i

KAPASITAS LENTUR DAN TARIK BETON SERATMENGGUNAKAN BAHAN TAMBAH FLY ASH

Naskah Publikasi

untuk memenuhi sebagianpersyaratanmencapai derajat Sarjana S–1 Teknik Sipil

disusun oleh :

SULARTO

NIM : D 100 030 093

NIRM : 03.6.106.03010.50093

kepada :

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2012

ii

LEMBAR PENGESAHAN

KAPASITAS LENTUR DAN TARIK BETON SERATMENGGUNAKAN BAHAN TAMBAH FLY ASH

Naskah Publikasi

Diajukan dan dipertahankan pada Ujian PendadaranTugas Akhir di hadapan Dewan Penguji

Pada tanggal : 26 September 2012

diajukan oleh :

SulartoNIM : D 100 030 093

NIRM : 03.6.106.03010.5.0093

Susunan Dewan Penguji:

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Ir. H. Henry Hartono, M.T Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T.NIP :1956.05.27.1986.03.1.002 NIK : 732

Anggota

Ir. H. Aliem Sudjatmiko, M.T.NIP : 131.683.033

Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan Untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

Surakarta, 26 September 2012

Dekan Fakultas Teknik Ketua Program Studi Teknik Sipil

Ir. Agus Riyanto, M.T. Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T.NIP : 542 NIK : 732

KAPASITAS LENTUR DAN TARIK BETON SERAT MENGGUNAKAN BAHAN TAMBAH FLY ASH

Sularto ( D 100 030 093 )Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

ABSTRAKSIPerkembangan rekayasa teknologi beton saat ini mengalami

perkembangan yang cepat terutama beton dengan penambahan serat,yaitu beton serat. Penelitian penambahan serat dan fly ash pada campuran beton bertujuan untuk meningkatkan kuat lentur, kuat tarik, daktilitas, ketahanan terhadap benturan dan kuat geser beton. Perencanaan beton serat dengan berdasarkan perbandingan antara semen, pasir, kerikil, serat dan fly ash. Benda uji yang digunakan untuk uji kuat lentur berupa balok dengan ukuran 55 cm x 10 xm x 15 cm, sedangkan untuk uji kuat tarik belah berupa silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. variasi campuran beton serat yaitu 0 %,5 %,10 %,15 % serat dan 12,5 % fly ash.Hasil Pengujian Kuat Lentur balok beton serat 0 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 10,020 MPa, serat 5 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 7,110 MPa,serat 10 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 7,920 MPa,serat 15 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 7,380 MPa. Untuk Pengujian Kuat Lentur balok beton serat 0 % dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 10,410 MPa, serat 5% dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 6,870 MPa,serat 10 % dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 8,910 MPa,serat 15% dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat lentur rata-rata 7,740 MPa. Hasil Pengujian Kuat tarik belah beton serat 0 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,802 MPa, serat 5 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,788 MPa,serat 10 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,774 MPa,serat 15 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,745 MPa. Untuk Pengujian kuat tarik belah beton serat 0 % dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,760 MPa, serat 5% dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,732 MPa,serat 10 % dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,491 MPa,serat 15% dan fly ash 12,5 % didapat nilai kuat tarik belah rata-rata 2,463 MPa. Penambahan Serat pada balok menurunkan kuat lentur sebesar 29,04 %, dengan penambahan fly ash menurunkan kuat tarik belah sebesar 11,09 %. Pada pengujian silinder menurunkan kuat tarik belah sebesar 2,03 %,dengan penambahan fly ash menurunkan kuat lentur sebesar 31,43 %.

