PENGGUNAAN BETON RINGAN STYROFOAM DENGAN PERKUATAN WIRE MESH

UNTUK PANEL DINDING TEBAL 8 CM

Naskah Publikasi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-2

Program Studi Magister Teknologi Bahan Bangunan

Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknik

Diajukan Oleh : HASTO UTOMO

08/276055/PTK/5232

kepada PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA 2010

THE USE OF STYROFOAM LIGHT CONCRETE WITH WIRE MESH REINFORCEMENT FOR 8 CM THICK WALL PANEL

Hasto Utomo 1), Ir. Suprapto Siswosukarto, Ph.D. 2), Ashar Saputra, ST., MT., Ph.D. 3).

1) Student at MTBB Graduate Program, Civil and Env. Eng, Fac.of Engineering – Gadjah Mada University

2) Lecturer at Civil and Env. Engineering Dept., Fac. of Engineering, – Gadjah Mada University 3) Lecturer at Civil and Env. Engineering Dept., Fac. of Engineering, – Gadjah Mada University

ABSTRACT

Concrete is the most common used material for construction. This is

unsurprising due to its many good qualities in compare to other types of material. However, concrete also possesses weakness such as high specific density that results in significant dead load in a structure.

According to Tjokrodimuljo (2007), various methods can be used to reduce the concrete specific density such as by using light aggregate. Results of previous study using styrofoam as mix material for light concrete showed that it gave significantly smaller specific density than normal concrete. The specific densities of normal concrete and concrete with styrofoam are 2400 kg/m3 and 600 kg/m3 , respectively (Satyarno, 2004). Due to its relatively low compressive strength, styrofoam light concrete is commonly used for non-structural elements such as concrete brick and wall panel.

The objective of this study was to utilize styrofoam waste at 100% content to substitute coarse aggregate in light concrete with 300 kg/m3 cement applied for wall panel. Then, flexible strength was increased compositely by giving wire mesh ø 3 mm reinforcement at 5 cm, 10 cm, and 15 cm connector wire distance. At the most outer layer, plaster was given at 1 Pc: 2 Ps ratio and 1.5 cm thickness.

Results of this study showed that average compressive strength of styrofoam concrete cylinder was 0.72 MPa with 771.24 kg/m3 average specific density. Average elasticity modulus of styrofoam concrete was 91.40 MPa with 700.14 MPa average wire mesh melting strength and 779.18 MPa average tensile strength. Average maximum flexible strength of styrofoam concrete wall panel without wire mesh (P0) reinforcement was 0.64 MPa. Maximum flexible strengths of Styrofoam concrete wall panel using wire mesh ø 3 mm reinforcement with connector wire distances of 5 cm (P1-5), 10 cm (P1-10) and 15 cm (P1-15) were 3.01 MPa, 4.08 MPa, and 4.15 MPa, respectively. Average flexible capacity of styrofoam concrete wall panel was 1.34 kNm. Results of this study showed that connector wire distance gave no influence to the panel flexible strength. By observing wire mesh condition which showed no damage after the test, it can be concluded that concrete collapsing strain was achieved by styrofoam light concrete before the melting strength was achieved by wire mesh.

Keywords : styrofoam concrete wall panel, wire mesh, connector wire, plastered

PENGGUNAAN BETON RINGAN STYROFOAM DENGAN PERKUATAN WIRE MESH UNTUK PANEL DINDING TEBAL 8 CM

Hasto Utomo 1), Ir. Suprapto Siswosukarto, Ph.D. 2), Ashar Saputra, ST., MT., Ph.D. 3).

1) Mahasiswa Pasca Sarjana Program Studi MTBB, FT. Teknik Sipil dan Lingkungan – Universitas Gadjah Mada 2) Dosen Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada 3) Dosen Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

INTISARI

Beton merupakan material struktur yang umum digunakan. Sebagian besar bangunan, komponen utamanya terbuat dari beton. Hal ini tidaklah mengherankan karena beton mempunyai banyak keunggulan jika dibandingkan dengan bahan yang lain. Namun demikian beton memiliki salah satu kelemahan yaitu berat jenisnya cukup tinggi sehingga beban mati pada suatu struktur menjadi besar.

Menurut Tjokrodimuljo (2007), beberapa metoda dapat digunakan untuk mengurangi berat jenis beton diantaranya adalah dengan memakai agregat ringan. Hasil penelitian terdahulu dengan memanfaatkan styrofoam sebagai bahan campuran untuk beton ringan, memberikan hasil beton dengan campuran styrofoam dapat mempunyai berat jenis yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan beton normal. Jika beton normal mempunyai berat jenis sekitar 2400 kg/m3, maka beton dengan campuran styrofoam dapat mempunyai berat jenis hanya sekitar 600 kg/m3 (Satyarno, 2004). Karena kuat tekannya yang relatif rendah maka sampai saat ini beton ringan styrofoam hanya dipakai untuk bagian non struktur, misalnya bata beton atau panel dinding.

