## STUDI KUAT TARIK BETON DENGAN MENGGUNAKAN AGREGAT KAYU KELAS I

## STUDY OF CONCRETE PULL STRENGTH USING GRADE I WOOD AGGREGATE
Amir Mukhlis 1
1 Universitas Iskandarmuda, Kota Banda Aceh, Aceh, Indonesia.
E-mail: amirmukhlis@hotmail.com

## ABSTRAK
Kegagalan struktur pada struktur beton akibat gempa adalah karena sifat material beton yang getas, kuat terhadap tarik namun lemah terhadap tekan sehingga bangunan dengan struktur  beton  akan  lebih  lemah  terhadap  bangunan  struktur  kayu.  Saat  terjadi  gempa bumi,  sebagian  besar  kegagalan  bangunan  terjadi  pada  struktur  beton.  Masalah  getas tersebut  tidak  terjadi  dengan  material  kayu  sehingga  bangunan  dengan  struktur  kayu menjadi  lebih aman ketika  gempa. Kearifan  lokal menjadi  hal  yang  mendukung dalam menghadapi masalah gempa bumi. Penggunaan potongan kayu pada beton masih perlu dilakukannya  kajian  lebih  mendalam.  Pada  penelitian  ini  direncanakan  potongan  kayu yang  digunakan  sebagai  agregat  kasar  adalah  kelas  I  berukuran  2cm  x  2cm  x  2  cm dengan  rencana  persentase  penggunaan  40%,  50%  dan  60%. Potongan  kayu  dianalisis sifat fisisnya di laboratorium. Beton yang telah dicetak diuji kuat tarik belah pada umur 3,  7,  dan  28  hari.  Dari  penelitian  ini  diharapkan  dapat  memberikan  informasi  tentang pengaruh penambahan potongan kayu sebagai agregat terhadap kuat tekan beton.
Kata Kunci: Kuat Tarik, Agregat, Kayu Kelas I .

## ABSTRACT
The failure of structures in concrete structures due to the earthquake is due to the brittle nature  of  the  concrete  material,  which  is  strong  against  tension  but  weak  against compression  so that buildings  with concrete  structures  will  be  weaker against  wooden structures.  During  an  earthquake,  most  building  failures  occur  in  concrete  structures. This brittle problem does not occur with wood materials so that buildings with wooden structures are safer during an earthquake. Local wisdom is something that supports in dealing with earthquake problems. The use of wood chips in concrete still needs further study. In this study, it is planned that the pieces of wood used as coarse aggregate are grade  I  wood  measuring  2cm x 2cm x 2 cm with a planned percentage of  use of 40%, 50% and 60%. Wood chips are analyzed for physical properties in the laboratory. The molded  concrete  was  tested  for  split  tensile  strength  at  the  age  of  3,  7,  and  28  days. From this research is expected to provide information about the effect of adding pieces of wood as an aggregate on the compressive strength of concrete.
Keywords: Pull Strength, Aggregate, Grade I Wood.

## PENDAHULUAN
Propinsi Aceh  merupakan kawasan  yang terletak di antara pertemuan dua lempeng,  yaitu lempeng  Eurasia  dan  Indoaustralia.  Akibat  dari pertemuan  lempeng  ini,  maka  akan  terjadi interaksi  yang  menyebabkan  gempa  bumi.  Hal ini  menjadikan  Aceh  menjadi  lebih  rawan terhadap gempa bumi karena insensitas kegempaanya  yang  cukup  tinggi  (Anonim, 2000) . Hal ini telah terbukti, pada 26 Desember 2004  telah  terjadi  gempa  bumi  dengan magnitude  9,5  SR  dan  dilanjutkan  dengan tsunami yang telah meratakan bangunan dengan tanah.  Pada  dasarnya,  gempa  bumi  tidaklah membunuh  orang,  namun  bangunanlah  yang dapat  membunuh  orang  karena  kegagalan struktur bangunan.
Kegagalan  struktur  pada  struktur  beton akibat gempa adalah karena sifat material beton yang  getas,  kuat  terhadap  tekan  namun  lemah terhadap  tarik  sehingga  bangunan  dengan struktur  beton  akan  lebih  lemah  terhadap bangunan  struktur  kayu.  Saat  terjadi  gempa bumi,  sebagian  besar  kegagalan  bangunan terjadi  pada  struktur  beton.  Saat  terjadinya gempa,  masalah  getas  tersebut  tidak  terjadi dengan  material  kayu  sehingga  bangunan dengan  struktur  kayu  menjadi  lebih  aman. Kearifan  lokal  menjadi  hal  yang  mendukung dalam menghadapi masalah gempa bumi.
Untuk  mengatasi  sifat  getas  tersebut, beton  diperkuat  dengan  tulangan  baja  sehingga menjadi  struktur  monolit.  Dengan  demikian
tersusun  pembagian  tugas,  dimana  batang tulangan  baja  untuk  memperkuat  dan  menahan gaya tarik, sedangkan beton hanya diperhitungkan  untuk  menahan  gaya  tekan (Dipohusodo, 1994). Sementara itu, penggunaan potongan  kayu  pada  beton  masih  perlu dilakukannya kajian lebih mendalam dibandingkan penggunaan material baja. Dengan  demikian,  perlu  dilakukannya  kajian mengenai  pengaruh  penggunaan  potongan  kayu terhadap  kekuatan  beton.  Kajian  ini  bertujuan untuk mengetahui bagaimana pengaruh penggunaan  kayu  kelas  I  terhadap  kuat  tarik beton .

