan yang lebih tinggi karena kekuatan ikatan antar partikelnya
besar. Kekuatan ikatan yang besar tersebut dikarenakan bidang kontak antara
partikel dengan pasta yang besar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
2.3.3. Air
Air merupakan bahan dasar pembuat dan perawatan beton, penting namun
harganya paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta untuk
menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan
dipadatkan. Air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula
untuk bahan campuran beton. Tetapi tidak berarti air harus memenuhi persyaratan
air minum. Jika diperoleh air dengan standar air minum, maka dapat dilakukan
pemeriksaan secara visual yang menyatakan bahwa air tidak berwarna, tidak
berbau, dan cukup jernih. Menurut Tjokrodimuljo (1996), dalam pemakaian air
untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut:
a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.
b. Tidak mengandung garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll)
lebih dari 15 gram/liter.
c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.
d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.
Kekuatan beton dan daya tahannya berkurang jika air mengandung kotoran.
Pengaruh pada beton diantaranya pada lamanya waktu ikatan awal serta kekuatan
beton setelah mengeras. Adanya lumpur dalam air diatas 2 gram/liter dapat
mengurangi kekuatan beton. Air dapat memperlambat ikatan awal beton sehingga
beton belum mempunyai kekuatan dalam umur 2-3 hari. Sodium karbonat dan
potasium dapat menyebabkan ikatan awal sangat cepat dan konsentrasi yang besar
akan mengurangi kekuatan beton (Tjokrodimuljo,1996).
2.3.4. Bahan Tambah
a. Pengertian Bahan Tambah
Bahan tambah merupakan bahan selain air, agregat, semen dan perkuatan dengan
menggunakan serat yang digunakan sebagai bahan campuran semen untuk
memodifikasi sifat beton segar, waktu pengerasan, dan kinerja beton saat keras
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
dan ditambahkan ke dalam adukan sebelum atau selama proses pencampuran
(mixing) (ASTM C 125, 2003)
b. Garvalum AZ150
Penelitian ini menggunakan bahan tambah berupa serat galvalum. Berdasarkan
pada penelitian beton ringan berserat garvalum oleh mediyanto, 2003 beberapa
sifat dan prilaku beton yang dapat diperbaiki setelah penambahan serat adalah
1. Kekuatan terhadap lentur dan tarik
2. Ketahanan terhadap beban kejut
3. Sifat daktilitas beton
4. Ketahanan terhadap keausan
5. Kekuatan geser beton
Keunggulan inilah yang dijadikan dasr dalam pemilihan serat garvalum dalam
pembuatan beton normal berserat, selain dikarenakan serat garvalum memiliki
unit densitas yang lebih rendah dari serat baja.
2.4. Kekakuan (Stiffness)
Stiffness adalah kemampuan suatu elemen untuk bersifat kaku / tidak elastis
(Kekakuan). Stiffness balok didefinisikan sebagai hasil bagi antara beban dan
lendutan dari uji lentur dan dihitung dengan Persamaan 2.1
K = Bδ …………………………………………………………………………..(2.1)
Dimana :
K : Stiffness (KN/mm)
P : Beban (KN) æ : Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Kekakuan struktur pada suatu bangunan merupakan unsur yang sangat penting
dalam mendesign bangunan tahan gempa, sebab masalah kekakuan akan sangat
berpengaruh terhadap respon struktur karena gaya gempa.
Stiffness pada suatu elemen struktur sangat dipengaruhi oleh banyaknya distribusi
material yang ada. Suatu elemen struktur yang mempunyai nilai stiffness kecil
lebih mudah mengalami tekuk dibandingkan dengan elemen yang mempunyai
stiffness besar.
2.5. Keuletan (Toughness)
Toughness merupakan energi yang diserap oleh sebuah elemen struktural pada
saat pembebanan, dimana hal ini menunjukan seberapa besar kemampuan sebuah
elemen struktur untuk menyebarkan secara merata energi yang diterimanya akibat
pembebanan ke seluruh elemen struktur.
Nilai toughness didapat dari perhitungan luas daerah dibawah grafik hubungan
antara beban P (KN) dengan lendutan (mm). Luas daerah yang dimaksud yaitu
luas daerah yang diarsir dengan batas sebelah kiri a dan batas sebekah kanan b
seperti ditunjukan dalam Gambar 2.1
Gambar 2.1 Grafik index of toughness
P (KN)
F (X)
δ (mm)
a b
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Nilai toughness didapatkan dari perhitungan luas daerah dibawah grafik hubungan
antara P(KN) dengan defleksi (mm). Cara perhitungan luas daerah tersebut
menggunakan rumus integral yaitu :
董归纵贯邹V8贫频
Dengan : f(X) = Hasil regresi dari persamaan grafik beban defleksi
a = Defleksi belum terjadi = 0 (mm)
b = Defleksi saaat terjadi retakan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Uraian Umum
Metode yang diterapkan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental yaitu
suatu metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan secara
langsung untuk mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara
variabel yang diselidiki. Pada penelitian ini ekperimen dilakukan di laboratorium.
Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian bahan,
pengujian kuat tekan, pengujian kekakuan (stiffness,) dan pengujian keuletan
(toughness). Pengujian toughness dan stiffness menggunakan alat uji kuat lentur
(Bending testing Machine)
Dari hasil penelitian akan didapatkan data yang akan dibuat menjadi grafik
hubungan antara variasi penambahan serat galvalum AZ150 terhadap nilai
toughness dan stiffness, sehingga dapat diperoleh nilai optimum penambahan serat
dengan nilai toughness dan stiffness beton maksimum yang terjadi.
3.2 Tempat Penelitian
Penelitian ini bertempat di Laboratorium Bahan Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret.
3.3 Benda Uji Penelitian
Benda uji yang digunakan dalam pengujian kekakuan (stiffness) dan keuletan
(toughness) adalah benda uji balok berukuran alas 10 cm x 10 cm dengan tinggi
40 cm.sebanyak 12 benda uji dengan 3 benda uji untuk masing-masing kondisi.
Dengan kadar penambahan galvalum AZ150 adalah 0 %; 0,33 %; 0,66 %; dan 1
% dari volume adukan. Benda uji dapat dilihat di Tabel 3.1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Tabel 3.1 Benda Uji
Kode Ukuran
(cm)
Kadar Serat
Galvalum AZ150
(%)
Jumlah
Galv 0%
Galv 0,33%
Galv 0,66%
Galv 1%
10 x 10 x 40
10 x 10 x 40
10 x 10 x 40
10 x 10 x 40
0 %
0,33 %
0,66 %
1 %
3 Buah
3 Buah
3 Buah
3 Buah
3.4 Pengujian Toughness
Pengujian toughness dilakukan setelah beton berumur 28 hari. Hal-hal yang akan
diamati dalam pengujian touhgness ini adalah besarnya (P) maksimum atau beban
pada saat beton mulai retak dan defleksi yang terjadi dengan menggunakan alat uji
kuat lentur (Bending Testing Machine).
