REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU …konteks.id/p/11-MTR-7.pdf · Proses pembuatan papan...

8
Konferensi Nasional Teknik Sipil 11 Universitas Tarumanagara, 26-27 Oktober 2017 MTR-49 REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU BERTULANGAN BAMBU UNTUK BAHAN PERKERASAN JALAN I Gusti Lanang Bagus Eratodi 1 , Putu Budi Arnaya 2 dan Putu Ariawan 3 1 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Pendidikan Nasional Denpasar, Jl.Bedugul no. 39 Denpasar Email: [email protected] 2 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Pendidikan Nasional Denpasar, Jl.Bedugul no. 39 Denpasar Email: [email protected] 3 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Pendidikan Nasional Denpasar, Jl.Bedugul no. 39 Denpasar Email: [email protected] ABSTRAK Kebutuhan bahan bangunan renewable dan ringan beberapa tahun belakangan ini meningkat sangat tinggi. Rekayasa bahan yang menunjang kebutuhan tersebut banyak mengarah pada bahan komposit. Solusi diusulkan dalam penelitian ini yaitu mengaplikasikan bahan semen komposit limbah serutan bambu untuk bahan perkerasan jalan, sehingga diperoleh bahan bangunan yang kuat namun lebih ringan dibanding beton normal dan ramah lingkungan. Bahan semen komposit ini bertulangan bambu sebagai bahan lapis struktur slab. Variasi perbandingan jumlah Semen:Pasir:Bambu (S:P:B) struktur slab ini adalah 1:3:3 dengan katalis CaCl2 sebesar 3% volume dan rasio air semen sebesar 0,4. Tulangan bambu dua arah dimensi bilah 5×15 mm diikat dengan kawat diterapkan pada bahan komposit ini, benda uji 400 × 1000 mm (lebar × panjang) dengan tiga variasi tebal slab yaitu 60, 80 dan 100 mm dan tiga variasi jarak tulangan yaitu 75 mm, 110 mm dan 145 mm. Kinerja semen komposit dengan tulangan bambu pada bahan perkerasan jalan ini diuji lentur. Uji ini dalam rangka mengetahui perilaku kuat lentur dan model kerusakannya, selanjutnya dilakukan evalusi untuk mencapai efisiensi dan efektifitas komposit ini. Berat jenis slab memiliki nilai antara 1.158,22 kg/m 3 sampai dengan 1.746,23 kg/m 3 . Tiga variasi tebal menunjukkan semakin tebal struktur slab maka nilai masing-masing kuat lentur dan modulus elastisitas semakin meningkat signifikan rata-rata sebesar 22,9% dan 12,5%. Pada tiga variasi jarak tulangan menunjukkan nilai kuat lentur dan modulus elastisitas meningkat signifikan pada jarak tulangan 110 mm dan 75 mm, sedangkan pada jarak 110 mm dibandingkan 145 mm tidak signifikan peningkatannya. Kata kunci : serutan bambu, slab, dan tulangan bambu. 1. PENDAHULUAN Perkembangan penggunaan bahan beton belakangan ini banyak digunakan sebagai bahan perkerasan jalan raya, antara lain beton bertulang, paving block, grass Block, dan lainnya. Perkerasan kaku khususnya paving block banyak digunakan pada tempat tempat khusus yang memerlukan kekuatan lebih untuk menahan beban sekunder seperti pada daerah tikungan, halte, areal parkir, tanjakan, pelabuhan, serta untuk menggunakan perkerasan pada kawasan tertentu seperti ruas jalan di kawasan perumahan, pelabuhan, jalan setapak/gang, trotoar, ruas jalan dikawasan wisata, halaman kantor, rumah, dan kompleks pertokoan. Aplikasi paving block pada pembangunan ruas jalan sudah banyak dijumpai diberbagai daerah, karena perkerasan kaku relatif lebih besar kemampuannya menahan beban, dan umur rencana lebih lama. Dengan mengunakan paving block dinilai lebih ekonomis dari pada penggunaan perkerasan (rigid) beton bertulang, paving block mudah dalam pekerjaan pemasangan, dan mampu menahan beban dalam batasan tertentu, serta konstruksinya relatif tahan lama. Selain itu paving block mempunyai keunggulan sifat yang khas yang tidak dimiliki perkerasan lainnya yaitu kesan yang indah. Kesan yang indah ini terbentuk dari bentuk dan warna elemen paving block tersebut, sehingga dapat dibuat pola-pola yang menarik pada permukaan jalan. Paving block adalah suatu komposisi bahan bangunan yang dibuat dari campuran semen Portland atau bahan perekat hidrolis sejenisnya, air, dan agregat dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya yang tidak mengurangi mutu beton itu. Pengembangan penggunaan paving block sebagai alternatif. Penggunaan paving block antara lain dapat digunakan untuk perkerasan palataran parkir, trotoar, jalan-jalan di dalam perumahan, gang-gang kecil serta pada pelabuhan. Pemanfaatan limbah serutan bambu petung sebagai bahan papan semen telah banyak dilakukan, diantaranya oleh Kelanawati (2006), Kumoro (2008), Krisnamutra (2012), dan Ardianisa (2013). Bambu yang mempunyai keunggulan masa panen yang cepat sekitar 3 5 tahun (Morisco, 2006). Jumlah produksi bambu juga tinggi yaitu

