PENGGUNAAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP SUSUT …/Pengaruh... · Setyo Purnomo Y. ST “kiting”...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BAJA BAN BEKAS DAN

PENGGUNAAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP

SUSUT KERING ( Drying Shrinkage ) PADA BETON PRECAST

Influence of Fiber Addition Of Steel Used Tire and Recycled Aggregate in

Drying Shrinkage of Precast Concrete

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Oleh :

ARIESITA PUTRI PRIMASARI

NIM. I 0106037

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010


commit to user

ii

LEMBAR PERSETUJUAN






Disusun Oleh :


NIM. I 0106037

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010

Dosen Pembimbing I

Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD

NIP. 19691026 199503 1 002

Dosen Pembimbing II

Endah Safitri,ST, MT

NIP. 19701212 200003 2 001


commit to user

iii

LEMBAR PENGESAHAN






SKRIPSI

Disusun oleh:


NIM. I 0106037

Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi

persyaratan untuk mendapatkan gelar sarajana teknik

Pada Hari : Jumat

Tanggal : 24 September 2010

Tim Penguji Pendadaran :

1. Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD ……………………………

N I P . 19691026 199503 1 002

2. Endah Safitri,ST, MT ……………………………

NIP. 19701212 200003 2 001

3. Ir. Antonius Mediyanto, MT ……………………………

N I P . 19620118 199512 1 001

4. Ir. Supardi, MT ……………………………

N I P . 19550504 198003 1 003

Mengetahui, Disahkan

a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik sipil

Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS

Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT

NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 1986


commit to user

iv

LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA






SKRIPSI

Disusun oleh:


NIM. I 0106037

Pembimbing :

1. Kusno Adi Sambowo ST, PhD ……………………………

N I P . 19691026 199503 1 002

2. Endah Safitri,ST, MT ……………………………

NIP. 19701212 200003 2 001


commit to user

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO Berjuang untuk mendapatkan sesuatu bukan menunggu untuk

mendapatkannya.

Kegagalan hanya terjadi bila kita menyerah.

Malu bertanya sesat dijalan.

PERSEMBAHAN

Syukur Alhamdulillah saya panjatkan pada Allah SWT atas

hidayah-Nya, dan dengan segala kerendahan hati serta rasa

terima kasih saya PERSEMBAHKAN karya ini kepada :

Bapak & Ibu Tercinta “Terimakasih atas segala doa dan dukungannya

serta kasih sayang yang tak akan tergantikan oleh apapun juga.”

My Brothers “Mas Ryan dan Arya atas dukungannya selama ini. “

Dosen Pembimbingku “ Pak Kusno & Ibu Endah atas bimbinganya sampai

terselesaikannya skripsi ini”

Dosen Penguji “ Pak Mediyanto & Pak Supardi atas sarannya untuk

perbaikan dalam skripsiku “

Setyo Purnomo Y. ST “kiting” “ yang selalu sabar,pengertian & selalu

memberi semangat, motivasi dan inspirasi buatku.

Teman Seperjuangan “Cuuz,Dadar,Ichan,Wijay atas suka duka

bersama selama ngelab sampai selesainya skripsi ini,^ Semangaaat

kawan…“

D’GeLo & Sahabat-SahabatQu

Didin,Ndood,Ujang,Agus,Danang,JengKeh,Jengrat,Ipeh,Deta,Radit,(ata

s canda tawa kalian yang selalu mewarnai hari-hari ku & yang selalu aku

repotkan ^^ ) AD 5365 UY, AD 6473 HT, D 511 MZ, (yang selalu

mengantarq kemana saja) Eji,tanjung,nina,pipi,ermis,irma,&teman2

seangkatanq yang g bisa ku sebut satu persatu,,

I love you all,, (^^/)


commit to user

vi

ABSTRAK

Ariesita Putri Primasari, 2010, Pengaruh Penambahan Serat Baja Ban Bekas

Dan Penggunaan Agregat Daur Ulang Terhadap Susut Kering ( Drying

Shrinkage ) Pada Beton Precast, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Beton merupakan bahan yang paling banyak digunakan untuk konstruksi di

Indonesia. Perkembangan zaman dan kemajuan teknologi dalam bidang

konstruksi membawa banyak kemudahan dalam pelaksanaan konstruksi. Salah

satunya teknologi beton pracetak yang mulai banyak menggantikan teknologi

pengecoran beton konvensional. Salah satu penggunaan beton pracetak yaitu

beton pracetak non-structural berupa pintu beton precast pada kitchen set.

Penggunaan beton secara besar-besaran menimbulkan permintaan akan batuan

yang meningkat dan menimbulkan berkurangnya sumber daya alam. Sehingga

penggunaan material daur ulang menjadi salah satu alternatif yang pantas

diaplikasikan. Bahan tambah serat daur ulang saat ini banyak digunakan ke dalam

campuran beton dengan berbagai tujuan salah satunya bisa menambah kekuatan

beton. Untuk itu perlu adanya penelitian mengenai mengetahui hal tersebut.

Dalam penelitian ini digunakan salah satu bahan tambah serat baja ban bekas.

Penelitian ini bertujuan mengetahui hasil dari susut kering beton serat yang dibuat

dari serat baja pada ban bekas serta mengamati perubahan kinerjanya bila

digunakan agregat daur ulang limbah bangunan. Penelitian ini menggunakan

metode eksperimen dengan total benda uji 16 buah, tiap variasi ada 4 sampel

dengan kadar serat 0%, 0.5%, 1%, dan 1,5% terhadap volume beton. Benda uji

yang digunakan adalah balok berukuran 6 x 6 x 30 cm3. Data yang diamati berupa

nilai penyusutan yang selanjutnya dianalisis dan didapat besar penyusutan dan

prediksi drying shrinkage jangka panjang menggunakan persamaan ACI 209.

Dari analisis diperoleh hasil bahwa serat mengurangi besarnya drying shrinkage

yang terjadi. Shrinkage terbesar sampai yang terkecil secara berurutan yaitu pada

beton agregat daur ulang tanpa serat sebesar 752,6 microstrain, serat 1,5% sebesar

738,5 microstrain, serat 1% sebesar 688,9 microstrain, dan serat 0,5% sebesar

645 microstrain. Hasil penelitian dengan kadar serat yang optimum yaitu 0,5%

dapat diaplikasikan pada beton precast non struktural dengan model berupa pintu

beton precast pada kitchen set. Hasil penelitian ini juga menunjukkan bahwa

semakin banyak serat yang digunakan, besarnya Drying shrinkage beton serat

dengan agregat daur ulang semakin besar pula.

Kata kunci: Daur ulang, Pracetak, Serat baja, Susut kering

ABSTRACT

Ariesita Putri Primasari, 2010, Influence of Fiber Addition Of Steel Used Tire

and Recycled Aggregate in Drying Shrinkage of Precast Concrete, Final Project

of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret


commit to user

vii

University, Surakarta.

Concrete is the most widely used material for construction in Indonesia. The times

and technological advances in the construction field to bring much convenience in

the construction. According to the installation of concrete ways in the two that is

of precast concrete (precast) and the concrete cast in place. One of which is the

use of precast concrete of doors on the kitchen set. The use of concrete causing a

massive rock rising demand and causing loss of natural resources. So the use of

recycled materials into an appropriate one of the alternatives applied. Recycled

fiber additive is widely used in concrete mixtures with different goals one of which

could add to the strength of concrete. For that we need to know there is no

research about it. This study used a steel fiber added material rubber tire.

This research aims to find out the performance of fibre reinforced concrete drying

shrinkage made of steel used tire as well as to observe the performance change if

the recycled aggregate of construction waste is used. This research employed an

experimental method with total tested objects of 16, in each variation there were

four samples with 0%, 0.5%, 1%, and 1.5% fibre level on the concrete volume.

The tested object used was beam with 6 x 6 x 30 cm3 size. The data observed was

the shrinkage value that furthermore was analyzed and the shrinkage value and

long-term drying shrinkage prediction were obtained using ACI 209 equation.

From the result of analysis, it can be found that fibre reduce the drying shrinkage.

The highest shrinkage until the smallest is successive from recycled aggregate

concrete without fibre equal to 752,6 microstrain, fibre 1,5% 617 microstrain,

fibre 1% 688,9 microstrain, and fibre 0,5% 645 microstrain. The results with the

optimum fiber content of 0.5% can be applied to non-structural precast concrete

with precast concrete models of doors on the kitchen set. The result of research

also shows that the more fiber is used, the magnitude of drying shrinkage of fiber

concrete with recycled aggregates greater.

Keyword: Drying shrinkage, Precast, Recycled, Steel fibers.


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang selalu melimpahkan rahmat serta hidayah-

Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “

Pengaruh Penambahan Serat Baja Ban Bekas Dan Penggunaan Agregat Daur

Ulang Terhadap Susut Kering ( Dry Shrinkage ) Pada Beton Precast ” guna

memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka

banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya

penyusunan skripsi ini. Untuk itu, Penulis ingin menyampaikan ucapan

terimakasih kepada :

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,

2. Pimpinan Jurusan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,

3. Kusno Adi Sambowo ST, MSc, PhD selaku dosen pembimbing I,

4. Endah Safitri, ST, MT selaku dosen pembimbing II,

5. Ir.Supardi,MT dan Ir.A.Mediyanto,MT selaku dosen penguji.

6. Staf pengelola/laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur Jurusan

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

7. Ir. Agus P. Saido, M.Sc selaku pembimbing Akademis,

8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2006 dan semua pihak yang

telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung yang tidak

dapat penulis sebut satu persatu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu,

saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan

skripsi ini dan semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang

membutuhkan.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, September 2010