Pengujian dilakukan berdasarkan ASTM C-78 yaitu metode pengujian kuat lentur
beton dengan bentang terbagi dua akibat adanya roda yang bekerja pada tiap jarak
1/3 bentang, seperti terlihat pada Gambar 3.1
Gambar 3.1 Perletakan benda uji dalam alat uji kuat lentur
Adapun langkah-langkah pengujian toughness dapat diuraikan sebagai berikut :
a. Balok beton yang diuji diambil dari tempat perawatan kemudian diukur
dimensinya.
b
d
1/3 L 1/3 L 1/3 L
½ P ½ P
P (KN)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
b. Mesin penguji diatur jarak perletakannya dan balok uji diletakan pada mesin
penguji.
c. Memasang alat dial gauge 13 cm dari tumpuan.
d. Mesin pembebanan dijalankan secara elektrik dengan cara meningkatkan
beban konstan.
e. Pembebanan dilakukan hingga balok retak, kemudian dicatat besarnya beban
tertinggi yang terjadi pada saat terjadinya retakan.
3.5. Pengujian Kekakuan (Stiffness)
Pengujian dilakukan pada semua benda uji balok beton dengan tujuan untuk
mengetahui nilai stiffness pada benda uji yang berupa balok beton.
Setting balok pada pengujian stiffness ini sama dengan pengujian toughness yaitu
metode pengujian kuat lentur beton dengan terbagi dua akibat adanya rode yang
bekerja pada 1/3 bentang seperti Gambar 3.1.
3.6. Tahap Penelitian
Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian sebagai berikut :
a. Tahap I (Tahap persiapan)
Melakukan studi literatur serta mempersiapkan bahan dan alat uji penelitian
supaya penelitian berjalan lancar.
b. Tahap II (Tahap pengujian Bahan)
Melakukan pengujian bahan yang akan digunakan dengan tujuan untuk
mengetahui sifat dan karakterstik bahan. Bahan yang diuji adalah agregat
kasar dan agregat halusnya. Hal ini dilakukan untuk mengetahui apakah
agragat kasar atau halus tersebut memenuhi syarat.
c. Tahap III (Tahap pembuatan Benda Uji)
Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut :
1) Penetapan campuran adukan beton. Rencana proporsi campuran adukan
beton dengan mix design sesuai standar SK.SNI.T-15-1990-03.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
2) Pembuatan adukan beton
3) Pemerikasaan nilai slump
4) Pembuatan benda uji berupa balok ukuran 10 cm x 10 cm x 40 cm
d. Tahap IV (Tahap perawatan Benda uji )
Pada tahap ini benda uji dirawat (curing) dengan ditutup karung goni basah
sampai umur beton mencapai 28 hari.
e. Tahap V (Tahap Pengujian benda Uji)
Melakukan pengujian kuat lentur beton pada umur 28 hari. Pengujian
dilakukan di Laboratorium Bahan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
f. Tahap VI (Tahap Analisis Data dan Pembahasan)
Melakukan analisis data hasil pengujian dengan membuat data tersebut
menjadi suatu grafik yang kemudian grafik tersebut diregresi untuk mencari
luasan di bawah grafik.
g. Tahap VII (Kesimpulan)
Tahap ini melakukan pengambilan kesimpulan dari hasil analisis pengujian
yang berhubungan dengan tujuan penelitian.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
Tahapan penelitian ini dapat dilihat secara sketmatis dalam bagan alir pada
Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Diagram Alir
Perhitungan Rancang Campur
(Mix Design)
Pembuatan Benda Uji
Balok10 x 10 x 40 (cm)
Pembuatan Adukan Beton
Perawatan (Curing)
Pengujian Kuat Lentur / MOR
Analisis Data dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Tahap I
Tahap II
Tahap III
Tahap IV
Tahap V
Tahap VI
Tahap VII
Uji Bahan:
- kadar lumpur - kadar organik - specific gravity - gradasi -agregat SSD -absorbsi
Uji Bahan:
- abrasi - specific gravity - gradasi -absorbsi
Persiapan
AgregatKasar Air AgregatHalus Semen Galvalum
Ya
Tidak
Uji Slump
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
3.7. Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Beton
Untuk memenuhi sifat dan karakteristik dari bahan dasar penyusun beton maka
perlu dilakukan pengujian. Pengujian ini dilakukan terhadap agregat halus dan
agregat kasar.
3.7.1. Standar Pengujian Terhadap Agregat Halus
Pengujian agregat halus dilakukan berdasarkan ASTM dan disesuaikan dengan
spesifikasi bahan menurut ASTM. Standar pengujian agregat halus adalah sebagai
berikut :
a. ASTM C-23 :Standar penelitian pengujian berat isi agregat halus.
b. ASTM C-40 :Standar penelitian untuk tes kotoran organik dalam
jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj jjjagregat halus.
c. ASTM C-117 :Standar penelitian untuk agregat lolos saringan no. 200
vvvvvvvvvvvv vdengan pencucian.
d. ASTM C-128 :Standar penelitian untuk menentukan spesific gravity
vvvvvvvvvvvv vagregat halus.
e. ASTM C-136 :Standar penelitian untik analisis saringan agregat halus.
3.7.2. Standar Pengujian Terhadap Agregat Kasar
a. ASTM C-29 : Standar penelitian untuk pengujian berat isi agrgat kasar
b. ASTM C-127 : Standar penelitian untuk menentukan spesific gravity
vvvvvvvvvvvvv agregat kasar
c. ASTM C-131 : Standar penelitian untuk pengujian abrasai agregat kasar
d. ASTM C-136 : Standar pengujian untuk analisis ayakan agregat kasar.
3.8 Alat yang Digunakan
Penelitian ini dilakukan pada laboratorium bahan konstruksi Teknik Sipil UNS
sehingga menggunakan alat-alat yang ada dilaboratorium tersebut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
Alat-alat yang dipakai dalam penelitian ini adalah :
a. Timbangan
1) Neraca merk Murayana Seisakusho Ltd Japan dengan kapasitas 5 kg,
ketelitian sampai 0,1 gram, digunakan untuk mengukur berat materila
yang berada dibawah kapsitas.
2) Timbangan bascule merk DSN Bola Dunia dengan kapasitas 150 kg
dengan ketelitian 0,1 kg.
b. Ayakan
Ayakan yang digunkan adalah ayakan dengan merk Control Italy bentuk
lubang ayakan adalah bujur dangkar dengan ukuran 75 mm 50 mm 38 mm
25 mm 12,5 mm 9,5 mm 4,75 mm 2,36 mm 1,18 mm 0,85 mm 0,3 mm
0,15 mm dan pan.
c. Mesin penggetar ayakan
Mesin penggetar ayakan yang digunakan adalah mesin penggetar dengan
merek Control Italy. Mesin ini digunakan sebagai dudukan sekaligus
penggetar ayakan. Penggunaan untuk uji gradasi agregat halus maupun
kasar.
d. Oven merk binder
Oven berkapasitas 300oC 2200 W digunkan untuk mengeringkan meterial
(pasir dan krikil).
e. Corong konik
Corong konik dengan ukuran diameter atas 3,8 cm diameter bawah 8,9 cm
tinggi 7,6 cm lengkap dengan alat penumbuk alat ini digunakan untuk
mengukur keadaan SSD agregat halus.
f. Corong / kerucut abrams
Kerucut abrams terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm dan
diameter bawah 20 cm tinggi 30 cm dilengkapi dengan tongkat baja yang
diujungnya ditumpulkan panjang 60 cm diameter 16 cm Alat ini
digunakan untuk mengukur nilai slump adukan beton.
g. Mesin los angelos
Mesin ini dilengkapi dengan 12 buah bola baja alat ini digunakan untuk
menguji ketahanan aus dari agragat kasar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
h. Cetakan benda uji
Cetakan benda uji yang digunkan adalah cetakan silinder baja dengan
ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
i. Alat Bantu
Untuk kelancaran dan kemudahan penelitian pada saat pembuatan benda
uji digunakan beberapa alat bantu :
1) Vibrator yang digunkan untuk pemadatan saat pembuatan benda uji.
