i 0107090 fileagregat, air, dan sejumlah serat yang disebar secara random. prinsip penambahan serat...

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

commit to user

PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DAN ABU SEKAM PADI TERHADAP KUAT TEKAN, MODULUS OF RUPTURE

DAN KUAT KEJUT

SKRIPSI

Candra Sedya Putra

I 0107090

Disusun untuk Memenuhi Persyaratan Gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2016


commit to user


commit to user

vii

ABSTRAK

Candra Sedya Putra, 2016. Pengaruh Penambahan Serat Bendrat dan Abu

Sekam Padi Terhadap Kuat Tekan, Modulus Of Rupture dan Kuat Kejut.

Skripsi, Program studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

Beton serat didefinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran semen,

agregat, air, dan sejumlah serat yang disebar secara random. Prinsip penambahan

serat yang disebar merata kedalam adukan beton dengan orientasi random untuk

mencegah terjadinya retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik akibat panas

hidrasi maupun akibat pembebanan. Bahan tambah abu sekam padi diharapkan

dapat menambah mutu beton, karena abu sekam padi bersifat seperti pozzolan.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan beton normal dengan

beton berserat bendrat dan abu sekam padi ditinjau dari kuat tekan, modulus of

rupture dan kuat kejut.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total benda uji 54 buah.

Benda uji terdiri dari beton normal tanpa bahan tambah, beton bahan tambah abu

sekam padi serta beton bahan tambah serat bendrat dan abu sekam padi dangan

variasi serat bendrat 0,5%, 1%, 1,5% dan 2%. Setiap jenis campuran beton dibuat

3 benda uji. Benda uji yang digunakan adalah silinder beton dengan diameter 15

cm dan tinggi 30 cm untuk pengujian kuat tekan, balok dimensi 10 cm x 10 cm x

50 cm untuk pengujian modulus of rupture dan silinder dengan diameter 15 cm

dan tinggi 5 cm untuk pengujian kuat kejut (impact).

Hasil penelitian ini menunjukan bahwa penambahan kadar serat bendrat dari

0,79% - 0,87% memberikan nilai maksimal dari kuat tekan, modulus of rupture,

dan kuat kejut. Masing–masing sebesar: 24,634 MPa; 2,601 MPa; 3314,96 J (pada

saat retak pertama); 3707,60 J (pada saat runtuh total). Penambahan kadar serat

bendrat diatas 1% tidak menunjukkan kenaikan nilai yang signifikan bahkan

cenderung menurun.

Kata Kunci: Beton Serat, Abu Sekam Padi, Kuat Tekan, Modulus Of Rupture,

Kuat Kejut


commit to user

viii

ABSTRACT

Candra Sedya Putra, 2016. The Influence of Steel Fiber and Rice Husk Ash on

Concrete Compressive Strength, Modulus of Rupture and Impact Resistance. Thesis, Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret

University.

Fiber reinforced concrete is defined as concrete made of a mixture of cement,

aggregates, water, and a number of randomly distributed fibers. The function of

fiber spreaded evenly into the concrete with randomly orientation is to prevent

premature cracking due to tensile stress. Rice husk added into the mix is expected

to enhance the quality of the concrete. This study aimes to compare the normal

concrete with concrete steel fiber and rice husk ash in terms of compressive

strength, modulus of rupture and impact resistance.

This study used an experimental method with 54 specimens. The specimen consists

of a normal concrete without the added material, concrete added with rice husk

ash and concrete added with steel fiber and rice husk ash. Steel fiber have

variation of 0.5%, 1%, 1.5% and 2%. The specimens cylinders with diameter of

15 cm and a height of 30 cm were subjected to compressive strength test, beam

with dimensions of 10 cm x 10 cm x 50 cm were subjected to the modulus of

rupture test and cylinders with diameter of 15 cm and height 5 cm were subjected

to impact test.

The Results of experiment showed that the addition of steel fiber with content of

0.79 % - 0.97% enhance the maximum value of compressive strength, modulus of

rupture, and impact resistance, with value of: 24,634 MPa; 2,601 MPa; 3314,96 J

(when first cracks); 3707,60 J (when total collapse) respectively. While the

addition of steel fiber above 1% did not show significant increase in the value

even tended to decrease.

Keywords: Fiber Reinforced Concrete, Rice Husk ash, Compressive Strength,

Modulus Of Rupture, Impact


commit to user

viii

PENGANTAR

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

Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul

“Pengaruh Penambahan Serat Bendrat dan Abu Sekam Padi Terhadap Kuat

Tekan, Modulus Of Rupture dan Kuat Kejut” guna memenuhi syarat memperoleh

gelar Sarjana Teknik dari Jurusan Teknik Sipil 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. Penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada :

