PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DAN …perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PENGARUH...
-
Upload
truonghanh -
Category
Documents
-
view
227 -
download
2
Transcript of PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DAN …perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PENGARUH...
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT DAN ABU
SEKAM PADI PADA BETON MUTU TINGGI TERHADAP
KUAT TEKAN, KUAT TARIK BELAH DAN MODULUS
ELASTISITAS
(The Effect of Adding Bendrat Fiber and Rice Husk Ash on High Quality
Concrete of Compressive Strength, Tensile Strength, and Modulus of Elastisity)
SKRIPSI
Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh:
UNTUNG JOKO MULATNO
I 1113088
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
2016
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
MOTTO
“Sesungguhnya Allah SWT tidak mengubah nasib suatu kaum sebelum
mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri”
(Q.S. Ar Ra’du : 11)
“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat bagi orang lain”
(H.R. Tirmidzi)
“Dan janganlah kamu berjalan di muka bumi ini dengan sombong, karena
sesungguhnya kamu sekali-kali tidak dapat menembus bumi dan sekali-kali
kamu tidak akan setinggi langit”
(Q.S. Al Isro’ : 37)
“Orang yang cerdas adalah orang yang selalu mengoreksi dirinya dan beramal
untuk sesudah mati. Orang yang bodoh adalah orang yang mengikuti hawa
nafsunya dan berangan-angan kepada Allah”
(H.R. Bukhari)
Dunia yang kita ciptakan adalah buah pikiran kita dan kita tidak akan dapat
megubah dunia jika pikiran kita tidak berubah.
(A. Einstein).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
PERSEMBAHAN
Syukur Alhamdulillah atas segala nikmat, karunia serta hidayah Allah SWT
Dan Shalawat serta salam semoga tercurahkan kepada Rasulullah SAW Dengan segala kerendahan hati kupersembahkan karya ini kepada.....
Allah SWT Dengan Izin dan RidloMu lah ada dan tidaknya sesuatu
Ayah dan Ibu Do’a kasih sayang serta pengorbanan kalian kepada anak-anakmu tercinta
Semua sahabat-sahabatku...
, Teman-teman transfer UNS angkatan 2013 dan semua teman-teman yang sudah membantuku dan menyemangatiku, Trimakasih untuk semuanya
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-
Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan baik.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka
banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya
penyusunan skripsi ini. Untuk itu, Penyusun ingin menyampaikan ucapan
terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
3. Bapak Ir. Slamet Prayitno, MT selaku Dosen Pembimbing I.
4. Ibu Ir. Endang Rismunarsi, MT selaku Dosen Pembimbing II.
5. Tim Penguji Pendadaran.
6. Bapak Ir. Slamet Prayitno, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik.
7. Rekan-rekan tim beton serat bendrat : Widiatmoko dan Deny yang telah
membantu selama penyelesaian skripsi.
8. Teman-teman Mahasiswa Sipil Transfer 2013 UNS.
9. Semua pihak yang telah membantu penyusun dalam menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada
umumnya dan mahasiswa pada khususnya.
Surakarta, Desember 2015
Penyusun
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL…..............................................................................
HALAMAN PERSETUJUAN..................................................................
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................
MOTTO…………………..........................................................................
PERSEMBAHAN…………......................................................................
ABSTRAK ……………….........................................................................
ABSTRACT ………………….………………...…………………………
KATA PENGANTAR................................................................................
DAFTAR ISI…………………..................................................................
DAFTAR GAMBAR ……….....................................................................
DAFTAR TABEL…………......................................................................
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL..........................................................
DAFTAR LAMPIRAN ………….............................................................
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
ix
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.5.1.
1.5.2.
Latar Belakang…........................................................................
Rumusan Masalah ......................................................................
Batasan Masalah .........................................................................
Tujuan Penelitian ........................................................................
Manfaat Penilitian ......................................................................
Manfaat Teoritis .........................................................................
Manfaat Praktis ……………………...………………………...
1
3
4
4
5
5
5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1.
2.2.
2.2.1.
2.2.2.
2.2.3.
2.2.4.
Tinjauan Pustaka…...................................................................
Landasan Teori ….....................................................................
Beton …………........................................................................
Beton Serat……........................................................................
Beton Mutu Tinggi ...................................................................
Material Dasar Pembentuk Beton ............................................
6
9
9
9
10
13
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
2.2.4.1.
2.2.4.2.
2.2.4.3.
2.2.4.4.
2.2.4.5.
2.2.5.
2.2.6.
2.2.6.1.
2.2.6.2.
2.2.7
2.2.8.
2.2.9.
2.2.10.
Semen Portland….…………………...………………...……...
Agregat ………………………………………………..……...
Air …………………………………………………..………...
Bestmittel…………………………………………………………….
