ANALISIS KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR BETON SERATDENGAN MENGGUNAKAN ABU BATU

Oleh : Sri Hidayanti Taufik Kasim

Abstrak

Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan hubungan penambahan serat bendrat terhadap karakteristik beton normal. Penelitian ini menguji dua jenis karakteristik beton, yaitu kuat tekan dan kuat lentur. Dalam penelitian ini serat yang digunakan adalah kawat beton (kawat bendrat) dengan panjang 3 cm yang dipotong lurus dengan menggunakan persentase serat 5%, 10%, 15%, dan 20%. Bahan ini biasa dipakai untuk mengikat begel atau tulangan beton. Berdasarkan penggunaan persentase serat yang berbeda maka diperoleh kuat tekan dan kuat lentur beton abu batu serat yang cenderung meningkat ditiap persennya. Tetapi ada saatnya dengan penambahan serat bendrat kuat tekan beton cenderung menurun.

Keyword : tekan, lentur, serat

PENDAHULUAN

Beton merupakan suatu campuran yang terdiri dari agregat alam, seperti batu pecah, pasir serta semen. Penggunaan beton tersebut karena dinilai memiliki kemampuan dalam menahan kuat tekan, juga dapat memanfaatkan bahan-bahan lokal, mudah dibentuk sesuai kebutuhan dan mudah perawatannya. Dalam pembuatan bahan beton biasanya ditambahkan suatu bahan tambah, dimana bahan tambah ini digunakan untuk memperbaiki sifat-sifat kurang baik dari beton. Salah satunya tidak dapat menahan tegangan tarik. Di negara-negara maju seperti Amerika Serikat dan Eropa, para peneliti telah berupaya memperbaiki sifat-sifat kurang baik dari beton tersebut dengan cara menambahkan fiber (serat) pada adukan beton. Dalam penelitian ini, kami juga menggunakan abu batu yang

berfungsi sebagai pengganti pasir dalam mengisi bahan campuran beton bersama dengan agregat kasar (batu pecah), dimana dalam penelitian ini dilakukan pengujian kuat tekan beton normal dan beton abu batu serat, serta pengujian kuat lentur beton normal dan beton abu batu serat.

Tinjauan Pustaka

Pengertian Beton

Beton adalah campuran dari agregat halus dan agregat kasar (pasir, kerikil, batu pecah atau jenis agregat lain) dengan semen, yang persatukan oleh air dengan perbandingan tertentu. Beton juga dapat didefinisikan sebagai bahan bangunan dan konstruksi yang sifat-sifatnya dapat ditentukan terlebih dahulu dengan mengadakan perencanaan dan pengawasan yang teliti terhadap bahan-bahan yang dipilih (semen, air, dan agregat).

Kuat Tekan Beton

Untuk mengontrol mutu beton yang dicapai maka dapat dilakukan pengetesan pada umur benda uji 3 hari, 7 hari, 14 hari, 21 hari, 28 hari, 90 hari, dan 365 hari. Persamaan kuat tekan beton dapat dituliskan sebagai berikut :

fc=

PA

( kg/cm2 )

Dengan :

fc = Kuat tekan beton (kg/cm2)

P = Beban maksimum (kg)

A = Luas bidang kontak alat tekan dengan benda uji (cm2)

Untuk menentukan suatu mutu beton atau kuat tekan rata-rata beton (fcr) dihitung berdasarkan persamaan :

fcr=

∑ fc

n

Dengan :

fcr = Kuat tekan rata-rata (kg/cm2)

fc = Kuat tekan beton (kg/cm2)

n = Jumlah benda uji

Kuat Lentur Beton

American Society Foe Testing and Material (ASTM) C78, mengemukakan bahwa : kuat lentur adalah nilai tegangan tarik yang dihasilkan dari momen lentur (PL) dibagi dengan momen tahan penampang benda uji (bd2), bila ditulis secara matematis adalah sebagai berikut :

flt = PL

bd2

Dengan :

flt = Kuat lentur (MPa)

P = Beban maksimum balok uji (Newton)

L = Panjang bentang diantara kedua balok tumpuan (mm)

b = Lebar penampang balok rata-rata pada penampang runtuh (mm)

d = Tinggi balok rata-rata pada penampang runtuh (mm)

Modulus Elastisitas

Modulus Elastisitas adalah rasio dari tegangan normal tarik atau tekan terhadap regangan yang bersangkutan, dibawah batas proposional dari material. Modulus Elastisitas Beton adalah koefisien pembanding antara tegangan dan regangan pada keadaan elastik.