Kata kunci : kuat lentur, kuat tarik belah dan fly ash

PENDAHULUANLatar Belakang

Perkembangan rekayasa teknologi beton saat ini telah mengalami perkembangan yang cepat. Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang paling banyak dijumpai dalam kehidupan. Mengingat fungsinya sebagai salah satu elemen pembentuk struktur yang paling banyak digunakan. Perkembangan beton dibidang beton serat memang sudah lama digalakkan. Beton serat merupakan beton yang ditambahkan serat (fiber) kedalam campurannya. Serat tersebut dapat berupa serat kayu, kelapa, tebu, baja, dan zat-zat tambahan lainnya yang dapat menambah mutu beton. Hal ini bertujuan untuk meningkatkan mutu beton yang semakin hari semakin tinggi kebutuhannya. Beton serat ini sangat berguna untuk memperbaiki atau menaikkan sifat mekanik beton.

Tujuan PenelitianTujuan Penelitian ini adalah untuk mengetahui peningkatan kuat lentur dan tarik belah beton dengan bahan tambah serat ( limbah serutan mesin bubut ) dan fly ash.

LANDASAN TEORIMenurut Tjokrodimuljo (1996), Beton serat (fiber concrete) adalah bahan komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lain yang berupa serat. Serat pada umumnya berupa batang-batang dengan diameter 5 sampai 500μm (micrometer) dan panjang sekitar 25-100 mm. bahan serat dapat berupa serat asbestos, serat tumbuh-tumbuhan (rami, bambu, ijuk), serat plastik, serat gelas/ kaca atau potongan-potongan kawat baja.

METODE PENELITIANBahan PenelitianBahan pokok yang dipakai dalam penelitian ini seperti Semen Portland ( Holcim), Pasir, Batu pecah/Split, air, Serat (Limbah serutan mesin bubut), dan fly ash.

PeralatanPeralatan pokok yang dipakai selama penelitian berlangsung adalah alat pencampur beton (beton mollen), timbangan, cetakan balok beton, cetakan silinder beton, alat uji lentur dan alat uji kuat tarik belah, dan alat bantu.

http://www.ilmusipil.com/sipil/struktur/beton-strukturhttp://www.ilmusipil.com/sipil/struktur/kayuhttp://www.ilmusipil.com/sipil/struktur/baja

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

0 15 30 45 60 75 90 105 120

Pen

urun

an (

mm

)

Waktu ( menit )

HASIL PENELITIANPengujian Bahan Penyusun BetonTabel 1. Pengujian Ikatan Awal SemenPercobaan 1 2 3 4 5 6 7 8 9Waktu (Menit) 0 15 30 45 60 75 90 100 120Penurunan (mm) 37 37 36 35 34 33 32 31 31

Grafik 1. Hubungan waktu dengan penurunan Ikatan Awal semenIkatan awal semen total yaitu (30 + 100) menit = 130 menit, untuk ikatan awal lebih dari 60 menit yaitu 130 menit, maka adukan sudah dapat digunakan sebagai perekat beton.

Tabel 2. Pengujian Agregat KasarJenis Pemeriksaan Standart Hasil Pemeriksaan

Berat Jenis Bulk 2,526 gr/cm3

Nilai Saturated Surface Dry (SSD) 2,603 gr/cm3

Penyerapan (Absorption) < 5% 3,601 %

Modulus Halus Butir 5-8 7,84Abrasi Mesin Los Angeles < 40% 26,4 %

Tabel 3. Pengujian Agregat KasarJenis Pemeriksaan Standart Hasil Pemeriksaan

Berat Jenis BulkNilai Saturated Surface Dry (SSD)Penyerapan (Absorption)Batas Gradasi PasirModulus Halus ButirKadar lumpurKotoran organik

2,5-2,7 gr/ cm3

> ½ tinggi kerucut

Pengujian Kuat Lentur Balok Beton

Tabel 4. Hasil pengujian kuat lentur balok beton tanpa fly ash umur 14 hari

Benda uji

Serat (%)

Panjang (l)cm

Lebar (b)Cm

Tinggi(d)cm

Tekanan maksimum

(kN)

Kuat Lentur maksimum

(MPa)

Kuat Lentur maks.

