tugas akhir studi karakteristik beton serat …

TUGAS AKHIR

STUDI KARAKTERISTIK BETON SERAT KAWAT BENDRAT

DISUSUN OLEH :

IKHSAN DWIPAYANA NUGRAHA

D 111 13 535

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2018

Scanned by CamScanner

STUDI KARAKTERISTIK BETON SERAT KAWAT BENDRAT

ABSTRAK

Beton adalah material konstruksi yang paling banyak digunakan pada dunia

industri konstruksi, Karena mempunyai kuat tekan tinggi dan mudah dibentuk.

Sebaliknya, beton lemah terhadap kuat tarik, mudah retak, serta bersifat getas.

Sementara dengan penambahan serat yang disebarkan secara acak pada beton dapat

mingkatkan kekuatan dan mempunyai daya tahan yang lebih tinggi terhadap retak

dan tumbukan. Penelitian ini menggunakan kawat bendrat berdiameter 0.8mm yang

dipotong dengan panjang 36mm, 48mm, dan 60mm dengan penambahan serat

0,75% dari volume beton. Menggunakan sampel silinder berukuran 10cm x 20 cm

untuk pengujian kuat tekan, modulus elastisitas, kuat Tarik belah dan balok

berukuran 10cm x 10cm x 40cm untuk pengujian kuat lentur, dengan jumlah

masing-masing sampel sebanyak 3 buah. Dari hasil pengujian telah dibandingkan

bahwa kuat tekan pada serat 48mm mengalami peningkatang tertinggi sebesar

25.12% dari beton normal. Peningkatan kekuatan juga terjadi pada pengjian tarik

belah pada variasi serat 60mm dengan peningkatan sebesar 32,71% dibandingkan

dari beton normal. Begitu pula pada pengujian kuat lentur, peningkatan kekuatan

terbesar terjadi pada variasi serat 60mm dengan peningkatan sebesar 41,82% yang

dibandingkan dari beton normal. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan serat

kawat bendrat pada campuran beton dapat meningkatkan kekuatan pada beton.

Kata kunci : Karakteristik beton, Beton serat, kawat bendrat

Prof. Dr-Ing. Herman Parung, M.Eng.

Pembimbing I

Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin

Jl. Poros Malino Km. 6

Bontomarannu

Gowa 92172, Sulawesi Selatan

Ikhsan Dwipayana Nugraha

D111 13 535

Mahasiswa S1 Jurusan Sipil



Bontomarannu, Gowa 92172, Sulawesi Selatan

Email: [email protected]

Dr. Eng. A. Arwin Amiruddin, ST. MT.

Pembimbing II



Bontomarannu


mailto:[email protected]

CHARACTERISTICS STUDY OF BENDRAT WIRE FIBER CONCRETE

ABSTRACT

Concrete is the most widely used construction material in the construction

industry because it has high compressive strength and easily formed. Conversely,

the concrete is weak against tensile strength, easy to crack and brittle. Although the

addition of randomly distributed fibers to the concrete may increase strength and

have higher resistance to cracks and collisions. This study uses bendrat wire with a

diameter of 0.8mm which is cut into lengths of 36mm, 48mm, and 60mm with the

addition of fibers 0.75% of the volume of concrete.. Using a 10 cm x 20 cm

cylindrical specimen to test the compressive strength, modulus of elasticity, fracture

width and beam width 10 cm x 10 cm x 40 cm for the flexural strength testing , the

number of each sample up to 3 pieces. Based on the test results, it was compared

that the compressive strength of the 48 mm fiber had the greatest increase, 25.12%

of normal concrete. Increased strength was also observed in tensile strength tests in

fiber variations of 60 mm, with an increase of 32.71% over normal concrete.

Similarly, in the flexural strength test, the greatest increase in strength was observed

in the 60 mm fiber variation with an increase of 41.82% over normal concrete. This

shows that adding bendrat fiber to the concrete mix can increase the strength of the

concrete.

Key word : Characteristics of concrete, fiber concrete, bendrat wire

Prof. Dr-Ing. Herman Parung, M.Eng.

Supervisor I

Engineering Faculty of Hasanuddin University


Bontomarannu


Ikhsan Dwipayana Nugraha

D111 13 535

Bachelor Student of Civil Engineering

Engineering Faculty Hasanuddin University


Bontomarannu, Gowa 92172, Sulawesi Selatan

Email: ikhsan.dwipayana@@gmail.com

Dr. Eng. A. Arwin Amiruddin, ST. MT.

Supervisor II

Engineering Faculty of Hasanuddin University


Bontomarannu


v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas

segala berkah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir

yang berjudul “Studi Karakteristik Beton Serat Kawat Bendrat”, sebagai salah

satu syarat yang diajukan untuk menyelesaikan studi pada Fakultas Teknik Jurusan

Sipil Universitas Hasanuddin. Tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil penelitian

di Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas

Hasanuddin.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa selesainya tugas akhir ini berkat

bantuan dari berbagai pihak, utamanya dosen pembimbing:

Pembimbing I : Prof. Dr-Ing. Herman Parung, M.Eng.

Pembimbing II : Dr. Eng. A. Arwin Amiruddin, ST. MT.

Dengan segala kerendahan hati, penulis juga ingin menyampaikan terima

kasih serta penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:

1. Kedua orang tua tercinta, Ayahanda Hasri umar dan Ibunda SR Pramanawati

atas kasih sayang, pengorbanan dan doanya.

2. Bapak Dr. Ir. Muh. Arsyad Thaha, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Hasanuddin.

3. Bapak Prof. Dr. Eng. Muh. Wihardi Tjaronge, S.T., M.Eng., selaku ketua

Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.

4. Bapak Prof. Dr-Ing. Herman Parung, M.Eng. dan Bapak Dr. Eng. A. Arwin

Amiruddin, ST.MT., selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan

waktu dan tenaga untuk bimbingan dan pengarahan dalam penelitian ini.

5. Bapak Prof. Dr. Eng. Rudy Djamaluddin, ST., M.Eng. selaku kepala

Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas

Hasanuddin.

6. Ibu Dr. Eng. Rita Irmawaty, ST., MT. dan Prof. Dr. Muh. Wihardi Tjaronge,

ST.,M.Eng. selaku dosen KKD Struktur yang telah banyak memberikan

masukan dan bantuan selama proses penelitian.

7. Kak Dr. Eng. Fakhruddin, ST, M.Eng dan kak Dr.Eng. Akbar Tjaronge,

ST.MT. yang telah meluangkan waktunya untuk membantu proses penelitian.

vi

8. Bapak Carter Kandou Selaku Mahasiswa S3 yang telah membimbing dan

mengarahan selama pelaksanaan penelitian di laboratorium.

9. Kak Nanda, Kak Sri selaku mahasiswa S2 dan Arif Suyuti selaku rekan kerja

S1 yang selalu membantu selama berlangsunya penelitian di laboratorium

hingga selesai.

10. Ibnu, Satya, Arif, Ariandi, Syahrun, Akram, Rakhmat, Imran, Ismail dan teman

ngopi malam lainnya yang senantiasa memberikan dukungan dan semangat

dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

11. Andi Aisyah selaku teman terdekat yang senantiansa memberikan semangat

dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

12. Seluruh dosen, staf dan karyawan Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas

Hasanuddin.

13. Rekan-rekan KKD Struktur terkhusus kepada yanni yang senantiasa memberi

masukan, semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

14. Rekan–rekan mahasiswa angkatan 2013, 2014, 2015, 2016 Jurusan Sipil

Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin yang tidak dapat disebutkan satu

persatu yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.

15. Rekan-rekan Asisten Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan Sipil Fakultas

Teknik Universitas Hasanuddin yang selalu membantu dan dukungan dalam

penyelesaian tugas akhir ini.

Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa tulisan ini masih

banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kepada para pembaca,

kiranya dapat memberikan sumbangan pemikiran demi kesempurnaan dan

pembaharuan tugas akhir ini.

Akhir kata, semoga Tuhan Yang Maha Esa melimpahkan Rahmat-Nya kepada

kita, dan Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi pihak-pihak yang

berkepentingan.

Makassar, 2018

Penulis

vii

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... ii

ABSTRAK ...................................................................................................... iii

KATA PENGANTAR .................................................................................... v

DAFTAR ISI ................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL........................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 1

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

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

1.3. Tujuan Penelitian ...................................................................... 2

1.4. Ruang Lingkup / Batasan Masalah ........................................... 2

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

1.6. Sistematika Penulisan ............................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 5

2.1. Penelitian Sebelumnya ............................................................. 5

2.2. Beton ......................................................................................... 5

2.3. Material Penyusun Beton ......................................................... 6

2.3.1. Semen Portland Komposit ............................................. 6

2.3.2. Agregat ........................................................................... 7

2.3.2.1. Agregat Kasar ..................................................... 7

2.3.2.2. Agregat Halus ..................................................... 8

2.3.3. Air .................................................................................. 10

2.4. Beton Serat ............................................................................... 10

2.4.1. Fungsi Penambahan Serat .............................................. 13

2.4.2. Kelebihan dan Kekurangan ............................................ 13

2.5. Sifat Mekanik Beton ................................................................. 14

2.5.1. Kuat Tekan ..................................................................... 14

2.5.2. . Modulus Elastisitas ....................................................... 16

2.5.3. Kuat Tarik Belah ............................................................ 17

viii

2.5.4. Kuat Lentur .................................................................... 18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 20

3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian .................................................... 20

3.2. Diagram Alir Penelitian ............................................................ 20

3.3. Desain Benda Uji ...................................................................... 21

3.4. Alat dan Bahan Penelitian ........................................................ 21

3.4.1. Alat Penelitian ................................................................ 21

3.4.2. Bahan Penelitian ............................................................ 22

3.5. Prosedur Penelitian ................................................................... 22

3.5.1. Pengujian Karakteristik Agregat .................................... 22

3.5.2. Penyiapan Serat .............................................................. 23

3.5.3. Perancangan Campuran Beton ....................................... 23

3.5.4. Pembuatan Benda Uji..................................................... 23

3.5.5. Metode Perawatan Benda Uji ........................................ 25

3.6. Pengujian Beton ........................................................................ 26

3.6.1. Pengujian Kuat Tekan ..................................................... 26

3.6.2. Pengujian Modulus Elastisitas ........................................ 27

3.6.3. Pengujian Kuat Tarik Belah ............................................ 28

3.6.4. Pengujian Kuat Lentur .................................................... 28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 32

4.1. Karakteristik Agregat ............................................................... 32

4.2. Komposisi Mix Design ............................................................. 33

4.3. Hasil Pengujian Karakteristik Agregat ..................................... 33

4.3.1. Kuat Tekan ...................................................................... 33

4.3.2. Modulus Elastisitas ......................................................... 37

4.3.3. Kuat Tarik Belah ............................................................. 40

4.3.4. Kuat Lentur ..................................................................... 43

BAB V PENUTUP ...................................................................................... 50

5.1 Kesimpulan ........................................................................... 48

5.2 Saran ...................................................................................... 49

DAFTAR PUSTAKA

ix

LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Syarat Gradasi Agregat Halus ....................................................... 11

Tabel 3.1. Jumlah Benda Uji .......................................................................... 22

Tabel 3.2. Metode Pengujian Karakteristik Agregat ...................................... 23

Tabel 4.1. Hasil Pemeriksaan Agregat Beton Normal ................................... 33

Tabel 4.2. Komposisi Mix Design Beton ....................................................... 34

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ............................................... 34

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Beton .................................. 38

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ...................................... 41

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton .................................... 45

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Hubungan antara Tegangan dan Regangan Tekan Beton ........ 16

Gambar 2.2. Hubungan antara Tegangan dan Regangan Tarik Beton.......... 18

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ........................................................... 21

Gambar 3.2. Penyiapan Serat ........................................................................ 23

Gambar 3.3. Proses Perawatan (curing) Benda Uji ...................................... 25

Gambar 3.4. Pengujian Kuat Tekan .............................................................. 27

Gambar 3.5. Pengujian Modulus Elastisitas ................................................. 28

Gambar 3.6. Pengujian Kuat Tarik Belah ..................................................... 30

Gambar 3.7. Pengujian Kuat Lentur ............................................................. 31

Gambar 3.8. Patah pada pusat 1/3 bentang (L) ............................................. 31

Gambar 3.9. Patah di luar 1/3 bentang (L) .................................................... 31

Gambar 4.1. Kuat Tekan Beton .................................................................... 36

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Tegangan dan Regangan ............................. 37

Gambar 4.3. Pengujian Kuat Tekan Beton ................................................... 37

Gambar 4.4. Grafik Hubungan Modulus Elastisitas dan Panjang Serat ....... 43

Gambar 4.5. Pengujian Modulus Elastisitas Beton ....................................... 39

Gambar 4.6. Kuat Tarik Belah Eksperimental dan Teoritis .......................... 42

Gambar 4.7. Grafik Hubungan Beban dan Displacement Kuat Tarik Beton 43

Gambar 4.8. Pengujian kuat tarik belah ........................................................ 44

Gambar 4.9. Modulus Keruntuhan Eksperimental dan Teoritis ................... 46

Gambar 4.10. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan Kuat Lentur Balok..... 47

Gambar 4.11. Pengujian Kuat Lentur Balok Beton ........................................ 48

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Beton merupakan bahan konstruksi yang paling sering digunakan dalam

struktur bangunan. Kelebihan beton antara lain material dasar yang mudah

diperoleh, dapat dibentuk sesuai dengan yang dikehendaki, dan mampu menerima

kuat tekan dengan baik dan mudah perawatannya. Beton dipilih karena kemudahan

dalam pengerjaannya dan sekarang teknologi material sudah berkembang pesat.

Ide-ide untuk menemukan, menggabungkan, dan merekayasa suatu material telah

banyak dilakukan dan diujikan dalam penelitian.