1. Bapak Wibowo, ST, DEA selaku Ketua Program Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, beserta staff.

2. Ir. Slamet Prayitno, MT. selaku dosen pembimbing I,

3. Ir. Sunarmasto, MT. selaku dosen pembimbing II,

4. Dr. Dewi Handayani, ST, MT. selaku pembimbing akademik,

5. Tim Dosen Penguji Pendadaran,

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

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret,

7. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Non Reguler Angkatan 2013 dan semua

pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung

yang tidak dapat penulis sebutkan 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. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang

membutuhkan, khususnya bagi penulis sendiri.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Februari 2016

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii

HALAMAN MOTTO DAN PESEMBAHAN ................................................ iv

ABSTRAK ......................................................................................................... vi

PENGANTAR .................................................................................................. viii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xv

DAFTAR NOTASI ............................................................................................ xvii

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ............................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ......................................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3

1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 4

1.5.1. Manfaat Teoritis ........................................................................................ 4

1.5.2. Manfaat Praktis .......................................................................................... 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka .......................................................................................... 5

2.2. Dasar Teori ............................................................................................................ 6

2.2.1. Beton .............................................................................................................. 6

2.2.2. Bahan Susun Beton ............................................................................................ .. 8

2.2.2.1.Semen Portland ....................................................................................... 8

2.2.2.2.Agregat ....................................................................................................... 9

2.2.2.3.Air .............................................................................................................. 11


commit to user

x

2.2.2.4.Bahan Tambah ........................................................................................... 12

2.2.2.4.1. Bahan Tambah Abu Sekam Padi ........................................................ 13

2.2.2.4.2. Bahan Tambah Serat Bendrat ............................................................. 13

2.2.3. Beton Serat ................................................................................................ 13

2.2.4. Sifat Struktural Beton Serat ...................................................................... 15

2.2.5. Konsep Beton Serat ........................................................................................... 16

2.2.6. Mekanisme Kerja Serat ............................................................................. 17

2.2.7. The British Mix Design Methode (DOE) .................................................. 19

2.2.8. Kuat Tekan Beton ..................................................................................... 20

2.2.9. Modulus Of Rupture .................................................................................. 20

2.2.10. Kuat Kejut (Impact) ................................................................................ 26

2.2.10.1. Definisi ................................................................................................. 26

2.2.10.2. Pendekatan Hitungan Energi Serapan .................................................. 26

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1. Uraian Umum ............................................................................................... 30

3.2. Tahapan Penelitian ....................................................................................... 31

3.3. Alat Uji Penelitian ........................................................................................ 36

3.4. Bahan Uji Penelitian ........................................................................................... 37

3.5. Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar.......................................... 38

3.5.1. Standar Pengujian Agregat Halus ............................................................. 38

3.5.2. Standar Pengujian Agregat Kasar ............................................................. 38

3.5.3. Pengujian Agregat Halus .......................................................................... 39

3.5.3.1. Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus ................................... 39

3.5.3.2. Pemeriksaan Kadar Zat Organik Dalam Agregat Halus ....................... 39

3.5.3.3. Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus ............................................ 40

3.5.3.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ......................................................... 41

3.5.4. Pengujian Agregat Kasar ......................................................................... 42

3.5.4.1. Pengujian Spesific Gravity .................................................................... 42

3.5.4.2. Pengujian Gradasi ................................................................................. 43

3.5.4.3. Pengujian Abrasi ................................................................................... 43


commit to user

xi

3.6. Pembuatan Benda Uji ................................................................................. 44

3.7. Pengujian Nilai Slump ................................................................................. 44

3.8. Perawatan Benda Uji ................................................................................... 45

3.9. Pengujian Kuat Tekan ................................................................................. 45

3.10. Pengujian Modulus Of Rupture ................................................................. 47

3.11. Pengujian Kuat Kejut ................................................................................. 48

3.12. Analisis ...................................................................................................... 50

BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar ....................................................................... 51

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ................................................................. 51

4.1.1.1. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur ..................................................... 51

4.1.1.2. Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik .............................................. 51

4.1.1.3. Hasil Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus ................................... 52

4.1.1.4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus................................................. 53

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ................................................................. 54

4.1.2.1. Hasil Pengujian Spesific Gravity Agregat Kasar ................................... 55

4.1.2.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar................................................. 55

4.1.2.3. Hasil Pengujian Abrasi .......................................................................... 58

4.2. Hasil Hitungan Rancang Campur ................................................................ 58

4.3. Hasil Pengujian dan Pembahasan Beton ...................................................... 59

4.3.1. Hasil Pengujian Slump .............................................................................. 59

4.3.2. Hasil Pengujian dan Pembahasan Berat Jenis ........................................... 60

4.3.3. Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Tekan .......................................... 61

4.3.4. Hasil Pengujian Modulus Of Rupture ....................................................... 66

4.3.5. Pengujian Kuat Kejut Beton (Impact) ....................................................... 71

4.3.6. Analisa Hitungan Terhadap Energi Serapan ............................................. 74

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 79

5.2. Saran ........................................................................................................... 79


commit to user

xii

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 81

LAMPIRAN


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Serat Tersebar Merata dalam Beton ................................................... 15

Gambar 2.2. Serat Dalam Beton.............................................................................. 18

Gambar 2.3. Aksi Serat Bersama Pasta Semen ....................................................... 18

