Maa.ng Agustus 2008

No. 2 Halaman 110 - 190

EKNIK NEGE.RI MALANG JURUSAN TEKNIK SIPIL

) .

JURNAL TEKNIK SIPIL .

PROI<ONS

ISSN: 1978-1784

Pengaruh Penambahan Sera but Kelapa Dalam Campuran Beton T erhadap Kuat Tekan Dan Tarik Beton -, M. Gho!ef dan Dandung Novianto 155-160

Pengaruh Kelangsingan Kolom Beton Bertulang Berpenampang Lingkaran Terhadap Kekuatan Nominal -.·. Erno Widqyanto 161-174

Evaluasi Value Engineering Gelagar Komposit Jembatan Leprak I Kabupaten Bondowoso Berdasarkan RSNI T - 02 - 2005 Dan RSNI T - 03 - 2005 Knsnamurti dan Deddy Winardiantoko 175-183

Model Penentuan Prioritas Pemeliharaan Jaringan lrigasi Dalam Sistem Pengelolaan lrigasi Partisipatif (Studi Kasus Daerah lrigasi Bondoyudo) Idab .Andriyan: 184-190

Analisis Komposisi Mortar Dengan Pemakaian Serabut Kelapa, Styrofoam dan Abu Ampas Tebu Sebagai Altematif Pengganti Batu Bata Agus Mahmudi dan M. Gho!?j 148-154

Analisis Numeris Perilaku Sambungan Semi-Rigid (Top Seated-Double Angle Web) Portal Baja Pada Beban Lateral Monotonik Talfftq Rnchman 139-147

Kontribusi Tulangan Terhadap Faktor lntensitas Tegangan (Studi Kasus: Balok Beton Bertulang Dengan Bukaan Tarik Tunggal) Agnes H. Patty 133 -138

Peranan Karakteristik Agregat Pada Konsep Disain Kapasitas Berdasarkan Mekanika Fraktur (lmplementasi Pada Balok Lentur Dengan Bukaan Tarik) Agnes Hanna Patty 124-132

Model Numeris 2 Dimensi Aplikasi Vegetasi di Bantaran Sungai Sebagai Pengontrol Erosi [anuar Fery Irawan 118-123

A Review Of Reliability Concepts Of Pavement Performance Prediction Suherman 110-117

DAFTARISI

Prokons Jurna/Teknik Sipil, Volume 2, Nomor 2, Agustus 2008-ISSN 1978-1784

155 Jutnal PROKONS Politcknlk Nogeti Malang

1.1 Latar belakang Fiber concrete adalah beton yang dibuat dari bahan campuran semen, agregat halus, agregat kasar,

air, clan sejumlah fiber yang disebar secara random dalam adukan. Pemberian serat (fiber) dibarapkan dapat menarnbah kemampuan beton dalam menahan beban tarik clan lentur. Penelitian penggunaan serat poly-akrilonitril sterene pemah dilakukan oleh Utomo, mahasiswa SI Teknik Sipil Konstruksi ITS (1994) dengan menambah serat sebanyak O % - 5 % dari volume beton normal. Penambahan serat ini berhasil meningkatkan kuat tekan 19;94 %, kuat tarik 24f85 %; kuat lentur 16;62 %; dan nilai modulus elastisitas 38,6 % (Astawa, 2001).

Penelitian ini dilakukan dengan menambah serat serabut kelapa dalam adukan beton. Seton yang pada dasarnya memiliki karakteristik kuat terhadap tekan akan tetapi juga bersifat getas terhadap momen tarik dan lentur, kapasitas regangan dengan keliatan beton umumnya rendah yang menyebabkan penurunan kekuatan tekan yang cepat setelah beton mencapai beban maksimum sehingga dapat terjadi keruntuhan secara tiba-tiba, Dengan adanya fiber di dalam beton diharapkan dapat menunda terjadinya keruntuhan secara tiba-tiba tersebut. ·

Selama ini serabut kelapa sebagai bahan yang mudah diperoleh dan murah sering dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan keset, sapu dan media tanaman, namun belum termanfaatkan optimal apabila ditinjau secara struktural. 1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian di atas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut: 1) Apakah penambahan serat serabut kelapa dalam campuran beton dapat meningkatkan kuat tekan dan

tarik beton? 2) Berapa prosentase serat serabut kelapa yang optimal? 3) Berapa panjang serat serabut kelapa yang lebib baik dalam campuran beton?

