kajian kuat lentur beton kertas (papercrete dengan bahan...

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

commit to user

KAJIAN KUAT LENTUR BETON KERTAS (PAPERCRETE) DENGAN BAHAN TAMBAH SERAT NYLON

(Study of Flexural Strength Papercrete with Nylon)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

BAGUS CAHYONO NIM. I 1105011

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011


commit to user


commit to user

MOTTO Kerja keras, Pantang menyerah, Iman.

PERSEMBAHAN

Kupersembahkan karya ini untuk Ummiku dan

Keluargaku


commit to user

ABSTRAK

BAGUS CAHYONO, 2011. “KAJIAN KUAT LENTUR BETON KERTAS (PAPERCRETE) DENGAN BAHAN TAMBAH SERAT NYLON”. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Beton kertas adalah suatu material bangunan yang dibuat dengan kertas didaur ulang, pasir dan portland semen. Disebut beton kertas karena dalam penamaan standar internasional yang menyebut mortar juga sebagai crete walaupun memakai bahan mortar. Kertas yang digunakan dalam penelitian ini adalah kertas koran yang kemudian diolah menjadi bubur kertas dengan tujuan untuk mempermudah dalam pengadukan campuran. Beton kertas sebagai salah satu alternatif beton ringan ramah lingkungan. Penelitian ini akan menunjukkan seberapa kuat lentur yang dimiliki beton kertas dengan beberapa variasi penambahan nylon. Penambahan nylon diharapkan dapat meningkatkan kuat lentur, karena nylon mempunyai tingkat keuletan, ketahanan terhadap kelelahan dan abrasi, kekuatan dan daya tahan yang tinggi. Kuat lentur yang diperoleh diharapkan dapat menunjukkan sifat-sifat khusus dari beton kertas. Penelitian dilakukan dengan metode eksperimental laboratorium. Pada penelitian ini digunakan beberapa variasi penambahan nylon yaitu 0%, 0,3%, 0,75%, dan 1% terhadap volume benda uji. Adapun benda uji berbentuk balok dengan ukuran (150×150×500) mm sebanyak tiga benda uji untuk tiap variasi. Pengujian lentur dilakukan saat umur beton kertas 28 hari dengan menggunakan Loading frame. Data yang diperoleh dari uji kuat lentur adalah beban maksimum yaitu pada saat beton hancur menerima beban maksimum tersebut, dari data tersebut maka dapat diperoleh nilai kuat lentur dari masing-masing benda uji. Nilai kuat lentur pada variasi penambahan nylon terhadap volume berturut-turut adalah benda uji dengan penambahan nylon 0,3 % = 0,2775 N/mm², penambahan nylon 0,75% = 0,26914 N/mm², penambahan nylon 1% = 0,26861 N/mm² dan penambahan nylon 0% = 0,25194 N/mm². Penggunaan nylon sebagai bahan tambah terbukti meningkatkan nilai kuat lentur yaitu 8-10%, namun masih jauh dari standar nilai kuat lentur mortar atau beton normal. Hal ini karena sifat kertas yang mudah menyerap air menyebabkan kebutuhan untuk hidrasi semen berkurang, serta distribusi kertas dalam campuran yang tidak merata karena kertas cenderung menggumpal dengan pasta semen saat pengadukan campuran. Kata kunci : beton kertas, nylon, kuat lentur.


commit to user

ABSTRACT BAGUS CAHYONO, 2011. “STUDY OF FLEXURAL STRENGTH PAPERCRETE WITH NYLON”. Thesis of Civil Engineering of Engineering Faculty of Sebelas Maret University Surakarta. Papercrete is a concrete building materials were by recycled paper, sand and portland cement. Public usually call “crete” although this is a mortar. The paper which was made is this usually is newspaper then processed to a pulp in order to facilitate the stirring mixture. Papercrete as an alternative environment-friendly lightweight concrete. The study will show how strong the concrete flexural owned with a few variations of nylon. The nylon is expected to increase the flexural strength because the nylon has the toughness, fatigue and abrasion resistence, strength and high durability. Flexural Strength obtained is expected to show the special of papercrete The research is a laboratory experimental methods. In this study used some variations of nylon that is 0%, 0.3%, 0.75%, and 1% of volume. The beam-shaped test object size (150×150×500) mm of three test items for each variation. Flexural strength test performed when the concrete age of 28-day paper using the Loading frame. Data obtained from flexural strength test is the maximum load of crushed concrete at the maximum load is, from these data it can flexural strenght values obtained from each test object. Flexural strength values on the variations of nylon for the volume in a row is a test object with a nylon of 0.3% to 0.2775 N/mm², nylon 0.75% = 0.26194 N/mm², nylon 1% = 0.26861 N/mm² and nylon 0% = 0.25194 N/mm². The use of nylon as an additive proven to increase the flexural strength values of 8-10%, but still far from the standar values of flexural strength mortar or normal concrete. It caused by the nature of paper that easily absorb water causing the need for hydration of cement is reduced, and the distribution of paper in a mixture of uneven because of the paper tend to agglomerate with cement paste while stirring the mixture. Keywords: papercrete, nylon, flexural strength.


commit to user

PENGANTAR

Syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga

penyusun dapat menyelesaikan penulisan laporan skripsi ini dengan baik. Skripsi

ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penyusun menyadari bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak, maka banyak

kendala hingga terselesaikannya penyusunan laporan skripsi ini. Pada kesempatan

ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

3. Ibu Endah Safitri, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik.

4. Bapak Achmad Basuki, ST, MT. selaku Dosen Pembimbing I.

5. Bapak Ir. Sunarmasto, MT selaku Dosen Pembimbing II.

6. Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret.

7. Rekan-rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini.

Penyusun menyadari bahwa laporan skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh

karena itu penyusun mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari

pembaca demi kesempurnaan laporan skripsi yang akan datang. Akhir kata

semoga laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada

umumnya dan mahasiswa pada khususnya.

Surakarta, Juli 2011

Penyusun


commit to user

DAFTAR ISI

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

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

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

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

ABSTRAK ........................................................................................................ v

PENGANTAR .................................................................................................. vii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... viii

DAFTAR NOTASI ............................................................................................ x

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

BAB 1. PENDAHULUAN

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

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

1.3. Batasan Masalah ....................................................................................... 2

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

1.5. Manfaat Penelitian .................................................................................... 3

BAB 2. LANDASAN TEORI

2.1. Mortar ........................................................................................................ 4

2.2. Beton Kertas .............................................................................................. 6

2.3. Material Penyusun Beton Kertas ............................................................... 7

2.4. Bahan Tambah ........................................................................................... 12

2.5. Kuat Lentur ................................................................................................ 12

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1. Tinjauan Umum ....................................................................................... 16

3.2. Alat dan Bahan .......................................................................................... 16

3.2.1. Alat-alat Yang Digunakan ........................................................................ 16


commit to user

3.2.2. Bahan Penyusun ........................................................................................ 20

3.3. Benda Uji .................................................................................................. 20

3.3.1. Metode Pembuatan Bubur Kertas ............................................................. 21

3.3.2. Pembuatan Benda Uji................................................................................ 22

3.4. Tahapan dan Prosedur Penelitian .............................................................. 23

3.5. Prosedur Pengujian Kuat Lentur ............................................................... 26

BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Material ........................................................................... 28

4.1.1 Hasil Pengujian Agregat Halus............................................................ ..... 28

4.1.2 Kadar Air Bubur Kertas...................................................................... ...... 31

4.2. Hasil Pengujian Kuat Lentur ..................................................................... 32

4.3. Pembahasan ............................................................................................... 38

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan .............................................................................................. 41

5.2. Saran ......................................................................................................... 41

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 42

LAMPIRAN


commit to user

DAFTAR NOTASI

σf = Kuat lentur (N/mm²)

M = Momen lentur (Nmm)

Y = Jarak kesumbu netral (mm)

I = Momen inersia (mm⁴) RA = Reaksi di titik A (N)

P = Beban balok benda uji (N)

L = Panjang bentang (mm)

q = Beban merata balok benda uji (N/mm)

b = Lebar balok benda uji (mm)

h = Tinggi balok benda uji (mm


commit to user

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Benda Uji untuk Pengujian Kuat Lentur Beton Kertas dengan Bahan

Tambah Serat Nylon ........................................................................... 21

Tabel 4.1. Hasil Uji Kadar Lumpur .................................................................... 28

Tabel 4.2. Tabel Perubahan Warna ..................................................................... 29

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Spesific Grafity Agregat Halus ................................ 29

