## PENAMBAHANFIBRE STEEL PADA CAMPURAN BETON
(Tinjauan Terhadapkuat Tekan Pada Umur Beton 3 Hari)
Budi Witjaksana 1
1 Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya email : budiwitjaksana@untag-sby.ac.id

## Abstrak
Beton berserat adalah bagian komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lain yang berupa serat, pada penelitian ini digunakan bahan serat berupa fibre steel produksi  PT.  BEKAERT  berasal  dari  negara  Belgia,  yang  merupakan  perusahaan terkemuka didunia dalam bidang tekknologi di kawat baja transformasi dan coating teknologi.Spesifikasi  fibre  steel  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah Dramix®3D,  Material  properties  :  Tensile  strength:  Rm,nom  :  1.345  N/mm 2 , Tolerances:  ±  7,5%  Avg,  Young’s  Modulus:  ±  210.000  N/mm 2 ,  Geometry  Fibre family  Length  (l)  35  mm,  Diameter  (d)  0,55  mm,  Aspect  ratio  (l/d)  65.  Hasil Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui nilai kosentrasi serat fibre steel optimum yang menghasilkan nilai  kuat  tekan dengan  komposisi serat 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10  %,  serta  perbandingan  nilai  ekonomis  dari  beton  tanpa  campuran  dan  beton dengan campuran serat fibre steel. Benda uji yang diteliti berbentuk silinder dengan ukuran  diameter  150  mm  dan  tinggi  300  mm  diuji  untuk  kuat  tekan.Mix  design beton  dengan  mutu  25  Mpa  untuk  pengujian  umur  beton  umur  beton  3  hari didapatkan hasil tegangan tekan beton (f’c) sebagai berikut : campuran fibre steel 0 % , f’c = 54.47, campuran fibre steel 2.5 % , f’c = 56.83, campuran fibre steel 5 %, f’c = 72.06, campuran fibre steel 10 % , f’c = 87.02.
Kata kunci : beton serat, fibre steel, kuat tekan

## 1. PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang
Bermula  dari  keprihatinan  peneliti  tentang  mulai  adanya  keretakan  /  kerusakan  pada struktur  gedung  kuliah  ditempat  peneliti  mengabdikan  diri  sebagai  dosen  pada  Program  Studi Teknik  Sipil,  maka  tergeraklah  hati  peneliti  untuk  melakukan  penelitian  untuk  dapat menyempurnakan  sifat  atau  karekteristik  beton  sehingga  lebih  kuat,  lebih  ulet  dan  mempunyai umur pakai yang lebih lama sekaligus reliable secara biaya.
Salah  satu  usaha  pengembangannya  ialah  dengan  cara  memperbaiki  sifat  dari  kelemahan beton yaitu tidak mampu menahan gaya tarik, dimana nilai kuat tarik beton berkisar 9%-15 % dari  kuat  desaknya  (Dipohusodo,1994).  Setiap  usaha  perbaikan  mutu  kekuatan  tekan  hanya disertai peningkatan  kecil kuat tariknya. Nilai pendekatan  yang diperoleh dari hasil pengujian berulang kali mencapai kekuatan 0,50–0,60√fc’, sehingga untuk beton normal digunakan nilai 0,57√fc’ (Dipohosodo 1999:10).
Berkembang  pesatnya  teknologi  pada  saat  ini  semakin  dituntut  adanya  alternatif  yang terlahir dari beberapa penelitian yang intinya adalah dapat menciptakan suatu temuan baru atau paling  tidak  dapat  mengembangkan  penelitian  terdahulu,  sehingga  diharapkan  dapat menghasilkan  produk  teknologi  beton  yang  semakin  bermutu  dan  efisien.Salah  satu  alternatif bahan tambah yang digunakan yang bersifat fisikal adalah serat baja (steel fibers). Ide dasarnya
yaitu  menulangi  (memberi  tulangan  pada  beton)  dengan  serat  baja  yang  disebarkan  secara merata  (uniform)  kedalam  adukan  beton  dengan  orientasi  random.  Sehingga  beton  tidak mengalami  retakan-retakan  yang  terlalu  dini  akibat  pembebanan  maupun  panas  hidrasi (Sorousihan  dan  Bayasi,  1987).  Dengan  demikian  diharapkan  kemampuan  beton  untuk mendukung tegangan- tegangan internal (aksial, lentur, dan geser) akan meningkat