Abu Sekam Padi…………………………………………..……
Perawatan Beton (Curing) ........................................................
Bahan Tambah………………………………………………...
Pengertian Bahan Tambah…………………………………….
Serat Bendrat………………………………………………….
Mekanisme Beton Serat……………………………………….
Kuat Tekan Beton (f’c)………………………………...……...
Kuat Tarik Belah Beton …………………………………..…..
Modulus Elastisitas Beton …………………………………....
13
14
16
17
18
19
20
20
20
21
24
26
27
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1.
3.2.
3.3.
3.7.
3.5.
3.5.1.
3.5.2.
3.5.3.
3.5.3.1.
3.5.3.2.
3.5.3.3.
3.5.3.4.
3.5.4.
3.5.4.1.
3.5.4.2.
3.5.4.3.
3.6.
Uraian Umum……....................................................................
Tahapan Penelitian …...............................................................
Alat Penelitian ……..................................................................
Bahan Uji Penelitian..................................................................
Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar ......................
Standar Pengujian Agregat Halus. ............................................
Standar Pengujian Agregat Kasar. ............................................
Pengujian Agregat Halus ……….……………………..……...
Pengujian Kadar Lumpur dalam Agregat Halus …..….……...
Pemeriksaan Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus ...……
Pengujian Specific Gravity Agregat Halus...............................
Pengujian Gradasi Agregat Halus ………….……...…………
Pengujian Agregat Kasar ……………………………………..
Pengujiaan Specific Gravity......................................................
Pengujian Gradasi ………...…………………………..………
Pengujiaan Abrasi ……….…………………………………....
Perencanaan Campuran Beton……………………………...
31
32
35
35
36
36
36
37
37
37
38
39
40
40
42
42
42
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.
3.12.
Pembuatan Benda Uji …………………...………...……...
Perawatan Benda Uji ……………………………………..…..
Pengujian Kuat Tekan …………..…………………………....
Pengujian Kuat Tarik Belah ………………………………….
Pengujian Modulus Elastisitas ……………………………….
Analisis Data dan Pembahasan…………………………………
45
46
46
48
49
50
BAB 4 DATA, ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1.
4.1.1.
4.1.1.1.
4.1.1.2.
4.1.1.3.
4.1.1.4.
4.1.2.
4.1.2.1.
4.1.2.2.
4.2.
4.3.
4.3.1
4.3.2.
4.3.3.
4.3.4.
4.3.5.
Hasil Pengujian Bahan Dasar……............................................
Hasil Pengujian Agregat Halus ……………………...............
Hasil Pengujian Kandungan Lumpur........................................
Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik..................................
Hasil Pengujian specific gravity Agregat Halus ………….....
Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ……………………...
Hasil Pengujian Agregat Kasar ………………………………
Hasil Pengujian specific gravity Agregat Kasar ……………..
Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar……………….……...
Hasil Perhitungan Rancang Campur Metode ACI …………
Hasil Pengujian dan Pembahasan Beton ……………………
Hasil Pengujian Slump ………….………….……...…………
Hasil Pengujian dan Pembahasan Berat Jenis………….……..
Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Tekan..........................
Hasil Pengujian dan Pembahasan Kuat Tarik Belah.................
Hasil Pengujian dan Pembahasan Modulus Elastisitas.............
51
51
51
51
52
53
55
55
56
57
58
58
59
60
65
69
BAB 5 KESIMULAN DAN SARAN
5.1.
5.2.
Kesimpulan………………………............................................
Saran …………………………..……………………...............
77
79
DAFTAR PUSTAKA
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Gambar 4.9
Gambar 4.10
Gambar 4.11
Gambar 4.12
Gambar 4.13
Mekanisme Kerja Serat pada Pembebanan Beton............
Bagan Alir Tahap Penelitian …........................................
Benda Uji Kuat Tekan Beton.………..............................
Timbangan Bascule ………...............................................
Alat Uji Modulus Elastisitas ….....………………...……...
Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik ……....………
Grafik Gradasi Agregat Halus ………………………....
Grafik Gradasi Agregat Kasar ……………...…...……...
Kurva Hasil Pengujian Kuat Tekan ………………...…..
Grafik Fungsi Polynomial Pengujian Kuat Tekan………
Diagram Hubungan Kuat Tekan Beton dengan % serat
Bendrat …………………………………………………
Kurva Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ………..
Grafik Fungsi Polynomial Pengujian Kuat Tarik Belah...
Diagram Hubungan Kuat Tarik Belah Beton dengan %
Serat Bendrat …………………………………………...
Nilai tegangan regangan benda uji BS 0 - 1………...…..
Kurva Hasil Uji Lab Modulus elastisitas pada berbagai
variasi kadar serat Bendrat ……………………………..