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ............................................ 30

Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Berat Beton Kertas dengan Bahan Tambah Serat

Nylon .................................................................................................. 34

Tabel 4.6. Hasil Perhitungan Kuat Lentur Beton Kertas dengan Variasi

Penambahan Nylon ............................................................................. 37


commit to user

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1. Loading frame ............................................................................. 18

Gambar 3.2. Peralatan Pegujian Kuat Lentur ................................................... 19

Gambar 3.3. Benda Uji ..................................................................................... 20

Gambar 3.4. (a) Bor Listrik (b) Bubur Kertas (c) Rendaman Kertas ............... 22

Gambar 3.5. Bagan Alir tahap-tahap Penelitian ............................................... 27

Gambar 3.6. Pengujian Kuat Lentur dengan Alat Loading frame ................... 26

Gambar 4.1. Grafik Gradasi Agregat Halus (Pasir) ......................................... 31

Gambar 4.2. Hubungan Berat Beton Kertas pada Variasi Benda Uji .............. 34

Gambar 4.3. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan pada variasi Nylon 0 %

..................................................................................................... 35

Gambar 4.4. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan pada variasi Nylon 0,3 %

..................................................................................................... 35

Gambar 4.5. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan pada variasi Nylon 0,75%

..................................................................................................... 35

Gambar 4.6. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan pada variasi Nylon 1 %

............................................................................................ ......... 36

Gambar 4.7. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan setiap kenaikan 50kg..... 36

Gambar 4.8. Hubungan Kuat Lentur Beton Kertas pada Variasi Benda Uji..... 38


commit to user

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penggunaan beton ringan pada proyek konstruksi teknik sipil memiliki beberapa

keunggulan diantaranya adalah beratnya yang lebih ringan dibanding dengan

material lain. Sebagai contoh penggunaan beton ringan pada dinding partisi akan

mengurangi beban konstruksi bila dibandingkan dengan menggunakan dinding

bata. Salah satu jenis beton ringan yang dipakai adalah beton ringan dengan bahan

pencampur kertas yang biasa disebut beton kertas (papercrete).

Beton kertas biasa digunakan sebagai komponen non-struktural seperti pengganti

bata pada dinding, bahan lantai dan bermacam ornamen lainnya. Selain beratnya

yang ringan, beton kertas juga memiliki kekuatan yang bagus. Beton kertas dapat

diproduksi sendiri, dicetak atau dicor sesuai dengan bentuk dan kekuatan yang

diinginkan. Di sisi lain penggunaan beton kertas perlu mempertimbangkan aspek

ekonomis, keselamatan penggunanya dan ramah lingkungan. Maka dari itu

penelitian ini dilakukan untuk menemukan kelebihan dan kekurangan beton kertas

sesuai dengan kenyataan dalam uji coba yang akan dilakukan.

Bila dilihat dari sisi ramah lingkungan beton kertas jelas sangat cocok dalam

upaya penyelamatan lingkungan karena memanfaatkan barang bekas yang terbuat

dari hasil eksploitasi alam (kertas terbuat dari serat kayu). Pertimbangan lain

dalam penggunaan beton kertas adalah mengenai keuntungan beton kertas yang

dinilai lebih murah dan ramah lingkungan. Beton kertas terbuat hampir 50% dari

kertas bekas dan sisanya adalah campuran semen, pasir dan air. Hal ini yang

menyebabkan beton kertas menjadi lebih murah, sebab mampu menghemat

pembelian semen pasir hampir 50%. Beton kertas juga memiliki banyak variasi,

selain campuran kertas bisa ditambah campuran lain, seperti serat asbestos, serat


commit to user

baja(steel fiber), nylon, dan plastic (polypropylene), serat kaca (glass fiber), dan

serat tumbuh- tumbuhan (ijuk, rami, bambu). Pada penelitian ini digunakan serat

nylon. Serat nylon mempunyai sifat yang sangat elastis dan liat sehingga

diharapkan dapat memperbaiki sifat getas pada beton. Dengan demikian serat

nylon sangat mungkin dapat dijadikan sebagai bahan tambah beton untuk

meningkatkan sifat-sifat struktural beton.

Kualitas dari suatu beton tergantung pada beberapa faktor antara lain adalah kuat

lentur sebagai acuan untuk mengetahui kualitas dari beton yang digunakan. Kuat

lentur beton yang semakin tinggi maka kualitas beton juga akan semakin baik.

Dilihat dari ketersedian unsur-unsur yang terkandung didalamnya, maka secara

teknis dan ekonomis, penggunaan kertas dan nylon sebagai campuran pembuatan

beton dapat digunakan sebagai efisiensi penggunaan semen dan sebagai upaya

untuk pemanfaatan limbah kertas.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan sebelumnya, maka dapat

diambil rumusan masalah yaitu seberapa besar kuat lentur beton kertas

(papercrete) berserat nylon dengan kadar penambahan 0% ; 0,3% ; 0,75% ; dan

1% terhadap volume beton kertas berserat nylon.

1.3 Batasan Masalah

Dalam penelitian ini untuk mempermudah pembahasan diberikan batasan –

batasan sebagai berikut :

a. Jenis kertas yang dipakai adalah kertas koran.

b. Peninjauan hanya pada kinerja kuat lentur beton kertas dalam keadaan keras.

c. Nilai FAS (Faktor Air Semen) = 1, karena kertas merupakan material yang

banyak menyerap air.

d. Umur beton pengujian adalah 28 hari.


commit to user

e. Semen yang digunakan adalah semen Portland jenis I.

f. Penggunaan bubur kertas pada campuran beton yaitu dengan perbandingan 1

semen : 2 pasir: 2 kertas.

g. Reaksi kimia tidak dibahas dalam penelitian ini.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besarkah pengaruh

beton kertas berserat nylon dengan kadar penambahan serat nylon 0% ; 0,3% ;

0,75% ; dan 1% terhadap kekuatan lentur pada beton yang dihasilkan.

1.5 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memperoleh informasi baru tentang potensi

pemanfaatan kertas dan serat nylon menjadi bahan beton alternatif yang lebih baik

dan efisien serta mendukung upaya penyelamatan lingkungan dari limbah kertas.


commit to user

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Mortar

Mortar (sering disebut juga mortel atau spesi) adalah campuran yang terdiri dari

pasir, bahan perekat serta air, dan diaduk sampai homogen. Pasir sebagai bahan

bangunan dasar harus direkatkan dengan bahan perekat. Bahan perekat yang

digunakan dapat bermacam-macam, yaitu dapat berupa tanah liat, kapur, semen

merah (bata merah yang dihaluskan), maupun semen potland. Dalam penelitian

kali ini digunakan bubur kertas sebagai bahan tambahan, sehingga menghasilkan

mortar yang beratnya ringan yang biasa disebut beton kertas (papercrete).

Mortar dibagi berdasarkan jenis bahan ikatnya menjadi empat jenis, yaitu mortar

lempung/lumpur, mortar kapur, mortar semen dan mortar khusus.

a. Mortar lumpur

Mortar lumpur diperoleh dari campuran pasir, lumpur/tanah liat dengan air. Pasir,

tanah liat dan air tersebut dicampur sampai rata dan mempunyai kelecakan yang

cukup baik. Jumlah pasir harus diberikan secara tepat untuk memperoleh adukan

yang baik. Terlalu sedikit pasir menghasilkan mortar yang retak-retak setelah

mengeras sebagai akibat besarnya susutan pengeringan. Terlalu banyak pasir

menyebabkan adukan kurang dapat melekat dengan baik. Mortar jenis ini

digunakan sebagai bahan tembok atau tungku api di pedesaan.

b. Mortar kapur

Mortar kapur dibuat dari campuran pasir, kapur, semen merah dan air. Kapur dan

pasir mula-mula dicampur dalam keadaan kering kemudian ditambahkan air. Air

diberikan secukupnya untuk memperoleh adukan dengan kelecakan yang baik.

