ISSN 2776-463X

## STUDI KAPASITAS LENTUR BALOK BETON RINGAN DENGAN PENAMBAHAN SERAT KAWAT
Badordin Muhtar *1 , Ismanto Wahab Ali 2 , Thariq Al Faridzi Amir Sultan 1
1 Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil, Universitas Khairun
2 Mahasiswa Program Magister Teknik Sipil, Universitas Khairun *badordinmuhtar125@gmail.com

## Abstrak
Beton ringan didapat dari pencampuran bahan-bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir, batu kerikil (batu apung) atau bahan semacam lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan perekat semen, dan air sebagai bahan pembantu, guna keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung Beton ringan dengan berat antara 1440 kg/m 3 – 1850 kg/m 3 , dapat dipakai sebagai beton struktur jika bersifat mekanik dapat memenuhi syarat pada umur 28 hari mempunyai kuat tekan berkisar >17,42 MPa. Untuk mencapai kekuatan sebesar itu, beton dapat memakai agregat kasar seperti pumice, expanded shale, clays, slate, dan slag. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek penambahan serat kawat bendrat terhadap lentur balok beton ringan. Benda uji yang dipakai berbentuk balok dengan ukuran 15 cm x 20 cm x 120 cm, dan tambahan potongan kawat bendrat lurus dengan panjang 6 cm, dan konsentrasi penambahan serat sebesar 7,5.% terhadap berat semen. Jumlah benda uji 12 buah masing-masing komposisi sebanyak 3 sampel.
Dari hasil penelitian ini menunjukan penambahan serat kawat bendrat dengan kadar serat 7,5% ke dalam campuran beton dapat meningkatkan kuat lentur pada balok beton.
Kata kunci — Beton Ringan, Beton Serat, Batu Apung, Serat Kawat

## PENDAHULUAN
Beton  banyak  digunakan  di  berbagai  macam  konstruksi  karena  memiliki  banyak  keunggulan diantaranya  kemampuan  menahan  gaya  tekan  yang  tinggi,  dapat  dibentuk  sesuai  dengan kebutuhan  konstruksi,  ketahanan  yang  baik  terhadap  lingkungan  sekitar  serta  proses perawatannya lebih murah dan mudah. Secara struktural beton juga memiliki kelemahan yaitu kekuatan  tarik  yang  rendah  dan  memiliki  sifat  getas.  Salah  satu  cara  perbaikan  dalam  beton tersebut adalah dengan menambahkan serat kawat ke dalam adukan beton (Alex & Arunachalam, 2019; Gunawan et al., 2015; Kawulusan et al., 2019a; M Krisna Bagus Hidayat, Eddy Purwanto, 2018;  Malino  et  al.,  2019;  Oktarina  et  al.,  2018).  Salah  satunya  adalah  beton  ringan  yang merupakan beton dengan menggunakan agregat ringan atau dikombinasikan dengan agregat normal  sedemikian  rupa  sehingga  dihasilkan  beton  dengan  berat  isi  yang  lebih  kecil  (lebih ringan) dari pada beton normal yang bertujuan untuk mengurangi berat sendiri dari struktur terhadap komponen struktur pendukungnya (Ala & Arruan, 2017; Miswar, 2018; Rommel, 2015).
Karena berat jenisnya yang besar maka dimensi elemen struktur akan besar pula sehingga sangat berpengaruh  tehadap  beban  bangunan  secara  keseluruhan.  Berat  ini  akan  mengecil/ringan apabila dimensinya kecil. Hal ini hanya akan tercapai bila beton tersebut mempunyai kekuatan yang tinggi/bermutu tinggi. Tetapi beton yang bermutu tinggi bersifat lebih getas/ britle . Oleh karena  itu  perlu  dilakukan  penelitian  untuk  mendapatkan  beton  yang  bermutu  tinggi  tetapi bersifat daktail. Dewasa ini penggunaan beton ringan merupakan alternatif yang sangat bagus sebab beton dengan mutu rendah yang telah digunakan sebagai material dasar sejak ribuan tahun lalu digunakan untuk pengaplikasian pada kontruksi bangunan. Berat jenis beton normal sangat tinggi yaitu berkisar 2400 kg/m 3 sehingga beban mati yang dipikul akan menjadi sangat besar,
ISSN 2776-463X
dengan menggunakan beton ringan akan merduksi berat struktur (Darwis et al., 2016; Gaus et al., 2020; Numan et al., 2021; Sultan et al., 2018)
Kebutuhan beton ringan dalam teknologi kontruksi modern meningkat dengan cepat. Hal ini disebabkan karena beberapa keuntungan dari penggunaan teknologi beton ringan diantaranya, berat jenis beton yang lebih kecil sehingga dapat memberikan keuntungan dalam pengurangan ukuran  pondasi  yang  diperlukan.  Hal  ini  juga  akan  berdampak  pada  pengurangan  biaya kontruksi.
Dengan  suatu  perancangan  khusus,  kuat  tarik  beton  ini  dapat  ditingkatkan  sehingga  mampu menahan  tegangan  tarik  untuk  mengurangi  retakan  (daktail).  Salah  satu  cara  adalah  dengan penambahan serat-serat pada adukan beton sehingga retak-retak yang mungkin terjadi akibat tegangan tarik pada daerah beton tarik ditahan oleh serat-serat tambahan ini, sehingga kuat tarik beton serat dapat lebih tinggi dibandingkan kuat tarik beton biasa.
Di berbagai negara serat sebagai penguat dan peningkat sifat deformasi beton bukan lagi barang asing. Beton diperkuat serat dan apabilah terjadi deformasi pada beton maka serat akan berfungsi untuk  mengurangi  retakan.  Peranan  serat  sebagai  penahan  retakan  yang  menjalar  untuk menjebak ujung retakan agar lambat melintasi matrik dengan demikian regangan retakan ultimit komposit meningkat drastis dibandingkan beton tanpa serat.