Transcript of REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU …konteks.id/p/11-MTR-7.pdf · Proses pembuatan papan...

Page 1: REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU …konteks.id/p/11-MTR-7.pdf · Proses pembuatan papan semen partikel menggunakan tekanan kempa sebesar 20 – 35 kg/cm2 (Kamil, 1970).

Konferensi Nasional Teknik Sipil 11 Universitas Tarumanagara, 26-27 Oktober 2017

MTR-49

REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU BERTULANGAN

BAMBU UNTUK BAHAN PERKERASAN JALAN

I Gusti Lanang Bagus Eratodi1, Putu Budi Arnaya

2 dan Putu Ariawan

3

1Program Studi Teknik Sipil, Universitas Pendidikan Nasional Denpasar, Jl.Bedugul no. 39 Denpasar

Email: [email protected] 2Program Studi Teknik Sipil, Universitas Pendidikan Nasional Denpasar, Jl.Bedugul no. 39 Denpasar

Email: [email protected]

3Program Studi Teknik Sipil, Universitas Pendidikan Nasional Denpasar, Jl.Bedugul no. 39 Denpasar

Email: [email protected]

ABSTRAK

Kebutuhan bahan bangunan renewable dan ringan beberapa tahun belakangan ini meningkat sangat

tinggi. Rekayasa bahan yang menunjang kebutuhan tersebut banyak mengarah pada bahan

komposit. Solusi diusulkan dalam penelitian ini yaitu mengaplikasikan bahan semen komposit

limbah serutan bambu untuk bahan perkerasan jalan, sehingga diperoleh bahan bangunan yang kuat

namun lebih ringan dibanding beton normal dan ramah lingkungan. Bahan semen komposit ini

bertulangan bambu sebagai bahan lapis struktur slab. Variasi perbandingan jumlah

Semen:Pasir:Bambu (S:P:B) struktur slab ini adalah 1:3:3 dengan katalis CaCl2 sebesar 3% volume

dan rasio air semen sebesar 0,4. Tulangan bambu dua arah dimensi bilah 5×15 mm diikat dengan

kawat diterapkan pada bahan komposit ini, benda uji 400 × 1000 mm (lebar × panjang) dengan tiga

variasi tebal slab yaitu 60, 80 dan 100 mm dan tiga variasi jarak tulangan yaitu 75 mm, 110 mm dan

145 mm. Kinerja semen komposit dengan tulangan bambu pada bahan perkerasan jalan ini diuji

lentur. Uji ini dalam rangka mengetahui perilaku kuat lentur dan model kerusakannya, selanjutnya

dilakukan evalusi untuk mencapai efisiensi dan efektifitas komposit ini. Berat jenis slab memiliki

nilai antara 1.158,22 kg/m3 sampai dengan 1.746,23 kg/m3. Tiga variasi tebal menunjukkan semakin

tebal struktur slab maka nilai masing-masing kuat lentur dan modulus elastisitas semakin meningkat

signifikan rata-rata sebesar 22,9% dan 12,5%. Pada tiga variasi jarak tulangan menunjukkan nilai

kuat lentur dan modulus elastisitas meningkat signifikan pada jarak tulangan 110 mm dan 75 mm,

sedangkan pada jarak 110 mm dibandingkan 145 mm tidak signifikan peningkatannya.

Kata kunci : serutan bambu, slab, dan tulangan bambu.

