Perpustakaan Digital ITB

Fiber Reinforced Cementitious Composite (FRCC) dengan serat kelapa adalah salah satu inovasi beton kinerja tinggi (High Performance Concrete) sebagai alternatif berkelanjutan yang ramah lingkungan dalam bahan konstruksi. Integrasi serat kelapa menunjukkan sifat mekanis yang lebih unggul dari beton konvensional terhadap peningkatan kuat tarik, lentur, dan ketahanan terhadap retak. Beton ini tersusun dari semen, mineral admixture, agregat halus, superplasticizer, air, dan penggunaan serat hingga fraksi volume 2% serta tanpa agregat kasar. Pengaplikasian FRCC dengan serat alam di Indonesia masih sangat terbatas sehingga memerlukan penelitian lebih lanjut untuk mengoptimalkan penggunaannya dalam berbagai aplikasi. Penelitian ini berfokus pada karakteristik mekanis FRCC terhadap beban statis dan impak dengan menggunakan serat kelapa alami dan termodifikasi. Karakteristik mekanis FRCC terhadap beban statis yang ditinjau adalah variasi jumlah kandungan serat kelapa yaitu 1% dan 2% fraksi volume dan variasi panjang serat kelapa yaitu 12 mm, 30 mm, dan kombinasi 12 mm dan 30 mm, yang akan dilakukan evaluasi terhadap kuat tekan, modulus dan Poisson’s ratio, kuat lentur, dan kuat tarik. Berdasarkan hasil pengujian karakteristik mekanis FRCC terhadap beban statik, variasi jumlah kandungan serat dengan panjang yang menghasilkan nilai kuat lentur dan kuat tarik terbesar yang dipilih sebagai spesimen yang diuji terhadap beban impak. Karakteristik mekanis FRCC terhadap beban impak akan dievaluasi terhadap jumlah impak sampai terjadi perforasi, karakteristik kerusakan dan mekanisme kegagalan, tahanan impak, serta analisis punching shear. Modifikasi serat kelapa yang digunakan dalam penelitian adalah serat kelapa yang memiliki sifat yang lebih baik dari serat alami. Dari beberapa modifikasi serat kelapa yang dilakukan (termal, NaHCO3, NaOH, dan H2C2O4), modifikasi dengan larutan asam oksalat (H2C2O4) 2% selama 2 jam menunjukkan peningkatan optimum kuat tarik serat hingga 27%, elongasi hingga 33%, penurunan absorpsi air hingga 35%, dan perubahan morfologi paling baik pada serat kelapa. Kuat tekan rata-rata umur 28 hari FRCC tanpa serat, untreated dan treated didapatkan berkisar 48,11-51,06 MPa. Nilai modulus elastisitas FRCC tanpa serat, untreated dan treated didapatkan berkisar 28,08-33,29 GPa dan nilai poisson’s ratio didapatkan berkisar 0,23-0,34. FRCC dengan serat kelapa menunjukkan peningkatan terhadap kuat lentur dan kuat tarik. Peningkatan kuat lentur rata-rata sebesar 3,08 MPa hingga 3,58 MPa (17% - 36%) untuk FRCC serat kelapa untreated dan sebesar 3,18 MPa hingga 3,77 MPa (18% - 40%) untuk FRCC serat kelapa treated. Peningkatan kuat tarik uniaksial sebesar 1,5 MPa hingga 2,11 MPa (45% - 105%) untuk FRCC serat kelapa untreated dan sebesar 2,09 MPa hingga 2,69 MPa (66% - 113%) untuk FRCC serat kelapa treated. Peningkatan kuat tarik belah sebesar 2,78 MPa hingga 3,56 MPa (6% - 35%) untuk FRCC serat kelapa untreated dan sebesar 3,01 MPa hingga 3,98 MPa (8% - 43%) untuk FRCC serat kelapa treated. Hasil pengujian impak terdapat panel FRCC serat kelapa untreated maupun treated menunjukkan peningkatan kinerja FRCC dalam menahan beban impak yang sangat signifikan. Panel FRCC tanpa serat dengan tebal 100 mm dan 50 mm menunjukkan perilaku yang langsung terbelah pada tumbukan pertama, sedangkan panel FRCC untreated tebal 100 mm mampu menahan 6 tumbukan dengan energi tahanan impak yang dapat diserap 106 Nm, panel FRCC treated tebal 100 mm mampu menahan 6 tumbukan dengan energi tahanan impak yang dapat diserap 112,3 Nm. Meski jumlah tumbukannya sama, nilai energi tahanan impak FRCC treated terhadap untreated dengan tebal 100 mm meningkat hingga 5,9%. Panel FRCC untreated tebal 50 mm mampu menahan 3 tumbukan dengan energi tahanan impak yang dapat diserap 28 Nm, dan panel FRCC treated tebal 50 mm mampu menahan 3 tumbukan dengan energi tahanan impak yang dapat diserap 37 Nm. Demikian halnya dengan FRCC tebal 50 mm, meski jumlah tumbukannya sama, nilai energi tahanan impak FRCC treated terhadap untreated meningkat hingga 32,1%. Punching shear hanya terjadi pada panel FRCC tebal 50 mm dengan luas shear cone aktual mendekati luas shear cone empiris.