Dibanyak negara termasuk Indonesia, telah banyak percobaan serta pengujian

untuk melakukan pendekatan dan penelitian yang berhubungan dengan ekonomi

penulangan beton. Diantaranya adalah percobaan penulangan dengan ferro cement

dimana digunakan bahan kayu, bambu atau bahan lainnya. Di negara-negara maju

seperti Amerika dan Inggris, para peneliti telah berusaha memperbaiki sifat-sifat

kurang baik dari beton dengan cara menambahkan serat atau fiber pada adukan

beton.

Berbagai eksperimen telah menunjukan bahwa penambahan serat seperti ini

pada jumlah yang memadai (normalnya sampai sekitar 1-2 % volume) ke dalam

beton konvensional dapat meningkatkan karakteristik beton secara signifikan.

Kekuatan beton bertulang-serat tidak berbeda jauh dari beton bertulang tidak

memakai serat. Meskipun demikian, beton yang dihasilkan dengan penambahan

serat ini mengalami peningkatan kekerasan yang substansial dan mempunyai daya

tahan yang lebih tinggi terhadap retak dan tumbukan.

Jack C. McCormac (2004) juga mengatakan perlu dicatat bahwa suatu tulangan

hanya menyediakan penguatan pada arah tulangan saja, sementara serat yang

disebarkan secara acak menyediakan kekuatan tambahan pada semua arah.

Beberapa jenis bahan fiber yang dapat dipakai untuk memperbaiki sifat beton

adalah baja (steel), plastik (polypropylene), polymers, asbes dan carbon. Di

Indonesia, konsep pemakaian serat baja (steel fiber) pada adukan beton untuk

struktur bangunan teknik sipil belum banyak dikenal dan belum dipakai dalam

2

praktek. Salah satu sebabnya adalah tidak tersedianya serat baja (steel fiber) di

Indonesia dan harganya yang mahal.

Suhendro (1991), telah menemukan bahan lokal yang mudah didapat di

Indonesia juga harganya lebih murah dibandingkan dengan fiber baja berupa

potongan kawat bendrat diameter 1mm, panjang 60mm (aspek rasio l/d = 60).

Hasilnya menunjukan peningkatan kualitas beton yaitu beton menjadi sangat liat

atau daktail (ductile), kuat desak, kuat tarik dan ketahanan terhadap kejut juga

meningkat.

Melihat kawat bendrat merupakan material terpilih karena disamping

mempunyai faktor – faktor prinsip penguat beton, kawat bendrat juga merupakan

bahan yang mudah diperoleh. Dari pertimbangan-pertimbangan itulah penulis

bermakhsud melakukan penelitian tugas akhir dengan judul : Studi Karakteristik

Beton Serat Kawat Bendrat

1.2. Rumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh serat kawat bendrat yang ditambahkan kedalam beton

normal terhadap sifat mekanik beton.

2. Bagaimana pengaruh variasi panjang serat kawat bendrat yang ditambahkan

kedalam beton normal terhadap sifat mekanik.

1.3. Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka diperlukan adanya tujuan

penelitian untuk menjawab rumusan masalah yang terjadi. Tujuan penelitian dapat

dirumuskan sebagai berikut :

1. Untuk menganalisis pengaruh penambahan serat kawat bendrat terhadap kuat

tekan, kuat tarik belah, kuat lentur, dan modulus elastisitas beton.

2. Untuk menganalisis pengaruh variasi panjang serat kawat bendrat terhadap

kuat tekan, kuat tarik belah, kuat lentur, dan modulus elastisitas beton.

1.4. Ruang Lingkup / Batasan Masalah

Untuk mencapai tujuan di atas, maka penelitian yang dilakukan adalah uji

eksperimental silinder dan balok beton untuk mengetahui efek pembebanan

3

terhadap kuat tekan, kuat tarik belah, kuat lentur, dan modulus elastisitas beton

maka batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Material yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari agregat alam yaitu

agregat kasar dan agregat halus yang berasal dari daerah Bili-bili, Gowa.

2. Serat yang digunakan adalah serat kawat bendrat roll 20 kg (black annealed

iron wire) B.W.G 21# berdiameter 0.8mm dengan penambahan serat 0.75%

dari volume sampel yang akan dibuat dengan variasi panjang serat 36mm,

48mm, 60mm.

3. Semen yang digunakan adalah Portland Composit Cement.

4. Analisa kekuatan tekan dan Tarik belah pada beton menggunakan pengujian

kuat tekan dan kuat Tarik belah pada silinder berdimensi 100 x 200mm

sebanyak 24 buah sampel, sedangkan untuk kekuatan lentur beton

menggunakan pengujian kuat lentur pada balok berdimensi 100 x 100 x

400mm sebanyak 12 buah sampel, untuk tiap variasi menggunakan sampel

sebanyak 3 buah.

5. Perhitungan kuat tekan, kuat tarik belah, kuat lentur, dan modulus elastisitas

diperoleh dari pengujian eksperimental.

6. Rencana campuran beton menggunakan metode Development of Enviroment

(DOE) dengan kuat tekan rencana 25 MPa.

7. Penelitian ini dilakukan dengan percobaan di laboratorium dan tidak

dilakukan uji lapangan.

8. Pengujian kuat tekan, kuat tarik belah dan kuat lentur beton menggunakan

Universal Testing Machine kapasitas 1000 kN.

9. Pengujian kuat tekan, Tarik belah, dan kuat lentur dilakukan pada beton yang

berumur 28 hari.

1.5. Manfaat Penulisan

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Menjadi referensi untuk mengetahui perilaku beton normal yang diberi

penambahan serat kawat bendrat.

2. Sebagai referensi untuk penelitian lanjutan mengenai penambahan serat

kawat bendrat terhadap beton normal.

4

1.6. Sistematika Penulisan

Secara umum tulisan ini dibagi menjadi lima bab yakni Pendahuluan,

Tinjauan Pustaka, Metode Penelitian dan Pelaksanaan, Hasil dan Pembahasan, dan

diakhir dengan Penutup.

Berikut ini rincian secara umum mengenai isi masing – masing bab tersebut:

BAB I – PENDAHULUAN

Bab ini berisikan tentang latar belakang dilakukannya penelitian, rumusan masalah,

tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, serta sistematika penulisan

skripsi.

BAB II – TINJAUAN PUSTAKA

Pada bagian ini akan diuraikan tentang kerangka konseptual yang memuat ulasan

penelitian sebelumnya mengenai penambahan serat kawat bendrat terhadap sifat

mekanik beton. Teori dasar, kriteria dan konsep desain beton serat kawat bendrat

BAB III – METODE PENELITIAN DAN PELAKSANAAN

Bab ini akan berisi tentang metode penelitian yang dilakukan penulis dalam

melakukan penelitian dari mulai awal persiapan hingga mencapai hasil.

BAB IV – HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dijelaskan dari hasil penelitian yang dilakukan serta akan

membahas hasil yang diperoleh dari penelitian.

BAB V - PENUTUP

Pada bab ini akan dipaparkan beberapa simpulan yang didapat dari hasil dan

pembahasan juga akan diberikan beberapa saran penulis kepada pembaca.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Penelitian Sebelumnya

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ahmad Hafiz (2015) pada studi

pengaruh pemberian jumlah dan rasio (L/D) serat bendrat terhadap sifat mekanik

beton didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Kuat tekan beton memperlihatkan bahwa penambahan serat pada campuran

beton mengakibatkan terjadinya penurunan kuat tekan. Bahwa rasio dan

jumlah persentase yang paling baik untuk menghasilkan kuat tekan adalah

pada rasio 37,5 dan jumlah serat sebanyak 3 % dengan nilai kuat tekan

sebesar 26,89 MPa.

2. Kuat tarik belah pada beton memperlihatkan bahwa jumlah serat dan panjang

serat mempengaruhi nilai kuat tarik beton. Penggunaan serat bendrat akan

meningkatkan kuat tarik pada pemakaian serat yang pendek dengan rasio

L/d=12,5 dimana kuat tarik terbesar diperoleh pada pemakaian 3% serat

bendrat dengan kuat tarik mencapai 2,41 MPa atau meningkat dua kali dari

beton tanpa serat.

3. Pola runtuh pada beton dengan penambahan serat bendrat pada pengujian

kuat tekan beton, kuat tarik belah beton dan kuat geser beton menunjukkan

bahwa serat bendrat mampu menahan benda uji beton tersebut untuk tidak

langsung hancur pada waktu pengujian.

2.2. Beton

Beton adalah campuran dari semen, pasir, air dan agregat serta suatu bahan

tambahan. Setelah beberapa jam dicampur, bahan-bahan tersebut akan langsung

mengeras sesuai bentuk pada waktu basahnya. Kekuatan beton ditentukan oleh kuat

tekan karakteristik pada usia 28 hari atau f’c. Nawy (1998), mendefinisikan beton

sebagai sekumpulan interaksi mekanis dan kimiawi dari material pembentuknya.

Berdasarkan pasal 3.12 SNI 2847-2013, beton merupakan campuran antara

semen portland atau semen hidraulik yang lain, agregar halus, agregat kasar, dan

air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk masa padat. Struktur beton

6

mempunyai banyak keunggulan dibanding materi struktur yang lain. Secara lebih

rinci, keunggulan beton adalah :

a. Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi.

b. Biaya pemeliharaan yang kecil.

c. Tahan terhadap temperatur yang tinggi.

d. Mampu memikul beban yang berat.

Disamping keunggulan diatas, beton juga sebagai struktur mempunyai

beberapa kelemahan yang perlu dipertimbangkan :

a. Bentuk yang telah dibuat, sulit di ubah.

b. Berat sendiri beton yang besar, sekitar 2400 kg/m3 (kubik).

c. Beton mempunyai kekuatan tarik yang rendah, sehingga mudah retak.

d. Kualitasnya sangat tergantung dengan cara pelaksanaan di lapangan.

Beton yang baik maupun yang buruk dapat terbentuk dari rumus dan

campuran yang sama.

e. Struktur beton sulit untuk dipindahkan. Pemakaian kembali atau didaur

ulang sulit dan tidak ekonomis. Dalam hal ini struktur baja lebih unggul,

misalnya tinggal melepas sambungannya saja.

2.3. Material Penyusun Beton

Beton didapat dengan mencampurkan semen, agregat halus, agregat kasar,

air, dan kadang-kadang campuran lain.

2.3.1 Semen Portland Komposit/ Portland Composite Cement (PCC)

PCC (Portland Composite Cement) semen portland merupakan semen

hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium

silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium

sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan

utamanya. Semen jenis PCC dapat digunakan pada konstruksi umum seperti

pekerjaan beton, pasangan bata, selokan, jalan, pagar dinding dan pembuatan

elemen bangunan khusus seperti beton pracetak, beton pratekan, panel beton,

bata beton (paving block) dan sebagainya.

7

2.3.2 Agregat

Agregat merupakan komponen beton yang baling berperan dalam

menentukan besarnya kekuatan beton. Pada beton biasanya terdapat sekitar 60%

sampai 80% volume agregat, maka sifat-sifat agregat ini mempunyai pengaruh

yang besar terhadap perilaku dari beton yang sudah mengeras. Sifat agregat

bukan hanya mempengaruhi sifat beton, akan tetapi juga mempengaruhi

ketahanan (durability, daya tahan terhadap kemunduran mutu akibat siklus dari

pembekuan-pencairan). Oleh karena agregat lebuh murah dari semen, maka

adalah logis untuk menggunakannya dengan presentase setinggi mungkin.

Umumnya, untuk kekuatan maksimum, ketahanan, dan ekonomi, agregat harus

dipak dan disemen sepadat mungkin. Dengan demikian, agregat biasanya diatur

tingkatannya dengan berdasarkan ukuran dan suatu campuran yang layak telah

menyatakan persentase dari agregat yang halus dan yang kasar.

Secara umum, agregat dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu

agregat kasar dan agregat halus. Persyaratan agregat kasar adalah agregat batuan

yang ukuran butirnya lebih besar dari 4,75 mm dan agregat halus adalah batuan

yang lebih kecil dari 4,75 mm. Untuk mendapatkan beton yang baik, diperlukan

agregat yang mempunyai kualitas agregat yang baik pula, agregat yang baik

dalam pembuatan beton harus memenuhi persyaratan, yaitu menurut SNI 2847

2013.

1. Agregat kasar

Menurut ASTM C33, syarat-syarat agregat Kasar adalah :

1. Kerikil atau batu pecah harus terdiri dari butir-butir yang keras dan tidak

berpori serta mempunyai sifat kekal. Agregat yang mengandung butir

pipih hanyya dapat dipakai apabila jumlah butir-butir pipih tersebut tidak

melebihi 20% dari berat agregat seluruhnya.

2. Agregat kasar yang akan dipergunakan untuk membuat beton yang akan

mengalami basah dan lembab terus menerus atau yang berhubungan

dengan tanah basah, tidak boleh mengandung bahan yang bersifat reaktif

terhadap alkali dalam semen.

3. Sifat kekal diuji dengan larutan jenuh Garam-Sulfat :

8

• Jika dipakai Natrium Sulfat, bagian yang hancur maks. 12% berat

agregat.

• Jika dipakai Magnesium Sulfat, bagian yang hancur maks. 12% berat

agregat.

4. Agregat kasar tidak boleh mengandung bahan-bahan yang dapat merusak

beton seperti bahan-bahan yang reaktif sekali dan harus dibuktikan dengan

percobaan warna dengan larutan NaOH.

5. Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% (terhadap

berat kering) dan apabila mengandung lebih dari 1%, agregat kasar

tersebut harus dicuci.

6. Kekerasan dari agregat kasar diperiksa dengan bejana penguji dari

Rudeloff dengan beban penguji 20 ton dan harus memenuhi syarat-syarat

sebagai berikut :

• Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5-19 mm lebih dari 24%

berat.

• Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 19-30 mm lebih dari 22%

berat.

7. Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam besarnya

dan apabila diayak dengan menggunakan ayakan standar ISO harus

memenuhi persyaratan.

8. Besar butir agregat kasar maksimum tidak boleh lebih daripada 1/5 jarak

terkecil antara bidang-bidang samping cetakan, 1/3 dari tebal pelat atau ¾

dari jarak bersih minimum antara batang-batang atau berkas tulangan.