2) Cetok semen, digunakan untuk memindahkan bahan batuan dan
memasukan campuran beton ke dalam cetakan beton.
3) Gelas ukur kapasitas 250 ml digunkan untuk meneliti kandungan zat
organik dan kandungan lumpur agregat halus.
4) Ember untuk tempat air dan sisa adukan.
5) Cangkul untuk mengaduk campuran beton.
j. Dial Gauge
Untuk mengukur besarnya lendutan yang terjadi.
k. Alat Uji Kuat Lentur
Untuk mengukur kekuatan lentur beton.
3.9 Pengujian Bahan Dasar Beton
Untuk mengetahui sifat dan karakteristik dari material pembentuk beton maka
dalam penelitian ini dilakukan pengujian terhadap bahan-bahan pembentuk beton.
Pengujian ini hanya dilakukan terhadap agregat halus agregat kasar sedangkan air
dan semen yang digunakan telah sesuai dengan spesifikasi standar dalam PBI NI
1971 pasal 3.6
3.9.1 Pengujian Agregat Halus
3.9.1.1 Pengujian Kadar Lumpur Dalam Agregat Halus
Pasir adalah salah satu bahan dasar beton yaitu sebagai agregat halus. Pasir
digunakan dalam pembuatan beton harus memenuhi beberapa persyaratan, Salah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
satunya adalah pasir harus bersih. Pasir bersih yaitu pasir yang tidak mengandung
lumpur lebih dari 5 % dari berat keringnya. Apabila kadar lumpur lebih dari 5 %
maka harus dicuci terlebih dahulu. Syarat-syarat agregat halus sesuai dengan PBI
NI-2,1971. Kadar lumpur pasir dihitung dengan Persamaan 3.1
Kadar lumpur = .钳能.前.前 x 100 %.........................................................................(3.1)
Dengan :
G0 = berat awal 100 gram
G1 = Berat pasir akhir (gram)
3.9.1.2 Pengujian Kadar Zat Organik Dengan Agregat Halus
Pasir biasanya diambil dari sungai maka kemungkinan kotor sangat besar,
misalnya bercampur dengan lumpur zat organik lainnya. Pasir sebagai agregat
halus dalam adukan beton tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak
karena mengakibatkan penurunan kekuatan beton yang dihasilkan. Kandungan zat
oeganik ini dapat dilihat dari percobaan warna dari abrams harder dengan
menggunakan larutan NaOH 3 % dengan peraturan beton bertulang indonesia
(PBI NI-2,1971). Penurunan kekuatan dapat dilihat pada Tabel 3.2
Tabel 3.2 Pengaruh Kadar Zat Organik Terhadap Presentase Penurunan Kekuatan
Beton
Warna Penurunan Kekuatan
Jernih 0
Kuning muda 0 – 10
Kuning tua 10 – 20
Kuning kemerahan 20 – 30
Coklat kemerahan 30 – 50
Coklat tua 50 – 100
(sumber : tabel Prof Ir. Rooseno, 1995 )
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
3.9.1.3 Pengujian Specific Garavity Agregat Halus
Sifat-siifat bahan bangunan yang dipakai dalam suatu pekerjaan struktur sangat
penting untuk diketahui, karena sifat-sifat tersebut dapat ditentukan langkah-
langkah yang tepat untuk mengerjakan bangunan tersebut.Berat jenis merupakan
salah satu variabel yang sangat penting dalam merencanakan campuran adukan
beton karena dengan mengetahui variabel tersebut dapat dihitung volume pasir
yang ditentukan.
Tujuan dari pengujian ini untuk mendapatkan :
a. Bulk spesific gravity yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi
kering dengan volume pasir total
b. Bulk spesific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam
kondisi kering permukaan dengan volume pasir total.
c. Apparent Spesific gravity yaitu perbandingan antara berat pasir kering dengan
volume butir pasir.
d. Absorbtion yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat
kering
Nilai-nilai yang ingin diketahui di atas dihitung dengan Persamaan 3.2 – 3.5.
Bulk spesific gravity = &批嫩p 能披…………………………….…(3.2)
Bulk spesific gravity SSD = p 批嫩p 能披……………………………….(3.3)
Apparent spesific gravity = &批嫩&能披……………………………...….(3.4)
Absorbtion = p 能&& x 100 %.....................................(3.5)
Dengan :
A = berat pasir kering oven (gram)
B = berat volumetric flask berisi air (gram)
C = berat volumetric flask berisi air dan pasir (gram)
500= berat pasir dalam keadaaan kering permukaan jenuh (gram)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
3.9.1.4 Pengujian Gradasi Agregat Halus
Tujuan pengujian gradasi adalah untuk mengetahui susunan diameter butiran pasir
dan persentase modulus kehalusan butir.
Modulus kehalusan butir = ………………………………………….(3.6)
Dengan :
A: ∑ prosentase berat pasir yang tertinggal kumulatif tanpa berat pasir dalam pan.
B: ∑ prosentase berat pasir yang tertinggal.
Menurut ASTM agregat halus yang baik mempunyai gradasi butiran sesuai Tabel
3.3
Tabel 3.3 Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM
Diameter Ayakan Berat lolos saringan ASTM ( %)
9,5 100
4,75 90 – 100
2,36 75 – 100
1,18 55 – 90
0,6 35 – 59
0,3 8 – 30
0,15 0 – 10
0 0
3.9.2 Pengujian Agregat Kasar
3.9.2.1 Pengujian Spesific Gravity Agregat Kasar
Berat jenis merupakan salah satu variabel yang sangat penting dalam
merencanakan campuran adukan beton, karena dengan variabel tersebut dapat
dihitung volume dari agregat kasar yang diperlukan. Pengujian spesific gravity
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
agregat kasar dalam penelitian ini menggunakan kerikil dengan diameter
maksimal 25 mm.
Tujuan pengujian spesific gravity :
a. Untuk mengetahui bulk spesific gravity yaitu perbandingan antara berat krikil
dalam kondisi kering dengan volume pasir total.
b. Untuk mengetahui bulk spesific SSD yaitu perbandingan antara berat kerikil
jenuh ndalam kondisi kering permukaan dengan volume krikil total
c. Untuk mengetahui apparent spesific gravity yaitu perbandingan antar berat
kerikil kering dengan volume butir kerikil
d. Untuk mengetahui daya serap (absorbsion) yaitu perbandingan antara berat
air yang diserap dengan berat kerikil kering.
3.9.2.2 Pengujian Abrasi Agregat Kasar
Agregat kasar merupakan salah satu bahan dasar beton yang harus memenuhi
standar tertentu untuk daya tahan keausan terhadap gesekan. Standar ini dapat
diketahui dengan alat yang disebut bejana Los Angeles. Agregat kasar harus tahan
terhadap gaya aus gesek dan bagian yang hilang karena gesekan tidak boleh >
50%.
3.9.2.3 Pengujian Gradasi Agregat Kasar
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui variasi diameter agregat kasar,
prosentase dan modulus halusnya. Modulus kehalusan merupakan angka yang
menunjukan tinggi rendahnya tingkat keausan butir dalam agregat.
3.10 Perencanaan Campuran Beton
Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran
adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik.
Dalam penelitian ini digunakan rancang campur beton yang mengacu peraturan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
SK SNI T-15-1990-03 dengan kekuatan yang akan dicapai pada umur 28 hari 30
MPa.