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh  penggunaan  kayu  kelas  kuat  I  yang sesuai  standar  (BSN,  1994).  terhadap  kuat tekan dan kuat tarik belah  beton normal. Beton direncanakan  dengan  variasi  faktor  air  semen (FAS).  Persentase  penggunaan  kayu  yang direncanakan  diambil  dari  volume  beton. Sebagai  pembanding  dibuat  beton  normal dengan  FAS  di  atas.  Ukuran  kayu  yang digunakan adalah panjang 2 cm, lebar 2 cm dan tinggi 2 cm.
Data penelitian yang dikumpulkan meliputi  data  pemeriksaaan  sifat-sifat  fisis  dan kimia  agregat,  pengujian  berat  volume  agregat, pengujian slump, kadar udara dan berat volume.
Di  samping  itu  akan  diuji  kekuatan  dan kekakuan beton muda pada umur 24 jam.
Material  yang  akan  digunakan  dalam penelitian ini adalah semen Portland  tipe I yang umumnya  banyak  dipakai  (BSN,  2004), agregat  halus,  air,  serta  kayu  dengan  ukuran yang  telah  dijelaskan  sebelumnya.  Menurut Mulyono  (2005),  pasta  semen  tidak  bersifat elastis  sempurna.  Gaya  gesek  dalam,  susut  dan tegangan  yang  terjadi  biasanya  tergantung  dari pemadatan dalam beton
Prosedur  penelitian  meliputi  persiapan material,  pemeriksaan  agregat,  perencanaan campuran beton ( concrete mix design ), pembuatan  dan  perawatan  benda  uji,  serta pengujian  benda  uji.  Beton  segar  dilakukan  uji kelecakan beton (BSN, 1990).

## 1. Pembuatan dan Perawatan Benda Uji
Perencanaan  proporsi  campuran  untuk benda  uji  pada  penelitian  ini  didasarkan  pada persentase potongan kayu  sebanyak persentase dari  volume  beton  dengan  FAS  tertentu  (BSN, 1993).  Variasi  dan  jumlah  benda  uji  untuk pengujian  kuat  tarik  belah  digunakan  dalam penelitian.  Sebagai  pembanding  dibuat  benda uji  untuk  masing-masing  jenis  pengujian  tanpa menggunakan material kayu.
Benda  uji  untuk  pengujian  tekan  adalah silinder  standar  dengan  diameter  15  cm  dan tinggi  30  cm  yang  diuji  pada  umur  beton  3,  7 dan  28  hari.  Benda  uji  tekan  silinder  dengan
diameter  15  cm  dan  tinggi  30  cm  juga digunakan untuk perhitungan energi kehancuran sebagai  indikator  daktilitas  beton.  Temperatur air  pengaduk  beton  menurut  Anonim  (1995) tidak  boleh  lebih  dari  23 o C.  Temperature kamar  dan  material  beton  berkisar  antara  20 o C s.d  27 o C.  Anonim  (1991)  menyatakan  suhu mortar maksimum 32 o C.