2. Agregat Halus

Agregat halus merupakan pengisi yang berupa pasir. Ukurannya bervariasi

antara ukuran sarinagn nomor 4 dan nomor 100 saringan standar Amerika. Agregat

halus yang baik harus bebas dari bahan organic, lempung, partikel yang kecil dari

saringan nomor. Variasi ukuran dalam suatu campuran harus mempunyai gradasi

yang baik yang sesuai dengan standar analisis saringan ASTM (American Society

of testing and materials).

9

Menurut ASTM C33, syarat-syarat agregat halus adalah :

1. Kadar lumpur atau bagian butir lebih kecil dari 75 mikron (ayakan no.

200), dalam % berat, maksimum :

• Untuk beton yang mengalami abrasi : 3,0

• Untuk jenis beton lainnya : 5,0

2. Kadar gumpalan tanah liat dan partikel yang mudah direpihkan,

maksimum 3,0%.

3. Kandungan arang dan lignit :

• Bila tampak, kandungan beton dianggap penting kandungan maksimum

0,5%.

• Untuk beton jenis lainnya 1,0%.

4. Agregat halus bebas dari pengotoran zat organik yang merugikan beton.

Bila diuji dalam larutan Natrium Sulfat dan dibandingkan dengan warna

standar, tidak lebih tua dari warna standar. Jika warna lebih tua maka

agregat halus itu harus ditolak, kecuali apabila :

• Warna lebih tua timbul oleh adanya sedikit arang lignit atau yang

sejenisnya.

• Diuji dengan cara melakukan percobaan perbandingan kuat tekan

mortar memakai agregat tersebut terhadap kuat tekan mortar yang

memakai pasir standar silika, menunjukkan nilai kuat tekan mortar

tidak kurang dari 95% kuat tekan mortar memakai pasir standar. Uji

kuat tekan mortar harus dilakukan sesuai dengan cara ASTM C87.

5. Agregat halus yang akan dipergunakan untuk membuat beton yang akan

mengalami basah dan lembab terus menerus atau yang berhubungan

dengan tanah basah, tidak boleh mengandung bahan yang bersifat reaktif

terhadap alkali dalm semen, yang jumlahnya cukup untuk menimbulkan

pemuaian yang berlebihan di dalam mortar atau beton.

6. Sifat kekal diuji dengan larutan jenuh Garam-Sulfat :

• Jika dipakai Natrium Sulfat, bagian yang hancur maks. 10%.

• Jika dipakai Magnesium Sulfat, bagian yang hancur maks. 15%.

7. Susunan besar butir (gradasi). Agregat halus harus mempunyai besar butir

dalam batas-batas pada tabel 2.1.

10

Tabel 2.1 Syarat Gradasi Agregat Halus Menurut ASTM

Ukuran Lubang Ayakan (mm) Persentase Lolos Kumulatif (%)

9,5 100

4,75 95-100

2,36 80-100

1,18 50-85

0,60 25-60

0,30 10-30

0,15 2-10

Agregat halus tidak boleh mengandung bagian yang lolos lebih dari 45%

pada suatu ukuran ayakan dan tertahan pada ayakan berikutnya. Modulus

kehalusannya tidak kurang dari 2,3 dan tidak boleh lebih dari 3,1.

2.3.3 Air

Material yang paling penting dalam campuran beton adalah air. Air

merupakan bahan campuran beton yang sangat penting namun harganya paling

murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen sehingga terjadi reaksi

kimia yang menyebabkan pengikatan dan berlangsungnya proses pengerasan

pada beton, serta untuk menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar

mudah dikerjakan dan dipadatkan. Untuk bereaksi dengan semen, air hanya

diperlukan 25 % dari berat semen saja. Selain itu, air juga digunakan untuk

perawatan beton dengan cara pembasahan (curing) setelah dicor.

2.4. Beton Serat

Beton serat dideffinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran semen,

agregat, air dan sejumlah serat secara random. Serat yang ditambahakan dapat

berupa asbestos, kaca, plastic, baja atau serat tumbuh-tumbuhan seperti rami dan

ijuk. Konsep utama penambahan serat dalam campuran beton adalah untuk

memperbaiki sifat-sifat mekanis pada beton yang terutama untuk menambah kuat

Tarik beton dan mengingat bahwa kelemahan beton adalah sifat tariknya. Kuat

Tarik yang rendah berakibat beton tersebut mudah retak, yang pada akhirnya

11

mengurangi keawetan beton tersebut. Dengan adanya penambahan serat ternyata

beton menjadi lebih tahan terhadap retak. Perlu diperhatikan bahwa penambahan

serat pada beton tidak banyak menambah kuat tekan beton, namun hanya untuk

menambah daktilitas dari beton tersebut. jenis penambahan serat adalah sebagai

berikut.

1. Serat Baja

Beton memiliki kuat tekan yang tinggi namun memiliki kuat tarik yang kecil

dan bersifat getas. Kelemahan ini dapat dikurangi dengan menggunakan micro

reinforcement seperti beton serat. Salah satu jenis serat yang paling banyak

digunakan adalah serat baja. Penambahan serat baja hingga dosis tertentu pada

campuran beton telah terbukti dapat menaikkan nilai kuat tarik beton tersebut.

Penambahan serat baja yang terlalu banyak dapat menyebabkan kinerja serat

menjadi kurang maksimal dan dapat berakibat pada turunnya nilai kuat tarik

maupun kuat tekan beton serat. Penurunan nilai kuat tekan maupun kuat tarik ini

banyak dijumpai di berbagai penelitian Penambahan serat pada beton

mengakibatkan beban tarik yang timbul akan dilawan oleh gaya lekatan antara

beton dengan serat sehingga terjadi peralihan perlawanan tegangan tarik dari beton

ke serat. Beton serat akan mengalami kegagalan apabila kuat lekat terlampaui dan

terjadi proses cabut (pull out). Peningkatan kemampuan menahan beban tarik beton

serat berasal dari kumulatif gaya perlawanan ikatan beton serat tunggal terhadap

tegangan tarik. Penambahan serat pada beton akan menjadikan beton mengalami

peningkatan sifat struktural yang dipengaruhi oleh orienasi penyebaran serat (fiber

dispersion), lekatan pada alur retakan, panjang tertanam serat yang tidak teratur

(random). Adanya serat dalam beton membuat beton tidak mengalami patah

seketika. Adanya serat dalam campuran beton menyebabkan mekanisme

penyerapan energi dilakukan secara bertahap mulai dari saat retakan matrik (matrix

cracking), pelepasan ikatan pada permukaan serat/matrik (fiber/matrix debonding),

aksi serat yang mengikat sekeli-lingnya (fiber bridging), proses cabut (pull out),

dan keruntuhan serat (fiber failure). Mekanisme ini membuat beton serat masih

dapat menerima pembebanan meskipun sudah mengalami retak pertama yang

digambarkan dengan kurva beban-lendutan. Kurva beban-lendutan ini

menunjukkan jumlah energi yang dibutuhkan oleh beton untuk mencapai nilai

12

defleksi tertentu yang selanjutnya digunakan untuk menentukan kuat lentur

ekuivalen dan toughness index beton serat.

2. Serat Kawat Bendrat

Kawat bendrat adalah kawat yang selama ini banyak digunakan sebagai

pengikat antara tulangan besi memanjang dan tulangan geser (sengkang). Pada

penelitian (Ahmad Hafiz, 2015) dugunakan kawat bendrat karena kawat bendrat

mempunyai kuat Tarik sebesar 38,5 N/mm2, perpanjangan saat putus 5,5 % dan

berat jenis 6,68 dan bila dibandingkan dari segi harga kawat bendrat lebih murah

dari harga kawat baja dan kawat biasa sehingga kawat bendrat sangat potensial

digunakan dalam penambahan kepada beton. Konsep utama penambahan serat

dalam campuran beton adalah untuk memperbaiki sifat-sifat mekanis pada beton

yang terutama untuk menambah kuat Tarik beton dan mengingat bahwa kelemahan

beton adalah sifat tariknya. Kuat Tarik yang rendah berakibat beton tersebut mudah

retak dan hancur, yang pada akhirnya mengurangi keawetan beton tersebut. Dengan

adanya penambahan serat ternyata beton menjadi lebih tahan terhadap retak.

3. Serat Aluminium

Salah satu cara untuk meningkatkan ketahanan beton terhadap beban vertikal

atau beban horizontal adalah dengan menambahkan serat ke dalam adukan beton.

Serat dalam beton akan membantu menahan beban yang ada sesuai dengan modulus

elastisitasnya. Serat alumunium dapat meningkatkan kekuatan beton pada saat

terjadi keretakan. Pasta beton akan semakin kokoh/stabil dalam menahan beban

karena aksi serat (fiber bridging) yang saling mengikat di sekelilingnya. Serat akan

melakukan aksi pasak (dowel action) sehingga pasta yang sudah retak tetap

stabil/kokoh menahan beban yang ada.

4. Serat Tali Beneser

Penggunaan bahan serat dalam teknologi beton telah lama dikembangkan.

Penelitian menggunakan serat tali beneser (Polypropylene Strapping Brand) yang

diharapkan dapat meningkatkan kekuatan beton. penambahan serat ke dalam

campuran adukan beton adalah memberi tulangan pada beton yang disebarkan

secara merata dengan orientasi sebaran yang random (acak) dimaksudkan untuk

menambah kuat tarik beton, mengingat kuat tarik beton yang relatif rendah.

Penambahan serat pada beton mengakibatkan beban tarik yang timbul akan dilawan

13

oleh gaya lekatan antara beton dengan serat sehingga terjadi peralihan perlawanan

tegangan tarik dari beton ke serat. Beton serat akan mengalami kegagalan apabila

kuat lekat terlampaui dan terjadi proses cabut atau putusnya serat.

2.4.1. Fungsi Penambahan Serat

Penambahan serat kawat kedalam adukan beton adalah untuk untuk

mengatasi sifat-sifat kurang baik dari beton. Ide dasar penambahan serat adalah

memberikan tulangan serat pada beton yang disebar merata secara acak 8

(random)untuk mencegah retak-retak yang terjadi akibat pembebanan.

Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa dengan

menambahkan fiber kedalam adukan beton maka selain kemampuan untuk

menahan lentur ditingkatkan, sekaligus daktilitasnya (kemampuan menyerap

energi) secara dramatis juga meningkat (Suhendro,1990). Selain itu juga dengan

menambahkan serat fiber kedalam adukan beton maka akan mempertinggi kuat

tarik beton.

Dalam penelitian yang dilakukan oleh Swammy dkk, 1979 (dalam

Sudarmoko, 1990) menyimpulkan bahwa kehadiran serat (fiber) pada beton akan

menaikkan kekakuan dan mengurangi lendutan (defleksi) yang terjadi.

Penambahan serat (fiber)juga dapat meningkatkan keliatan beton, sehingga struktur

akan terhindar dari keruntuhan yang tiba-tiba akibat pembebanan yang berlebihan.

2.4.2. Kelebihan dan Kekurangan Penambahan Serat

Adapun kelebihan dan kekurangan penggunaan beton serat adalah

sebagai berikut:

Kelebihan Penggunaan Serat

1. Dapat meningkatkan kuat lentur beton.

2. Kemungkinan terjadi segregasi kecil.

3. Daktilitas (kemampuan menyerap energi) juga meningkat.

4. Tahan benturan.

5. Retak-retak yang terjadi dapat direduksi.

6. Beton menjadi lebih kaku.

7. Meningkatkan kuat tarik, kuat tekan dan kuat desak beton.

14

Kekurangan Penggunaan Serat

1. Biaya menjadi lebih mahal karena adanya penambahan material

yang berupa serat.

2. Proses pengerjaan lebih sulit dari beton biasa.

2.5. Sifat Mekanik Beton

2.5.1. Kuat Tekan

Karena sifat utama dari beton adalah sangat kuat jika menerima beban tekan,

maka mutu beton pada umumnya hanya ditinjau terhadap kuat tekan beton tersebut.

Sifat yang lainnya, misalnya kuat tarik dan modulus elastisitas beton dapat

dikorelasikan terhadap kuat tekan beton. Menurut peraturan beton di Indonesia (

SNI 2847-2013 ), kuat tekan beton diberi notasi dengan fc’ , yaitu kuat tekan silinder

beton yang disyaratkan pada waktu berumur 28 hari.

Mutu beton dibedakan atas 3 macam menurut kuat tekannya, yaitu:

1. Mutu beton dengan fc’ kurang dari 10 MPa, digunakan untuk beton non

struktur misalnya kolom praktis dan balok praktis.

2. Mutu beton dengan fc’ antara 10 MPa sampai 20 MPa, digunakan untuk

beton struktur misalnya kolom, balok, pelat, maupun pondasi.

3. Mutu beton dengan fc’ lebih dari 20 MPa, digunakan untuk struktur beton

yang direncanakan tahan gempa.

Untuk pengujian kuat tekan beton, benda uji berupa silinder beton (diameter

10 cm dengan tinggi 20 cm ataupun diameter 15 cm dengan tinggi 30 cm)

ditekan dengan beban P sampai runtuh. Karena ada beban tekan P, maka

terjadi tegangan tekan pada beton (f’c) sebesar beban (P) dibagi dengan luas

penampang beton (A), sehingga dirumuskan :

f’c = P / A (2.1)

Dimana :

f’c = tegangan tekan beton (MPa)

P = besar beban tekan (N)

A = luas penampang beton, mm2

15

Beban P tersebut juga mengakibatkan bentuk fisik silinder beton berubah

menjadi lebih pendek, sehingga timbul regangan tekan pada beton (εc’) sebesar

perpendekan beton (ΔL) dibagi dengan tinggi awal silinder beton (L0), ditulis

dengan rumus :

εc’ = ΔL / L0 (2.2)

Dimana :

εc’ = regangan tekan beton

ΔL = perpendekan beton (mm)

L0 = tinggi awal silinder beton (mm)

Hubungan antara tegangan dan regangan tekan beton digambarkan seperti

berikut :

Gambar 2.1 Hubungan antara Tegangan dan Regangan Tekan Beton

1. Pada saat beban tekan mencapai 0,3.fc’ ̴ 0,4.fc’, perilaku tegangan regangan

beton pada dasarnya masih linear. Retak – retak lekatan ( bond crack ) yang

sebelum pembebanan sudah terbentuk, akan tetap stabil dan tidak berubah

selama tegangan tekan yang bekerja masih dibawah 0,3.fc’ ( fc’ merupakan

kekuatan batas tekan beton ).