## 1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan    dari    penelitian    ini    yaitu    untuk menganalisis tegangan tekan beton (f’c) akibat penambahan fibre steel pada campuran beton terhadap   umur beton

## 1.3. Batasan Masalah
Batasan  masalah  sebagai  ruang  lingkup  daripenelitian ini adalah sebagai berikut:
1) Material  yang digunakan  dalam  penelitian ini terdiri  dari  agregat  alam  yaitu  agregat kasar  dan agregat  halus  yang berasal  dari Lumajang, serat baja (Dramix) dan semen Portland Composite Cement.
2) Pengujian      tegangan  tekan  beton  (f’c)  betonmenggunakan  sampel  silinder    dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm (SNI 2847-2013)
3) Rancangan campuran beton menggunakan metode DOE (Development of Enviroment).
4) Penelitian  dilakukan  dengan  percobaan  diLaboratorium    dan   tidak    dilakukan    uji lapangan
5) Variasi penambahan dramix terhadap berat semen adalah 0%, 2.5%, 5% dan 7.5%, 10%
6) Tipe  dramix  yang  digunakan  adalah  jenis3D.
7) Pengujian tegangan tekan beton (f’c) beton meggunakan Universal Testing
8) Machine kapasitas  1000  kN  yang  dilakukan  pada umur beton 3 hari

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Pengertian Beton
Membuat  beton  sebenarnya  tidaklah  sederhana  hanya    sekedar  mencampurkan  bahan- bahan  dasarnya  untuk  membentuk  campuran  yang  plastis  sebagaimana  sering  terlihat  pada pembuatan    bangunan  sederhana.  Tetapi  jika  ingin  membuat  beton  yang  baik,  dalam  arti memenuhi persyaratan yang   lebih   ketat   karena   tuntutan   yang lebih   tinggi,   maka   harus diperhitungkan  dengan  seksama  cara-cara  memperoleh  adukan  beton  segar  yang  baik  dan menghasilkan beton keras yang baik pula. Beton segar yang baik ialah beton segar yang dapat diaduk, dapat diangkut, dapat dituang, dapat dipadatkan, tidak ada kecenderungan untuk terjadi pemisahan kerikil dari adukan maupun pemisahan air dan semen dari adukan.

## 2.2. Material Penyusun Beton

## 2.2.1. Agregat
Agregat  merupakan  butiran  mineral  alami  atau  buatan  yang  berfungsi  sebagai  bahan pengisi campuran beton.Agregat menempati 70 % volume beton, sehingga sangat berpengaruh terhadap  sifat  ataupun  kualitas  beton,  sehingga  pemilihan  agregat  merupakan  bagian  penting dalam  pembuatan  beton.  Menurut  Tjokrodomulyo  (1992)  agregat  umumnya  digolongkan menjadi 3 kelompok, yaitu
a) Batu, untuk besar butiran lebih dari 40 mm.
b) Kerikil untuk besar butiran antara 5 mm sampai 40 mm.
c) Pasir untuk butiran antara 0,15 mm sampai 5 mm.
Tabel 2.1.
Batas–batas gradasi dari agregat kasar sesuai SK- SNI – T – 15 – 1990-03 (Tjokrodimulyo 1996 : 22).

## 2.2.2. Semen Portland
Semen  portland  ialah  semen  hidrolis  yang  dihasilkan  dengan  cara  menghaluskan  klinker yang  terdiri  dari  silikat  -  silikat  kalsium  yang  bersifat  hidrolis  dengan  gips  sebagai  bahan tambahan  (PUBI–1982).  Fungsi  semen  ialah  untuk  merekatkan  butir–butir  agregat  agar  terjadi suatu  massa  yang  kompak  atau  padat,  selain  itu  juga  untuk  mengisi  rongga  diantara  diantara butiran–butiran agregat.