1. PENDAHULUAN

Perkembangan penggunaan bahan beton belakangan ini banyak digunakan sebagai bahan perkerasan jalan raya,

antara lain beton bertulang, paving block, grass Block, dan lainnya. Perkerasan kaku khususnya paving block banyak

digunakan pada tempat – tempat khusus yang memerlukan kekuatan lebih untuk menahan beban sekunder seperti

pada daerah tikungan, halte, areal parkir, tanjakan, pelabuhan, serta untuk menggunakan perkerasan pada kawasan

tertentu seperti ruas jalan di kawasan perumahan, pelabuhan, jalan setapak/gang, trotoar, ruas jalan dikawasan

wisata, halaman kantor, rumah, dan kompleks pertokoan. Aplikasi paving block pada pembangunan ruas jalan sudah

banyak dijumpai diberbagai daerah, karena perkerasan kaku relatif lebih besar kemampuannya menahan beban, dan

umur rencana lebih lama. Dengan mengunakan paving block dinilai lebih ekonomis dari pada penggunaan

perkerasan (rigid) beton bertulang, paving block mudah dalam pekerjaan pemasangan, dan mampu menahan beban

dalam batasan tertentu, serta konstruksinya relatif tahan lama. Selain itu paving block mempunyai keunggulan sifat

yang khas yang tidak dimiliki perkerasan lainnya yaitu kesan yang indah. Kesan yang indah ini terbentuk dari

bentuk dan warna elemen paving block tersebut, sehingga dapat dibuat pola-pola yang menarik pada permukaan

jalan. Paving block adalah suatu komposisi bahan bangunan yang dibuat dari campuran semen Portland atau bahan

perekat hidrolis sejenisnya, air, dan agregat dengan atau tanpa bahan tambahan lainnya yang tidak mengurangi mutu

beton itu. Pengembangan penggunaan paving block sebagai alternatif. Penggunaan paving block antara lain dapat

digunakan untuk perkerasan palataran parkir, trotoar, jalan-jalan di dalam perumahan, gang-gang kecil serta pada

pelabuhan.

Pemanfaatan limbah serutan bambu petung sebagai bahan papan semen telah banyak dilakukan, diantaranya oleh

Kelanawati (2006), Kumoro (2008), Krisnamutra (2012), dan Ardianisa (2013). Bambu yang mempunyai

keunggulan masa panen yang cepat sekitar 3 – 5 tahun (Morisco, 2006). Jumlah produksi bambu juga tinggi yaitu

Page 2: REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU …konteks.id/p/11-MTR-7.pdf · Proses pembuatan papan semen partikel menggunakan tekanan kempa sebesar 20 – 35 kg/cm2 (Kamil, 1970).

MTR-50

sekitar 109,2 ton/ha/tahun (Dransfield dan Wijaya, 1995). Penggunaan bambu pada komponen bangunan

diantarannya bambu laminasi dan sebagainya menimbulkan sejumlah limbah serbuk, partikel, dan serutan sekitar

14,6 – 33,5% (rata-rata 19,1%) (Kasmudjo, 2005).

Sehingga solusi yang mungkin untuk mengatasi segala kelemahan dan mempertahankan/meningkatan keunggulan

adalah dengan menciptakan kusen dari bahan papan/balok semen komposit partikel/serat kayu/bambu. Balok semen

komposit lebih tahan air, lebih awet, kembang susut lebih kecil, lebih tahan pelapukan/keropos dibandingkan

dengan kayu, disamping itu lebih ringan, lebih mudah dikerjakan dibandingkan dengan kusen beton.

2. PERMASALAHAN DAN TUJUAN PENELITIAN

Limbah serutan bambu petung belum termanfaatkan secara optimal, sehingga dalam penelitian ini dilakukan

optimalisasi penggunaan bambu melalui mengkompositkan bahan limbah tersebut menjadi satu dengan bahan

perekat semen yang disebut semen komposit yang diaplikasikan pada struktur slab perkerasan jalan. Penelitian

sebelumnya telah dilakukan eksperimen balok papan semen komposit serutan bambu dan diaplikasi pada paving

block. Pada penelitian ini papan semen komposit serutan bambu ini diaplikasikan sebagai struktur slab bahan

perkerasan jalan menggunakan tulangan bambu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui:

a. pengaruh jarak tulangan bambu terhadap perilaku lentur,

b. pengaruh tebal struktur slab terhadap perilaku lentur, dan

c. efektivitas penggunaan tulangan bambu, perilaku dan pola kerusakan struktur slab.