16

2. Pada saat beban tekan melebihi 0,3.fc’ ̴ 0,4.fc’, retak – retak lekatan mulai

terbentuk. Pada saat ini mulai terjadi deviasi pada hubungan tegangan –

regangan dari kondisi linear.

3. Pada saat beban tekan mencapai 0,75.fc’ ̴ 0,90.fc’, retak – retak lekatan

tersebut merambat ke mortar sehingga terbentuk pola retak yang kontinu.

Pada kondisi ini hubungan tegangan – regangan beton semakin menyimpang

dari kondisi linear.

Gambar 2.6 juga menunjukkan bahwa pada saat beton akan runtuh ( kuat

tekan beton telah mencapai puncak fc’), maka tegangan beton turun ( menjadi

0,85. fc’ ) sedangkan regangan tekan tetap naik sampai mencapai batas retak

(εcu’ sebesar 0,003 ). Kedua angka ini ( tegangan 0,85. fc’ dan regangan batas

εcu’ = 0,003 ) sangat penting bagi perencanaan struktur beton bertulang.

2.5.2. Modulus Elastisitas

Dari hubungan tegangan – regangan tekan beton pada Gambar 2.1, terlihat

sudut α yaitu sudut antara garis lurus kurva yang ditarik dari kondisi tegangan nol

sampai tegangan tekan sebesar 0,45.fc’ dan regangan εc’. Modulus elastisitas beton

( Ec ) merupakan tangens dari sudut α tersebut. Menurut pasal 10.5 SNI 03-2487-

2002, modulus elastisitas beton Ec dapat ditentukan berdasarkan rumus berikut.

Untuk beton normal, nilai Ec boleh diambil berikut :

Ec = 4700. √𝑓′𝑐 (2.3)

Dimana:

Ec = Modulus elastisitas beton (MPa)

f’c = Nilai kuat tekan beton (MPa)

secara eksperimental menurut ASTM C 469-02 rumus modulus elastisitas

dapat dihitung dangan rumus :

𝐸𝑐 =𝑆₂−𝑆₁

𝜀₂−0.00005 (2.4)

17

Dimana:


S₂ = 40 % tegangan max (Mpa)

S₁ = Tegangan pada regangan S₁ = 0.000050 (MPa)

ε₂ = Regangan Longitudinal pada saat tegangan S₂

2.5.3. Kuat Tarik Belah

Perilaku beton pada saat diberikan beban aksial tarik agak sedikit berbeda

dengan perilakunya pada saat diberikan beban tekan. Kuat tarik beton ( fct ) jauh

lebih kecil daripada kuat tekannya, yaitu fct ≈ 10%.fc’. Menurut SNI T-15-1991-03

pasal 3.2.5, hubungan antara kuat tarik langsung fct terhadap kuat tekan beton f’c

dinyatakan dengan rumus berikut :

fct = 0,70.√𝑓′𝑐 (2.5)

Dimana:

fct = Kuat tarik belah (kg/cm2)


Kuat tarik beton yang tepat sulit untuk diukur dan Kekuatan tarik belah beton

juga relative rendah. untuk beton normal berkisar antara 9% sampai 15% dari kuat

tekan. Pengujian tersebut menggunakan benda uji silinder beton, diletakkan pada

arah memanjang di atas alat penguji kemudian beban tekan diberikan merata arah

tegak dari atas pada seluruh panjang silinder. Apabila kuat tarik terlampaui, benda

uji terbelah menjadi dua bagian dari ujung ke ujung. Tegangan tarik yang timbul

sewaktu benda uji terbelah disebut sebagai split cylinder strength.

Berdasarkan SNI 2491-2014, nilai kuat tarik belah dapat dihitung dengan

rumus:

𝑓𝑐𝑡 = 2𝑃

𝜋𝐿𝐷 (2.6)

18

Dimana:


P = Beban pada waktu belah (kg)

L = Panjang benda uji silinder (cm)

D = Diameter benda uji silinder (cm)

2.4.3. Kuat Lentur

Beban –beban yang bekerja pada struktur, baik yang berupa beban ( berarah

vertikal ) maupun beban –beban lain, seperti beban angin ( arah horizontal ), atau

juga beban karena susut atau beban karena perunahan temperatur, menyebabkan

adanya lentur dan deformasi pada elemen struktur. Lentur pada balok merupakan

akibat dari adanya regangan yang timbul kaeran adanya beban luar.

Apabila bebannya bertambah, maka pada balok terjadi deformasi dan

regangan tambahan yang mengakibatkan timbulnya ( bertambahnya ) retak lentur

di sepanjang bentang balok. Bila bebannya semakin bertambah, pada akhirnya

dapat terjadi keruntuhan elemen struktur, yaitu pada saat beban luarnya mencapi

kapasitas elemen. taraf pembebanan demikian disebut keadaan limit dari

keruntuhan lentur.

Menurut ACI 318, hubungan antara kuat lentur langsung fr terhadap kuat

tekan beton fc’ dinyatakan dengan rumus berikut :

fr = 0,62.√𝑓𝑐′ (2.7)

Hubungan kuat lentur terhadap kuat tekan secara keseluruhan hanya berlaku

secara akurat untuk uji umur 28 hari. Untuk uji umur kurang 28 hari, nilai kuat

lentur menggunakan formula berdasarkan nilai hasil uji kuat tekan

Berdasarkan SNI 4431-2011, nilai kuat lentur dapat dihitung dengan rumus:

1. Benda uji patah di bagian tengah pada 1/3 jarak titik perletakan pada

bagian tarik dari beton, maka beton dihitung dengan rumus :

19

𝑓𝑟 = 𝑃.𝐿

𝑏.ℎ2 (2.8)

2. Benda uji patahdiluar pusat (diluar daerah1/3 jarak titik perletakan)

dibagian tarik beton, dan jarak antara titik pusat dan titik patah kurang

dari 5 % dari panjang titik perletakan maka kuat lentur beton dapat

dihitung dengan rumus :

𝑓𝑟 = 𝑃.𝑎

𝑏.ℎ2 (2.9)

Dimana :

fr : Kuat lentur benda uji (MPa)

P : Beban maksimum pada saat pengujian (N)

L : Jarak bentang antara dua garis perletakan (mm)

b : Lebar patah arah horizontal (mm)

h : lebar patah vertikal (mm)

a : jarak rata-rata antara tampang lintang patah dan tumpuan luar

terdekat diukur 4 tempat pada sisi tarik benda uji (mm)

20

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Bahan dan Struktur, Departemen

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. Lama penelitian

direncanakan selama 2 bulan.

3.2. Diagram Alir Penelitian

Untuk memudahkan penelitian yang akan dilakukan, maka perlu

direncanakan tahapan – tahapan yang akan menjadi pedoman dan arahan bagi

penelitian ini, tahapan – tahapan proses tersebut ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

Ya

Tidak Uji Karakteristik Material

Perencanaan Mix Design

Pembuatan Benda Uji

Perawatan Benda Uji

Pengadaan Material

Mulai

Kajian Pustaka

A

Pengujian Benda Uji

Kesimpulan dan Saran

Selesai

ƒ’c 25 MPa

Hasil dan Pembahasan

A

21

3.3. Desain Benda Uji

Benda uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah benda uji beton

berbentuk silinder dengan ukuran 100 x 200mm dan balok dengan ukuran 100 x

100 x 400mm. Total benda uji yang digunakan adalah 36 buah dimana 12 buah

untuk pengujian kuat tekan, 12 buah untuk pengujian kuat tarik belah, dan 12 buah

untuk pengujian kuat lentur. Pembuatan benda uji ini meliputi beton normal, beton

serat panjang 36 mm, beton serat panjang 48 mm, dan beton serat 60.

Tabel 3.1 Jumlah Benda Uji

3.4. Alat dan Bahan Penelitian

3.4.1. Alat Penelitian

1. Timbangan.

2. Oven.

3. Satu set saringan.

4. Mesin penggetar ayakan (Shieve shaker).

5. Corong konik / Conical Mould.

6. Kerucut Abrams.

7. Gerinda tangan.

Variasi

Penambahan

Serat Kawat

Bendrat

Jenis

Pengujian Bentuk Benda Uji

Umur

Pengujian

(hari)

Jumlah

Benda

Uji

Normal

Kuat Tekan Silinder 100 x

200mm

28

3

36 mm 3

48 mm 3

60 mm 3

Normal

Kuat Tarik

Belah

Silinder 100 x

200mm

3

36 mm 3

48 mm 3

60 mm 3

Normal

Kuat Lentur Balok 100 x 100 x

400mm

3

36 mm 3

48 mm 3

60 mm 3

Total Benda Uji 36

22

8. Mata gerinda pemotong besi.

9. Universal Testing Machine kapasitas 1000 kN.

10. Mesin Pencampur bahan (mixer/molen).

11. Satu set alat uji slump.

12. Cetakan benda uji berbentuk silinder 100 x 200mm.

13. Cetakan benda uji berbentuk balok 100 x 100 x 400mm.

14. Bak Perendaman.

15. Mistar.

16. Ember, selang air, dan sikat.

17. LVDT (Longitudinal Variable Diferencial Tranducer).

18. Data Logger.

19. Compressometer.

3.4.1. Bahan Penelitian

1. Semen PCC.

2. Agregat halus (pasir).

3. Agregat kasar (chipping).

4. Serat kawat bendrat.

3.5. Prosedur Penelitian

3.5.1. Pengujian Karakteristik Agregat

Pengujian karakteristik agregat dilakukan untuk mengetahui apakah agregat

kasar dan halus yang digunakan sudah memenuhi spesifikasi untuk pembuatan

benda uji.

Tabel 3.2 Metode Pengujian Karakteristik Agregat

Pengujian Metode Pengujian

Agregat Halus Agregat Kasar

Analisa Saringan SNI 03-1968-1990

Berat Jenis dan Penyerapan Air SNI 03-1970-1990 SNI 03-1969-1990

Berat Volume dan Rongga Udara SNI 03-4804-1998

Kadar air SNI 03-1971-1990

Kadar Lumpur SNI 03-4142-1996

Kadar Organik SNI 03-2816-1992

23

3.5.2. Penyiapan Serat

Dalam penelitian ini proses penyiapan serat di lalukan secara manual

menggunakan gerinda tangan, di potong sesuai variasi yang akan di campurkan

kedalam beton segar dangan panjang potongan tiap serat sebesar 36mm, 48mm, dan

60mm. Penambahan serat kawat bendrat kedalam campuran beton sebesar 0.75%

dari volume sampel yang akan di buat.

Gambar 3.2 Penyiapan Serat

3.5.3. Perencanaan Campuran (Mix Design)

Metode rancangan campuran (mix design) yang digunakan adalah metode

DOE “Development of Environment”. Di Indonesia metode ini diadopsi ke SNI

yang dimuat dalam buku standar No. SK. SNI T-15-1990-03.

3.5.4. Pembuatan Benda Uji

Dalam penelitian ini proses pencampuran dilakukan dengan concrete mixer

(mesin pengaduk beton) dimana untuk mendapatkan mutu beton yang baik,

pelaksanaan di lapangan harus baik dan benar. Langkah-langkah pembuatan benda

uji adalah sebagai berikut :

1. Beton Normal

a. Alat-alat yang akan digunakan dibersihkan terlebih dahulu, kemudian

menimbang bahan-bahan yang akan digunakan sesuai dengan komposisi

hasil mix design.

24

b. Menimbang semen, agregat kasar dan halus yang telah ditentukan dengan

mix design sebelum dimasukkan kedalam concrete mixer.

c. Menyiapkan concrete mixer dimana concrete mixer terlebih dahulu

dibasahi dengan air agar ketika pencampuran dilakukan, komposisi air

yang telah dihitung tidak berkuran akibat diserap oleh dinding concrete

mixer.

d. Untuk beton normal, masukkan agregat kasar, agregat halus, dan air 1/3

bagian kedalam concrete mixer. Aduk hingga bahan tersebut tercampur

merata.

e. Masukkan semen lalu putar mixer selama 1 menit kemudian masukkan

sisa air tadi kedalam concrete mixer lalu tunggu hingga menghasilkan

campuran beton yang homogen.

f. Setelah tercampur rata, dilakukan uji slump untuk mengukur tingkat

workability adukan. Selanjutnya adukan beton dituangkan ke dalam

cetakan silinder dan balok, lalu ditumbuk pada semua sisi beton dan di

gertarkan sehingga beton menjadi padat dan rongga udara didalam

cetakan keluar.

g. Diamkan selama 24 jam.

h. Setelah 24 jam, cetakan dibuka kemudian dilakukan perawatan beton

(curing).

2. Beton serat

a. Alat-alat yang akan digunakan dibersihkan terlebih dahulu, kemudian

menimbang bahan-bahan yang akan digunakan sesuai dengan komposisi

hasil mix design.

b. Menimbang semen, serat kawat bendrat , agregat kasar dan halus yang

telah ditentukan dengan mix design sebelum dimasukkan kedalam

concrete mixer.

c. Menyiapkan concrete mixer dimana concrete mixer terlebih dahulu

dibasahi dengan air agar ketika pencampuran dilakukan, komposisi air

yang telah dihitung tidak berkuran akibat diserap oleh dinding concrete

mixer.