Penelitian ini dimaksudkan untuk memanfaatkan limbah styrofoam dengan prosentase styrofoam 100% sebagai pengganti agregat kasar pada beton ringan, dan kandungan semen 300 kg/m3 yang diaplikasikan untuk pembuatan panel dinding, kemudian mencoba melakukan peningkatan kekuatan lentur secara komposit dengan memberikan perkuatan wire mesh ø 3 mm dan variasi jarak connector wire 5 cm, 10 cm, dan 15 cm. Pada lapisan terluar diberi plesteran dengan perbandingan 1 Pc : 2 Ps tebal 1,5 cm.

Dari hasil penelitian didapatkan kuat tekan rerata silinder beton styrofoam 0,72 MPa dan berat jenis rerata 771,24 kg/m3. Modulus elastisitas rerata beton styrofoam 91,40 MPa dan tegangan leleh (fy) wire mesh rerata 700,14 MPa dan kuat tarik rerata 779,18 MPa. Tegangan lentur maksimal rerata panel dinding beton styrofoam tanpa perkuatan wire mesh (P0) sebesar 0,64 MPa, tegangan lentur maksimal panel dinding beton styrofoam dengan perkuatan wire mesh ø 3 mm dan jarak connector wire 5 cm (P1-5), 10 cm (P1-10) dan 15 cm (P1-15) berturut-turut sebesar 3,01 MPa, 4,08 MPa, dan 4,15 MPa. Kapasitas lentur rerata panel dinding beton styrofoam sebesar 1,34 kNm. Berdasarkan hasil penelitian terlihat bahwa jarak connector wire tidak berpengaruh terhadap kuat lentur panel. Dengan melihat kondisi wire mesh yang tidak mengalami kerusakan setelah pengujian dapat disimpulkan bahwa beton ringan styrofoam dan plesteran tercapai regangan runtuh beton lebih dahulu sebelum wire mesh mencapai regangan leleh.

Kata kunci : panel dinding beton styrofoam , wire mesh, connector wire, plesteran

1

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Beton merupakan material struktur yang umum digunakan. Sebagian besar

bangunan, komponen utamanya terbuat dari beton. Hal ini tidaklah mengherankan

karena beton mempunyai banyak keunggulan jika dibandingkan dengan bahan

yang lain. Namun demikian beton memiliki salah satu kelemahan yaitu berat

jenisnya cukup tinggi sehingga beban mati pada suatu struktur menjadi besar.

Menurut Tjokrodimuljo (2007), beberapa metoda yang dapat digunakan

untuk mengurangi berat jenis beton atau membuat beton ringan diantaranya

adalah dengan memakai agregat ringan. Hasil penelitian terdahulu dengan

memanfaatkan styrofoam sebagai bahan campuran untuk beton ringan,

memberikan hasil beton dengan campuran styrofoam dapat mempunyai berat jenis

yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan beton normal. Jika beton normal

mempunyai berat jenis sekitar 2400 kg/m3, maka beton dengan campuran

styrofoam dapat mempunyai berat jenis hanya sekitar 600 kg/m3 (Satyarno, 2004)

Semakin besar penggunaan styrofoam pada campuran menjadikan beton semakin

ringan, akan tetapi kekuatannya semakin rendah. Karena kuat tekannya yang

relatif rendah maka sampai saat ini beton ringan styrofoam hanya dipakai untuk

bagian non struktur, misalnya bata beton atau panel dinding.

Penelitian ini dimaksudkan untuk memanfaatkan limbah styrofoam sebagai

pengganti agregat kasar pada beton ringan yang diaplikasikan untuk pembuatan

panel dinding, kemudian mencoba melakukan peningkatan kekuatan secara

komposit dengan memberikan lapisan wire mesh ø 3 mm dan plesteran (mortar)

pada bagian luarnya. Dengan perlakuan tersebut maka panel dinding yang

dihasilkan tentunya akan lebih ringan dan memiliki kekuatan yang setara dengan

kekuatan dinding pada umumnya.

1.2. Tujuan Penelitian

Penelitian beton ringan dengan limbah styrofoam sebagai pengganti

agregat kasar yang diaplikasikan untuk pembuatan panel dinding bertujuan :

1. Mengetahui sifat dasar beton ringan styrofoam sebagai bahan penyusun

panel dinding beton styrofoam.

2

2. Mengetahui kuat lentur panel dinding beton styrofoam (panel dinding

beton ringan styrofoam tanpa perkuatan dan dengan perkuatan wire mesh ø

3 mm dan finishing plesteran 1Pc : 2Ps tebal 1,5 cm pada kedua sisinya).

3. Mengetahui pengaruh variasi jarak connector wire pada panel dinding

beton styrofoam terhadap kuat lentur panel dinding.