3. TINJAUAN PUSTAKA

Papan semen

Kelanawati (2006) meneliti pengaruh lama perendaman partikel kulit bambu petung dan kadar semen terhadap sifat

papan semen. Lama perendaman adalah 1 hari dan 2 hari dengan variasi kadar semen dan partikel bambu adalah 4 :

1 dan 5 : 1. Papan semen dibuat dengan semen (PC) Gresik dan bahan katalisator menggunakan Ca(OH)2. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa interaksi lama perendaman dan kadar semen memberikan pengaruh nyata terhadap

penyerapan air. Lama perendaman tidak memberikan pengaruh nyata, sedangkan kadar semen memberikan

pengaruh nyata terhadap kadar air, kerapatan, penyerapan air, modulus elastisitas (MOE) dan kuat lentur (MOR).

Nilai MOR yang dihasilkan memenuhi standar DIN 1101. Kumoro (2008) meneliti pengaruh susu perendaman dan

jumlah semen terhadap karakteristik papan semen bambu petung. Variasi suhu adalah tanpa direndam, 300C, 600C,

dan 900C serta jumlah perekat semen 2,5 dan 3,5 kali berat partikel bambu. Lama perendaman partikel bambu

adalah 2 jam. Katalisator digunakan CaCl2 sebanyak 3% dari berat semen. Hasil penelitian menunjukkan nilai

penyerapan air semakin kecil nilainya seiring dengan meningkatknya suhu perendaman. Kualitas papan semen yang

terbaik adalah dengan suhu perendaman 900C. Berdasarkan standar kualitas papan semen yang diteliti, nilai

kerapatan dan pengurangan tebal sesuai DIN 1101 dan nilai kadar air dan kerapatan papan semen sudah sesuai

dengan standar FAO. Krisnamutra (2012) meneliti pengaruh ukuran partikel pada lapisan core dan kadar semen

pada papan semen limbah serutan bambu petung. Papan semen dibuat denganmenggunakan katalis CaCl2, kadar

semen terhadap partikel dipakai 2 : 1; 3 : 1; dan 4 : 1, dan ukuran partikel adalah lolos saringan 1 cm, tertahan 0,5

cm dan tertahan 1 cm. Hasil penelitian kadar semen berpengaruh sangat nyata pada kadar air, penyerapan air, MOR,

dan MOE. Semakin tinggi kadar semen semakin rendah nilai kadar air dan penyerapan, namun nilai MOR dan MOE

semakin tinggi. Ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap kadar air, semakin kecil ukuran partikel maka semakin

kecil nilai kadar air papan semen. Ardianisa (2013) meneliti pengaruh jenis katalis dan ukuran partikel yang dipakai

pada papan semen. Katalis digunakan dua macam yaitu MgCl2 dan CaCl2. Ukuran partikel dipakai 3 variasi, yaitu :

lolos saringan 1cm x 1cm dan tertahan 0,5cm x 0,5cm; lolos 0,5cm x 0,5cm tertahan 0,2cm x 0,2cm; dan lolos

0,2cm x0,2cm tertahan 0,1cm x 0,1cm. Hasil penelitian menunjukkan interaksi antara macam katalis dan ukuran

partikel berpengaruh terhadap pengurangan tebal. Pengurangan tebal terendah adalah pada papan semen dengan

katalis CaCl2 dan partikel 0,2cm x 0,2cm. Penggunaan katalis CaCl2 memberikan nilai MOE lebih tinggi

dibandingkan katalis MgCl2. Untuk faktor ukuran partikel, semakin kecil ukuran pertikel akan meningkatkan nilai

kerapatan, MOR, MOE dan menurunkan nilai kadar air, penyerapan, pengembangan tebal. Papan semen yang

dihasilkan memenuhi DIN 1101 dan FAO (1996)

Limbah bambu

Bambu petung (Dendrocalamus asper) mempunyai rumpun yang agak rapat dan dapat tumbuh di dataran rendah

sampai pegunungan dengan ketinggian 2000 m. Batang bambu petung dapat mencapai panjang 10 m hingga 14 m,

panjang ruas berkisar 40 m – 50 m, dengan diameter 6 cm – 15 cm, tebal dinding 10 mm – 15 mm (Morisco, 2006).

Bambu petung dapat dipergunakan untuk berbagai kebutuhan, terutama untuk bahan bangunan dinding rumah,

Page 3: REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU …konteks.id/p/11-MTR-7.pdf · Proses pembuatan papan semen partikel menggunakan tekanan kempa sebesar 20 – 35 kg/cm2 (Kamil, 1970).

MTR-51

rangka bangunan, tiang, dan lantai yang biasanya sangat tahan terhadap gempa bumi karena strukturnya yang ringan

dan elastis. Bambu petung memiliki persentase serabut yang cukup tinggi dan ikatan serabut yang cukup besar

(Nuriyatin, 2004). Rata-rata dimensi batang memiliki panjang 3,78 mm, diameter 19 m, lebar lumen 7 m, dan tebal

dinding 6 m (Dransfield dan Widjaya, 1995). Berat jenis bambu petung sekitar 0,55 g/cm3 – 0,78 g/cm3.