Rata-rata(MPa)

BBN

0 % 45 10 15 34 10,200

10,0200 % 45 10 15 31,5 9,4500 % 45 10 15 35,5 10,6500 % 45 10 15 33 9,9000 % 45 10 15 33 9,900

BBS-5

5 % 45 10 15 24 7,200

7,1105 % 45 10 15 23 6,9005 % 45 10 15 23,5 7,0505 % 45 10 15 25 7,5005 % 45 10 15 23 6,900

BBS-10

10 % 45 10 15 28 8,400

7,92010 % 45 10 15 24 7,20010 % 45 10 15 28 8,40010 % 45 10 15 25 7,50010 % 45 10 15 27 8,100

BBS-15

15 % 45 10 15 19 5,700

7,38015 % 45 10 15 26 7,80015 % 45 10 15 27 8,10015 % 45 10 15 25 7,50015 % 45 10 15 26 7,800

Grafik 2. Hubungan kuat lentur balok beton dengan persentase serat umur 14 hari

10.020

7.1107.920 7.380

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

0 5 10 15

Kua

t len

tur

balo

k be

ton

(MPa

)

persentase serat

Tabel 3. Hasil pengujian kuat lentur balok beton serat dengan fly ash umur 14 hari

Benda uji Fly Ash(%)

Serat (%)

Panjang (l)cm

Lebar (b)cm

Tinggi(d)cm

Tekanan maksimum

(kN)

Kuat Lentur maksimum

(MPa)

Kuat Lentur maks.

Rata-rata(MPa)

BBFA 12,5

0 % 45 10 15 30 9,000

10,4100 % 45 10 15 38 11,4000 % 45 10 15 36 10,8000 % 45 10 15 34 10,2000 % 45 10 15 35,5 10,650

BBSF-5 12,5

5 % 45 10 15 23 6,900

6,8705 % 45 10 15 23 6,9005 % 45 10 15 22,5 6,7505 % 45 10 15 24 7,2005 % 45 10 15 22 6,600

BBSF-10 12,5

10 % 45 10 15 28 8,400

8,91010 % 45 10 15 31 9,30010 % 45 10 15 31 9,30010 % 45 10 15 30 9,00010 % 45 10 15 28,5 8,550

BBSF-15 12,5

15 % 45 10 15 28 8,400

7,74015 % 45 10 15 24 7,20015 % 45 10 15 26 7,80015 % 45 10 15 25 7,50015 % 45 10 15 26 7,800

Grafik 3. Hubungan kuat lentur balok beton dengan penambahan serat dan fly ash

10.410

6.870

8.9107.740

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

0 5 10 15

Kua

t len

tur

balo

k be

ton

(MPa

)

Persentase penambahan serat dan fly ash

Pengujian Kuat Tarik Belah Beton

Tabel 4. Hasil pengujian kuat tarik belah beton serat tanpa fly ash umur 14 hari

Benda Uji

Serat (%) Diameter a/b

(cm)

Luas (A)cm2

Tekanan maksimum

(kN)

Kuat Tarik maksimum

(MPa)

Kuat Tarik maksimum

Rata-rata (MPa)

BN

0 % 15/15 176,715 200 2,830

2,8020 % 15/15 176,715 200 2,8300 % 15/15 176,715 195 2,7600 % 15/15 176,715 210 2,9720 % 15/15 176,715 185 2,618

BS-5

5 % 15/15 176,715 230 3,255

2,7885 % 15/15 176,715 185 2,6185 % 15/15 176,715 180 2,5475 % 15/15 176,715 200 2,8305 % 15/15 176,715 190 2,689

BS-10

10 % 15/15 176,715 200 2,830

2,77410 % 15/15 176,715 220 3,11310 % 15/15 176,715 205 2,90110 % 15/15 176,715 185 2,61810 % 15/15 176,715 170 2,406

BS-15

15 % 15/15 176,715 210 2,972

2,74515 % 15/15 176,715 190 2,68915 % 15/15 176,715 180 2,54715 % 15/15 176,715 200 2,83015 % 15/15 176,715 190 2,689