Selama proses pelekatan kapur mengalami susutan sehingga jumlah pasir yang


commit to user

umum digunakan adalah tiga kali volume kapur. Kapur yang dapat digunakan

adalah fat lime dan hydraulic lime.

c. Mortar semen

Mortar semen merupakan campuran semen, pasir dan air pada proporsi yang

sesuai. Perbandingan volume semen dan pasir bekisar pada 1 : 2 sampai dengan 1

: 6 atau lebih tergantung penggunaannya. Mortar semen lebih kuat dari jenis

mortar lain, sehingga mortar semen sering digunakan untuk tembok, pilar, kolom

atau bagian-bagian lain yang menahan beban. Karena mortar ini rapat air, maka

juga sering digunakan untuk bagian luar dan yang berada di bawah tanah. Dalam

adukan beton atau mortar, air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta

semen. Pasta semen ini selain mengisi pori-pori diantara butir-butir agregat halus,

juga bersifat sebagai perekat atau pengikat dalam proses pengerasan, sehingga

butiran-butiran agregat saling terikat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa

yang kompak atau padat.

d. Mortar khusus

Mortar khusus dibuat dengan menambahkan bahan khusus pada mortar kapur dan

mortar semen dengan tujuan tertentu. Mortar ringan diperoleh dengan

menambahkan asbestos fibres, jutes fibres (serat alami), butir – butir kayu, serbuk

gergaji kayu, serbuk kaca dan lain sebagainya. Mortar khusus digunakan dengan

tujuan dan maksud tertentu, contohnya mortar tahan api diperoleh dengan

penambahan serbuk bata merah dengan aluminous cement, dengan perbandingan

satu aluminous cement dan dua serbuk batu api. Mortar ini biasanya di pakai

untuk tungku api dan sebagainya.

Menurut Tjokrodimuljo (1996:126) mortar yang baik harus mempunyai sifat-sifat

sebagai berikut :

1) Murah.

2) Tahan lama.

3) Mudah dikerjakan (diaduk, diangkat, dipasang dan diratakan).

4) Melekat dengan baik dengan bata, batu dan sebagainya.


commit to user

5) Cepat kering dan mengeras.

6) Tahan terhadap rembesan air.

7) Tidak timbul retak-retak setelah dipasang.

Pemakaian mortar pada kondisi bangunan tertentu disyaratkan untuk memenuhi

mutu adukan yang tertentu pula. Sebagai contoh untuk bangunan gedung

bertingkat banyak diisyaratkan menggunakan mortar yang kuat tekan

minimumnya 3,0 MPa.

2.2 Beton Kertas

Beton kertas (papercrete) adalah suatu material bangunan yang dibuat dengan

karton/kertas didaur ulang, pasir, dan portland semen. Metode ini telah

dikembangkan di Inggris, setidaknya setiap tahunnya telah memanfaatkan kertas

bekas untuk membangun dinding setinggi 14 meter mengelilingi negara ini.

Survey membuktikan bahwa 45% kertas bekas telah didaur ulang dengan baik,

tetapi sisanya sekitar 55% dari 48 juta ton kertas setiap tahunya hanya berakhir di

pembuangan sampah. Bila dilihat dari awalnya,setidaknya dibutuhkan 15 batang

pohon untuk satu ton kertas. Itu berarti 720 juta pohon hanya digunakan sekali

kemudian berakhir di tempat sampah. Sehingga dibutuhkan pengolahan kembali

limbah tersebut untuk menjadi sesuatu yang lebih berguna. Dimana beton kertas

sendiri merupakan bahan yang ramah lingkungan dan mendukung upaya

pembangunan konstruksi yang ramah lingkungan. (Living in paper.com,2009)

Pembuatan bubur kertas dilakukan dengan merendam potongan kertas koran

kemudian dihaluskan, adapun pembuatan bubur kertas dapat dilakukan dengan

berbagai cara tergantung kebutuhan. Ada beberapa macam beton kertas, antara

lain adalah beton berserat atau fibercrete, fibercement, padobe dan fidobe..

Metode umum yang dilakukan disebut beton kertas, bila dilihat dari namanya

merupakan campuran dari semen dan acian beton. Campuran ini mengandung

sekitar 50-80% penggunaan kertas bekas dalam setiap campuranya. Kertas yang

dipakai bervariasi seperti kartu nama, kertas majalah glossy, brosur iklan, kertas

surat, koran, dan sebagainya. Walau begitu, beberapa jenis kertas seperti koran


commit to user

dan HVS lebih gampang dan lebih baik pengolahanya, sedangkan kertas-kertas

yang sulit menyerap air seperti majalah lebih sulit untuk dibuat bubur kertasnya.

Pada pembuatan beton yang telah dilakukan dengan memakai bubur kertas, perlu

diperhatikan material pengikut yang tidak diinginkan seperti kertas yang masih

terlihat, selotip pada majalah dan sebagainya. (www.papercrete.com, 2007)

Beton kertas (papercrete) memiliki keistimewaan, selain ringan material ini dapat

diproduksi sendiri tanpa perlu membeli di pabriknya. Bahkan material ini dapat

dicetak atau dicor hingga disesuaikan kekuatannya sesuai dengan keinginan dan

kebutuhan. Disisi lain kini terjadi pertentangan tentang penggunaan beton kertas

sebagai material bangunan. Pihak yang menggunakannya memiliki alasan bahwa

beton kertas salah satu material yang sangat ramah lingkungan, sedangkan pihak

yang lain mempertanyakan keselamatan bangunannya. Maka dari itu penelitian ini

dilakukan untuk menemukan kelebihan dan kekurangan beton kertas sesuai

dengan kenyataan dalam uji coba yang akan dilakukan.

2.3 Material Penyusun Beton Kertas

a. Semen Portland

Semen Portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan

klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis

ditambah dengan bahan yang mengatur waktu ikat (PUBI 1982). Bahan utama

semen adalah batu kapur yang kaya akan kalsium karbonat dan tanah lempung

yang banyak mengandung silika (sejenis mineral berbentuk pasir), aluminium

oksida (alumina) serta oksida besi. Bahan-bahan itu kemudian dihaluskan dan

dipanaskan pada suhu tinggi (15500C) sampai terbentuk campuran baru. Selama

proses pemanasan, terbentuklah campuran padat yang mengandung zat besi. Agar

tak mengeras seperti batu, ramuan diberi bubuk gips dan dihaluskan hingga

berbentuk partikel-partikel kecil seperti bedak.


commit to user

b. Agregat Halus

Agregat halus sering disebut dengan pasir, baik berupa pasir alami yang diperoleh

langsung dari sungai atau tanah galian maupun hasil pemecahan. Pada umumnya

yang dimaksudkan dengan agregat halus adalah agregat dengan besar butir kurang

dari 4,75 mm. Agregat halus mempunyai peran penting sebagai pembentuk beton

dalam pengendalian workability, kekuatan (strength), dan keawetan beton

(durability) dari mortar yang dihasilkan. Pasir sebagai agregat halus harus

memenuhi gradasi dan persyaratan yang telah ditentukan.

Syarat-syarat agregat halus (pasir) sebagai bahan material pembuatan beton sesuai

dengan ASTM C 33 adalah:

1) Material dari bahan alami dengan kekasaran permukaan yang optimal

sehingga kuat tekan beton besar.

2) Butiran tajam, keras, awet (durable) dan tidak bereaksi dengan material beton

lainnya.

3) Berat jenis agregat tinggi yang berarti agregat padat sehingga beton yang

dihasilkan padat dan awet.

4) Gradasi sesuai spesifikasi dan hindari gap graded aggregate karena akan

membutuhkan semen lebih banyak untuk mengisi rongga.

5) Bentuk yang baik adalah bulat, karena akan saling mengisi rongga dan jika

ada bentuk yang pipih dan lonjong dibatasi maksimal 15% berat total agregat.

6) Kadar lumpur agregat tidak lebih dari 5% terhadap berat kering karena akan

berpengaruh pada kuat tekan beton.

c. 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


commit to user

berbau, dan cukup jernih. Dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air

memenuhi syarat sebagai berikut:

1) Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.

2) Tidak mengandung garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll)

lebih dari 15 gram/liter.

3) Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.

4) Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.

Kekuatan beton dan daya tahannya berkurang jika air mengandung kotoran.

Pengaruh pada beton diantaranya pada lamanya waktu ikatan awal serta kekuatan

beton setelah mengeras. Adanya lumpur dalam air diatas 2 gram/liter dapat

mengurangi kekuatan beton. Air dapat memperlambat ikatan awal beton sehingga

beton belum mempunyai kekuatan dalam umur 2-3 hari. Sodium karbonat dan

potasium dapat menyebabkan ikatan awal sangat cepat dan konsentrasi yang besar

akan mengurangi kekuatan beton.

Air yang dibutuhkan agar terjadi proses hidrasi kira-kira 25% dari berat semen.