Papan semen komposit

Papan semen adalah salah satu papan komposit yang terbuat dari campuran partikel-partikel (serpihan) kayu atau

bahan berlignoselulosa lainnya dengan semen sebagai bahan perekatnya (Sutigno, dkk, 1997). Kayu yang digunakan

untuk papan semen adalah kayu yang mempunyai berat jenis yang tidak terlalu tinggi. Perekat yang digunakan

biasanya adalah semen jenis portland cement (PC) karena mudah diperoleh dan kekuatan cukup baik (Kasmudjo,

2001). Proses pembuatan papan semen partikel menggunakan tekanan kempa sebesar 20 – 35 kg/cm2 (Kamil, 1970).

Papan partikel berpengikat semen ini mempunyai ketahanan yang sangat istimewa terhadap pengrusakan,

pembusukan, serangga, dan api. Papan semen sangat cocok digunakan untuk dinding eksterior dan interior

(Haygreen dan Bowyer, 1989). Sifat-sifat papan semen ditentukan oleh dua faktor dasar yaitu kayu dan bahan

berlignoselulosa sebagai bahan baku dan semen sebagai perekatnya. Faktor pertama bahan baku meliputi : jenis

kayu yang dipakai, kerapatan, dimensi partikel yang dipakai, kandungan ekstraktif, kadar air, jenis dan kadar semen

yang digunakan. Faktor yang kedua adalah adalah proses pembuatan meliputi : kerapatan yang dituju, katalisator

ataupun bahan kimia yang berfungsi sebagai pegeras (Prayitno, 1995). Jenis bahan baku sangat mempengaruhi

kualitas papan semen komposit yang dihasilkan. Menurut Anonin (1966) dalam Kumoro (2008) bahan baku

pembuatan papan mineral dapat dibedakan menjadi : 1) limbah sekitar hutan yang berasal dari kayu; 2) limbah

industri pengolahan kayu; dan 3) bahan berserat lainnya seperti ampas tebu, jerami, rami, bonggol jagung, atau

rumput. Standar papan semen komposit dapat dimasukkan dalam katagori industri dan layak sebagai komponen

bangunan berdasarkan sifatr fisika dan mekanika, menurut beberapa acuan yaitu : FAO dan Bison disajikan dalam

Tabel 1 dan 2.

Tabel 1. Standar papan semen menurut FAO 1996

Sifat Fisika dan Mekanika Nilai Satuan

Kadar air 16 – 50 %

Kerapatan 0,40 – 0,80 g/cm3

Absorsi air 20 – 75 %

Pengembangan tebal 5 – 15 %

Modulus Elastisitas (MOE) 7000 – 14000 kg/cm2

Tegangan Lentur (MOR) 100 – 500 kg/cm2

Tabel 2. Standar papan semen menurut Bison 1975

Sifat Fisika dan Mekanika Nilai Satuan

Kadar air 6 – 15 %

Kerapatan 1,25 g/cm3

Daya serap air - %

Pengembangan tebal 1,2 – 2,0 %

Modulus Elastisitas (MOE) 30000 – 50000 kg/cm2

Tegangan Lentur (MOR) 90 – 130 kg/cm2

Internal bonding 4 – 6 kg/cm2

Daya pegang sekrup 90 – 120 kg

Paving semen komposit serutan bambu

Penelitian paving semen komposit serutan bambu Eratodi (2016), hasil uji sifat fisika didapatkan kadar air rata-rata

6,77% dan kerapatan rata-rata 0,761 kg/m3 pada perbandingan 1:3:3. Lima variasi komposisi semen komposit

serutan bambu diuji lentur dan uji ketahanan aus. Hasil uji lentur dan ketahanan aus komposisi S:B:P 1:6:0;

1:4,5:1,5; 1:3:3; 1:1,5:4,5 dan 1:0:6 berturut-turut disajikan pada Tabel 3 dan 4. Hubungan beban dan lendutan hasil

uji lentur dapat dilihat pada Gambar 1. dibawah ini. Nilai sifat mekanika optimum rata-rata MOR, MOE dan

ketahanan aus masing-masing sebesar 27,16 MPa, 11.583 MPa, dan 0,864 mm/menit pada perbandingan 1:3:3.

Page 4: REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU …konteks.id/p/11-MTR-7.pdf · Proses pembuatan papan semen partikel menggunakan tekanan kempa sebesar 20 – 35 kg/cm2 (Kamil, 1970).

