i KAPASITAS LENTUR BALOK BETON BERTULANG MEMADAT SENDIRI DENGAN KADAR FLY ASH 60% TERHADAP BETON NORMAL Flexural Capacity of Self Compacting Concrete Reinforced Concrete Beam With 60% Fly Ash Content to Normal Concrete SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : LUTFI DWI RAHARDIAN NIM I 0116066 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2020 commit to user library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
i
KAPASITAS LENTUR BALOK BETON BERTULANG
MEMADAT SENDIRI DENGAN KADAR FLY ASH 60%
TERHADAP BETON NORMAL
Flexural Capacity of Self Compacting Concrete Reinforced Concrete Beam With
60% Fly Ash Content to Normal Concrete
SKRIPSI
Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun Oleh :
LUTFI DWI RAHARDIAN
NIM I 0116066
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2020
commit to user
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ii
LEMBAR PERSETUJUAN KAPASITAS LENTUR BALOK BETON BERTULANG MEMADAT SENDIRI DENGAN KADAR FLY ASH 60% TERHADAP BETON
NORMAL
Flexural Capacity of Self Compacting Concrete Reinforced Concrete Beam With 60% Fly Ash Content to Normal Concrete
LUTFI DWI RAHARDIAN
I 0116066
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Persetujuan
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Agus Setiya Budi S.T., M.T. Dr. Eng. Halwan A. S. S.T., M.T.
NIP. 197009091998021001 NIP. 1986031120130201
commit to user
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iii
LEMBAR PENGESAHAN KAPASITAS LENTUR BALOK BETON BERTULANG MEMADAT SENDIRI
DENGAN KADAR FLY ASH 60% TERHADAP BETON NORMAL
Flexural Capacity of Self Compacting Concrete Reinforced Concrete Beam With 60% Fly Ash Content to Normal Concrete
Disusun oleh:
LUTFI DWI RAHARDIAN
NIM. I0116066
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada hari Senin, tanggal 5 Oktober 2020.
1 Agus Setiya Budi S.T., M.T.
NIP. 19700909199802100 ……………………………
2 Dr. Eng. Halwan Alfisa S. S.T., M.T.
NIP. 1986031120130201 ……………………………
3 Ir. Sunarmasto M.T.
NIP. 195607171987031003 ……………………………
4 Dr. Senot Sangadji S.T., M.T.
NIP. 197208072000031002 ……………………………
Disahkan, ___________________ Kepala Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
"Kemuliaan tidak akan didapatkan hanya dengan ilmu saja, namun juga dengan
mengikuti kebenaran dan mengamalkannya."
Ibnul Qayyim
commit to user
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Puji syukur atas berkat rahmat Allah SWT atas nikmat iman, nikmat sehat dan
nikmat ilmu sehingga penulis dapat menyelesaikan pengerjaan laporan skripsi ini.
Dengan penuh rasa hormat, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terma kasih
yang sebesar-besarnya kepada:
1. Orang tua tercinta, Bapak Arfah Pujiyanto dan Ibu Yayuk Muji Rahayu, Mbak
Adlina Fildzah Maharani, Adik tercinta M. Ilham Firdaus, Muhammad Ibnu Al
Ghozy dan Fatimah Zahra A. Serta keluarga dan saudara atas segala dukungan,
doa, kepercayaan, nasihat serta motivasi dalam kondisi apapun sehingga skripsi
ini dapat terselesaikan. Semoga Allah SWT selalu menjaga baik di dunia
maupun akhirat.
2. Bapak Agus Setiya Budi, S.T., M.T. beserta Bapak Dr. Eng Halwan Alfisa S.,
S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing skripsi yang telah meluangkan waktu
untuk membimbing dengan penuh kebaikan dan kesabaran. Semoga Allah
selalu mencurahkan rahmat kepada Bapak Agus Setiya Budi dan Bapak
Halwan Alfisa S.
3. Bapak dan ibu dosen yang telah sabar membagikan ilmu yang sangat
bermanfaat, semoga dibalas kebaikannya oleh Allah SWT.
4. Tim Beton Cap Orang Tua, yang telah bekerjasama dan saling menguatkan dari
awal hingga terselesaikannya skripsi ini. Sukses untuk kita semua.
5. Sahabat terbaik Favian Gustav Mulya dan Oktavian Farrozy H yang telah
menemani dalam proses penyelesaian skripsi ini dan selalu mendoakan serta
selalu setia selama ini dalam perjalanan yang penuh cerita. Semoga
kebahagiaan selalu bersama kalian.
6. Penghuni Kost FAV dan Wisma Tunas Ilmu yang setiap hari selalu bisa
bersama-sama. Semoga sukses untuk kalian di manapun dan jalan masing-
masing kedepannya.