Penggunaan air yang terlalu banyak dapat mengakibatkan berkurangnya kekuatan

beton. Disamping digunakan sebagai bahan campuran beton, air digunakan pula

untuk merawat beton dengan cara pembasahan setelah dicor dan untuk membasahi

atau membersihkan acuan.

d. Kertas

Kertas bila dilihat dari material pembentuknya merupakan bagian dari rangkaian

serat Cellulose kayu, yang juga merupakan material berserat. Cellulose adalah

bahan material terbanyak ke dua di dunia ini, setelah batu. Bahan ini menjadi

pembentuk utama dinding kayu tanaman hijau yang juga dapat menjadi bahan

kain hingga kertas.


commit to user

(a) (b)

(a) (b)

(c)

Gambar 2.1 (a) Jaringan fibers kering, mereka terjalin satu sama lain dan melekat kuat satu sama lain dan melekat kuat dengan ikatan hydrogen (b) Jaringan selulosa atau cellulose fibers dan serat yang lebih kecil disebut fibrils (c) Gugusan rantai selulosa (livinginpaper.com 2008)

Cellulose atau dalam Bahasa Indonesia disebut selulosa, merupakan polimer alam

memiliki gugusan rantai yang terhubung dengan molekul gula yang terbentuk dari

molekul-molekul yang lebih kecil. Gugusan rantai ini mengandung banyak

hidrogen yang mengikat molekul OH, dengan sifat ikatan yang kaku, mengkristal,

stabil dan sangat kuat. Inilah yang menjadikan hidrogen sebagai dasar dari

kekuatan beton kertas.

Berdasarkan rumusan ikatan kimia dasar pada material beton kertas, maka dapat

ditambah bahan-bahan lain untuk mempekuat dan memperkaya variasinya.

Pelapisan dengan semen akan memperkuat jaringanya. Sedangkan penggunaan

Kaolinite, akan membuat material lebih halus dan menimbulkan efek semi glossy.

Bahan ini juga diuji dengan dipendam dalam tanah, dan hasilnya bahwa material

ini tahan terhadap bakteri dan tetap utuh.


commit to user

Perlakuan dan campuran apapun yang digunakan, yang perlu diperhatikan adalah

bagaimana beton kertas ini menjebak udara di dalamnya. Ketika air sudah

menguap dengan sempurna, maka akan terbentuk ribuan rongga-rongga kecil

berisi udara. Inilah yang menyebabkan beton kertas sangat ringan dan sebagai

insulator terbaik. Penambahan pasir dan material lain, hanya berakibat menjadi

lebih berat walaupun tetap memiliki efek insulator yang baik, sehingga material

tambahan yang digunakan bisa disesuaikan dengan kebutuhanya.

Beton kertas yang hanya berupa campuran semen, mengandung R-Value / nilai R

(2 – 3 per inch ), sebagai peredam bunyi yang sangat baik, lebih tahan terhadap

api maupun jamur, dan anti terhadap serangga ataupun hewan pengerat. Selain itu,

karena memiliki massa yang ringan dan lebih fleksibel daripada batu atau beton

biasa, maka material beton kertas sangat cocok sebagai bahan tahan gempa. Beton

kertas bisa digunakan untuk beberapa bentuk seperti blok, panel, plesteran, acian

dengan pemakaian dipompa, disemprot dan dilemparkan, dibuat seperti balok

igloo, kubah, atau sebagai beton bertulang.

Penambahan lebih banyak pasir, atau kaca akan menghasilkan material campuran

yang lebih tebal, lebih kuat lebih tahan api, tetapi menjadi lebih berat dan

berkurang R-Valuenya. Sedangkan material campuran yang hanya menggunakan

semen, akan menjadi lebih ringan dan mudah dipotong dengan gergaji.

Penambahan semen akan semakin menambah kekuatan dan lebih tahan keropos,

tetapi juga mengurangi fleksibilitas, menambah berat, dan juga dapat menurunkan

R-Value. Jadi untuk mendapatkan hasil terbaik adalah dengan pencampuran yang

sesuai kebutuhan, seperti pembuatan dinding yang bisa lebih ringan dengan

plesteranya, atau penambahan panel atap dengan campuran yang berbeda dari

panel lantai.


commit to user

2.4 Bahan Tambah (Nylon)

Bahan tambah adalah bahan selain unsur pokok beton kertas (air, semen, pasir,

bubur kertas) yang ditambahkan pada adukan beton, sebelum atau selama

pengadukan. Penggunaan bahan tambah ini diharapkan dapat mengubah satu atau

lebih sifat–sifat beton sewaktu masih dalam keadaan segar atau setelah mengeras.

Penelitian ini menggunakan bahan tambah berupa serat nylon.

Nylon merupakan salah satu kelompok polimer yang bernama polyamides. Ada

dua metode dalam pembuatan nylon yaitu gugus melekul asam (COOH)

direaksikan dengan gugus molekul yang mengandung amino (amino NH2). Cara

yang kedua adalah sejumlah ramuan yang mengandung amino dipolimerisasikan

untuk membentuk ikatan kimia yang berupa (NH(CH2)Nco)x.

Nylon umumnya mempunyai tingkat keuletan (toughness), ketahanan terhadap

kelelahan dan abrasi (fatigue and abration resistance), kekuatan dan daya tahan

(strength and durability) yang tinggi. Nylon juga juga memiliki ketahanan

terhadap bahan– bahan kimia seperti minyak, bahan pelarut dan alkali, tetapi

nylon tidak tahan terhadap asam karena apabila nylon bereaksi dengan asam akan

terhidrolis. Nylon banyak diproduksi dalam bentuk serabut halus, serat, benang,

bahan perekat, dan bahan pelapis.

2.5 Kuat Lentur

Menurut (Edward G. Nawy, 1990) lentur pada balok diakibatkan oleh regangan

yang timbul karena adanya beban luar. Apabila beban bertambah, maka pada

balok akan terjadi deformasi dan regangan tambahan yang mengakibatkan retak

lentur di sepanjang bentang balok. Bila beban semakin bertambah, pada akhirnya

terjadi keruntuhan elemen struktur. Taraf pembebanan yang demikian disebut

keadaan limit dari keruntuhan pada lentur.


commit to user

Apabila suatu beban menyebabkan timbulnya lentur, maka balok pasti akan

mengalami defleksi atau lendutan. Meskipun sudah dicek aman terhadap lentur

dan geser, suatu balok bisa tidak layak apabila terlalu fleksibel. Dengan demikian

tinjauan defleksi balok merupakan salah satu bagian dari proses desain.

Kuat lentur adalah besarnya nilai kuat tarik tidak langsung dari benda uji beton

berbentuk balok yang diperoleh dari hasil pembebanan benda uji tersebut, yang

diletakkan mendatar diatas permukaan meja penekan mesin uji lentur, atau hasil

bagi antara momen lentur terhadap momen inersia balok beton.

Metode yang digunakan adalah ASTM C-78 yaitu pengujian kuat tarik lentur

dengan beban terbagi menjadi dua yang bekerja pada suatu penampang balok

dengan titik yang menjadi tiga bagian merata, seperti terlihat berikut :


commit to user

P ½ P ½ P

1/3 L 1/3 L 1/3 L

½ P ½ P q

A B

1/3 L 1/3 L 1/3 L ½ P

+

_ SFD

½ P

BMD

Mmax

· ∑MB = 0

(RA×L) - (1/2P×2/3L) - (1/2P×1/3L) - (q×L×1/2L) = 0

RA = ㊀㎨/Ė鸟时Ė/脑捻邹嫩㊀㎨/Ė鸟时㎨/脑捻邹嫩㊀婆时捻时㎨/Ė捻邹捻

· Mmax = (RA × 1/2 L) - (1/2P×1/6L) - (q×1/2L×1/4L)


commit to user

C (tekan) 1/6h

h 2/3h

T (tarik) 1/6h

b

· M = C×2/3h = T×2/3h

Rumus yang digunakan untuk menghitung kuat lentur sebagai berikut:

σf = 念时您年 4.1

M = (RA × 1/2 L) - (1/2P×1/6L) - (q×1/2L×1/4L) 4.2

I = ㎨㎨Ė b×h³ 4.3

Dengan :

σf = Kuat lentur (N/mm²)

M = Momen lentur (Nmm)

Y = Jarak kesumbu netral (mm)

I = Momen inersia (mm⁴) RA = Reaksi pada titik A (N)

P = Beban balok benda uji (N)

L = Panjang bentang (mm)

q = Beban merata balok benda uji (N/mm)

b = Lebar balok benda uji (mm)

h = Tinggi balok benda uji (mm)


commit to user

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Tinjauan Umum

Dalam suatu penelitian agar tujuan yang diharapkan tercapai, maka dilaksanakan

dalam suatu metodologi. Metode penelitian merupakan langkah-langkah

penelitian suatu masalah, kasus, gejala atau fenomena tertentu dengan jalan ilmiah

untuk menghasilkan jawaban yang rasional. Penelitian menggunakan metode

eksperimen di laboratorium. Metode eksperimen adalah suatu penelitian yang

mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam suatu

kondisi yang terkontrol.