Beton Serat

Beton serat adalah suatu campuran beton biasa yang ditambahkan dengan serat-serat yang disebarkan secara merata dengan orientasi acak (random). Serat dalam beton ini berguna untuk mencegah adanya retak-retak pada beton. Maksud utama dari penambahan serat ke dalam beton adalah untuk menambah kuat tarik beton. Dengan adanya serat, ternyata beton menjadi lebih tahan retak dan tahan benturan, jika masalah penyerapan energi diperlukan. Perlu diperhatikan bahwa pemberian serat tidak banyak menambah kuat tekan beton, namun hanya menambah daktilitas beton. Penambahan fiber adalah member tulangan beton dengan serat baja

yang disebarkan secara merata kedalam adukan beton dengan orientasi random. Sehingga beton tidak mengalami retakan-retakan yang terlalu dini akibat pembebanan maupun panas hidrasi. Dalam penelitian ini serat yang digunakan adalah kawat beton (kawat bendrat) dengan panjang 3 cm yang dipotong lurus.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilaksanakan dengan membuat campuran mix design fc-225 yang ditambahkan serat bendrat dengan persentase serat 5 %, 10%, 15%, dan 20% dan menggunakan benda uji silinder ukuran 15 x 30 cm dan benda uji balok ukuran 15 x 15 x 60 cm.

HASIL dan PEMBAHASAN

Hasil pemeriksaan karakteristik agregat halus (abu batu) ditunjukkan pada tabel 1.

Tabel 1 Hasil karakteristik agregat halus (abu batu).

No

Karakteristik

Spesifikas

i

Hasil Percobaan

Keterangan

1.

Kadar Air

3 % – 5 %

2,74 %Tidak

Memenuhi

2.

Kadar Lumpur

0,2 % – 6 %

3,17 %Memen

uhi

3.

Berat Volume

1,4 kg/ltr –

1,9 kg/ltr

1,52 kg/ltr

Memenuhi

4.

Berat Jenis Spesifik

1,6 - 3,2

2,72Memen

uhi

5.

Penyerapan (absorp

0,2 % – 2 %

3,77 % Tidak Memen

si) uhi

6.

Kadar Organik

¿ No. 3

No. 1Memen

uhi

7.

Modulus Kehalusan

2,2 - 3,1

3,10Memen

uhi

8.

Zone agregat halus

Zone 2 Zone 2Memen

uhi

Dari tabel tersebut diatas kelihatan bahwa kadar air, dan penyerapan (absorpsi) tidak memenuhi spesifikasi. Untuk kadar air dan penyerapan (absorpsi) akan dikoreksi pada mix design.

Tabel 2. Hasil karakteristik agregat kasar (batu pecah)

Dari tabel tersebut diatas kelihatan bahwa kadar air, dan berat volume tidak memenuhi spesifikasi. Untuk kadar air dan berat volume akan dikoreksi pada mix design.

Dari hasil pembuatan benda uji dengan mutu beton yang direncanakan yakni fc-225, setelah dilakukan pengujian kuat tekan didapatkan hasil sebagai berikut :

Grafik 1. Grafik hubungan antara kuat tekan rata-rata abu batu serat

dan persentase serat

Perbandingan nilai kuat tekan rata-rata antara beton normal abu batu yang merupakan beton referensi untuk perlakuan beton selanjutnya dan beton abu batu serat dari hasil penelitian yang dilakukan, didapatkan nilai kuat tekan beton dengan kandungan serat 5 % mengalami peningkatan sebesar 1,6 %, beton serat 10 % mengalami peningkatan sebesar 2,68 %, beton serat 15 % mengalami peningkatan sebesar 2,94 %, beton serat 20 % mengalami peningkatan sebesar 3,5%.

Dari hasil pembuatan benda uji balok dengan mutu beton yang direncanakan yakni fc-225, setelah dilakukan pengujian kuat lentur didapatkan hasil sebagai berikut :

Grafik 2. Grafik hubungan antara tegangan lentur dan persentase

serat

Perbandingan nilai kuat lentur rata-rata antara beton normal abu batu yang merupakan beton referensi untuk perlakuan beton selanjutnya dan beton abu batu serat dari hasil

0% 5% 10% 15% 20%

18

21

24

27

19.0375

22.0807

24.1331 24.628525.8316

Grafik Hubungan Antara Kuat Tekan Rata-Rata Beton Abu Batu Serat dan Persentase

Serat

Persentase Serat (%)

Kua

t Tek

an R

ata-

Rat

a (M

Pa)

0% 5% 10% 15% 20%4

5

6

7

4.424.82

5.275.61

6.02

Grafik Hubungan Antara Tegangan Lentur dan Persentase Serat

Persentase Serat (%)

Te

ga

ng

an

Le

ntu

r (

MP

a)

No

Karakteristik

Spesifikasi

Hasil Percobaan

Keterangan

1.

Kadar Air

0,5 % – 2 %

2,536 %

Tidak memenuhi

2.

Kadar Lumpur

0,2 % – 1 %

0,769 %

Memenuhi

3.

Keausan

15 % – 50 %

23,80 %

Memenuhi

4.

Berat Volume

1,6 kg/ltr -

1,9 kg/ltr

1,51 kg/ltr

Tidak memenuhi

5.

Berat Jenis Spesifik

1,6 – 3,2

2,616Memenuhi

6.

