jurusan sipil fakultas teknik universitas

Jurnal Penelitian Teknik Sipil
JURNAL TUGAS AKHIR
KAJIAN EKSPERIMENTAL KUAT LENTUR BETON YANG MENGGUNAKAN
LIMBAH PECAHAN BETON RINGAN SEBAGAI PENGGANTI AGREGAT KASAR
Oleh :
ADWAN BAHAR
D11106033
JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2012
0
Jurnal Penelitian Teknik Sipil
KAJIAN EKSPERIMENTAL KUAT LENTUR BETON YANG MENGGUNAKAN
LIMBAH PECAHAN BETON RINGAN SEBAGAI PENGGANTI AGREGAT KASAR
M. W. Tjaronge1, Abd. Madjid. Akkas3, Adwan Bahar4
ABSTRAK: Dalam dunia konstruksi, teknologi beton telah banyak dikembangkan untuk menemukan sifat mekanis optimal
dengan biaya yang relatif murah. Penggunaan material beton dalam berbagai aplikasi konstruksi, memiliki dampak terhadap
persediaan bahan pembentuknya. Di lain kondisi, terdapat beberapa lingkungan yang menghasilkan limbah padat dari
kelebihan beton setelah pekerjaan konstruksi maupun sisa pembongkaran konstruksi tua. Melalui beberapa penelitian dan
pengembangan teknologi beton yang telah dilakukan, limbah padat sisa konstruksi dapat dimanfaatkan sebagai bahan
pembentuk material beton agregat daur ulang yang bernilai ekonomis. Beton agregat daur ulang merupakan inovasi rancang
campuran beton dengan menggunakan bahan hasil dari penghancuran beton jadi yang kemudian digunakan sebagai agregat.
Salah satu sifat mekanik beton yang perlu diperhatikan adalah kuat lentur beton, yaitu kuat tarik beton tak langsung dalam
keadaan lentur akibat momen dari beton itu sendiri. Maksud dari penelitian ini adalah mencari alternatif agregat kasar
sebagai material beton dengan penggunaan material limbah konstruksi untuk mengurangi permasalahan limbah lingkungan.
Penelitian ini dilaksanakan dengan tujuan menganalisis karakteristik agregat dan kekuatan lentur beton yang menggunakan
limbah pecahan beton ringan. Dari hasil pengujian kuat lentur terhadap 3 variasi benda uji beton, diperoleh nilai kuat lentur
beton daur ulang yang lebih kecil dari beton normal. Pada umur 28 hari, umur beton normal (100% split) mencapai 6.67
MPa, beton 100% LPBR mencapai 3.33 MPa, sedangkan beton 50% LPBR dan split mencapai 4.00 MPa. Hasil ini menjadi
acuan untuk penggunaan beton daur ulang sebagai material konstruksi dalam komponen non-struktural.
Kata Kunci : Teknologi Beton, Beton Agregat Daur Ulang, Kuat Lentur
PENDAHULUAN
Dalam dunia konstruksi, beton memiliki
peran penting sebagai material utama yang
umum digunakan. Hal ini disebabkan oleh
kelebihan dari beton itu sendiri, antara lain
kemudahan dalam pengerjaannya, kuat tekan
yang tinggi serta memiliki nilai ekonomis
dalam pembuatan dan perawatannya. Dalam
pemenuhan kebutuhan pembangunan, teknologi
beton telah banyak dikembangkan untuk
menemukan sifat mekanis optimal dengan
biaya yang relatif murah.
SNI mendefenisikan beton merupakan
campuran antara semen portland atau semen
hidraulik lain, agregat halus, agregat kasar dan
air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang
membentuk masa padat. Penggunaan material
beton dalam berbagai aplikasi konstruksi,
memiliki dampak terhadap persediaan bahan
pembentuk beton itu sendiri. Keterbatasan alam
dalam menyediakan material pembentuk beton
akibat penambangan yang terjadi secara terus
menerus. Di lain kondisi, beberapa lingkungan
menghasilkan limbah padat dari kelebihan
beton setelah pekerjaan konstruksi maupun sisa
pembongkaran konstruksi tua.
Melalui beberapa penelitian dan
pengembangan teknologi beton yang telah
dilakukan, limbah padat sisa konstruksi dapat
dimanfaatkan sebagai bahan pembentuk
material beton agregat daur ulang yang bernilai
ekonomis. Beton agregat daur ulang merupakan
campuran beton yang menggunakan limbah
pecahan beton sebagai pengganti agregat
penyusun beton dalam hal ini digunakan
sebagai pengganti agregat kasar. Penelitian ini
dilaksanakan dengan tujuan menganalisis
karakteristik limbah pecahan beton ringan
sebagai agregat kasar serta menganalisis
kekuatan lentur beton yang menggunakan
limbah pecahan beton ringan.