## METODE PENELITIAN
Jenis Penelitian ini menggunakan metode eksprimental, dengan cara melakukan pengujian di Laboratorium.

## Bahan dan Peralatan
Bahan penelitian terdiri atas:
1. Semen, semen sabagai bahan pengikat adukan beton menggunakan semen portland tipe I. Pengamatan dilakukan secara visual terhadap kemasan kantong 50 kg, tertutup rapat dan butiran halus serta tidak terjadi pengumpalan.
2. Agregat halus digunakan adalah pasir batu apung ( pumice sand ) yang lolos ayakan no. 4, dari quarry agregat batu apung di desa Dowora Kota Tidore Kepulauan,
3. Agregat kasar yang digunakan adalah batu apung yang diambil dari quarry desa Dowora Kota Tidore Kepulauan.
4. Air bersih dari laboratorium struktur dan bahan.
5. Serat berupa potongan kawat bendrat dengan panjang 6 cm serta variasi serat 7.5 kg/m 3 , terhadap campuran beton.
Lokasi pengambilan agregat kasar dan halus seperti pada gambar 1.
Peralatan yang digunakan dari laboratorium:
1. Mesin sieve analysis (ayakan).
2. Timbangan.
3. Mixer dan silinder cetakan benda uji.
4. Mesin uji tekan.
5. Mesin los angeles,
6. Bak perendam.
ISSN 2776-463X
Gambar 1. Quarry agregat kasar batu apung dan agregat halus pasir batu apung

## Bahan Tambah Serat Kawat
Serat  kawat  yang  utuh  dipotong  dengan  ukuran  60  mm  dengan  jumlah  persentase  yang digunakan 7,5% dari berat benda uji. Potongan serat kawat akan di tunjukan pada gambar 2.