1.3 Batasan Masalah Bahasan dafam penelitian dibatasi pada pengaruh penambahan serat serabut kelapa pada beton

dengan mutu K-175. Sampel benda uji dibuat silinder dengan +1s cm dan tinggi 30 cm sebanyak 30 buah, dengan panjang serat 2,5 cm dam S cm yang masing-masing proscntasenya adalah 00/o, 0,2S% dan -0,5% dari berat beton normal.

1. PENDAHULUAN

Kata-kata kunci: Fiber concrete, serabut kelapa.

Fiber concrete adalah beton yang dibuat dari bahan campuran semen, agregat halus, agregat kasar, air, dan sejumlah fiber yang disebar secara random dalam adukan. Pemberian serat atau.fiber diharapkan dapat menambah kemampuan beton dalam menahan beban tarik dan lentur. Pada penelitian ini dilakukan percobaan dengan menarnbah serat serabut kelapa dalam adukan beton. Dengan adanya serat dalam beton diharapkan dapat menunda terjadinya keruntuhan secara tiba-tiba. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dibandingkan dengan beton normal fiber serabut kelapa tidak dapat meningkatkan kuat tekan dan juga tidak dapat meningkatkan kuat belah atau tarik.

Abstrak

Staf Pengajar, Departemen Teknik Sipil, Universitas Bhayangkara Surabaya

Dandung Novianto Staf Pengajar, Departemen Teknlk.Sipll, Pollteknlk.Negerl Malang

M. Gbozi

PENGARUH PENAMBAHAN SERABUT KELAPA DALAM CAMPURAN SETON

TERHADAP KUAT TEKAN DAN TARIK BETON

JURNAL TEKNIK SIPIL

156 Jurn~l PROK.CNS Politclc.nik Negeri Malang

Serabut kelapa berasal dari kulit kelapa yang telah dikeringkan dan diserut yang akan digunakan sebagai campuran beton dengan basil analisa unsur kimia yang terkandung di dalamnya, yaitu: 1) Mempunyai derajat keasaman dengan pH (H20), berkisar antara 6.0 - 6.4 o/o 2) KCI (Kalsium Klorida), 3) C/N (Karbon/Nitrogen) dengan rasio antara 25-35 %

Sumber: Samuel, 2000 c) Serat mineral

Serat-serat karbon yang merupakan basil produk dari petroleum dan batu hara lebih mahal dari srat Iain tetapi serat ini mempunyai potensi yang sangat bagus untuk beton yang memerlukan kuat tarik dan lentur tinggi. d) Serat natural

Serat ini merupakan serat pertama yang dipakai sebagai bahan campuran beton. Serat yang dipakai adalah jerami. atau bulu kuda, dengan perkembangan teknologi mulai dicoba serat-serat lain seperti bambu, rami, dan lain-lain. (Nur Ali, 2001)

2.2 Serabut Kelapa

1.5-50 4,4 20

NA 15 3

14.6- 19.6 62

6.17 17.S

3.5-4,9 5

207 -1000 3620 965

896- iOOO 610- 760 200-300

1.17 1.44 1.16 U4 0.90 0.96

Acrylic 13 - 104 Aramid 12 Nylon NA Polyster NA Polypropylene NA Polyethylene 25 - 1020

Regangan (%)

Modulus Elastisitas

(GPa) KuatTarik

(MPa) Berat Jenis Diameter Efektif oo·3m)

Tipe Serat

Fiber merupakan bahan tambahan atau disebut juga admixture yang berfungsi untuk memperbaiki struktur beton dan memiliki perfonna jangka panjang dari struktur beton, karena bahan fiber merupakan material yang tahan terhadap korosi serta untuk mengurangi kegetasan pada beton.

