PENGARUH PENAMBAHAN SERAT TERHADAP SIFAT …konteks.id/p/04-141.pdf · dengan serat sabut kelapa...

Konferensi Nasional Teknik Sipil 4 (KoNTekS 4)

Sanur-Bali, 2-3 Juni 2010

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 371

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIS BETON BUSA

(FOAMED CONCRETE)

Mochammad Afifuddin

1, Abdullah

1 dan Huzaim

1 1 Jurusan Teknik Sipil,Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala,

Jl. Syech Abdul Rauf No7 , Banda Aceh 23111

Email: [email protected]

ABSTRAK

Penelitian ini melaporkan hasil penelitian pengaruh penambahan serat alami terhadap sifat mekanis

beton busa. Jenis serat alami yang diuji adalah sabut kelapa dan ijuk. Jumlah serat yang ditambahkan

bervariasi, yaitu sebanyak 0,5 %; 1,0 %, dan 1,5 %. Panjang serat untuk sabut kelapa dan ijuk adalah

25 mm dengan diameter rata-rata serat adalah 0,2 mm. Baik serat sabut kelapa, maupun serat ijuk

yang digunakan pada penelitian ini berasal dari desa Meunasah Beutong, Kecamatan Lhok Nga,

Kabupaten Aceh Besar. Selain Jenis serat, variabel lain yang diteliti adalah variasi Specific Gravity

(SG) yaitu 1,2; 1,4; 1,6; dan 1,8. Pengujian yang dilakukan meliputi kuat tekan yang dilakukan pada

benda uji silinder ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm, pengujian kuat tarik belah pada benda uji

silinder berdiameter 15 cm dan tinggi 30 cm, dan pengujian kuat tarik lentur pada benda uji balok

ukuran 40 cm x 10 cm x 10 cm dengan Faktor Air Semen (FAS) yang digunakan adalah 0,4. Secara

umum, hasil penelitian menunjukkan bahwa dibandingkan beton busa tanpa serat, baik kuat tekan

maupun kuat tarik beton busa yang ditambahkan serat mengalami peningkatan yang signifikan.

Kata kunci: beton busa, serat sabuk kelapa, serat ijuk, sifat mekanis

1. PENDAHULUAN

Beton merupakan bahan konstruksi yang sangat penting dan paling dominan digunakan pada strukur bangunan di

dunia, termasuk Indonesia. Hal ini disebabkan beton mudah untuk dibentuk/dicor sesuai dengan bentuk penampang

dan ukuran yang diinginkan, selain itu mudah dalam pelaksanaannya, mampu menerima kuat tekan dengan baik,

tahan aus, rapat air, awet dan biaya perawatan yang relatif murah. Namun beton memiliki kelemahan diantaranya

adalah perbandingan kekuatan terhadap berat. Untuk mengurangi berat beton, maka dilakukan suatu penelitian guna

menghasilkan beton ringan yang memiliki Strength-to Weight Ratio yang lebih baik.

Penggunaan beton ringan pada daerah rawan gempa merupakan suatu alternatif yang baik, hal ini disebabkan beton

ringan dapat mereduksi risiko yang akan ditimbulkan akibat gempa bumi. Selain itu beton ringan mempunyai

karakteristik kekuatan yang cukup tinggi namun bobot yang dimiliki oleh beton itu sendiri sangatlah ringan. Salah

satu jenis beton ringan adalah beton busa (foamed concrete). Dengan bahan campuran yang berupa semen, air, dan

udara yang berupa busa/buih, beton busa merupakan salah satu bahan alternatif yang baik digunakan, karena beton

busa memiliki kualitas/kekuatan yang sangat beragam.

Banyak keuntungan yang diperoleh dari beton ringan, diantaranya adalah beban suatu konstruksi menjadi lebih kecil

terutama untuk bangunan gedung bertingkat banyak, memiliki tahanan rambatan panas yang baik, tahan terhadap api,

tidak berbahaya terhadap kesehatan, ramah lingkungan dan memiliki tahanan rambatan suara yang lebih baik jika

dibandingkan dengan bahan dinding yang umum dipakai seperti bata merah. Kendala yang dimiliki oleh beton

terutama beton ringan adalah rendahnya tegangan tarik dan sifat getas. Sehingga beton ringan membutuhkan

perkuatan berupa tulangan tarik atau harus ada perlakuan khusus terhadap beton untuk meningkatkan tegangan

tariknya. Untuk memperbaiki kelemahan sifat-sifat beton tersebut dapat dilakukan dengan menambahkan serat (fiber)

pada adukan beton. Konsep dasar pada penelitian ini adalah untuk menanggulangi kelemahan dari beton busa dengan

menambahkan serat yang tersebar secara merata ke dalam adukan beton, sehingga dapat mencegah terjadi retakan

yang terlalu dini.