1
1. Dosen, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar 90245, INDONESIA
2. Dosen, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar 90245, INDONESIA
3. Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar 9025, INDONESIA
Jurnal Penelitian Teknik Sipil
METODE PENELITIAN
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini
merupakan inventaris Laboratorium Jurusan
Teknik Sipil Fakultas Teknik Unhas. Untuk
pengujian karakteristik agregat, menggunakan
oven, timbangan, gelas ukur 1000 ml,
piknometer, tabel warna, talam, satu set
saringan, mesin Los Angeles, ember, timba dan
selang air.
Untuk
pengujian
benda
uji,
menggunalan Universal Testing Machine
kapasitas 50 kN, bak perendam, satu set alat uji
Slump, cetakan benda uji balok, penggaris dan
timbangan.
Bahan yang digunakan pada penelitian
ini terdiri dari Semen PCC merek Tonasa, pasir
dan split dari pengambilan di daerah Bili-bili,
pecahan beton ringan sisa pembangunan
gedung Teknik Gowa dan air PAM.
Pengujian Karakteristik Agregat
Pengujian
ini
dilakukan
di
Laboratorium Jurusan Sipil Fakultas Teknik
Unhas. Standar pengujian ini mengacu pada
ASTM dengan rincian seperti pada Tabel 1
berikut.
Tabel 1. Pengujian Karakteristik Agregat
Pengujian Karaktersistik
Agregat Halus
Agregat Kasar
Acuan
ASTM
Analisa saringan
Analisa saringan
C136-01
Berat jenis dan
penyerapan
Berat jenis dan
penyerapan
C128-01;
C127-01
Berat volume
Berat volume
C 29M-97
Kadar air
Kadar air
C566-97
Kadar lumpur
Kadar lumpur
117-95
Kadar organik
Abrasi/ keausan
C40-99;
C131-03
Mix Design
Penentuan
komposisi
mix
design
mengacu pada SK. SNI. T-15-1990-03 “Tata
Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton
Normal”.
Pengujian Kuat Lentur
Benda uji yang digunakan berukuran 10
cm x 10 cm x 40 cm. Pengujian kuat lentur
mengacu pada ASTM C 78 - 02 Standard Test
Method for Flexural Strength of Concrete
(Using Simple Beam with Third-Point Loading)
dan termuat pada SNI 03 – 4431 – 1997.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian Karakteristik Agregat
Hasil pengujian karakteristik yang
diperoleh pada pengujian agregat halus (pasir)
dan agregat kasar (split dan LPBR) berturutturut ditunjukan pada Tabel 2 – Tabel 4 sebagai
berikut.
Tabel 2. Hasil Pengujian Agregat Halus
NO
1
2
3
4
5
6
7
8
KARAKTERISTI
K AGREGAT
Analisa saringan
Modulus
Kehalusan
Berat jenis spesifik
a. BJ. Nyata
b. BJ. Dasar kering
c. BJ. Kering
permukaan
Penyerapan air
Berat volume
a. Kondisi lepas
b. Kondisi padat
Kadar Air
Kadar Lumpur
Kadar Organik
HASIL
PENGAMATAN
Gradasi 3
Memenuhi
2.31
Memenuhi
2.63
2.56
Memenuhi
Memenuhi
2.59
Memenuhi
1.01
Memenuhi
1.60
1.65
4.53 %
3.2 %
No. 2
Memenuhi
Memenuhi
Memenuhi
Memenuhi
Memenuhi
KET
2
Jurnal Penelitian Teknik Sipil
Tabel 3. Hasil Pengujian Agregat Kasar (Split)
KARAKTERISTIK
AGREGAT
HASIL
PENGAMATAN
KET
1
Analisa saringan
Grad. 4.75 – 37.5
Memenuhi
2
Modulus Kehalusan
7.05
Memenuhi
3
Berat jenis spesifik
a. BJ. Nyata
2.63
Memenuhi
b. BJ. Dasar kering
2.56
Memenuhi
2.59
Memenuhi
1.01
Memenuhi
a. Kondisi lepas
1.62
Memenuhi
b. Kondisi padat
1.73
Memenuhi
NO
4
c. BJ. Kering
permukaan
Penyerapan air
5
Berat volume
6
Kadar Air
4.40 %
Memenuhi
7
Kadar Lumpur
0.7 %
Memenuhi
8
Keausan
27.6 %
Memenuhi
Tabel 4. Hasil Pengujian Agregat Kasar (LPBR)
Untuk hasil pengujian karaktersitik
limbah pecahan beton ringan, terdapat
beberapa kriteria yang tidak memenuhi
standar ASTM. Namun, material ini tetap
digunakan untuk mengetahui lebih lanjut
pengaruhnya pada pengujian kuat lentur.