3.11 Pembuatan Benda Uji
Langkah-langkah pembuatan benda uji dalam penelitian ini diuraikan sebagai
berikut :
a. Material dan peralatan yang akan digunkan untuk membuat campuran beton
dipersiapkan
b. Cetakan beton disiapkan
c. Material-material yang akan digunakan ditimbang sesuai dengan kebutuhan.
d. Pembuatan adukan dengan cara mencampurkan meterial-material tersebut
dengan mixer.
e. Nilai slump diuji dari adukan tersebut
f. Adukan dituang kedalam cetakan beton dan digunakan vibrator agar adukan
homogen dan merata didalam cetakan, dan memberi tanda untuk masing-
masing benda uji.
g. Benda dilepaskan dari cetakan setelah 24 jam kemudian dilakukan curing
terhadap benda uji tersebut.
3.12 Pengujian Nilai Slump
Slump beton adalah besaran kekentalan atau viskositi /plastisitas dan kohesi dari
beton segar. Menurut SK SNI-M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah
sebagai berikut :
a. Kerucut abrams bagian dalam dan luar dibersihkan dengan air.
b. Cetakan kerucut diletakan diatas plat baja.
c. Dengan memegang kakai kerucut kuat-kuat, adonan beton dimasukkan
hingga 1/3 tinggi kerucut, kemudian dipadatkan dengan cara menumbuknya
menggunakan tongkat besi ujung bulat sebanyak 25 kali.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
d. Pengisian diselesaikan sampai 2 lapis berikutnya dan dipadatkan dengan cara
yang sama seperti yang sebelumnya, samapai cetakan terisi penuh,
selanjutnya pada bagian atasa diratakan dengan cetok.
e. Kemudian cetakan kerucut diangkat perlahan tegak lurus keatas.
f. Mengukur penurunan dari tinggi mula-mula, besar penurunan ini disebut nilai
slump.
3.13 Perawatan Benda Uji (Curing)
Perawatan beton adalah suatu pekerjaan menjaga agar permukaan beton segar
selalu lembab sejak adukan beton dipadatkan sampaibeton dianggap cukup keras.
Hal ini dimaksudkan untuk menjamin agar proses hidrasi dapat berlangsung
dengan baik dan proses pengerasan terjadi dengan sempurna sehingga tidak terjadi
retak-retak pada beton dan mutu beton dapat terjamin.
Perawatan ini dilakukan dengan cara merendam beton ke dalam bak selama 2 hari.
Kemudian selama 26 hari atau sampai benda uji berumur 28 hari beton ditutup
dengan karung goni dan disirami dengan air supaya tetap lembab. Kemudian
diadakan pengujian beton.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
BAB 4
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Agregat
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus
Pengujian yang dilakukan terhadap agregat halus dalam penelitian kali ini
meliputi pengujian kandungan lumpur, berat jenis, kandungan zat organik, dan
gradasi pasir. Setelah dilakukan pengujian diperoleh hasil pengujian yang
disajikan dalam Tabel 4.1. Untuk perhitungan dan data-data pengujian secara
lengkap terdapat pada lampiran 1.
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Agregat Halus
Jenis Pengujian Hasil Pengujian Standar Kesimpulan
Kandungan Zat
Organik
Larutan NaOH 3%
berwarna kuning
muda
Jernih atau kuning
muda
Memenuhi
Syarat
Kandungan
Lumpur
2,3% Maksimum 5% Memenuhi
Syarat
Bulk Spesific
Gravity
2,55
- -
Bulk Spesific
Gravity SSD
2,56
2,5 - 2,7 Memenuhi
Syarat
Apparent Spesific
Gravity
2,58
- -
Absorption 0,42% - -
Modulus Halus
Butir
2,6 2,3 - 3,1 Memenuhi
Syarat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
Untuk hasil pengujian agregat halus serta persyaratan batas dari ASTM C33-97
dapat dilihat pada Tabel 4.2 berikut ini:
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus
No Diameter Ayakan
Berat Tertahan Berat Lolos
Kumulatif
ASTM C 33 Berat
(gram) % Kumulatif
(%)
1 9.5 0 0.00 0 100.00 100 2 4.75 5 0.17 0.17 99.83 95-100 3 2.36 304.5 10.16 10.33 89.67 80-100 4 1.18 567.5 18.94 29.26 70.74 50-85 5 0.85 397.5 13.26 42.53 57.47 25-60 6 0.3 1187.5 39.62 82.15 17.85 10-30 7 0.15 395 13.18 95.33 4.67 2-10 8 0 140 4.67 100.00 0.00 0
Total 2997 100 359.77 - -
Dari tabel 4.2 gradasi agregat halus di atas dapat digambarkan grafik gradasi
beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C33-97 sebagai berikut :
Gambar 4.1 Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Halus
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4 6 8 10
Kum
ulat
if L
olos
( %
)
Diameter Ayakan (mm)Hasil Pengujian ASTM batas atas ASTM batas bawah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar
Pengujian terhadap agregat kasar split (batu pecah) yang dilakukan dalam
penelitian ini meliputi pengujian berat jenis (spesific gravity), gradasi agregat
kasar, dan keausan (abrasi). Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel
4.3, sedangkan data hasil pengujian secara lengkap disajikan dalam lampiran 2.
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Agregat Kasar
Jenis Pengujian Hasil
Pengujian
Standar Kesimpulan
Bulk Spesific
Gravity
2,50
- -
Bulk Spesific
Gravity SSD
2,57
2,5 – 2,7 Memenuhi
Syarat
Apparent Spesific
Gravity
2,68
- -
Absorption 2,66 %
- -
Modulus Halus
Butir
7,61 5 – 8 Memenuhi
Syarat
Abrasi 43,10 % Maksimum
50%
Memenuhi
Syarat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar
No Diameter Ayakan
Berat tertinggal Berat Lolos
Kumulatif (%)
ASTM C33 Berat
(gram) % Kumulatif (%)
1 38,00 0 0.000 0.000 100.00 100 2 25,00 0 0.00 0.00 100.00 95-100 3 19,00 475 15.97 15.97 84.03 - 4 12,50 930 31.27 47.24 52.76 35-70 5 9,50 415 13.95 61.20 38.80 - 6 4,75 854 28.72 89.91 10.09 10-30 7 2,36 300 10.09 100.00 0.00 0-5 8 1,18 0 0.00 100.00 0.00 - 9 0,6 0 0.00 100.00 0.00 -
10 0,3 0 0.00 100.00 0.00 - 11 0,15 0 0.00 100.00 0.00 - 12 0,00 0 0.00 100.00 0.00 -
Jumlah 2974 100.00 814.32 - -
Dari Tabel 4.4 gradasi agregat kasar di atas dapat digambarkan grafik gradasi
beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C33-84 sebagai berikut :
Gambar 4.2 Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Kasar
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40
Kum
ulat
if L
olos
( %
)
Diameter Ayakan (mm)Hasil Pengujian ASTM batas atas ASTM batas bawah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
4.2. Perhitungan Rancang Campur Beton
Perhitungan rencana campuran beton normal (mix design) menggunakan standar
Dinas Pekerjaan Umum (SK SNI T-15-1990-03). Dari hasil perhitungan tersebut
didapat kebutuhan bahan per m³ yaitu :
Air = 225 liter
Semen = 562,5 kg
Pasir = 540,18 kg
Kerikil = 960,32 kg
Dari hasil tersebut maka dapat dihitung kebutuhan bahan total adukan yang terdiri
dari 12 buah benda uji balok dengan ukuran 10 x 10 x 40 (cm) yang akan diuji
pada umur 28 hari adalah 0,0576 m³. Untuk kebutuhan bahan tiap adukan
disajikan dalam Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Hasil Hitungan Kebutuhan Bahan Tiap Adukan
Dosis Total Total Volume+
Galvalum AZ 150
Air Semen Pasir Kerikil
Penambahan Volume SF 20% (kg) (lt/m³) (kg/m³) (kg/m³) (kg/m³) Serat ( m³ ) ( m³ ) 0% 0.012 0.0144 0.000 3.24 8.1 7.779 13,829
0,33 % 0.012 0.0144 0.105 3.24 8.1 7.779 13,829 0,66 % 0.012 0.0144 0.211 3.24 8.1 7.779 13,829
1% 0.012 0.0144 0.320 3.24 8.1 7.779 13,829 Total 0.048 0.0576 0.636 12.96 32.4 31.116 55.316
4.3. Hasil Pengujian Nilai Slump
Dari masing-masing campuran adukan beton tersebut dilakukan pengujian slump.
