;iding

PCrLcmuan III

i,UI

Sai ns Matcri 1996

STUDt Pi':N(;GUNAAN SERAT POLYPROPYLENE DAN NYLON UNTUKMEMPERBAIKl KINERJA BETON NORMAL DAN BETON KINERJA TINGGI1

Puti amin2, Yohane

arid:

.irn Dwi Adian

A8STRAKSTlJDI PEN(;(;UNAAN SERAT POLYPROPYLENE DAN Nfl,ON UNTUK MEMI'ERBAIKI KlNERJA

BI':TON NOR~lAL DAN B":TON KINERJA TIN(;t;I, Telah dikaji penggunaan serat polypropylene dan nylon terhadap betonnormal d.m hcton kincrja tinggi Scrat dilJ.:rolch dal; sumhcr komersial hcrukuran pan.lang 12 mm Beton normallr c=~l)()kglcm:?) di variasi dengan kadar serat polypropylcne 6()(), QOO, 1 :\50, 18()() gramlm:\ bel on, dan kadar serat nylon 6(X),900, 12()() gr,IIn/ln,~ h.:lon, Bcton kinclja tinggi (f 1:=600 kg/cm:?) divari(I-'ii dcngan kalJilr serat polypropylenc ')00. 18()(). 27()()gl1l1n/m.~ bel on, dan kadnr serat nylon 6()(). 12()(), 1St)!), 24l)() granlim:\ belon. Hasil IJengujian bt'ton normal bers.:ratpolypmpylcne palla IIsi.1 2X hari untuk kadar scr(l1 0, 6()(), ()()(). I :~50. 1800 gr.uJ1/m3 adalah 370. 397, :\~!!, 39M, 4:\8 kg/cm2untuk ku.lt lckan, 45.11 : 4~. 7~; 47, II; 50,()7; ~O.90 kg/cln2 umuk kuat Icnlur, 201 ,0.~7; 18.~,2:10; 180.258; 1.~R.364; ) :?_~666kg/cm2 untuk mlmu1u:; clastisitas. Hasil pengujian beton nl)mlal berserat nylon pada usia 28 hari unwk kadar serat 6()(). 9()(),1200 gram/m:~ allalah _~80. ~6.~. .~58 kg/cm2 untuk kuatlckan, 45, II; 45.7S; 40,S') kg/cnt2 untuk kuat Icntur. 18:1,4:14; 120.19:!;10'1834 kg/cm2 untuk mollulus clastisita.'i, Hasil pengujian heton kincrja tinggi hcrscrat polypropylene palla usia 90 hari untukkallar :;crat 0. 9()(). 18()(). 2700 granlim:\ adalah ().~5, 6:?0. 61:\, 580 kg/cm2 unluk kual lekan. 48.00; 47,78; 46.00; 43.78 kg/cm2untuk kuat Icnlur. :\33.~1!!; 242,:\63; 202,142; 154,485 kg/cm2 untuk modulus .:Iastisitas. H.lSil pcngujian bcton kinerja tinggih,'rscl,l1 nylon palla usia 90 hari untuk kndar sernl 6()(). 1200, 18()()' ::!4()() grailliln.~ ndnlah 547, 50:1, 487. 470 kg/cm2 untllkkuat tck(UI, 451 J; :\~.56; ~8,()(); 37,56 kg/cm2 untuk kuat Icntllr, 242,056; 235 ()()I; 162.588; 1()()._~7.~ kg/cm2 untuk modulusc\astisitas L)engan demikian diketnhui bnh",.a pada heton nonnal penambahan s.:rnt po1ypropylene akan meningkatkan kuat tekandan kuat I.:ntur. p.:nambahan sernt nylon akan meningkatkan kuat I.:ntur It'tapi untuk kuat tckan penamhahan :;crat optimal adalahfI()() gram/m,~ neton. Palla heton kinerja tinggi penamhnhan ~crat polypropylene maupun nylon akan Inenurunkan kunt tekan. kuatI':nlur, clan modulus clastisitasnya, P.:rlJaikan kurva t.:gungan-R'gangan h.:ton hcr~crnl nylon Ichih haik dihandingkan beton

h,.'rsel,l1 polypropylen.:.

