perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user i KAJIAN KUAT TARIK LANGSUNG BETON RINGAN METAKAOLIN BERSERAT ALUMINIUM PASCA BAKAR (A Study on Direct Tension Strength Of Post-Burn Alumunium-Fibred Metacaoilin Lightweight Concrete) SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : SETIAWAN I 1106055 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011
77
Embed
KAJIAN KUAT TARIK LANGSUNG BETON RINGAN METAKAOLIN BERSERAT … · 2013-07-22 · sebagai bahan kajian karena beton ringan kini menjadi salah satu material yang ... Beton ringan mempunyai
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
KAJIAN KUAT TARIK LANGSUNG BETON RINGAN
METAKAOLIN BERSERAT ALUMINIUM PASCA BAKAR
(A Study on Direct Tension Strength Of Post-Burn Alumunium-Fibred
Metacaoilin Lightweight Concrete)
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
SETIAWAN
I 1106055
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2011
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
MOTTO
“Jadilah Orang yang Berguna Bagi Orang Lain”.
“Kerjakanlah Pekerjaan yang Membawa Berkah Bagimu dan Orang Yang
Kamu Cinta”
PERSEMBAHAN
“Bapak dan Ibuku”, yang tidak berhenti memberikan kasih sayang, semangat dan dukungan selama ini. “Kakakku dan seluruh keluargaku”, yang selalu aku sayangi dan ku cinta. “Seseorang”, yang masih di hati yang selalu memberi kecerahan dan kedamaian sampai saat ini. “Sahabatku, temen2 satu kelompokku, temen2 angkatan 2006, 2005, 2007, anak2 kontrakan, temen2 futsal”, terima kasih atas kebersamaannya dan dukungannya, semua tidak akan pernah aku lupa dan aku kenang sepanjang masa. “Ratna, Tri, Vian, terimakasih atas dukungan serta motivasinya, kita akan bersahabat untuk selamanya” “Pak Medi dan Ibu Endah Safitri”, terima kasih atas bimbinggannya selama ini. “Almamaterku”, Universitas Sebelas Maret Surakarta
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
ABSTRAK
Setiawan, 2011. ”KAJIAN KUAT TARIK LANGSUNG BETON RINGAN METAKAOLIN BERSERAT ALUMINIUM PASCA BAKAR”. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Selama ini kuat tarik beton sangat sulit diukur dibandingkan kekuatan tekan. Pada penelitian ini untuk mengetahui nilai kuat tarik beton, yaitu dengan melakukan pengujian terhadap beton komposit dan baja tulangan yang nantinya akan diperoleh nilai kuat tarik pada beton. Pada penelitian dipilih beton ringan sebagai bahan kajian karena beton ringan kini menjadi salah satu material yang menjadi alternatife dalam dunia kontruksi. Beton ringan mempunyai nilai isolasi yang lebih tinggi dari pada beton normal. Adanya penambahan serat alumunium dan metakaolin bertujuan untuk meningkatkan mutu dan memperbaiki sifat-sifat beton ringan itu sendiri.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimental di laboratorium dengan
benda uji berupa balok komposit dengan ukuran 100mm x 100mm x 300mm dan baja tulangan D10 dengan menggunakan alat Universal Testing Machine. Total benda uji 45 buah yang terdiri dari 3 variasi campuran, 15 benda uji komposit beton ringan, 15 benda uji dengan penambahan serat alumunium 0,75% dari volume adukan beton, dan 15 benda uji dengan penambahan serat alumunium 0,75% dari volume adukan beton + metakaolin 0,75%dari berat semen. Benda uji dibakar dengan 5 variasi pembakaran yaitu tanpa pembakaran dengan suhu 300°C, 400°C, 500°C dan 500°C dengan curing ulang. dan setiap variasi pembakaran terdiri dari 3 buah benda uji.
Dari hasil pengujian diketahui bahwa nilai kuat tarik bertambah dengan
penambahan serat aluminium. Selain itu pengaruh peningkatan suhu tanpa pembakaran dan pembakaran 300°C, 400°C, 500°C mengakibatkan nilai kuat tarik pada beton semakin menurun. Nilai kuat tarik pada beton ringan berturut-turut adalah 0,2133; 0,2; 0,1133;0,167; pada beton ringan alumunium 0,2667; 0,19; 0,093; 0,0867; pada beton ringan metakaolin alumunium 0,2; 0,1867; 0,1667; 0,0867. Curing ulang pada beton ringan, beton ringan alumunium, beton ringan metakaolin alumunium yang dibakar 500°C terjadi perbaikan nilai kuat tarik yang besarnya 0,1933; 0,1533; 0,14 rata-rata masing-masing kenaikan adalah 42,13 % dari nilai suhu 500°C tanpa perawatan. Kata kunci : Beton Ringan, kuat tarik, Metakaolin, Pasca bakar, Serat
Aluminium
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Dalam kontruksi bangunan, beton mempunyai peranan yang sangat penting dan
dominan. Oleh karena itu saat ini teknologi beton banyak mengalami
penyempurnaan dalam hubungannya dengan kekuatan, umur, manfaat dan
jenisnya.
