BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Beton Beton merupakan material utama dari suatu struktur bangunan konstruksi. Bahan dasar yang terdapat dalam campuran beton merupakan percampuran darri semen portlan air dan agregat dengan perbandingan tertentu. Dalam campuran beton selain bahan dasar, dapat juga dicampurkan bahan tambahan lan seperti bahan kimia tambahan, ataupun bahan yang bukan kimia. Dalam adukan beton, campuran air dan semen membentuk pasta yang berbentuk pasta semen. Pada umumnya beton terdirri dari 15% semen, 8% air, 3% udara dan selebihnya adalah pasir dan krikil. Campuran tersebut setelah mengeras mempunyai sifat yang berbeda-beda, tergantung paa cara pembuatannya. Perbandingan campuran, cara mencampur, cara mengangkut, cara memadatkan, cara merawat, dan sebagaiannya akan mempengaruhi sifat-sifat beton(Wuryati, 2001) Nilai kekuatan dan daya tahan (duranbility) beton merupakan fungsi dari banyak faktor, diantaranya adalah nilai banding campuran dan mutu bahan susun, metode pelaksanaan pembuatan adukan beton, temperatur dan kondisi perawatan pengerasannya. Nilai kuat tekan beton relatif tinggi di bandingkan dengan kuat tariknya dan merupakan bahan getas. Nilai kuat tariknya berkisar antara 9%-15% dari kuat tekannya, pada pengunaan sebagai komponen struktural bangunan, umumnya beton di perkuat dengan batang tulangan baja sebagai bahan yang dapat bekerja sama dan mampu membantu kelemahannya, terutama pada bagia yang bekerja menahan tarik (Dipohusodo, 1994) Sebagai salah satu bahan konstruksi, beton mempunyai keunggulan dan kelemahan Keunggulan beton antara lain : 1. Ketersediaan (availability) material dasar 2. Kemudahan untuk digunakan (versatility) masing-masing bahan dapaat diangkut secara terpisah dan bisa dipakai untuk berbagai struktur tergantung kepada kebutuhan penggunaannya. 5
3. Kemampuan beradaptasi (adatability) beton bersifat momolit sehingga tidak memerlukan sambungan seperti baja, dapat dicetak dengan bentuk dan ukuran berapapun serta dapat diproduksi dengan berbagai cara yang di sesuaikan dengan situasi sekitar. 4. Kebutuhan pemeliharaan yang minimal, ketahan (durability) beton cukup tinggi, lebih tahan karat, dan lebih tahan terhadap bahaya kebakaran. Kelemahan beton antara lan: 1. Kekuatan tariknya rendah, meskipun kekuatan tekannya besar 2. Beton cenderung untuk retak, karena semennya hidraulis 3. Kualitasnya sangat tergantung cara pelaksanaan di lapangan. Beton yang baik ataupun buruk dapat terbentuk dari rumus dan campuran yang sama. 4. Beton sulit untuk dapat kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat di air, dan air yang membawa kandungan garam dapat merrusak beton. 5. Struktur beton sulit untuk dipindahkan. Pemakaian kembali atau daur ulang sulit dan tidak ekonomis. Dalam hal ini struktur baja lebih unggul, misalnya tinggal melepas sambungannya saja. 2.2. Bahan Baku Pembuatan Beton 2.2.1. Semen Portland Semen merupakan salah satu bahan utama dalam konstruksi bangunan yang berfungsi sebagai perekat yang mengikat bahan-bahan menjadi kesatuan yang padat dan kuat. Semen Portland adalah semen yang sering digunakan untuk campuran beton, pelesteran didinding. Salah satu ciri semen Portland adalah dapat mengeras setelah bersentuhan dengan air dan berubah menjadi padat yang tidak larut pada air. Karena itulah semen Portland disebut semen hidrolis. Campuran semen dengan air akan membentuk adukan yang disebut pasta semen, jika dicampur dengan agregat halus (pasir) dan air, maka akan terbentuk adukan yang disebut mortar, jika ditambah lagi dengan agregat kasar (kerikil) akan terbentuk adukan yang biasa disebut beton. 6