Banyak jenis serat yang telah digunakan untuk memperbaiki sifat-sifat beton. Diantaranya adalah serat bahan alamiah

ataupun serat buatan/sintetik. Serat alamiah yang sering digunakan untuk memperbaiki sifat-sifat beton seperti sabut

kelapa, ijuk atau serat tumbuhan yang lain, sedangkan untuk serat buatan/sintetik seperti acrylic, aramid, nylon,

polyester, polypropelen, dan lain-lain. Pada penelitian ini digunakan serat alam dari sabut kelapa dan serat ijuk, hal ini

disebabkan karena Indonesia merupakan wilayah tropis yang banyak ditumbuhi pohon kelapa dan pohon aren

sehingga bahan-bahan tersebut mudah untuk didapatkan.

Mochammad Afifuddin, Abdullah dan Huzaim


Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan serat sabut kelapa dan serat ijuk terhadap sifat-

sifat mekanis dari beton busa. Sifat mekanis beton busa yang diamati adalah kuat tekan, kuat tarik belah, dan kuat

tarik lentur. Uji kuat tekan dilakukan terhadap benda uji silinder dengan diameter 10 cm, dan tinggi 20 cm, pengujian

kuat tarik belah dilakukan terhadap benda uji silinder dengan diameter 15 cm, dan tinggi 30 cm, dan pengujian kuat

tarik lentur dilakukan terhadap benda uji balok ukuran 40 cm x 10 cm x 10 cm. Benda uji dibuat dengan variasi

Specific Gravity (SG) beton busa 1,2; 1,4; 1,6, dan 1,8, serta tiga variasi persentase serat yaitu 0,5%; 1%; dan 1,5%

dengan Faktor Air Semen (FAS) 0,4 dan panjang serat 25 mm. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Konstruksi

dan Bahan Bangunan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa dibandingkan beton busa tanpa serat, baik kuat tekan maupun kuat tarik beton

busa yang ditambahkan serat mengalami peningkatan yang signifikan. Nilai kuat tekan tertinggi untuk beton busa

dengan serat sabut kelapa sebesar 232.7 kg/cm2 pada benda uji dengan SG=1.8 dengan persentase serat 1.5 %. Untuk

beton busa dengan serat ijuk sebesar 268,65 kg/cm2. Nilai kuat tarik belah untuk beton busa berserat sabut kelapa

nilai tertinggi 33.24 kg/cm2 pada benda uji dengan SG=1.8 dengan persentase serat 1.5 %, sedang untuk beton busa

berserat ijuk nilai terbesar terjadi pada SG=1.6 dengan persentase 1,5 % yaitu sebesar 30,14 kg/cm2. Untuk kuat tarik

lentur pada beton berserat sabut kelapa nilai terbesar terjadi pada SG=1.6 dengan persentase serat 1.5 % sebesar 30.5

kg/cm2, sedangkan pada beton berserat ijuk nilai terbesar terjadi pada SG=1.6 dengan persentase serat 1.5 % sebesar

29.99 kg/cm2.

2. TINJAUAN KEPUSTAKAAN

Standar Nasional Indonesia (SNI) memberikan batasan kriteria beton ringan adalah dengan kepadatan < 1900 kg/m3.

Nawy (1998 : 32) menyebutkan beton ringan adalah beton yang mempunyai kekuatan tekan pada umur 28 hari lebih

dari 200 psi (1,38 MPa) dan berat volume kurang dari 115 lb/ft3

(1843 kg/m3). Murdock dan Brook (1991 : 395)

menyebutkan berat volume sebesar 1850 kg/m3 dapat dianggap sebagai batasan dari beton ringan.

Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengurangi berat jenis beton atau membuat beton lebih ringan,

antara lain adalah sebagai berikut (Neville, 1999 : 688) :

a. Dengan membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen sehingga terjadi banyak pori-pori udara

di dalam betonnya.

b. Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar, batu apung atau agregat buatan sehingga beton

yang dihasilkan akan lebih ringan daripada beton biasa.

c. Dengan cara membuat beton tanpa menggunakan butir-butir agregat halus atau pasir yang disebut sebagai beton

non pasir.