Dalam penelitian terdiri atas variabel bebas (independent variable) dan variabel

terikat (dependent variable). Variabel bebas berupa penambahan polymer

terhadap volume beton, sedangkan varibel terikat berupa kuat lentur beton.

Faktor-faktor lain seperti susunan gradasi agregrat, proporsi campuran bahan,

perawatan, dan yang lain dianggap sebagai variabel yang tidak berpengaruh.

Pemecahan masalah pada penelitian ini dengan menggunakan cara statistik, yaitu

dengan urutan kegiatan dalam memperoleh data sampai data itu berguna sebagai

dasar pembuatan keputusan diantaranya melalui proses pengumpulan data,

pengolahan data, analisis data dan cara pengambilan keputusan secara umum

berdasarkan hasil penelitian.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat-alat Yang Digunakan

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:


commit to user

a. Timbangan

1) Timbangan dengan kapasitas 5 kg, ketelitian sampai 1,0 gram, digunakan

untuk menimbang campuran.

2) Timbangan dengan kapasitas 300 kg dengan ketelitian 0,1 kg, digunakan

untuk menimbang berat benda uji.

b. Cetakan benda uji/ bekisting ukuran 500mm x150mm x150mm. Sebanyak 12

cetakan.

c. Bor Listrik dengan mata bor diberi pengaduk, untuk membuat bubur kertas

dan mengaduk campuran.

d. Alat untuk memeras bubur kertas.

e. Alat bantu

1) Cetok semen

2) Gelas ukur kapasitas 1000 ml digunakan untuk menakar air.

3) Ember, untuk tempat merendam sobekan kertas koran dan untuk

mengaduk campuran.

4) Alat ukur panjang, untuk mengukur panjang nylon.

5) Alat bantu hitung (kalkulator).

f. Loading Frame

Bentuk dasar Loading Frame berupa portal segiempat yang berdiri di atas lantai beton dengan perantara plat dasar dari besi setebal 14 mm. Agar Loading Frame tetap stabil, plat dasar dibaut ke lantai beton dan kedua kolomnya dihubungkan oleh balok WF 450 x 200 x 9 x 14 mm. Posisi balok portal dapat diatur untuk menyesuaikan dengan bentuk dan ukuran model yang akan diuji dengan cara melepas sambungan baut.

g. Dial Gauge

Alat ini digunakan untuk mengukur besarnya lendutan (Δ) yang terjadi. h. Load Cell

Alat ini digunakan untuk mentransfer beban dari Hydraulic Jack ke Transducer. Kapasitas Load Cell yang digunakan adalah sebesar 20 ton.

i. Hydraulic Jack

Alat ini digunakan untuk memberikan pembebanan pada pengujian kuat lentur balok berskala penuh dengan kapasitas maksimum 25 ton.

j. Tranducer


commit to user

Alat ini digunakan untuk mengukur besarnya pembebanan atau untuk mengetahui pembebanan secara bertahap, setiap pembacaan beban dilakukan dengan interval 5 kg.

k. Trafo 110 volt

Gambar 3.1 Loading Frame


commit to user

Dial gauge Load cell

Trafo 110 volt Tranducer

Hydraulic jack

Gambar 3.2 Peralatan Pengujian Kuat Lentur


commit to user

3.2.2 Bahan Penyusun

Bahan-bahan yang digunakan adalah:

a. Semen

b. Agregat Halus

c. Air

d. Bubur Kertas

e. Serat Nylon

3.3 Benda Uji

Benda uji yang digunakan untuk uji kuat lentur beton kertas berserat nylon adalah

berbentuk balok dengan ukuran 150mm x 150mm x 500mm dan dengan variasi

campuran 1:2:2, kadar penambahan serat nylon adalah 0% ; 0,3% ; 0,75% ; dan

1% terhadap volume beton. Untuk masing – masing kadar penambahan serat

dibuat benda uji sebanyak 3 benda uji.

150 mm

150 mm

500 mm

Gambar 3.3 Benda Uji


commit to user

Tabel 3.1 Benda uji untuk pengujian kuat lentur beton kertas berserat nylon.

Kadar Serat

(%)

Kode Benda Uji Umur

(hari)

Jumlah

0,0 KL 0,00% (1)

28

3 KL 0,00% (2)

KL 0,00% (3)

0,30 KL 0,30% (1)

28

3 KL 0,30% (2)

KL 0,30% (3)

0,75 KL 0,75% (1)

28

3 KL 0,75% (2)

KL 0,75% (3)

1,00 KL 1,00% (1)

28

3 KL 1,00% (2)

KL 1,00% (3)

3.3.1 Metode Pembuatan Bubur Kertas

Kertas yang digunakan dalam pembuatan bubur kertas adalah koran bekas. Berdasarkan uji awal yang dilakukan sebelumnya, maka berikut adalah langkah-langkah : a. Kertas yang akan dicampur air dipotong menjadi bagian-bagian kecil untuk

memudahkan dalam penyerapan air.

b. Potongan kertas dimasukkan ke dalam ember berisi air dan direndam selama

sekurang-kurangnya 1 hari.

c. Kertas yang telah direndam kemudian diaduk dengan bor yang telah dipasangi

dengan pengaduk.

d. Pengadukan dilakukan sampai diperoleh bubur kertas yang halus.


commit to user

(a) (b) (a) (b)

(c) Gambar 3.4 (a) Bor Listrik (b) Bubur Kertas (c) Rendaman Kertas

3.3.2 Pembuatan Benda Uji

Pembuatan campuran adukan mortar beton kertas dilakukan setelah menghitung

proporsi masing-masing bahan yang dipergunakan, kemudian mencampur dengan

langkah-langkah sebagai berikut :

a. Mengambil bahan-bahan pembentuk mortar yaitu semen, pasir dan bubur

kertas dengan perbandingan 1:2:2.

b. Mencampur semen, air, kertas dalam ember dengan alat bor pencampur. Hal

ini dimaksudkan agar semen dan kertas dapat tercampur secara sempurna.

c. Memasukkan adukan ke dalam alat cetak berbentuk balok berukuran

150x150x500mm (untuk penambahan nylon 0,00%). Adukan dimasukkan ke

dalam cetakan secara berlapis dan dalam penelitian ini sebanyak 3 lapis

dengan berat yang sama, pemadatan menggunakan papan kayu yang

mempunyai luas yang sama dengan permukaan alat cetak kemudian

dipadatkan dengan memberikan beban yang sama.


commit to user

d. Menambahkan nylon (diameter 0.8 mm, panjang 20mm ) pada adukan dengan

kadar penambahan 0,30%; 0,75%; 1,00% terhadap volume beton, masing-

masing berjumlah 3 benda uji untuk setiap kadar penambahan.

e. Alat cetak dibuka setelah mengeras, pada penelitian ini dibuka pada umur 5

hari.

3.4 Tahapan dan Prosedur Penelitian

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap penelitian, dimulai dari pemilihan

material (semen, pasir, air dan nylon), pengujian material, pembuatan benda uji,

pengujian benda uji, analisis data dan penarikan kesimpulan hasil penelitian.

Sebagai penelitian ilmiah, maka penelitian ini harus dilaksanakan dalam

sistematika yang jelas dan teratur, sehingga diperoleh hasil yang memuaskan dan

dapat dipertanggungjawabkan. Oleh karena itu, pelaksanaan penelitian dibagi

dalam beberapa tahap, yaitu:

a. Tahap 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 Uji Bahan

Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap bahan penyusun beton dan mortar

yang meliputi semen dan pasir sebagai agregat halus. Dari pengujian-pengujian

ini dapat diketahui apakah bahan yang akan digunakan untuk penelitian

tersebut memenuhi syarat atau tidak. Pengujian untuk masing-masing bahan

antara lain:

1) Pasir, pengujian yang dilakukan:

· Pengujian kandungan lumpur bertujuan untuk mengetahui kadar lumpur

dalam pasir.


commit to user

· Pengujian kandungan zat organik bertujuan untuk mengetahui jumlah

kandungan zat organik dalam pasir.