## 2. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton
Kekuatan tarik belah beton relatif  rendah. Nilai  kuat  tekan  dan    tarik  bahan  beton  tidak berbanding  lurus,  setiap  usaha  perbaikan  mutu kekuatan tekan hanya disertai peningkatan kecil nilai kuat tariknya. Suatu perkiraan kasar dapat dipakai,  bahwa  nilai  kuat  tarik  bahan  beton normal  hanya  berkisar  antara  9%-  15%  dari kuat  tekannya.  Kuat  tarik  bahan  beton  yang tepat  sulit untuk diukur. Suatu nilai pendekatan yang  umum  dilakukan  dengan  menggunakan modulus  of  rupture ,  ialah  tegangan  tarik  lentur beton yang timbul pada pengujian hancur balok beton polos (tanpa tulangan), sebagai pengukur kuat tarik sesuai teori elastisitas.
Kuat  tarik  belah  bahan  beton  juga ditentukan  melalui  pengujian split  cylinder yang  umumnya  memberikan  hasil  yang  lebih baik  dan  lebih  mencerminkan  kuat  tarik sebenarnya.  Nilai  pendekatan  yang  diperoleh dari  hasil  pengujian  berulang  kali  mencapai kekuatan  0,50-0,60  kali √ fc ’ sehingga  untuk beton  normal  digunakan  nilai  0,57 √ fc.
Pengujian  tersebut  menggunakan  benda  uji silinder  beton  berdiameter  150  mm    dan panjang  300  mm,  diletakkan  pada  arah memanjang  atas  alat  penguji  kemudian  beban tekan diberikan merata arah tegak dari atas pada seluruh  panjang  silinder.  Apabila  kuat-tarik terlampaui,  benda  uji  terbelah  menjadi  dua bagian  dari  ujung  ke  ujung.  Tegangan  tarik yang timbul sewaktu benda uji terbelah menjadi dua  disebut  sebagai split  clinder  strength ,
diperhitungkan sebagai berikut :
f t = 2 ԉ 𝑃 𝐿 𝐷 ……………………………….. (1)
di mana,
ft = kuat tarik belah (N/m 2 ) p  = beban pada waktu belah (N) L = panjang benda uji silinder (m) D = diameter benda uji silinder (m)
Gambar 1. Sketsa Pengujian tarik belah beton Sumber: BSN (2002) 11