## Gambar 2. Serat kawat

## Desain Benda Uji
Benda uji berbentuk balok berukuran 15 cm x 20 cm x 120 cm. Ada dua jenis balok yaitu balok serat dengan kadar serat 0% dan balok serat dengan kadar serat 7.5% dengan komposisi yang ditujukan pada tabel 1.
60 mm
60 mm
CLAPEYRON : Jurnal Ilmiah Teknik Sipil 3(2): 87-95
ISSN 2776-463X
Tabel 1 Variasi benda uji Kode Benda Uji Jumlah Benda Uji (buah) Jumlah Tulangan Utama Sketsa Benda Uji BS 1 -T 2 3 2 BS 2 -T 2 3 2 BS 1 -T 3 3 2 BS 2 -T 3 3 2

## Pengujian Kuat Lentur
Pengujian lentur dilakukan dengan pembebanan dua titik atau two point load seperti ditunjukkan pada  gambar  3,  pengujian  ini  mengacu  ke  standar  nasional  Indonesia  (SNI  4431,  2011). Pengujian lentur dilakukan untuk menentukan besarnya kekuatan lentur beton dengan benda uji balok berukuran 15x15x120 cm (balok dengan variasi tulangan). Perhitungan kekuatan lentur berdasarkan mengikuti persamaan
𝐾𝑢𝑎𝑡 𝐿𝑒𝑛𝑡𝑢𝑟 = 𝑀.𝑦 𝐼 (1)
Di mana: M adalah beban maksimum (Nmm), y adalah jarak dari titik berat ke tepi balok (mm), dan I adalah momen inersia penampang balok (mm 4 )
Gambar 3. Sketsa pengujian kuat lentur
2 Ø 12 100 Ø 6 15 20 15 20 3 Ø 12 100 Ø 6
CLAPEYRON : Jurnal Ilmiah Teknik Sipil 3(2): 87-95
ISSN 2776-463X

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Pengujian Agregat
Agregat halus yang digunakan yaitu agregat halus pasir batu apung ( pumice sand ) dan agregat kasar  batu  apung  ( pumice )  dari  quarry  desa  Dowora  kota  Tidore  Kepulauan.  Hasil  pengujian karakteristik agregat halus dan agregat kasar, ditunjukkan pada tabel 4.
Tabel 4 Rekapitulasi hasil pengujian agregat halus dan agregat kasar Jenis pengujian Pasir batu apung Batu apung Kadar lumpur 4,97% 0,9% Kadar air 7,37% 15,0% Berat volume -  Kondisi lepas 0,91 0,63 -  Kondisi padat 0,80 0,55 Berat jenis dan penyerapan air -  Penyerapan air 0,91% 3,09% -  Berat jenis kering oven 1,78 2,14 -  Berat jenis SSD 1,79 2,25 -  Berat jenis semu 1,81 2,41 Modulus kehalusan 3,36 7,43 Keausan - 45,63
Hasil  pengujian  dari  agregat  halus  (pasir  batu  apung)  dan  agregat  kasar  (batu  apung)  yang terdapat pada tabel 4. bahwa, berat jenis, berat volume, modulus kehalusan diuji sesuai dengan SNI.  Modulus  kehalusan  agregat  pasir  batu  apung  gradasinya  masuk  pada  zona  I  yang merupakan gradasi agregat halus kasar (pasir kasar). Gradasi pasir batu apung dapat dilihat pada gambar 4.
Dari  hasil  pengujian  agregat  kasar  batu  apung  pada  pengujian  karakteristik  sebagian  tidak memenuhi  standar  karakteristik  yaitu  pada  uji  keausan,  ini  disebabkan  karena  batu  apung mempunyai banyak rongga. Modulus kehalusan agregat batu apung gradasinya masuk pada zona I, dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 4 . Grafik gradasi agregat halus pasir batu apung (Zona I) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 4,8 2,4 1,2
0,6 0,3 0,15 Batas Atas Batas Bawah Gradasi Ukuran Saringan ( mm ) P er sen Lo lo s K om ul ati f ( % )
ISSN 2776-463X