Mix Design
Mix design beton normal sesuai SK.
SNI. T-15-1990-03 ditunjukkan pada Tebl 5.
Untuk komposisi beton dengan pecahan
beton ringan sebagai pengganti split
menggunakan metode perbandingan sesuai
dengan Tabel 5 untuk subtitusi 50% pecahan
beton ringan dan Tabel 6 untuk subtitusi
100% pecahan beton ringan.
Tabel 5. Komposisi Campuran Beton Normal
Bahan
Berat/m³
Beton
Rasio Terhadap
Jumlah Semen
(kg)
Berat Untuk
9 Sampel
(kg)
Beton
KARAKTERISTIK
AGREGAT
HASIL
PENGAMATAN
KET
Air
182.77
0.45
7.90
1
Analisa saringan
Grad. 4.75 - 37.5
Memenuhi
Semen
402.17
1.00
17.37
2
Modulus
Kehalusan
7.10
Memenuhi
Pasir
595.71
1.48
25.73
3
Berat jenis spesifik
Split
1239.35
3.08
53.54
NO
a. BJ. nyata
1.26
b. BJ. Dasar kering
0.79
c. BJ. Kering
permukaan
1.16
4
Penyerapan air
5
Berat volume
a. Kondisi lepas
b. Kondisi padat
47.06 %
0.33
0.29
6
Kadar Air
6.80 %
7
Kadar Lumpur
0.5 %
8
Keausan
74 %
Tidak
Memenuhi
Tidak
Memenuhi
Tidak
Memenuhi
Tidak
Memenuhi
Tidak
Memenuhi
Tidak
Memenuhi
Tidak
Memenuhi
Memenuhi
Tidak
Memenuhi
Tabel 6. Komposisi Campuran Beton 100% LPBR
Bahan
Berat/m³
Beton
Rasio Terhadap
Jumlah Semen
(kg)
Berat Untuk
9 Sampel
(kg)
Beton
Air
182.77
0.45
7.90
Semen
402.17
1.00
17.37
Pasir
595.71
1.48
25.73
LPBR
220.16
0.55
9.51
Tabel 7. Komposisi Campuran Beton 50% LPBR
Bahan
Berat/m³
Beton
Rasio Terhadap
Jumlah Semen
(kg)
Berat Untuk
9 Sampel
(kg)
Beton
Air
182.77
0.45
7.90
Semen
402.17
1.00
17.37
Pasir
595.71
1.48
25.73
Split
619.68
1.04
26.77
LPBR
110.08
0.27
4.76
3
Jurnal Penelitian Teknik Sipil
Kuat Lentur
Hasil pengujian kuat lentur diperoleh
sesuai data pada Tabel 8 berikut.
Tabel 8. Kuat Lentur Rata-rata Beton
9000
3.67
3
4000
1.61
5333.33
2.14
12666.67
4.94
8333.33
2.40
7
7333.33
2.93
1666.67
6.67
28
8333.33
3.33
10000
4.00
Persentase Kuat Lentur (%)
Normal
100%
LPBR
50%
LPBR
Normal
100%
LPBR
50%
LPBR
Normal
100%
LPBR
50%
LPBR
(N)
Tegangan
Lentur, R =
(P.L)/(bh²)
(MPa)
Beban
Lentur, P
Komposisi material penyusun beton
memiliki pengaruh terhadap kuat lentur yang
dihasilkan dari beton tersebut. Hal ini dapat
kita lihat pada Gambar 4.1 yang menunjukkan
hubungan kuat lentur terhadap umur beton
sesuai dengan komposisi yang telah
ditentukan. Pada umur 28 hari, kuat lentur
rata-rata beton normal (100% split) sebesar
6.67 MPa, beton dengan 100% LPBR sebesar
3.33 MPa, sedangkan beton dengan 50%
LPBR dan 50% split sebesar 4.00 MPa. Hasil
ini dapat diperhatikan seperti pada Gambar 1
berikut.
8.00
Kuat Lentur (MPa)
100%
100%
80%
50%
60%
60%
40%
20%
0%
100% LPBR
50% LPBR +
Split
100% Split
Gambar 2. Diagram persentase kuat lentur benda uji
terhadap beton normal
Dari hasil pengamatan lendutan pada
saat pengujian, diperoleh kurva yang
cenderung membentuk garis liniar seperti
pada Gambar 3. Hal ini disebabkan oleh
pertambahan nilai lendutan yang seiring
dengan peningkatan beban yang diberikan
secara terus menerus hingga mencapai
kondisi lentur maksimum sebelum akhirnya
mengalami patah.