Menurut Neville (1999 : 689) penggolongan kelas beton ringan berdasarkan berat jenis dan kuat tekan yang harus

dipenuhi dapat dibagi tiga yaitu :

a. Beton ringan dengan berat volume rendah (low density concretes) untuk non struktur dengan berat jenis antara 300

kg/m3 sampai 800 kg/m

3 dan kuat tekan antara 0,35 MPa sampai 7 MPa yang umumnya digunakan seperti untuk

dinding pemisah atau dinding isolasi.

b. Beton ringan dengan kekuatan menengah (moderate strength concretes) untuk struktur ringan dengan berat jenis

800 kg/m3 sampai 1350 kg/m

3 dan kuat tekan antara 7 MPa sampai 17 MPa yang umumnya digunakan seperti

untuk dinding yang juga memikul beban.

c. Beton ringan struktur (structural lightweight concretes) untuk struktur dengan berat jenis antara 1350 kg/m3

sampai 1900 kg/m3 dan kuat tekan lebih dari 17 MPa yang dapat digunakan sebagaimana beton normal.

Menurut American Concrete Institute (ACI) Committe yang dikutip oleh Iskandar (2000 : 12), beton serat (fiber

reinforced concrete) adalah konstruksi beton dengan bahan yang terdiri dari semen, agregat halus, agregat kasar dan

sejumlah kecil serat (fiber). Beton serat adalah beton yang campurannya ditambah serat, umumnya berupa batang-

batang dengan ukuran (5-500) µm, dengan panjang sekitar 25 mm (Mulyono, 2004 : 309).

Menurut Suhendro (1991) yang dikutip oleh Jamil (2006 : 4), menyatakan bahwa kelecakan (workability) beton akan

berkurang dengan adanya penambahan serat, yang sejalan dengan penambahan konsentrasi serat (volume friction) dan

aspek rasio serat, yaitu panjang serat dibagi diameter serat (l/d). Penurunan workability dapat diatasi dengan

memperbesar faktor air semen, memperkecil diameter maksimum agregat, atau pemakaian bahan tambahan (additive).

Konsentrasi serat yang masih memungkinkan pengadukan secara mudah adalah 2% dari volume beton.

Menurut Soroushian dan Bayasi (1987) yang dikutip oleh Zein (2007 : 6), selain masalah workability, hal lain yang

perlu mendapat perhatian khusus adalah penyebaran serat (fiber dispersion), yaitu teknik pencampuran adukan agar

Pengaruh Penambahan Serat Terhadap Sifat Mekanis Beton Busa (Foamed Concrete)

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta 373

serat yang ditambahkan dapat tersebar secara merata dengan orientasi yang random dalam beton. Hal ini dapat diatasi

dengan memodifikasi teknik pencampuran dan proporsi adukan, misalnya dengan penambahan superplasticizer atau

memperkecil diameter maksimum agregat. Batas maksimum kelangsingan serat yang masih memungkinkan

pengadukan beton dilakukan dengan mudah adalah l/d < 50, karena bila rasio kelangsingan serat tinggi, serat

cenderung untuk menggumpal menjadi suatu bola (balling effects), sehingga sangat sulit untuk disebarkan secara

merata dalam proses pengadukan. Serat yang sering digunakan pada campuran beton mempunyai panjang berkisar 10

s/d 60 mm.

Nilai kuat tekan beton didapatkan melalui tata cara pengujian standar, menggunakan mesin uji dengan cara

memberikan beban tekan bertingkat dengan kecepatan peningkatan beban tertentu atas benda uji silinder beton sampai

hancur. Tata cara pengujian umumnya dipakai standar ASTM C39-86. Kuat tekan masing-masing benda uji

ditentukan oleh tegangan tekan tertinggi (f'c) yang dicapai benda uji umur 28 hari akibat beban tekan selama

percobaan (Dipohusodo, 1994 : 7).

Menurut Wang dan Salmon (1993 : 11) kekuatan tarik biasanya ditentukan dengan menggunakan percobaan

pembebanan silinder (the split-cylinder) menurut ASTM C496-71 dimana benda uji silinder beton yang diletakkan

pada arah memanjang di atas alat penguji kemudian beban tekan diberikan merata arah tegak dari atas pada seluruh

panjang silinder. Apabila kuat tarik terlampaui, benda uji terbelah menjadi dua bagian dari ujung ke ujung.