Serat-serat yang dapat digunakan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : a) Serat metalik

. . Serat ini merupakan serat baja karbon atau serat baja tahan karat. Spesifikasinya adalah 345 MPa, potongan melintang serat ini biasa berbentuk bulat, persegi atau bentuk-bentuk yang tidak beraturan. Panjang nonnalnya kurang dari 75 mm, rasio panjang terhadap diameter antara 30-100 mm, bentuk serat yang tidak beraturan, ulir dan pembengkokan ujung serat sangat membantu interaksi antara serat dengan matriks beton. b) Serat polimerik

Serat sintesis polimerik di produksi sebagai basil pengembangan di industri petrokimia tekstil. Tipe serat yang telah dicoba digunakan dalam komposisi berserat adalah acrylic, aramid, nylon, polyester, polyethylene, serta propylene. Dalam Tabet 1 di bawah ini ditunjukkan sifat-sifat fisik beberapa serat polimerik.

Tabel I. Sifat-sifat fisik serat polimerik

2.1 Fiber

2. TINJAUAN PUSTAKA

1.4 Tujuan Tujuan penelitian ini adalah:

1) Untuk mengetahui penambahan serat serabut kelapa dalam campuran beton terhadap peningkatan nilai kuat tekan dan tarik beton.

2) Untuk mengetahui prosentase penambahan serat serabut kelapa yang optimal dalam campuran beton. 3) Untuk mengetahui panjang serat serabut kelapa optimal dalam campuran beton (2.5 cm atau 5 cm).

JURNAL TEKNIK SIPIL

157 Jumal PROKONS Politeknik Negeli Malang

2) Pembuatan dan pengecoran benda uji kubus ukuran 15 x 15 cm sejumlah 15 benda uji.

Ta 2. omoosisi camnuran

No. Panjang Serabut Kelapa (cm) Komposlsi Serabut Kelapa (%) Berat (kg)

12.525 1 - 0 12.550 12.820 12.620

0.25 12.030 2 2.5 12.560

12.005 0.5 11.880

12.293 12.560

0.25 12.520 3 5 12.540

12.605 0.5 12.290

12.465

Gambar 1. Diagram Alur Penelitian

3.2 Pelaksanaan Penelitian Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Sipil Universitas Bhayangkara Surabaya

dengan tahapan secara garis besar sebagai berikut: I) Perencanaan komposisi campuran

Penelitian ini menggunakan fiber serabut kelapa dengan panjang fiber 2,5 cm dan 5 cm dan komposisi campuran fiber 0.25 % dan 0.5 % dari berat beton normal yang ditunjukkan dalam Tabet 2:

bet K

~-Sa>but Kdopa0,5%

Uji-ol&M"tx DcNin

3.1 Diagram Alur Penelitian Gambar I menunjukkan ha an diagram alur penelitian:

3. METODOLOGI PENELITIAN

Unsur C dipandang sebagai biodegradable carbon, rasio C/N yang rendah, atau kandungan unsur N yang tinggi akan meningkatkan emisi dari nitrogen sebagai amoniak.

Keistimewaan serabut kelapa yaitu kapasitas yang tinggi dalam menangkap air, mencapai 14,71 kali bobot keringnya. (Agus, 2000). Serabut kelapa mempunyai kuat tarik rata-rata sebesar 7,86 kglcm2.

JURNAL TEKNIK SIPIL

158 Jurnal PROKONS Polrtekntk Negeri Malang

5 2,5 Panjang Sera but (cm)

Gambar 2. Grafik Kuat Tekan Rata-Rata

0 0,000 +------.--------.-----~

• Komposisl 0,25 % • Komposisi 0,5 %

-Poly. (Komposisi 0,25 %) -Poly. (Komposlsl o.~ %)

y = 7,549x2 - 62,279x + 177,'4 120,000 +-----"'11-----------­

j 100,000

I eo.ooo +----~--____::,----------l - c: J 60,000 -+--------3\c------~------l

J 40,000 -l---------=~~-----l y = 50,955x2 - 230,2'1x + 301,96

20,000 -+--------------~

Sumber: Hasil Pene1itian

Dari analisis data kuat tekan beton pada masing-masing komposisi serabut kelapa, untuk komposisi panjang 2.5 cm dengan prosentase serabut kelapa 0.5 % mempunyai kuat tekan rata-rata yang paling besar, sebagaimana dapat dilihat Tabet 3 dan Gambar 2.