## Gambar 5 . Grafik gradasi agregat kasar batu apung (Zona I)

## Pemeriksaan Slump
Pengujian slump pada dasarnya merupakan sala satu pengetesan sederhana untuk mengetahui workability beton  sebelum  diterima  dan  diaplikasikan  dalam  pekerjaan  pengecoran.  Dari  hasil pengujian slump yang ditunjukan pada gambar 6 adalah perbandingan nilai slump beton ringan serat dan beton ringan tanpa serat yang mana terdapat perbedaan nilai slump dari beton ringan serat dengan nilai slump rata-rata 5,33 cm dan beton ringan tanpa serat dengan nilai slump rata- rata 6,83 cm dari perbedaan nilai slump tersebut diakibatkan penambahan serat kawat ke dalam adukan beton yang mana dapat mempengaruhi workability beton tersebut. Grafik hasil pengujian slump ditunjukkan pada gambar 6.
Gambar 6 . Hasil pemeriksaan beton ringan tanpa serat (BR) dan beton ringan serat
(BRs) 6,83 5,33 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 Slum p (cm) BR BRs 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 40 20 10 4,8 Batas Atas Batas Bawah Gradasi Nomor Saringan ( mm ) P er sen Lo lo s K om ul ati f ( % )

## ISSN 2776-463X

## Kuat Lentur
Pada  gambar  7  memperlihatkan  kapasitas  lentur  balok  beton  bertulang  dengan  serat maupun tanpa serat, di mana balok beton normal dengan jumlah tulangan 2 buah mempunyai kapasitas lentur maksimum sebesar 3,19 MPa, dengan penambahan tulangan menjadi 3 buah kapasitas lentur maksimum sebesar 4,38 MPa atau mengalami kenaikan sebesar 37,03%. Balok beton berserat dengan jumlah tulangan 2 buah mempunyai kapasitas lentur maksimum sebesar 3,51 MPa, dengan penambahan tulangan menjadi 3 buah kapasitas lentur maksimum sebesar 4,52 MPa atau mengalami kenaikan sebesar 28,77%. Dengan penambahan jumlah tulangan pada bagian bawah balok yang menerima beban lentur. Namun untuk penambahan jumlah tulangan dalam  desain  harus  tetap  mengacu  standar  nasional  Indonesia  dengan  memperhatikan  rasio tulangan maksimum (SNI 03-2847, 2019). Penambahan tulangan pada balok beton bertulang di daerah  lentur  dapat  meningkatkan  kapasitas  balok  tersebut  terhadap  beban  maksimum  dan beban awal retak (Sangadji et al., 2020)
Gambar 7. Kapasitas lentur balok beton ringan normal dan balok beton ringan berserat kawat (dengan tulangan)

## Hubungan beban dan lendutan
Berdasarkan gambar 8 dapat dilihat hubungan beban dan lendutan balok beton ringan, dengan penambahan tulangan  pada  bagian  bawah  balok  mampu  meningkatkan  kapasitas  balok  beton ringan tanpa serat dengan dengan penambahan serat kawat. Kenaikan kapasitas balok masing 18,52% untuk penambahan 2 tulangan utama dan 3,03% penambahan tulangan utama.
3,19 4,38 3,51 4,52 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 1 K ap asit as Len tu r (M P a)
BR-T2 BR-T3 BRs-T2 BRs-T3
ISSN 2776-463X
Gambar 8. Hubungan Beban dan Lendutan Pada Benda Uji

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan penelitian yang dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Penambahan  serat  kawat  bendrat  dengan  kadar  serat  7.5%  dapat  meningkatkan kemampuan kuat lentur pada balok beton ringan.
2. Hubungan  beban-lendutan  yang  terjadi  pada  balok  beton  serat  kawat,  mengalami peningkatan dikarenakan penambahan serat kawat bendrat ke dalam campuran beton. Terdapat pada sampel balok BRs-2T yang memiliki hubungan beban-lendutan dengan beban  40  kN,  lendutannya  4.89  mm.  sedangkan  untuk  balok  BRs-3T  yang  memiliki hubungan beban-lendutan dengan beban 40.25 kN, lendutannya 3.81 mm.