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PERSETUJUAN ii

HALAMAN PENGESAHAN iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN iv

ABSTRAK v

KATA PENGANTAR vii

DAFTAR ISI viii

DAFTAR TABEL xi

DAFTAR GAMBAR xii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL xiii

DAFTAR LAMPIRAN xiv

BAB 1. PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang Masalah 1

1.2. Rumusan Masalah 3

1.3. Batasan Masalah 4

1.4. Tujuan Penelitian 4

1.5. Manfaat Penelitian 5

BAB 2. LANDASAN TEORI 6

2.1. Tinjauan Pustaka 6

2.2. Landasan Teori 8

2.2.1. Beton 8

2.2.2. Beton Precast 8

2.2.3. Beton Serat 8

2.2.4. Beton Agregat Daur Ulang 9

2.2.5. Material Penyusun Beton Serat 9

2.2.5.1. Semen 9

2.2.5.2. Agregat 10

a. Agregat Halus 10

b. Agregat Kasar Daur Ulang 11


commit to user

x

2.2.5.3. Air 13

2.2.5.4. Bahan Tambah 13

a. Pengertian Bahan Tambah 13

b. Accelerator 14

2.2.5.5. Serat Baja Ban Bekas 14

2.2.6. Sifat Struktural Beton Serat 15

2.2.7. Penyusutan Pada Beton (Shrinkage) 16

2.2.7.1. Definisi Shrinkage 16

2.2.2.2. Macam- Macam Shrinkage 17

2.2.7.3. Drying Shrinkage Beton 18

2.2.7.4. Mekanisme Terjadinya Drying Shrinkage 18

2.2.7.5. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Drying Shrinkage 21

2.2.7.6. Efek Drying Shrinkage pada Struktur 23

2.2.7.7. Pengukuran Drying Shrinkage pada Beton Berserat 23

2.2.7.8. Prediksi Drying Shrinkage Jangka Panjang 24

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN 25

3.1. Uraian Umum 25

3.2. Benda Uji 25

3.3. Alat dan Bahan 26

3.4. Tahap Penelitian 28

3.5. Pengujian Bahan Dasar Beton 31

3.6. Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) 31

3.7. Pembuatan Benda Uji 31

3.8. Pengujian Nilai Slump 32

3.9. Pengujian Drying Shrinkage Balok Beton 32

BAB 4. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 35

4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar 35

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus 35

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang 37

4.1.3. Hasil Pengujian Serat Baja Ban Bekas 38

4.2. Rencana Campuran (Mix Design) 39

4.3. Data Hasil Pengujian 39


commit to user

xi

4.3.1. Pengujian Nilai Slump 39

4.3.2. Pengujian Drying Shrinkage 40

4.4. Hasil Perhitungan Prediksi Drying Shrinkage 42

4.5. Pembahasan 44

4.5.1. Uji Slump 44

4.5.2. Drying Shrinkage 44

BAB 5. KESIMPILAN DAN SARAN 47

5.1. Kesimpulan 47

5.2. Saran 47

DAFTAR PUSTAKA 49

LAMPIRAN


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Jenis semen Portland di Indonesia sesuai SII 0013-81 10

Tabel 2.2. Syarat mutu agregat halus menurut ASTM C-33 11

Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar menurut B.S 12

Tabel 2.4. Hubungan penyusutan terhadap waktu 23

Tabel 3.1. Perincian benda uji 26

Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus 35

Tabel 4.2. Hasil pengujian gradasi agregat halus 36

Tabel 4.3. Hasil pengujian agregat kasar daur ulang 37

Tabel 4.4. Hasil pengujian gradasi agregat kasar daur ulang 37

Tabel 4.5. Hasil uji kuat tarik serat baja ban bekas 38

Tabel 4.6. Kebutuhan bahan untuk beton tiap variasi penambahan serat

39

Tabel 4.7. Nilai slump dari berbagai variasi pemakaian kadar serat serat 40

Tabel 4.8. Perincian kode sampel 41

Tabel 4.9. Hasil pengujian drying shrinkage 41


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Limbah beton dan Limbah yang sudah di olah 13

Gambar 2.2. Limbah industri ban bekas dan serat baja 15

Gambar 2.3. Penyusutan terhadap waktu 17

Gambar 2.4. Mekanisme Shrinkage 19

Gambar 2.5. Proses hidrasi pada pasta semen 20

Gambar 2.6. Hubungan penyusutan terhadap waktu 23

Gambar 3.1. Benda uji balok beton 26

Gambar 3.2. Bagan alir tahap-tahap penelitian 30

Gambar 3.3. Pengujian nilai slump 32

Gambar 3.4. Proses pengukuran dengan demec gauge 34

Gambar 4.1. Kurva gradasi butir agregat halus. 36

Gambar 4.2. Kurva gradasi butir agregat kasar daur ulang. 38

Gambar 4.3. Hubungan nilai slump dengan variasi kadar serat 40

Gambar 4.4. Hubungan drying shrinkage dengan umur pengeringan 42

Gambar 4.5. Prediksi shrinkage pada beton precast agregat daur ulang. 43

Gambar 4.6. Nilai ultimate shrinkage pada agregat daur ulang 44


commit to user

xiv

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

ACI = American Concrete Institute

ASTM = American Standar for Testing and Materials

Al2O3 = alumina

CaO = kapur

CO2 = karbon dioksida

cm = centimeter

f.a.s. = faktor air semen

gr = gram

kg = kilogram

kN = kilo newton

L = panjang

lt = liter

m = meter

mm = millimeter

MPa = mega pascal

P = beban

SiO2 = silika

SKSNI = Standar Konsep Standar Nasional Indonesia

t = umur pengeringan

µm = mikrometer

(t)sh = nilai drying shrinkage setelah t

)(ush = besar ultimate drying shrinkage

% = persentase


commit to user

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Hasil Pengujian Bahan Dasar

Lampiran B Perencanaan Campuran Adukan Beton

Lampiran C Hasil Pengujian Shrinkage Beton

Lampiran D Langkah dan Perhitungan Prediksi Shrinkage Beton

Lampiran E Dokumentasi Penelitian

Lampiran F Form Skripsi


commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Perkembangan zaman dan kemajuan teknologi dalam bidang konstruksi

membawa banyak kemudahan dalam pelaksanaan konstruksi. Salah satunya

teknologi beton pracetak yang mulai banyak menggantikan teknologi pengecoran

beton konvensional. Menurut cara pemasangannya, beton terdiri dari dua jenis

yaitu beton cast in situ (beton pracetak atau beton precast ) dan beton cast in

place (beton cor di tempat).

Teknologi beton pracetak merupakan teknologi konstruksi struktur beton dengan

komponen-komponen penyusun yang dicetak terlebih dahulu pada suatu tempat

khusus ( off-site fabrication ), terkadang komponen-komponen tersebut disusun

dan disatukan terlebih dahulu ( pre-assembly ) dan selanjutnya dipasang di lokasi

( installation ).

Namun, tujuan untuk mencapai kualitas struktur beton yang lebih tinggi bukan

satu-satunya alasan mengapa beton pracetak sebagian besar digunakan untuk

konstruksi beton di Indonesia. Hal ini akan menjadi salah satu trend industri

konstruksi beton di masa mendatang, serta dapat mempercepat durasi proyek dan

penggunaan konstruksi yang ramah lingkungan, termasuk penghematan energi

dalam proses konstruksi secara keseluruhan.

Beton precast dapat diaplikasikan pada komponen struktural maupun komponen

non struktural. Pada komponen struktural seperti balok, kolom, plat lantai, tiang

pancang. Pada komponen non struktural seperti paving block, bata beton, cells

units ( hotel rooms, toilet, kitchen ) .


commit to user

2

Beton merupakan bahan yang sangat penting dan banyak digunakan dalam dunia

kontruksi. Banyaknya jumlah penggunaan beton dalam kontruksi mengakibatkan

peningkatan kebutuhan material beton, sehingga memicu penambangan batuan

sebagai salah satu bahan pembentuk beton secara besar-besaran. Hal ini

menyebabkan turunnya jumlah sumber alam yang tersedia untuk keperluan

pembetonan. Keterbatasan kemampuan alam dalam menyediakan material

pembentuk beton merupakan sebuah persoalan yang penting. Disisi lain ada

beberapa bangunan tua yang terpaksa dibongkar karena bangunan tersebut perlu

diperbaharui, mengalami kerusakan, atau tidak layak lagi dihuni dan

menimbulkan limbah bangunan.

Disamping itu, pada saat ini beton siap pakai (ready mix) sedang marak digunakan

untuk pembuatan kontruksi bangunan, namun pada penerapannya sering terjadi

kelebihan supply dan sisanya terkadang dibuang di sembarang tempat, sehingga

dapat mengurangi kesuburan tanah dan merusak keseimbangan ekosistem. Namun

limbah bangunan masih dapat di daur ulang menjadi agregat dalam pembuatan

beton.

Kehidupan masyarakat yang semakin modern juga ikut berperan dalam gangguan

dan pelestarian lingkungan. Limbah produk industri seperti limbah ban bekas ikut

menambah permasalahan lingkungan. Ban bekas yang dibuang tersebut karena

bahannya terbuat dari karet yang tidak bisa membusuk maka bila tidak

dimanfaatkan atau dibakar maka akan menjadi sampah yang menyebabkan polusi.

Oleh karena itu proses daur ulang limbah industri dan limbah bangunan

diperlukan untuk mengurangi persoalan lingkungan. Limbah industri ban dapat di

daur ulang menjadi serat dalam pembuatan beton. Serat yang dipakai berasal dari

kawat pembentuk ban, sedangkan sisa limbah ban yang telah digunakan dapat

dimanfaatkan dengan cara mengubah ban bekas tersebut menjadi alat–alat rumah

tangga seperti ember kecil, sandal, pot bunga, anyaman ban untuk bagian dalam

kursi tamu. Sehingga keseluruhan bagian dari ban dapat digunakan dan tidak

menimbulkan limbah baru.


commit to user

3

Mengkombinasikan agregat daur ulang dan serat limbah merupakan upaya

memanfaatkan bahan limbah beton dan limbah industri sebagai bahan beton

berserat. Maksud dari penggunaan serat limbah produk industri sebagai bahan

tambah pada beton diharapkan agar beton tersebut dapat menghambat atau

menahan penyebaran retak beton karena susut seperti halnya penambahan serat-

serat pada umumnya.

Susut dapat terjadi karena beton kehilangan kelembabannya yang disebabkan

oleh penguapan ataupun hidrasi semen. Adanya susut yang berlebihan pada

struktur akan menyebabkan deformasi (perubahan bentuk) seiring bertambahnya

umur beton. Efek yang nyata pada struktur yaitu timbulnya retak-retak pada

struktur dalam jangka waktu yang panjang.

Dengan pertimbangan-pertimbangan tersebut, maka dilakukan penelitian terhadap

pengaruh penambahan serat baja ban bekas pada beton terhadap uji susut. Hasil

yang diharapkan dalam penelitian ini berupa pintu beton precast pada kitchen set

utamanya pada bagian bawah dengan berbahan dasar serat baja ban bekas yang

terbuat dari agregat daur ulang.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah disampaikan di awal, maka dapat

dirumuskan permasalahannya adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh pengaruh serat baja dari ban bekas terhadap kinerja

beton precast agregat daur ulang dalam menghadapi susut kering ?

2. Berapa komposisi kadar serat yang tepat untuk mendapatkan drying

shrinkage yang optimum pada beton precast agregat daur ulang dan

aplikasinya pada beton precast ?


commit to user

4

1.3. Batasan Masalah

Penelitian ini akan diberi batasan-batasan masalah agar kerja dapat lebih terarah

dan tidak meluas. Batasan-batasan masalah yang digunakan adalah :

1. Jenis serat yang dipakai sebagai bahan tambahan pada beton precast agregat

daur ulang adalah serat baja dari ban bekas

2. Serat baja yang digunakan serat baja pada bagian ring dari ban bekas

sepanjang 50 mm

3. Penggunaan variasi campuran dengan penambahan serat untuk pengujian

masing-masing menggunakan perbandingan 0%, 0.5%, 1%, 1.5% terhadap

volume adukan.