Menurut Dipohusodo (1996 : 10), kuat lentur beton adalah tegangan tarik lentur beton yang timbul pada pengujian

hancur balok beton polos (tanpa tulangan). Menurut Wang dan Salmon (1993 : 13), kuat tarik lentur yang diukur

dengan ASTM C78 [38]. Pengujian kuat tarik lentur penting di dalam menentukan retak dan lendutan balok. Balok

diletakkan di atas dua tumpuan dan diberi dua beban terpusat yang sama besarnya. Beban yang diambil untuk

menentukan kuat tarik lentur balok adalah beban maksimum yang dapat dipikul balok hingga balok runtuh.

3. METODE PENELITIAN

Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah mesin pembebanan tekan (Universal) dengan merek Ton

Industrie buatan Jerman, yang berkapasitas 100 ton, cetakan silinder berdiameter 10 cm dan tinggi 20 cm, cetakan

silinder berdiameter 15 cm dan tinggi 30 cm, cetakan balok ukuran 40 cm × 10 cm × 10 cm, timbangan dengan

berbagai kapasitas, gelas Thaulow’s, gelas ukur, pengaduk beton (molen) berkapasitas 0,3 m3, foam generator,

portable data logger, transducers untuk mengetahui regangan benda uji, alat pengukuran flow test dan peralatan

penunjang lainnya (rol, tabung berkapasitas 1 liter, container, dan lain-lain). Peralatan yang digunakan dalam

penelitian ini semuanya telah tersedia di Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan Jurusan Teknik Sipil,

Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala.

Semen yang digunakan pada penelitian ini adalah semen portland Tipe I yang diproduksi oleh PT. Semen Padang.

Terhadap semen portland Tipe I ini tidak dilakukan lagi pemeriksaan sifat fisis karena telah memenuhi Standar

Nasional Indonesia 03-2847-2002, namun pemeriksaan hanya dilakukan secara visual terhadap kantong yang tidak

robek dan keadaan butiran yaitu tidak terdapat bongkahan-bongkahan yang keras pada semen tersebut. Air yang

digunakan untuk campuran beton dan perawatannya berasal dari air bersih yang terdapat pada Fakultas Teknik

Unsyiah. Air tersebut yang ditampung dalam bak penampungan pada Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Unsyiah yang telah memenuhi syarat sebagai air pencampur dan perawatan

beton. Foam agent yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari busa sintetik yang telah diolah dengan

menggunakan bahan kimia untuk menghasilkan busa yang sejenis busa sabun sehingga dapat digunakan sebagai

pengisi campuran beton. Sabut kelapa dan serat ijuk yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Desa Meunasah

Beutong, Kemukiman Lham Lhom, Kecamatan Lhok Nga, Kabupaten Aceh Besar. Sabut kelapa dan serat ijuk ini

telah dibersihkan dan digunakan sebagai bahan pembuatan keset kaki dan sapu ijuk. Pemeriksaan sifat-sifat fisis

terhadap serat ijuk berupa pengukuran berat jenis, kadar air, daya serap air dan diameter.

Terhadap sabut kelapa dan serat ijuk yang telah dibersihkan kemudian dipotong-potong sepanjang 25 cm kemudian

dilakukan pengukuran terhadap diameter secara acak. Pengukuran berat jenis serat ijuk bertujuan untuk menentukan

berat sabut kelapa dan serat ijuk yang digunakan ke dalam adukan beton busa berdasarkan persentase serat yang telah

ditentukan.

Metode pemeriksaan berat jenis, kadar air dan daya serap air sabut kelapa dan serat ijuk dapat dilakukan dengan

metode yang digunakan untuk pengukuran pada pasir, karena sejauh pengamatan penulis untuk pemeriksaan berat

jenis sabut kelapa dan serat ijuk belum ada suatu standar yang baku. Perencanaan proporsi campuran untuk benda uji

pada penelitian ini didasarkan pada persentase serat ijuk dan target SG beton busa yang diinginkan yaitu 1,2; 1,4;



1,6; dan 1,8. Untuk setiap SG beton busa dicampur dengan serat sabut kelapa dan serat ijuk sebanyak 0,5%; 1,0%; dan

1,5%, keseluruhan benda uji pada penelitian ini menggunakan FAS 0,4. Jumlah benda uji untuk masing-masing

perlakuan 3 buah. Jumlah keseluruhan benda uji yang digunakan dalam penelitian ini sejumlah 216 buah, terdiri dari

72 buah benda uji silinder diameter 10 cm dan tinggi 20 cm, 72 buah benda uji silinder dengan diameter 15 cm dan

tinggi 30 cm, serta 72 buah benda uji balok 40 cm x 10 cm x 10 cm.