25

d. Masukkan agregat kasar, agregat halus, serat kawat bendrat kedalam

concrete mixer. Aduk bahan dalam keadaan kering hingga bahan tersebut

tercampur secara merata.

e. Masukkan semen lalu putar mixer selama 1 menit kemudian masukkan

air perlahan kedalam concrete mixer lalu tunggu hingga menghasilkan

campuran beton yang homogen.

f. Setelah air dituang perhatikan keadaan campuran apakah tidak terjadi

penggumpalan serat.

g. Setelah tercampur rata, dilakukan uji slump untuk mengukur tingkat

workability adukan. Selanjutnya adukan beton dituangkan ke dalam

cetakan silinder dan balok, lalu ditumbuk pada semua sisi beton dan di

gertarkan sehingga beton menjadi padat dan rongga udara didalam

cetakan keluar.

h. Diamkan selama 24 jam.

i. Setelah 24 jam, cetakan dibuka kemudian dilakukan perawatan beton

(curing).

3.5.5. Metode Perawatan Benda Uji

Benda uji yang telah dilepas dari cetakan kemudian diberikan nama sampel

lalu dilakukan perawatan benda uji (curing) dilakukan dengan cara direndam dalam

bak perendaman sampai batas waktu pengujian yang telah ditentukan. Benda uji

diangkat dari bak 1 hari sebelum sampel di uji. Hal ini dimaksudkan agar pada

waktu di uji, sampel dalam keadaan tidak basah.

Gambar 3.3 Proses Perawatan (curing) Benda Uji

26

3.6. Pengujian Benda Uji

3.6.1. Pengujian Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan beton dilakukan menggunakan mesin UTM (Universal

Testing Machine) dengan kapasitas 1000 kN, pengujian kuat lentur dilakukan

berdasar SNI 1974-2011. Prosedur pengujian kuat lentur adalah sebagai berikut:

1. Mengangkat sampel beton dari bak perendaman yang telah mencapai

umur pengujian , lalu diamkan sampel beton untuk beberapa saat hingga

kering permukaan lalu timbang sampel.

2. Nyalakan mesin uji tekan beton yang telah dipersiapkan.

3. Naikkan sampel ke atas meja mesin tekan beton.

4. Setelah posisi sampel terpasang dengan baik, lakukan pengujian.

5. Hentikan pembebanan dan catat beban maksimum yang dicapai ketika

terjadi patahan pada benda uji.

6. Catat hasil pengujian lalu lakukan percobaan untuk tiap sampel dengan

cara yang sama.

Untuk perhitungan kuat tekan berdasarkan SNI 1974-2011 yang memberikan

rumus lentur sebagai berikut:

f’c = P / A (3.1)

Dimana :

f’c = tegangan tekan beton (MPa)

P = besar beban tekan (N)

A = luas penampang beton, mm2

Gambar 3.4 Pengujian Kuat Tekan

27

3.6.2. Pengujian Modulus Elastisitas

Pengujian modulus elastisitas beton dilakukan menggunakan mesin UTM

(Universal Testing Machine) dengan kapasitas 1000 kN. Modulus elastisitas beton

mempunyai hubungan dengan sifat beton lainnya terutama kuat tekan beton itu

sendiri. Modulus ini merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan, dan

dengan pengujian ini dapat mengetahui besarnya beban yang dapat dipikul tanpa

merusak beton itu sendiri ( masih dalam keadaan plastis ).



kering.

2. Setelah kering timbang sampel.

3. Pasang alat compressometer pada sampel.


5. Naikkan sampel ke atas meja mesin tekan beton.



terjadi patahan pada benda uji.

8. Catat dan simpan hasil pengujian lalu lakukan percobaan untuk tiap

sampel dengan cara yang sama.

Modulus elastisitas beton Ec secara teoritis dapat ditentukan berdasarkan SNI

03-2487-2002 dengan rumus berikut.

Untuk beton normal, nilai Ec boleh diambil berikut :

Ec = 4700. √𝑓′𝑐 (2.3)

Dimana:



28

secara eksperimental menurut ASTM C 469-02 rumus modulus elastisitas

dapat dihitung dangan rumus :

𝐸𝑐 =𝑆₂−𝑆₁

𝜀₂−0.00005 (2.4)

Dimana:


S₂ = 40 % tegangan max (Mpa)

S₁ = Tegangan pada regangan S₁ = 0.000050 (MPa)

ε₂ = Regangan Longitudinal pada saat tegangan S₂

Gambar 3.5 Pengujian Modulus Elastisitas

3.6.3. Pengujian Kuat Tarik Belah

Pengujian kuat lentur dilakukan menggunakan mesin UTM (Universal







3. Naikkan sampel ke atas meja mesin tekan beton

4. Pasang plat baja di atas dan di bawah sampel

29



terjadi patahan pada benda uji


cara yang sama.

Untuk perhitungan kuat tarik belah berdasarkan SNI 2491-2014 yang

memberikan rumus lentur sebagai berikut:

𝑓𝑐𝑡 = 2𝑃

𝜋𝐿𝐷 (3.2)

Dimana:


P = Beban pada waktu belah (kg)

L = Panjang benda uji silinder (cm)

D = Diameter benda uji silinder (cm)

Gambar 3.6 Pengujian Kuat Tarik belah

3.6.4. Pengujian Kuat Lentur

Pengujian kuat lentur beton dilakukan menggunakan mesin UTM (Universal



30




2. Buat garis melintang sebagai tanda dan petunjuk titik perletakan dan titik

pembebanan.


4. Tempatkan benda uji yang sudah diberi tanda diatas dua perletakan

sedemikian hingga tanda untuk tumpuan yang dibuat pada benda uji yang

berjarak 300 mm tepat pada pusat tumpuan dari alat uji. Atur sedemikian

rupa sehingga pada saat beban diberikan kedua titik penekan jatuh

ditengah-tengah sampel. Jarak antar titik penekan sebesar 100 mm.



terjadi patahan pada benda uji


cara yang sama.

Untuk perhitungan kuat lentur berdasarkan SNI 4431-2011 yang memberikan

rumus lentur sebagai berikut:

bila benda uji patah pada 1/3 bentang

𝑓𝑟 = 𝑃.𝐿

𝑏.ℎ2 (3.3)

Gambar 3.7 Patah pada pusat 1/3 bentang (L)

31

bila benda uji patah diluar 1/3 bentang dan garis patah < 5% dari bentang

𝑓𝑟 = 𝑃.𝑎

𝑏.ℎ2 (3.4)

Gambar 3.8 Patah di luar 1/3 bentang (L) dan garis patah < 5% dari bentang

Dimana :

fr : Kuat lentur benda uji (MPa)

P : Beban maksimum pada saat pengujian (N)

L : Jarak bentang antara dua garis perletakan (mm)

b : Lebar patah arah horizontal (mm)

h : lebar patah vertikal (mm)

a : jarak rata-rata antara tampang lintang patah dan tumpuan luar

terdekat diukur 4 tempat pada sisi tarik benda uji (mm)

Gambar 3.9 Pengujian Kuat Lentur Balok

32

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Karakteristik Material

Pemeriksaan Agregat untuk pembuatan beton serat kawat bendrat dilakukan

di Laboratorium Struktur dan Bahan Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Hasanuddin. Pengujian agregat berupa agregat kasar (kerikil) ukuran

10mm – 20mm dan agregat halus (pasir). Hasil pemeriksaan dapat dilihat pada

Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Material Beton

No. Jenis Pengujian Agregat

Halus

Agregat

Kasar Satuan

1 Kadar Lumpur 1,60 0,24 %

2 Kadar Air 1,67 1,56 %

3 Berat Jenis

a. BJ Semu 2,35 2,98 -

b. BJ Kering Permukaan 2,31 2,83 -

c. BJ Curah 2,28 2,75 -

d. Penyerapan air 1,42 2,85 %

4 Berat Isi

a. Padat 1,81 1,80 Kg/liter

b. Lepas 1,78 1,80 Kg/liter

5 Kadar Organik No.1 - -

6 Keausan - 26,14 %

7 Modulus Kehalusan 2,60 - -

8 Modulus Kekasaran - 7,08 -

9 BJ. Kawat Bendrat - 7352 Kg/m³

33

4.2. Komposisi Mix Design

Berdasarkan hasil pemeriksaan material dan hasil perhitungan mix design

untuk mutu beton 25 MPa, maka komposisi campuran untuk pembuatan 1 m3 beton

dapat dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Komposisi Mix Design Beton

No. Material Berat (kg)

1 Air 187,72

2 Semen 405,4

3 Pasir 643,78

4 Kerikil 1065,85

5 Serat 55,14

4.3. Hasil Pengujian Karakteristik Beton

4.3.1. Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan mengacu pada SNI 1974-2011 (Cara uji kuat tekan

beton dengan benda uji silinder). Pengujian kuat tekan menggunakan sampel beton

silinder masing–masing 3 sampel setiap variasi dilakukan pada umur 28 hari. Hasil

pengujian kuat tekan beton dapat dilihat pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton

Variasi

Beton No.

Berat

(kg)

Luas

Penampang

(cm²)

Berat

Isi

(kg/m³)

Beban

(kN)

Kuat

Tekan

(MPa)

Kuat

Tekan

Rata- rata

(MPa)

Standar

Deviasi

(MPa)

f'c

(MPa)

Normal

1 3,57 78,54 2275,28 201,19 25,62

25,36 0,24 25,04 2 3,57 78,54 2270,19 198,90 25,32

3 3,59 78,54 2282,92 197,44 25,14

Serat

36mm

4 3,68 78,54 2345,31 201,57 25,66

26,31 1,40 24,44 5 3,68 78,54 2342,76 199,13 25,35

6 3,67 78,54 2336,39 219,29 27,92

34

Tabel Lanjutan 4.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton

Variasi

Beton No.

Berat

(kg)

Luas

Penampang

(cm²)

Berat

Isi

(kg/m³)

Beban

(kN)

Kuat

Tekan

(MPa)

Kuat

Tekan

Rata- rata

(MPa)

Standar

Deviasi

(MPa)

f'c

(MPa)

Serat

48mm

7 3,65 78,54 2322,39 266,01 33,87

33,87 0,67 32,98 8 3,61 78,54 2299,47 271,25 34,54

9 3,60 78,54 2294,38 260,80 33,21

Serat

60mm

10 3,60 78,54 2293,10 232,14 29,56

29,59 0,10 29,46 11 3,60 78,54 2294,38 231,79 29,51

12 3,61 78,54 2296,92 233,28 29,70

Dari tabel 4.3 hasil penngujan pada variasi beton normal di atas dapat dilihat

bahwa dari perencanaan mutu beton rencana 25 MPa telah memenuhi mutu beton

yang telah direncanakan dengan nilai sebesar 25,04 MPa dari pengujian yang telah

dilakukan. Sedangkan pada variasi beton serat 36mm menunjukkan nilai kuat tekan

beton yang diuji sebesar 26,31 MPa. Dari hasil tersebut dapat dilihat bahwa

kekuatan tekan beton serat 36mm mengalami peningkatan sebesar 3,75% dari mutu

beton rencana 25 MPa peningkatan kukuatan yang terjadi pada beton serat 36mm

dipengaruhi oleh distibusi serat yg telah dicampurkan pada beton dan kepadat beton

ketika pemadatan. Dilihat pula pada variasi beton serat 48mm pada tabel 4.3 di atas

menunjukkan nilai kuat tekan beton yang telah diuji sebesar 32,98 MPa. Dari hasil

tersebut dapat dilihat bahwa kekuatan tekan beton serat 48mm mengalami

peningkatan kekuatan dari mutu beton rencana 25 MPa sebesar 24.19%. Dapat

dilihat pula pada variasi beton serat 60mm menunjukkan nilai kuat tekan beton yang

telah diuji sebesar 29,44 MPa. Berdasarkan hasil tersebut dapat dilihat bahwa

kekuatan tekan beton serat 60mm mengalami peningkatan kekuatan sebesar

15.13% dari mutu beton rencana 25 MPa. Peningkatan kekuatan beton serat 48mm

dan 60mm dipengaruhi oleh panjang serat yang ditambahkan kedalam beton dan

daya ikat antara beton terhadap kawat bendrat, distribusi serat berperan penting

dalam peningkatan ini agar pembebanan dapat terbebani secara merata dan

kepadatan beton pada saat dimaksukkan kedalam cetakan harus diperhatikan agar

tidak terjadi void pada beton dikarnakan tidak keluarnya udara pada beton segar

35

ketika dimasukkan kedalam cetakan. Dari analisis diatas dapat kita lihat bahwa

pada variasi 48mm adalah variasi beton yang menunjukkan peningkatan kekuatan

tekan boton yang paling besar dari variasi yang lainnya dengan peningkatan

kekuatan sebesar 24,19% dengan selisih 8.87 MPa dari mutu beton rencana.

Gambar 4.1 Kuat Tekan Beton

Pada gambar 4.1 di atas menunjukkan nilai kuat tekan beton pada setiap

variasi mengalami peningkatan. Dapat dilihat pada variasi beton normal

menunjukkan nilai kuat tekan sebesar 25,36 MPa, nilai tersebut adalah nilai

kukuatan tekan terendah dari semua variasi yang ada. sedangkan pada variasi serat

36mm menunjukkan peningkatan kekuatan tekan sebesar 3.75% dari beton normal

dengan nilai sebesar 26,31 MPa. Begitu pula pada variasi beton serat 48mm

menunjukkan peningkatan kekuatan tekan beton sebesar 25.12% dari beton normal

dengan nilai sebesar 33,87 MPa, dan pada variasi beton serat 60mm juga

menunjukkan peningkatan kekuatan tekan sebesar 12.29% dari beton normal

dengan nilai sebesar 29,59 MPa. Ini menunjukkan bahwa penambahan serat kawat

bendrat pada beton dapat mempengaruhi kekuatan tekan beton dimana terjadi

peningkatan disemua variasi beton yang ditambahkan serat. Akan tetapi

3,75%

25,12%

12,29%

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

Ku

at T

ekan

(M

Pa)

normal 36mm 48mm 60mm

36

peningkatan kekuatan pada beton tidak seragam dikarnakan perbedaan panjang

serat kawat yang dimasukkan kedalam campuran berbeda dimana panjang pertama

adalah 36mm kedua 48mm dan ketiga 60mm. Dapat pada gambar 4.1 menunjukkan

nilai kuat tekan beton yang mendapatkan peningkatan kekuatan tertinggi adalah

variasi beton serat 48mm.