4. Semen yang digunakan adalah semen Portland jenis 1.

5. Penelitian ini hanya meninjau terhadap kinerja beton precast daur ulang

dalam menghadapi susut kering.

6. Benda uji berupa balok beton dengan dimensi panjang 30 cm, lebar 6 cm, dan

tinggi 6 cm

7. Lamanya pengujian susut adalah 56 hari dimulai dari hari ke-1 setelah benda

uji selesai dibuat.

8. Tidak dilakukan kontrol terhadap kondisi lingkungan, seperti suhu ruangan

dan kelembapan udara.

9. Tidak dilakukan Perawatan (curing) pada benda uji.

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui pengaruh serat baja dari ban bekas terhadap kinerja beton

precast daur ulang dalam menghadapi susut kering.

2. Untuk mengetahui kadar serat yang optimum dan aplikasinya pada beton

precast agregat daur ulang


commit to user

5

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :

1. Menambah pengetahuan tentang susut beton precast daur ulang berbahan

tambah serat baja ban bekas

2. Mengetahui perilaku beton precast daur ulang berserat dalam berbagai variasi

kadar serat limbah berbahan tambah serat baja ban bekas terhadap susut

kering.


commit to user

6

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Beton adalah suatu campuran yang tediri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau

agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat

dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang, satu atau

lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik

tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu

pengerasan (McCormac, 2003).

Beton pra-cetak menunjukkan bahwa komponen struktur beton tersebut tidak

dicetak atau dicor ditempat komponen tersebut akan dipasang. Biasanya ditempat

lain, dimana proses pengecoran dan curing-nya dapat dilakukan dengan baik dan

mudah. Jadi komponen beton pra-cetak dipasang sebagai komponen jadi, tinggal

disambung dengan bagian struktur lainnya menjadi struktur utuh yang terintegrasi.

(Wiryanto Dewobroto,2007)

Beton serat didefinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran semen,

agregat, air, dan sejumlah serat yang disebar secara random. Ide dasar beton serat

adalah menulangi beton dengan fiber yang disebarkan secara merata ke dalam

adukan beton, dengan orientasi random sehingga dapat mencegah terjadinya

retakan-retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik baik akibat panas hidrasi

maupun akibat pembebanan (Soroushian dan Bayashi, 1987).

Beton serat mempunyai kelebihan daripada beton tanpa serat dalam beberapa sifat

strukturnya, antara lain keliatan (ductility), ketahanan terhadap beban kejut

(impact resistance), kuat tarik dan kuat lentur (tensile and flexural strength),

kelelahan (fatigue life), kekuatan terhadap pengaruh susut (shrinkage), dan

ketahanan terhadap keausan (abration) (Soroushian dan Bayashi, 1987).


commit to user

7

Serat pada umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5 µm - 1000

µm (mikro meter), dan panjang sekitar 60 mm. Bahan serat dapat berupa: karbon,

kaca, textile, serat asbestos, serat tumbuh-tumbuhan (rami, bambu, ijuk), serat

plastik (polypropylene), atau potongan kawat baja (As’ad, 2008).

Dari penelitian-penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa

penambahan serat sebanyak 0,75 % sampai dengan 1 % dari volume adukan akan

memberikan hasil yang optimal (Wahyu, 2002).

Penelitian yang terdahulu pernah dilakukan oleh Chen dan Liu (2003) tentang

penggunaan serat berbeda pada beton ringan. Beton ringan yang mempunyai

kekuatan tinggi menghasilkan deformasi shrinkage yang lebih tinggi.

Bagaimanapun juga dengan bertambahnya waktu, serat akan menahan shrinkage

yang terjadi. Setelah 60 hari, deformasi shrinkage tidak bertambah. Perbedaan

jenis serat masih menunjukkan kemampuan yang berbeda untuk menahan

shrinkage.

Sementara itu penelitian penggunaan agregat daur ulang dengan limbah beton

sebagai agregat kasar menyebabkan pengurangan kuat tekan sebesar 10 – 15 %

dibanding penggunaan agregat kasar normal. Kuat tekan beton daur ulang limbah

beton secara umum tidak tergantung dari kuat tekan asal limbah beton tersebut

(Hardjasaputra, 2008).

Beton dengan agregat daur ulang memiliki kuat tekan ,kuat lentur ,dan stiffness

yang lebih rendah, serta, rangkak dan susut kering yang lebih tinggi dari beton

dengan agregat normal (Snyder, 2009).

pengurangan kuat tekan beton akibat penggunaan agregat daur ulang

dibandingkan dengan agregat baru ternyata tidak terlalu signifikan, namun terjadi

perbedaan dalam kapasitas shrinkage karena agregat daur ulang cenderung


commit to user

8

menghasilkan beton yang lebih porous (Beatrix Kerkhoff dan Eberhard Sieber,

2001).

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Beton

Beton didapat dari pencampuran semen portland, air, dan agregat (dan kadang-

kadang bahan tambah, yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia tambahan,

serat, sampai bahan buangan non-kimia) pada perbandingan tertentu

(Tjokrodimuljo, 1996).

2.2.2. Beton Precast

Pracetak merupakan suatu proses produksi elemen struktur bangunan pada suatu

tempat yang berbeda dengan tempat dimana elemen struktur tersebut akan

digunakan.Teknologi pracetak ini dapat diterapkan pada berbagai jenis material,

yang salah satunya adalah material beton. Pemakaian beton precast dalam proyek

konstruksi dapat mempersingkat durasi proyek, mereduksi biaya konstruksi, dapat

diproduksi secara masal, mengurangi biaya pengawasan, mengurangi kebisingan,

menghasilkan kualitas beton yang lebih baik, dan pelaksanaan konstruksi hampir

tidak terpengaruh oleh cuaca. (Wulfram, 2006)

2.2.3. Beton Serat

Beton serat merupakan campuran beton ditambah serat, yang umumnya berupa

batang-batang dengan ukuran 5-500m, dengan panjang sekitar 25mm. Bahan

serat dapat berupa serat asbestos, serat plastik, atau potongan kawat baja.

Kelemahannya sulit dikerjakan, namun lebih banyak kelebihan antara lain

kemungkinan terjadinya segresi kecil, daktail dan tahan benturan.


commit to user

9

Dosis penggunaan yang umum adalah 0,25 - 2% takaran volume atau sekitar 20-

50 kg serat baja per meter kubik produksi beton. Serat sintetik adalah serat buatan

yang diperoleh dari pengembangan produk petrokimia dan industri tekstil.

Material ini di kenal dalam banyak jenis seperti acrylic , aramid, carbon, nylon,

polyethilene, polypropylene. Serat sintetik umumnya cocok digunakan untuk

ketahaan terhadap retak, khususnya di umur dini (Braunch, J et.al, 2002).

2.2.4. Beton Agregat Daur Ulang

Beton agregat daur ulang adalah suatu rancangan campuran beton dengan

menggunakan bahan hasil dari penghancuran beton jadi yang kemudian digunakan

sebagai bahan agregat. Tentunya dalam pembentukan agregat hasil daur ulang ini

mempunyai karakteristik yang berbeda dengan agregat aslinya. Beton yang

terbuat dari daur ulang agregat kasar dan memiliki kekuatan yang lebih kecil

daripada beton biasa. Dalam menahan tarik setelah terjadi retak, beton agregat

daur ulang juga menunjukkan kemampuan yang lebih kecil bila dibandingkan

dengan beton biasa.Hal ini disebabkan sudah adanya bahan pencampur lain yang

terkandung pada butiran agregat tersebut, yaitu lapisan mortar yang melekat pada

agregat. Lapisan mortar itu sendiri terdiri dari agregat dan pasta semen yang

digunakan dalam campuran beton sebelumnya.

2.2.5. Material Penyusun Beton Serat

Komponen pembentuk beton serat adalah semen, agregat kasar, agregat halus air

dan bahan tambahan lain yaitu serat baja limbah ban.

2.2.5.1. Semen

Semen berfungsi sebagai perekat butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang

padat dan mengisi rongga-rongga diantara butir-butir agregat. Semen yang

dimaksud di dalam konstruksi beton adalah bahan yang akan mengeras jika

bereaksi dengan air dan lazim dikenal dengan nama semen hidraulik (hidraulic


commit to user

10

cement) salah satu jenis semen hidraulik yang biasa dipakai dalam pembuatan

beton adalah semen portland (portland cement). Bahan baku semen yaitu kapur

(CaO), Silika (SiO2), dan alumina (Al2O3).

Jenis-jenis semen portland yang sering digunakan dalam konstruksi serta

penggunaannya dicantumkan dalam Tabel 2.1.

Tabel 2.1. 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 : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

2.2.5.2. Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi

dalam campuran mortar atau beton.

a. Agregat halus

Menurut Tjokrodimuljo (1996), 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 yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk

mortar bersama semen dan air, berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu

kesatuan yang kuat dan padat.


commit to user

11

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 2.2.

Tabel 2.2. Syarat Mutu Agregat Halus Menurut ASTM C-33

Ukuran saringan (mm) Persen Lolos Kumulatif

9,50

4,75

2,36

1,18

0,60

0,30

0,15

100

95-100

80-100

50-85

25-60

10-30

2-10

Sumber : Tri Mulyono (2005)

b. Agregat Kasar Daur Ulang

Menurut Tjokrodimuljo (1996) disebutkan bahwa 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.

Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.3.


commit to user

12

Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar menurut B.S

Ukuran

saringan (mm)

Persentase lolos saringan (%)

40 mm 20 mm 12,5 mm

40

20

12,5

10

4,8

95-100

30-70

-

10-35

0-5

100

95 – 100

-

22-55

0-10

100

100

90-100

40-85

0-10

Sumber : Tri Mulyono (2005)

Suharwanto (2005) telah melakukan sejumlah pengamatan terhadap kinerja

material dan kinerja struktur beton dengan agregat daur ulang. Kinerja material

dan kinerja struktur beton agregat daur ulang cenderung berbeda dibandingkan

kinerja beton beragregat normal. Berdasarkan hasil studi eksperimental, agregat

daur ulang mengandung mortar sebesar 25 % hingga 45 % untuk agregat kasar,

dan 70 % hingga 100 % untuk agregat halus. Kandungan mortar tersebut

mengakibatkan berat jenis agregat menjadi lebih kecil, lebih poros atau berpori,

sehingga kekerasannya berkurang, bidang temu (interface) yang bertambah, dan

unsur-unsur kimia agresif lebih mudah masuk dan merusak. Disamping itu, pada

agregat daur ulang juga terdapat retak mikro, dimana retak tersebut dapat

ditimbulkan oleh tumbukan mesin pemecah batu (stone crusher) pada saat proses

produksi agregat daur ulang, yang tidak dapat membelah daerah lempengan atau

patahan pada agregat alam. Retak tersebut tertahan oleh kekangan mortar yang

menyelimuti agregat alam

Beberapa perbedaan kualitas, sifat-sifat fisik dan kimia agregat daur ulang

tersebut menyebabkan perbedaan sifat-sifat (properties) pada material beton yang

dihasilkan (Suharwanto, 2005). Perbedaan yang diamati diantaranya adalah

menurunnya kuat tekan, kuat tarik, dan modulus elastisitasnya.