Yang menjadi dasar penelitian ini adalah bagaimana memadukan keunggulan
semua material penyusun untuk mendapatkan hal yang baru. Dalam penelitian ini
menggunakan beton ringan, karena selama ini beton ringan belum mendapatkan
tempat yang luas dalam penggunaanya sebagai elemen struktur. Penyebab
sedikitnya pemakaian beton ringan sebagai elemen struktur adalah adanya
anggapan bahwa beton ringan mempunyai kuat tekan yang rendah dibandingkan
dengan beton normal. Hal ini tidak dapat dibenarkan seluruhnya karena beton
ringan dapat dibuat dengan kekutan mencapai 65 Mpa (koyati et a,1999). Bukti
berikut dapat digunakan sebagai pendukung yaitu Dhir et. Al (1984) dengan kuat
desak maksimum yang dihasilkan sebesar 60 Mpa pada umur beton satu tahun,
Vincent (2003) yang melakukan penelitian dengan menguji campuran beton
lightweight high strength (55 MPa) dan Mediyanto dkk (2003) menguji campuran
alumunium beton lightweight (33 MPa, 28 hari).
Parameter kuat tarik beton secara tepat sulit untuk diukur. Biasanya untuk
mendapatkan nilai kuat tarik beton dilakukan dengan pengujian kuat tarik belah
beton yang hasilnya digunakan untuk menentukan nilai kuat tarik beton. Selain itu
dengan mencari nilai modulus of rupture (modulus runtuh), yang hasilnya
digunakan untuk mengetahui batas beban yang bekerja pada struktur tanpa
mengalami keruntuhan.
1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Seperti beton normal, selain mempunyai keunggulan, beton ringan juga
mempunyai kekurangan. Yaitu reduksi kuat tarik beton yang mencapai 30%,
modulus elastisitas yang berkisar 0,5 – 0,75 kali beton normal pada kuat desak
yang sama. Oleh karena itu perlu diupayakan untuk memperbaiki kuat tariknya,
misalnya dengan menambahkan baja tulangan pada elemen struktur yang
mengalami tegangan tarik sehingga terbentuk suatu struktur komposit yang
dikenal dengan sebutan beton bertulang. Selain itu dapat dipakai serat sebagai
bahan tambah pada beton ringan,seperti dilaporkan mediyanto dkk. (2004) bahwa
serat-serat alumunium telah dapat meningkatkan kuat tekan, kuat belah, modulus
elastisitas, MOR, dan meningkatkan kinerja beton bertulang.
Pada beton serat, analisis kontribusi kuat tarik beton serat pada tulangan bajanya
belum banyak dilakukan. Pada penelitian ini dilakukan uji tarik langsung yaitu
beton dengan baja tulangan. Pada uji ini, diharapkan dengan membandingkan
antara grafik tegangan-regangan baja dan komposit antara baja dan beton ringan
dapat diketahui besarnya nilai kuat tarik langsung beton akibat penambahan serat
alumunium. Disamping itu akan dapat dievaluasi pula peningkatan beban tarik
baik leleh maupun maksimum, daktilitas, kekakuan dan serapan energy baja
tulangan yang diselimuti oleh beton ringan metakaolin berserat alumunium.
Untuk meningkatkan kekuatan beton biasanya diberikan bahan tambah tertentu.
Salah satunya adalah metakaolin, metakaolin merupakan hasil pembakaran kaolin
(china clay) pada suhu 4500C – 9000C. Metakaolin yang digunakan dalam
campuran beton memberi konstribusi yang cukup signifikan baik sifat fisik
maupun durabilitasnya (sambowo,2003). Hal ini terlihat dari kenaikan kuat tekan,
modulus elastisitas dan modulus runtuh dari beton dimana metakaolin
ditambahkan untuk menggantikan semen sampai kadar optimumnya. Disamping
dapat meningkatkan kekuatan beton, metakaolin juga berkonstribusi dalam
memperkecil permeabilitas dan meningkatkan kepadatan. Sebagai bahan tambah,
metakaolin mempunyai ukuran partikel metakaolin lebih kecil dari semen tetapi
lebih besar dari silika fume.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
Kebakaran merupakan salah satu fenomena yang setiap saat bisa terjadi kapan
saja, panas atau kenaikan suhu pada saat terjadi kebakaran menjadi beban beton
yang menerimanya.