1.3. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah meningkatkan nilai guna limbah styrofoam

dan tersedianya material dinding yang ringan namun memiliki kekuatan yang

cukup untuk memikul beban yang bekerja. Panel dinding dari beton ringan

styrofoam ini dapat digunakan sebagai salah satu alternatif material dinding dalam

upaya mencegah exploitasi tanah lempung yang berlebihan sebagai bahan baku

pembuatan batu bata yang sampai saat ini masih dimanfaatkan sebagian besar

masyarakat sebagai material dinding. Karena berat sendirinya yang ringan maka

beban gempa yang bekerja pada panel dinding beton styrofoam ini juga akan lebih

kecil sehingga lebih aman jika terjadi gempa.

1.4. Batasan Penelitian

1. Nilai faktor air semen (fas) pada perencanaan awal ditetapkan sebesar 0,45.

2. Jumlah styrofoam yang digunakan sebagai campuran beton ringan adalah

100% dengan kandungan semen 300 kg/m3.

3. Agregat yang di pakai berupa agregat halus (pasir) dari sungai Progo.

4. Tebal beton ringan styrofoam ditetapkan 8 cm

5. Pada bagian lapisan luar panel dinding styrofoam komposit digunakan mortar

1Pc : 2Ps tebal 15 mm, dengan nilai fas awal ditentukan 0,4.

2. TINJAUAN PUSTAKA

Wijaya, (2005) melakukan penelitian membuat beton ringan menggunakan

styrofoam ø 2-3 mm. Mix design dibuat berdasarkan percobaan di laboratorium

dengan cara coba-coba agar nilai sebarnya memenuhi syarat, ternyata pada mix

design akhir mengalami perubahan pada faktor air semennya. Hasil penelitian

karakterisitik beton styrofoam seperti terlihat pada Tabel 2.1.

3

Tabel 2.1. Berat jenis, kuat tekan dan modulus elastisitas beton ringan dengan styrofoam diameter 2-3 mm Kandungan semen 300 kg per m3 (Wijaya, 2005)

Kandungan semen (kg)

Kode Beton

Nilai fas

Berat Jenis (kg/m3)

Kuat Tekan (MPa)

Modulus Elastisitas

(MPa)

300

S1.0-P0.0 0,375 472,814 0,368 268

S0.8-P0.2 0,450 907,480 2,558 810

S0.6-P0.4 0,550 1274,474 4,869 1502

S0.4-P0.6 0,700 1627,709 5,952 4077

S0.2-P0.8 0,875 1844,676 9,785 6887

S0.0-P1.0 1,050 2169,545 13,928 7658

Nugroho (2007) melakukan penelitian tentang penggunaan bantak

sebagai agregat beton non pasir untuk panel dinding dengan tulangan polos 4 mm

dengan variasi ketebalan 50, 60, 70, dan 80 mm. Perbandingan volume semen-

agregat yang digunakan adalah 1 : 6 dengan faktor air semen 0,4. Hasil penelitian

tentang pengujian lentur panel dinding beton non pasir selanjutnya dibandingkan

dengan dinding pasangan bata merah campuran 1Pc : 6Ps seperti terlihat pada

Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Perbandingan tegangan lentur antara dinding pasangan bata merah dengan panel dinding non pasir (Nugroho, 2007)

Jenis Benda Uji

Tegangan Lentur (MPa)

Berat Jenis

(Kg/m3)

Beban Maks (N)

Lendutan saat Pmaks

Mu (kNm)

Panel BNP 50 mm 1,07 1871 12900 4,22 0,44 Panel BNP 60 mm 1,16 1901,25 21383,3 5,07 0,724 Panel BNP 70 mm 1,10 1886,79 28633,3 6,20 0,935 Panel BNP 80 mm 1,15 1892,81 39833,3 6,53 1,271 Pas. Bt. 1PC:6Ps 0,9 1817,5 15100 3 0,78

3. LANDASAN TEORI

3.1. Beton ringan

Menurut Neville dan Brooks (1987) batasan beton ringan yaitu beton

dengan berat jenis di bawah 1800 kg/m3, sedangkan menurut Dobrowolski (1998)

beton ringan adalah beton dengan berat jenis dibawah 1900 kg/m3. Beton ringan

4

biasanya memiliki sifat menahan penghantaran panas serta dapat mengurangi

beban mati pada suatu konstruksi (Tjokrodimuljo, 2007).

Beton ringan dapat dikategorikan berdasarkan cara pembuatannya (Neville

dan Brooks, 1987) antara lain sebagai berikut :

1. Penggunaan agregat ringan berpori dengan berat jenis lebih rendah dari 2,6.

2. Membuat rongga udara pada beton atau mortar, yang dihasilkan oleh

gelembung udara pada beton atau disebut dengan air-entrainment.

3. Dengan menghilangkan agregat halus, dan hanya menggunakan agregat kasar,

atau yang sering dikenal sebagai no-fines concrete.