Penyerapan (absorpsi)

0,2 % - 4 %

1,512 %

Memenuhi

7.

Modulus Kehalusan

5,5 - 8,5

6,52Memenuhi

penelitian yang dilakukan, didapatkan nilai kuat lentur beton dengan kandungan serat 5 % mengalami peningkatan sebesar 0,905 %, beton serat 10 % mengalami peningkatan sebesar 1,923 %, beton serat 15 % mengalami peningkatan sebesar 2,692 %, beton serat 20 % mengalami peningkatan sebesar 3,620 %.

Hubungan antara kuat tekan rata-rata beton dan kuat lentur beton dapat dilihat pada grafik berikut :

0% 5% 10% 15% 20%05

1015202530

19.0375

22.0806999999999

24.133124.628525.8316

4.42 4.82 5.27 5.61 6.02

Grafik Hubungan Antara Kuat Tekan Beton dan Kuat Lentur Beton

Persentase Serat (%)

Kua

t Tek

an d

an K

uat

Lent

ur B

eton

Grafik 3. Grafik hubungan antara kuat tekan rata-rata beton dan kuat

lentur beton

Berdasarkan grafik diatas diperoleh kuat tekan dan kuat lentur beton abu batu serat yang cenderung meningkat ditiap persennya. Penggunaan serat bendrat menaikkan kuat tekan beton dan kuat lentur beton. Tetapi ada saatnya dengan penambahan serat bendrat kuat tekan dan kuat lentur beton cenderung menurun.

KESIMPULAN

1. Penambahan serat kawat bendrat pada campuran beton

akan meningkatkan kuat tekan beton, dimana kuat tekan beton rata-rata dengan menggunakan benda uji silinder untuk beton normal diperoleh nilai f’cr = 19,0375 MPa, untuk beton dengan penambahan serat 5 % diperoleh nilai f’cr = 22,0807 MPa, untuk beton dengan penambahan serat 10 % diperoleh nilai f’cr = 24,1331 MPa, untuk beton dengan penambahan serat 15 % diperoleh nilai f’cr = 24,6285 MPa, dan untuk beton dengan penambahan serat 20 % diperoleh nilai f’cr = 25,8316 MPa.

2. Kuat lentur rata-rata yang diperoleh dari hasil pengujian benda uji (balok beton ukuran 15 cm x 15 cm x 80 cm) yaitu untuk beton normal diperoleh nilai fltrata-

rata = 4.42 MPa, untuk beton dengan penambahan serat 5 % diperoleh nilai fltrata-rata = 4.82 MPa, untuk beton dengan penambahan serat 10 % diperoleh nilai fltrata-rata = 5.27 MPa, untuk beton dengan penambahan serat 15 % diperoleh nilai fltrata-rata = 5.61 MPa dan untuk beton dengan penambahan serat 20 % diperoleh nilai fltrata-rata = 6.02 MPa.

3. Dari hasil penelitian yang dilakukan, didapatkan nilai kuat tekan beton dengan kandungan serat 5 % mengalami kenaikan sebesar 1,6 %, beton serat 10 % mengalami kenaikan sebesar 2,68 %, beton serat 15 % mengalami kenaikan sebesar 2,94 %, beton serat 20 % mengalami kenaikan sebesar 3,5 %.

4. Dari hasil penelitian yang dilakukan, didapatkan nilai kuat lentur beton dengan kandungan

serat 5 % mengalami kenaikan sebesar 0,905 %, beton serat 10 % mengalami kenaikan sebesar 1,923 %, beton serat 15 % mengalami kenaikan sebesar 2,692 %, beton serat 20 % mengalami kenaikan sebesar 3,620 %.

DAFTAR PUSTAKA

Akkas, A.M, 1995, Rekayasa Bahan Bangunan Bagian : Teknologi Bahan Beton, Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin, Makassar.

Ala, P. dan Tikupasang, Y.S, 2005, Pemakaian Abu Batu Bergradasi Agregat Halus sebagai Bahan Pengisi Campuran Beton, Jurnal INTEK, Politeknik Makassar.

Departemen Pekerjaan Umum, 1971, Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971, LPMB, Bandung.

Departemen Pekerjaan Umum, 1990, Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal SNI.T-15-1990-03, Yayasan LPMB, Bandung.

Dipohusodo, I, 1999. Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI-T-15-1991-03 Departemen Pekerjaan Umum RI, PT Gramedia Pustaka Utama:Jakarta.

Mulyono, T, 2003, Teknologi Beton, Yogyakarta.

PEDC, 1983, Teknologi Bahan 2, Bandung.

PEDC, 1983, Teknologi Bahan 3, Bandung.

Suhendro, B, 2001, Pengaruh Fiber Kawat pada Sifat-Sifat Mekanis Beton dan Beton Bertulang, Laporan Penelitian, Lembaga Penelitian UGM, Yogyakarta.

Tjokrodimulyo, K, 2000, Teknologi Beton, Yogyakarta.