## JURNAL TAMBORA

## KOLOM ILMIAH Science and Technology

## TINJAUAN HUBUNGAN KUAT TEKAN DAN LENTUR BETON DENGAN BAHAN TAMBAH SERAT BAJA UNTUK PERKERASAN PAKU
Hermansyah 1 , Muhammad Fauzie Siswanto 2 , Ashar Saputra 3
1,2 Magister Sistem dan Teknik Transportasi /Fakultas Teknik, UGM
3 Magister Sarana Prasarana dan Teknologi Bahan/Departemen Teknik sipil dan Lingkungan/ Fakultas Teknik, UGM
Email: hermansyah111090@gmail.com , fauzie.siswanto@ugm.ac.id, ashar@tsipil.ugm.ac.id

## ABSTRACT
Diterima: Januari 2019
Diterbitkan:
Februari 2019
Keywords : compressive strength,
flexural strength, steel fiber
The Director General of Highways issued the 2010 revision 3 specification concerning minimum flexural strength for rigid pavement of 45 kg/cm2 or approximately 4.5 MPa, but  the  reality  of  obtaining  such  flexural  strength  should  be  using    high  enough concrete quality and it will incur considerably high cost also. In this study was using a normal  concrete  method  with  the  purpose  of  research  to  know    the  relationship  of compressive strength and flexural of concrete with the addition of variation of fiber 0%, 0,5%,  0,65%  and  0,8%  from  weight  of  the  concrete  mixture.  The  results  from  this research  showed  that  the  compressive  strength  and  flexure  had  increased successively  in  the  fiber  variation  0%,  0.5%  and  0.65%  amount  31.23  MPa,  33.06 MPa,  35.23  MPa  and  4.58  MPa,  4.75  MPa,  5.04  MPa.  It  is  because  the  fiber contained  in  the  concrete  has  a  fairly  even  distribution  of  fiber  and  does  not  have clumping.  When  variations  of  fiber  above  0.65%  such  as  0.8%  variation  in  the direction of fiber are difficult to control and at the time of mixing occurs clumping, So the value of compressive strength and flexural of concrete are decreases. The relation of  compressive  strength  and  flexural  of  concrete  using  a  variation  of  steel  fiber  to obtain  equation  fs  =  0,1226.fc  '+  0,7173  with  value  R 2 =  0,9915  and  α  0,82.  The results  obtained  from  the  test  is  a  rather  good  when  compared  with  ACI  and  SNI  T- 15-1991-03 method.

## PENDAHULUAN
Semakin  majunya  peradaban,  kebutuhan masyarakatpun  disuatu  daerah  semakin  lama semakin  meningkat,  seperti  pembangunan  mall, perkantoran,  dan  tempat  wisata,  sehingga  dapat menarik  perjalan  yang  sangat  tinggi,  itu mengakibatkan volume kendaraan menjadi semakin meningkat. Dengan meningkatnya jumlah perjalanan  atau  volume  kendaraan,  maka  dapat dimungkinkan  beban  muatan  jalanpun  semakin meningkat,  sehingga  pada  saat  perencanaan  harus jeli dalam  memilih jenis perkerasan apa yang baik untuk  digunakan  dengan  beban  kendaraan  rencana sesuai  dengan  muatan  sumbu  terberat.  Salah  satu perkerasan yang digunakan untuk menangani beban rencana yang cukup berat  yaitu perkerasan kaku.
Perkerasan  kaku  memiliki  kuat  tekan  yang cukup baik,  namun bertolak  belakang dengan kuat lentur,  itu  dikarenakan  sifat  yang  getas,  sehingga pada  perencanaan  perkerasan  kaku  menambahkan
serat  pada  campuran  beton  dengan  harapan menambah  sifat  elastis  atau  kelenturan  dari perkerasan  kaku  itu  sendiri.  Bahan  tambah  serat harus memiliki nilai modulus elastisitas lebih tinggi dari modulus elastisitas beton, dan ini berlaku pada serat alami maupun buatan. Spesifikasi 2010 revisi 3  devisi  5  tentang  perkerasan  jalan  beton  semen menjelaskan  kuat  lentur  minimum  untuk  untuk perkerasan  kaku  sebesar  45  kg/cm2,  namun  untuk mencapai  kuat  lentur  minimum  tersebut  perlu menggunakan kuat tekan beton mutu tinggi dan itu cukup memberatkan untuk penyedia jasa, sehingga butuh dilakukan kajian mendalam untuk menghasilkan  kuat  lentur  yang  tinggi  namun dengan menggunakan mutu beton normal.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui  pengaruh  penambahan  variasi  serat 0%,  0,5%,  0,65%  dan  0,8%  dari  berat  volume campuran beton terhadap kuat tekan dan kuat lentur serta  untuk mengetahui hubungan keduanya.