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Tegangan dan Regangan Kuat Tekan Beton

Dari gambar 4.2 menunjukkan peningkatan kekuatan tekan beton dan

perbedaan rengangan pada tegangan maksimum di setiap variasi beton di atas. Hasil

analisis ini menunjukkan bahwa penambahan serat kawat bendrat pada campuran

beton mampu meningkatkan kekuatan tekan beton. Dapat dilihat pada variasi beton

serat 36mm mengalami peningkatan kekuatan sebesar 3,75% dari beton normal

dengan rengangan pada tegangan maksimum sebesar 0,0027 sedangkan pada beton

serat 48mm juga mengalami peningkatan kekuatan tekan sebesar 22,31% dari beton

serat 36mm dangan renganan pada tegangan maksimum sebesar 0.0020. Dapat

dilihat pula pada variasi beton serat 60mm mengalami penurunan kekuatan tekan

dari variasi beton serat 48mm sebesar 12,64% dengan regangan pada beban

maksimal sebesar 0,0023. Dari grafik di atas dapat terlihat bahwa beton serat 48mm

0

5

10

15

20

25

30

35

0,000 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005

Teg

an

ga

n (

MP

a)

Regangan

normal

36mm

48mm

60mm

37

mendapat peningkatan kekuatan paling besar dan regangan pada tegangan

maksimal yang paling sedikit dari variasi beton serat yang lain. Dari hasil analisis

ini menunjukkan variasi beton serat 48mm adalah variasi yang terbaik dari semua

variasi serat yang telah dibuat dan dapat dijadikan rekomendasi untuk penelitian

selanjutnya.

Gambar 4.3 Pengujian Kuat Tekan Beton

4.3.2. Modulus Elastisitas

Pengujian ini mengacu pada ASTM C469-02 (Standard Test Method for

Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression)

dilakukan pengujian pada saat umur silinder beton 28 hari. Berikut hasil Pengujian

dapat dilihat pada tabel 4.4.

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Beton

Variasi Beton Modulus Elastisitas (MPa)

Eksperimental Teoritis

Normal 26174,88 23601,44

Serat 36 mm 19227,25 24109,80

Serat 48 mm 26667,27 27359,30

Serat 60 mm 21908,25 25573,12

38

Dari keempat hasil pengujian pada tabel 4.4 menunjukkan adanya selisih

antara modulus elastisitas yang dianalisis secara eksperimental dan secara teoritis.

Dapat dilihat di variasi beton normal hasil analisis secara ekperimental sebesar

26174,88 MPa dan pada hasil analisis secara teoritis 23601,44 MPa. Dari hasil

tersebut modulus elastisitas ekperimental lebih besar 9,83% dari modulus elastisitas

teoritis. sedangkan pada beton serat 36mm dapat dilihat bahwa nilai modulus

elastisitas eksperimental sebesar 19227,25 MPa dan modulus elastisitas secara

teoritis sebesar 24109,80 MPa maka dapat terlihat modulus elastisitas analisis

teoritis lebih besar 20,25% dari modulus elastisitas secara eksperimental. Dilihat

pula pada beton serat 48mm nilai pengujian secara eksperimental sebesar 26667,27

MPa dan secara teoritis sebesar 27359,30 MPa. Dari hasil tersebut terlihat bahwa

modulus elastisitas teoritis lebih besar dari eksperimental dangan selisih sebesar

2,53%. Dan pada beton serat 60mm hasil analisis modulus elastisitas secara

eksperimantal sebesar 21908,25 MPa sedangkan secara teoritis sebesar 25573,12

MPa. Maka dari hasil tersebut dapat terlihat bahwa modulus elastisitas teoritis lebih

besar 14,33% dari modulus elastisitas secara eksperimantal.

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Modulus Elastisitas dan Panjang Serat

0,00

5000,00

10000,00

15000,00

20000,00

25000,00

30000,00

0 36 48 60

Mo

du

lus

Ela

stis

ita

s (M

Pa

)

Panjang Serat (mm)

Eksperimental

Teoritis

39

Dari kondisi gambar 4.4 di atas menunjukkan adanya selisih antara modulus

elastisitas yang dianalisis secara eksperimental dan secara teoritis. Dapat dilihat

pada variasi beton normal di atas hasil analisis modulus elastisitas ekperimental

lebih besar 9,83% dari modulus elastisitas teoritis. sedangkan pada beton serat

36mm dapat dilihat bahwa nilai modulus elastisitas yang dianalisis secara teoritis

lebih besar 20,25% dari modulus elastisitas secara eksperimental. Dilihat pula pada

beton serat 48mm hasil pengujian modulus elastisitas teoritis lebih besar dari

eksperimental dangan selisih sebesar 2,53%. Sedangkan pada beton serat 60mm

hasil dari analisis modulus elastisitas teoritis lebih besar 14,33% dari modulus

elastisitas secara eksperimantal. Adanya perbedaan nilai modulus elastisitas secara

teoritis dan eksperimental dipengaruhi oleh penyebaran material dan distribusi serat

yang ditambahkan pada beton. Nilai modulus elastisitas beton sangat bergantung

pada sifat dari material penyusun dari beton itu sendiri. Dari hasil diatas dapat

dilihat bahwa modulus elastisitas eksperimental yang paling tinggi adalah modulus

elastisitas beton serat 48mm sedangkan pada modulus elastisitas teoritis dapat

dilihat pada gambar 4.4 variasi beton serat 48mm adalah yang paling besar diantar

semua variasi yang telah dibuat. Dari hasil tersebeut beton serat 48mm adalah beton

yang paling bagus dan dapat direkomendasikan untuk penelitian selanjutnya.

Gambar 4.5 Pengujian Modulus Elastisitas Beton

40

4.3.3. Kuat Tarik Belah

Pengujian kuat tarik belah mengacu pada SNI 2491-2014 (Metode uji

kekuatan tarik belah spesimen beton silinder). Pengujian kuat tarik belah

menggunakan sampel beton silinder sebanyak 3 sampel setiap variasi, diuji pada

umur 28 hari. Hasil pengujian kuat tarik belah beton dapat dilihat pada table 4.5.

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton

Variasi

Beton No.

Diameter Panjang Beban Kuat Tarik

Belah Kuat Tarik Belah (MPa)

(mm) (mm) (kN) (Mpa) Eksperimental Teoritis

Normal

1 100 200 106,40 3,39

3,28 3,53 2 100 200 96,28 3,06

3 100 200 106,15 3,38

Serat

36mm

4 100 200 101,93 3,24

3,39 3,59 5 100 200 109,42 3,48

6 100 200 108,52 3,45

Serat

48mm

7 100 200 127,74 4,07

4,04 4,07 8 100 200 125,73 4,00

9 100 200 127,26 4,05

Serat

60mm

10 100 200 138,54 4,41

4,35 3,81 11 100 200 135,97 4,33

12 100 200 135,36 4,31

Dari hasil pengujian kuat tarik belah beton normal pada tabel 4.5

menunjukkan nilai kuat tarik belah eksperimental yang di ambil dari nilai rata rata

dari proses pengujian 3 sampel dengan hasil sebesar 3,28 MPa dan hasil analisis

dari kuat tarik belah secara toeritis menunjukkan nilai sebasar 3,53 MPa. Dari hasil

ini terlihat perbedaan nilai dimana kuat tarik belah teoritis lebih besar 7.04% dari

kuat tarik belah eksperimental. Sedangkan pada hasil pengujian kuat tarik belah

beton serat 36mm yang dilakukan secara eksperimental dengan nilai sebesar 3.39

MPa dan pada kuat tarik belah teoritis sebesar 3,59 MPa. Hasil diatas menunjukkan

adanya perbedaan nilai dimana kuat tarik belah secara teoritis lebih besar 5,45%

dari nilai kuat tarik belah secara eksperimental. Dapat dilihat pula pada pengujian

41

kuat tarik belah beton serat 48mm pada tabel 4.6 menunjukkan nilai kuat tarik belah

eksperimental yang di ambil dari nilai rata rata dari proses pengujian 3 sampel

dengan hasil sebesar 4,04 MPa, dan dapat dilihat pula dari hasil analisis dari kuat

tarik belah secara toeritis menunjukkan nilai sebasar 4,07 MPa. Dari hasil ini

terlihat perbedaan nilai dimana kuat tarik belah teoritis lebih besar 0.83% dari kuat

tarik belah eksperimental. Pada tabel 4.6 menunjukkan hasil analisis kuat tarik

belah beton serat 60mm yang dilakukan dengan dua cara. Yaitu dangan cara

eksperimental dan teoritis, dapat dilihat bahwa nilai kuat tarik belah secara

eksperimental sebesar 4.35 MPa dan cara teoritis sebesar 3,81 MPa. Hasil diatas

menunjukkan adanya perbedaan nilai dimana kuat tarik belah secara teoritis lebih

besar 12,44% dari nilai kuat tarik belah secara eksperimental.

Gambar 4.6 Kuat Tarik Belah Eksperimental

Berdasarkan gambar 4.6 menunjukkan peningkatan kekuatan pada semua

variasi beton serat. Dari hasil diatas dapat menunjukkan nilai kuat tarik belah pada

beton normal sebesar 3,28 MPa. Sedangkan hasil pegujian pada kuat tarik belah

variasi beton serat 36mm mendapatkan nilai sebasar 3,59 MPa. Dari hasil ini dapat

dilihat peningkatan kekuatan dari beton normal ke beton serat 36mm sebesar

3,57 %

23,27 %

32,71 %

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

Ku

at

Ta

rik

Bel

ah

(M

Pa

)


42

3,57%. Sedangkan pada variasi beton serat 48mm dari hasil pengujian yang telah

dilalukan dengan nilai sebesar 4,04 MPa. Hasil ini menunjukkan bahwa

peningkatan kekuatan kuat Tarik belah dari beton normal ke beton serat 48mm

sebesar 23,27%. Hasil pengujian kuat Tarik belah beton pada serat 60mm

menunjukkan nilai sebesar 4,35 MPa, hasil ini menunjukkan peningkatan kekuatan

dari beton normal ke beton serat 60mm sebesar 32,71%. Dari hasil ini dapat dilihat

bahwa variasi beton serat 60mm yang mendapatkan peningkatan kekuatan terbesar

dari semua variasi yang telah dibuat dangan peningkatan kekuatan sebesar 32,71%

dari beton normal.

Gambar 4.7 Grafik Hubungan Beban dan Displacement Kuat Tarik belah Beton

Dari kondisi gambar 4.7 dapat dilihat perbedaan dari setiap variasimya. Pada

variasi beton normal setelah beban maksimum pada beton tersebut langsung

mengalami kehancuran, sedangkan berbeda dengan beton yang telah ditambahkan

serat. Dapat dilihat pada variasi beton serat 36mm setelah beban puncak sebesar

106,62 kN beton tidak langsung mengalami kehancuran, hanya mengalami

penurunan beban karena efek dari penambahan serat dimana serat dapat menahan

keruntuhan beton karena ada ikatan antara beton dan serat. Begitu pula yang terjadi

pada beton serat 48mm ketika beban maksimum sebesar 126,91 kN telah terlewati,

beton tidak langsung mengalami kehancuran tetapi hanya mengalami penurunan

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 0,25 0,5 0,75 1 1,25

Beb

an

(k

N)

Displacement (mm)

Normal

36mm

48mm

60mm

43

beban dikarenakan adanya ikatan antara serat dan beton yang dapat meredam

displacement akibat adanya beban vertikal yang diberikan agar beton tidak

langsung mengalami kehancuran. Dapat dilihat juga pada beton serat 60mm setelah

beban maksimum sebesar 136,62 kN, beton tidak langsung mengalami kehancuran

dan hanya mengalami penurunan beban. Tetapi pada kondisi ini berbeda dengan

kondisi penurunan beban pada beton serat 48mm dimana penurunan beban pada

beton serat 60mm lebih besar dibandingkan dibandingkan beton serat 48mm. Dari

grafik tersebut dapat kita lihat pengaruh penambahan serat pada beton dimana beton

serat 60mm lebih besar beban maksimumnya dibandingkan dengan beton serat

48mm tetapi pada saat penurunan beban ada perbedaan dimana beton serat 60mm

mengalami penurunan sebesar 24.08% sedangkan pada beton serat 48mm sebesar

20.94%. Dari hasil ini dapat dilihat bahwa beton serat 60mm mendapatkan

peningkatan kekuatan tarik belah tertinggi tetapi dari hasil analisis diatas beton serat

48mm yang terbaik dan dapat dijadikan rekomendasi untuk penelitian selanjutnya.

Gambar 4.8 Pengujian kuat tarik belah

4.3.4. Kuat Lentur

Pengujian lentur dilakukan pada balok beton yang telah berumur 28 hari.

Sampel yang diuji berupa balok beton dengan ukuran panjang 40 cm, lebar 10 cm

dan tinggi 10 cm sebanyak 3 sampel disetiap variasinya. Pengujian ini mengacu

pada SNI 4431-2011 (Cara uji kuat lentur beton normal dengan dua titik

pembebanan). Hasil pengujian kuat lentur dapat dilihat pada tabel 4.6.

44

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Kuat Lentur Balok Beton

Variasi

Beton No.

Dimensi Beban

Panjang

Bentangan

Modulus

Keruntuhan

Modulus Keruntuhan

(MPa) Lebar Tinggi Panjang

(mm) (mm) (mm) (kN) (mm) (MPa) Eksperimental Teoritis

Normal

1 100 100 400 13,38 300 4,01

4,10 3,12 2 100 100 400 13,96 300 4,19

3 100 100 400 12,81 300 3,84

Serat

36mm

4 100 100 400 14,69 300 4,41

4,39 3,18 5 100 100 400 14,54 300 4,36

6 100 100 400 14,64 300 4,39

Serat

48mm

7 100 100 400 17,48 300 5,25

5,26 3,61 8 100 100 400 17,33 300 5,20

9 100 100 400 17,78 300 5,33

Serat

60mm

10 100 100 400 19,57 300 5,87

5,76 3,37 11 100 100 400 18,83 300 5,65

12 100 100 400 18,55 300 5,57

Dari hasil pengujian kuat lentur balok beton normal pada tabel 4.6

menunjukkan nilai kuat lentur eksperimental yang di ambil dari nilai rata rata dari

proses pengujian 3 sampel dengan hasil sebesar 4,10 MPa. Dapat dilihat pula dari

hasil analisis dari kuat lentur secara toeritis menunjukkan nilai sebasar 3,12 MPa.