20000
15000
Beban, P (N)
Benda
Uji
Umur
Benda
Uji
(hari)
Gambar 2 menunjukkan persentase
perbandingan kuat lentur beton pada 28 hari
benda uji. Kuat lentur yang dihasilkan dengan
komposisi
100%
LPBR
mengalami
penurunan sebesar 50% terhadap kuat lentur
beton normal (100% Split). Sedangkan untuk
beton dengan komposisi 50% LPBR dan Split
mengalami penurunan sebesar 60% terhadap
kuat lentur beton normal.
10000
6.00
4.00
5000
0
0.00
2.00
0.00
0
10
20
Umur (hari)
100% LPBR
50% LPBR + Split
30
Gambar 1. Grafik korelasi kuat lentur terhadap umur
beton
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
Lendutan, δ (mm)
Beton Normal (100% Split)
Beton 100% LPBR
0.60
Gambar 3. Grafik korelasi antara beban lentur
terhadap lendutan beton umur 28 hari
4
Jurnal Penelitian Teknik Sipil
Dari hasil pengamatan mengenai
distribusi agregat kasar pada benda uji dapat
kita perhatikan bahwa dalam satu penampang
patah terdapat 36 butir split pada beton
normal (100% split) dan 37 butir LPBR pada
beton 100% LPBR. Sedangkan untuk beton
50% split dan 50% LPBR terdapat 36 butir
agregat kasar yang terdiri dari 18 butir split
dan dan 18 butir LPBR. Hal ini menunjukkan
bahwa benda uji yang dihasilkan pada
penelitian ini tidak mengalami segregasi. Hal
ini ditunjukkan dengan perbandingan jumlah
agregat kasar pada bagian atas dengan jumlah
agregat kasar pada bagian bawah sample yang
tidak terlalu besar.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian dan pembahasan
diperoleh beberapa kesimpulan sebagai
berikut :
1. Hasil pemeriksaan karakteristik agregat
pada limbah pecahan beton ringan
didapatkan bahwa untuk pengujian
analisa saringan, modulus kehalusan dan
kadar lumpur semuanya memenuhi
spesifikasi ASTM. Sedangkan untuk
pengujian berat jenis spesifik, absorpsi,
kadar air, dan keausan pada limbah
pecahan beton ringan tidak memenuhi
spesifikasi ASTM.
2. Hasil pengujian kuat lentur beton
menunjukkan peningkatan untuk masingmasing variasi benda uji. Pada umur 28
hari, kuat lentur rata-rata beton normal
(100% split) sebesar 6.67 MPa, beton
dengan 100% LPBR sebesar 3.33 MPa,
sedangkan beton dengan 50% LPBR dan
50% split sebesar 4.00 MPa.
3. Hasil pembacaan lendutan untuk setiap
variasi diperoleh nilai yang berbeda
untuk setiap variasi. Kecenderungan
kurva
membentuk
garis
liniar
menunjukkan
besarnya
perubahan
lendutan seiring dengan penambahan
beban.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ayahanda dan ibunda tercinta atas
perhatian yang diberikan kepada ananda.
Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin yang
selama ini membimbing dan memberikan
pengarahan. Bapak Sudirman Sitang selaku
staf Laboratorium Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin atas
segala bantuan dan pengarahan selama
pelaksanaan penelitian di Laboratorium.
Penulis juga menghaturkan terima kasih
kepada saudara-saudaraku angkatan 2006,
yang senantiasa memberikan motivasi dengan
caranya masing-masing
DAFTAR PUSTAKA
Akkas, Abdul Madjid. Rekayasa Bahan /
Bahan Bangunan. Makasaar: Jurusan
Sipil.1996.
American Standard for Testing and Material.
Annual Book of ASTM. Concrete and
Aggregate. Volume 04.02. US and Canada.
2003.
Duma, Heidi. Studi Perilaku Kuat Lentur dan
Susut pada Beton Agregat Daur Ulang.
Skripsi
tidak
diterbitkan.
Jakarta.
Universitas Indonesia. 2008.
Mulyono, Tri. Teknologi Beton. Yogyakarta:
Andi. 2003.
Nawy, Edward G. Reinforced Concrete: A
Fundamental Approach. 6th ed. New
Jersey: Pearson Prentice Hall. 2009.
Nugraha, P. dan Antoni. Teknologi Beton.
Yogyakarta: Andi. 2007.
5