Dalam penelitian ini akan membahas kuat tarik langsung beton ringan metakaolin
berserat alumunium yang terjadi pada saat pasca bakar dan setelah perawatan.
Suhu pembakaran diberikan berdasarkan suhu leleh aluminium yaitu kira-kira
6600 C dan suhu pembakaranya adalah 3000 C, 4000 C, dan 5000 C. Perawatan
yang dimaksud adalah dengan membasahi beton dengan karung basah selama 28
hari. Beton yang mengalami perawatan setelah dibakar papa suhu 5000 C.
Pada penelitian ini diharapkan diperoleh kombinasi keunggulan yakni beton
ringan metakaolin berserat alumunium yang memiliki sifat mekanis tinggi
terhadap kuat tarik langsung.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka dapat diambil
rumusan masalah yaitu: seberapa besar pengaruh pembakaran pada suhu 3000 C,
4000 C, 5000 C dan perawatan dengan air pada:
1. beton ringan
2. beton ringan berserat alumunium
3. beton ringan metakaolin berserat alumunium
yang ditinjau pada kuat tariknya?
1.3. Batasan Masalah
Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan
masalah sebagai berikut :
1) Semen yang digunakan adalah PCC (Portland Compsite Cement)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
2) Kadar alumunium 0,75% dari volume total campuran beton yang
dipotong-potong dengan panjang 50 mm dan lebar 2 mm.
3) Kadar metakaolin 7,5% dari berat semen
4) Seluruh agregat kasar menggunakan ALWA sebagai pengganti batu pecah.
5) Suhu pembakaran adalah 3000 C, 4000 C, dan 5000 C.
1.4. Tujuan Penelitian
Secara singkat tujuan dari penelitian ini adalah : Mengevaluasi pengaruh
pembakaran pada suhu 3000 C, 4000 C, 5000 C dan perawatan dengan air pada
Tabel 4.10. Hasil Pengujian Beton Ringan Berserat Alumunium
Kode
Benda
Uji
Luas
Penampang
(mm2)
Suhu
(oC)
P
Leleh
(kg)
P Leleh
Rerata
(kg)
P
Max
(kg)
P Max
Rerata
(kg)
BRF-1 100x100 Suhu
Ruang
2900
2813.33
3880
3833.33 BRF-2 100x100 2820 3860
BRF-3 100x100 2720 3760
BRF-1 100x100
300o 2810 2935
4000
4066.67 BRF-2 100x100 3800
BRF-3 100x100 3060 4400
BRF-1 100x100
400o
2840
2713.33
3800
3793.33 BRF-2 100x100 2680 3740
BRF-3 100x100 2620 3840
BRF-1 100x100
500o
2720
2860
3760
3933.33 BRF-2 100x100 2680 3840
BRF-3 100x100 3180 4200
BRF-1 100x100 500o
+
Curing
2920
2873.33
4020
3926.67 BRF-2 100x100 2900 3880
BRF-3 100x100 2800 3880
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
Tabel 4.11. Hasil Pengujian Beton Ringan Metakaolin Berserat Alumunium
Kode
Benda
Uji
Luas
Penampang
(mm2)
Suhu
(oC)
P
Leleh
(kg)
P Leleh
Rerata
(kg)
P
Max
(kg)
P Max
Rerata
(kg)
BRMF-1 100x100 Suhu
Ruang
3040 2870
4050
3770 BRMF-2 100x100 3760
BRMF-3 100x100 2700 3500
BRMF-1 100x100
300o
2720
2846.67
3840
4060 BRMF-2 100x100 2920 4060
BRMF-3 100x100 2900 4280
BRMF-1 100x100
400o 2760 2730
4040
3946.67 BRMF-2 100x100 3880
BRMF-3 100x100 2700 3920
BRMF-1 100x100
500o
3020
2960
4100
3893.33 BRMF-2 100x100 2900
3800
BRMF-3 100x100 3780
BRMF-1 100x100 500o
+
Curing
2900
2860
3900
3913.33 BRMF-2 100x100 2880 3860
BRMF-3 100x100 2800 3980
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4.6.2. Analisis Data
Pada penelitian ini yang digunakan untuk analisis adalah data saat benda uji
mengaami leleh ( P leleh). Adapun
4.12, 4.13, 4.14, 4.15 dan 4.1
Tabel 4.12. Perubahan P leleh
Kode benda
Uji
P leleh
(kg)
BR-1 2620 BR-2
2580 BR-3
BRF-1 2900 BRF-2 2820 BRF-3 2720
BRMF-1 3040
BRMF-2 BRMF-3 2700
Gambar 4.3. Diagram P leleh Tanpa pembakaran
2450
2500
2550
2600
2650
2700
2750
2800
2850
2900
Nila
i P L
eleh
Jenis Beton
Pada penelitian ini yang digunakan untuk analisis adalah data saat benda uji
mengaami leleh ( P leleh). Adapun perubahan nilai P leleh disajikan dalam table