Dari hasil ini terlihat perbedaan nilai dimana kuat lentur eksperimental lebih besar

22.23% dari kuat lentur teoritis. Sedangkan hasil pengujian kuat lentur balok beton

serat 36mm pada tabel 4.6 menunjukkan kuat lentur eksperimental yang di ambil

dari nilai rata rata dari proses pengujian 3 sampel dengan hasil sebesar 4,39 MPa,

dan dapat dilihat pula dari hasil analisis dari kuat lentur secara toeritis menunjukkan

nilai sebasar 3,18 MPa. Dari hasil ini terlihat perbedaan nilai dimana kuat lentur

eksperimental lebih besar dari kuat lentur teoritis dengan selisih sebesar 27.53%.

Dilihat pada tabel di atas memperlihatkan hasil pengujian kuat lentur balok beton

serat 48mm yang dilakukan dengan dua cara. Yaitu dangan cara eksperimental dan

teoritis, dapat dilihat bahwa nilai kuat lentur eksperimental sebesar 5.26 MPa dan

cara teoritis sebesar 3,61 MPa. Hasil ini menunjukkan adanya perbedaan nilai

45

dimana kuat lentur secara eksperimental lebih besar 31,39% dari nilai kuat lentur

secara teoritis. Pada pengujian kuat lentur balok beton serat 60mm pada tabel 4.6

menunjukkan nilai kuat tarik belah eksperimental yang di ambil dari nilai rata rata

dari proses pengujian 3 sampel dengan hasil sebesar 5,76 MPa. Dapat dilihat pula

dari hasil analisis dari kuat lentur secara toeritis menunjukkan nilai sebasar 3,37

MPa. Dari hasil ini terlihat perbedaan nilai dimana kuat lentur eksperimental lebih

besar 40.77% dari kuat lentur teoritis.

Gambar 4.9 Modulus Keruntuhan Eksperimental

Dari keempat hasil pengujian pada gambar 4.9 menunjukkan adanya

peningkatan kekuatan lentur pada variasi beton serat. Dari hasil pengujian pada

beton normal mendapatkan nilai sebesar 4.10 MPa. Sedangkapn padan beton serat

36mm mendapatkan nilai sebesar 4,93 MPa, dari hasil ini dapat dilihat peningkatan

kekuatan dari beton normal ke beton serat 36mm sebesar 9,28%. Dapat dilihat pula

hasil pengujian yang telah dilakukan pada beton serat 48mm dangan nilai sebesar

5,26 MPa, maka dari hasil pengujian ini dapat dilihat bahwa peningkatan kekuatan

dari beton normal ke beton serat 48mm sebesar 30,30%. Sedangkan pada hasil

pengujian pada beton serat 60mm mendapatkan nilai sebesar 5,76 MPa, dari hasil

tersebut terlihat peningkatan yang terjadi pada beton normal ke beton serat 60mm

9,28%

30,30%

41,82%

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

Mo

du

lus

Ker

un

tuh

an

(MP

a)


46

sebesar 41,82%. Dari hasil ini dapat dilihat bahwa peningkatan kekuatan terbesar

terjadi pada variasi beton serat 60mm dengan nilai peningkatan kekuatan sebesar

41,82% dari beton normal.

Gambar 4.10 Grafik Hubungan Beban dan Lendutan Kuat Lentur Balok Beton

Dari empat kondisi pada gambar 4.10 terliat peningkatan kekuatan dan

perbedaan lendutan disetiap variasinya. Hasil analisis ini menunjukkan bahwa

penambahan serat kawat bendrat pada campuran beton mampu meningkatkan

kekuatan lentur pada beton dan ketahanan terhadap keruntuhan. Dapat dilihat

bahwah semakin panjang serat semakin besar kekuatan lentur yang dapat dipikul

oleh beton. Dari hasil ini pula dapat dilihat pengaruh penambahan serat terhadap

ketahanan terhadap keruntuhan. Pada beton normal disaat menerima beban

maksimum sebesar 13,38 MPa beton langsung mengalami keruntuhan dikarnakan

beton lemah terhadap lentur, berbeda dengan beton yang telah ditambahkan serat,

dengan variasi serat panjang 36mm yang dapat dilihat pada grafik diatas dimana

setelah menerima beban puncak sebesar 14,62 MPa beton tidak langsung hancur

dikarnakan ada serat yang menahan beton sebelum mengalami keruntuhan.

Sedangkan pada beton serat 48mm dapat dilihat pada grafik setelah beban puncak

sebesar 17,53 MPa beton tidak langsung hancur, hanya mengalami penurunan

beban sebesar 26,39% dari beban maksimum dan beban tersebut bertahan dan turun

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

0,00 1,00 2,00 3,00

Beb

an

(k

N)

Lendutan (mm)

Normal

36mm

48mm

60mm

47

dengan lambat sebelum beton tersebut mengalami keruntuhan dikarnakan pengaruh

serat yang saling mengikat antara beton kanan dan kiri yang mengalami keretakan.

Dapat dilihat lagi pada beton serat 60mm setelah mengalami beban puncak sebesar

18,98 MPa, terjadi penurunan beban berbentuk parabola hingga bebannya

menghampiri statis dengan penurunan beban sebesar 42,67% dari brban

maksimum, tetapi pada saat penurunan beban dapat dilihat pada grafik

menunjukkan penurunan beban yang terjadi pada beton serat 60mm lebih besar dari

beton serat 48mm. kondisi ini dapat menjawab bahwa beton serat 48mm memiliki

beban puncak yang lebih kecil dari beton serat 60mm tetapi dapat menahan beban

lebih besar setalah beban puncak terjadi, berbeda dangan beton serat 60mm dimana

beban puncaknya lebih besar dari beton serat 48mm tetapi setelah beban maksimum

dapat dilihat pada grafik beton serat 48mm yang lebih besar menahan beban setelah

terjadinya beban maksimum. Dari hasil ini dapat dilihat bahwa beton serat 48mm

yang terbaik dan dapat dijadikan rekomendasi untuk penelitian selanjutnya.

Gambar 4.11 Pengujian Kuat Lentur Balok Beton

48

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

1. Penambahan serat kawat bendrat pada beton normal dapat mempengaruhi

perilaku beton, beton yang ditambahkan serat kawat bendrat bersifat lebih

kuat dibandingkan beton tanpa serat. Hal ini terlihat dari peningkatan

kekuatan yang terjadi pada kuat tekan, kuat tarik belah dan kuat lentur.

Sedangkan pada modulus elastisitas beton serat relatif lebih rendah dari

modulus elastisitas beton normal.

2. Penambahan serat kawat bendrat dengan panjang 36mm, 48mm, 60mm

membuat perilaku beton berbeda beda. Hal tersebut terlihat disetiap pengujian

yang telah dilakukan, pada pengujian kuat tekan dapat dilihat peningkatan

kekuatan yang terjadi untuk beton serat 36mm sebesar 3,75%, untuk beton

serat 48mm sebesar 25,12%, dan untuk beton serat 60mm sebesar 12,29%.

Dari hasil ini maka beton serat 48mm adalah beton serat yang peningkatan

kekuatan tekannya terbesar sebesar 25,12%. Sedangkan pada pengujian kuat

tarik belah dapat dilihat peningkatan kekuatan dari beton serat 36mm sebesar

3,57%, beton serat 48mm sebesar 23,27%, dan beton serat 60mm sebesar

32,71%. Maka dapat dilihat peningkatan kekuatan tarik belah tersebasar

adalah beton serat dengan panjang 60mm sebesar 32,71%. Begitupun pada

pengujian kekuatan lentur, beton serat 36mm, 48mm, dan 60mm mengalami

kenaikan kekuatan sebesar 9,28% untuk beton serat 36mm, 30,30% untuk

beton serat 48mm, dan 41,82mm untuk beton serat 60mm. Dari hasil ini maka

beton serat 60mm adalah beton serat yang peningkatan kekuatan lentur yang

terbesar sebesar 41,82%.

5.2. Saran

1. Sebaiknya untuk penilitian selanjutnya menambahkan bahan tambah

pengencer beton dikarnakan workability beton setelah ditambahkan serat

sangat rendah.

49

2. Sebaiknya dilakukan penelitian lebih lanjut dengan variasi volume

penambahan serat kawat bendrat.

3. Sebaiknya dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh penambahan

serat kawat bendrat pada perilaku pull out beton.

DAFTAR PUSTAKA

Ariatama, Ananta (2007). Pengaruh Pemakaian Serat Kawat Berkait Pada

Kekuatan Beton Mutu Tinggi Berdasarkan Optimasai Diameter Serat.

Universitas Diponegoro. Semarang.

Asroni, A. (2010). Balok dan Pelat Beton Bertulang. Cetakan Pertama.

Yogyakarta: Graha Ilmu.

American Standard for Testing and Material. Standard Test Method for Static

Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression.

C 469 – 02. United states.

American Concrete Institute. (2008). Building Code Requirements for

Structural Concrete ACI 318-08 and Commentary. United states.

Felany, Duan. (2004). Compressive Strength And Split Tension Strength Of

Concrete With Additing Polypropylene Strapping Brand. Universitas

sebelas maret. Surakarta.

Faizah, Poppy Nitiranda. (2017). Perbandingan Pengaruh Penambahan Serat

Bendrat Lurus (Straight) Dengan Serat Bendrat Berkait (Hooked) Terhadap

Prilaku Beton Dengan Beban Tekan Berulang. Universitas Lampung.

Bandar Lampung

Haryanto, Yanuar. (2006). Kajian Ketahanan Kejut Beton Ringan Serat

Alumunium Dengan Agregat Alwa. Universitas Jenderal Soedirman.

Purwokerto.

Hendri, Adi Saputra. (2011). Studi Perilaku Susut dan Kuat Tekan Pada Beton

Dengan Menggunakan Serat Kawat Bendrat. Universitas Indonesia. Depok

Hafiz, Ahmad. (2015). Pengaruh Pemberian Jumlah Dan Rasio (L/D) Serat

Bendrat Terhadap Sifat Mekanik Beton. Universitas Muhammadiyah.

Malang.

Ilham, Ifrah Nur Qalbi. (2016). Flexural Toughness Pada Beton Dengan Material

Subtitusi Agregat (Steel Fiber, Crumb Rubber Dan Tire Chips). Universitas

Hasanuddin. Makassar

McCormac, Jack C. (2004). Desain Beton Bertulang Jilid I. Jakarta: Gramedia

Pustaka Utama.

Nawy, E. G. 1990. Beton Bertulang; Suatu Pendekatan Dasar. Bandung: PT.

Eresco.

Napitupulu, Mariance. (2013). Analisa Dan Kajian Eksperimental Pengaruh

Penambahan Serat Bendrat (Serat Kawat) Pada Daerah Tarik Balok Beton

Bertulang. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Saifudin, Ahmad. (2015). Pengaruh Dosis, Aspek Rasio dan Distribusi Serat Terhadap

Kuat Lentur Dan Kuat Tarik Belah Beton Berserat Baja. Universitas Sebelas

Maret. Surakarta.

Silalahi, Rodo r. N. (2013). Perbandingan Kuat Lentur Balok Beton Bertulang

Dengan Pemakaian Fiber Baja Dan Pemakaian Fiber Bendrat. Universitas

Sumatera Utara. Medan.

Standar Nasional Indonesia (SNI). 2011. Cara Uji Kuat Tekan Beton Dengan

Benda Uji Silinder. SNI 1974-2011. Badan Standarnisasi Nasional.

Standar Nasional Indonesia (SNI). 2011. Cara Uji Kuat Lentur Beton Normal

Dengan Dua Titik Pembebanan. SNI 4431-2011. Badan Standarnisasi

Nasional.

Standar Nasional Indonesia (SNI). 2013. Persyaratan Beton Struktural Untuk

Bangunan Gedung. SNI 2847-2013. Badan Standarnisasi Nasional.

Standar Nasional Indonesia (SNI). 2014. Metode uji Kekuatan Tarik Belah Beton

silinder. SNI 2491-2014. Badan Standarnisasi Nasional.

Sofyan, Yanny Febry Fitriani. (2018). Perilaku Lentur Balok Beton Bertulang

Material Retrofit Wiremesh Dan SCC Dengan Overlapping Tulangan Pada

Sepertiga Bentangan. Universitas Hasanuddin. Makassar

Wang,Chu-Kia, Salmon ,Charles G. (1993). Disain Beton Bertulang Jilid 1.

Jakarta : Erlangga.

LAMPIRAN

Lampiran 1. Pemeriksaan Agregat

Tabel Rekapitulasi Hasil Pengamatan Agregat Halus

No. Karakteristik agregat Interval Hasil

pengamatan Keterangan

1 Kadar lumpur Maks 5% 1,60% Memenuhi

2 Kadar organik < NO. 3 NO. 1 Memenuhi

3 Kadar air 0,5% - 5% 1,67% Memenuhi

4 Berat volume

a. Kondisi lepas 1,4 - 1,9 kg/liter 1,78 Memenuhi

b. Kondisi padat 1,4 - 1,9 kg/liter 1,81 Memenuhi

5 Absorpsi 0,2% - 4% 1,42% Memenuhi

6 Berat jenis spesifik

a. Bj. Semu 1,6 - 3,3 2,35 Memenuhi

b. Bj. Curah 1,6 - 3,3 2,28 Memenuhi

c. Bj. kering permukaan 1,6 - 3,3 2,31 Memenuhi

7 Modulus kehalusan 1,50 - 3,80 2,60 Memenuhi

1. Pemeriksaan Kadar Lumpur Agregat Halus

A. Berat kering sebelum dicuci = 1000,00 gram

B. Berat kering setelah dicuci = 984,00 gram

Kadar

lumpur

= A - B

X 100%

A

= 1000,00 - 984,00 X 100% = 1,60%

1000,00

2. Pemeriksaan Kadar Organik Agregat Halus

Pemeriksaan pada standar warna menunjukkan warna No. 1 sehingga dapat

disimpulkan bahwa kadar organik pada Agregat Halus tersebut tergolong

rendah dan dapat digunakan sebagai bahan campuran beton tanpa harus dicuci

terlebih dahulu.