Limbah beton dan limbah yang sudah diolah dapat dilihat pada Gambar 2.1

berikut.


commit to user

13

Gambar 2.1 Limbah beton dan limbah yang sudah diolah

2.2.5.3. 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. Kandungan lumpur (benda melayang lainnya) maksimum 2 gram/liter.

b. Kandungan garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll)

maksimum15 gram/liter.

c. Kandungan klorida (Cl) maksimum 0,5 gram/liter.

d. Kandungan senyawa sulfat maksimum 1 gram/liter.

2.2.5.4. Bahan Tambah

a. Pengertian Bahan Tambah

Bahan tambah merupakan bahan selain unsur pokok bahan penyusun beton

(semen, air, dan agregat) yang ditambahkan ke dalam adukan material penyusun

beton sebelum atau selama proses pencampuran. Bahan ini biasanya ditambahkan


commit to user

14

kedalam beton apabila diinginkan untuk mengubah sifat-sifat beton, baik itu

dalam keadaan segar maupun setelah beton itu mengeras. Hal ini juga dilakukan

mengingat berbagai persoalan yang ada di lapangan sangat kompleks, sehingga

dibutuhkan cara-cara khusus untuk menanggulanginya.

b. Accelellator

Accelerator adalah bahan tambah yang berfungsi untuk untuk mempercepat

proses ikatan dan pengerasan beton maupun mortar, bahan ini digunakan untuk

mengurangi lamanya waktu pengeringan dan mempercepat pencapaian kekuatan

pada beton maupun mortar. Bahan ini digunakan jika penuangan adukan

dilakukan dibawah air, atau pada struktur beton yang memerlukan pengerasan

segera.

2.2.5.5. Serat Baja Ban Bekas

Dewasa ini, serat yang paling populer yang dipakai di luar negeri adalah serat baja

( steel fiber). Salah satu penyebab pemakaian konsep beton serat belum banyak

dikenal di Indonesia adalah belum tersedianya serat baja secara murah dalam

jumlah banyak karena harus mendatangkannya dari luar negeri. Untuk mengatasi

hal tersebut, telah ditemukan solusi alternatif dengan menggunakan serat baja ban

bekas.

Dari penelitian sebelumnya membuktikan bahwa sifat – sifat beton yang kurang

baik dapat diperbaiki dengan menambahkan serat yang terbuat dari potongan

kawat ban bekas.

Ide dasar penambahan serat adalah memberi tambahan pada beton dengan serat

yang disebarkan secara merata ke dalam adukan beton dengan orientasi random

akan dapat mencegah terjadinya retak-retak beton secara dini, baik akibat panas

hidrasi, penyusutan, dan pembebanan (Harjono, 2001).


commit to user

15

Penambahan serat dalam beton dapat memperbaiki kekuatan tarik beton dan sifat

getasnya (Soroushian dan Bayashi, 1987). Untuk beton berserat, serat akan

berfungsi dengan baik jika ukuran (panjang) serat lebih besar dari ukuran

agregatnya. Apabila agregatnya yang lebih besar dapat meyebabkan

penggumpalan serat, serat tidak mampu mengikat antar agregat. Hal ini

memungkinkan munculnya efek negatif pada sifat beton yang dihasilkan.

Ketika beton dibiarkan mengering pada tempat yang terbuka maka beton tersebut

akan menyusut. Hal ini disebabkan karena pada beton terjadi proses penguapan

atau evaporasi sehingga tegangan pori pada beton meningkat akibat berkurangnya

kadar air. Pada saat beton mengeras dan menyusut, retak yang sangat kecil akan

berkembang. Bila retak kecil tersebut terpotong oleh batangan-batangan serat

maka retak tersebut akan tecegah untuk berkembang menjadi retak yang lebih

besar.

Penelitian ini menggunakan serat dari limbah industri yaitu kawat baja ban bekas..

Serat yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai ukuran panjang 50 mm

dengan prosentase campuran 0%, 0.5%, 1%, 1.5% dari volume adukan beton.

Limbah industri ban bekas dan serat baja dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut.

Gambar 2.2 Limbah industri ban bekas dan serat baja

2.2.6. Sifat Struktural Beton Serat

Peningkatan sifat struktural yang diperlihatkan oleh beton serat dipengaruhi oeh

hal-hal sebagai berikut :


commit to user

16

a. Orientasi penyebaran ( Dispersion Short Fiber) yang acak.

Arah penyebaran serat yang acak dan terdistribusi secara merata dan baik

akan menyebabkan peningkatan sifat struktural yang optimal. Untuk

mencapai hal ini maka faktor yang perlu diperhatikan adalah metode

penyebaran dan pencampuran serat ke dalam adukan, konsentrasi dan aspek

rasio serat.

b. Lekatan pada Alur Retakan

Ukuran serat yang pendek dan tidak menerus, memungkinkan terjadinya alur

retak tidak melewati serat, sehingga lekatan antara serat dan partikel

penyusun beton dalam komposit menjadi tidak optimal. Apabila lekatan

serat yang terjadi pada massa beton lebih kecil dari kuat tarik serat, maka

kekuatan beton serat akan ditentukan oleh kuat lekat serat / bond strength.

c. Panjang tertanam serat yang tidak teratur ( acak)

Gaya aksial yang diakibatkan oleh tegangan lekat serat pada pasta semen,

merupakan fungsi dari panjang tertanam minimum serat pada bidang retak.

Panjang tertanam serat ini juga tidak teratur.

2.2.7. Penyusutan pada Beton (Shrinkage)

2.2.7.1. Definisi Shrinkage

Pada awal pengerasan beton selalu terjadi penyusutan pada beton. Penyusutan

volume beton yang tidak dipengaruhi oleh perubahan beban disebut Shrinkage.

Shrinkage yang berlebih pada beton mengakibatkan terjadinya deformasi seiring

bertambahnya umur beton. Besarnya susut pada beton akan tergantung pada

keterbukaan beton itu sendiri. Keterbukaan terhadap angin akan mempercepat

kecepatan susut beton, sedangkan atmosfir yang lembab akan mengurangi

kecepatan susut.Biasanya regangan susut berkisar antara 0,0002 sampai 0,0006.

Tapi terkadang dapat mencapai 0,001.


commit to user

17

Sumber : R.Park and T.Paulay (1974)

Gambar 2.3. Penyusutan Terhadap Waktu

2.2.7.2. Macam-macam Shrinkage

Saat ini sudah dikenal 5 macam shrinkage yaitu sebagai berikut :

a. Drying shrinkage

Drying shrinkage adalah penyusutan yang terjadi karena penguapan air pori dan

penguapan permukaan (evaporasi). Ketika beton berada di lingkungan kering

maka akan terjadi penguapan dan terjadi kehilangan uap air, yang dikenal sebagai

drying shrinkage pada beton tersebut.

b. Autogenus Shrinkage

Autogenus shrinkage adalah penyusutan yang terjadi karena berkurangnya air pori

karena dikonsumsi semen untuk proses hidrasi sehingga menyebabkan naiknya

tegangan pori. Autogenus shrinkage dimulai beberapa jam setelah beton dituang

dalam cetakan.

c. Chemical Shrinkage

Chemical shrinkage adalah suatu reaksi kimia antara semen dan air dimana

volume hasil hidrasi (pasta semen) lebih kecil dari volume mula-mula.

d. Carbonation Shrinkage

Seiring dengan proses karbonasi yang berarti reaksi antara CO2 dengan hasil

hidrasi semen, beton mengalami penyusutan yang disebut Carbonation shrinkage.


commit to user

18

Proses ini berlangsung sangat lambat dan tergantung pada permeabilitas beton,

moisture content, CO2 dan kelembaban relatif dari lingkungan.

e. Plastic Shrinkage

Plastic Shrinkage adalah perubahan volume akibat berkurangnya air dalam beton

segar (fresh concrete) pada proses hidrasi. Berkurangnya air tersebut akibat

adanya penguapan air pada permukaan beton (evaporasi) dan penyerapan

(absorbsi). Penyusutan ini besarnya kira-kira 1% dari volume sebenarnya dari

semen saat kering. Faktor-faktor yang mempengaruhi plastic shrinkage antra lain

suhu udara, kelembaban relatif dan kecepatan angin.

2.2.7.3. Drying Shrinkage Beton

Hilangnya air pori pada drying shrinkage akan menyebabkan terjadinya tegangan

kapiler yang menyebabkan dinding-dinding kapiler tertarik sehingga beton akan

menyusut. Beton akan mengalami drying shrinkage selama berbulan-bulan

bahkan bertahun-tahun sampai kandungan air dalam beton tersebut telah habis

menguap.

Dengan adanya perawatan yang baik pada beton yaitu dengan cara disiram air

pada umur awal maka drying shrinkage beton akan tertunda karena adanya

penyediaan kelembaban dari siraman air tersebut. Setelah beton mencapai

kekuatan yang dinginkan maka perawatan boleh dihentikan, jadi drying shrinkage

yang terjadi tidak akan mengurangi kekuatan beton. Tetapi dalam penelitian ini

yang diselidiki adalah besarnya drying shrinkage, maka tidak dilakukan

perawatan agar drying shrinkage bisa segera diketahui.

2.2.7.4. Mekanisme Terjadinya Drying Shrinkage

Berikut ini akan dijelaskan mekanisme terjadinya drying shrinkage dalam suatu

beton :


commit to user

19

a. Sifat dasar yang tidak stabil dari pembentukan kalsium silikat hidrat pada

proses penyusutan saat terjadi pengeringan. Sifat yang tepat dari mekanisme

ini sukar dimengerti dan merupakan sesuatu yang bersifat permanen.

b. Dalam pasta semen terdapat pori-pori besar dan kecil. Mula-mula pori-pori

yang terdapat dalam beton terisi penuh oleh air, tetapi dengan bertambahnya

umur beton maka air tersebut secara perlahan-lahan akan menguap dari beton.