Grafik Fungsi Polynomial Modulus Elastisitas………....
Diagram Hubungan Modulus Elastisitas dengan % serat
Bendrat …………………………………………………
23
34
47
34
49
52
53
56
62
62
63
67
67
68
71
74
74
75
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 2.5
Tabel 3.1
Tabel 3.2
Tabel 3.3
Tabel 3.4
Tabel 3.5
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Tabel 4.6
Tabel 4.7
Tabel 4.8
Tabel 4.9
Tabel 4.10
Tabel 4.11
Tabel 4.12
Tabel 4.13
Tabel 4.14
Klasifikasi High Strength Concrete, High Performance
Concrete ………………………………………………...
Susunan Unsur Semen Portland........................................
Jenis-jenis Semen Portland …..........................................
Batasan Susunan Butiran Agregat Halus........................
Batasan Susunan Butiran Agregat Kasar.......................
Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tekan ……………...
Jumlah dan Kode Benda Uji Kuat Tarik Belah ………...
Jumlah dan Kode Benda Uji Modulus Elastisitas ………
Pengaruh Kadar Zat Organik Terhadap Presentase
Penurunan Kekuatan Beton .............................................
Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM.................
Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus ……….
Hasil pengujian gradasi agregat halus.…………...……..
Hasil Pengujian Agregat Halus.........................................
Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar ……….
Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar ………..……....
Hasil Pengujian Agregat Kasar ……………….....……...
Proporsi campuran adukan beton untuk 1 sampel
silinder beton …..………………………………………..
Hasil Pengujian Berat Jenis Beton mutu tinggi metode
ACI Berserat Bendrat ………………………………...
Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ………………...…...
Hasil Kuat Tekan …………………………...…...……...
Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton …………...…..
Hasil Kuat Tarik Belah …………………………………
Hasil perhitungan modulus elastisitas beton ……………
Hasil Modulus Elastisitas ……...………………………..
11
13
14
15
16
31
32
38
39
40
52
53
54
55
56
57
58
59
61
64
66
69
73
76
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
G = Faktor granular
Σc = Kekuatan semen (dari pabrik / lembaga penelitian)
C = Berat semen perkubikasi beton
σ28 = Kekuatan tekan rata-rata beton pada umur 28 hari
f’c = Kuat desak beton benda uji silinder (MPa)
P = Beban desak maksimum (N)
A = Luas permukaan benda uji silinder (mm2)
ft = Kuat tarik belah (MPa)
L = Panjang benda uji (mm)
D = Diameter benda uji (mm)
E
=
Konstanta proporsionalitas yang dikenal dengan modulus
elastisitas bahan
σ = Tegangan aksial searah sumbu benda
ε = Regangan aksial
α = Sudut yang dibentuk oleh daerah kurva tegangan-regangan
Ec = Modulus elastisitas (MPa)
Wc = Berat volume beton (kg/m3)
L = Penurunan arah longitudinal
L = Tinggi beton relative (jarak antara dua strain gauge) (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
S1
S2
S
γs
γ
W
C
CA
γ CA
A
A’
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Tegangan yang bersesuaian dengan regangan
Tegangan sebesar 0,4 f’c
Massa agregat halus per unit
Berat jenis pasir
Berat jenis semen
Berat satuan air
Berat satuan semen
Jumlah agregat kasar
Berat jenis agregat kasar
Prosentase rongga udara
Berat pasir kering oven
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABSTRAK
Untung Joko Mulatno,2015, Pengaruh Penambahan Serat Bendrat dan Abu
Sekam Padi Pada Beton Mutu Tinggi Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik
Belah, dan Modulus Elastisitas, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret.
Disebabkan perkembangan zaman, struktur bangunan mengalami perkembangan
yang sangat pesat. Struktur beton bertulang merupakan salah satu struktur yang
sangat diandalkan kekuatannya saat ini dan banyak dimanfaatkan pada
pembangunan gedung-gedung tinggi, jembatan dengan bentang panjang, tower
dan sebagainya. Struktur demikian membutuhkan beton mutu tinggi dengan kuat
tekan lebih besar dari 6000 Psi atau 41,4 MPa yang digunakan untuk menopang
komponen struktur. Dengan demikian perlu adanya peningkatan mutu beton
dengan langkah menambahkan serat pada beton segar, maka dipilihlah bahan
tambah serat bendrat yang bertujuan meningkatkan kuat tekan beton. Tujuan
penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan serat bendrat
terhadap sifat-sifat mekanik beton berupa kuat tekan, kuat tarik belah, dan
modulus elastisitas.