A"STRA(~TUTILI7ATION 01" POLYPROPYLENE AND NYLON flBI,R TO IMPROVI, TH": l'I,Rl"ORMANC..: OF

NOI{MAL AND HI(;H STREN(;TH CONCR":TE. Applications of pol)vropylenc and nylon fibl"CS to nmmal conl:rctc(rc=3()(1 kg/cm:!) and high perfonnanCt' concrete ifc=600kg/cm:!). were studied. Fibres are Illnln length received frlllni.'ommercial ~ources Normal i.,onl:rete with polypropylenr: fibres O. 600. 900. 13S0. 1800 granvm3 pnxlucl's 370. 397. 398, 398.43X kg/cm2 compl~ssive strength. 4.).11: 45.78: 47.11; 50.67; 50,90 kg/clnl nexur;ll ~lrength. and :!01.O~7; 18~.230: 180.258:151\364; 123.666 kg/<;nl2 I!I(Jdulus of elasticity. Normall:oncre.ti.' with nylOil fibres 6()(). 9()(). J 2()() gram/m3 produccs 3110. 363.3.)11 kg/cm2 eolnpressivl' ~trength. 45.11; 45,78; 46,89 kg/cm:! nexurul slrength, 183.4~4: 120.19:!: 109.834 kg/cm:! modulu~ orl'la~ti.:ity High pl'rtoml;1nl'c concretc \\1th ptllyprlJpylr:ne fibl"Cs 0, 9()(). III()(), 27()() grdln/m3 pr(x!ucl'S 635, 620. 613, '580kg/.::m1 .::ompres~ivc ~trr:ngth, 411,()(): 47 78: 46,00: 43,78 kg/cm2 flexural strength, 333.518; 242.363; ~O2.142: 154.4115 kg/cm~IrnJdulusr ela~ticity. High I)l:rformance r:oncr.:t.: \\'ith nyhJn fibres 600, 12()(), 18()(). 24()() gram/m3 produces 547, 50J, 487,470kg/cm~ colllpl"Cs~ive strength. 45.11 ;39.56; JII.OO: 37 ,56 kg/cm~ flexural strength. 242.056: 235.00 I; 16:!.588: 100.~75 kg/cm2modulus of l'lasticity Therefore. addition or polypropylen.: fibrcs increasing thc compressivt: and flexural snength of normalCI!/l.:rc.te. but d,creasing the 1\1(l<Iulus of e.tasticity. Addition of nylon fibrt:s in ",Irma I concret, increasing the compressi ve slrengthuntil 600 gram/m3 addition. incrl'asing thc flexural strcngth. and dcr:reasing thr: modulus of cl.(.~lieity For high I)l:rformancr:.:oncrete. al!dition of fibrl's d.:creasing (he eompressive ~Irength. flexural !itrength, nnd modulus of .:Iasticity. The improv.:ment or

s[ruin-str.:ss curvt:s is bClI.l'r u!ied nylon then polypropylr:nc

PENDAHULUANBclon schagai salah salu material

ulama d.uam koIlslruksi dikcnal sebagaimalcrial yang gcl.1S (hrillle) dan lem.lh lerhadapl.lrik dibandingkan dcngan ba,ja, Daktilil.lShclon y.lng rcIld.lh dil:crminkan olch kurv.l

lcg.1Ilgan-rcg.lnganny.\ y.1Ilg mempunyaipcIlurunan kckual.ln lekan yang cepat p.ldadacrah hcb.ln paSI:.l puncak schinggamcnych.lbk.ln kcrunluh.ln lcljadi rclalif sccru'.\liha-liba p.lda clemen hclon. Daklililas iniscm.\kin rcnd.lh unluk bclon yang memilikikckualan scmakin liIlggi scpcrli bclon kincrja

linggi.

Penambahan serat pacta materialherhahan dasar semen Jiketahui dapat

memperhaiki daktiliulsnya, tetapi seherapa jauhperhaikan yang Jiperoleh clan berapa

kandungan serat yang optimal, terutama untukheuJn kinerja tinggi. belum dap.lt ditentukandengan pasti. Sejauh ini publikasi yang ada dariprodusen .Idalah berdasarkan kadar seratsebesar 0.9 kg/m3 uriluk seral polypropylenc16,7] J.m 0.6 kg/m3 untuk serat nylon [9].padahal dari kepustaka.ln diketahui bahwapenambahan serat palla helon herbeJ.Ipengaruhnya bergantung kep.lda tipe serat J.lnk.ldar serat y.mg dipakai [1.2.3].

Serat diharapkan dapat melakukaninlersepsi terhadap keretak.m dan melakukancrack bridging ke segala .1rah sehinggamcn.lmhah J.lktililas m.llrix dan denganJemikian memungkinkan pendistrihusian ret.lk~ccara Ichih merala dan pengurang.m rclak.