Air yang pertama menguap adalah air dari pori yang besar, berlangsung

sampai air pada pori yang besar habis. Berkurangnya air dari pori yang besar

ini belum cukup menimbulkan tegangan kapiler yang akan mengakibatkan

shrinkage. Selanjutnya setelah air dari pori yang besar habis menguap maka

air dari kapiler yang lebih kecil dan lebih halus secara berangsur-angsur akan

mulai menguap. Kehilangan air dari kapiler kecil inilah yang akan

menyebabkan terjadinya tegangan pori yang signifikan dan menyebabkan

terjadinya shrinkage. Mekanisme ini akan dijelaskan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Mekanisme Shrinkage

c. Luas permukaan dari sistem koloid pasta semen cukup luas sehingga air yang

terserap di permukaan akan mempengarhi keseluruhan sifat sistem koloid


commit to user

20

tersebut. Ketika air menguap maka akan terjadi perubahan energi di dalam

koloid silikat hidrat. Perubahan energi ini akan menyebabkan penyusutan.

d. Pada saat semen bercampur sengan air maka akan terjadi reaksi kimia, hal ini

yang disebut dengan proses hidrasi. Proses ini menghasilkan produk berupa

kalsium silikat gel (C-S-H gel) dan kalsium hidroksida. Air yang ada pada

beton sebagian digunakan untuk proses hidrasi dan sebagian lagi digunakan

untuk mengisi pori-pori pada pasta semen. Pada saat beton mulai mengering,

air bebas pada pori yang tidak terikat secara fisik maupun kimiawi akan

keluar, tetapi tidak begitu signifikan menyebabkan perubahan volume. Saat air

bebas habis, air yang terikat secara fisik keluar, sehingga hal inilah yang

signifikan menimbulkan terjadinya penyusutan. Proses hidrasi pada pasta

semen dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Proses hidrasi pada pasta semen

Proses-proses tersebut di atas berperan secara terpisah dan atau berkombinasi

sehingga menyebabkan terjadinya drying shrinkage.

air agregat

semen hidrasi

Fase CSH

Pori-pori kapiler


commit to user

21

2.2.7.5. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Drying Shrinkage

Penyusutan akan terjadi apabila ada faktor-faktor penyebab berikut :

a. Jumlah agregat

Agregat kasar khususnya berfungsi sebagai penahan susut pasta semen, jadi

semakin banyak jumlah agregat yang terdapat dalam beton maka susut yang

terjadi akan semakin kecil. Kayali et al (1999) menyatakan bahwa agregat yang

mengisi antara 65% sampai 75% dari total volume beton, berpengaruh besar

dalam mengurangi penyusutan. Pengaruhnya adalah untuk menahan jumlah

drying shrinkage pada beton sebab pori yang terisi oleh pasta semen menjadi

kecil. Gradasi dari agregat tidak berpengaruh terhadap besarnya penyusutan,

tetapi dengan memasukkan agregat dengan gradasi yang besar akan memperkecil

penggunaan semen sehingga penyusutan menjadi kecil.

b. Ukuran dan bentuk beton

Kecepatan penyusutan akan terpengaruh oleh ukuran dan betuk beton. Pada

umumnya kecepatan penyusutan akan menurun sejalan dengan naiknya ukuran

benda uji, karena beton memerlukan waktu lama agar air pori didalam beton yang

besar berpindah dan menjangkau permukaan beton selama proses pengeringan.

c. Faktor air semen

Peningkatan besar faktor air semen (f.a.s.) akan mengakibatkan semakin besar

pula efek susut yang terjadi. Semakin besar f.a.s. maka akan mempertinggi dan

mempercepat perkembangan drying shrinkage pasta semen, sehingga akan

menyediakan lebih banyak ruang untuk air bebas berdifusi dan memperkecil nilai

kekakuan dari susunan yang padat untuk menahan deformasi, pengaruh ini juga

diduga terjadi pada beton.

d. Jumlah dan kehalusan semen

Bennet dan Loat meneliti pengaruh dari kehalusan semen Portland pada

penyusutan beton dan mereka menyimpulkan bahwa penggunaan semen Portland

yang lebih halus pada faktor air semen yang sama dengan workabilitas yang sama

akan mempengaruhi penyusutan. Kristiawan (2002) menyatakan kehalusan semen

juga menjadi faktor pada penyusutan. Semen dengan ukuran partikel lebih kasar

dari saringan no 200, bereaksi sangat lambat, mempunyai efek untuk menahan


commit to user

22

setara dengan efek dari agregat. Namun begitu, ada peningkatan signifikan dari

penyusutan beton yang terbuat dari semen yang lebih halus. Semakin banyak

kandungan pasta semen dalam beton maka semakin tinggi drying shrinkage yang

terjadi.

e. Bahan tambahan mineral

Dengan menambahkan mineral tertentu dalam beton maka dapat mengurangi

besarnya nilai drying shrinkage. Dalam Kristiawan (2002) menyebutkan bahwa

beberap ahli seperti Fattuhi dan Al Khaiat menyatakan bahwa penyusutan benda

uji prisma berukuran 75 x 75 x 285 mm dengan variasi kelembaban, dengan

penambahan silica fume pada takaran 10% dari berat semen, akan mengurangi

nilai penyusutan. Hal ini juga dinyatakan oleh Alsayed ketika meneliti benda uji

berbentuk prisma berukuran 76 x 76 x 286 mm, benda uji tersebut dikondisikan

pada laboratorium terkontrol (suhu 25°C dan kelembaban relatif 30%).

Pengurangan nilai drying shrinkage ini berhubungan dengan pengaruh silica

fume dalam mengurangi ukuran dan pori kapiler yang kecil dalam beton. Kondisi

tersebut akan mengurangi penyebaran dan kapilaritas air dalam beton.

Penambahan flyash, tidak signifikan mempengaruhi shrinkage beton. Justru

beton yang terbuat dari penambahan 20% flyash atau bijih terak tanur tinggi akan

meningkatkan penyusutan.

f. Kelembaban udara (Relative humidity)

Beton mungkin mengalami perubahan kelembaban relatif karena cuaca disekitar

beton bervariasi. Dalam hal ini beton akan menyusut jika ditempatkan di

lingkungan luar, tetapi saat terjadi hujan maka beton akan mengembang karena

pembasahan. Drying shrinkage yang terjadi pada benda uji yang dikondisikan

berada pada kelembaban relatif dan temperatur yang konstan, akan

memperlihatkan bahwa drying shrinkage benda uji pada kelembaban yang

konstan lebih tinggi daripada drying shrinkage pada kelembaban bervariasi.

Semakin lembab tempat di sekitar beton maka akan semakin kecil laju

penyusutan.


commit to user

23

2.2.7.6. Efek Drying Shrinkage pada Struktur

Struktur yang baik dan aman harus memperhitungkan semua parameter yang bisa

mempengaruhi kondisi bangunan tersebut. Begitu juga dengan drying shrinkage,

harus diperhitungkan secara teliti. Walaupun perkembangan penyusutan sangat

lambat, tetapi jika diabaikan maka dalam jangka waktu lama akan menyebabkan

deformasi material yang mempengaruhi deformasi struktur. Efek lain yang

ditimbulkan oleh shrinkage adalah terjadinya keretakan pada dinding atau pada

beton karena beton menjadi sangat lemah dalam menahan peningkatan tegangan

air pori pada beton. Oleh karena itu perhitungan yang teliti menyangkut susut

beton sangat penting agar dihasilkan suatu struktur yang layak dan kuat.

2.2.7.7.Pengukuran Drying Shrinkage pada Beton Berserat

Pengukuran shrinkage pada beton berserat dilakukan dengan cara

membandingkan antara selisih panjang awal dan panjang akhir dengan panjang

mula-mula benda uji. Berikut ini Gambar 2.6 dan Tabel 2.4 yang menjelaskan

hubungan penyusutan terhadap waktu.

Gambar 2.6. Hubungan penyusutan terhadap waktu

Tabel 2.4 Hubungan penyusutan terhadap waktu

waktu panjang Perub pjg dr t0 shrinkage

t0 L0s 0 0

t1 L1 L0s- L1 (L0s- L1)/ L0

t2 L2 L0s- L2 (L0s- L2)/ L0

Dari gambar diatas dapat diambil rumus sebagai berikut :

waktu

Los L1 L2

t0 t1 t2


commit to user

24

)1.2....(..............................................................................................................L

ΔL

0

shε

Dengan : εsh = Besar nilai shrinkage

ΔL = Perubahan Panjang setelah t waktu (mm)

L0 = Panjang mula-mula (mm)

2.2.7.8. Prediksi Drying Shrinkage Jangka Panjang

Perkiraan nilai drying shrinkage pada masa mendatang sangat penting digunakan

untuk merencanakan umur dan daya tahan struktur bangunan sehingga perlu

diadakan pengukuran drying shrinkage dalam jangka pendek. Ekstrapolasi nilai

ultimate shrinkage dari pengukuran shrinkage jangka pendek adalah metode

paling tepat untuk memprediksi penyusutan jangka panjang.

Terdapat beberapa metode yang digunakan untuk memperkirakan nilai drying

shrinkage beton. Beberapa diantaranya adalah ACI 209 R-92 (12), Almudaiheem

dan Wil Hansen, serta Bazant dan Panula. Kemajuan dalam perkiraan dapat

dicapai dengan penggunaan nilai penyusutan yang diteliti dari penyusutan jangka

pendek (28 hari) untuk memperkirakan penyusutan jangka panjang.

ACI Committee 209 merekomendasikan untuk memprediksi penyusutan beton

jangka panjang dari data-data jangka pendek yang dihitung dengan menggunakan

Persamaan 2.1.

)((t)35

ushsht

t

………………………………………………………....(2.2.)

dimana: t = umur pengeringan (hari)

(t)sh = shrinkage umur t (selama pengujian)

)(ush = ultimate shrinkage


commit to user

25

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Uraian Umum

Metode penelitian yang dipakai pada penelitian ini adalah metode eksperimental

laboratorium, yaitu mengadakan suatu percobaan untuk mendapatkan data-data

sebagai hasil penelitian. Penelitian ini dilakukan di dalam Laboratorium Bahan

dan Struktur Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Pengujian terhadap shrinkage beton serat dengan agregat daur ulang dilakukan

dengan percobaan dengan cara mengamati perubahan dimensi benda uji yang

berupa prisma. Benda uji yang diamati tidak dikenai pembebanan sedikitpun agar

perubahan dimensi yang terjadi benar-benar disebabkan oleh shrinkage.