Adapun penggolongan beton ringan dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Pembagian beton ringan menurut penggunaan dan persyaratannya

Berat KuatPustaka Jenis Beton Ringan Jenis Tekan

(kg/m3 (Mpa)Dobrowolski Beton dengan Berat jenis rendah 240 - 800 0,35 - 6,9

(1998) (Low-Density Concretes)Beton ringan dengan kekuatan menengah 800 - 1440 6,9 - 17,3(Moderate-trength Lightweight Concretes)Beton ringan struktur 1440 - 900 > 17,3(Structural Lightweight Concretes)

Neville and Beton ringan struktur 1400 - 1800 > 17Brooks (Structural Lightweight Concrete)(1987) Beton ringan untuk pasangan batu 500 - 800 7 - 14

(Masonry Concrete)Beton ringan untuk pasangan batu < 800 0,7 - 7(Insulating Concrete)

Satyarno Beton ringan untuk nonstruktur 240 - 800 0,35 - 7(2004) Beton ringan untuk struktur ringan

Beton ringan untuk struktur SNI 03 - Beton ringan untuk struktur sangat ringan < 800 -

3449 - 2002 Beton ringan struktur ringan 800 - 1400 6,89 - 17,24

3.2. B-Panel

Di Indonesia, bahan bangunan panel dinding komposit dengan bahan dasar

styrofoam dan wire mesh, telah diproduksi oleh PT. Beton Elemindo Putra sejak

tahun 2007. Panel beton dengan sistim dinding sandwich panel seperti terlihat

pada Gambar 3.1, terbuat dari material (b-foam) yang sangat ringan, dilapisi oleh

wire mesh mutu tinggi (U-50), terbalut plesteran beton berkekuatan tinggi (K-225)

dan berfungsi sebagai dinding struktur tahan gempa (load bearing wall) sehingga

5

memiliki struktur yang ringan, namun juga kokoh. Mengingat bahan styrofoam

yang ringan dengan berat satuan hanya sekitar 15 kg/m3, beton yang dibuat

dengan bahan ini berat jenisnya dapat dibuat sampai hanya sebesar ± 400 kg/m3.

Dengan kecilnya berat jenis ini ada beberapa keuntungan yang dapat diperoleh

diantaranya mengurangi berat sendiri bangunan serta cocok untuk digunakan pada

daerah tanah lunak dan daerah rawan gempa.

Gambar 3.1. Spesifikasi B-Panel untuk panel dinding (Poduksi PT. Beton Elemindo Putra)

3.3. Dinding

Dinding adalah komponen struktur vertikal yang ukuran panjang dan

tingginya jauh lebih besar daripada ketebalannya. Dinding yang mendukung

beban vertikal disebut bearing wall, sedangkan dinding yang tidak memikul

beban selain beratnya sendiri disebut unbearing wall. Panel dinding yang tidak

menerima beban struktur (Unbearing wall) dapat dianggap sebagai struktur plat

satu arah yang didukung dua tepi tumpuan yang berhadapan sedemikian sehingga

lenturan timbul hanya dalam satu arah saja, yaitu pada arah yang tegak lurus

terhadap arah tumpuan (Dipohusodo, 1994).

3.4. Kapasitas Lentur Plat Beton Bertulang

Menurut Dipohusodo (1994), kuat lentur suatu plat tersedia karena adanya

mekanisme tegangan-tegangan dalam yang timbul di dalam plat yang pada

keadaan tertentu dapat diwakili oleh gaya-gaya dalam. SNI 7392:2008 Tata cara

perencanaan dan pelaksanaan bangunan gedung menggunakan panel jaring kawat

baja tiga dimensi (PJKB-3D) las pabrikan memberikan prosedur menghitung

momen nominal (Mn) adalah seperti yang ditunjukkan Gambar 3.2.

6

Gambar 3.2. Distribusi tegangan dengan blok persegi ekivalen (SNI 7392:2008)

Keseimbangan gaya panel dinding beton styrofoam dengan finishing plesteran :

a. Pada mortar : Cc1 +Cs = Ts

(0,85. f’c1. a. b) + (As’. fs) = (As. fy) 0,85 β1.c.b f’c1 + (As’.(600.(c-d’)/c) = (As.fy)

b. Pada Beton Styrofoam Cc2 = Ts

(0,85. f’c2. a b) = (As fy) (0,85. β1.c.b. f’c2) = (As.(600.(d-c)/c)

dengan f’c1 = Kuat tekan mortar (MPa) f’c2 = Kuat tekan beton styrofoam (MPa) a = Kedalaman blok tekan

c = Jarak dari serat tekan terluar ke garis netral (mm) d = Kedalaman efektif tulangan tarik (mm)

d’ = Penutup beton tulangan tekan (mm) β1 = Konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

• Jika ρ < ρb maka Mn dapat dihitung sebagai berikut :

Mn = 0,85.f’c.b.a (d’ - ½. a) + As’ fs (d – d’) dengan fs = x 0,003 x Es

• Jika ρ > ρb maka nilai fy = fs (tegangan baja aktual) sebagai berikut :

fs = x 0,003 x Es

Selanjutnya nilai Mn dapat dihitung dengan memasukkan nilai fy = fs

Mn = As.fs (d - ½. a)

Mutotal = 0,8 Mn total

4. METODOLOGI PENELITIAN

4.1. Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang dipakai pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Agregat yang di pakai berupa agregat halus (pasir) dari sungai Progo.