· Pengujian gradasi bertujuan untuk mengetahui susunan diameter butiran

pasir dan persentase modulus kehalusan butir (menunjukkan tinggi

rendahnya tingkat kehalusan butir dalam suatu agregat).

· Pengujian Specific gravity bertujuan untuk mengetahui berat jenis pasir

serta daya serap pasir terhadap air.

2) Pengujian kadar air, untuk mengetahui kadar air dalam bubur kertas.

d. Tahap Pembuatan Benda Uji

Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut:

i. Penetapan campuran beton dan pembuatan adukan beton.

ii. Pengecoran ke dalam bekisting.

iii. Pelepasan benda uji dari cetakan.

e. Tahap Pengujian Benda Uji

Pada tahap ini di lakukan pengujian kuat tarik lentur. Pengujian kuat lentur ini

dilakukan terhadap benda uji yang telah berumur 28 hari.

f. Tahap Analisis Data dan Pembahasan

Pada tahap ini dilakukan perhitungan hasil pengujian benda uji, yaitu

mengetahui ketahanan lentur beton kertas berbentuk balok dengan variasi

penambahan nylon.

g. Tahap Kesimpulan

Pada tahap ini, dibuat suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan

penelitian berdasarkan hasil analisis data dan pembahasan pada tahap

sebelumnya.


commit to user

Studi literatur

Persiapan alat dan bahan

Pembuatan benda uji: Mulai dari mixing sampai curing

Pengujian kuat lentur

Menganalisis data

Mengambil kesimpulan

TAHAP II

TAHAP III

TAHAP IV

TAHAP V

TAHAP I

Uji Pendahuluan: 1. Agregat Halus : - Kadar Lumpur

- Kadar Organik - Specific Grafity - Gradasi

2. Bubur Kertas : - Kadar Air

Mulai

Selesai

TAHAP V

Untuk lebih jelasnya tahapan penelitian disajikan pada Gambar 3.5

Gambar 3.5 Bagan alir tahap-tahap penelitian


commit to user

3.5 Prosedur Pengujian Kuat Lentur

Pengujian ini dilakukan berdasarkan British Standard, yaitu metode pengujian

kuat lentur (modulus of rupture) dengan bentang terbagi dua akibat adanya

tumpuan yang bekerja pada tiap jarak 1/3 bentang (third point loading). Pengujian

kuat lentur (modulus of rupture) menggunakan alat loading frame dan alat

pengukur lendutan berupa dial gauge.

Adapun langkah-langkah pengujian modulus of rupture dapat diuraikan sebagai

berikut:

1. Tahap Persiapan Pengujian

Tahap persiapan ini disebut juga tahap setting alat. Adapun langkah-langkahnya adalah sebagai berikut: a) Menyesuaikan ketinggian loading frame dengan menggeser frame yang

melintang ke atas/ bawah sesuai lubang baut yang tersedia.

b) Memasang perletakan sendi dan rol pada dasar frame yang jaraknya

disesuaikan dengan panjang bentang balok yaitu 45 cm.

c) Memasang hidraulic jack pada lubang frame bagian atas.

d) Memasang benda uji pada perletakan tumpuan sendi dan rol. Sebelumnya,

menandai benda uji untuk memudahkan perletakan pada tumpuan sendi, rol,

dan distribusi beban dengan jarak 10 cm.

e) Memasang pendistribusian beban melintang di atas balok.

f) Memasang load cell pada batang distribusi beban.

g) Menghubungkan kabel load cell ke tranducer.

h) Menghubungkan kabel power supply tranducer ke trafo 110 Volt.

i) Menghidupkan trafo sehingga pada tranducer muncul angka.

j) Memompa hidraulic jack perlahan-lahan hingga load cell dan balok dalam

keadaan seimbang dan terbaca suatu angka pada tranducer.

k) Mengatur bacaan angka tranducer pada angka 0.

l) Memasang dial gauge di bagian bawah balok uji pada tengah bentang dan

jarum disetel pada posisi angka 0.

2. Tahap Pelaksanaan Pengujian


commit to user

Langkah-langkah pelaksanaan pengujian kuat geser adalah sebagai berikut: a) Pembebanan dilakukan berangsur-angsur dengan interval pembebanan 5 kg,

menggunakan hydraulic jack dan tranducer. Setiap kenaikan pembebanan,

dilakukan pembacaan dial gauge untuk mengetahui lendutan yang terjadi.

b) Pembebanan dilakukan hingga mencapai beban maksimal yaitu ditandai

dengan runtuhnya benda uji dan dilakukan pembacaan pada tranducer.

Gambar 3.6. Pengujian Kuat Lentur dengan alat Loading Frame


commit to user

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian Material

4.1.1 Hasil Pengujian Agregat Halus

Pengujian terhadap agregat halus yang digunakan dalam penelitian ini meliputi

pengujian kadar lumpur, kandungan zat organik, specific gravity, dan gradasi

agregat halus. Hasil pengujian agregat halus adalah sebagai berikut :

a. Kadar Lumpur dalam Pasir

Hasil uji kadar lumpur pada pasir seberat 100 gram dapat dilihat pada Tabel 4.1

Simbol Keterangan Berat (gr)

G0 Pasir sebelum dicuci (kering 110 °C, 24 jam) 100

G1 Pasir setelah dicuci (kering 110 °C, 24 jam) 87

G0 – G1 Selisih pasir sebelum dan setelah dicuci 13

Prosentase kandungan lumpur = %1000

10 ´-

GGG

Kandungan lumpur = %13%100100

87100=´

-

Kandungan lumpur dalam agregat halus tidak boleh lebih dari 5% (PBI 1971

pasal 3.3 ayat, berdasarkan hasil perhitungan diperoleh kandungan lumpur dalam

pasir adalah 13 %, sehingga pasir tidak layak digunakan sebagai agregat halus,

sehingga harus dicuci.


commit to user

b. Kandungan Zat Organik

Tabel 4.2 Tabel Perubahan Warna

Warna Larutan Kadar Zat Organik

Jernih 0%

Kuning Muda 0% - 10%

Kuning Tua 10% - 20%

Kuning Kemerahan 20% - 30%

Coklat Kemerahan 30% - 50%

Coklat Tua 50% - 100%

Sumber : Prof. Ir.Roeseno

Agregat halus yang mengandung bahan organik dapat dipakai, asal kekuatan

tekan pada umur 7 hari dan 28 hari tidak kurang dari 95% dari kekuatan adukan

yang sama tetapi dicuci dalam larutan NaOH 3% yang kemudian dicuci hingga

bersih dengan air pada umur yang sama atau penurunan yang diperbolehkan

maksimum 5% (PBI 1971).

Warna larutan hasil pengamatan adalah kuning kemerahan. Hal ini menunjukkan

bahwa pasir mengandung zat organik sebesar 20 %-30 %.

c. Specific Grafity

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus

Simbol Keterangan Berat (gr)

D Pasir kondisi SSD 500

A Pasir kering oven 465,5

B Berat volumetric + Air 720

C Berat volumetric + Pasir + Air 1024

Bulk Specific Grafity CDBA-+

= 0241500027

465,5-+

= 375,2=

Bulk Specific Gravity SSD CDBD-+

= 0241500207

500-+

= 55,2=


commit to user

Apparent Specific Grafity CAB

A-+

= 024185,664027

466,85-+

= 88,2=

Absorbtion %100A

A-Dx= %100

465,5465,5-500

x= %41,7=

Menurut ASTM C.128-79 syarat Bulk Specific Gravity SSD antara 2,5-2,7 maka

pasir memenuhi syarat dan layak digunakan sebagai agregat halus.

d. Gradasi

Hasil pengujian gradasi agregat halus serta persyaratan batas dari ASTM C 33

dapat dilihat pada Tabel 4.4

Ukuran

Ayakan

(mm)

Tertahan Lolos

Kumulatif

(%)

Syarat

ASTM Berat (gr) Persentase

(%)

Kumulatif

(%)

9,50 0 0 0 100 100

4,75 9.2 0.309 0.309 99.691 90 – 100

2,36 59.2 1.989 2.298 97.702 75 – 100

1,16 379 12.735 15.034 84.966 55 - 100

0,85 822 27.621 42.655 57.345 35 - 59

0,30 1023.2 34.382 77.036 22.964 8 - 30

0,15 583.2 19.597 96.633 3.367 0 - 10

Pan 100.2 3.367 100.000 0 -

Jumlah 2976 100 333.965

Modulus Kehalusan Tertahan %

Tertahan %-Tertahan Kumulatif=

100233.965

= = 2,34

Agregat yang hilang ( )

%1003000

29763000´

-= = 0,8 % < 1%

Modulus halus agregat halus antara 2,3 – 3,1 (ASTM C – 33), berdasarkan hasil

perhitungan modulus halus pasir sebesar 2,34 sehingga masih memenuhi syarat

sebagai agregat halus.


commit to user

Berdasarkan analisis saringan, pasir yang diuji telah memenuhi syarat batas yang

telah ditentukan oleh ASTM C – 33 dan masih memenuhi syarat sebagai agregat

halus untuk beton kedap air menurut SK SNI S-36-1990-03.