Dalam campuran beton, semen bersama air sebagai kelompok aktif, sedangkan pasir dan kerikil sebagai kelompok pasif adalah kelompok yang berfungsi sebagai pengisi. (Tjokrodimulyo, 1996). Pada umumnya semen berfungsi untuk mengikat pasir dan kerikil bercampur menjadi satu sehingga terbentuk beton serta mengisi ronggarongga diantara butir-butir agregat. Menurut ASTM C 150-94 dan Standar Industri Indonesia (SII) 0031-81 semen yang di produksi di Indonesia dibedakan menjadi 5 jenis semen, yaitu : 1. Semen Portland Tipe 1 (Ordinary Portland Cement) Semen ini biasa digunakan untuk keperluan konstruksi umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal. Cocok dipakai pada tanah dan air yang mengandung sulfat antara 0,01% - 0,10% dan dapat digunakan untuk bangunan rumah pemukiman, gedung bertingkat dan lain-lain. 2. Semen Portland Tipe 2 (Modified Portland Cement) Semen ini biasa digunakan untuk konstruksi bangunan dari beton massa (tebal) yang memerlukan ketahanan sulfat (lokasi tanah dan air mengandung sulfat 0,1% - 0,2%) dan panas hidrasi sedang, misalnya saluran irigasi, dam-dam, bangunan di pinggir laut, bangunan bekas rawa dan landasan jembatan. 3. Semen Portland Tipe 3 (High Early Strength Portland Cement) Semen ini biasa digunakan untuk konstruksi bangunan yang memerlukan kekuatan tekan awal tinggi pada fase permulaan setelah pengikatan terjadi, misalnya untuk pembuatan jalan beton, bangunan tingkat tinggi, bangunan dalam air yang tidak memerlukan ketahanan terhadap serangan sulfat. Semen yang mempunyai panas hidrasi tinggi, untuk penggunaan beton dengan kekuatan awal tinggi (cepat mengeras). Kekuatan yang dicapai dalam 24 jam akan sama dengan kekuatan beton dari semen biasa dalam 7 hari. Hanya sekitar 3 hari kekuatan tekannya setara dengan kekuatan tekan 28 hari beton dengan semen biasa. 4. Semen Portland Tipe 4 (Low Heat Portland Cement) Semen yang mempunyai panas hidrasi rendah, biasa digunakan untuk pengecoran dengan volume yang sangat besar. 5. Semen Portland Tipe 5 (Sulphate Resistant Portland Cement) Semen ini biasa digunakan untuk konstruksi bangunan pada tanah atau air yang mengandung sulfat melebihi 0,20% dan sangat cocok untuk instalasi pengolahan limbah pabrik, 7
konstruksi dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan dan pembangkit tenaga nuklir. 2.2.2. Agregat Agregat merupakan komponen material utama pembentuk beton disamping semen. Agregat menempati 60 - 80% dari volume total beton. Oleh karena itu kualitas agregat berpengaruh terhadap kualitas beton (Nugroho, 1983). Penggunaan agregat itu sendiri bertujuan untuk memberi bentuk pada beton, memberi kekerasan yang dapat menahan beban, goresan dan cuaca, mengontrol workability, serta agar lebih ekonomis karena menghemat pemakaian semen. Persyaratan teknis agregat beton mengacu pada standar ASTM C 33-97. Agrgat yang dipakai untuk campuran beton dibedakan menjadi 2 jenis yaitu agregat halus (ukuran antara 150 µm sampai 4,75 mm) dan agregat kasar (berukuran lebih besar dari 4,75 mm) serta terdapat 2 macam agregat yaitu agregat alami dan agregat buatan Adapun syarat agregat yang harus di penuhi dalam pencampuran beton yaitu sebagai berikut : 1. Agregat halus (pasir) Keras, tajam, dan kekal bentuknya Soudness test ≤ 10% Kadar lumpur ≤ 5% Bersih dari zat organik 2. Agregat kasar (kerikil) Keras dan tidak berpori Kekal, tidak pecah dan tidak hancur Lost ≤ 12% Kadar lumpur ≤ 1%
Lolos uji kekerasan 8