2. Styrofoam yang di gunakan adalah limbah styrofoam dari Dukuh Sukunan

Sleman yang diserut dengan mesin sehingga menjadi serbuk kecil-kecil.

7

3. Semen yang di gunakan adalah semen PCC tipe I.

4. Wire mesh dan connector wire diameter 3 mm dengan jarak spasi 50 mm.

5. Air yang digunakan adalah air bersih dari Laboratorium Teknik Struktur

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.

4.2. Peralatan Penelitian

Peralatan penelitian dikelompokkan menjadi tiga, yaitu :

1. Peralatan untuk pemeriksaan bahan dasar meliputi gelas ukur, kerucut konic,

ayakan, Riffle boxes tipe EL 23-335, alat uji tarik wire mesh dan alat bantu.

2. Peralatan pembuatan benda uji silinder beton, panel dinding, kubus mortar.

3. Peralatan pengujian UTM (Universal Testing Machine) dengan LVDT dan

data logger untuk pengujian lentur kuat tekan.

4.3. Cara Penelitian

Alur penelitian adalah sebagai berikut:

5. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

5.1. Styrofoam

Dari pemeriksaan terhadap berat satuan styrofoam dalam kondisi kering

didapatkan berat satuan sebesar 15 kg/m3.

PERSIAPAN BAHAN DAN ALAT

MULAI

PEMERIKSAAN BAHAN DASAR

PERAWATAN BENDA UJI

PERANCANGAN ADUKAN & PEMBUATAN BENDA UJI

PENGUJIAN BENDA UJI

ANALISA / PEMBAHASAN DATA

KESIMPULAN

SELESAI

8

5.2. Pasir

Hasil pemeriksaan pasir Sungai Progo Yogyakarta menunjukan bahwa,

berat jenis pasir sebesar 2,64 gr/cm3 dengan daya serap pasir terhadap air adalah

2,69 %, kandungan lumpur pasir sebesar 0,96 %, kandungan zat organis yang

menempel pada pasir masih dalam batas toleransi yang disyaratkan, dimana warna

cairan dalam larutan NaOH di atas endapan pasir lebih muda dari warna standar.

Gradasi butiran pasir asal Sungai Progo menurut British Standard berdasarkan

kekasarannya berada dalam daerah II (pasir agak kasar), Modulus halus butir

diperoleh sebesar 3,266. Kisaran modulus halus butiran pasir yang syaratkan

berada pada 1,50-3,80.

5.3. Wire mesh

Hasil pengujian wire mesh diameter 3 mm didapatkan tegangan leleh (fy)

rata-rata sebesar 700,14 MPa dan regangan saat leleh sebesar 0,00282. Hal ini

menunjukkan bahwa tegangan leleh wire mesh lebih tinggi daripada tegangan

leleh tulangan baja. Kuat tarik rata-rata wire mesh sebesar 779,18 MPa dan

modulus elastisitas wire mesh sebesar 248.397,35 MPa.

5.4. Kebutuhan Bahan

Pada tahap mix design awal beton styrofoam ditetapkan faktor air semen

(fas) 0,45, kandungan semen per m3 sebesar 300 kg dan kandungan styrofoam per

m3 adalah 100%. Pada perkembangannya setelah dilakukan trial dan uji sebar,

faktor air semen dikoreksi menjadi 0,488. Mix design selengkapnya dapat dilihat

pada Tabel 5.1 s.d 5.3.

Tabel 5.1. Rencana adukan proporsi bahan panel uji lentur

Kode benda uji fas

Jarak Connector

Wire (cm)

Jumlah Benda

Uji

Volume benda uji

(m3)

Kebutuhan bahan benda uji panel (100 x 30 x8) cm

Semen (kg)

Air (liter)

Styrofoam (kg)

P0 0,488 - 3 0,072 32,955 16,082 1,648 P1-5 0,488 5 3 0,072 32,955 16,082 1,648 P1-10 0,488 10 3 0,072 32,955 16,082 1,648 P1-15 0,488 15 3 0,072 32,955 16,082 1,648

Jumlah 12 0,0288 131,821 64,328 6,592

9

Tabel 5.2. Rencana adukan proporsi bahan silinder beton styrofoam

Kode benda uji fas Faktor

keamanan

Jumlah Benda

Uji

Volume benda uji

(m3)

Kebutuhan bahan Benda Uji silinder beton

Semen (kg)

Air (liter)

Styrofoam (kg)

SBS 0,488 1,526 4 0,072 9,700 4,734 0,485

Tabel 5.3. Rencana adukan proporsi bahan mortar perbandingan 1PC : 2 PS

Kode benda uji fas Faktor

keamanan

Jumlah Benda

Uji

Volume mortar (kubus mortar + plesteran panel)