140,000 -,------------------,

. Ul s n er n Panjang Komposisi KuatTeken KuatTekan

No. Sera but Sera but Be rat Hasil Hancur Hancur Kela pa Kelapa (%) (kg) Test (kg/an2)

Rata-Rata (an) (kglan2)

12.525 250 141.543 1 - 0 12.550 210 118.896 122.670

12.820 190 107.573 12.620 80 45.294

0.25 12.630 80 45.294 45.294 2 2.5 12.560 80 45.294

12.005 150 M.926 0.5 11.880 130 73.602 83.038

12.293 160 90.587 12.560 170 96.2-19

0.25 12.520 120 67.941 69.828

3 5 12.540 80 45.294 12.605 110 62.279

0.5 12.290 110 62.279 58.50'1 12.465 90 50.955

..

4.1 Analisis Kuat Tekan Silinder Beton Untuk mendapatkan nilai kuat tekan yang dapat diterima oleh benda uji silinder beton, dapat

diperoleh dengan membagi nilai beban tekan maksimum, P (kg) dengan luas bidang tekan, A ( cnr') atau dapat dituliskan dengan persamaan tegangan klasik yaitu o = Pl A (kg/cm') dengan luas penampang benda uji silinderulruran 15 cm x 30 cm senilai ~ .1t 152yaitu sebesar 176,625 cm2•

Tabel 3 berikut adalah basil analisis kuat tekan beton clari masing-masing campuran benda uji pada umur 28 hari.

Tabet 3 Hasil .. kuat tekan iii d beto

4. ANALISIS HASIL PENELITIAN

3) Pengujian benda uji terbadap kuat tekan pada umur 28 hari. 4) Evaluasi mutu.

Y akni dilakukan dengan menganalisa hubungan grafik clari basil dari tes kua.t tekan rata-rata, yang mengacu pada Sil 0021- 78 tentang ldasifikasi Bata Merah PejaJ dengan kelas terendah 25 kg/cm2•

JURNAL TEKNIK SIPIL

159 Jurnc1I PR..OKONS Politeknik Negeri M~l.ing

Gambar 4.2. : Kuat Tarik Belah Rata-Rata

5 2,5 PanJang S.rabut

0

20+--- ........ ~---------------

115+-----~"'c--~..._-,,,:....----- .-.-Kom-pos-~-0-,25-%---, ~ • Komposisl 0,5 % § y .. 7, 1951x2 - 29,606x + 44,35 Poly (Kom"""isl o 25 %) ~ 10 +---------------- - . ,...... ' .- -Poly. (Komposisl 0,5 %)

!

y"' 0,8257x2 - 8, 1387x + 29,252

25

Sumber: Hasil Penelitian

Dari analisis data kuat tarik beton pada masing-masing komposisi fiber serabut kelapa, untuk komposisi serabut kelapa dengan panjang 5 cm dan 0.25% mempunyai kuat tarik rata-rata yang paling besar.

Panjang Komposisi Has ii KuatTarik Sera but Be rat KuatTarik No. l<eiapa Serabut (kg) Test (l<glan2) Rata-Rata (cm) Kelapa (%) (kN) (kg/cm2)