Adapun langkah-langkah pencampuran beton busa dengan menggunakan sabut kelapa dan serat ijuk yaitu, setelah

seluruh material (semen, air dan sabut kelapa atau serat ijuk) ditimbang, selanjutnya air dimasukkan ke dalam molen,

kemudian sambil menghidupkan molen semen dimasukkan, setelah air dan semen tercampur secara merata lalu

dilakukan pengukuran flow test. Kemudian sabut kelapa atau serat ijuk dimasukkan ke dalam molen sesuai komposisi

serat yang akan ditambahkan ke dalam beton busa, setelah itu busa (foam) dimasukkan sesuai dengan kebutuhan berat

jenis yang dinginkan. Busa tersebut berasal dari foam agent yang terlebih dahulu dicampur dengan air pada

konsentrasi 1:30. Selanjutnya, menggunakan generator busa (foam generator), cairan foam agent yang sudah

dicampur air tersebut dijadikan busa dengan diameter berkisar 1 mm.

Perawatan beton busa dilakukan sesuai dengan SNI 03-3402-1994 tentang Metode Pengujian Berat Isi Beton Ringan

Struktural. Urutan pegujiannya dilakukan dengan merendam selama 6 hari pada temperatur 160C sampai 27

0C lalu

dikeringkan selama 21 hari pada suhu ruangan.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

Hasil pemeriksaan yang dilakukan dibandingkan dengan teori-teori dari literatur, sehingga dapat ditentukan apakah

jenis serat yang akan digunakan telah memenuhi syarat atau belum. Hasil pemeriksaan sifat fisis sabut kelapa dan

serat ijuk dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Pemeriksaan Sifat Fisis Serat

Hasil Rata-rata Penelitian Pemeriksaan Sifat Fisis

Sabut Kelapa Serat Ijuk

Berat jenis 1,14 1,02 gr/ml

Kadar air 8,63%

Daya serap air 5,07%

Diameter 0,2 mm 0,58 mm

Untuk melihat nilai kemudahan kerja (workabilitas) dilakukan pengujian pengerasan campuran beton busa sabut

kelapa dan serat ijuk yaitu dengan melakukan uji flow test campuran beton busa secara berkala dari mulai saat selesai

pencampuran sampai setelah 60 menit. Dari hasil tersebut didapat bahwa perubahan workabilitas yang terjadi

cendrung mendekati sama untuk semua variasi specific gravity maupun untuk variasi konsentrasi penambahan serat.

Namun demikian, ada kecendrungan bahwa semakin banyak kandungan semen, maka penurunan workabilitas relatif

lebih besar.

Data hasil pengujian kuat tekan rata-rata beton busa dengan penambahan sabut kelapa dan serat ijuk yang

dibandingkan dengan beton busa tanpa penambahan serat diperlihatkan pada Tabel 2. Dari Tabel tersebut dapat dilihat

bahwa untuk seluruh SG terjadi peningkatan kuat tekan. Penambahan jumlah persen serat sabut kelapa pada campuran

beton busa, berbanding lurus dengan peningkatan kuat tekannya. Pada serat sabut kelapa, kuat tekan tertinggi terjadi

pada SG 1,8 dengan persentase serat 1, 5%, dan kuat tekan terendah pada SG 1,4 dengan persentase serat 1 %. Pada

beton busa dengan serat ijuk kuat tekan tertinggi terjadi pada SG 1,6 dengan persentase serat 0,5 %, dan kuat tekan

terendah pada SG 1,2 dengan persentase serat 1,0. Dari kedua jenis serat yang digunakan terlihat bahwa serat uji

menunjukkan peningkatan kuat tekan yang sangat signifikan terutama pada SG 1,6 dengan persentase serat 0,5 dan 1

%.

Dari hasil kuat tekan beton busa berserat penggolongan kelas beton ringan berdasarkan berat jenis dan kuat tekan

yang tercapai (Neville, 1999 : 689) dapat digolongkan menjadi dua golongan yaitu moderate strength concretes dan

structural lightweight concretes.