(m3)

Kebutuhan bahan Benda Uji K.Mortar + Plesteran Panel Semen

(kg) Air

(liter) Pasir (kg)

KM & P 0,4 1,3 6 KM

+ 12 P

0,11 77,30 30,92 192,08

5.5. Kuat Tekan Beton Styrofoam

Hasil pengujian silinder beton styrofoam dengan tinggi 300 mm, diameter

150 mm yang diuji setelah berumur 28 hari dapat dilihat pada tabel 5.4. berikut :

Tabel 5.4. Hasil uji tekan silinder beton

No. Kode Tinggi (mm)

Diameter (mm)

Berat (kg)

Berat Jenis

(kg/m3)

Beban Maks. (kN)

σ (MPa)

σ rata-rata

(MPa) 1 H1 300,56 150,00 4,15 781,74 12,750 0,722

0,72 2 H2 303,10 150,21 4,10 763,71 18.841 0,712 3 H3 304,70 151,20 3,95 722,36 18.841 0,641 4 H4 300,20 150,30 4,35 817,13 18.841 0,818

Dari Tabel 6.4. didapatkan kuat tekan rata-rata silinder beton adalah 0,72

MPa dan berat jenis rata-ratanya adalah 771,24 kg/m3. Dari berat jenisnya, beton

styrofoam ini dapat diklasifikasikan sebagai beton ringan. Sedangkan dari kuat

tekan beton yang diperoleh sebesar 0,72 MPa, beton styrofoam dapat

diklasifikasikan sebagai beton dengan berat jenis rendah (Dobrowolski, 1998),

beton ringan untuk pasangan batu (insulating concrete) (Neville dan Brooks,

1987), dan beton ringan untuk non struktur (Satyarno, 2004).

5.6. Modulus Elastisitas Beton Styrofoam

Modulus elastisitas rerata beton styrofoam sebesar 91,40 MPa. Nilai ini

lebih rendah bila dibandingkan dengan nilai Ec yang didapatkan dari rumus

10

empiris, sesuai persamaan Ec = 0,043.Wc.1,5 √ fc' , didapatkan Ec =

953,046 MPa, karena rumus empiris tersebut hanya berlaku untuk beton dengan

berat antara 1500 dan 2500 kg/m3. Sedangkan berat beton styrofoam sangat kecil

(734,440 kg/m3).

5.7. Kuat Tekan dan Serapan Air Mortar

Dari hasil pengujian kuat tekan mortar dengan campuran 1Pc : 2Ps dengan

fas 0,4 didapatkan nilai kuat tekan mortar sebesar 16,358 Mpa dan nilai serapan

air pada perendaman selama 24 jam sebesar 7,3%. Dari hasil pengujian ini

menunjukkan bahwa panel dinding beton styrofoam dengan lapisan

plesteran/mortar tahan terhadap rembesan air dan memenuhi Persyaratan Umum

Bahan Bangunan di Indonesia (PUBI 1982) yang mensyaratkan serapan air

maksimal mortar yang dipakai di luar ruangan maksimal 25% .

5.8. Tegangan Lentur Maksimal dan Berat Jenis Panel Dinding Beton

Styrofoam

Hasil pengujian lentur panel dinding dapat dilihat pada tabel 5.5 berikut :

Tabel 5.5 Berat Jenis dan Tegangan Lentur Maksimal Panel Dinding

No. Kode DIMENSI RERATA Berat

Rerata (Kg)

Berat Jenis Rerata (Kg/m3)

ƒ Lentur Maks Rerata

(MPa) Panjang

(mm) Lebar (mm)

Tebal (mm)

1 P0 102,33 31 12 38,067 1000 0,64 2 P1-5 103 31 12 37,233 971,73 3,01 3 P1-10 102,5 31 12 36,633 960,74 4,08 4 P1-15 103 31 12 40,067 1045,70 4,15

Tegangan lentur maksimal panel dinding styrofoam meningkat secara

signifikan ketika diberi perkuatan lentur pada kedua sisinya. Berdasarkan data,

tegangan lentur panel dinding terlihat bahwa jarak connector wire tidak

berpengaruh terhadap tegangan lentur maksimal panel. Hal ini kemungkinan

diakibatkan fungsi connector wire sebagai pengaku dan lebih berperan ketika

terjadi geser. Berat jenis panel dinding beton styrofoam lebih ringan jika

dibandingkan dengan berat jenis dinding pasangan bata campuran 1Pc : 6Ps,

maupun berat jenis panel dinding beton non pasir hasil penelitian Nugroho (2007),

seperti terlihat pada Gambar 5.1.