dan 4.16 berikut:
Perubahan P leleh Tanpa Pembakaran
P leleh rata-
rata (kg) Perubahan (%)
2600
2813.33 8.205
2870 10.384
Diagram P leleh Tanpa pembakaran
Jenis Beton
Beton Ringan
Beton Ringan alumunium
Beton Ringan Metakaolin alumunium
57
Pada penelitian ini yang digunakan untuk analisis adalah data saat benda uji
an dalam table
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
Tabel 4.13. Perubahan P leleh pada Pembakaran suhu 3000C
Kode
benda Uji
P leleh
(kg)
P leleh rata-
rata (kg) Perubahan (%)
BR-1 2880 2980
BR-2
3080 BR-3
BRF-1 2810 2935 -1.533 BRF-2
BRF-3 3060 BRMF-1 2720
2846.67 -4.474 BRMF-2 2920 BRMF-3 2900
Gambar 4.4. Diagram P leleh pada Pembakaran suhu 3000C
Tabel 4.14. Perubahan P leleh pada Pembakaran suhu 4000C
Kode benda
Uji
P leleh
(kg)
P leleh rata-
rata (kg) Perubahan (%)
BR-1 2720 2733.33
BR-2 2700 BR-3 2780
BRF-1 2840 2713.33 -0.732 BRF-2 2680
BRF-3 2620 BRMF-1
2760 2730 -0.122 BRMF-2 BRMF-3 2700
250025502600265027002750280028502900295030003050
Nila
i P L
eleh
Jenis Beton
Beton Ringan
Beton Ringan alumunium
Beton Ringan Metakaolin alumunium
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59
Gambar 4.5. Diagram Nilai P leleh pada Pembakaran suhu 4000C
Tabel 4.15. Perubahan P leleh pada Pembakaran suhu 5000C
Kode
benda Uji
P leleh
(kg)
P leleh rata-
rata (kg) Perubahan (%)
BR-1 2860 2880
BR-2 2900 BR-3 2880
BRF-1 2720 2860 -0.694 BRF-2 2680
BRF-3 3180 BRMF-1 3020
2960 2.778 BRMF-2 2900
BRMF-3
Gambar 4.6. Diagram Nilai P leleh pada Pembakaran suhu 5000C
2500
2550
2600
2650
2700
2750
Nila
i P L
eleh
Jenis Beton
Beton Ringan
Beton Ringan alumunium
Beton Ringan Metakaolin alumunium
25002550260026502700275028002850290029503000
Nila
i P L
eleh
Jenis Beton
Beton Ringan
Beton Ringan alumunium
Beton Ringan Metakaolin alumunium
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60
Tabel 4.16. Perubahan P leleh pada suhu 5000 dan perawatan
Kode benda
Uji
P leleh
(kg)
P leleh rata-
rata (kg) Perubahan (%)
BR-1 2980
BR-2 2960 BR-3 3000
BRF-1 2920 2873.33 -3.579 BRF-2 2900
BRF-3 2800 BRMF-1 2900
2860 -4.027 BRMF-2 2880 BRMF-3 2800
Gambar 4.7. Diagram NIlai P leleh pada Pembakaran suhu 5000+Perawatan
Kuat tarik beton dihitung dengan rumus tegangan yaitu gaya per satuan luas atau
dapat dirumuskan sebagai berikut:
AP
=s (2.1)
)( 12 PPP -= (2.2)
hbA ´= (2.3)
hb
PP
´-
=)( 12s (2.4)
2500
2550
2600
2650
2700
2750
2800
2850
2900
2950
3000
3050
Nila
i P L
eleh
Jenis Beton
Beton Ringan
Beton Ringan alumunium
Beton Ringan Metakaolin alumunium
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61
Dimana : s = tegangan tarik langsung beton ringan (Mpa) P = gaya yang diterima beton komposit (N) P1 = gaya pada baja tulangan P2 = gaya pada benda uji b = Lebar balok benda uji (mm) h = Tinggi balok benda uji (mm)
Berdasarkan tabel 4.7, 4.8, 4.9 dan 4.10 dapat dilakukan hitungan untuk
mengetahui besarnya nilai kuat tarik beton ringan, yang merupakan selisih dari
nilai P leleh balok komposit dengan P leleh baja tulangan dibagi dengan luas
penampang balok
Contoh hitungan kuat tarik beton untuk benda uji BR tanpa pembakaran
Diketahui: P leleh komposit = 2600
P leleh baja = 2546.67
Luas penampang = 100 mm x 100 mm = 10000 mm2
Sehingga diperoleh besarnya
Kuat tarik beton (f’ct) = 10000
)67.25462600( - = 0.0053 kg/mm2 = 0.05 Mpa
Hasil hitungan selengkapnya disajikan dalam tabel 4.17 berikut:
Tabel 4.17. Hasil Hitungan Kuat Tarik Beton Tanpa Pembakaran
Kode Benda
Uji
P Leleh Komposit
(kg)
P Leleh Baja
(kg)
Kuat Tarik Beton
(MPa)
BR 2600 2546.67 0.053
BRF 2813.33 2546.67 0.2667
BRMF 2870 2546.67 0.323