Tabel 2. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Busa

Specific

Gravity

% Sabut

Kelapa

Kuat Tekan Rata-

rata (kg/cm2)

Selisih

(%)

% Serat

Ijuk

Kuat Tekan Rata-

rata (kg/cm2)

Selisih

(%)

0 0 66,21 -

0,5 0,5 106,53 60,90

1 1 70,45 6,40 1,2

1,5 1,5 78,94 19,23

0 86,16 - 0 83,4 -

0,5 89,73 4,14 0,5 108,65 30,28

1 96,09 11,53 1 160,43 92,36 1,4

1,5 106,49 23,60 1,5 140,48 68,44

0 101,86 - 0 101,86 -

0,5 131,94 29,53 0,5 268,65 163,74

1 159,09 56,18 1 255,92 151,25 1,6

1,5 168,00 64,93 1,5 165,52 62,50

0 199,05 - 0

0,5 201,73 1,35 0,5

1 218,48 9,76 1 1,8

1,5 232,27 16,69 1,5

Tabel 3 menunjukkan data hasil pengujian kuat tarik belah rata-rata beton busa dengan penambahan serat. Dari Tabel

tersebut terlihat bahwa untuk seluruh SG terjadi peningkatan tegangan kuat tarik belah seiring dengan penambahan

persentase serat terhadap beton busa normal. Untuk beton busa dengan serat sabut kelapa peningkatan kuat tarik belah

terbesar terjadi pada SG 1,8 dengan persentase serat 1,5 %, dan kuat tarik belah terkecil terjadi pada SG 1,4 dengan

persentase serat 0,5 %. Peningkatan terjadi berkisar antara 11,76 % sampai dengan 65,76 %. Untuk serat ijuk kuat

tarik belah terbesar terjadi pada SG 1,6 dengan persentase serat 1,5 %, dan nilai terendah terjadi pada SG 1,2 dengan

persentase serat 0,5 %. Peningkatan kuat tarik belah untuk serat ijuk berkisar antara 9,88 % sampai dengan 110 %.

Dari hasil ini terlihat bahwa pada SG yang sama, serat ijuk memiliki kuat tarik belah yang lebih tinggi dari sabut

kelapa.

Tabel 3. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Busa

Specific

Gravity

% Sabut

Kelapa

Kuat Tarik

Belah Rata-rata

(kg/cm2)

Selisih

(%)

% Serat

Ijuk

Kuat Tarik

Belah Rata-rata

(kg/cm2)

Selisih

(%)

0 0 6,78 -

0,5 0,5 7,45 9,88

1 1 9,06 33,63 1,2

1,5 1,5 9,67 42,63

0 12,33 - 0 12,33 -

0,5 13,78 11,76 0,5 15,1 22,47

1 14,56 18,09 1 16,42 33,17 1,4

1,5 15,38 24,74 1,5 19,79 60,50

0 14,34 - 0 14,34 -

0,5 22,61 57,67 0,5 23,26 62,20

1 22,7 58,30 1 28,99 102,16 1,6

1,5 23,77 65,76 1,5 30,14 110,18

0 21,54 - 0

0,5 26,08 21,08 0,5

1 32,48 50,79 1 1,8

1,5 33,24 54,32 1,5

Tabel 4 menunjukkan data hasil pengujian kuat tarik lentur rata-rata beton busa dengan penambahan serat. Dari Tabel

dapat dilihat bahwa untuk seluruh SG terjadi peningkatan kuat tarik lentur beton busa seiring dengan penambahan

persentase serat terhadap beton busa normal. Kuat tarik lentur tertinggi terjadi pada SG 1,6 dengan persentase serat

sebesar 1,5 % untuk jenis serat sabut kelapa dan serat ijuk. Untuk serat sabut kelapa peningkatan kuat tarik lentur



berkisar antara 11,29 sampai dengan 167,08 %. Untuk serat ijuk, peningkatan kuat tarik lentur berkisar antara 9,47

sampai dengan 112,54 %.