Nilai slump diperlukan untuk mengetahui tingkat workabilitas dari campuran
beton. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.6 sebagai berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Nilai Slump
Kadar Serat (%) 0% 0,33% 0,66% 1%
Nilai Slump ( cm ) 7 6 6 5,5
4.4. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton
Berat jenis beton didapat dengan cara membagi berat sampel balok beton (w)
dengan volume balok beton (V).
Contoh perhitungan untuk prosentase penambahan serat 0 %.
Berat rata-rata balok beton = B,…Ƽ 嫩B,…嫩B,mƼ 2
= 9,34
volume rata-rata balok beton = P x L x T
= 0,4 x 0,1 x 0,1
= 0,004 m3
Berat jenis = �懦……………………………………...(4.1)
= B,2…Ė,ĖĖ…
= 2335 kg/m3
Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.7. berikut ini :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Tabel 4.7 Berat Jenis Beton Tiap Variasi Kadar Serat Galvalum AZ150
Kode Sampel Volume (m3)
Berat (kg)
Berat Jenis (kg/m3)
Berat Jenis Rerata (kg/m3)
Galv 0% -1 0.004
9.41 2352.5 2335.00 Galv 0% -2 9.40 2350.0
Galv 0% -3 9.21 2302.5 Galv 0,33% -1
0.004 9.21 2302.5
2328.33 Galv 0,33% -2 9.38 2345.0 Galv 0,33% -3 9.35 2337.5 Galv 0,66% -1
0.004 9.36 2340.0
2325.83 Galv 0,66% -2 9.25 2312.5 Galv 0,66% -3 9.30 2325.0
Galv 1% -1 0.004
9.20 2300.0 2307.50 Galv 1% -2 9.25 2312.5
Galv 1% -3 9.24 2310.0
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Berat Jenis dengan % Galvalum AZ150
4.5. Hasil Pengujian Kuat Desak Beton
Pengujian kuat desak beton dilakukan setelah beton berumur 28 hari dengan
menggunakan CTM (Compression Taesting Machine) merk Controls. Benda
ujinya berupa silinder ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Dari pengujian
akan didapat beban maksimum yaitu pada saat beton hancur akibat menerima
2290229523002305231023152320232523302335
Galvalum 0% Galvalum 0,33%
Galvalum 0,66%
Galvalum 1%
2335
2328,33 2325,83
2307,5
Berat Jenis Beton
Berat Jenis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
beban tersebut (Pmaks). Dengan beban maksimum tersebut dapat diperoleh kuat
tekan beton dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
f’c = .......................................................................................................(4.2)
dengan:
f’c : kuat tekan beton salah satu benda uji (MPa)
Pmaks : beban tekan maksimal (N)
AC : luas permukaan benda uji (mm2)
Sebagai contoh perhitungan diambil data dari benda uji silinder 1 serat 0%
sebagai berikut:
Pmaks = 680 kN = 6,8 x 105 N
A = 0,25 x 3,14 x 0,152 = 1,76625 x 10-2 m2 = 17662,5 mm2
Maka kuat desak betonnya adalah: Ú ′规= 6,8 10闹17662,5 = 38,499 怪9逛
Tabel 4.8 Hasil Pengujian Kuat Desak Beton Normal Berserat Galvalum AZ150
No Kadar serat Kode P maks (kN) f’c (MPa) f’cr (MPa)
1 0% Galv 0% -1 680 38,449
36,784 2 Galv 0% -2 640 36,235
3 Galv 0% -3 630 35,669
4 0.33 % Galv 0,33% -1 670 37,933
41,350 5 Galv 0,33% -2 750 42,463
6 Galv 0,33% -3 770 43,595
7 0.66% Galv 0,66% -1 730 41,331
40,482 8 Galv 0,66% -2 700 39,632
9 Galv 0,66% -3 420 * 23,779 *
10 1% Galv 1% -1 620 35,103
35,668 11 Galv 1% -2 600 33,970
12 Galv 1% -3 670 37,933
*Benda uji tidak di pakai karena rusak.
Pmak
s AC
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Kuat Desak Beton dengan % Galvalum AZ150
4.6. Hasil Pengujian Toughness
Berdasarkan hasil pengujian beton normal berserat galvalum AZ150, bisa didapat
nilai toughness untuk masing-masing benda uji. Untuk mendapatkan nilai
toughness tersebut maka data diolah dalam bentuk grafik beban – lendutan agar
didapat suatu persamaan untuk menentukan luasan daerah dibawah kurva. Hasil
pengujian dan grafik index of toughness disajikan dalam tabel dan gambar grafik
berikut :
32
34
36
38
40
42
Galvalum 0%
Galvalum 0,33%
Galvalum 0,66%
Galvalum 1%
36,78441,35
40,482
35,668
Kuat Desak Beton
Kuat Desak Beton
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
Tabel 4.9 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0 % d f(Benda Uji 1)
徽 A P P P 磺
kg/cm2 cm2 kg N KN mm 0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.06 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.13 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.18 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.24 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.29 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.33 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.38 45 28.26 1271.700 12717 12.717 0.43
Gambar 4.5 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0 % ( Benda Uji 1 )
y = -1,372x2 + 28,92x + 0,448R² = 0,994
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Galv 0% - 1
Galv 0% - 1
Poly. (Galv 0% - 1)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
Tabel 4.10 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0 % g(Benda Uji 2)
徽 A P P P 磺
kg/cm2 cm2 kg N KN mm 0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.1 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.15 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.21 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.3 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.34 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.37 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.4
Gambar 4.6 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0 % ( Benda Uji 2 )
y = 9,404x2 + 22,33x + 0,279R² = 0,984
0
2
4
6
8
10
12
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Galv 0% - 2
Galv 0% - 2
Poly. (Galv 0% - 2)
P (K
N)
Lendutan (mm)
P (K
N)
Lendutan (mm)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
Tabel 4.11 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0 % (Benda Uji 3)
徽 A P P P 磺 kg/cm2 cm2 kg N KN mm
0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.08 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.16 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.19 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.28 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.32 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.37 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.4 45 28.26 1271.700 12717 12.717 0.44
Gambar 4.7 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0 % ( Benda Uji 3 )
y = 10,26x2 + 22,70x + 0,412R² = 0,990
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Galv 0% - 3
Galv 0% - 3
Poly. (Galv 0% - 3)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
Tabel 4.12 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0,33 % (Benda Uji 1)
徽 A P P P 磺 kg/cm2 cm2 kg N KN mm
0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.04 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.12 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.17 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.24 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.28 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.31 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.36 45 28.26 1271.700 12717 12.717 0.41 50 28.26 1413.000 14130 14.130 0.47
Gambar 4.8 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0,33 % ( Benda Uji 1 )
y = 0,219x2 + 28,72x + 0,718R² = 0,989
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Galv 0,33% - 1
Galv 0,33% - 1
Poly. (Galv 0,33% -1)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
Tabel 4.13 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0,33 % (Benda Uji 2)