11

Gambar 5.1. Perbandingan Berat Jenis Panel Dinding Beton Styrofoam

Dengan Dinding Pasangan Bata Merah dan Panel Dinding Beton Non pasir

5.9. Kapasitas Lentur

Berdasarkan perhitungan teoritis, momen yang mampu ditahan oleh panel

dinding beton ringan styrofoam dengan perkuatan wire mesh pada kondisi elastis

sebesar 0,26 kNm, sedangkan berdasarkan data pengujian dimana Mu = ⅛ qtL2+

PL didapatkan Mu rerata (momen yang terjadi saat panel menerima beban

maksimum) sebesar 1,34 KNm. Sedangkan Pu rerata hasil pengujian sebesar 8,67

kN.

5.10. Perbandingan tegangan lentur panel dinding dengan pasangan dinding batu bata camp 1Pc : 6 Ps dan Panel dinding beton non pasir.

Berdasarkan data hasil pengujian kuat lentur panel dinding beton

styrofoam dengan perkuatan wire mesh ø 3 mm finishing plesteran 1Pc : 2 Ps tebal

1,5 cm didapatkan tegangan lentur rerata panel P1-5 sebesar 3,01 Mpa, panel P1-

10 sebesar 4,08 MPa dan panel P1-15 sebesar 4,15 Mpa. Sedangkan berdasarkan

penelitian Nugroho (2007), tegangan lentur pasangan bata merah campuran

1Pc : 6Ps sebesar 0,9 MPa, tegangan lentur panel dinding beton non pasir tebal 50

mm dengan tulangan polos 4mm sebesar 1, 07 MPa, tebal 60 mm sebesar 1,16

MPa, tebal 70 sebesar 1,10 MPa dan tebal 80 mm sebesar 1,15 MPa seperti

terlihat pada Gambar 5.2. di bawah ini.

1/6

12

Tega

ngan

Len

tur

(MPa

)

Gambar 5.2. Perbandingan Tegangan lentur Panel BS dengan bahan lain

Berdasarkan Gambar 5.2. semua panel dinding beton styrofoam dengan perkuatan

lentur wire mesh memenuhi persyaratan kuat lentur minimum panel dinding

(tegangan lentur minimum yang dipersyaratkan DIN-1101 sebesar 1,70 MPa). Hal

ini dikarenakan adanya perkuatan lentur wire mesh pada kedua sisi panel sehingga

meningkatkan tegangan lenturnya. Sedangkan untuk panel dinding beton

styrofoam tanpa perkuatan wire mesh dengan tegangan lentur sebesar 0,64 MPa

tidak memenuhi persyaratan kuat lentur minimum DIN-1101.

5.11. Perbandingan kapasitas lentur panel dinding beton styrofoam dengan perkuatan wire mesh ø 3mm dan finishing plesteran pada kedua sisinya dengan penelitian lain Berdasarkan hasil pengujian kapasitas lentur panel dinding beton

styrofoam tebal 8 cm dengan perkuatan wire mesh ø 3mm dan finishing plesteran

campuran 1Pc : 2 Ps tebal 1,5 cm pada kedua sisinya, didapatkan momen ultimate

(Mu) yang mampu ditahan (kapasitas lentur) sebesar 1,34 kNm. Hasil penelitian

ini kemudian coba dibandingkan dengan hasil penelitian panel dinding pracetak

beton styrofoam (Darmawan, 2004) dan panel dinding beton non pasir serta

dinding pasangan bata campuran 1Pc : 6 Ps (Nugroho, 2007). Tabel 5.6.

1,7 Batas Kuat lentur minimum DIN-1101

Bahan Panel Dinding

13

menjelaskan perbandingan berat jenis dan kapasitas lentur panel dinding beton

styrofoam ini dengan penelitian lain.

Tabel 5.6. Kapasitas Lentur Panel Dinding Beton Styrofoam dibandingkan dengan penelitian lain

Kapasitas lentur

Nama Benda Uji

Panel Dinding Beton

Styrofoam

Panel Dinding

Beton Non Pasir

Panel Dinding Pracetak Beton

Styrofoam

Dinding Pasangan

Bata Merah Camp 1Pc : 6

Ps Tebal Panel (cm) 8 8 7,5 10

Finishing Plesteran

1Pc:2Ps tebal 1,5 cm

Unfinishing Unfinishing Unfinishing

Perkuatan Lentur Wire mesh

ø 3mm pada kedua sisinya

Baja tulangan polos ø 4

mm

Baja tulangan polos ø 5,14 mm -

Mu (kNm) 1,34 1,27 0,28 0,78 Berat Jenis

(Kg/m3) 994,5 1892,81 718 1817,5

Peneliti Penelitian ini Nugroho (2007)

Darmawan (2004)

Nugroho (2007)

Berdasarkan Tabel 6.6. dapat disimpulkan bahwa kapasitas lentur panel dinding

beton styrofoam hasil penelitian ini lebih tinggi dibandingkan kapasitas lentur

panel dinding pracetak beton styrofoam dengan perkuatan tarik dipakai baja

tulangan polos diameter 5,14 mm unfinishing pada posisi horizontal hasil

penelitian Darmawan (2004) sebesar 0,28 kNm. Kapasitas lentur panel dinding

beton styrofoam hasil penelitian ini juga lebih tinggi dibandingkan kapasitas

lentur panel dinding non pasir tebal 8 cm dengan perkuatan tulangan polos

diameter 4 mm hasil penelitian Nugroho (2007) yang sebesar 1,271 kNm dan

kapasitas lentur dinding pasangan bata sebesar 0,78 kNm. Dari berat jenisnya,

panel dinding beton styrofoam juga lebih ringan dibandingkan panel dinding

beton non pasir dan dinding pasangan bata merah. Sehingga panel dinding beton

styrofoam ini sangat layak digunakan sebagai bahan material dinding.