## 2.2.3. Air
Air  merupakan  bahan  yang  diperlukan  untuk  proses  reaksi  kimia,  dengan  semen  untuk pembentukan pasta semen. Air juga digunakan untuk pelumas antara butiran dalam agregat agar mudah  dikerjakan  dan  dipadatkan.  Air  dalam  campuran  beton  menyebabkan  terjadinya  proses hidrasi dengan semen. Jumlah air yang berlebihan akan menurunkan kekuatan beton. Namun air yang terlalu sedikit akan menyebabkan proses hidrasi yang tidak merata.
Air yang dipergunakan harus memenuhi syarat sebagai berikut :
a) Tidak mengandung lumpur dan benda melayang lainnya yang lebih dari 2 gram perliter
b) Tidak    mengandung    garam    atau  asam  yang  dapat  merusak  beton,  zat  organik  dan sebaginya lebih dari 15 gram per liter.
c) Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari  1 gram per liter.
d) Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram per liter.

## 2.3. Steel Fiber (serat kawat)
Menurut  Sudarmoko  (dalam  Tjokrodi-    muljo,    1996:    122)  jika    serat  yang  dipakai memiliki  modulus  elastisitas  lebih  tinggi  daripada  beton,  misalnya  kawat  baja,  maka  beton serat  akan  mempunyai  kuat  tekan,  kuat  tarik,  maupun  modulus  elastisitas  yang  sedikit  lebih tinggi  dari  beton  biasa.Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Suhendro  (1990) membuktikan  bahwa  sifat–sifat  kurang  baik  dari  beton,  yaitu  getas,  praktis  tidak  mampu menahan  tegangan  tarik,  dan  ketahanan  yang  rendah  terhadap  beban  impact  dapat  diperbaiki dengan menambahkan fiber lokal yang terbuat dari  potongan kawat pada adukan beton. Selain itu  dibuktikan  pula  bahwa  tingkat  perbaikan  yang  diperoleh  dengan  fiber  lokal  tidak  banyak berbeda dengan hasil – hasil yang dilaporkan di luar negeri dengan menggunakan steel fiber.
Secara umum kawat yang digunakan sebagai fiber lokal tersebut antara lain,  kawat biasa, kawat  bendrat,  dan  kawat  baja.  Diameter  yang  dipilih  adalah  ±  0,8  s/d  1.0  mm.  Selanjutnya ketiga  macam  kawat  tersebut  dipotong  dengan  panjang  ±  6  cm,  sehingga  secara  visual  telah menyerupai  fiber  baja  yang  dipakai  di  luar  negeri.  Kawat  bendrat  tersebut  mempunyai  kuat tarik sebesar 385 N/mm2, perpanjangan saat putus 5,5 % dan berat jenis 6,68. Nilai aspect ratio
60-70 memberikan hasil yang optimal karena pull-out resistance cukup tinggi dan memberikan kelecakan yang baik.
Dramix  Steel  Fibre  adalah  fiber  baja  yang  diproduksi  melalui  proses  penarikan  dingin (cold drawn) dengan lekukan di ujung yang akan memberikan pengikatan yang optimal. Beton yang  memiliki  penulangan  dengan  steel  fiber  (Steel  Fibre  Reinforcement  Concrete)akan memberikan kelenturan (ductility) dan kemampuan menerima beban  yang  tinggi  (high  load bearing    capacity).  Selain  itu  juga  akan  memberikan  aplikasi  yang  cepat  dan  mudah  serta memberikan solusi yang jauh lebih efektif dan ekonomis.
Dramix® fiber steel (serat baja) adalah suatu konsep   steel   fiber   yang   inovatif   dari spesialis industri,   Bekaert,   yang  mengedepankan   suatu standar baru pada pada penulangan beton.  Dramix®  sangat  dihargai    oleh  berbagai    pelaksana    konstruksi  di  seluruh  dunia  yang telah digunakan pada berbagai aplikasi, seperti lantai industri, lantai gudang, perkerasan jalan, parkir basement, dan sebagainya.