12,897 160 22647 1 - 0 12690 155 21 939 21,939

12,595 150 21 231 12600 100 14,154

0,25 12 390 90 12,739 13,918 2 2,5 12495 105 14,862

12 165 120 16 985 0,5 11 678 115 16 277 16,277

11,995 110 15 570 12.660 140 19 816

0,25 12,800 150 21.231 20,288

3 5 12484 140 19,816 12.074 80 11 323

0,5 12,512 90 12 739 12,267 12,385 90 12,739

4.2 Analisa Kuat Tarik Silinder Beton Untuk mendapatkan nilai tegangan tarik beban yang dapat diterima oleh benda uji, dapat diperoleh

dengan cara nilai gaya tekan yang bekerja P (kg) di.kalikan dengan 2 dibagi dengan perkalian nilai 1t (3.14), panjang L, dan diameter D dari benda uji, atau dapat dituliskan sebagai berikut :

2P CT=--

t ,r.L.D

Dengan P = Behan tekan maksimum (kg) A = Luas penampang benda uji ( cnr') L = Panjang I tinggi benda uji silinder (30 cm) D = diameter benda uji (15 cm)

Tabel 4 berikut adalah basil analisis kuat tarik beton dari masing-masing campuran benda uji pada umur 28 hari.

Tabel 4 Hasil tes kuat tarik benda uji silinder beton

JURNAL TEKNIK SIPIL

160 Jurn-11 PROKONS Politekoik Neqen M<!l-109 ···· ..

Aman Subakti Teknologi Belon Dalam Praktek. Divisi Percetakan Jurusan Teknik Sipil. Surabaya Agus Supriyanto PT Novartis Biochemie, Citeurep Bogor Indonesia. An Internet downloads.

http://www.fao.org,'agris/search/display.dojsessionid=FBD954272C Ali, Nur dan Lutfianto, Deddy, 2001. Pengaruh Fiber (Serat) Pada Campuran Belon Mutu Tinggi K-600.

Togas Akhir Program S 1 Universitas Bhayangkara. Astawa, Made Dharma, 2001. Studi Perilaku Mekanisme Lentur Belon Fiber Beneser Komposit Mutu

Tinggi. Tesis Program Pasca Sarjana Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Ghozi, M, 2001. Pemanfaatan Abu Ampas Tebu untuk Campuran Semen pada Beton. Tesis Program

Pasca Sarjana Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Gunawan W, 2006. Kuat Tekan Belon Menggunakan Abu Ampas Tebu Sebagai Pozzo/an. Tugas akhir

Program S 1 Universitas Bhayangkara. Samuel, Santosa, 2000. Analysis of The Performance of Polypropylene Fibre Modified Concrete. Tesis

Program Pasca Sarjana Universitas Kristen Petra.

6. DAFT AR PUST AKA ..

5.1 Kesimpulan Dari basil analisis dan pembahasan yang lalu maka dapat ditarik beberapa kesimpulan yaitu:

1) Fiber serabut kelapa tidak dapat meningkatkan kuat tekan, hal ini terlihat dari basil pengujian dibandingkan dengan beton normal.

2) Fiber serabut kelapa tidak dapat meningkatkan kuat belah atau tarik hat ini terlihat dari basil pengujian dibandingkan dengan beton normal.

3) Penggunaan fiber serabut kelapa dengan panjang 2,5 cm dengan komposisi serabut kelapa 0,5 % mempunyai kuat tekan rata-rata paling besar dibandingkan dengan menggunakan serabut kelapa yang panjangnya 5 cm.

4) Penggunaan fiber serabut kelapa dengan panjang 5 cm dengan komposisi serabut kelapa 0,25 % mempunyai kuat tarik rata-rata paling besar dibandingkan dengan menggunakan serabut kelapa yang panjangnya 2,5 cm.

5.2 Saran Dari basil analisis dan pembahasan yang lalu maka dapat disarankan hal-hal sebagai berikut:

1) Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai kinerja serabut kelapa terhadap porositas air. 2) Para peneliti dan praktisi dapat melakukan standar desain berkenaan dengan betonfiber. 3) Dapat dilakukan perawatan dengan menggunakan air laut 4) Komposisi ukuran penggunaan serabut diperbanyak divariasikan atau ditambahkan aditifyang dapat

meningkatkan kekuatan tekan beton mengingat kuat tekan campuran tersebut cenderung menurun.

5. Kl:SIMPULAN DAN SARAN

JURNAL TEKNIK SIPIL