Gambar 4.1 Grafik Gradasi Agregat Halus (Pasir)

Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa pasir tersebut berada di dalam

gradasi yang diizinkan sehingga pasir tersebut memenuhi syarat sebagai bahan

campuran adukan beton.

4.1.2 Kadar Air Bubur Kertas

Hasil Pengujian Kadar Air Bubur Kertas sebagai berikut:

Berat basah bubur kertas (a) = 1000 gr

Berat kering setelah penjemuran (b) = 260 gr

Berat air (c) = a-b = 1000-260 = 740 gr

Kadar air = %100xac

= %1001000740

x = 74 %

Jadi kadar air bubur kertas adalah 74 %

GRAFIK HUBUNGAN KELOLOSAN DENGAN UKURAN AYAKAN

0

20

40

60

80

100

120

9.54.752.361.160.850.30.150

Ukuran Ayakan (mm)

% L

olo

s A

yakan

batas atas

berat lolos

batas bawah


commit to user

4.2 Hasil Pengujian Kuat Lentur

Benda uji yang gunakan pada pengujian kuat lentur beton kertas dengan bahan

tambah serat nylon adalah prisma dengan ukuran 150 x 150 x 500 mm sebanyak

12 buah. Pengujian dilakukan pada umur 28 hari.

Pengujian modulus of rupture dilakukan dengan loading frame sebagai alat uji

kuat lentur yang digunakan untuk memberikan beban pada benda uji secara

berangsur-angsur dengan interval pembebanan 5 kg sampai benda uji mengalami

keruntuhan. Sedangkan untuk mengetahui lendutan yang terjadi digunakan dial

gauge dengan skala 0,01 mm yang dipasang di tengah-tengah pada bagian bawah

benda uji.

Data yang diperoleh langsung dari pengujian adalah data beban maksimal saat

terjadi keruntuhan dan lendutan pada masing-masing benda uji di setiap kenaikan

beban yang diberikan, kemudian dari data tersebut dapat dianalis menjadi nilai

kuat lentur (modulus of rupture) masing-masing benda uji.

Contoh perhitungan modulus of rupture pada benda uji 0,00 % (2)

σ归实M 时 YI

σ归实 M 时 Y ㎨㎨Ė 瑰时闺³

σ归实组足前潜鸟时潜遣捻卒能足前潜鸟时前遣捻卒能足婆时捻时前潜捻卒捻时㎨Ė L钻石足㎨Ė P 时㎨淖L卒石足刽时㎨Ė P 时㎨淖L卒时 Y㎨㎨Ė 瑰时闺³

σ归实组足前潜Ėm¦Ć时潜遣घ¦Ć卒能足前潜Ėm¦Ć时前遣捻卒能足女时घ¦Ć时前潜घ¦Ć卒घ¦Ć 时㎨Ė 450钻石足㎨Ė2850 时㎨淖450卒㎨㎨Ė 时150 时150³


commit to user

石足0,19125时㎨Ė 2850时㎨淖450卒时 75

σ归实 0,275273 N/mm²


commit to user

Tabel 4.5 Hasil pengukuran berat beton kertas dengan bahan tambah serat

BENDA UJI KODE

0% 1* 14,752 12,853 13,15

0,30% 1 13,052 13,053 13,10

0,75% 1 13,102 13,153 13,10

1% 1 13,052 13,053 13,05

Keterangan:

* : Tidak dipakai

0%, 0.30%, 0.75%, 1% :

1,2,3 : Kode masing

Dari Tabel 4.5 dapat diperoleh diagram batang yang menunjukkan hubungan

antara berat beton kertas dengan variasi benda uji.

Gambar 4.2. Hubungan

9,75

9,39,35

9,49,45

9,59,55

9,69,65

9,79,75

9,8

Benda Uji 0 %

Ber

at (k

g)

BERAT PADA VARIASI BENDA UJI

Hasil pengukuran berat beton kertas dengan bahan tambah serat

BERAT (Kg)

UMUR (HARI) RERATA 28 HARI

3 10 14 21 28

14,75 14,40 13,35 11,10 10,80 12,85 12,65 11,80 10,65 9,50 13,15 12,80 11,80 10,80 10,00 13,05 12,60 11,80 10,60 9,40 13,05 12,65 11,80 10,60 9,40 13,10 12,60 11,80 10,85 9,90 13,10 12,75 11,90 10,85 9,75 13,15 12,60 11,80 10,55 9,30 13,10 12,95 12,00 10.70 9,40 13,05 12,80 11,70 10,50 9,30 13,05 12,80 11,70 10,55 9,40 13,05 12,80 11,90 10,75 9,65

Tidak dipakai (kesalahan dalam membuat benda uji)

0%, 0.30%, 0.75%, 1% : Variasi penambahan berat beton kertas.

1,2,3 : Kode masing-masing begisting

dapat diperoleh diagram batang yang menunjukkan hubungan

antara berat beton kertas dengan variasi benda uji.

Hubungan berat beton kertas pada variasi benda uji

9,56

9,489,45

Benda Uji 0,3 % Benda Uji 0,75 % Benda Uji 1 %

Variasi Benda Uji

BERAT PADA VARIASI BENDA UJI

Hasil pengukuran berat beton kertas dengan bahan tambah serat nylon

RERATA 28 HARI

9,75

9,56

9,48

9,45

(kesalahan dalam membuat benda uji)


berat beton kertas pada variasi benda uji

Benda Uji 1 %


commit to user

Gambar 4.3. Hubungan beban dan lendutan pada variasi nylon 0%

Gambar 4.4. Hubungan beban dan lendutan pada variasi nylon 0,3%

Gambar 4.5. Hubungan beban dan lendutan pada variasi nylon 0,75%

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 50 100 150 200 250 300

Len

duta

n (m

m)

Beban (kg)

Grafik Hubungan Beban dan LendutanSerat Nylon 0%

Benda Uji 1

Benda Uji 2

Benda Uji 3

0

0,5

1

1,5

2

0 50 100 150 200 250 300

Len

duta

n (m

m)

Beban (kg)

Grafik Hubungan Beban dan LendutanSerat Nylon 0,3%

Benda Uji 1

Benda Uji 2

Benda Uji 3

0

0,5

1

1,5

2

0 50 100 150 200 250 300

Len

duta

n (m

m)

Beban (kg)

Grafik Hubungan Beban dan LendutanSerat Nylon 0,75%

Benda Uji 1

Benda Uji 2

Benda Uji 3


commit to user



0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 50

Len

duta

n (m

m)

Grafik hubungan beban dan lendutan

Hubungan beban dan lendutan pada variasi nylon 1%

Hubungan beban dengan lendutan setiap kenaikan 50Kg

100 150 200 250

Beban (kg)

Grafik hubungan beban dan lendutansetiap kenaikan 50kg

Benda Uji 0%

Benda Uji 0,3%

Benda Uji 0,75%

Benda Uji 1%

beban dan lendutan pada variasi nylon 1%

beban dengan lendutan setiap kenaikan 50Kg

Benda Uji 0%

Benda Uji 0,3%

Benda Uji 0,75%

Benda Uji 1%


commit to user

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan kuat lentur beton kertas dengan variasi penambahan nylon

BENDA UJI KODE

P L b h h³ q RA M I Y σf σf (N) (mm) (mm) (mm) (mm³) (N/mm) (N) (Nmm) (mm⁴) (mm) (N/mm²) (N/mm²)

0% 1* 2850 450 150 150 3375000 0,19125 1468,0313 218591,016 42187500 75 0,388606

0,25194 2 2000 450 150 150 3375000 0,19125 1043,0313 154841,016 42187500 75 0,275273 3 1650 450 150 150 3375000 0,19125 868,03125 128591,016 42187500 75 0,228606

0,3% 1 2250 450 150 150 3375000 0,19125 1168,0313 173591,016 42187500 75 0,308606

0,2775 2 1900 450 150 150 3375000 0,19125 993,03125 147341,016 42187500 75 0,26194 3 1900 450 150 150 3375000 0,19125 993,03125 147341,016 42187500 75 0,26194

0,75% 1 1850 450 150 150 3375000 0,19125 968,03125 143591,016 42187500 75 0,255273

0,26194 2 2150 450 150 150 3375000 0,19125 1118,0313 166091,016 42187500 75 0,295273 3 1700 450 150 150 3375000 0,19125 893,03125 132341,016 42187500 75 0,235273

1% 1 1950 450 150 150 3375000 0,19125 1018,0313 151091,016 42187500 75 0,268606

0,26861 2 2000 450 150 150 3375000 0,19125 1043,0313 154841,016 42187500 75 0,275273 3 1900 450 150 150 3375000 0,19125 993,03125 147341,016 42187500 75 0,26194

Keterangan:

* : Tidak dipakai (kesalahan dalam membuat benda uji)

0%, 0,3%; 0,75%;1% : Variasi penambahan nylon

1,2,3 : Kode masing-masing begisti


commit to user

Dari Tabel 4.6 dapat diperoleh diagram batang yang menunjukkan hubungan

antara kuat lentur beton kertas dengan variasi benda uji.