## LANDASAN TEORI
(Tjokrodimuljo, 2007) Kuat tekan beton adalah perbandingan  beban  terhadap  luas  penampang beton.
A P fc  ' (1) keterangan :
fc’ = kuat tekan beton (MPa) P = beban tekan (N) A = luas penampang (mm2)
Kuat  lentur  merupakan  dimana  kemampuan benda  uji  beton  yang  berbentuk  balok  yang diletakkan  pada  dua  perletakan  dengan  tujuan menahan  gaya  yang  arah  gayanya  tegak  lurus sumbu  benda  uji,  sehingga  benda  uji  mengalami patah  yang  dinyatakan  dalam  mega  pascal  (MPa) gaya setiap satuan luas.
2 . . h b a P fs  (2)
keterangan : fs = kuat lentur (MPa) P = beban tekan (N) a = jarak perletakan ke gaya (mm) b = lebar penampang balok (mm)
h = tinggi penampang balok (mm)
Spesifikasi  2010  revisi  3  menjelaskan  kuat lentur  minimum  untuk  perkerasan  kaku  umur  28 hari  sebesar  45  kg/cm2.  Untuk  menghasilkan  nilai kuat  lentur  45  kg/cm2  harus  menggunakan  mutu
beton  tinggi  dan  itu  dianggap  cukup  berat  dalam hal biaya.

## METODOLOGI
Bahan-bahan  dasar  beton  yaitu  semen  PPC merek Gresik, air, pasir, batu pecah 20 mm dengan nilai abrasi 38% dan juga bahan tambah serat baja bermerek Dramix 3D 65/35 BG. Selain bahan, alat pencetakan yang digunakan adalah balok berukuran 150  mm  x  150  mm  x  510  mm  sebanyak  5  buah pervariasi,  serta  silinder  berukuran  150  mm  x  300 mm sebanyak 3 buah pervariasi.
Pengujian  kuat  tekan  dan  lentur  dilakukan untuk  mengetahui  kemampuan  beton  yang dihasilkan  dalam  menerima  beban  pada  pengujian umur  28  hari.  Setelah  didapatkan  hasil  penelitian, selanjutnya data tersebut diolah dan dianalisis nilai kuat  tekan,  kuat  lentur  dan  hubungan  kuat  tekan dengan  lentur  beton  dengan  menggunakan  bahan tambah  serat  baja.  Pada  pengumpulan  data  yang akan  dianalisis  mengabil  nilai  rata-rata  dari  setiap variasi baik untuk kuat tekan maupun kuat lentur.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam  perencanaan  campuran  beton  dengan menggunakan  metode  SNI  03-2834-2000,  maka didapatkan hasil sebagai berikut:
Tabel 1 Campuran beton untuk 1 m 3 No  Uraian Nilai / Jenis  Satuan 1 Nilai Kadar Air Bebas  190 kg/m³ 2 Jumlah Semen 380 kg/m³ 3 Kadar Agregat Halus 658.6 kg/m³ 4 Kadar Agregat Kasar 1121.4 kg/m³ Total 2350 kg/m³
Dari hasil perhitungan m3 di atas, maka didapatkan nilai campuran dari setiap variasi, untuk lebih jelas dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2 Campuran beton untuk setiap variasi serat percampuran Variasi (%) A.Kasar (Kg) A.Halus (Kg) Semen (Kg) Air (Kg) Serat (Kg) 0,00 216,46 127,13 73,35 36,68 0,0 0,50 216,46 127,13 73,35 36,68 2,3 0,65 216,46 127,13 73,35 36,68 3,0 0,80 216,46 127,13 73,35 36,68 3,7
Pengujian nilai slump
Pada  campuran  di  atas  menghasilkan  nilai slump sebagai berikut:

## JURNAL TAMBORA
Gambar 1 Hubungan nilai slump dengan variasi serat Pada  pengerjaan  campuran  beton  antara  0% serat  dengan  serat  0,5%,  0,65%  dan  0,8%  tidak terlalu  signifikan  dari  segi  kelecakan,  karena  nilai FAS  dan  slump  pada  setiap  campuran  beton direncanakan  sama.  Hasil  pengujian  pada  nilai slump dengan variasi serat baja mendapatkan hasil bahwa  semakin  banyak  penambahan  serat  pada campuran  beton,  maka  menghasilkan  nilai  slump yang  semakin  kecil.  Hasilnya  dapat  dibuktikan pada  gambar  1  nilai  slump  yang  semakin  kecil tersebut  disebabkan  oleh  serat  yang  saling mengikat satu sama lain, sehingga keruntuhan yang terjadi cukup kecil.
Pengujian berat volume
Gambar 2 Hubungan berat volume dengan variasi serat
Dari  hasil  pencampuran  beton  dengan  variasi serat  baja    yang  ditampilkan  oleh  gambar  2 menjelaskan  bahwa  pada  umur  28  hari  berat volume tertinggi  terdapat pada variasi  serat 0,65% sebesar 2315,71 kg/m3. Bila  dibandingkan dengan berat  volume  rencana  sebesar  2350  kg/m3  maka pada  varisi  0%,  0,5%,  0,65%  dan  0,8% menghasilkan  nilai  sebesar  1,91%,  1,79%,  1,46% dan 2,05% pada umur 28 hari. Berat volume  yang semakin  meningkat  dari  variasi  0%,  0,5%  dan 0,65%  dikarenakan  penambahan  serat  pada
campuran beton yang semakin baertambah, namun pada  serat  0,8%  mengalami  penurunan  berat volume yang diakibatkan penggumpalan serat pada campuran  beton  sehingga  pada  saat  pemadatan agregat  kasar  sulit  mengisi  tiap  rongga  karena terhalang oleh serat.
Pengujian kuat tekan
Tabel 3 Hubungan kuat tekan dan variasi serat baja Variasi (%)  0 0.5 0.65 0.8 28 hari 31.23  33.06  35.23  30.11
Pada  tabel.3  menjelaskan  nilai  kuat  tekan tertinggi  dapat  pada  variasi  serat  0,65%  sebesar 35,23 MPa. Hubungan kuat tekan dan variasi serat juga disajikan dalam bentuk gambar 3.
Gambar 3 Hubungan kuat tekan dengan variasi serat
Pada  pengujian  umur  28  hari  terlihat  bahwa kuat tekan mengalami peningkatan secara berturut- turut dari variasi serat 0%, 0,5% dan 0,65%, yaitu sebesar  31,23  MPa,  33,06  MPa  dan  35,23  MPa. Peningkatan  ini  disebabkan  oleh  serat  yang ditambahkan  dalam  beton  tidak  mengalami penggumpalan  secara  berarti  sehinnga  serat  dapat memberikan  kekuatan  yang  cukup  baik  dengan menunda regangan pada beton secara cepat.
Penambahan  serat  di  atas  0,65%  seperti  pada variasi  0,8%  akan  mengakibatkan  penurunan  nilai kuat tekan pada umur 28 hari, ini disebabkan oleh mulainya penggumpalan serat pada campuran yang menghasilkan rongga pada beton cukup banyak, ini dimungkinkan  nilai  pengujian  kuat  tekan  akan menjadi  menurun,  sehinnga  penambahan  serat 0,8%  tidak  dianjurkan  dalam  perencanaan campuran perkerasan kaku.
Pengujian kuat lentur
Tabel 4 Hubungan kuat lentur dan variasi serat baja Variasi (%)  0 0.5 0.65  0.8 28 hari 4.58  4.75  5.04  4.39
Pada  tabel.4  menampilkan  hasil  kuat  lentur tertinggi dari hubungan kuat lentur dan variasi serat terdapat  pada  variasi  0,65%  sebesar  5,04  MPa.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0,5 0,65 0,8 S lu m p ( cm ) Variasi serat (%)
2270 2280 2290 2300 2310 2320 2330 2340 2350 2360 0 0,5 0,65 0,8 B er a t v o lu m e (K g /m 3 ) Variasi serat (%) 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 0 0,5 0,65 0,8 K u a t T ek a n ( M P a ) variasi serat (%)