Tabel 4.18. Hasil Hitungan Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 3000C
Kode Benda
Uji
P Leleh Komposit
(kg)
P Leleh Baja
(kg)
Kuat Tarik Beton
(MPa)
BR 2980 2660 0.32
BRF 2935 2660 0.275
BRMF 2846.67 2660 0.1867
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62
Tabel 4.19. Hasil Hitungan Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 4000C
Kode
Benda Uji
P Leleh Komposit
(kg)
P Leleh Baja
(kg)
Kuat Tarik Beton
(MPa)
BR 2733.33 2620 0.1133
BRF 2713.33 2620 0.0933
BRMF 2730 2620 0.11
Tabel 4.20. Hasil Hitungan Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 5000C
Kode Benda
Uji
P Leleh Komposit
(kg)
P Leleh Baja
(kg)
Kuat Tarik Beton
(MPa)
BR 2880 2773.33 0.1067
BRF 2860 2773.33 0.0867
BRMF 2960 2773.33 0.19
Tabel 4.21. Hasil Hitungan Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 5000C dan
Perawatan
Kode Benda
Uji
P Leleh Komposit
(kg)
P Leleh Baja
(kg)
Kuat Tarik Beton
(MPa)
BR 2980 2720 0.26
BRF 2873.33 2720 0.1533
BRMF 2860 2720 0.14
Perubahan nilai kuat tarik beton dengan suhu ruang, 3000C, 4000C, 5000C dan
5000C+perawatan dapat dilihat dalam Tabel 4.22, 4.23, 4.24, 4.25 dan 4.26
berikut:
Tabel 4.22. Perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Tanpa Pembakaran
Kode Benda
Uji
Nilai Kuat Tarik
Beton (MPa)
Perubahan
(%)
BR 0.053 -
BRF 0.2667 80
BRMF 0.323 83.505
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63
Gambar 4.8. Diagram Nilai kuat tarik beton Tanpa Pembakaran
Tabel 4.23. Perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Pada Pembakaran Suhu 3000C
Kode Benda
Uji
Nilai Kuat Tarik
Beton (MPa)
Perubahan
(%)
BR 0.32 -
BRF 0.275 -14.063
BRMF 0.1867 41.667
Gambar 4.9. Diagram Nilai kuat tarik beton pada Pembakaran suhu 3000C
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
Kua
t Tar
ik
Jenis Beton
Beton Ringan
Beton Ringan alumunium
Betn Ringan Metakaolin alumunium
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
Kua
t Tar
ik
Jenis Beton
Beton Ringan
Beton Ringan alumunium
Betn Ringan Metakaolin alumunium
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
64
Tabel 4.24. Perubahan nilai Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 4000
Kode Benda
Uji
Nilai Kuat Tarik
Beton (MPa)
Perubahan
(%)
BR 0.1133 -
BRF 0.0933 -17.647
BRMF 0.11 -2.941
Gambar 4.10. Diagram Nilai kuat tarik beton pada Pembakaran suhu 4000C
Tabel 4.25. Perubahan Nilai Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 5000C
Kode Benda
Uji
Nilai Kuat Tarik
Beton (MPa)
Perubahan
(%)
BR 0.1067 -
BRF 0.0867 -18.75
BRMF 0.187 75
Gambar 4.11. Diagram Nilai kuat tarik beton pada Pembakaran suhu 5000C
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
Kua
t Tar
ik
Jenis Beton
Beton Ringan
Beton Ringan alumunium
Betn Ringan Metakaolin alumunium
0
0.05
0.1
0.15
0.2
Kua
t Tar
ik
Jenis Beton
Beton Ringan
Beton Ringan alumunium
Betn Ringan Metakaolin alumunium
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
65
Tabel 4.26. Perubahan Nilai Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 5000 dan
perawatan
Kode Benda
Uji
Nilai Kuat Tarik
Beton (MPa)
Perubahan
(%)
BR 0.26 -
BRF 0.1533 -41.026
BRMF 0.14 -46.154
Gambar 4.12. Diagram Nilai kuat tarik beton pada Pembakaran suhu 5000 dan
perawatan
Pengaruh peningkatan suhu terhadap nilai kuat tarik beton disajikan dalam tabel
4.27, sampai 4.32 berikut:
Tabel 4.27. Penghitungan perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Ringan (BR) dengan
Variasi Suhu
Kode
benda uji
Suhu
(0C)
Nilai kuat tarik beton
(MPa)
Penurunan
(%)
BR Suhu Ruang 0.053
BR 300 0.32 83.333
BR 400 0.1133 -64.583
BR 500 0.1067 -5.88
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Kua