## 2.4. Beton Serat (Fibre Concrete)
Beton  serat  adalah  bagian  komposit  yang  terdiri  dari  beton  biasa  dan  bahan  lain  yang berupa serat. Serat pada umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5 dan 500 µm (mikro  meter)  dan  panjang  sekitar  25  mm  sampai  100  mm.  Bahan  serat  dapat  berupa  :  serat asbestos,  serat  tumbuh-  tumbuhan  (rami,  bambu,  ijuk),  serat  plastik  (polypropylene),  atau potongan kawat baja  (Tjokrodimuljo 1996: 122).
Maksud  utama  dari  penambahan  serat  ke  dalam  beton  adalah  untuk  menambah  kuat  tarik beton.Dengan  adanya  serat,  ternyata  beton  menjadi  lebih  tahan  retak  dan  tahan  benturan,  jika masalah  penyerapan  energi  diperlukan.Perlu  diperhatikan  bahwa      pemberian  serat  tidak banyak menambah kuat tekan beton, namun hanya menambah daktilitas beton.
Pendapat  lain  mengatakan  bahwa  penambahan  fiber  adalah  memberi  tulangan  beton dengan  serat  baja  yang  disebarkan  secaramerata  kedalam  adukan  beton  dengan  orientasi random. Sehingga beton tidak mengalami retakan-retakan yang terlalu dini akibat pembebanan maupun  panas  hidrasi  (Sorousihan  dan  Bayasi,  1987).  Dari  hasil  penelitian  yang  telah dilaksanakan,  penambahan  serat  ke  dalam  adukan  beton  dapat  memberikan  keuntungan perbaikan beberapa sifat beton (Suhendro 2000: 7), yaitu :
a) Daktilitas (duktility), yang berhubungan dengan kemampuan bahan untuk menyerap energi (energi absorption).
b) Ketahanan terhadap beban kejut (impact resistance).
c) Kemampuan untuk menahan tarik dan momen lentur.
d) Ketahanan terhadap kelelahan (fatique life).
e) Ketahanan terhadap pengaruh susutan (shrinkage).
f) Ketahanan terhadap ausan (abrasion), fragmentasi (fragmentation), dan spalling.

## 2.5. Kuat  Tekan
Kuat  tekan  beton  merupakan  kekuatan  tekan  maksimum  yang  dapat  dipikul  beton  per satuan luas. Berdasarkan SNI 1974:2011, nilai kuat tekan beton dapat dihitung dengan rumus :
Jika  perbandingan  panjang  (L)  terhadap diameter (D) benda uji kurang dari 1.8, koreksi hasil yang diperoleh dengan mengalikan dengan faktor koreksi yang sesua seperti pada Tabel 2.2.
L/D 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00 Faktor 1,00 0,98 0,96 0,93 0,87
Tabel 2.2 Faktor Koreksi Rasio Panjang (L) dengan Diameter (D) Benda Uji
(Sumber: SNI 1974:2011)

## 3. METODEPENELITIAN

## 3.1. TahapdanProsedurPenelitian
Berikut diagram alir penelitian ini:

## Gambar 2.1 Diagram Alir Penelitian

## 3.2. WaktudanTempatPenelitian
Penelitian  ini  dilakukan  di  Lab  Beton  Prodi  Teknik  Sipil  Universitas  17  Agustus  1945 Surabaya. Jenis penelitian ini  adalah penelitian eksperimen di laboratorium berupa pengujian karakteristik  beton  dengan  bahan  dramix  sebagai  bahan  penambah  pada  beton  sekaligus pengganti agregat kasar (kerikil). Dilaksanakan Pada bulan Agustus 2016
30 cm

## 3.3. Benda  Uji
Benda   uji yang digunakan dalam penelitian  ini berupa benda  uji beton berbentuk  silinder dengan  ukuran  diameter  150  mm dan  tinggi  300  mm.  Total  benda  uji  yang  digunakan      dalam penelitian   ini adalah untuk uji tekan umur 28 hari.
Gambar 3.1