MTR-52

Tabel 3. Nilai kuat lentur (MOR) rata-rata paving block

Benda Uji Variasi S : B : P

1:6:0 1:4,5:1,5 1:3:3 1:1,5:4,5 1:0:6

PPCTK-01 26,17 24,41 25,82 25,06 22,73

PPCTK-02 26,34 28,22 26,71 25,84 25,24

PPCTK-03 24,83 27,25 28,95 25,37 22,43

Rata-rata 25,78 26,63 27,16 25,42 23,47

Tabel 4. Nilai kuat lentur (MOE) rata-rata balok papan semen

Benda Uji Variasi S : B : P

1:6:0 1:4,5:1,5 1:3:3 1:1,5:4,5 1:0:6

PPCL-01 8.159 10.899 11.576 10.475 9.644

PPCL-02 8.456 10.159 11.513 10.041 9.918

PPCL-03 7.990 10.281 11.661 10.190 9.865

Rata-rata 8.201 10.446 11.583 10.235 9.809

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35

Beb

an (kN

)

Lendutan (mm)

1:6:0

1:4,5:1,5

1:3:3

1:1,5:4,5

1:0:6

Gambar 1. Hubungan beban-lendutan uji lentur paving block semen komposit tiap variasi S:P:B

4. METODE PENELITIAN

Penelitian ini melakukan uji lentur struktur slab semen komposit dengan model uji monotonic lentur 3 titik. Dimensi

penampang benda uji struktur slab benda uji 400 × 1000 mm (lebar × panjang) dengan tiga variasi tebal slab yaitu

60, 80 dan 100 mm dan tiga variasi jarak tulangan yaitu 75 mm, 110 mm dan 145 mm, seperti disajikan pada Tabel

5. dan konfigurasi benda uji, pengujian dan posisi pembebanan tampak pada Gambar 2.

Tabel 5. Variasi benda uji struktur slab

Kode sampel Tebal (mm) Jarak Tulangan (mm) Pengulangan

SB-6 Cm-Tul75 60 75 3x

SB-6 Cm-Tul110 60 110 3x

SB-6 Cm-Tul145 60 145 3x

SB-8 Cm-Tul75 60 75 3x

SB-8 Cm-Tul110 60 110 3x

SB-8 Cm-Tul145 60 145 3x

SB-10 Cm-Tul75 60 75 3x

SB-10 Cm-Tul110 60 110 3x

SB-10 Cm-Tul145 60 145 3x

Tulangan semen komposit ini menggunakan batang bambu dengan sistem tulangan 2 arah. Konfigurasi uji seperti

tampak pada Gambar 2. dibawah ini. Uji lentur untuk mendapatkan nilai kuat lentur dan modulus elastisitas

Page 5: REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU …konteks.id/p/11-MTR-7.pdf · Proses pembuatan papan semen partikel menggunakan tekanan kempa sebesar 20 – 35 kg/cm2 (Kamil, 1970).

MTR-53

menggunakan persamaan 1 dan 2. Beban pada tengah bentang diberikan secara bertahap dengan kecepatan 6

mm/menit sampai benda uji runtuh.

L

Gambar 2. Konfigurasi uji lentur struktur slab

22

3

bh

PLMOR

(1)

3

3

4 ybh

PLMOE

(2)

dengan P = beban terpusat sampai patah/runtuh, b = lebar benda uji dan h = tebah/tinggi benda uji, P = perubahan

beban, y = perubahan deformasi dan L = panjang bentang.

5. HASIL DAN PEMBAHASAN

Uji lentur struktur slab papan semen komposit serutan bambu dengan tulangan bambu diuji diatas perletakan sendi-

rol pada jarak 950 mm dan diberikan beban terpusat tepat ditengah-tengah bentang benda uji. Beban bertahap

dinaikkan dengan kontrol kecepatan defleksi 6 mm/menit sampai benda uji runtuh. Beban maksimum rata-rata yang

mampu ditahan benda uji untuk masing-masing tebal pelat (60, 80 dan 100 mm) pada 3 variasi jarak tulangan dua

arah sebesar 24,67 kN, 40,39 kN dan 77,67 kN. Ketebalan pelat sangat berpengaruh signifikan terhadap kuat lentur

dan nilai modulus elastisitas lentur struktur slab komposit ini. Kekakuan struktur dan kuat lentur benda uji sangat

dipengaruhi oleh jarak tulangan, semakin kecil jarak tulangan semakin tinggi dan baik perilaku mekanika lentur

struktur slab.