徽 A P P P 磺
kg/cm2 cm2 kg N KN mm 0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.07 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.14 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.18 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.22 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.27 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.32 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.36 45 28.26 1271.700 12717 12.717 0.4 50 28.26 1413.000 14130 14.130 0.44 55 28.26 1554.300 15543 15.543 0.49
Gambar 4.9 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0,33 % ( Benda Uji 2 )
y = 3,487x2 + 29,64x + 0,242R² = 0,998
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 0,2 0,4 0,6
Galv 0,33% - 2
Galv 0,33% - 2
Poly. (Galv 0,33% -2)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
Tabel 4.14 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0,33 % (Benda Uji 3)
徽 A P P P 磺
kg/cm2 cm2 kg N KN mm 0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.08 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.12 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.16 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.18 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.23 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.26 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.29 45 28.26 1271.700 12717 12.717 0.32 50 28.26 1413.000 14130 14.130 0.35 55 28.26 1554.300 15543 15.543 0.39
Gambar 4.10 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150 0,33 % ( Benda Uji 3 )
y = 15,27x2 + 34,54x - 0,040R² = 0,998
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Galv 0,33% - 3
Galv 0,33% - 3
Poly. (Galv 0,33% -3)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
Tabel 4.15 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0,66 % (Benda Uji 1)
徽 A P P P 磺
kg/cm2 cm2 kg N KN mm 0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.07 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.12 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.18 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.24 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.28 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.32 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.36 45 28.26 1271.700 12717 12.717 0.4 50 28.26 1413.000 14130 14.130 0.44
Gambar 4.11 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150 0,66 % ( Benda Uji 1 )
y = 8,292x2 + 27,17x + 0,440R² = 0,995
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Galv 0,66% - 1
Galv 0,66% - 1
Poly. (Galv 0,66% -1)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
Tabel 4.16 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0,66 % (Benda Uji 2)
徽 A P P P 磺
kg/cm2 cm2 kg N KN mm 0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.09 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.14 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.19 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.26 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.31 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.34 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.38 45 28.26 1271.700 12717 12.717 0.42 50 28.26 1413.000 14130 14.130 0.45
Gambar 4.12 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150 0,66 % ( Benda Uji 2 )
y = 14,94x2 + 23,21x + 0,345R² = 0,995
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Galv 0,66% - 2
Galv 0,66% - 2
Poly. (Galv 0,66% -2)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
Tabel 4.17 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 0,66 % (Benda Uji 3)
徽 A P P P 磺
kg/cm2 cm2 kg N KN mm 0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.09 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.14 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.20 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.30 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.36 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.41 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.45 45 28.26 1271.700 12717 12.717 0.48 50 28.26 1413.000 14130 14.130 0.51
Gambar 4.13 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150 0,66 % ( Benda Uji 3 )
y = 17,88x2 + 15,26x + 0,967R² = 0,973
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 0,2 0,4 0,6
Galv 0,66% - 3
Galv 0,66% - 3
Poly. (Galv 0,66% -3)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
Tabel 4.18 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 1 % (Benda Uji 1)
徽 A P P P 磺
kg/cm2 cm2 kg N KN mm 0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.07 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.15 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.20 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.24 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.29 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.33 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.38 45 28.26 1271.700 12717 12.717 0.42
Gambar 4.14 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150 1 % ( Benda Uji 1 )
y = 7,575x2 + 26,19x + 0,316R² = 0,995
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Galv 1% - 1
Galv 1% - 1
Poly. (Galv 1% - 1)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
Tabel 4.19 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 1 % (Benda Uji 2)
徽 A P P P 磺 kg/cm2 cm2 kg N KN mm
0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.10 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.15 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.21 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.30 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.34 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.37 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.40 45 28.26 1271.700 12717 12.717 0.45
Gambar 4.15 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150 1 % ( Benda Uji 2 )
y = 14,07x2 + 20,69x + 0,350R² = 0,988
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Galv 1% - 2
Galv 1% - 2
Poly. (Galv 1% - 2)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
Tabel 4.20 Hasil Pengujian Beton Normal Berserat Galvalum AZ150 1 % (Benda Uji 3)
徽 A P P P 磺 kg/cm2 cm2 kg N KN mm
0 28.26 0 0 0 0 10 28.26 282.600 2826 2.826 0.07 15 28.26 423.900 4239 4.239 0.14 20 28.26 565.200 5652 5.652 0.19 25 28.26 706.500 7065 7.065 0.26 30 28.26 847.800 8478 8.478 0.32 35 28.26 989.100 9891 9.891 0.36 40 28.26 1130.400 11304 11.304 0.4 45 28.26 1271.700 12717 12.717 0.43
Gambar 4.16 Grafik Index of Toughness Beton Normal Berserat Galvalum AZ
150 1 % ( Benda Uji 3 )
Dari grafik diatas dapat dihitung nilai toughness berdasarkan luas bidang dibawah
grafik tersebut. Maka berdasarkan gambar grafik diatas nilai toughness dapat
dicari dengan rumus :
y = 6,829x2 + 24,33x + 0,505R² = 0,990
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Galv 1% - 3
Galv 1% - 3
Poly. (Galv 1% - 3)
P (K
N)
Lendutan (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
Toughness = 董Ú纵 邹Ĩ 贫频 ……………………………………………………....(4.3)
Dimana : f(x) = hasil regresi dari persamaan grafik beban – defleksi
a = defleksi belum terjadi = 0 mm
b = defleksi maksimum sebelum balok runtuh (mm)
Berdasarkan rumus diatas maka diambil salah satu contoh analisis perhitungan
nilai toughness dari data benda uji 1 galvalum AZ150 0 %.