7. Teman-teman Teknik Sipil UNS angkatan 2016 dan angkatan lainnya, yang
banyak membantu baik dalam bidang akademis kampus ataupun non akademis.
commit to user
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vi
ABSTRAK Lutfi Dwi Rahardian, 2020, Kapasitas Lentur Balok Beton Bertulang High Volume Fly Ash Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) Dengan Kadar Fly Ash 60% Terhadap Beton Normal. Tugas Akhir Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Kegiatan kontruksi di Indonesia sedang berkembang dengan pesat di abad ke-21 ini. Sebagai negara yang berkembang, Indonesia terus melakukan pembangunan yang khususnya di bidang infrastruktur demi mendukung perekonomian negara, dan meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Agar kegiatan konstruksi berjalan dengan baik, diperlukan ilmu-ilmu serta inovasi-inovasi dalan dunia konstruksi. . Tuntutan perkembangan di bidang konstruksi mulai dari inovasi metode pengerjaan ataupun material yang digunakan. Beton sebagai material yang ekonomis dan sangat esensial, perlu adanya penelitian lebih lanjut terkait beton untuk meningkatkan efisiensi dan lebih ramah lingkungan. Semen sebagai salah satu penyusun beton, menjadi salah satu sumber penyebab terjadinya Global Warming (Benhelal and Zahedi 2013). Fly ash yang merupakan limbah pembakaran batu bara dapat digunakan untuk mensubtitusi semen karna memiliki sifat pozzolan. Dalam penelitian terakhir, terdapat inovasi baru yaitu dengan menggabungkan beton fly ash dengan SCC. Penelitian ini menggunakan fly ash dalam jumlah besar atau yang dikenal sebagai High Volume Fly Ash (HVFA) dengan jenis beton Self Compacting Concrete (SCC). Penelitian ini meneliti seberapa besar kapasitas lentur balok beton bertulang High Volume Fly Ash – Self Compacting Concrete (HVFA– SCC) dengan kadar fly ash 60% dan balok beton normal. Benda uji yang digunakan balok beton bertulang dengan luas penampang 10 cm x 18,5 cm dengan panjang 155 cm. Penggunaan tulangan pada balok tersebut, menggunakan baja berdiameter 10 mm dengan fy 565 Mpa. Pengujian kapasitas lentur menggunakan metode four point loading dengan melakukan 2 titik pembebanan pada 1/3 bentang balok. Berdasarkan hasil penelitian didapatkan balok beton HVFA-SCC 60% yang diuji pada umur 28 hari memiliki nilai kapasitas lentur 12,047 kNm dan kapasitas lentur balok beton normal umur 28 hari sebesar 11,039 kNm. Selan itu balok beton HVFA-SCC 60% memiliki nilai daktilitas yang lebih besar dibanding balok beton normal yakni 3,77 untuk beton HVFA-SCC 60% dan 2,79 untuk balok beton normal. Untuk perhitungan momen ultimate modifikasi yang menggunakan stress block grafik pemodelan hubungan tegangan – regangan beton HVFA-SCC 60% menghasilkan nilai sebesar 12,098 kNm. Kata kunci : fly ash concrete, hvfa-scc 60%, kapasitas lentur.
commit to user
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vii
ABSTRACT Lutfi Dwi Rahardian, 2020, Flexural Capacity of High Volume Fly Ash Self Compacting Concrete Reinforced Concrete Beam With 60% Fly Ash Content Towards Normal Concrete. Thesis of Civil Engineering Department Faculty of Engineering Sebelas Maret University, Surakarta.
Construction activities in Indonesia are growing rapidly in the 21st century. As a developing country, Indonesia continues to carry out development, especially in the infrastructure sector, to support the country's economy and improve people's welfare. For construction activities to run well, knowledge and innovations in the world of construction are needed. The demands for developments in the construction sector start from the innovation of working methods or the materials used. Concrete is an economical and very essential material, needs further research related to concrete to increase efficiency and be more environmentally friendly. Cement as one of the constituents of concrete is one of the causes of Global Warming (Benhelal and Zahedi 2013). Fly ash, which is coal-burning waste can be used to substitute cement because it has pozzolanic properties. In the last research, there was an innovation by combining fly ash concrete with SCC. This study uses large amounts of fly ash or what is known as High Volume Fly Ash (HVFA) with the type of Self Compacting Concrete (SCC).
This study examines the flexural capacity of reinforced concrete beams of High Volume Fly Ash - Self Compacting Concrete (HVFA - SCC) with 60% fly ash content and normal concrete blocks. The test object used was reinforced concrete blocks with a cross-section area of 10 cm x 18.5 cm with a length of 155 cm. The use of reinforcement in these beams, using steel with a diameter of 10 mm with fy 565 Mpa. Testing of flexural capacity uses the four-point loading method by performing 2 loading points on 1/3 of the beam span.