t Tar
ik
Jenis Beton
Beton Ringan
Beton Ringan alumunium
Betn Ringan Metakaolin alumunium
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Gambar 4.13. Diagram Hubungan
(BR)
Tabel 4.28. Penghitungan perubahan nilai kuat tarik
Ulang
Kode
benda uji
Suhu
(0C)
BR 500
BR 500+Curing
Gambar 4.14. Diagram Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton
Ringan (BR)
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
Kua
t Tar
ik
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Kua
t Tar
ik
Hubungan Suhu terhadap Nilai Kuat Tarik Beton
Penghitungan perubahan nilai kuat tarik beton Ringan setelah
Nilai kuat tarik beton
(MPa)
Penurunan
(%)
0.1067
Curing 0.26 58.974
Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton
(BR)
Tanpa Pembakaran
300
400
500
500
500+Perawatan
66
Suhu terhadap Nilai Kuat Tarik Beton Ringan
setelah Curing
Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
67
Tabel 4.29. Penghitungan perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Ringan Alumunium
(BRF) dengan Variasi Suhu
Kode
benda uji
Suhu
(0C)
Nilai kuat tarik beton
(MPa)
Penurunan
(%)
BRF Suhu Ruang 0.2667
BRF 300 0.275 3.0303
BRF 400 0.0933 66.061
BRF 500 0.0867 7.143
Gambar 4.15. Diagram Hubungan Suhu terhadap Nilai Kuat Tarik Beton Ringan
Alumunium (BRF)
Tabel 4.30. Penghitungan perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Ringan Alumunium
(BRF) setelah Curing Ulang
Kode
benda uji
Suhu
(0C)
Nilai kuat tarik beton
(MPa)
Penurunan
(%)
BRF 500 0.0867
BRF 500+Curing 0.1533 43.478
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Kua
t Tar
ik Tanpa Pembakaran
300
400
500
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
68
Gambar 4.16. Diagram Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton
Ringan Alumunium (BRF)
Tabel 4.31. Penghitungan Perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Ringan Metakaolin
Alumunium (BRMF) dengan Variasi Suhu
Kode
benda uji
Suhu
(0C)
Nilai kuat tarik beton
(MPa)
Penurunan
(%)
BRMF Suhu Ruang 0.323
BRMF 300 0.1867 42.268
BRMF 400 0.11 -41.071
BRMF 500 0.1867 41.071
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
Kua
t Tar
ik
500
500+Perawatan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Gambar 4.17. Diagram Hubungan
Metakaolin Alumunium
Tabel 4.32. Penghitungan perubahan N
Alumunium setelah
Kode
benda uji
Suhu
(0C)
BRMF 500
BRMF 500+Curing
Gambar 4.18. Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton
Metakaolin Alumunium
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
Kua
t Tar
ik
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
Kua
t Tar
ik
Diagram Hubungan Suhu terhadap Nilai Kuat Tarik Beton
Metakaolin Alumunium (BRMF)
Penghitungan perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Ringan Metakaolin
setelah Curing Ulang
Nilai kuat tarik beton
(MPa)
Penurunan
(%)
0.1867
Curing 0.14 -33.333
Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton
Metakaolin Alumunium (BRMF)
Tanpa Pembakaran
300
400
500
500
500+Perawatan
69
Suhu terhadap Nilai Kuat Tarik Beton Ringan
Beton Ringan Metakaolin
Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton Ringan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
70
4.7. Pembahasan
1. Dari tabel 4.27 nilai kuat tarik beton ringan sebelum, setelah dibakar dan
setelah dilakukan perawatan adalah
a. Suhu kamar : 0.053
b. Suhu 3000C : 0.32
c. Suhu 4000C : 0.1133
d. Suhu 5000C : 0.1067
e. Suhu 5000C+curing : 0.26
2. Dari tabel 4.29 nilai kuat tarik beton ringan alumunium sebelum, setelah
dibakar dan setelah dilakukan perawatan adalah
a. Suhu kamar : 0.2667