Karena metoda percneana.m kekuatan.yang didas.wkan rada k.1p.\sitas ultimate tid,1kh.\ny,\ terg,mtung kep.1Ja keku,\t,m tetapi jug,ltcrhaJ.1p k,wakteristik Jeform.lsi mak,lpencmuan I:,\r,\ untuk mcmpcrtinggi daklilil,lshcton scl:ara efektir sang,lI her,lrti kcpada

kinerj.\ yang dipcrolch.---

Diprescntasik,m p,ld.l Seminar Ilmiah PPSM 1996Mahasiswa P,lsca S,lrjana. Jurus.m Tcknik Sipill1St,u Pcng.ljar dan Pcneliti, Jurus.m Tcknik Sipilll

'B, Bundling

'B, Bundling

Tujuan pcnclilian adalah untukmcmpel.1jari polensi penggunaan seralpolimcrik dari .jenis polypropylene dan nylon.untuk mcmpcrlinggi daktilitas beton normal danbclon kinclja tinggi.

Percobaan pembebanan yangdilakukan meliputi Pcmbebanan Tekan danPcmbcbanan Lcntur.

TATA KERJAPerencanaan campuran beton nonnal

dikerjakan menurut metoda ACI [8] sedangkanbeton ki.nerja tinggi berdasarkan pada penelitianterdahulu [4], diperoleh perbandingancampuran sebagai berikut :

KESIMPULANI. Penurunan nilai slump seiring dengan

bertambahnya kadar serat.

2. Untuk beton normal (fc=300kg/cm2)berserat polypropylene kekuatan tekan clan

lentur nail seiring dengan bertambahnya

kadar serat.3. Untuk beton normal (fc=300kg/cm2)

berserat nylon. kekuatan tekan maksimaldicapai dengan kadar serat sebesar 600

gran1/m3. sedangkan kckuatan lentur nail

seiring dengan bertambahnya kadar serat.4. Kekuatan tekan daD lentur beton kincr.ia

tinggi menurun seiring dengan

bertambahnya kadar serat yang

ditaJnbahkan.5. Perbaikan kurva tegangan-regangan beton

berserat nylon lcbih baik dibandingkan

beton berserat polypropylene.6. Modulus elastisitas beton menurun seiring

dengan bertambahnya kadar serat.

-

~¥J9NNORMAL408,89 KG724,67 KG957,44 KO

184KG

I.2.~.4.

SEMENPASIRKERIKILAIR

Untuk beton normal, kadar seratpolypropylene yang ditambahkan adalah 600,90{) .13S0 gram/m3. 1800 gram/m3, dan 600.900, 1200 gram/m3 untuk serat nylon.Sedangkan untuk beton kinerja tingg, kadarseral polypropylene yang ditambahkan ada1ah9(){), 18()(). 2700 gram/m3, dan 600, 1200.] 8()(), 24()() granl/m3 untuk serat nylon.

Percobaan pembebanan yangdilakukan me1ipuli Pelnbebanan Tekan danPembebanan Lentur. Benda uji percobaanpcmbebanan tekan adalah silinder dengandiameter 15 cm dan tinggi 30 cm untuk betonnormal, dan silinder dengan diameter 10 cmdan tinggi 20 cm untuk beton kinerja tinggi.Sedangkan benda uji percobaan pembebananlentur adalah balok IS cm x 15 cm x 60 cm.Umur Pengujian 28 hari untuk beton normalclan 90 hari untuk beton kinelja tinggi.

HASIL DAN PEMBAHASANHasil percubaan dapat dilihat pada

label -label dan gambar -gambar seperti terteradalam lampiran.

DAFTARPUSTAKA1.. HANNANT,D.J. "Fibre Cements and Fibre

Concretes", John Wiley & Sons, NewYork, 1.978.

2. BALAGURU, P.; AND SHAH, S. P. "FiberReinforced Cement Composites",McGraw-Hili., Singapore. 1992.

3. STEVENS, D. "Testing of Fiber ReinforcedConcrete". American Concrete Institute,Michigan, 1995.

4. MUNAF. D. R. "Pembuatan danPenyelidikan Perilaku Beton Mutu TinggiSert.'l Bahan Pembentuknya", FakultasTeknik Sipil & Perencanaan, InstitutTeknologi Bandung. Bandung. Februari1992.