Tabel 4. Hasil Pengujian Kuat Tarik Lentur Beton Busa

Specific

Gravity

% Sabut

Kelapa

Kuat Tarik Lentur

Rata-rata (kg/cm2)

Selisih

(%)

% Serat

Ijuk

Kuat Tarik Lentur

Rata-rata (kg/cm2)

Selisih

(%)

0 0 8,91 -

0,5 0,5 14,94 67,68

1 1 16,68 87,21 1,2

1,5 1,5 18,31 105,50

0 12,36 - 0 12,36 -

0,5 11,29 -8,66 0,5 13,53 9,47

1 16,36 32,36 1 19,23 55,58 1,4

1,5 19,21 55,42 1,5 25,78 108,58

0 11,42 - 0 14,11 -

0,5 15,21 33,19 0,5 18,23 29,20

1 22,54 97,37 1 21,54 52,66 1,6

1,5 30,5 167,08 1,5 29,99 112,54

0 11,78 - 0

0,5 13,11 11,29 0,5

1 18,34 55,69 1 1,8

1,5 25,00 112,22 1,5

4.2. Pembahasan

4.2.1. Kuat Tekan

Perbandingan peningkatan kuat tekan antara benda uji berserat sabut kelapa dan berserat ijuk ditunjukkan pada

Gambar 1. Dari gambar tersebut terlihat bahwa persentase kenaikan tertinggi pada benda uji berserat ijuk dengan

persentase serat 0, 5 %. Pada kedua jenis serat ini terlihat adanya persamaan, dimana dengan meningkatnya SG, maka

kuat tekan akan meningkat. Namun pada benda uji berserat ijuk, semakin ditambah persentase serat peningkatan kuat

tekannya berkurang secara signifikan. Hal ini disebabkan bahwa dengan bertambahnya jumlah serat maka

kemungkinan terjadinya balling effect pada benda uji sangat besar. Sehingga akibat balling effect ini maka

peningkatan kekuatannya berkurang pada persentase jumlah serat ijuk 1,5 %.

Gambar 1. Perbandingan Peningkatan Kuat Tekan Untuk Kedua Jenis Serat



Untuk benda uji serat sabut kelapa, meski terjadi peningkatan persentase kuat tekannya, namun peningkatannya tidak

terlalu besar jika dibandingkan dengan peningkatan kuat tekan pada benda uji dengan serat ijuk. Namun demikian hal

yang menarik untuk diamati adalah penambahan serat sabut kelapa sampai persentase serat 1,5 % masih menunjukkan

peningkatan kuat tekan. Hal ini disebabkan karena serat sabut kelapa berdiameter lebih kecil dari serat ijuk sehingga

pada serat sabut kelapa proses balling effect belum terjadi pada persentase 1.5 %.

Pada pengujian kuat tekan, pola retak yang terjadi antara beton busa tanpa serat dan beton busa berserat terjadi

perbedaan yang sangat jelas, dimana beton busa tanpa serat terjadi kehancuran pada seluruh sisi benda uji. Hal ini

berbeda yang ditimbulkan pada beton busa berserat, dimana beton busa berserat hanya mengalami retakan-retakan

pada seluruh sisi benda uji. Hal ini disebabkan karena adanya pengaruh serat yang tersebar didalam beton busa,

sehingga beton busa tersebut mampu menahan beban tekan yang lebih besar dari pada beton busa normal yang

diberikan oleh mesin uji tekan.

4.2.2. Kuat Tarik Belah

Perbandingan kuat tarik belah untuk kedua jenis serat ditunjukkan pada Gambar 2. Dari gambar tersebut terlihat

bahwa persentase kenaikan kuat tarik belah tertinggi pada SG=1.6 dengan persentase serat ijuk 1, 5 %. Pada benda uji

dengan serat ijuk memperlihatkan peningkatan yang signifikan pada setiap SG, dan pada setiap penambahan

persentase serat. Lain halnya dengan benda uji berserat sabut kelapa, terlihat bahwa peningkatan kuat tarik belah

untuk setiap SG dan setiap penambahan persentase serat tidak terlalu besar. Dari sini dapat disampaikan bahwa

penambahan jumlah serat sabut kelapa tidak banyak berpengaruh terhadap peningkatan kuat tarik belahnya.

Secara umum dapat disampaikan bahwa dengan adanya penambahan serat pada benda uji terlihat bahwa terjadi

peningkatan nilai kuat tarik belah suatu benda uji. Dari sini dapat disampaikan bahwa serat sabut kelapa dan serat ijuk

memiliki peranan dalam peningkatan nilai kuat tarik belah tersebut. Peningkatan nilai kuat tarik belah tergantung

kepada jenis serat yang digunakan. Dalam penelitian ini terlihat bahwa serat ijuk memiliki kontribusi yang lebih besar

dibandingkan dengan serat sabut kelapa.