Dari grafik didapatkan persamaan F(x) = y = -1,372x2 + 28,92x + 0,448 dengan
nilai a = 0 dan b = 0,43 maka :
Nilai toughness = 董 − 1,372xm + 28,92x + 0,448Ė,…2Ė dx
= -0,457(0,43)3 + 14,46(0,43)2 + 0,448(0,43) - 0
= 2,829 KNmm
Dari hasil perhitungan diperoleh nilai toughness sebesar 2,829 KNmm
Untuk perhitungan benda uji yang lain dapat dilihat dalam Tabel 4.21 berikut :
Tabel 4.21 Analisis Toughness
Sampel Persamaan Defleksi
Max Toughness Toughness
Rata- Rata (mm) (KNmm) (KNmm)
Galv 0% - 1 y =-1,372x2 + 28,92x + 0,448 0,43 2,829
2,750 Galv 0% - 2 y = 9,404x2 + 22,33x + 0,279 0,40 2,099* Galv 0% - 3 y = 10,26x2 + 22,70x + 0,412 0,44 2,670 Galv 0,33% - 1 y = 0,219x2 + 28,72x + 0,718 0,47 3,517
3,415 Galv 0,33% - 2 y = 3,487x2 + 29,64x + 0,242 0,49 3,814 Galv 0,33% - 3 y = 15,27x2 + 34,54x - 0,040 0,39 2,913 Galv 0,66% - 1 y = 8,292x2 + 27,17x + 0,440 0,44 3,051
3,093 Galv 0,66% - 2 y = 14,94x2 + 23,21x + 0,345 0,45 2,959 Galv 0,66% - 3 y = 17,88x2 + 15,26x + 0,967 0,51 3,268 Galv 1% - 1 y = 7,575x2 + 26,19x + 0,316 0,42 2,630
2,652 Galv 1% - 2 y = 14,07x2 + 20,69x + 0.350 0,45 2,680 Galv 1% - 3 y = 6,829x2 + 24,33x + 0,505 0,43 2,647
*Benda uji tidak di pakai.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55
Dari Tabel 4.21 diatas dapat disimpulkan dengan menggunakan sebuah grafik
yang menggambarkan hubungan pengaruh penambahan serat galvalum AZ150
terhadap nilai toughness beton normal yang tersaji dalam Gambar 4.17 berikut ini
:
Gambar 4.17 Grafik Pengaruh Penambahan Serat Galvalum AZ 150 Terhadap
Nilai Toughness Beton Normal
4.7. Hasil Pengujian Stiffness
Stiffness pada balok adalah hasil bagi antara beban maksimum pada kondisi
elastisitas dan lendutan pada kondisi elastisitas yakni dikalikan 40%. Nilai
stiffness pada balok beton dapat diperoleh dengan rumus :
Stiffness = K = æ时…Ė% 旗 ………………………………………………………...(4.4)
Dimana : K = Stiffness (KN/mm)
P = Beban Maksimum (KN)
磺 = Lendutan (mm)
Sebagai salah contoh analisis perhitungan nilai stiffness maka diambil salah satu
data hasil pengujian yaitu data hasil benda uji Galvalum 0% - 1. Dari hasil
pengujian tersebut didapat :
0
1
2
3
4
Galvalum 0% Galvalum
0,33% Galvalum 0,66% Galvalum 1
%
2,75 3,4153,093
2,652
Grafik Nilai Toughness
Nila
i Tou
ghness
(KN
mm
)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
P = 12,717 x 40% KN 磺 = 0,16 mm
Maka nilai stiffness = K = Ƽm,呢Ƽ呢诺 …Ė%Ė,Ƽ淖 = 31,793 KN/mm
Untuk perhitungan benda uji yang lain dapat dilihat dalam Tabel 4.22 berikut :
Tabel 4.22 Hasil Perhitungan Stiffness
SAMPEL P max Pmax x 40% Lendutan Stiffness Stiffness Rata-Rata (KN) (KN) (mm) (KN/mm) (KN/mm)
Galv 0% - 1 12,717 5,087 0,16 31,794
29,429 Galv 0% - 2 11,304 4,522 0,162 27,914 Galv 0% - 3 12,717 5,087 0,178 28,579
Galv 0,33% - 1 14,130 5,652 0,17 33,247
33,991 Galv 0,33% - 2 15,543 6,217 0,196 31,719 Galv 0,33% - 3 15,543 6,217 0,168 37,006
Galv 0,66% - 1 14,130 5,652 0,18 31,400
29,802 Galv 0,66% - 2 14,130 5,652 0,21 29,747 Galv 0,66% - 3 14,130 5,652 0,20 28,260
Galv 1% - 1 12,717 5,087 0,18 28,260
28,551 Galv 1% - 2 12,717 5,087 0,186 27,349 Galv 1% - 3 12,717 5,087 0,17 29,924
Dari Tabel 4.22 diatas dapat disimpulkan dengan menggunakan sebuah grafik
yang menggambarkan hubungan pengaruh penambahan serat galvalum AZ150
terhadap nilai stiffness beton normal yang disajikan dalam Gambar 4.18 berikut
ini :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57
Gambar 4.18 Grafik Pengaruh Penambahan Serat Galvalum AZ 150 Terhadap
Nilai Stiffness Beton Normal
4.8 Pembahasan Hasil Penelitian 4.8.1 Pengujian Slump Penambahan serat Galvalum AZ150 dalam campuran beton ternyata
menyebabkan nilai slump menjadi turun. Untuk kadar serat 0% : 0,33% ; 0,66% ;
dan 1%, masing-masing nilai slump-nya 7 ; 6 ; 6 ; dan 5,5. Penurunan nilai slump
ini disebabkan karena penambahan serat akan menambah sifat saling mengunci
antar material penyusun beton karena timbul gesekan (friction) antar partikel-
partikel penyusun beton dengan serat sehingga partikel-partikel tersebut tidak bisa
bergerak secara leluasa. Selain itu, penambahan serat sangat berpengaruh terhadap
workability dari adukan beton tersebut. Sehingga semakin banyak prosentase serat
dalam campuran adukan beton tersebut maka workability-nya semakin rendah.
4.8.2 Pengujian Berat Jenis Beton Hasil pengujian berat jenis beton rata-rata dalam Tabel 4.7 menunjukan bahwa
penambahan serat galvalum AZ150 membuat berat jenis beton menjadi semakin
kecil. Hal tersebut karena berat jenis serat galvalum AZ150 lebih kecil dibanding
berat jenis bahan pengisi campuran beton yang tergantikan akibat penambahan
serat galvalum AZ150 ke dalam campuran beton.
24
26
28
30
32
34
Galvalum 0%Galvalum
0,33% Galvalum 0,66% Galvalum 1 %
29,429
33,991
29,802
28,511
Grafik Nilai Stiffness
Nila
i Stiffness(
KN/m
m)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
4.8.3 Pengujian Kuat Desak Beton
Hasil pengujian kuat desak beton menunjukan bahwa penambahan serat dapat
meningkatkan kapasitas desak dari beton tersebut. Hal ini terjadi karena adanya
kontribusi serat dalam beton yang seolah-olah berfungsi sebagai tulangan mikro
sehingga meningkatkan kuat tarik dari beton tersebut.
Pada beton dengan penambahan serat 1% terjadi penurunan kuat desak beton jika
dibandingkan dengan beton tanpa serat. Hal ini terjadi karena banyaknya serat
yang terkandung dalam beton akan mempengaruhi workability adukan beton
tersebut. Semakin banyak serat akan membuat workability menjadi rendah
sehingga menyebabkan pemadatan menjadi sulit dan beton cenderung keropos
sehingga nilai kuat desaknya menjadi turun.
4.8.4 Nilai Toughness
Berdasarkan hasil grafik nilai toughness dapat diketahui bahwa dengan adanya
penambahan serat galvalum AZ150 maka akan berpengaruh terhadap nilai
toughness. Pada beton normal dengan penambahan serat galvalum AZ150
sebanyak 0,33% terjadi kenaikan nilai toughness sekitar 0,665 atau sekitar
24,18% dari beton normal tanpa serat, pada beton normal dengan penambahan
serat galvalum AZ 150 sebanyak 0,66% terjadi kenaikan nilai toughness sekitar
0,343 atau sekitar 12,47% dari beton normal tanpa serat, dan pada beton normal
dengan penambahan serat galvalum AZ150 sebanyak 1% terjadi penurunan nilai
toughness sekitar 0,098 atau sekitar 3,564% dari beton normal tanpa serat.