Grafik 4. Hubungan kuat tarik belah silinder beton dengan penambahan serat

2.802

2.788

2.774

2.745

2.7102.7202.7302.7402.7502.7602.7702.7802.7902.8002.810

0 5 10 15

Kua

t tar

ik b

elah

bet

on (

MPa

)

Persentase penambahan serat

Tabel 5. Hasil pengujian kuat tarik belah beton serat dengan fly ash umur 14 hari

Benda Uji

Fly Ash(%)

Serat (%)

Diameter a/b

(cm)

Luas (A)cm2

Tekanan maksimum

(kN)

Kuat Tarik maksimum

(MPa)

Kuat Tarik maksRata-rata

(MPa)

BFA 12,5

0 % 15/15 176,715 195 2,760

2,7600 % 15/15 176,715 180 2,5470 % 15/15 176,715 210 2,9720 % 15/15 176,715 210 2,9720 % 15/15 176,715 180 2,547

BSF-5 12,5

5 % 15/15 176,715 185 2,619

2,7325 % 15/15 176,715 210 2,9725 % 15/15 176,715 190 2,6895 % 15/15 176,715 180 2,5485 % 15/15 176,715 200 2,477

BSF-10

12,5

10 % 15/15 176,715 175 2,477

2,49110 % 15/15 176,715 180 2,54810 % 15/15 176,715 165 2,33510 % 15/15 176,715 190 2,68910 % 15/15 176,715 170 2,406

BSF-15

12,5

15 % 15/15 176,715 170 2,406

2,46315 % 15/15 176,715 160 2,26515 % 15/15 176,715 200 2,83115 % 15/15 176,715 180 2,54815 % 15/15 176,715 160 2,265

Grafik 5. Hubungan kuat tarik belah beton dengan persentase serat dan fly ash

2.7602.732

2.4912.463

2.300

2.350

2.400

2.450

2.500

2.550

2.600

2.650

2.700

2.750

2.800

0 5 10 15

Kua

t tar

ik b

elah

bet

on (

MP

a)

Persentase penambahan serat dan fly ash

KESIMPULAN DAN SARANKesimpulan1. Dari pengujian kuat lentur balok beton diperoleh kuat lentur balok beton

normal sebesar 10,020 MPa, sedangkan untuk kuat lentur balok beton dengan

penambahan serat 5 % sebesar 7,110 MPa, untuk penambahan serat 10 %

sebesar 7,920 MPa, dan pada penambahan serat 15 % sebesar 7,380 MPa.

Dengan demikian, pengaruh penambahan serat adalah menurunkan kuat

lentur balok beton sebesar 29,04 %.

2. Dari pengujian kuat lentur balok beton dengan fly ash diperoleh kuat lentur balok beton sebesar 10,410 MPa, pada persentase penambahan serat 5 % dan

fly ash 12,5 % menghasilkan kuat lentur rata-rata sebesar 6,870 MPa, pada

persentase penambahan serat 10 % dan fly ash 12,5 % menghasilkan kuat

lentur rata-rata sebesar 8,910 MPa, pada persentase penambahan serat 15 %

dan fly ash 12,5 % menghasilkan kuat lentur rata-rata sebesar 7,740 MPa.

Berarti, bahwa pengaruh penambahan serat adalah menurunkan kuat lentur

balok beton sebesar 31,43 %.

3. Dari pengujian kuat tarik belah silinder beton normal diperoleh kuat tarik

belah beton normal sebesar 2,802 MPa, pada persentase penambahan serat 5

% menghasilkan kuat tarik belah rata-rata sebesar 2,788 MPa, pada

persentase penambahan serat 10 % menghasilkan kuat tarik belah rata-rata

sebesar 2,774 MPa, pada persentase penambahan serat 15 % menghasilkan

kuat tarik belah rata-rata sebesar 2,745 MPa. Dengan demikian, bahwa

pengaruh penambahan serat adalah menurunkan kuat tarik belah beton

sebesar 2,03 %.