2.2.3. Air Air merupakan bahan campuran yang sangat penting. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen sehingga terjadi reaksi yang menyebabkan pengikatan dan berlangsungnya proses pengerasan pada beton, serta untuk menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan di padatkan. Untuk bereaksi dengan semen, air hanya diperlukan 25% dari berat semen. Selain itu air juga digunakan untuk perawatan beton dengan cara pembasahan (curing) setelah di cor (Tjokrodimuljo, 1996). Kualitas air untuk beton mutu tinggi tidak jauh berbeda dengan air untuk beton normal. Pengerasan beton dipengaruhi reaksi semen dan air, maka air yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat tertentu. Air yang memenuhi persyaratan air minum merupakan air yang memenuhi syarat untuk bahan campuran beton, tetapi air untuk campuran beton adalah air yang dipakai bila dipakai akan menghasilkan beton dengan kekuatan lebih dari 90% dari kekuatan beton yang menggunakan air suling. Persyaratan air yang digunakan dalam campuran beton adalah sebagai berikut : Air tidak boleh mengandung lumpur ≥ 2 gram/liter. Air tidak boleh mengandung garam yang dapat merusak beton ≥ 15 gram/liter. Air tidak boleh mengandung klorida (chlorida) ≥ 0,5 gram/liter. Air tidak boleh mengandung senyawa sulfat ≥ 1 gram/liter 2.3. Beton Serat Serat merupakan bahan tambah yang dapat digunakan untuk memperbaiki sifat beton. Berbagai macam serat yang dapat digunakan untuk memperbaiki sifat-sifat mekanik beton antara lain adalah fiber baja (stell fiber), fiber polypropylene (sejenis plastik mutu tinggi), fiber kaca (glass fibre), fiber karbon (carbon fibre), serat fiber dari bahan alami (natural fiber), seperti ijuk, rambut, sabut kelapa, serat goni dan serat tumbuh-tumbuhan lainnya. Beton serat didefinisikan sebagai beton yang terbuat dari campuran beton yang terbuat dari campuran semen, agregat halus, agregat kasar, dan sejumlah kecil serat/fibre (ACI Cocommite 544, 1982). 9
Beton serat merupakan campuran beton ditambah serat. Bahan serat dapat berupa serat asbestos, serat plastik (poly-propyline), atau potongan kawat baja, serat tumbuh- tumbuhan (rami, sabut kelapa, bambu, ijuk) (Trimulyono, 2004). Briggs (1974) meneliti bahwa batas maksimal yang masih memugkinkan untuk dilakukan pengadukan dengan mudah pada adukan beton serat adalah penggunaan serat dengan aspek rasio (l/d) < 100. Pembatasan nilai l/d (panjang serat/diameter serat) tersebut didukung dengan adanya usaha-usaha untuk meningkatkan kuat lekat serat dengan membuat serat dari berbagai macam konfigurasi, seperti bentuk spiral, berkait, bertakik- takik atau bentuk-bentuk yang lain untuk meningkatkan kuat lekat serat. 2.4. Bulu Ayam Penambahan bulu ayam diharapkan dapat menambah kualitas kekuatan pada beton serta mengurangi limbah bulu ayam yang sudah sangat meresahkan. Melihat begitu banyak limbah bulu ayam yang tidak termanfaatkan, maka bagaimana memanfaatkan limbah tersebut agar tidak mencemari lingkungan dan bila perlu limbah tersebut menjadi sesuatu yang bernilai ekonomis. Dalam beberapa penelitian menunjukan data pemberian bulu ayam pada komposisi tertentu menunjukan hasil yang positif. Sebagai contoh pada penelitian yang dilakukan oleh R.Dhilipkumar,The Kavery Engineering College menujukan hasil pada penambahan bulu ayam sebesar 15 % menghasilkan hasil yang optimum sebesar 38.37 Mpa lebih baik daripada beton biasa yang menunjukan hasil 33.21 Mpa. Dari penelitian tersebut membuktikan kuat tekan beton dapat bertambah setelah diberi bulu ayam dengan komposisi tertentu. 10