Gambar 4.8 Hubungan

4.3 Pembahasan

Beton kertas pada saat setelah pengecoran menunjukkan proses pengeringan yang

jauh lebih lama dibandingkan mortar normal atau beton normal. Beton kertas pada

umur 7 hari terlihat masih dalam kondisi basah. Salah satu penyebab dari proses

pengeringan yang lama ini adalah si

terlihat jelas saat proses pengecoran terlihat bahwa adonan beton kertas menjadi

sulit tercampur karena sebagian besar air diserap oleh kertas.

Dari hasil pengamatan

menunjukkan nilai yang semakin kecil pada penambahan nylon yang semakin

besar, dengan nilai berturut

9,56 kg, benda uji 0,75% = 9,48 kg, benda uji 1% = 9,45 kg. Hal ini karena sifat

0,25194

0,235

0,24

0,245

0,25

0,255

0,26

0,265

0,27

0,275

0,28

Benda Uji 0 %

Kua

t Len

tur (

Mpa

)

KUAT LENTUR


antara kuat lentur beton kertas dengan variasi benda uji.

Hubungan kuat lentur beton kertas pada variasi benda uji

saat setelah pengecoran menunjukkan proses pengeringan yang



pengeringan yang lama ini adalah sifat kertas yang mudah menyerap air, hal ini


sulit tercampur karena sebagian besar air diserap oleh kertas.

Dari hasil pengamatan didapatkan bahwa berat rata-rata beton kerta


besar, dengan nilai berturut-turut yaitu benda uji 0% = 9,75 kg, benda uji 0,3% =


0,2775

0,261940,26861

Benda Uji 0,3 % Benda Uji 0,75 % Benda Uji 1 %

Variasi Benda Uji

KUAT LENTUR PADA VARIASI BENDA UJI


kuat lentur beton kertas pada variasi benda uji

saat setelah pengecoran menunjukkan proses pengeringan yang



fat kertas yang mudah menyerap air, hal ini


rata beton kertas


turut yaitu benda uji 0% = 9,75 kg, benda uji 0,3% =


0,26861

Benda Uji 1 %


commit to user

nylon yang menyerap air sehingga dengan penambahan nylon yang semakin besar

akan membantu mempercepat pengeringan sehingga berat rata-rata juga semakin

berkurang. Dan faktor lain yang mempengaruhi nilai tersebut diantaranya nilai

ketelitian yang sangat kecil sehingga kesalahan peneliti berpeluang besar.

Hasil pengujian kuat lentur pada variasi penambahan nylon memperlihatkan

benda uji dengan kuat lentur terbesar adalah benda uji dengan penambahan nylon

0,3 % dengan 0,2775 N/mm² dan berturut-turut penambahan nylon 0% = 0,25194

N/mm², penambahan nylon 0,75% = 0,26194 N/mm², penambahan nylon 1%=

0,26861 N/mm². Dari pengamatan Tabel 4.6 dan Gambar 4.8 terlihat bahwa

dengan penambahan nylon yang terlalu besar justru akan mengurangi kuat lentur

beton kertas itu sendiri. Namun tanpa penambahan nylon juga belum

mendapatkan kuat lentur yang optimum.

Dari uraian diatas dapat dilihat bahwa nilai maksimum kuat lentur yang terjadi

pada benda uji yaitu pada penambahan nylon 0,3% dengan nilai 0,2775 N/mm².

Beton kertas berserat nylon sebagai bahan bangunan non struktural yang nantinya

dipakai sebagai langit-langit dan atau dinding partisi mempunyai kuat lentur yang

masih jauh dibandingkan dengan bahan non struktural lain seperti beton dengan

bahan tambah sekam padi, yang mempunyai kuat lentur 4-5 N/mm2 (Pusat

Penelitian dan Pengembangan Pemukiman, 1999). Penyebab kecilnya nilai kuat

lentur beton kertas dibandingkan dengan beton berbahan tambah sekam padi

karena kertas pada campuran beton hanya berfungsi sebagai pengisi saja tanpa

mempunyai daya dukung yang baik terhadap gaya lentur. Penyebab lain adalah

sifat material kertas yang mudah menyerap air, sehingga air yang diperlukan

untuk proses hidrasi semen lebih banyak diserap oleh kertas, sehingga proses

hidrasi semen tidak sempurna. Kemungkinan lain adalah ketika proses hidrasi

semen berakhir, kertas akan cenderung mennyuplai air sehingga campuran beton

kertas mengalami kelebihan air dan proses pengeringan beton pun berjalan

lambat.


commit to user

Namun tidak dipungkiri bahwa dengan penambahan nylon memberikan dampak

yang signifikan terhadap nilai kuat lentur beton kertas, penambahan nylon

memberikan penambahan kuat lentur 8-10% dibandingkan dengan benda uji

tanpa menggunakan penambahan nylon (0%). Akan tetapi dengan menggunakan

penambahan nylon yang berlebihan juga akan berdampak kurang baik terhadap

sifat lentur beton kertas. Hal itu terbukti dengan penambahan nylon 0,75% dan 1

% justru memberikan nilai kuat lentur yang lebih kecil dibandingkan dengan

penambahan nylon 0,3%.

Pengamatan dari proses pengujian kuat lentur menunjukkan bahwa karakteristik

keruntuhan beton kertas berbeda dibandingkan dengan mortar normal atau beton

normal. Pada saat beton kertas mencapai beban maksimum ternyata beton tidak

mengalami keruntuhan secara tiba-tiba tetapi mengalami pemadatan terlebih

dahulu kemudian mengalami sedikit keretakan. Pola keruntuhan yang dapat

diamati setelah hasil pengujian menunjukkan bahwa beton kertas dengan variasi

penambahan nylon yang semakin besar menunjukan proses pemadatan yang lebih

lama dan menunjukkan retak yang lebih jelas kemudian setelah memadat baru

terjadi keruntuhan total dimana beton kertas tidak dapat menerima beban lagi.


commit to user

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah diuraikan pada bab 4, maka dapat

ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Hasil pengujian kuat lentur benda uji variasi penambahan nylon terhadap

volume benda uji memperlihatkan nilai kuat lentur benda uji dengan

penambahan nylon 0% = 0,25194 N/mm², penambahan nylon 0,3% = 0,2775

N/mm², penambahan nylon 0,75% = 0,26194 N/mm², dan penambahan nylon

1% = 0,26861 N/mm², sehingga nilai kuat lentur maksimal didapat pada benda

uji dengan penambahan nylon 0,3% terhadap volume benda uji sebesar 0,2775

N/mm².

2. Penambahan nylon terbukti memberikan dampak yang signifikan pada nilai

kuat lentur yaitu 8-10% dibandingkan dengan benda uji tanpa bahan tambah

nylon ( 0%).

5.2. Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka perlu adanya tindak

lanjut berkaitan dengan kuat lentur beton kertas ini. Adapun saran-saran yang

dapat diberikan untuk selanjutnya adalah :

1. Penelitian lebih lanjut mengenai kuat lentur beton kertas dengan memberikan

lebih banyak variasi penambahan nylon.

2. Perlu diadakan penelitian terhadap penambahan zat aditif lain yang sesuai

dengan karakteristik beton kertas yang mampu mengurangi penyerapan air oleh

bahan kertas, agar dihasilkan nilai kuat lentur yang optimum.

kajian kuat lentur beton kertas (papercrete dengan bahan...

Documents