Tabel 6. Hasil uji lentur struktur slab papan semen komposit serutan bambu tebal 6 cm

Berat Jarak Berat Gaya MOR MOE

(kg) Tumpuan (mm) Jenis (kg/m3) (kN) (MPa) (MPa)

1 SB-6 Cm-Tul75 60 400 995 41,7 950 1.746,23 31 32,13 9.978,04

2 SB-6 Cm-Tul110 75 405 990 39 950 1.296,92 24 15,64 5.991,66

3 SB-6 Cm-Tul145 80 395 1000 36,6 950 1.158,23 19 11,27 4.057,86

No Kode t l p

Pola kerusakan benda uji untuk semua variasi benda uji seragam, crack awal terjadi pada bahan papan semen

komposit dan tulangan bambu meregang besar saat beban puncak. Jarak selimut tulangan bambu sangat berpengaruh

terhadap polah kerusakan pelat. Regangan bambu memberikan kontribusi terhadap spalling pada papan semen

komposit. Pola kerusakan struktur slab dapat dilihat pada gambar 3.

Page 6: REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU …konteks.id/p/11-MTR-7.pdf · Proses pembuatan papan semen partikel menggunakan tekanan kempa sebesar 20 – 35 kg/cm2 (Kamil, 1970).

MTR-54

(a) (b)

Gambar 3. Uji lentur struktur slab: (a) crack akibat beban uji lentur, (b) spalling pada bagian sisi bawah selimut

beton - tulangan bambu

Tabel 7. Hasil uji lentur struktur slab papan semen komposit serutan bambu tebal 8 cm

t l p Berat Jarak Berat Gaya MOR MOE

(mm) (mm) (mm) (kg) Tumpuan (mm) Jenis (kg/m3) (kN) (MPa) (MPa)

1 SB-8 Cm-Tul75 80 395 1000 54,45 950 1723,101266 43,161 25,61 7.175,50

2 SB-8 Cm-Tul110 75 398 950 48,3 950 1603,664723 40 24,39 7.123,90

3 SB-8 Cm-Tul145 75 400 1000 57,55 950 1901,666808 38 24,22 6.560,26

No Kode

Tabel 8. Hasil uji lentur struktur slab papan semen komposit serutan bambu tebal 10 cm

No Kode t l p Berat Jarak Berat Gaya MOR MOE

(mm) (mm) (mm) (kg) Tumpuan (mm) Jenis (kg/m3) (kN) (MPa) (MPa)

1 SB-10 Cm-Tul75 99 397 990 60,8 950 1552,773715 97 37,16 11.574,09

2 SB-10 Cm-Tul110 99 395 995 63,4 950 1631,545311 81 30,95 6.932,13

3 SB-10 Cm-Tul145 99 395 998 62,95 950 1607,394259 55 21,02 6.702,05

Hasil uji lentur struktur slab mendapatkan perilaku kuat lentur dan modulus elastisitas tampak pada Tabel 6, 7 dan 8.

Hubungan beban-lendutan pada masing-masing ketebalan struktur slab dan jarak tulangan bambu dapat dilihat pada

Gambar 4.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Beb

an

(k

N)

Lendutan (mm)

SB-6 Cm-Tul75 SB-6 Cm-Tul110

SB-6 Cm-Tul145

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Beb

an

(k

N)

Lendutan (mm)

SB 8CM TUL 75 SB 8CM TUL 110

SB 8CM TUL 145

(a) (b)

Page 7: REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU …konteks.id/p/11-MTR-7.pdf · Proses pembuatan papan semen partikel menggunakan tekanan kempa sebesar 20 – 35 kg/cm2 (Kamil, 1970).

MTR-55

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60 70

Beb

an

(k

N)

Lendutan (mm)

SB 10CM TUL 75 SB 10CM TUL 110

SB 10CM TUL 145

(c)