Pengamatan dimulai saat beton berumur satu hari selama 56 hari. Data yang

diperoleh berupa nilai-nilai pengurangan dimensi benda uji. Dari data tersebut

dilakukan analisis untuk mengetahui pengaruh yang ditimbulkan oleh serat dan

agregat kasar daur ulang terhadap drying shrinkage yang terjadi. Selanjutnya

dibuat grafik hubungan antara variasi prosentase serat dengan nilai drying

shrinkage yang terjadi, sehingga dapat diketahui seberapa besar kontribusi

penggunaan variasi prosentase serat terhadap pengurangan nilai drying shrinkage

beton serat. Selain itu juga dilakukan analisis untuk memperkirakan drying

shrinkage jangka panjang dengan menggunakan data-data drying shrinkage

jangka pendek.

3.2. Benda Uji

Benda uji pada penelitian ini berupa balok beton dengan ukuran panjang 30 cm,

tinggi 6 cm, dan lebar 6 cm dengan menggunakan mix design SK.SNI .T-15-1990-


commit to user

26

03. Penelitian ini menggunakan agregat kasar daur ulang. Serat yang dipakai

adalah serat baja ban bekas dengan kadar serat sebesar 0%, 0.5%, 1%, 1.5%

terhadap volume beton. Jumlah benda uji keseluruhan sebanyak 16 buah.

Perincian benda uji dapat dilihat pada Tabel 3.1, sedangkan gambar benda uji

dapat dilihat pada Gambar 3.1

Tabel 3.1 Perincian Benda Uji

Agregat Jenis Serat

Kadar

Serat Kode Jumlah Umur

( %

Volume )

Benda Uji (Sampel) (Hari)

Agregat

Daur

Ulang

Tanpa Serat 0 DTS 4 56

Serat Kawat

Baja Ban Bekas

0,5 DSB 0,5% 4

56 1 DSB 1% 4

1,5 DSB 1,5% 4

Jumlah 16 -

Gambar 3.1 Benda uji balok beton

3.3. Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini anatara lain:

a. Timbangan dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg yang digunakan untuk mengukur

berat bahan campuran beton


commit to user

27

b. Ayakan dengan ukuran diameter saringan 25 mm; 19 mm; 12,5 mm; 9,5 mm;

4,75 mm; 2,36 mm; 1,18 mm; 0,6 mm; 0,3 mm; 0,15 mm; pan dan mesin

penggetar ayakan (vibrator) yang digunakan untuk pengujian gradasi agregat.

c. Oven dengan temperatur 220 oC dan daya listrik 1500 W yang digunakan

untuk mengeringkan agregat

d. Conical mould 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

e. Kerucut Abrams yang terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm,

diameter bawah 20 cm, tinggi 30 cm, lengkap dengan tongkat baja penusuk

yang ujungnya ditumpulkan dengan panjang 60 cm dan dimeter 16 mm. alat

ini digunakan untuk mengukur nilai slump adukan beton

f. Cetakan benda uji berupa balok beton dengan dengan panjang 6 cm, tinggi 30

cm, dan lebar 6cm

g. Mesin aduk beton (molen) berkapasitas 0,25 m3 yang digunakan untuk

mengaduk bahan-bahan pembentuk beton

h. Alat Demountable Mechanical Strain Gauge yang digunakan untuk pengujian

susut kering (drying shrinkage). Berupa :

1. Perletakan benda uji

2. Demec point

3. Bar reference

4. Demec gauge

i. Alat bantu lain:

1) Gelas ukur 250 ml untuk pengujia kadar Lumpur dan kandungan zat

organic dalam pasir

2) Gelas ukur 2000 ml untuk menakar air

3) Cetok semen

4) Ember

5) Alat tulis

6) Penggaris

7) Formulir penelitian

8) Kamera Digital


commit to user

28

9) Stopwatch, dll

j. Agregat halus ( fine agregat )

k. Agregat kasar daur ulang ( recycle aggregate )

l. Semen

m. Accelerator

Accelerator yang digunakan dalam penelitian ini adalah Sika Set yang

berbentuk cairan sebanyak 1,2 % dari volume air.

n. Serat

Digunakan serat kawat baja ban bekas sepanjang 5 cm dengan variasi kadar

serat 0%, 0,5%, 1% dan 1,5% dari volume adukan beton.

3.4. Tahap Penelitian

Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian selengkapnya adalah sebagai berikut :

a. Tahap I, Persiapan

Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang akan digunakan dipersiapkan

terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar. Pembuatan

cetakan atau bekisting benda uji juga dilakukan pada tahap ini.

b. Tahap II, Uji bahan

Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap bahan yang digunakan. Dari

pengujian-pengujian tersebut dapat diketahui apakah bahan yang akan

digunakan untuk penelitian tersebut memenuhi syarat atau tidak bila

digunakan sebagai data rancang campur adukan beton. Tahap ini dilakukan

pengujian terhadap :

1) Agregat halus, antara lain dilakukan uji :

1. Kadar lumpur

2. Kadar organik

3. Spesific grafity

4. Gradasi

2) Agregat kasar, antara lain dilakukan uji :


commit to user

29

1. Abrasi

2. Spesific grafity

3. Gradasi

c. Tahap III, Pembuatan mix design

Pada tahap ini dilakukan pembuatan mix design dengan kuat tekan rencana 30

MPa. Hasil mix design tersebut dipakai untuk pembuatan balok beton.

d. Tahap IV, Pembuatan benda uji

Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut:

1) Pembuatan adukan beton.

2) Pengecoran ke dalam bekisting.

3) Pelepasan benda uji dari cetakan

e. Tahap V, Pengujian

Pada tahap ini dilakukan pengujian susut (shrinkage) dengan cara mengamati

susut yang terjadi saat beton berumur satu hari dan selama 56 hari. Pengujian

ini dilakukan di Laboratorium Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

UNS.

f. Tahap VI, Analisis data

Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil pegujian dianalisis untuk

mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang diteliti

dalam penelitian.

g. Tahap VII, Pengambilan kesimpulan

Pada tahap ini, data yang telah dianalisa dibuat suatu kesimpulan yang

berhubungan dengan tujuan penelitian.

Tahapan dalam penelitian ini disajikan secara skematis dalam bentuk bagan alir

pada Gambar 3.2.


commit to user

30

Gambar 3.2 Bagan Alir Tahap-tahap Penelitian

Perhitungan Rancang Campur

(Mix Design)

Pelepasan benda uji dari cetakan

Pembuatan Adukan Beton

(penambahan serat 0,5%,1%,1,5%)

Pengecoran ke dalam bekisting.

Pengujian Susut Kering (Drying Shrinkage)

Analisis Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Tahap I

Tahap II

Tahap III

Tahap IV

Tahap V

Tahap VI

Tahap VII

Uji Bahan:

- kadar lumpur

- kadar organik

- spesific gravity

- gradasi

Uji Bahan:

- abrasi

- spesific gravity

- gradasi

Mulai

Persiapan

Agregat Kasar Semen Agregat Halus Serat

Air Bahan Tambah


commit to user

31

3.5. Pengujian Bahan Dasar Beton

Pengujian bahan dasar beton sangat penting, hal ini untuk mengetahui kelayakan

karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya dipakai sebagai mix design

dalam penentuan mutu beton. Pengujian bahan dasar beton hanya dilakukan

terhadap agregat halus dan agregat kasar (daur ulang).

3.6. Perencanaan Campuran Beton (Mix Design)

Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran

adukan beton diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik. Dalam

penelitian ini digunakan rancang campur beton yang mengacu pada peraturan

SK.SNI .T-15-1990-03. Kuat tekan (fc’) yang terjadi diharapkan memenuhi target

sebesar 30 MPa.

3.7. Pembuatan Benda Uji

Pembuatan benda uji dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

a. Menyiapkan dan menimbang bahan-bahan campuran adukan beton sesuai

dengan rancang campur adukan beton (mix design)

b. Mencampur dan mengaduk bahan-bahan campuran beton tersebut sampai

benar-benar homogen.

c. Memasukkan adukan ke dalam cetakan balok kayu dengan ukuran panjang 6

cm, lebar 6 cm, dan tinggi 30 cm hingga penuh sambil dipadatkan.

d. Setelah cetakan penuh dan padat, permukaannya diratakan dan diberi kode

benda uji di atasnya, kemudian didiamkan selama 24 jam.

e. Bekisting atau cetakan dapat dibuka apabila benda uji telah berumur satu hari.


commit to user

32

3.8. Pengujian Nilai Slump

Slump beton adalah besaran kekentalan (viscosity)/plastisitas dan kohesif dari

beton segar. Menurut SK-SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah

sebagai berikut :

a. Membasahi cetakan dan pelat.

b. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh.

c. Mengisi cetakan sampai penuh dengan 3 lapisan, tiap lapis berisi kira-kira 1/3

isi cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat sebanyak

25 kali tusukan secara merata.

d. Segera setelah selesai penusukan, meratakan permukaan benda uji dengan

tongkat dan menyingkirkan semua sisa benda uji yang ada disekitar cetakan.

e. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas.

f. Mengukur slump yang terjadi.

Gambar 3.3 Pengujian nilai slump

3.8. Pengujian Drying Shrinkage Balok Beton

Langkah-langkah pengujian drying shrinkage beton dengan menggunakan alat

Demountable Mechanical Strain Gauge (demec gauge) adalah sebagai berikut:

a. Benda uji umur 1 hari dikeluarkan dari cetakan.


commit to user

33

b. Sebelum dilakukan pengujian, benda uji ditimbang dan dilakukan pengukuran

dimensinya.

c. Setting alat Demountable Mechanical Strain Gauge, meliputi:

1) Perletakan benda uji

2) Demec point

3) Bar reference

4) Demec gauge

Langkah-langkah penyetingan alat:

a. Meletakkan benda uji pada dudukan.

b. Memberi tanda pada titik-titik yang akan ditinjau sejarak 200 mm dengan

memakai alat bar reference.

c. Demec point yang berupa butiran berbentuk silinder terbuka di kedua sisinya

dan berdiameter 3 mm, ditempelkan dengan lem tepat di atas titik-titik.

d. Setelah proses pemasangan selesai, benda uji didiamkan selama kira-kira 4

jam sampai lem mengeras sehingga posisi demec point stabil.

e. Meletakkan demec gauge tepat di atas demec point.

f. Mengatur dial gauge yang terdapat pada demountable mechanical strain

gauge dan jarum disetel pada posisi angka nol.

g. Kemudian pengujian siap dilakukan dengan membaca dan mencatat

perubahan jarum pada angka yang ditunjukkan oleh dial gauge.