3. Pemeriksaan Kadar Air Agregat Halus

Kode Keterangan Berat

A Berat talangan (gram) 131

B Berat talang + benda uji (gram) 1631

C Berat benda uji = B - A (gram) 1500

D Berat benda uji kering (gram) 1475,4

Kadar

air =

C - D X

100%

1,67% D

4. Pemeriksaan Berat Volume Agregat Halus

Kode Keterangan Lepas Padat

A Volume mould (liter) 6,430 6,430

B Berat bohler kosong (kg) 3,770 3,770

C Berat mould + benda uji (kg) 15,210 15,430

D Berat benda uji (C - B) 11,440 11,660

E Berat volume = D

(kg/liter)

1,78 1,81 A

5. Berat Jenis & Penyerapan Agregat Halus

A. Berat flask = 180 gram

B. Berat contoh kondisi SSD di udara = 500 gram

C. Berat flask + air + contoh SSD = 1086 gram

D. Berat flask + air (standar) = 802 gram

E. Berat contoh kering oven di

udara = 493 gram

Berat Jenis Semu = E

E + D - C

=

493 = 2,35 493 + 802 - 1086

Berat Jenis Curah = E

B + D - C

=

493 = 2,28 500 + 802 - 1086

Berat Jenis Kering

Permukaan =

B

B + D - C

=

500 = 2,31 500 + 802 - 1086

Penyerapan Air = B - E

X 100%

E

=

500 - 493 X 100% = 1,42% 493

6. Analisa Saringan Agregat Halus

Nomor

saringan Berat tertahan

Persen

tertahan

Kumulatif

Persen

Tertahan

Persen

lolos

mm gram % % %

4 10,00 1,00 1,00 99,00

8 86,00 8,60 9,60 90,40

16 196,00 19,60 29,20 70,80

30 214,00 21,40 50,60 49,40

50 235,00 23,50 74,10 25,90

100 218,00 21,80 95,90 4,10

200 27,00 2,70 98,60 1,40

pan 14,00 1,40 100,00 0,00

JUMLAH 1000,00 100,00 459,00

Modulus Kehalusan Agregat

Halus =

260,40 = 2,60

100

Tabel Rekapitulasi Hasil Pengamatan Agregat Kasar

No Karakteristik agregat Interval Hasil



2 Keausan Maks 50% 26,14% Memenuhi


4 Berat volume



5 Absorpsi Maks 4% 2,85% Memenuhi





7 Modulus kekasaran 6,0 - 7,1 7,08 Memenuhi

1. Pemeriksaan Kadar Lumpur Agregat Kasar

A. Berat kering sebelum

dicuci = 1000 gram

B. Berat kering setelah

dicuci = 997 gram

Kadar

lumpur

= A - B

X 100%

A

= 1000 - 997

X 100% = 0,240% 1000

2. Pemeriksaan Keausan Agregat Kasar

Jumlah bola baja = 12 buah

Jumlah putaran = 500 kali

Berat kering agregat = 5000 gram

Berat kering agregat setelah dimasukkan ke mesin

= 3693 gram Los Angeles dan tertahan saringan no.12 (B)

Keausan = A - B

X 100%

A

= 5000 - 3693

X 100% = 26,14% 5000,00

3. Pemeriksaan Kadar Air Agregat Kasar


A Berat tempat / talam (gram) 171

B Berat tempat + benda uji (gram) 2171

C Berat benda uji = B – A (gram) 2000

D Berat benda uji kering (gram) 1969

Kadar

air =

C - D X

100%

1,56% D

4. Pemeriksaan Berat Volume Agregat Kasar






E Berat volume Kering = D

(kg/liter)

1,80 1,83 A

5. Berat Jenis & Penyerapan Agregat Kasar

A. Berat contoh kondisi SSD di udara = 2500 gram

B. Berat contoh kondisi SSD dalam air = 1617 gram

C. Berat contoh kering oven di

udara = 2430 gram

Berat Jenis Semu = C

= 2431

= 2,99 C - B 2431 - 1617

Berat Jenis Curah = C

= 2431

= 2,75

A - B 2500 - 1617

Berat Jenis Kering

Permukaan =

A =

2500 = 2,83

A - B 2500 - 1617

Penyerapan Air = A - C

X 100%

C

= 2500 - 2431 X 100% = 2,85%

2431

6. Analisis Saringan Agregat Kasar

Nomor

Saringan Berat Tertahan

Persen

Tertahan

Kumulatif

Persen

Tertahan

Persen

lolos

mm gram % % %

1 3/4" 0,00 0,00 0,00 100,00

1 1/2" 0,00 0,00 0,00 100,00

1" 0,00 0,00 0,00 100,00

3/4" 659,00 32,95 32,95 67,05

3/8" 858,00 42,90 75,85 24,15

4 483,00 24,15 100,00 0,00

8 0,00 0,00 100,00 0,00

16 0,00 0,00 100,00 0,00

30 0,00 0,00 100,00 0,00

50 0,00 0,00 100,00 0,00

100 0,00 0,00 100,00 0,00

200 0,00 0,00 100,00 0,00

PAN 0,00 0,00 100,00 0,00

JUMLAH 2000,00 100,00 908,80 391,20

Modulus Kekasaran

Agregat Kasar =

708,80 = 7,088

100,00

Lampiran 2. Rancangan Campuran Beton

Data :

= cm

= Mpa

=

= mm

=

=

=

=

=

=

=

=

= kg/m3

= m3

DEVELOPMENT OF ENVIRONMENT METHOD (DOE)

a. Menentukan deviasi standar

Berdasarkan nilai kuat tekan yang disyaratkan yaitu 350 kg/cm2 (silinder), maka :

Deviasi standar (Sr) = 60 kg/cm2 = 5,0765 MPa > 4 MPa

b. Menghitung nilai tambah (margin)

M =

= 1,64 X 5,08 = MPa

c. Menghitung kuat tekan rata-rata

f'cr = f'c + M

f'cr = 25,0 + = Mpa = kg/cm2

d. Penetapan Type Semen

e. Penetapan Faktor Air Semen

Besar faktor air semen (fas) diambil dari harga terkecil fas yang diperoleh dari:

- berdasarkan kuat tekan rata-rata (f'cr) =

- fas max ditentukan =

RANCANG CAMPURAN BETON

(CONCRETE MIX DESIGN)

12

25,0

2,60

20

2,31

Slump

F'c yang syaratkan

Modulus kehalusan pasir

Ukuran maksimum agregat

2,83

1,67%

1,42%

1,56%

2,85%

37,13%

62,87%

1800

0,2736

1.64 X Sr

8,33

8,33 33,33 393,88

Digunakan semen Type I

0,462

0,462

Absorbsi kerikil (Rk)

Persentase gabungan terbaik :

a. pasir

b. kerikil

Berat volume kering lepas kerikil

Volume Benda uji

Berat jenis spesifik SSD pasir

Berat jenis spesifik SSD kerikil

Kadar air pasir (Wp)

Absorbsi pasir (Rp)

Kadar air kerikil (Wk)

f. Penetapan kadar air bebas

Kadar air bebas alami (Wf) = 180 kg/m3 beton

Kadar air bebas bt. pecah (Wc) = 205 kg/m3 beton

Kadar air bebas = (2/3 X Wf) + (1/3 X Wc)

= ( 2/3 X 180 ) + ( 1/3 X 205 )

= kg/m3 beton

g. Penetapan kadar semen

Kadar semen minimum = 375 kg/m3 beton

(tabel 5.5, diktat kuliah Rekayasa Bahan/Bahan Bangunan, hal. 33)

Diambil yang terbesar dari kedua kadar semen tersebut, sehingga :

h. Berat jenis gabungan agregat

Bj. Gabungan = a . Bj. Spesifik SSD pasir + b . Bj. Spesifik SSD kerikil

Bj. Gabungan = 0,37 X 2,31 + 0,63 X 2,83 = 2,64

j. Menentukan volume total agregat

volume semen = jumlah semen / bj semen

= /

= liter

volume air = jumalh air / bj air

= /

= liter

volume udara = 4,00 % x liter (asumsi kadar air udara 4%)

= 40 liter

volume agregat = - - -

= - - -

= liter

i. Berat masing-masing agregat

volume pasir = X = liter

volume kerikil = X = liter

Jumlah = liter

Berdasarkan nilai slump 12 cm dan f maksimum agregat 10 mm, maka diperoleh :

188,33

Kadar semen =Kadar air bebas

=188,00

Faktor air semen (fas) 0,46

fas =188,00

= 0,50375

= 407,26 kg/m3 beton

407,26 3,15

129,29

188,33 1,00

188,33

1000,00

1000,00 volume semen volume air vol. Udara

1000,00 129,29 188,33 40,00

642,38

37,13% 642,38 238,52

62,87% 642,38 403,86

642,38

Bahan Beton berat (kg) volume (liter) density (kg/liter)

Air 188,33 188,33 1,00000

403,86 2,83000

Semen 407,26 129,29 3,15000

Udara 0 40,00 -

Jumlah 2289,5 1000,00

pasir 551,0 238,52 2,31000

kerikil 1142,9

< dari fas maksimum = 0,52

j. Hasil mix design SSD karakteristik agregat

Air (Wa) = kg/m3 beton

Semen (Ws) = kg/m3 beton

pasir (BSSDp) = kg/m3 beton

kerikil (BSSDk) = kg/m3 beton

k. Koreksi campuran beton untuk pelaksanaan (Koreksi secara eksak)

( 1 + ) X ( 1 - )

= kg/m3 beton

( 1 + ) X ( 1 - )

= kg/m3 beton

Perencanaan mix design adalah sebagai berikut :

188,33

407,26

550,97

1142,93

Berat lapangan pasir (BLp) =BSSDp

(1 + Rp) . (1 - Wp)

=550,97

=550,97

0,0142 0,0167 0,997263

552,48

Berat lapangan kerikil (BLk) =BSSDk

(1 + Rk) . (1 - Wk)

=1142,93

=1142,93

0,0285 0,0156 1,012455

1128,87

Bahan Beton Berat jenis (kg/m³) Berat (kg) volume (m³)

Air 1,00000 188,00 188,00000

Semen 3,15000 407,00 129,20635

Udara - 40

pasir 2,31000 551,33 238,66928

kerikil 2,83000 1143,67 404,12437

Jumlah 1000,00

BAHAN BETON BERAT/M3

BETON (kg)BERAT UTK

1 SAMPEL (kg)

Air 188,00 51,4 187,726

Semen 407,00 111,4 406,406

1143,67 312,9 1142,002

pasir 551,33 150,8 550,521

serat 55,14 15,086 55,060

kerikil

Lampiran 3. Dokumentasi Penelitian

Gambar 1. Penyiapan Serat Kawat Bendrat

Gambar 2. Pembuatan Benda Uji

Gambar 3. Uji slump beton

Gambar 4. Pengecoran sampel benda uji

Gambar 5. Pembongkaran Mould sampel

Gambar 6. Curing beton

Gambar 7. Pengujian kuat tekan

Gambar 8. Pengujian Kuat Tarik Belah

Gambar 9. Pengujian Kuat Lentur

Gambar 10. Pola Retak Kuat Tekan

Gambar 11. Pola Retak Kuat Tarik Belah

Gambar 12. Pola Retak Kuat Lentur

Gambar 13. Distribusi Material

LAMPIRAN

Lampiran 1. Pemeriksaan Agregat

Tabel Rekapitulasi Hasil Pengamatan Agregat Halus

No. Karakteristik agregat Interval Hasil



2 Kadar organik < NO. 3 NO. 1 Memenuhi


4 Berat volume



5 Absorpsi 0,2% - 4% 1,42% Memenuhi





7 Modulus kehalusan 1,50 - 3,80 2,60 Memenuhi

1. Pemeriksaan Kadar Lumpur Agregat Halus

A. Berat kering sebelum dicuci = 1000,00 gram

B. Berat kering setelah dicuci = 984,00 gram

Kadar

lumpur

= A - B

X 100%

A

= 1000,00 - 984,00 X 100% = 1,60%

1000,00

2. Pemeriksaan Kadar Organik Agregat Halus

Pemeriksaan pada standar warna menunjukkan warna No. 1 sehingga dapat

disimpulkan bahwa kadar organik pada Agregat Halus tersebut tergolong

rendah dan dapat digunakan sebagai bahan campuran beton tanpa harus dicuci

terlebih dahulu.

3. Pemeriksaan Kadar Air Agregat Halus


A Berat talangan (gram) 131

B Berat talang + benda uji (gram) 1631

C Berat benda uji = B - A (gram) 1500

D Berat benda uji kering (gram) 1475,4

Kadar

air =

C - D X

100%

1,67% D

4. Pemeriksaan Berat Volume Agregat Halus






E Berat volume = D

(kg/liter)

1,78 1,81 A

5. Berat Jenis & Penyerapan Agregat Halus

A. Berat flask = 180 gram

B. Berat contoh kondisi SSD di udara = 500 gram

C. Berat flask + air + contoh SSD = 1086 gram

D. Berat flask + air (standar) = 802 gram

E. Berat contoh kering oven di

udara = 493 gram

Berat Jenis Semu = E

E + D - C

=

493 = 2,35 493 + 802 - 1086

Berat Jenis Curah = E

B + D - C

=

493 = 2,28 500 + 802 - 1086

Berat Jenis Kering

Permukaan =

B

B + D - C

=

500 = 2,31 500 + 802 - 1086