Gambar 2.4. Aksi Pasak Dalam Beton .................................................................... 18

Gambar 2.5. Momen Akibat Beban P ..................................................................... 21

Gambar 2.6. Sketsa Balok Modulus Of Rupture...................................................... 22

Gambar 2.7. Letak Patah Balok Tipe 1 ................................................................... 23



Gambar 2.10. Beban Kejut ........................................................................................ 26

Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap Penelitian .............................................................. 34

Gambar 3.2. Bagan Alir Tahap Analisis Data. ........................................................ 35

Gambar 3.3. Curing Beton. ..................................................................................... 45

Gambar 3.4. Cara Pengujian Kuat Tekan Beton ..................................................... 46

Gambar 3.5. Alat Pengujian Kuat Tekan Beton. ..................................................... 47

Gambar 3.6. Skema Setting Up pengujian Modulus Of Rupture Beton .................. 47

Gambar 3.7. Setting Up pengujian Modulus Of Rupture Beton .............................. 48

Gambar 3.8. Pengujian Kuat Kejut (Impact)........................................................... 49

Gambar 4.1. Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik ........................................... 52

Gambar 4.2. Grafik Gradasi Agregat Halus........................................................... 53

Gambar 4.3 Grafik Gradasi Agregat Kasar.......................................................... 56

Gambar 4.4 Diagram Hubungan Kuat Tekan Beton .............................................. 64

Gambar 4.5 Kurva Hasil Pengujian Kuat Tekan .................................................... 64

Gambar 4.6 Diagram Perbandingan MOR Rata-Rata ............................................ 69

Gambar 4.7 Kurva Polygon MOR.......................................................................... 69

Gambar 4.8 Kurva Regresi hasil Pengujian MOR ................................................ 70

Gambar 4.9 Diagaram Perbandingan Jumlah Pukulan Retak Pertama .................. 73


commit to user

xiv

Gambar 4.10. Diagaram Perbandingan Jumlah Pukulan Runtuh Total .................... 74

Gambar 4.11. Diagram Perbandingan Energi Retak Pertama Dan Runtuh Total ..... 76

Gambar 4.12. Kurva Regresi Energi Retak Pertama Dan Pukulan Runtuh Total ..... 76


commit to user

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Susunan Unsur Semen Portland ....................................................... 8

Tabel 2.2 Jenis-jenis Semen portland ............................................................... 9

Tabel 2.3 Batasan Susunan Butiran Agregat Halus ....................................... 10

Tabel 2.4 Batasan Susunan Butiran Agregat Kasar ....................................... 11

Tabel 2.5. Sifat-Sifat Berbagai Macam Kawat Sebagai Fiber ........................... 13

Tabel 2.6. Kelas Dan Mutu Beton ..................................................................... 19

Tabel 3.1. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tekan ......................................... 30

Tabel 3.2. Jumlah dan Kode Benda Uji MOR .................................................. 31

Tabel 3.3. Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Kejut .......................................... 31

Tabel 3.4. Pengaruh Kadar Zat Organik Terhadap Persentase penurunan

kekuatan beton .............................................................................. 40

Tabel 3.5 Syarat persentase Berat Lolos Standart ASTM ................................ 41

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus ............................. 52

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ........................................... 53

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Agregat Halus ........................................................ 54

Tabel 4.4 Hasil Pengujian specific gravity Agregat Kasar .............................. 55

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar. .......................................... 55

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Agregat Kasar. ....................................................... 57

Tabel 4.7. Proporsi Campuran Adukan Beton 1 Sampel Silinder 15x30cm ..... 58

Tabel 4.8. Proporsi Campuran Adukan Beton 1 Sampel Balok ........................ 59

Tabel 4.9. Proporsi Campuran Adukan Beton 1 Sampel Silinder 15x5 cm ...... 59

Tabel 4.10. Hasil Pengujian Nilai Slump. ........................................................... 60

Tabel 4.11. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton ................................................... 61

Tabel 4.12. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton .................................................. 63

Tabel 4.13. Perubahan Kuat Tekan ..................................................................... 65

Tabel 4.14. Hasil Pengujian Modulus Of Rupture .............................................. 67

Tabel 4.15. Hasil Penghitungan Modulus Of Rupture ........................................ 68

Tabel 4.16. Perubahan Nilai Modulus Of Rupture .............................................. 70

Tabel 4.17. Hasil Pengujian Saat Benda Uji Retak Pertama ............................... 72


commit to user

xvi

Tabel 4.18. Hasil Pengujian Saat Benda Uji Runtuh Total ................................. 73

Tabel 4.19. Energi Serapan Saat Beton Retak Pertama Dan Runtuh Total ........ 75

Tabel 4.20. Perubahan Nilai Kuat Kejut Saat Retak Pertama ............................. 77

Tabel 4.21. Perubahan Nilai Kuat Kejut Saat Runtuh Total ............................... 77

i 0107090 fileagregat, air, dan sejumlah serat yang disebar secara random. prinsip penambahan serat...

Documents