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
1. Pemeriksaan Sifat-sifat Fisis Agregat
Pemeriksaan  sifat-sifat  fisis  agregat  ini dilakukan  terhadap  agregat  kasar  (kerikil), agregat  halus  (pasir).  Adapun  Pemeriksaan sifat-sifat  fisis  agregat   meliputi   pemeriksaan berat    jenis    ( specific  gravity ),    kadar    air agregat ( moisture content ), penyerapan ( absorbs ), Modulus kehalusan ( fineness modulus ),  kadar  lumpur,  susunan  butiran  ( sieve analysis ).
1.1 Berat    jenis  ( specific  gravity )  dan penyerapan ( absorbsion )
Hasil  perhitungan  berat  jenis  dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil perhitungan berat jenis agregat
No. Jenis Agregat Berat Jenis Sg ssd Sg od 1. Kerikil 2,73 2,71 2. Pasir 1,67 1,58 3 Kayu Kelas I 1,13 1,06
Berdasarkan  tabel  1  dapat  dijelaskan bahwa,  berat  jenis  agregat  yang  digunakan sebagai material campuran beton baik dan untuk berat  jenis  pasir  kering  jenuh  permukaan  tidak sesuai  dengan  teori  yang    ditetapkan  oleh Troxell  (1968) 14 tetapi  agregat  halus  masih dapat  digunakan  dan  untuk  kerikil  juga  sudah memenuhi syarat, sedangkan berdasarkan pendapat  Orchard  (1979) 5 ,  nilai  berat  jenis agregat  tersebut  sudah  memenuhi  syarat  yang telah ditentukan, yaitu kerikil antara 2,6-2,7 dan
pasir lebih besar dari pada 2,6. Berdasarkan SNI 03-3527-1994  untuk  kayu  kelas  I  sudah memenuhi syarat yang telah ditentukan.
Hasil  persentase  dari  perhitungan  berat jenis agregat jenuh air kering permukaan (SSD) dengan  berat  jenis  agregat  kering  oven  (OD), maka  diperoleh  nilai  penyerapan  ( absorption ) agregat,  yaitu  agregat  kasar  (kerikil),  agregat halus  (pasir).  Hasil  perhitungan  penyerapan agregat tersebut dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2 Hasil perhitungan penyerapan agregat
No. Jenis Agregat
Penyerapan (%) 1. Kerikil ( coarse agregat ) 0,625 2. Pasir ( find sand ) 6,38
Berdasarkan  Tabel  2  di  atas,  nilai persentase  penyerapan  agregat  untuk  kerikil memenuhi  persyaratan  yang  telah  ditentukan Troxell  (1968) 14 yaitu  antara  0,5%-1%.  Untuk pasir    tidak  memenuhi  syarat  yaitu  antara  0%- 2%.  Tetapi  nilai  agregat  yang  lebih  besar  dari persyaratan tetap dipakai.
1.2. Kadar air agregat ( moisture content )
Hasil  perhitungan  kadar  air  untuk agregat halus dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3. Hasil perhitungan kadar air agregat
No. Jenis Agregat Kadar air (%) 1. Kerikil ( coarse agregat ) SSD 3,51 2. Pasir ( find sand ) SSD 1,4 3. Kayu Kelas I 11,97
Berdasarkan  tabel  3  di  atas,  nilai presentase  kadar  air  normal  agregat  halus memenuhi  persyaratan  yang  telah  ditentukan yaitu  lebih  kecil  dari  6,5%,  sedangkan  untuk agregat kasar tidak  memenuhi persyaratan  yang telah  ditentukan  yaitu  lebih  besar  dari  1,04%. Dengan  diketahuinya  kadar  air,  maka  air campuran  beton  dapat  disesuaikan  agar  faktor air  semen  ( water  cement  ratio )  yang  diambil konstan.  Sedangkan  untuk  kayu,  kadar  air  kayu memenuhi persyaratan untuk penggunaan sebagai  bahan  kontruksi  bangunan  yaitu  lebih kecil dari pada 23%.

## 1.3   Kadar lumpur agregat
Hasil  perhitungan  kadar  lumpur  untuk agregat  halus  dan  agregat  kasar  dapat  dilihat pada tabel 4.
Tabel 4. Hasil perhitungan kadar lumpur agregat
No. Jenis Agregat
Kadar lumpur
(%) Teori SNI 03-1750-1990 1. Kerikil ( coarse agregat ) 1,92 < 1% 2. Pasir ( find sand ) 1,3 < 5%
Berdasarkan  tabel  4  di  atas,  nilai persentase  kadar  lumpur  agregat  untuk  agregat kasar  tidak  memenuhi  persyaratan  yang  telah ditentukan  SNI  03-1750-1990  (1990) 7 ,    yaitu
lebih  besar dari 1 %.  Sedangkan untuk agregat halus    telah  memenuhi  persyarat    yaitu  lebih kecil    dari  5  %.    Tetapi  nilai  kadar  lumpur agregat  kasar  yang  lebih  besar  dari  persyaratan tetap  dipakai  dengan  catatan  dicuci  dahulu sebelum digunakan untuk campuran beton.
1.4    Susunan butiran ( gradasi agregat )
Pemeriksaan agregat dengan menganalisis  susunan  butiran,  maka  dapat diketahui  gradasi  agregat  yang  digunakan sebagai  material  pembentuk  beton  apakah termasuk  golongan  material  yang  baik. Grafik  pada  penelitian  ini  menjelaskan bahwa, gradasi  yang diperoleh  adalah gradasi menerus  ( continous  grade )  karena  butir agregat  yang  digunakan  pada  semua  ukuran saringan,  butirnya  lengkap  dan  terdistribusi dengan baik.
Gambar 2. Grafik gradasi susunan butiran campuran agregat Berdasarkan  gradasi  tersebut  dapat diketahui  letak  kurva  gradasi  agregat  yang baik  pada  daerah  yang  disyaratkan,  yaitu
berada  pada  daerah  (3)  sesuai  dengan persyaratan untuk material pembentuk beton.
Pengujian kuat tekan dilakukan pada benda uji  saat  beton  berumur  3,  7,  dan  28  hari. Pengujian kuat tarik  belah  beton dengan cara memberikan  beban  arah  horizontal  sejajar dengan diameter benda uji.