14

6. KESIMPULAN

1. Kuat tekan rata-rata silinder beton styrofoam adalah 0,72 MPa dan berat

jenis rata-ratanya adalah 771,24 kg/m3.

2. Berdasarkan grafik tegangan regangan beton styrofoam hasil uji

didapatkan modulus elastisitas rerata beton styrofoam sebesar 91,40 MPa.

3. Tegangan lentur rerata panel dinding beton styrofoam tanpa perkuatan

wire mesh (P0) sebesar 0,64 Mpa, tegangan lentur maksimal panel dinding

beton styrofoam dengan perkuatan wire mesh ø 3 mm dan jarak connector

wire 5 cm (P1-5), 10 cm (P1-10), dan 15 cm (P1-15) berturut-turut sebesar

3,01 Mpa, 4,08 Mpa dan 4,15 Mpa.

4. Berdasarkan tegangan lentur dan beban maksimum yang mampu ditahan

panel dinding terlihat bahwa jarak connector wire tidak berpengaruh

terhadap kuat lentur panel. Hal ini kemungkinan diakibatkan fungsi

connector wire sebagai pengaku dan lebih berperan ketika terjadi geser.

5. Dengan melihat kondisi wire mesh yang tidak mengalami kerusakan

setelah pengujian dapat disimpulkan bahwa beton ringan styrofoam dan

plesteran tercapai regangan runtuh beton lebih dahulu sebelum wire mesh

mencapai regangan leleh.

7. SARAN

1. Karena pembuatan beton styrofoam dilakukan secara manual, maka

diperlukan ketelitian penakaran, pengadukan dan pelaksanaan pengecoran,

sehingga didapatkan kekuatan beton yang maksimal.

2. Diperlukan penelitian lebih lanjut bahan untuk perkuatan lentur dari panel

dinding dari beton ringan styrofoam misalnya kawat ayam, agar lebih

ekonomis sebagai salah satu alternatif material dinding dalam upaya

mencegah exploitasi tanah lempung yang berlebihan sebagai bahan baku

pembuatan dinding bata merah.

3. Diperlukan penelitian lebih lanjut tentang beton ringan styrofoam terutama

untuk meningkatkan kapasitas lentur panel dinding serta kelanjutan

penelitian tentang perilaku panel dinding beton styrofoam dengan

perkuatan wire mesh ketika menerima gaya geser.

15

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1982, Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia (PUBI 1982), Departemen Pekerjaan Umum, Ditjen Cipta Karya, Ditjen Pemeliharaan Masalah Bangunan, Bandung.

Darmawan, F. (2004), Lightweight Styrofoam Concrete for Precast Wall Panel, (in Indonesian) Master Thesis, Department of Civil Engineering, Gadjah Mada University, Yogyakarta.

Dipohusodo, I., 1994, Sruktur Beton Bertulang, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Dobrowolski, A.J., 1998, Concrete Construction Handbook, The McGraw-Hill Companies, Inc., New York.

Kasmudjo, 1986, Standarisasi Papan Semen Berdasarkan Standar DIN-1101

Neville, A.M., and Brooks, J.J., 1987, Concrete Technology, First Edition, Longman Scientific & Technical, England.

Nugroho, Prasetyo A., 2007, Kajian Penggunaan Bantak Sebagai Agregat Beton Non Pasir Untuk Panel Dinding Dengan Tulangan Polos 4 mm Variasi Ketebalan 50, 60, 70, dan 80 mm. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

PT. Beton Elemindo Putra, 2007, www.b-panel.com. Innovative and Energy-Efficient Building Materials and Systems solusi bangunan tahan gempa, kedap suhu, kedap suara.

Satyarno, I. 2004, The Application of Cement Content for Lightweight Styrofoam Concrete, (in Indonesian) National Seminar of Innovation in Building Material Technology, Joint Cooperation between Department of Civil Engineering Gadjah Mada University and PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk.

SNI 7392-2008, Tata cara perencanaan dan pelaksanaan bangunan gedung menggunakan panel jaring kawat baja tiga dimensi (PJKB-3D) las pabrikan

Tjokrodimuljo, K, 2007, Teknologi Beton, Biro Penerbit, Teknik Sipil Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Wijaya 2005, The Application of Styrofoam 2-3 mm for Lightweight Styrofoam Concrete. Master Thesis, Department of Civil Engineering, Gadjah Mada University, Yogyakarta. (in Indonesian).