2.5. Fish Bone 2010,Badli Syah,ST PENGARUH PENAMBAHAN SERAT TULANG BULU AYAM TERHADAP KUAT TARIK LENTUR BETON 2018, R.Dhilipkumar et al Experimental Investigation on Ecofriendly Concrete by Using Natural Fibre as Chicken Feather 2017,Ansarullah et al Potensi Limbah Bulu Ayam Menjadi Material Panel Dinding Akustik 2016,Ardiyanti, Firmansyah Pengaruh Penggunaan Serat Bulu Ayam Sebagai Bahan Tambahan Pada Campuran Genteng Beton Terhadap Uji Kemampuan Mekanis 2017,Adeayu, Wardhono Penggunaan Bulu Ayam Horn Sebagai Bahan Pengganti Serat Fiber Pada Campuran GRC (Glassfibre Reinforced Cement) Panel Dinding Terhadap Uji Kemampuan Mekanis PENGGUNAAN BULU AYAM PADA CAMPURAN BETON TERHADAP UJI KUAT TEKAN DAN UJI KUAT LENTUR 2021, Hendra Masvika et al 2017, Vishal Gadgihalli et al 2021, S. Pranavan et al Effect Of Chicken Feather Waste On The Concrete Mixing On Compressive Strength And Flexural Strength Analysis Of Properties Of Concrete Using Hens Feather Dipped In Salt Water As Fibre Reigforcement Admixture Experimental Study of Waste Chicken Feather Fibre in Concrete 2021, Mahdiyansyah, Eka Studi Pengaruh Penambahan Bulu Ayam Terhadap Kuat Tekan dan Kuat Lentur Beton 11
2.6. State of The Art Penelitian tentang beton dengan tambahan serat bulu ayam sebelumnya sudah banyak yang melakukan dengan variasi yang bermacam - macam dan hasil yang berbeda - beda antara lain, 2010, Badli Syah, ST, Pengaruh Penambahan Serat Tulang Ayam Terhadap Kuat Tarik Lentur Beton. Persentase serat tulang bulu ayam yaitu 0,2%; 0,4%; 0,6% dan variasi diameter agregat maksimum yaitu 19,1 mm; 25,4 mm; dan 31,5 mm dengan Faktor Air Semen (FAS) 0,4 dan panjang serat 50 mm. Beton yang menggunakan agregat maksimum diameter 19,1 mm mengalami penurunan kuat tarik lentur sebanding dengan bertambahnya jumlah serat tulang bulu ayam pada umur 7 dan 28 hari, paling besar terjadi penurunan 22% dengan presentase serat tulang bulu ayam 0,6% pada umur 7 dan 28 hari,paling kecil terjadi penurunan 7% dengan presentase serat tulang bulu ayam 0,2% pada umur 7 hari. Beton dengan agregat maksimum 25,4 mm mengalami penurunan kuat tarik lentur sebanding dengan bertambah serat tulang bulu ayam pada umur 28 hari saja, sedangkan pada umur 7 hari mengalami penurunan paling kecil 8% dengan persentase serat tulang bulu ayam 0,4%, penurunan paling besar 19% dengan persentase serat tulang bulu ayam 0,4%. Sedangkan pada beton dengan agregat maksimum 31,5 mm mengalami penurunan paling kecil 6% pada beton dengan persentase serat tulang bulu ayam 0,2% umur 7 hari, paling besar penurunan 27% pada beton dengan persentase serat tulang bulu ayam 0,6% pada umur 28 hari. 2017, Ansarullah, dkk, Potensi Limbah Bulu Ayam Menjadi Material Panel Dinding Akustik. persentase antara bulu ayam dan semen putih dalam tiga taraf, yaitu: A1 (Bulu ayam 50% : semen putih 50%), A2 (Bulu ayam 60% : semen putih 40%), dan A3 (Bulu ayam 70% : semen putih 30%). Persentase bulu ayam dan semen dengan air dalam tiga taraf,yaitu: B1 (bulu dan semen 100% : air 120%), B2 (bulu dan semen 100% : air 150 %),dan B3 (bulu dan semen 100% : air 200 % ). Hasil eksperimen berupa panel ukuran 20 x 20 cm dengan ketebalan 0,9 cm dan 1,8 cm dan panel ukuran diameter 10 cm dengan ketebalan 0.9 cm, 1,4 cm, 2,4 cm, dan 4 cm. Tidak dilakukan pengujian secara laboratorium. 2016, Ardiyanti, Firmansyah, Pengaruh Penggunaan Serat Bulu Ayam Sebagai Bahan Tambahan Pada Campuran Genteng Beton Terhadap Uji Kemampuan Mekanis. 12