Based on the research results, the 60% HVFA-SCC concrete block tested at the age of 28 days has a bending capacity value of 12.047 kNm, and the flexural capacity of normal concrete blocks aged 28 days is 11.039 kNm. Also, 60% HVFA-SCC concrete blocks have a greater ductility value than normal concrete blocks, namely 3.77 for 60% HVFA-SCC concrete and 2.79 for normal concrete blocks. The calculation of the ultimate moment of modification using a stress block graph, modeling the relation between stress-strain 60% HVFA-SCC concrete resulted in a value of 12.098 kNm.
Keywords: fly ash, hvfa-scc, bending capacity.
commit to user
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa telah melimpahkan rahmat serta
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan
judul “Kapasitas Lentur Balok Beton Bertulang Memadat Sendiri Dengan Kadar
Fly Ash 60% Terhadap Beton Normal”
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak banyak
kendala yang sulit untuk penyusun hadapi sehingga terselesaikanya penyusunan
skripsi ini. Penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Orang tua tercinta Bapak Arfah Pujiyanto dan Ibu Yayuk Muji Rahayu, serta
keluarga dan saudara, terimakasih atas segala doa, semangat dan dukungannya.
2. Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T., selaku Kepala Program Studi Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Agus Setiya Budi, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I skripsi. Terimakasih
atas semua waktu, bimbingan, motivasi, serta bantuanya selama penyusunan
skripsi ini sampai selesai.
4. Dr. Eng Halwan Alfisa S., S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II skripsi.
Terimakasih atas semua waktu, bimbingan, motivasi, serta bantuanya selama
penyusunan skripsi ini sampai selesai.
5. Djoko Sarwono M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik. Terimakasih atas
semua waktu, bimbingan, motivasi, serta bantuanya selama penyusunan skripsi
ini sampai selesai.
6. Semua Staff Pengajar Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
7. Staff pengelola / laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur Program
Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
8. Seluruh anggota tim Beton Cap Orang Tua dan rekan – rekan Teknik Sipil
2016, semoga dengan semua yang telah terlewati ini kita menjadi pribadi yang
lebih baik. Semoga kita semua sukses kedepannya dan selamat berjuang.
Semoga ilmu yang kita dapatan di perkuliahan dapat membawa berkah.
9. Semua orang yang telah terlibat baik langsung atau secara tidak langsung dalam
penyusunan skripsi ini yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu.
commit to user
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ix
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Saran dan kritik
yang membangun sangat penulis harapkan, semoga skripsi ini dapat berguna bagi
pihak-pihak yang membutuhkan, khususnya bagi penulis sendiri.
Surakarta, Oktober 2020
Penulis
commit to user
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii
MOTTO ................................................................................................................ iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................... v
ABSTRAK ............................................................................................................ vi
ABSTRACT ......................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xvi
DAFTAR NOTASI ........................................................................................... xviii
BAB 1 PENDAHULUAN ................................... Error! Bookmark not defined. 1.1 Latar Belakang ................................................. Error! Bookmark not defined.
1.2 Rumusan Masalah ............................................ Error! Bookmark not defined.
1.3 Batasan Masalah............................................... Error! Bookmark not defined. 1.4 Tujuan Penelitian ............................................. Error! Bookmark not defined.
1.5 Manfaat Penelitian ........................................... Error! Bookmark not defined.
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ... Error! Bookmark not defined. 2.1 Tinjauan Pustaka .............................................. Error! Bookmark not defined. 2.2 Dasar Teori ....................................................... Error! Bookmark not defined.
2.2.1 High Volume Fly Ash Concrete (HVFA) ..... Error! Bookmark not defined.
2.2.2 Self Compacting Concrete (SCC) ................. Error! Bookmark not defined.
2.2.3 High Volume Fly Ash – Self Compacting Concrete (HFVA-SCC) ...... Error! Bookmark not defined. 2.2.4 Mix Design .................................................... Error! Bookmark not defined.
2.2.5 Baja Tulangan ............................................... Error! Bookmark not defined.
commit to user
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xi
2.2.6 Pengujian Balok Beton Bertulang High Volume Fly Ash Self Compacting Concrete (HVFA - SCC) ........................................ Error! Bookmark not defined.
METODE PENELITIAN .................. Error! Bookmark not defined. 3.1 Tinjauan Umum ............................................... Error! Bookmark not defined.
3.2 Benda Uji ......................................................... Error! Bookmark not defined.
3.2.1 Detail Benda Uji ............................................ Error! Bookmark not defined. 3.3 Bahan ............................................................... Error! Bookmark not defined.
3.3.1 Air ................................................................. Error! Bookmark not defined.
3.3.2 Agregat Halus................................................ Error! Bookmark not defined.
3.3.3 Agregat Kasar................................................ Error! Bookmark not defined. 3.3.4 Semen ............................................................ Error! Bookmark not defined.