Gambar 4. Hubungan beban-lendutan uji lentur struktur slab papan semen

komposit serutan bambu: (a) tebal 6 cm, (b) tebal 8 cm dan (c) tebal 10 cm

6. KESIMPULAN

Kinerja semen komposit serutan bambu dengan tulangan bambu pada bahan perkerasan jalan ini telah diuji lentur,

dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Berat jenis slab antara 1.158,22 kg/m3 sampai dengan 1.746,23 kg/m3, 2. Tiga variasi tebal menunjukkan semakin tebal struktur slab, nilai masing-masing kuat lentur dan modulus

elastisitas meningkat signifikan rata-rata sebesar 22,9% dan 12,5%, 3. Tiga variasi jarak tulangan menunjukkan nilai kuat lentur dan modulus elastisitas meningkat signifikan pada

jarak tulangan 110 mm dan 75 mm, sedangkan pada jarak 110 mm dan 145 mm perilaku lenturnya tidak

signifikan perbedaannya. Hal ini menunjukkan pada jarak tulangan 110 mm sampai dengan 145 mm tidak

banyak berpengaruh terhadap perilaku lentur struktur slab, dan 4. Perilaku lentur semen komposit bertulang bambu yang dihasilkan baik aplikasikan bahan perkerasan jalan.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih kami ucapkan kepada Direktorat Riset dan Pengabdian pada Masyarakat (DRPM), Direktorat

Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan Kemenristekdikti pada Tahun 2017 melalui dana Hibah Penelitian

Produk Terapan Tahun ke-2 dari 2 tahun rencana. Dana hibah penelitian ini sangat bermanfaat dalam melanjutkan

roadmap penelitian kami dibidang rekayasa bahan bangunan sipil dan publikasi ini merupakan salah satu target

luaran dari hibah penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA American Society for Testing and Materials, 2008, Annual Book of ASTM Standards 2008 – Section 4 Volume 04.10

Wood, American Society for Testing and Materials.

Ardianisa, 2013. Pengaruh Macam Katalis dan Ukuran Partikel Terhadap Sifat Papan Semen Limbah Bambu

Petung. Skripsi, Fakultas Kehutanan, UGM Yogyakarta.

Dewan Standardisasi Nasional Jakarta, 1996. Mutu papan partikel. SNI 07-2105-1996.

Dransfield dan Widjaja, E.A., 1995. Plant Resources of South-East Asia. Volume ke-7, Bamboos, Prosea, Bogor.

Gere, J.M. dan S.P. Timoshenko, 1996. Mekanika Bahan, Edisi Kedua, Jilid 1. Alih Bahasa oleh H.J. Wospakrik.

Erlangga. Jakarta.

Haygreen, J. G., dan Bowyer, J. L. 1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Suatu Pengantar (Terjemahan), Gadjah Mada

University Press, Yogyakarta.

I Eratodi, A Putu, 2016. Rekayasa Semen Komposit Limbah Serutan Bambu Sebagai Bahan Alternatif Perkerasan

Jalan (Paving Block), Jurnal Teknik Sipil 14 (1), 20-28

Kasmudjo, 2001. Pengantar Teknologi Hasil Hutan Bagian V Papan Tiruan Lain, Yayasan Pembina, Fakultas

Kehutanan UGM. Yogyakarta.

Kelanawati, 2006. Pengaruh Lama Perendaman Partikel Kulit Bambu dan Kadar Semen Terhadapa Sifat Papan

Semen Kulit Bambu Petung. Skripsi, Fakultas Kehutanan, UGM Yogyakarta.

Kumoro, 2008. Pengaruh Suhu Perendaman dan Jumlah Perekat Semen Terhadap Sifat Papan Semen Partikel

Serutan Bambu Petung. Skripsi, Fakultas Kehutanan, UGM Yogyakarta.

Page 8: REKAYASA SEMEN KOMPOSIT LIMBAH SERUTAN BAMBU …konteks.id/p/11-MTR-7.pdf · Proses pembuatan papan semen partikel menggunakan tekanan kempa sebesar 20 – 35 kg/cm2 (Kamil, 1970).

MTR-56

Krisnamutra, 2012. Pengaruh Ukuran Partikel Pada Lapisan Core dan Kadar Semen Terhadap Sifat Papan Semen

Limbah Serutan Bambu Petung. Skripsi, Fakultas Kehutanan, UGM Yogyakarta.

Morisco, 2006. Teknologi Bambu, Bahan Kuliah, Magister Teknologi Bahan Bangunan, PPS UGM Yogyakarta

Nuriyatin, N. 2004. Studi Sifat Anatomi Pada Lima Jenis Bambu, Jurnal Penelitian UNIB Vol X : 11-19.

Prayitno, T.A., 1995. Teknologi Papan Majemuk. Fakultas Kehutanan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Setyo H., N.I., G.H. Sudibyo, dan A. Hanif, 2005. Penyelidikan Kayu Aren Dalam Usaha Pemanfaatannya Sebagai

Bahan Bangunan. (Kajian Limbah Kayu Aren di Kecamatan Dayeuhluhur, Kabupaten Cilacap). Laporan

Penelitian DIPA II, Lembaga Penelitian Unsoed, Purwokerto.