## DAFTAR PUSTAKA
Ala, P., & Arruan, H. (2017). Beton Ringan Menggunakan Styrofoam Sebagai Bahan Pengganti Agregat Kasar. Prosiding Seminar Hasil Penelitian (SNP2M) 2017 , 67 – 72.
Alex, X. I., & Arunachalam, K. (2019). Flexural behavior of fiber reinforced lightweight concrete. Revista de La Construccion , 18 (3), 536 – 544. https://doi.org/10.7764/RDLC.18.3.536
Darwis, F., Sultan, M. A., & Anwar, C. (2016). Pengaruh Variasi Faktor Air Semen Terhadap Kuat Tekan Beton Beragregat Batu Apung. SIPILsains , 06 (11), 31 – 38.
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 Beb an (k N) Lendutan (mm) BR-2T BR-3T BRs-2T BRs-3T
ISSN 2776-463X
Gaus, A., Sultan, M. A., Hakim, R., & Anggreni, I. (2020). Substitusi Parsial Batu Apung Sebagai Agregat Kasar Pada Campuran Beton. Jurnal Teknik Sipil Universitas Teuku Umar , 6 (2), 11 – 19.
Gunawan, P., Prayitno, S., & Aldoko, W. (2015). Pengaruh Penambahan Serat Kawat Bendrat Pada Beton Ringan Dengan Teknologi Gas Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, dan Modulus Elastisitas. E-Jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL , 611 – 619.
Kawulusan, J. A., Manalip, H., & Dapas, S. O. (2019a). Pemeriksaan Kuat Tarik Belah Beton Serat Kawat Bendrat dengan Variasi Sudut Tekuk pada Kedua Ujungnya. Jurnal Sipil Statik , 7 (5),
513 – 526.
M  Krisna  Bagus  Hidayat,  Eddy  Purwanto,  B.  (2018).  Pengaruh  Penambahan  Serat  Kawat Bendrat pada Beton Mutu Tinggi terhadap Kapasitas Kuat Tekan dan Kuat Lentur. Under Graduates Thesis , 1 (2), 12 – 14.
Malino, L., Wallah, S. E., & Handono, D. B. (2019). Pemeriksaan Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Lentur Beton Serat Kawat Bendrat Yang Ditekuk Dengan Variasi Sudut Berbeda. Jurnal Sipil Statik , 7 (6), 711 – 722.
Miswar,  K.  (2018).  Beton  Ringan  Dengan  Menggunakan  Limbah  Styrofoam. Portal:  Jurnal Teknik Sipil , 10 (1), 33 – 39. https://doi.org/10.30811/portal.v10i1.981
Numan, N., Gaus, A., & Sultan, M. A. (2021). Comparison of Compressive Strength Value of Concrete  Using  Pumice  Sand  with  Ordinary  Sand  as  Fine  Aggregate. E3S  Web  of Conferences , 328 , 10017. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202132810017
Oktarina,  D.,  Ayu,  O.,  &  Purwanto,  E.  (2018).  Pengaruh  Penambahan  Serat  Kawat  Bendrat Terhadap Kuat Tekan Dan Kuat Tarik Beton. Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST) 2018 , 283 – 290. https://doi.org/10.33087/civronlit.v2i2.20
Rommel, E. (2015). Pembuatan Beton Ringan Dari Aggregat Buatan Berbahan Plastik. Jurnal Gamma , 9 (1), 137 – 147.
Sangadji,  P.  Y.,  Sultan,  M.  A.,  &  Ahadian,  E.  R.  (2020).  Pengaruh  Variasi  Lubang  Terhadap Tegangan  Dan  Regangan  Pada  Balok  Beton  Bertulang. CLAPEYRON :Jurnal  Ilmiah Teknik SipilIlmiah Teknik Sipil , 2 (1), 27 – 33. https://doi.org/10.31602/jk.v2i1.2061
SNI 03-2847. (2019). Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung Dan Penjelasan Sebagai Revisi Dari Standar Nasional Indonesia 2847 : 2013. Badan Standarisasi Nasional .
Sultan,  M.  A.,  Kusnadi,  K.,  &  Yudasaputra,  M.  T.  (2018).  Effect  Of  Pressure  On  Making  Of Cemen  Bricks  from  Pumice. International  Journal  of  Civil  Engineering  and  Technology (IJCIET) , 9 (5), 1084 – 1091. https://doi.org/10.1126/science.ns-11.267.134