Tabel 5 memperlihatkan perbandingan antara rumus Nilson Winter dan hasil penelitian dengan serat sabut kelapa dan

serat ijuk. Dari Tabel ini dapat dilihat bahwa nilai kuat tarik beton busa berserat hasil penelitian rata-rata memberikan

interval yang lebih besar dari batasan yang diberikan oleh Nilson dan Winter. Ini menunjukkan bahwa penambahan

serat pada beton busa memberikan kontribusi positif pada kuat tarik belah dan kuat tarik lentur.

Gambar 2. Perbandingan Peningkatan Kuat Tarik Belah Untuk Kedua Jenis Serat



Tabel 5. Hubungan antara Kuat Tarik Terhadap Kuat Tekan Beton Busa

Pengujian Beton Ringan

Nilson & Winter (MPa)

Beton Ringan dengan

Sabut Kelapa (MPa)

Beton Ringan dengan

Serat Ijuk (MPa)

Kuat tarik belah (ft) 0,339 cf ' s/d

0,508 cf '

0,272 cf ' s/d

0,728 cf '

0,229 cf ' s/d

0,796 cf '

Kuat tarik lentur (fr) 0,508 cf ' s/d

0,678 cf '

0,284 cf ' s/d

0,825 cf '

0,335 cf ' s/d

0,917 cf '

5. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian pengaruh penambahan serat terhadap sifat-sifat mekanis beton

busa adalah sebagai berikut :

1. Penambahan serat sabut kelapa dan serat ijuk pada beton busa dapat meningkatkan nilai kuat tekan, kuat tarik

belah, dan kuat tarik lenturnya.

2. Dari perbandingan dua buah serat yang digunakan diperoleh bahwa pada Specific Grafity yang sama nilai kuat

tekan yang terbesar terjadi pada beton busa dengan serat ijuk. Demikian juga pada nilai kuat tarik belah, nilai

terbesar terjadi pada beton busa dengan serat ijuk.

3. Peningkatan nilai kuat tekan pada beton beton berserat sabut kelapa berkisar antara 4,14 % sampai dengan 64,93

%, sedang pada beton busa berserat ijuk peningkatan kuat tekan berkisar antara 6,4 % sampai dengan 163,74 %.

Peningkatan nilai kuat tarik belah beton berserat sabut kelapa berkisar antara 11,76 % sampai dengan 65,76 %,

sedang pada beton busa berserat ijuk peningkatan kuat tarik belah berkisar antara 9,88 % sampai dengan 110,18

%. Untuk kuat tarik belah peningkatan pada beton berserat sabut kelapa berkisar antara 11, 29 % sampai dengan

167,08 %, dan pada beton berserat ijuk peningkatannya berkisar antara 9,47 % sampai dengan 112,54 %.

DAFTAR KEPUSTAKAAN

Dipohusodo, I., 1999, Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03, PT. Gramedia Pustaka Utama,

Jakarta.

Hines, W.W dan Montgomery, D.C, 1990, Probabilitas dan Statistik dalam Ilmu Rekayasa dan Manajemen,

Terjemahan Rudiansyah) Edisi II, Penerbit UI Press.

Iskandar, 2000, Perilaku Mekanik Beton Serat Ijuk, Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh.

Jamil, F., 2006, Pengaruh Lingkungan Perawatan Terhadap Kuat Tekan Beton Serat Aluminium, Fakultas Teknik,

Universitas Syiah Kuala, Darussalam Banda Aceh.

Murdock, L.J., dan Brooks, K. M., 1991, Bahan dan Praktek Beton, terjemahan Hindarko, S., Penerbit Erlangga,

Jakarta.

Mulyono, T., 2004, Teknologi Beton, Penerbit ANDI, Yogyakarta.

Nilson, A.H., dan Winter, G., 1986, Design of Concrete Structures, Graw Hill Book Company, London.

Neville, A M., 1999, Properties of Concrete, Longman, London.

Nawy, E.G., 1998, Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar., PT Refika Aditama, Bandung.

Wang, C.K., dan Salmon, C.G., 1993, Desain Beton Bertulang, Terjemahan Binsar Hariandja, Edisi IV, Penerbit

Erlangga, Jakarta.

Zein, C. K. S., 2007, Pengaruh Penambahan Serat Sabut Kelapa Terhadap Sifat Mekanis Beton Busa (Foamed

Concrete), Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala, Darussalam Banda Aceh.

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT TERHADAP SIFAT …konteks.id/p/04-141.pdf · dengan serat sabut kelapa...

Documents

Transcript of PENGARUH PENAMBAHAN SERAT TERHADAP SIFAT …konteks.id/p/04-141.pdf · dengan serat sabut kelapa...