Langkah-langkah pengukuran dengan demec gauge:

a. Meletakkan benda uji pada dudukkan.

b. Meletakkan benda uji demec gauge pada demec point benda uji.

c. Mengamati perubahan jarum pengukur pada alat uji demec gauge.

d. Membaca dan mencatat angka pada jarum apabila jarum telah berhenti atau

dalam keadaan stabil.

e. Mengulangi pengukuran pada masing-masing demec point sebanyak 5 kali.

f. Menghitung nilai shrinkage beton.


commit to user

34

Proses pengukuran dengan demec gauge dapat dilihat pada Gambar 3.4

Gambar 3.4 Proses pengukuran dengan demec gauge


commit to user

35

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Pengujian terhadap agregat halus yaitu pasir, yang dilaksanakan dalam penelitian

ini meliputi pengujian kadar lumpur, kandungan zat organik, specific gravity,

gradasi dan kadar air agregat. Hasil dari pengujian-pengujian tersebut disajikan

dalam Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 Data-data pengujian dapat dilihat pada lampiran A.

Tabel 4.1 Hasil pengujian agregat halus

Jenis Pengujian Hasil Pengujian Standar Kesimpulan

Kandungan Zat Organik Kuning muda Kuning muda Memenuhi syarat

Kandungan Lumpur 10 % Maks 5 % Tidak Memenuhi syarat

Bulk Specific Gravity 2,45 gr/cm3

- -

Bulk Specific SSD 2,50 gr/cm3 - -

Apparent Specific Gravity 2,58 gr/cm3 - -

Absorbtion 2,04 % - -

Modulus Halus 2,71 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat


commit to user

36

Tabel 4.2 Hasil pengujian gradasi agregat halus

No Diameter

Ayakan (mm)

Berat Tertahan Berat

Lolos

Kumulatif

(%)

ASTM C-33 Gram % Kumulatif

(%)

1 9.5 0 0.00 0.00 100.00 100

2 4.75 70 3.54 3.54 96.46 95 - 100

3 2.36 195 9.85 13.38 86.62 80 - 100

4 1.18 240 12.12 25.51 74.49 50 - 85

5 0.85 350 17.68 43.18 56.82 25 - 60

6 0.3 905 45.71 88.89 11.11 10-30

7 0.15 150 7.58 96.46 3.54 2-10

8 0 70 3.54 100.00 0.00 0

Jumlah 1980 100.00 370.96 - -

Dari tabel gradasi agregat halus pasir di atas dapat digambarkan kurva gradasi

beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C-33 yang ditampilkan pada

Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Kurva gradasi butir agregat halus.

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

kum

ula

tif

lolo

s (

%)

Diameter ayakan ( mm )

Gradasi Agregat Halus

Hasil Pengujian

ASTM batas atas

ASTM batas bawah


commit to user

37

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar Daur Ulang

Pengujian terhadap agregat kasar daur ulang yang dilaksanakan dalam penelitian

ini meliputi pengujian berat jenis (specific gravity), keausan (abrasi) dan gradasi

agregat kasar. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.3. Hasil

pengujian pada Tabel 4.4 menampilkan analisis ayakan terhadap sampel agregat

kasar daur ulang sehingga dapat diketahui gradasinya. Data hasil pengujian secara

lengkap dapat dilihat pada lampiran A.

Tabel 4.3 Hasil pengujian agregat kasar daur ulang

Jenis Pengujian Hasil Pengujian Standar Kesimpulan

Bulk Specific Gravity 2,25 gr/cm3

- -

Bulk Specific SSD 2,34 gr/cm3 - -

Apparent Specific Gravity 2,50 gr/cm3 - -

Absorbtion 4,00 % - -

Abrasi 48,9% Maksimal 50 % Memenuhi syarat

Modulus Halus Butir 7,65 5 - 8 Memenuhi syarat

Tabel 4.4 Hasil pengujian gradasi agregat kasar daur ulang

No

Diameter

Ayakan

(mm)

Berat Tertahan Berat Lolos

Kumulatif (%) ASTM C-33

Gram % Kumulatif (%)

1 38,00 0 0,00 0,00 100 95-100

2 25,00 0 0,00 0,00 100 80-100

3 19,00 580 19,33 19,33 80,67 55-85

4 12,50 1550 51,67 71,00 29,00 25-60

5 9,50 505 16,83 87,83 12,17 10-30

6 4,75 265 8,83 96,67 3,33 2-10

7 2,36 30 1,00 98,17 2,33 0

8 1,18 15 0,50 98,17 1,83 -

9 0,85 0 0,00 98,17 1,83 -

10 0,30 0 0,00 98,17 1,83 -

11 0,15 0 0,00 98,17 1,83 -

12 0,00 55 1,83 100,00 0 -

Jumlah 3000 100,00 865,17 - -


commit to user

38

Dari tabel data gradasi agregat kasar daur ulang di atas dapat digambarkan kurva

gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C-33 yang ditampilkan

pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Kurva gradasi butir agregat kasar daur ulang

4.1.3. Hasil Pengujian Serat Baja Ban Bekas

Cara mengetahui kuat tarik baja sebelum digunakan pada campuran adalah

melakukan uji tarik. Sampel yang digunakan berupa potongan serat baja ban

bekas dengan panjang 79,5 cm dan diameter 0,32 mm. Hasil pengujian disajikan

dalam Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Hasil Uji Kuat Tarik Serat Baja Ban Bekas

No Kode Gaya ( KgF) Gaya Rata-Rata(KgF) Berat Jenis (t/m3)

1 A1 140 140

0,95512

2 A2 140 0,99512

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

0 10 20 30 40

Ku

mu

lati

f L

olo

s (

% )

Diameter Ayakan (mm)

Gradasi Agregat Kasar Daur Ulang

Hasil Pengujian

ASTM batas atas

ASTM batas bawah


commit to user

39

4.2. Rencana Campuran ( Mix Design )

Perhitungan rencana campuran adukan beton menggunakan standar Dinas

Pekerjaan Umum ( SK SNI T-15-1990-03 ) , dari perhitungan tersebut didapat

kebutuhan bahan per 1 m3 yaitu :

a. Semen : 523,2558 kg

b. Pasir : 581,5453 kg

c. Kerikil daur Ulang : 990,1988 kg

d. Air : 225 liter

Hasil perhitungan campuran adukan beton dapat dilihat pada Tabel 4.6, sedangkan

tahap – tahap perhitungan campuran beton secara lengkap dapat dilihat pada

Lampiran B

Tabel 4.6. Kebutuhan bahan untuk beton tiap variasi penambahan kadar serat

Kode Jumlah Total

volume Semen Pasir Kerikil Air Serat

Sika

Set

Benda Uji (sampel) (m3) (kg) (kg) (kg) (l) (kg) (l)

DTS 4 0.00432 2.487 2.764 4.705 1.060 0 0.0128

DSB-0,5% 4 0.00432 2.487 2.764 4.705 1.060 0.0000216 0.0128

DSB-1% 4 0.00432 2.487 2.764 4.705 1.060 0.0000432 0.0128

DSB-1,5% 4 0.00432 2.487 2.764 4.705 1.060 0.0000648 0.0128

4.3. Data Hasil Pengujian

4.3.1. Pengujian Nilai Slump

Pengujian nilai slump menggunakan kerucut Abrams dengan ukuran diameter atas

10 cm, diameter bawah 20 cm dan tinggi 30 cm. Dari pengujian nilai slump

tampak bahwa penambahan serat akan mempengaruhi workability, yang

diperlukan untuk memudahkan proses pengadukan, pengangkutan, penuangan,


commit to user

40

dan pemadatan Hasil dari pengujian nilai slump disajikan dalam Tabel 4.7 dan

Gambar 4.3 berikut ini:

Tabel 4.7 Nilai slump dari berbagai variasi pemakaian kadar serat

Benda Uji Kode

Sampel

Nilai

Slump

(cm) Agregat Serat

Daur ulang

Tanpa serat DTS 14

Serat 0,5% DSB-0,5% 13

Serat 1% DSB-1% 11

Serat 1,5% DSB-1,5% 10

Gambar 4.3 Hubungan nilai slump dengan variasi kadar serat

4.3.2. Pengujian Drying Shrinkage

Pada penelitian digunakan benda uji berupa balok beton dengan ukuran panjang

30 cm, lebar 6 cm, dan tinggi 6 cm. Pengujian shrinkage pada beton dimulai saat

beton berumur 1 hari. Pengujian shrinkage dilakukan pada umur beton mencapai

1, 4, 6, 8, 11, 14, 18, 21, 25, 28, 35, 42, 49, 56 hari dengan menggunakan alat

Demountable Mechanical Strain Gauge (dial gauge). Shrinkage didapat dari

perhitungan antara selisih perubahan panjang dibagi panjang mula-mula.

Penggunaan kode untuk sampel dalam pengukuran ini akan dijelaskan dalam

Tabel 4.8.

0

5

10

15

DTS DSB-0,5% DSB-1% DSB-1,5%

14 13

11 10

Hubungan Nilai Slump dengan Variasi Kadar

Serat

Nilai Slump


commit to user

41

Tabel 4.8 Perincian kode sampel

Benda Uji Kode sampel

Agregat Kadar serat Dial gauge

Daur ulang

Tanpa serat DTS

Serat 0,5% DSB-0,5%

Serat 1% DSB-1%

Serat 1,5% DSB-1,5%

Data hasil pengukuran shrinkage disajikan dalam Tabel 4.9. Data pengujian

selengkapnya dapat dilihat pada lampiran C.

Tabel 4.9 Hasil pengujian drying shrinkage.

Kode Hari ke-

Benda

uji 1 4 6 8 11 14 18 21 25 28 35 42 49 56

DTS 0 96.13 170.4 261.3 328.6 352.3 424 512.6 561.6 608 643.9 682.3 711.3 752.6

Kode Hari ke-

Benda

uji 2 5 7 9 12 15 19 22 26 28 35 42 50 56

DSB-

0,5% 0 70.13 115.9 183.6 254.3 312.9 373.3 418.5 498 527.1 565.1 598 612.3 645.0

Kode Hari ke-

Benda

uji 2 5 7 9 12 15 19 22 26 28 35 42 49 56

DSB-1% 0 64.25 143.5 232.3 283 349.4 418.8 478.1 517.8 571.3 621.9 652.5 670.6 688.9

Kode Hari ke-

Benda

uji 1 4 6 8 11 14 18 21 25 28 35 42 49 56

DSB-

1,5% 0 59.63 162 250.3 287.3 326.9 422 508.9 554 596 636.5 663.5 700 738.5

Hubungan drying shrinkage dengan umur pengeringan disajikan dalam Gambar

4.4 sebagai berikut :


commit to user

42

Gambar 4.4 Hubungan drying shrinkage dengan umur pengeringan

Dari pengamatan yang telah dilakukan selama 56 hari terlihat bahwa drying

shrinkage beton serat 0,5% dengan agregat daur ulang cenderung lebih rendah

dibandingkan dengan drying shrinkage yang terjadi pada beton tanpa serat

dengan agregat daur ulang. Besarnya drying shrinkage yang terjadi pada beton

tanpa serat dengan agregat daur ulang menunjukkan drying shrinkage sebesar

752,6 µm pada umur 56 hari seperti terlihat pada Gambar 4.4.