b. Suhu 3000C : 0.275
c. Suhu 4000C : 0.0933
d. Suhu 5000C : 0.0867
e. Suhu 5000C+curing : 0.1533
3. Dari tabel 4.31 nilai kuat tarik beton ringan alumunium metakolin sebelum,
setelah dibakar dan setelah dilakukan perawatan adalah
a. Suhu kamar : 0.323
b. Suhu 3000C : 0.1867
c. Suhu 4000C : 0.11
d. Suhu 5000C : 0.1867
e. Suhu 5000C+curing : 0.14
Pada penelitian ini jelas terlihat bahwa serat berperan penting dalam proses
peningkatan kuat tarik beton. Hal ini dibuktikan dengan penambahan serat nilai
kuat tariknya naik 80% dibandingkan dengan beton ringan tanpa serat hal ini
dapat dilihat pada gambar 4.8 diatas. Seperti yang dikemukakan oleh suhendro
(2002) disebabkan karena adanya dowel action (aksi lekatan antar muka pada
serat dengan beton). Dengan adanya mekanisme dowel action dalam beton telah
terbukti secara efektif menunda terjadinya retakan-retakan mikro beton yang pada
akhirnya mampu meningkatkan secara dramatis berbagai sifat mekanik beton.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
71
Sementara setelah beton dibakar pada suhu 3000C, 4000C, 5000Cnilai kuat
tariknya mengalami penurunan berturut-turut niali tersebut sebesar 14.06%;
17.65%; 18.75%. Hal ini disebabkan karena beton serat sangat komplek. Dengan
adanya serat panas rambatan menjadi lebih cepat, sehingga beton mengalami
kenaikan suhu karena pengaruh induksi panas yang sangat kuat.
Untuk benda uji dengan penambahan metakaolin nilai kuat tarik beton juga
mengalami peningkatan yaitu sebesar 83.5% dapat dilihat pada tabel 4.22. Hal ini
sesuai apa yang dikemukakan oleh Jirawat S. (2001) bahwa metakaolin
mempunyai ukuran rata-rata partikel yang lebih kecil dari pada ukuran rata-rata
partikel semen sehingga dapat bekerja untuk mengisi ruang antar butiran semen
dan dapat memperkuat ikatan antar partikel-partikelnya.
Pada kondisi pasca bakar dengan suhu diatas 3000C baja tulangan akan cepat
memuai. Hal ini disebabkan karena baja akan cepat mengembang bila dikenai
panas serta cepat menyusut bila panas yang ada dihilangkan. Inilah yang
menyebabkan adanya rongga antara baja tulangan dengan beton.
(Athur raharjo 2002)
Dari data-data diatas pada setiap penambahan suhu pembakaran terjadi penurunan
kuat tarik, baik pada beton ringan, beton ringan alumunium, maupun beton ringan
alumunium metakolin. Dapat terlihat jelas pada gambar 4.13 sampai 4.18
hubungan kuat tarik dengan kenaikan suhu pembakaran. Hal ini sesuai dengan apa
yang dikemukakan oleh Al-Mutairi dan Al-Shaleh bahwa kekuatn tarik beton
akan langsung berkurang dan berangsur-angsur berkurang dengan semakin
meningkatnya suhu.
Pada suhu 3000C terjadi penurunan kuat tarik pada beton ringan berserat
alumunium metakaolin yaitu besarnya penurunan adalah 42.47% hal ini
disebabkan oleh beberapa faktor yaitu pada suhu 3000C sudah terjadi transformasi
bentuk beton, terjadi proses evolusi dalam struktur pori yang terdiri dari
kehilangan air bebas pada suhu kamar sampai suhu 1000C dan kehilangan air pada
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
72
CSH atau air terikat mulai terjadi pada suhu 1500C serta tidak adanya kesesuaian
antara perubahan volume agregat.
Penurunan yang terjadi pada pembakaran suhu 4000C, terjadi karena pada suhu ini
terjadi tegangan internal yang disebabkan oleh perbedaan suhu antar lapisan
beton. Besarnya penurunan berturut-turut adalah 64.58%; 66.06%; 41.07%, pada
suhu ini pasta semen yang sudah terhidrasi terurai kembai, dari C-S-H menjadi
kapur bebas CaO, SiO2, dan uap air pengisi pori-pori beton, sehingga dengan
pengurangan jumlah unsure C-S-H tersebut, kekuatan beton mulai terganggu.