Tabel 4.23 Kenaikan Nilai Toughness
Sampel Toughness Kenaikan Prosentase
Kenaikan (kNmm) (kNmm) (%)
Galv 0% 2,750 - - Galv 0,33% 3,415 0,665 24,18 Galv 0,66% 3,093 0,343 12,47 Galv 1% 2,652 -0,098 -3,564
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59
Dari uraian diatas dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan nilai toughness yang
signifikan pada variasi penambahan serat. Hal ini terjadi karena penyerapan
energi terjadi secara merata oleh serat yang ada didalam beton tersebut ke seluruh
elemen balok dimana serat-serat galvalum AZ150 yang melintang dapat
menjembatani retakan akibat pembebanan.
Nilai toughness meningkatan pada beton dengan kadar serat 0,33% sebesar
24,18% dan meningkat pada beton dengan kadar serat 0,66% sebesar 12,47%. Hal
ini disebabkan karena kapasitas tarik dari beton tersebut meningkat akibat dari
serat yang ada didalam beton tersebut. Serat tersebut seolah-olah berfungsi
sebagai tulangan mikro di dalam beton. Hal ini membantu beton dalam menahan
beban yang bekerja padanya. Sehingga beton mampu menahan beban yang lebih
besar jika dibandingkan dengan beton tanpa serat. Proses peningkatan ini juga
terjadi karena adanya proses fiber bridging yang membuat pasta beton bersifat
lebih liat dari kondisi sebelumnya dengan menyerap energi yang ditimbulkan oleh
beban yang ada. Proses fiber bridging dapat digambarkan seperti Gambar 4.19
berikut ini :
Gambar 4.19 Proses fiber bridging
Pada beton dengan kadar serat 1% terjadi penurunan nilai toughness jika
dibandingkan dengan beton tanpa serat. Hal ini terjadi karena rendahnya nilai
slump (5,5 untuk kadar serat 1%) pada adukan beton tersebut yang menyebabkan
susahnya pengadukan dan pemadatan, sehingga dapat menimbulkan rongga di
dalam beton tersebut. Semakin kecil nilai slump maka akan menurunkan
workability dari adukan beton tersebut sehingga kemungkinan rongga yang timbul
akan semakin banyak. Semakin banyak rongga akan menurunkan kekuatan beton
tersebut.
dP
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60
4.5.4 Nilai Stiffness
Berdasarkan grafik nilai stiffness dapat diketahui bahwa dengan adanya
penambahan serat galvalum AZ150 maka akan berpengaruh terhadap nilai
stiffness. Pada beton normal dengan penambahan serat galvalum AZ150 sebanyak
0,33% terjadi kenaikan nilai stiffness sekitar 4,562 atau sekitar 15,50% dari beton
normal tanpa serat, pada beton normal dengan penambahan serat galvalum AZ150
sebanyak 0,66% terjadi kenaikan nilai stiffness sekitar 0,373 atau sekitar 1,27%
dari beton normal tanpa serat, dan pada beton normal dengan penambahan serat
galvalum AZ150 sebanyak 1% terjadi penurunan nilai stiffness sekitar 0,878 atau
sekitar 2,98 % dari beton normal tanpa serat.
Tabel 4.24 Kenaikan Nilai Stiffness
Dari hasil diatas dapat dilihat seberapa besar pengaruh variasi penambahan serat
terhadap peningkatan nilai stiffness. Pada kadar serat 0,33% terjadi peningkatan
nilai stiffness sebesar 15,50% dan peningkatan sebesar 1,27% pada beton dengan
kadar serat 0,66%. Hal ini terjadi karena setiap penambahan beban maka
penambahan lendutan yang terjadi akan ditahan oleh serat sehingga penambahan
serat akan menurunkan lendutan yang terjadi. Hal ini juga terjadi karena sebelum
terjadi debonding antara pasta beton dan serat, serat akan meningkatkan kekauan
matrik komposit secara keseluruhan dan secara otomatis meningkatkan
kemampuan dalam menahan beban. Proses ini bixa digambarkan dalam Gambar
4.20 berikut ini :
Sampel Stiffness Kenaikan Prosentase
Kenaikan (KN/mm) (KN/mm) (%)
Galv 0% 29,429 - - Galv 0,33% 33,991 4,562 15,50 Galv 0,66% 29,802 0,373 1,27 Galv 1% 28,551 -0,878 -2,98
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61
Gambar 4.20 Mekanisme serat pada beban tarik
Pada beton dengan kadar serat 1% terjadi penurunan nilai stiffness jika
dibandingkan dengan beton tanpa serat. Hal ini terjadi karena rendahnya nilai
slump (5,5 untuk kadar serat 1%) pada adukan beton tersebut yang menyebabkan
susahnya pengadukan dan pemadatan, dan menyebabkan timbulnya rongga-
rongga di dalam beton yang dapat menurunkan kekuatan dari beton tersebut.
Pada penelitian ini terlihat jelas bahwa penambahan serat dapat meningkatkan
kapasitas tarik dari beton tersebut. Suhendro (2000) mengemukakan bahwa
peningkatan kapasitas tarik dari beton terjadi akibat adanya aksi lekatan antar
muka pada serat beton (dowel action) yang merupakan kombinasi dari ketahanan
tarik yang dimiliki oleh lekatan serat terhadap matrik beton sehingga
memungkinkan terjadinya perpindahan tegangan dari matrik beton ke serat atau
dari serat ke beton (pull-out resistance) dan kelenturan serta keliatan serat sebagai
tulangan mikro beton yang membantu menahan tegangan-tegangan yang terjadi
(bending resistance). Dengan adanya mekanisme dowel action ini maka dapat
meningkatkan sifat mekanik beton.
dP
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengujian, analisa data dan pembahasan beton normal dengan tambahan
variasi kadar serat galvalum AZ150 dapat disimpulkan sebagai berikut :
a. Nilai Toughness balok beton normal dengan kadar serat galvalum AZ150
0,00% adalah sebesar 2,750 KNmm, untuk nilai Toughness dengan variasi
penambahan serat 0,33% ; 0,66% ; 1% berturut–turut adalah 3,415 KNmm ,
3,093 KNmm , 2,652 KNmm. Sehingga prosentase peningkatan yang terjadi
berturut-turut 24,18% pada serat 0,33% ; 12,47% pada serat 0,66% ; dan
terjadi penurunan 3,564% pada kadar serat 1% terhadap nilai toughness beton
normal tanpa serat.
b. Nilai Stiffness balok beton normal dengan kadar serat galvalum AZ150 0,00%
adalah sebesar 29,429 KN/mm, untuk nilai Stiffness dengan variasi
penambahan serat 0,33% ; 0,66% ; 1% berturut–turut adalah 33,991 KN/mm ;
29,802 KN/mm ; 28,551 KN/mm. Sehingga prosentase peningkatan yang
terjadi berturut-turut 15,50% pada serat 0,33% ; 1,27% pada serat 0,66% ; dan
terjadi penurunan 2,98% pada kadar serat 1%. terhadap nilai stiffness beton
normal tanpa serat
5.2 Saran
Berdasarkan hasil penelitian perlu adanya penelitian lanjutan untuk
mengembangkan tema penelitian ini. Adapun saran-saran untuk penelitian
selanjutnya, yaitu :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63
a. Perlu dilakukan penelitian dengan ukuran serat yang berbeda-beda.
b. Dapat dilakukan penelitian dengan menggunakan serat selain serat galvalum
AZ150
c. Perlu dilakukan penelitian pada f’c rencana yang berbeda-beda.
d. Penambahan sika NN atau zat aditif lainnya untuk meningkatkan nilai slump.
e. Menambah jumlah % variasi serat untuk mendapatkan jumlah serat yang dapat
membuat nilai kekakuan dan keuletan menjadi optimum.