## Desain Benda Uji Silinder

## 4. HASIL DANPEMBAHASAN

## 4.1. HasilPengujian Percobaan
Perhitungan  kebutuhan  bahan  dalam  pembuatan    3  benda  uji  dengan  cetakan  silinder ukuran tinggi 30cm x diameter 15cm :
a. Variasi campuran fibre steel 0% :
Pasir : 494,60x 0,0191 = 9,44 kg Kerikil : 1145,16 x 0,0191 = 21,86 kg Fibre steel  : 0,00  x 0,0191 = 0,00 kg Air : 221,75 x 0,0191 = 4,23 kg Semen : 462,50 x 0,0191 =8,83 kg b. Variasi campuran fibre steel 2.5% : Pasir : 478,67 x 0,0191 = 9,14 kg Kerikil : 831,20 x 0,0191 = 15,87 kg Fibre steel  : 281,39 x 0,0191 = 5,37 kg Air : 216,24 x 0,0191 = 4,13 kg Semen : 462,50  x 0,0191 = 8,83 kg c. Variasi campuran fibre steel 5% : Pasir : 469,23 x 0,0191 = 8,96 kg Kerikil : 543,21 x 0,0191 = 10,37 kg Fibre steel  : 551,69 x 0,0191 = 10,53 kg Air : 211,38 x 0,0191 = 4,04 kg Semen : 462,50 x 0,0191 = 8,83 kg d. Variasi campuran fibre steel 7.5% : Pasir : 458,02 x 0,0191 = 8,74 kg Kerikil : 265,11 x 0,0191 = 5,06 kg Fibre steel  : 807,76 x 0,0191 = 15,42 kg Air : 206,61 x 0,0191 = 3,94 kg Semen : 462,50 x 0,0191 = 8,83 kg e. Variasi campuran fibre steel 10% : Pasir : 449,17 x 0,0191 = 8,58 kg Kerikil :  0.00 x 0,0191 = 0.00 kg Fibre steel  : 1056,20 x 0,0191 = 20,17 kg 15 cm
Air : 202,13 x 0,0191 = 3,86 kg Semen : 462,50 x 0,0191 = 8,83 kg
Gambar 4.1  Grafik Tegangan Tekan Beton

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1. Kesimpulan
Berdasarkan  data  yang  diperoleh  dari   hasilpengujian beton dengan penambahan dramix steel fiber, maka diperoleh kesimpulan bahwa :
Untuk umur beton 3 hari didaptkan kuat tekan beton sebesar (f’c)
 Campuran fibre steel 0 %  = 54.47
 Campuran fibre steel 2.5 % c = 56.83
 Campuran fibre steel 5 % = 72.06
 Campuran fibre steel 10 % = 87.02

## 5.2. Saran
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan maka sebagai bahan pertimbangan, diajukan beberapa saran sebagai berikut :
a) Perlu  dilakukan  penyimpanan  agregat  halus  (pasir)  agar  terhindar  dari  kadar  air  yang berlebih untuk percobaan selanjutnya.
b) Perlunya    digunakan    super  plasticizer      untuk  meningkatkan  workability  beton  dengan penambahan dramix terutama untuk beton mutu 20 Mpa.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Antoni., Paul Nugraha., 2007. Teknologi Beton. Penerbit C.V Andi Offset, Yogyakarta
AjiP., PurwonoR., 2010, Pengendalian Mutu Beton Sesuai SNI, ACI, DANA STM, ITS PRESS, Surabaya
Dipohusodo,      I.      1999.      Struktur      Beton    Bertulang  Berdasarkan  SK  SNI-T-15-1991-03 Departemen Pekerjaan  Umum RI. PT Gramedia Pustaka Utama: Jakarta
Nawy, Edward, 1998, Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar, PT. Refika Aditama, Bandung Mulyono, Tri, 2004, Teknologi Beton, Penerbit C.V Andi Offset, Yogyakarta.
Murdok,      L.    J.    &    Brook,    K,    M,    (alih    bahasa  :    Stephanus    Hendarko),  1991,  Bahan  dan Praktek Beton, Erlangga, Jakarta.
PBI, 1971, Peraturan Beton  Bertulang  Indonesia
1971    N.I  –    2,    Cetakan    ke-7,        Departemen  Pekerjaan  Umum  dan  Tenaga  Listrik  Direktorat Jenderal Ciptakarya Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.
Riyadi M., Amalia, 2005, Teknologi Bahan I, Diktat Kuliah,   Jurusan   Teknik   Sipil   Politeknik Negeri Jakarta, Jakarta.
Standar  Nasional  Indonesia,  2002,    Metode  Pengujian    Kuat  Tarik  Belah  Beton,    SNI  03-2491-
2002, Badan Standardisasi Nasional, Bandung.
Standar Nasional  Indonesia,  2004, Semen Portland Komposit, SNI 15-7064-2004, ICS 91.10.10, Badan Standardisasi Nasional, Jakarta.
Standar    Nasional  Indonesia,  2011,  Cara  Uji  Kuat  Tekan    Beton    Dengan    Benda    Uji    Silinder,
SNI 1974:2011, ICS 91.100.30, Badan Standardisasi Nasional, Jakarta.
Standar   Nasional   Indonesia,   2013,   Persyaratan
Beton    Struktural    Untuk    Bangunan    Gedung,  SNI  2847:2013,  ICS  91.080.40,  Badan Standardisasi Nasional, Jakarta.