Metode yang digunakan adalah metode eksperimen yang dilaksanakan di
laboratorium Bahan UNS. Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 15 cm
dan tinggi 30 cm untuk pengujiankuat tekan, dan kuat tarik belah dan modulus
elastisitas. Benda uji masing-masing berjumlah 4 buah untuk 1 variasi kadar
penambahan serat. Persentase serat yang digunakan adalah 0%; 0,5%;1%; 1,5%;
dan 2%. Pengujian menggunakan alat CTM (Compression Testing Machine).
Perhitungan yang digunakan adalah analisis statistik dengan regresi linear pada
batas elastis beton menggunakan program Microsoft Excel.
Hasil dari penelitian ini adalah peningkatan nilai kuat tekan, kuat tarik belah, dan
modulus elastisitas beton mutu tinggi setelah ditambah serat bendrat. Peningkatan
paling maksimum terdapat pada kadar penambahan serat sebesar 1% dari berat
beton. Nilai kuat tekan beton dengan kadar penambahan serat bendrat sebesar 0%;
0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 46,07 MPa; 48,07 MPa; 50,06 MPa; 47,23 MPa;
dan 46,92 MPa. Nilai kuat tarik belah beton dengan kadar penambahan serat
bendrat sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 2,60 MPa; 2,68 MPa; 2,74
MPa; 2,64 MPa; dan 2,58 Mpa. Nilai modulus elastisitas dengan persentase
penambahan serat bendrat sebesar 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; dan 2% adalah 19843,52
MPa; 25041,41 MPa; 31337,01 MPa; 25134,63 MPa dan 16830,59 MPa.
Penambahan kadar serat sebesar 1% menghasilkan peningkatan kuat tekan, kuat
tarik belah, dan modulus elastisitas berturut-turut sebesar 8,66%; 5,03%; dan
57,92% dibandingkan dengan beton mutu tinggi tanpa serat.
Kata kunci : Beton Mutu Tinggi, Serat Bendrat, Abu Sekam Padi, Kuat Tekan,
Kuat Tarik Belah, Modulus Elatisitas
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
ABSTRACT
Untung Joko Mulatno, 2015, Effect of Fiber Addition and Abu bendrat Rice
Husk On Against High Quality Concrete Compressive Strength, Strong Pull
Shopping, and Modulus of Elasticity, Final Department of Civil Engineering,
Faculty of Engineering, Sebelas Maret University
Due to the times, the building structure has developed very rapidly. Reinforced
concrete structure is a structure that is very reliable strength of current and widely
used in the construction of tall buildings, long-span bridges, towers and so on. The
structure thus requiring high strength concrete with compressive strength greater
than 6,000 psi or 41.4 MPa which is used to support structural components. Thus
the need to increase the strength of concrete with steps add fiber to the fresh
concrete, the chosen material added bendrat fiber derived from waste materials or
recycling project that is not useful, to be reused as an added ingredient which aims
to improve the compressive strength of concrete. The purpose of this study was to
determine the effect of fiber bendrat and Abu Rice Husk on the mechanical
properties of concrete such as compressive strength, split tensile strength, and
modulus of elasticity.
The method used is an experimental method that is carried out in the laboratory
Material UNS. Cylindrical test specimen with a diameter of 15 cm and a height of
30 cm to streng test press, and split tensile strength and modulus of elasticity.
Each test specimen consists of 4 pieces to one variation of the levels of addition of
fiber. Percentage of fiber used is 0%; 0.5%; 1%; 1.5%; and 2%. Tests using a
CTM (Compression Testing Machine). Calculation used is statistical analysis with
a linear regression on the elastic limit of the concrete using the Microsoft Excel
program.
Results from this study was the increase in the compressive strength, split tensile
strength, modulus of elasticity and high strength concrete after bendrat plus fiber.
The maximum possible increase in the levels of addition of fiber found in 1% of
the weight of the concrete. The compressive strength of concrete with the addition
of fiber bendrat levels of 0%; 0.5%; 1%; 1.5%; and 2% is 46.07 MPa; 48.07 MPa;
50.06 MPa; 47.23 MPa; and 46.92 MPa. The value of tensile strength of the
concrete sides with the addition of fiber bendrat levels of 0%; 0.5%; 1%; 1.5%;
and 2% is 2.60 MPa; 2.68 MPa; 2.74 MPa; 2.64 MPa; and 2.58 Mpa. The value of
elastic modulus with the addition of fiber bendrat percentage of 0%; 0.5%; 1%;
1.5%; and 2% is 19843.52 MPa; 25041.41 MPa; 31337.01 MPa; 25134.63 and
16830.59 MPa MPa. The addition of fiber content of 1% resulted in an increase in
compressive strength, split tensile strength, and modulus of elasticity, respectively
for 8.66%; 5.03%; and 57.92% compared with the high quality concrete without
fiber.
Keywords: High Quality Concrete, Fiber bendrat, Ashes Rice Husk, Compressive
Strength, Strong Pull Shopping, modulus of elasticity