## JURNAL TAMBORA
Untuk  memperjelas  pembacaan  data  maka  data ditampilkan dalam bentuk gambar 4.
Gambar 4 hubungan kuat tekan dengan variasi serat
Pada pengujian  umur 28 hari kuat lentur beton mengalami  peningkatan  yang  secara  berturut-turut dari variasi 0%, 0,5% dan 0,65% sebesar 4,58 MPa, 4,75  MPa  dan  5,04  MPa.  Peningkatan  nilai  kuat lentur  tersebut  diakibatkan  oleh  arah  serat  yang seragam  (horizontal)  berlawan  arah  dengan  titik pusat  beban  sehingga  saat  pengujian  dilakukan serat  dapat  menunda  terjadinya  keretakan  seiring dengan  bertambahnya  beban.  Selanjutnya  bila dilihat  pada  variasi  serat  0,8%  mengalami penurunan  kuat  lentur,  ini  diakibatkan  oleh  arah serat  yang  sulit  dikontrol  karena  mengalami penggumpalan.
Pada  pengujian  kuat  lentur  untuk  variasi  0% sebenarnya telah memenuhi syarat spesifikasi nilai kuat  lentur  minimum  Spesifikasi  2010  revisi  3 devisi  5  tentang  perkerasan  jalan  beton  semen, kemungkinan  hasil  nilai  kuat  lentur  yang  cukup tinggi  pada  variasi  0%  dipengaruhi  oleh penggunaan  semen  PPC  (Portland  Pozzolan Cement).
Pengujian hubungan kuat tekan dengan lentur beton
Tabel 5 Perbandingan hubungan kuat tekan dan
lentur beton Variasi (%) fc' (MPa) √fc' (MPa) fs (MPa) S NI A CI 0 31.23 5.59 4.58 3.9 1 3.4 6 0,5 33.06 5.75 4.75 4.0 2 3.5 6 0,65 35.23 5.94 5.04 4.1 6 3.6 8 0,8 30.11 5.49 4.39 3.8 3.4
Pada  tabel 5 menjelaskan bahwa hubunga kuat tekan  dan  lentur  beton  dari  hasil  pengujian, dibandingkan  dengan    metode  yang  dikeluarkan oleh  SNI  T-15-1991-03  dan  ACI  (American Concrete  Institute).  perbandingan  juga  disajikan dalam bentuk Gambar.7.
Gambar 5 Hubungan kuat tekan dengan lentur beton
Persamaan  hubungan  kuat  tekan  dengan  lentur yaitu  y  =  0,1226.fc’  +  0,7173  dengan  nilai  R2  = 0,9915  dan  nilai  α  rata-rata  =  0,81.  Dari  hasil tersebut    lebih  baik  bila  dibandingkan  dengan metode ACI (American Concrete Institute) dan SNI T-15-1991-03  yaitu  fr  =  0,62.√fc’  dan  fr  = 0,70.√fc’, ini dibuktikan pada Gambar 5 nilai hasil pengujian  memiliki  nilai  fs  yang  lebih  tinggi  dari metode ACI (American Concrete Institute) dan SNI T-15-1991-03. Peningkatan  nilai  α  pada  hubungan  kuat  tekan dan  lentur  beton  diakibatkan  oleh  hasil  dari pengujian telah memenuhi syarat dari perencanaan awal,  sehingga  pada  saat  mencari  nilai  kuat  lentur dengan  persamaan  tersebut,  nilai  α  mengalami peningkatan yang cukup signifikan.