Grafik hubungan drying shrinkage dengan umur pengeringan pada Gambar 4.4

menunjukkan bahwa sampel yang mengalami drying shrinkage dari yang paling

besar sampai yang terkecil berturut-turut pada agregat daur ulang adalah DTS,

DSB 1,5%, DSB 1%, DSB 0,5%

4.4. Hasil Perhitungan Prediksi Susut (shrinkage)

Perhitungan prediksi drying shrinkage perlu dilakukan karena drying shrinkage

akan terus berlangsung sampai jangka waktu yang lama. Cara memprediksi drying

shrinkage pada penelitian ini menggunakan persamaan ACI 209. berikut ini

langkah-langkah untuk mendapatkan nilai ultimate shrinkage dengan

menggunakan persamaan 4.1 sebagai berikut.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 10 20 30 40 50 60

Dry

ing S

hri

nkage

10

-6

Umur Pengeringan ( hari )

DTS

DSB 0,5%

DSB 1%

DSB 1,5%


commit to user

43

Persamaan yang diberikan :

……………………...(4.1)

dimana: t = umur pengeringan (hari)

(t)sh = shrinkage umur t (selama pengujian)

)(ush = ultimate shrinkage

Gambar 4.5 berikut ini memperlihatkan hasil prediksi metode tersebut. Langkah-

langkah perhitungan dan gambar selengkapnya dapat dilihat pada lampiran D

Gambar 4.5 Prediksi shrinkage pada beton precast agregat daur ulang.

Setelah menyusut dalam jangka waktu yang lama maka penyusutan beton serat

semakin lama semakin mengecil. Nilai shrinkage akhir yang tidak akan bertambah

lagi disebut ultimate shrinkage. Prediksi ACI 209 di atas menghasilkan nilai

ultimate shrinkage yang disajikan dalam Gambar 4.6

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 200 400 600 800 1000 1200

Dry

ing

Sh

rin

kag

e 1

0-6

Umur Pengeringan ( Hari )

Prediksi

Prediksi DTS 0%

Prediksi DSB-1%

Prediksi DSB-0,5%

Prediksi DSB-1,5%


commit to user

44

Gambar 4.6 Nilai ultimate shrinkage pada agregat daur ulang.

4.5. Pembahasan

4.5.1. Nilai Slump

Nilai slump dari Tabel 4.7 mengalami penurunan disebabkan adanya penambahan

serat sebesar 0,5% , 1%, dan1,5% yang menyebabkan campuran beton menjadi

kaku dan menimbulkan gaya gesekan (fraction) antara partikel-partikel penyusun

beton dengan serat sehingga partikel-partikel tersebut tidak dapat bergerak secara

leluasa atau mempengaruhi workability adukan beton Campuran beton cenderung

memiliki nilai slump yang lebih rendah dengan semakin banyaknya jumlah serat

yang digunakan.

4.5.2. Drying Shrinkage

Shrinkage adalah penyusutan volume yang yang tidak berhubungan dengan beban

yang diakibatkan oleh banyak faktor diantaranya hilangnya air dalam beton atau

karena hidrasi semen. Seperti terlihat pada Gambar 4.4 bahwa semakin lama umur

beton akan semakin besar nilai susut (shrinkage) yang terjadi.

950

1000

1050

1100

1150

1200

1250

1300

DTS DSK-0,5% DSK-1% DSK-1,5%

1274

1076

1178

1244

Ult

imat

e d

ryin

g s

hri

nka

ge

(

mic

rost

rain

)

nilai ultimate


commit to user

45

Penyusutan yang berlebihan dapat menyebabkan retak pada beton. Retak-retak

rambut pada beton akan menyebabkan korosi pada tulangan logam yang terkena

proses oksidasi. Tetapi juga mempunyai pengaruh yang menguntungkan sebagai

penguat pelekatan antara beton dengan penulangan baja. Susut mulai terjadi

segera setelah beton diaduk, disebabkan pertama-tama karena penyerapan air oleh

beton dan agregat. Susut selanjutnya disebabkan oleh penguapan air yang naik ke

permukaan beton. Selama proses pembentukan, hidrasi semen menimbulkan

sejumlah besar panas, dan dengan mendinginnya beton, susut lebih lanjut terjadi

akibat penurunan panas. Bahkan setelah beton sudah mengeras, susut akibat

pengeringan berlangsung terus sampai berbulan-bulan, dan setiap pembasahan dan

pengeringan berikutnya dapat pula menyebabkan muai dan susut.

Grafik hubungan drying shrinkage dengan umur pengeringan pada agregat daur

ulang pada Gambar 4.4 menunjukkan bahwa sampel yang mengalami drying

shrinkage dari yang paling besar sampai yang terkecil berturut-turut pada agregat

daur ulang adalah DTS, DSB 1,5%, DSB 1%, DSB 0,5%

Dari pengamatan yang telah dilakukan selama 56 hari terlihat bahwa drying

shrinkage beton serat 0,5% dengan agregat daur ulang cenderung lebih rendah

dibandingkan dengan drying shrinkage yang terjadi pada beton agregat daur ulang

tanpa serat. Besarnya drying shrinkage yang terjadi pada beton dengan agregat

daur ulang tanpa serat (DTS) sebesar 752,6 microstrain dan yang terkecil 645

microstrain pada beton agregat daur ulang dengan kadar serat 0,5% (DSB-0,5%).

Hasil tersebut menunjukkan bahwa kadar serat yang ada pada beton ikut

mempengaruhi besarnya drying shrinkage, karena serat baja ban bekas dapat

menghambat atau menahan penyebaran retak beton karena susut.

Hasil prediksi drying shrinkage menunjukkan bahwa pola drying shrinkage yang

terjadi di masa yang akan datang cenderung konstan setelah beton berumur 100

hari lebih, ini sesuai dengan pernyataan Kayali et.al bahwa drying shrinkage akan

cenderung konstan setelah 100 hari pengeringan.


commit to user

46

Pada penelitian ini, hasil beton agregat daur ulang dengan kadar serat yang

optimum yaitu 0,5% dapat diaplikasikan pada beton precast non-structural

dengan model berupa pintu beton precast pada kitchen set utamanya pada bagian

bawah.


commit to user

47

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari seluruh pengujian, analisis data, dan pembahasan yang dilakukan dalam

penelitian ini, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

a. Penambahan kadar serat dengan persentase tertentu pada beton precast

agregat daur ulang mempengaruhi nilai shrinkage, dimana semakin tinggi

kadar serat yang digunakan maka nilai shrinkage akan semakin besar. Urutan

besarnya drying shrinkage yang terjadi pada agregat daur ulang adalah

sebagai berikut : tanpa serat > DSB-1,5% > DSB-1% > DSB-0,5%

b. Hasil beton agregat daur ulang dengan kadar serat yang optimum yaitu 0,5%

dapat diaplikasikan pada beton precast non struktural dengan model berupa

pintu beton precast pada kitchen set utamanya bagian bawah.

5.2. Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, perlu diberikan saran yang bertujuan

untuk pengembangan penelitian ini lebih lanjut. Adapun saran untuk penelitian

selanjutnya adalah sebagai berikut :

a. Waktu pengujian drying shrinkage lebih lama, sekitar 3 bulan, karena untuk

pengujian 56 hari data sudah mencapai sekitar 60% sehingga diperoleh lebih

banyak data yang digunakan untuk prediksi nilai drying shrinkage jangka

panjang.


commit to user

48

b. Pada aplikasi pembuatan pintu beton precast pada kitchen set sebaiknya

menggunakan agregat ringan supaya mendapatkan hasil yang tidak terlalu

berat.


commit to user

49

DAFTAR PUSTAKA

As’ad, Sholihin. 2008. Teknologi Beton Serat, dalam buku: Potret Hasil Karya

Iptek, 32 Tahun UNS Mengabdi Bangsa, ISBN 979-498-401-9, UNS

Press.

Beatrix Kerkhoff and Eberhard Siebel. Properties of concrete with recycled

aggregate.

Bing Chen and Juanyu Liu. 2003. Contibution of hybrid fibres on the properties of

the high-strength lightweight concrete having good workability. Cement

and Concrete research 35 (2005) 913-917.

Dipohusodo, I. 1994. Struktur beton bertulang. Gramedia: Jakarta.

Dwi Antoro, Putut (2009), Pengaruh Jenis Serat Daur Ulang Limbah Produk

Industri Pada Kinerja Susut Kering Beton Berserat, Skripsi, Program

Studi Teknik Sipil, UNS, Surakarta.

Gusti Made Sudika, I.2010. Faktor-Faktor yang Berpengaruh Terhadap Susut (

Shrinkage ) pada Beton. UNR. Bali

Hardjasaputra Hardiyanto. 2008. Pengaruh Penggunaan Limbah Konstruksi

Sebagai Agregat Kasar dan Agregat Halus pada Kuat Tekan Beton Daur

Ulang. Konferensi Nasional Teknik Sipil 2-Universitas Atma Jaya.

Yogyakarta.

Kristiawan, S.A. 2002. Restrained shrinkage cracking of concrete. School of civil

engineering PhD. Inggris.

McCormac, Jack C.2005. Design of Reinforced Concrete. ACI-05. Detroit

Michigan.


commit to user

50

Mulyono, Tri.2005. Teknologi Beton. Andi: Yogyakarta

Murdock, L.J. and broo, K. M. (alih bahasa : Stepanus Hendarko). 1991. Bahan

dan praktek beton . Jakarta: Erlangga.

Park&Paulay. 1974. Reinforced Concrete Structure. Harper Collins Publiser.

Snyder, Mark. 2009.Properties and Characteristics of Recycled Concrete

Aggregate. Washington State Department of Transportation.

Suharwanto. 2005. Perilaku Mekanik Beton Agregat Daur Ulang: Aspek

Material-Struktural. Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Bandung.

Soroushian, P. And Bayasi, Z. 1987. Concept of Fibre Reinforced Concrete.

Michigan State University, Michigan

Tjokrodimuljo, K. 1996. Teknologi Beton. Arif: Yogyakarta.

Wahyu, M. 2002. Variasi Agregat kasar pada Beton Berserat Terhadap Kuat

Desak, Modulus Elastisitas dan Porositas, Skripsi,Program Studi Teknik

Sipil, UNS, Surakarta

Wulfram I, Ervianto. 2006. Eksplorasi Teknologi dalam Proyek Konstruksi: Beton

Pracetak dan Bekisting. Andi: Yogyakarta.

PENGGUNAAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP SUSUT …/Pengaruh... · Setyo Purnomo Y. ST “kiting”...

Documents

Transcript of PENGGUNAAN AGREGAT DAUR ULANG TERHADAP SUSUT …/Pengaruh... · Setyo Purnomo Y. ST “kiting”...