## 2. Hasil  Pengujian  Kuat  Tarik  Belah Beton
Sebelum   dilakukan  pengujian  benda uji    yang    akan    diuji    terlebih    dahulu dikeluarkan dari tempat perawatan, dibersihkan  dari  kotoran  yang  menempel, ditimbang  beratnya  dan  diukur  dimensinya (BSN, 1990) 10 .
Gambar 3. Grafik kuat tarik belah beton
Berdasarkan  gambar  3,  hasil  pengujian kuat tarik  belah  dapat  disimpulkan  bahwa  telah terjadi  penurunan  kuat  tarik  belah  beton  pada beton  yang  menggunakan  kayu  kelas  kuat  I sebagai  pengganti  agregat  kasar  seragam.  Hasil rata-rata pengujian kuat tarik  belah  beton, yaitu
untuk beton normal adalah 23,87 kg/cm 2 , beton dengan  campuran  40%  kayu  adalah  10,14 kg/cm 2 atau  42,5%  dari  beton  normal,  beton dengan campuran 50% kayu adalah 6,37 kg/cm 2 atau  26  %  dari  beton  normal,  beton  dengan campuran  60%  kayu  adalah  10,77  kg/cm 2 atau 45%  dari  beton  normal  dan  pada  beton  dengan campuran  kayu  100%  menunjukkan  penurunan yang tidak begitu  besar  yaitu 22,10 kg/cm 2 atau 92,6% dari beton normal.
Tabel 5.  Presentase kuat tarik belah beton kayu terhadap beton normal
Nama Kuat Tarik Presentase (%) Benda (f't) Uji BN 1 23.87 100.0 BKV 2 10.14 42.5 BKV 3 6.37 26.7 BKV 4 10.77 45.1 BKV 5 22.10 92.6

## KESIMPULAN
1. Kayu kelas kuat I dapat digunakan untuk campuran  beton,  tetapi  beton  yang dihasilkan tidak  dapat digunakan sebagai komponen struktur.
2. Pengaruh  kuat  tekan  beton  terhadap penambahan  kayu  kelas  kuat  I  adalah semakin  banyak  penambahan  kayu  pada campuran  pembentuk  beton,  semakin besar  hasil  kuat  tekan  yang  di  peroleh walaupun  tidak  mendekati  kuat  tekan yang  direncanakan  ini  disebabkan  beton tidak  melekat  sempurna  dengan  agregat kasar.
3. Pada penambahan campuran kayu menghasilkan  mutu  pelaksanaan  beton yang  tidak  jauh  berbeda  dari  keadaan beton  normal  termasuk  sangat  baik sampai dengan sedang.
.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Annual  Book  of  ASTM  Standard  1995,  Section  4,  Volume  04.02, Concrete  and  Aggregates , International Standard-Worldwide.
2. Departemen Pekerjaan Umum. LPMB, 1991, Tata Cara Rencana Pembuatan Campuran Beton Normal, SK SNI T-15-1990-03, Cetakan pertama, Bandung: DPU-Yayasan LPMB.
3. Dipohusodo,  I.,  1999, Struktur  Beton  Bertulang  Berdasarkan  SK  SNI  T-15-1991-03 Departemen Pekerjaan Umum RI , Penerbit Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
4. Mulyono, T ., 2005, Teknologi Beton , Penerbit Andi Yogyakarta .
5. Orchard, A.M., 1979, Concrete Technology Properties of Material, Applied Science Publishers Limited, London.
6. SNI 03-1726-2000, Wilayah Gempa di Indonesia.
7. SNI 03-1750-1990, Metode Pengujian Material Bahan Bangunan Bukan Logam.
8. SNI 03-3527-1994, Mutu dan Ukuran Kayu Bangunan.
9. SNI 03-1972-1990, Metode Pengujian Slump Beton.
10. SNI 03-1974-1990, Metode Pengujian  Kuat Tekan Beton.
11. SNI 03-2491-2002, Metode Pengujian  Kuat Tarik Belah Beton.
12. SNI 03-2834-1993, Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal.
13. SNI 15-2049-2004, Semen Portland.
14. Troxel, 1986, Concrete Technology Properties of Material , London.