4. Dari pengujian kuat tarik belah silinder beton fly ash diperoleh kuat tarik

belah sebesar 2,760 MPa, pada persentase penambahan serat 5 % dan fly ash

12,5 % menghasilkan kuat tarik belah rata-rata sebesar 2,732 MPa, pada

persentase penambahan serat 5 % dan fly ash 12,5 % menghasilkan kuat tarik

belah rata-rata sebesar 2,491 MPa, pada persentase penambahan serat 5 %

dan fly ash 12,5 % menghasilkan kuat tarik belah rata-rata sebesar 2,463

MPa. Berarti, bahwa pengaruh penambahan serat dan fly ash adalah

menurunkan kuat tarik belah beton sebesar 11,09 %.

5. Penambahan Serat 5%, 10% dan 15% mengakibatkan penurunan kuat lentur

dan kuat tarik belah dari beton normal.

6. Dengan penambahan fly ash sebanyak 12,5% dari jumlah semen

mengakibatkan kenaikan kuat lentur balok beton dari beton normal. Kuat

tarik belah mengakibatkan penurunan dari beton normal.

7. Penambahan Serat limbah serutan besi dengan bentuk seperti per tidak layak

digunakan pada campuran beton karena akan mengurangi kekuatan beton

tersebut.

Saran1) Panjang Serat dan persentase serat yang digunakan lebih bervariasi untuk

mendapatkan penambahan serat yang optimal.

2) Dapat digunakan bentuk dan ukuran serat limbah serutan besi yang lain

mengingat serat limbah serutan besi bentuknya bermacam-macam.

3) Penggunaan Agregat harus memenuhi standart aturan yang berlaku untuk

mendapatkan hasil beton yang maksimal.

4) Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya ditentukan fas dan umur beton yang

lebih bervariasi agar didapatkan hasil pengujian yang optimal.

5) Sebelum dilaksanakan penelitian harus ada Hipotesa awal mengenai bahan-

bahan yang digunakan.

DAFTAR PUSTAKADepartemen Pekerjaan Umum, 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan di

Indonesia, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum, 1989. LPMB. Tata cara Rencana Pembuatan Campuran Beton Normal, SK SNI T-15-1990-3, Departemen Pekerjaan Umum, Bandung.

Departemen Pekerjaan Umum, 1996. Metode Pengujian Kuat Lentur Beton Dengan Balok Uji Sederhana Yang Dibebani Terpusat Langsung, SNI 03-4154-1996, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum, 2002. Metode Pengujan Kuat Tarik Belah Beton,SNI 03-2491-2002, Departemen Pekerjaan Umum, Bandung.

Haricipto, A., 2005. “Pemanfaatan Limbah Briket Batu bara Sebagai Bahan Tambah Terhadap Kuat Tekan beton Dengan Perendaman Air Laut”, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.

Hidayat, S. Y. 1986. Penelitian pendahuluan pemanfaatan abu terbang (Fly Ash)untuk campuran beton di Indonesia. Jakarta: Jurnal Litbang Vol. III No. 4-5 April dan Mei 1986.

Nugroho, R. S., 2002. “Kuat Lentur Balok Beton Serat Dengan Menggunakan Chip” Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.

Suhendro, B., 1991, “Pengaruh Pemakaian Kawat Lokal Pada Sifat – sifat Beton”, Laporan Penelitian, Lembaga Penelitian UGM, Yogyakarta.

Suhendro, B., 1991, “Pengaruh Pemakaian Fiber Secara Parsial Pada Balok Beton Bertulang”, Laporan Penelitian, Lembaga Penelitian UGM, Yogyakarta.

Tjokrodimuljo, K, 1995. Bahan Bangunan, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Tjokrodimuljo, K, 1996. Teknologi Beton, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Pengesahan Nakah ttd.pdf2. Naskah Publikasi Ilmiah.pdf