5. MALlER, YVES "High PerformanceConcrete, From material to structure", E &FN Spon, London, 1992.

6, FIBERMESH, Concrete Engineering Data

Report.7. FIBERMESH, Job Report, A series of case

studies detailing the wide rangingapplications of Fibelmesh fibers.

8. ACI COMMITTEE 211 "Standard Practicffor Selecting Propm1ions for Normal.Heavyweight, and Mass Concrete (ACI

211..1-91.)"9, NYCON INC, Engineering Data Report.

481

.I PENGARUH KADAR SERATPADA KEKUATAN LENTURI -~(".-~I~~~~.....I.

,q41

0 ___1_'-1_2*KadIr 8erIt ~ (G'-'nIa)

.."..~_k 'Ocm.I'"",~cm-" d~;WI d~bIV.. "-, umurPon;u.." 28 h..

MODULUS ELASTISIT AS BETON BETON NORMAL (fc = 300 kg/cm2 )

c TGRAMlM3 KGlCM2 KGlCM2 MMlMM K0ICM2

E = ( 52 -51 ) I ( C 2 -0,00005 )

E = Modulus Elastisiles ( Kg/cm2 )52 = Ni!ai tegangan pada 40 % beban puncak ( Kg/cm2 )51 = Nilai tegangan untuk regangan sebesar 0,00005 ( Kgtan2)

t. 2 .Nilli regangan dan pada tegangan sebesar 52 ( rm1invn)

482

1:'-" ";,~,;..,,,.,",C :"

;;::;:(;.;:;~

~-REGANGAN~

-.J:r~~C;;-,~.t.;C;f""'"

, oj

I I

~

~Ir--Il II --\~

I,J\-J~~

r' t\,

~""":;r"1

,

~

-+-

r SERAT POLYPROPYLENE ~

I Tanpa Sera! -Kadar Sara! 600 gr/m3 -

! Kadar Sera! 900 gr/m3 -I Kadar Sora! 1350 gr/rr3 -

Kadar Seral1BOO grlm3 -

/ IPENGARUH KADAR SERAT PADA KEKUATAN TEKAN II -IINJe n.ggI (to --~ IS-' ~_-l

'"j'7ID--~ I I ! -

i- --> .

1-:-.1I ':: YO : I I I~ ~ t~'- : i a A, ! I I ;

...a , ,---L-~L---J--0 .1Z11 ,. 2G1 -Kadar Sera! Nylon (Gra~3)

_'U;S"'d.'~amet.. 10e." ,..,...~, 200m_8. d , ',,"am a.- Um", P..guj'" ~ tIori

483

MODULUS ELASTISITAS BeTON BETON KINERJA TINGGI ( fc = 600 kg/cm2)

f-'KO'5rTT~~ --I[~~~-~L-.LG.!_-~,~~,:,~"~ "

, 620

:::'::: I; K 600 i 635

! III if"",---,- -'---1'88'--"'--- '-i121 .0:0010018 ".. 100'375'::';' I

E = ( 52 -51 ) I i.t 2. OroX>5)

E ~ Mcxlulus Elastisitas ( Kgicm2 )52 ~ Nilai tegangan pada 40 % beban pun~ ( Kg/an2 )5 1 ~ Nilai tegangan untuk regangan sebesar 0 (xx)o5 ( Kgian2 )c 2 = Nilai regang.., cali pEKJa tegangan sebesar 52 ( mm/rBn )

,I;~ -rr~~~~~;~-;iA~ -Dolon ". T;ngg; ( rc ~ 600 kQlcm2 ) S.,.' Nylon

II 100 I I A I , ! I

r "r- -17\-1-. ,.-- I It-;- ~ ,-

I ~

I .,.

Ii"":1 1

.aI ~ 30~

~,~~

200 I

T~--.4-.~

--1- 1 ! _

.1: =~,-I

~~L~~:

r-!

T

-\-- -i-t --!~0 : : I Ii'

~ ~25 OS 075 I '25 15Roo-noan (%)

r~-~:;-;o,-;;;-.;.-~20-om., am... Um"'Pa.""a. 9Q.a

I 5ERATPQLVPROPYLENE

Tanpa Seral -I Kadar Seral 9QO 9r/n13 -I Kadar Sera. 1800gr/m3 -

Kadar Serat 2700 gr/n13 -

" SERATNYLON

Tanpa Seral -KadDr Serat 600 gr/m3 -Kadar Se,.11200 gr/m3 -Kadar Serat 1800 gr/m3 -Kadar Serat 2400 g'/0\3 -

484

-