Komposisi penambahan serat bulu ayam 0%, 0,5%, 0,1%, 1,5% dari berat pasir serta pengujian dilakukan sesuai umur yang telah direncanakan yaitu 28 hari. Pengujian yang dilakukan adalah uji kuat lentur dan penyerapan air, hasil pengujian beban lentur rata - rata pada campuran bulu ayam 0% = 12,23 MPa, 0,5% = 12,56 MPa, 1% = 13,55 MPa, 1,5% = 15,21 MPa. Hasil pengujian penyerapan air pada campuran bulu ayam 0% = 1,59 %, 0,5% = 1,78 %, 1% = 2,14 %, 1,5% = 2,27 %. 2017, Adeayu, Wardhono, Penggunaan Bulu Ayam Horn Sebagai Bahan Pengganti Serat Fiber Pada Campuran GRC (Glassfibre Reinforced Cement) Panel Dinding Terhadap Uji Mekanis. Hasil uji kuat tekan campuran bulu ayam : 0% = 15,466 MPa, 10% = 23,2 MPa, 20% = 25,333 MPa, 30% = 28,133 MPa, 40% = 29,066 Mpa, 50% = 28,8 MPa. Hasil uji kuat lentur campuran bulu ayam : 0% = 27,864 MPa, 10% = 28,239 MPa, 20% = 29,353 MPa, 30% = 30,238 MPa, 40% = 31,272 MPa, 50% = 30,578 MPa, pengujuan dilakukan pada umur 28 hari. 2018, Dhilipkumar, dkk, Experimental Investigasion on Ecofriendly Concrete by Using Natural Fibre as Chicken Feather. Dengan proporsi bulu ayam 5%,10%,15%,20%. Peneliti akan meneliti kuat tekan,lentur dan kuat tarik pada beton pada 7,14,28 hari. Hasil uji tekan 7, 14, 28 hari berturut - turut adalah 0% = 20.07, 30.41, 33.21 Mpa, 5% = 19.95, 29.10, 36.23 Mpa, 10% = 20.13, 29.08, 36.36 Mpa, 15% = 21.03, 30.73, 38.37 Mpa, 20% = 19.92, 28.81, 36.29 Mpa. Kuat tekan terbesar terjadi pada campuran 15% pada umur beton 28 hari yaitu 38, 37 Mpa. 2021, Hendra, dkk, Effect of Chicken Feather Waste on The Concrete Mixing on Compressive Strength. Pada Penelitian ini dilakukan uji karakteristik beton dengan menggunakan serat limbah bulu ayam dengan Panjang serat 3 cm. mutu beton yang digunakan adalah 20 MPa dan persentase penambahan limbah bulu ayam adalah 0%, 1%, dan 2. % dari volume beton. Hasil uji kuat tekan penelitian ini adalah 0% = 17,33 Mpa, 1% = 17,86 Mpa, 2% = 16,4 Mpa. Terjadi peningkatan dengan campuran 1% pada umur beton 28 hari. 2017, Gadgihalii, dkk, Analysis of Poperties of Concrete Using Hens Feather Dipped in Salt Water as Fibre Reinforcement Admixture. Penelitian ini dilakukan dengan cara bulu-bulu dicelupkan ke dalam air asin dengan perbandingan 35 gram per liter air 2 hari untuk membuat permukaan duri kasar dan membantu dalam kekuatan ikatan yang baik 13
dengan beton. Duri yang direndam air garam disimpan untuk dikeringkan di bawah sinar matahari selama sehari. Duri telah dikeringkan dalam oven selama 2 hingga 3 jam sebelum dicampur menjadi beton. Pengeringan oven ini membantu menghilangkan air dan membantu non biodegradasi duri. Berat jenis duri bervariasi dari 0,23 sampai 1,57 dan berat jenis duri 0,83 dipertimbangkan dalam penelitian ini. Kekuatan tekan dan lentur diuji untuk 1, 7,14, 21, 28 hari setelah casting. Beton mutu M20 dan M30 dengan campuran serat tulangan bulu ayam menunjukkan kuat tekan masing-masing sebesar 20,94 dan 28,54 Mpa selama 28 hari, dibandingkan dengan beton normal 19,71 dan 27,72 Mpa. Hal ini menunjukkan sekitar 6% dan 3% kenaikan kuat tekan masing-masing untuk grade M20 dan M30. Karenanya dengan menggunakan serat ayam yang dicelupkan ke dalam air garam sebagai campuran, tahan lebih kuat tekan dibandingkan semen Portland biasa. 2021, Pranaven, dkk, Experimental Study of Waste Chicken Feather Fibre in Concrete. Pada penelitian ini peneliti bertujuan untuk mengetahui kemungkinan pemanfaatan serat bulu ayam alami (CFF) barbs dan rachis dalam beton pada fraksi volume yang berbeda (0,25%, 0,50%, 1,00%, 1,25%) dalam semen. komposit beton untuk pengembangan bahan bangunan berbiaya rendah dan dapat digunakan kembali dalam industri konstruksi. Hasil penelitian tersebut dapat disimpulkan Persentase kenaikan kuat tekan beton serat bulu ayam dengan kuat tekan 7 & 28 hari sebesar 23,33% untuk CFF 0,75% & 35,85% untuk CFF 1,00%. Berdasarkan pengamatan di atas diperoleh nilai optimal maksimum dari 0,5 sampai 1%. Peningkatan persentase lebih dari 1% dari CFF dalam hasil beton untuk penurunan kekuatan pada hasil selama pembuatan beton. 14