Selain itu juga terjadi proses karbonasi, yaitu terbentuknya kalsium karbonat yang
berwarna keputih-putihan dan merubah warna pada beton menjadi lebih terang.
Pada pembakaran suhu 4000C-5000C terjadi penurunan nilai kuat tarik yang
besranya berturut-turut 5.88%; 7.14%; 41.07% hal ini disebabkan karena kalsium
hidroksida mengalami dihidrasi dan berubah menjadi kalsium oksida yang
kekuatannya menjadi lebih rendah sekali. Penurunan pada suhu ini juga
disebabkan volume agregat tidak stabil, hal ini menyebabkan beton mengalami
ledakan (spalling), selain itu meledaknya beton dipengaruhi oleh volume dan
permukaan pori meningkat serta menimbulkan tekanan pori yang menyebabkan
beton mengalami spalling, hal ini mulai terjadi pada suhu 1500C-5000C.
Setelah dilakukan perawatan ulang, beton pada suhu 5000C, mengalami kenaikan.
Pada beton ringan kuat tariknya mengalami kenaikan sebesar 58.97%, sedangkan
pada beton ringan alumunium sebesar 43.478% dan pada beton ringan alumunium
metakaolin nilainya turun 33.03%.
Kenaikan pada beton yang dilakukan perawatan ulang disebabkan adanya
perubahan αCSH menjadi βCSH, dimana perubahan β ini menguntungkan, karena
nilainya lebih besar dari α, walaupun nilainya tidak bias kembali seperti sebelum
terbakar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
73
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah diuraikan dapat ditarik
kesimpulan sebagai berikut:
1. Penambahan suhu pembakaran mengakibatkan penurunan kuat tarik pada
beton. Nilai kuat tarik rata-rata beton sebelum dan setelah dilakukan
pembakaran berturut-turut adalah:
v Beton Ringan:
a. Suhu kamar : 0.053 MPa
b. Suhu 3000C : 0.32 MPa
c. Suhu 4000C : 0.1133 MPa
d. Suhu 5000C : 0.1067 MPa
Penurunan kuat tarik beton ringan dalam % dari nilai awal akibat kenaikan
suhu berturut-turut: 3000C, 4000C dan 5000C adalah berturut-turut: 83.33%,
64.58%, 5.88%. Peningkatan nilai kuat tarik beton yang telah dilakukan
curing ulang adalah sebesar 0.26 MPa atau naik 58.97%
v Beton Ringan Alumunium
a. Suhu kamar : 0.2667 MPa
b. Suhu 3000C : 0.275 MPa
c. Suhu 4000C : 0.0933 MPa
d. Suhu 5000C : 0.0867 MPa
Penurunan kuat tarik beton ringan dalam % dari nilai awal akibat kenaikan
suhu berturut-turut: 3000C, 4000C dan 5000C adalah berturut-turut: 3.03%,
66.06%, 7.143%. Peningkatan nilai kuat tarik beton yang telah dilakukan
curing ulang adalah sebesar 0.1533MPa atau naik 43.478%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
73
v Beton Ringan Alumunium metakaolin
a. Suhu kamar : 0.323 MPa
b. Suhu 3000C : 0.1867 MPa
c. Suhu 4000C : 0.11 MPa
d. Suhu 5000C : 0.1867 MPa
Penurunan kuat tarik beton ringan dalam % dari nilai awal akibat kenaikan
suhu berturut-turut: 3000C, 4000C dan 5000C adalah berturut-turut: 42.268%,
41.07%, 41.07%. Nilai kuat tarik beton yang telah dilakukan curing ulang
mengalami penurunan sebesar 0.14 MPa atau turun 33.03%
2. Nilai kuat tarik beton mengalami penurunan seiring dengan penambahan
suhu pembakaran, hal ini disebabkan hilangnya kandungan air dalam pori-
pori beton dan perbedaan koefisien muai dari material penyusun beton
3. Perlakuan curing ulang pada beton pasca bakar dapat meningkatkan kekuatan
beton, hal inni terbukti dengan naiknya kuat tarik beton setelah dilakukan
curing ulang selama 28 hari.
5.2. Saran
Untuk menindaklanjuti penelitian ini kiranya dilakukan beberapa koreksi yang
diperlukan agar penelitian-penelitian selanjutnya dapat lebih baik.
Adapun saran-saran untuk penelitian selanjutnya antara lain :
1. Perlu dilakukan penelitian dengan kadar alumunium dan metakaolin yang
berbeda.
2. Perlu dilakukan penilitian yang mengatur suhu pembakaran dengan waktu
tertentu.
3. Perlu benda uji lebih dari tiga untuk mengatasi kesalahan data.