3.3.5 Fly Ash .......................................................... Error! Bookmark not defined.
3.3.6 Superplasticizer ............................................. Error! Bookmark not defined.
3.4 Peralatan ........................................................... Error! Bookmark not defined.
3.4.1 Timbangan..................................................... Error! Bookmark not defined. 3.4.2 Ayakan .......................................................... Error! Bookmark not defined.
3.4.3 Shieve Shaker ................................................ Error! Bookmark not defined.
3.4.4 Oven .............................................................. Error! Bookmark not defined.
3.4.5 Conical Mould ............................................... Error! Bookmark not defined. 3.4.6 Kerucut Abrams ............................................ Error! Bookmark not defined.
3.4.7 Mesin Los Angeles ........................................ Error! Bookmark not defined.
3.4.8 Loading Frame .............................................. Error! Bookmark not defined.
3.4.9 Dial Gauge .................................................... Error! Bookmark not defined. 3.4.10 Hydraulic Pump .......................................... Error! Bookmark not defined.
3.4.11 Hydraulic Jack ............................................. Error! Bookmark not defined.
3.4.12 Transducer ................................................... Error! Bookmark not defined.
3.4.13 Load Cell ..................................................... Error! Bookmark not defined. 3.4.14 P3 Strain Gauge .......................................... Error! Bookmark not defined.
3.4.15 Strain Gauge ............................................... Error! Bookmark not defined.
3.4.16 Bekesting ..................................................... Error! Bookmark not defined.
3.4.17 Alat Pendukung ........................................... Error! Bookmark not defined. 3.5 Diagram Alir Penelitian ................................... Error! Bookmark not defined.
3.6 Tahap Penelitian ............................................... Error! Bookmark not defined.
commit to user
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xii
3.6.1 Tahap I (Tahap Persiapan) ............................ Error! Bookmark not defined.
3.6.2 Tahap II (Tahap Pengujian Material) ............ Error! Bookmark not defined. 3.6.3 Tahap III (Tahap Trial Mix Design) ............. Error! Bookmark not defined.
3.6.4 Tahap IV (Tahap Pembuatan Benda Uji Balok HFVA-SCC) .............. Error! Bookmark not defined. 3.6.5 Tahap V (Tahap Curing) ............................... Error! Bookmark not defined.
3.6.6 Tahap VI (Tahap Pengujian) ......................... Error! Bookmark not defined. 3.6.7 Tahap VII (Tahap Analisis Data) .................. Error! Bookmark not defined.
3.6.8 Tahap VIII (Tahap Kesimpulan dan Saran) .. Error! Bookmark not defined.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ..... Error! Bookmark not defined. 4.1 Hasil Pengujian Bahan ..................................... Error! Bookmark not defined. 4.1.1 Hasil Pengujian Agregat Halus ..................... Error! Bookmark not defined.
4.1.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar ..................... Error! Bookmark not defined.
4.1.3 Hasil Pengujian Fly Ash ................................ Error! Bookmark not defined.
4.1.4 Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja................... Error! Bookmark not defined. 4.2 Mix Design Beton ............................................ Error! Bookmark not defined.
4.3 Hasil Pengujian Beton Segar ............................ Error! Bookmark not defined.
4.4 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton .................. Error! Bookmark not defined.
4.5 Hasil Pengujian Lentur Balok Beton Bertulang ............. Error! Bookmark not defined. 4.5.1 Hasil Pembacaan LVDT ................................ Error! Bookmark not defined.
4.5.2 Hasil Pembacaan Strain Gauge ..................... Error! Bookmark not defined.
4.6 Kapasitas Lentur Balok .................................... Error! Bookmark not defined.
4.6.1 Momen Retak Pertama .................................. Error! Bookmark not defined.
4.6.2 Momen Ultimit .............................................. Error! Bookmark not defined.
4.8 Indeks Kekakuan Balok ................................... Error! Bookmark not defined.
4.9 Perbandingan Kapasitas Lentur ....................... Error! Bookmark not defined. 4.10 Pola Retak ...................................................... Error! Bookmark not defined.
commit to user
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiii
KESIMPULAN DAN SARAN .......... Error! Bookmark not defined. 5.1 Kesimpulan ...................................................... Error! Bookmark not defined. 5.2 Saran ................................................................. Error! Bookmark not defined.
Daftar Pustaka ...................................................... Error! Bookmark not defined. Lampiran ............................................................ Error! Bookmark not defined.4
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Perbedaan Reaksi Hidrasi dan Reaksi Pozzolanik (Wijaya 2018) .... 9
Gambar 2.2 2 Reaksi Kimia Senyawa Semen dengan Air dan Hasil Reaksi