## PENUTUP

## Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan bahwa pada hasil pengujian kuat tekan  beton  untuk  nilai  tertinggi  dengan  variasi serat  baja  pada  umur  28  hari  terdapat  pada  variasi serat  0,65%  sebesar  35,23  MPa.  Pengujian  kuat lentur  beton  untuk  nilai  tertinggi  dengan  variasi serat  baja  pada  umur  28  hari  terdapat  pada  variasi
serat  0,65%  sebesar  5,04  MPa.  namun  dengan variasi  0%  pada  penelitian  ini  sebenarnya  telah memenuhi  syarat  nilai  kuat  lentur  minimum  4,5 MPa yang dikeluarkan oleh spesifikasi 2010 revisi 3  devisi  5  tentang  perkerasan  berbutir  dan perkerasan  beton  semen  dengan  nilai  hasil  kuat lentur sebesar 4,58 MPa. Dari hasil hubungan kuat tekan  dan  lentur  beton  dengan  menggunakan variasi  serat  baja  menghasilkan  persamaan  fs  = 0,1226.fc’ + 0,7173 dengan nilai R2 = 0,9915 dan α
4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 5,2 K u a t L en tu r (M P a ) variasi serat (%) fs = 0.1226.fc' + 0.7173 R 2 = 0.9915 3 3,5 4 4,5 5 5,5 5,4 5,6 5,8 6 fs ( M P a ) √fc' pengujian SNI ACI

## JURNAL TAMBORA
rata-rata  =  0,81.  Hasil  yang  diperoleh  lebih  baik dari metode ACI dan SNI T-15-1991-03, sehingga dapat digunakan sebagai alternatif untuk perencanaan perkerasan kaku untuk kedepannya.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Pada  kesempatan  ini  penulis  mengucapkan terima  kasih  kepada  Bapak  Dr.Ir.Muhammad Fauzie Siswanto.M.Sc dan Bapak Ashar Saputra.S.T.,M.T.,Ph.D  yang  selalu  memberikan saran dan masukan pada penulis agar penelitian ini dapat berjalan dengan lancar.

## REFERENSI
ACI Committee 363R-92, (1997). State-of-the-Art Report on High-Strength Concrete Dirjen Bina Marga, Kementrian Pekerjaan Umum,
(2010). Spesifikasi 2010 (Revisi 3) Divisi 5 Perkerasan Berbutir dan Perkerasan Beton Semen, Puslitbang Jalan dan Jembatan, Bandung
Murdock dan Brook, (1986). Bahan dan Praktek Beton Edisi Keempat, Penerbit Erlangga, Jakarta. SK SNI T-15-1990-03, (1990). Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal,Yayasan LPMB, Bandung. SNI 03-2834-2000, (2000). Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal, Pusjatan-Balitbang PU, Bandung Sukismo, (2017). Penelitian Studi Eksperimental Pengaruh Penggunanan Stell Fiber Terhadap Uji Kuat Tekan, Tarik Belah dan Kuat tarik lentur Pada Campuran Beton Mutu Fc’ 25 Mpa, Untan, Pontianak. Tjokrodimulyo (2007). Teknologi Beton, Biro Penerbit, Yogyakarta Wirawan, B, (2016). Analisis Petrografi Agregat Terhadap Kuat Tekan Dan Kuat tarik lentur Beton Perkerasan Kaku. Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta.