Alternatif Bambu Sebagai Penganti Besi Untu Beton

Alternatif Bambu Sebagai Penganti Besi Untu Beton

DESIGN DAN MODEL PENGUJIAN

I. 1 Latar Belakang Masalah
Di zaman sekarang ini, banyak sekali pembangunan yang dilaksanakan oleh pemerintah demi memajukan masyarakat di bidang konstruksi bangunan. Dengan adanya pembangunan tersebut, dibutuhkan banyak bahan industri. Salah satunya adalah besi. Untuk memenuhi kebutuhan pembangunan tersebut, memakan biaya yang tidak sedikit. Dan cara untuk menguranginya adalah dengan memanfaatkan apa yang disediakan oleh alam sebagai bahan pengganti besi yang bersifat lebih ekonomis dan mudah didapatkan di Indonesia, contohnya saja batang bambu.
Atas dasar inilah, peneliti memilih judul “ Alternatif Bambu Sebagai Pengganti Besi Untuk Tulang Beton “

I. 2 Batasan Masalah
Pada penulisan karya ilmiah ini penulis membatasi masalah pada alternatif bambu sebagai pengganti besi untuk beton terkait dengan beberapa uji kualitas bambu yaitu : Uji Elastisitas, Uji daya tekan kritis (P) dengan parameter daya tekan besi normal, Uji efesiensi ekonomis, Uji serat, Uji lignin, dan Uji kimia diantaranya uji senyawa dalam bambu , uji gas hasil perendaman, uji perubahan warna dan uji kadar PH dalam bambu. Dari keseluruhan pengujian tersebut didapatkan satu nilai plus bahwa bambu digunakan sebagai beton pada konstruksi bangunan.

I. 3 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang dapat diambil dari uraian latar belakang adalah “Apakah batang bambu mampu menggantikan besi dengan harga yang lebih ekonomis dalam konstruksi beton?”

I. 4 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dan diharapkan oleh peneliti adalah :


Untuk mendapatkan Konstanta Elastisitas (Flexibility constant ) bambu yang standar dengan Konstanta Elastisitas pada besi
 Untuk mendapatkan daya tekan kritis ( P ) pada bambu yang standar dengan daya tekan kritis pada besi
 Untuk mendapatkan mutu atau kualitas bambu melalui percobaan secara kimia dan secara Fisika.
 Untuk memperoleh keyakinan bahwa bambu dapat menjadi alternatif untuk kontruksi beton selain besi.

I. 5 Manfaat Penelitian
Beberapa manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah :
3. Bagi penulis
Untuk membantu kemampuan berpikir ilmiah yang dituangkan dalam bentuk karya tulis ilmiah.
4. Bagi pembaca
Menambah wawasan sehingga dapat diwujudkan dalam kehidupan sehari-hari.

I. 6 Asumsi Penelitian
Penelitian yang kami lakukan diharapkan mampu menjadi modal dasar untuk memperoleh suatu hasil uji yang positif khususnya dimasyarakat bahwa bambu dapat digunakan sebagai alternatif kontruksi beton ( tulangan ) pengganti besi.
Dengan beberapa penelitian dan pengujian ini dapat diasumsikan bahwa kontruksi beton yang berasal dari bambu dapat menjadi terobosan baru dalam dunia kontruksi yang saat ini sedang menjamur.

IV. 1 Design dan model
Design adalah rancangan alat yang digunakan untuk pengujian. Design sangat penting untuk menentukan model suatu alat yang akan dibuat. Dan memerlukan perhitungan yang cermat agar didapatkan model alat yang akurat didalam proses perhitungan.
Model adalah membuat suatu bentuk alat yang digunakan untuk pengukuran dan model sebenarnya merupakan gambaran umum real alat percobaan, yang telah didesign sedemikian rupa untuk dapat digunakan sebagai alat ukur dalam penelitian.

Gambar model dan design Alat pengujian
















Gambar 4. Alat percobaan dan pengujian bambu

IV. 2 Pengujian

Pengujian adalah suatu bentuk pembuktian secara ilmiah untuk mengetahui kebenaran dari keadaan dilapangan ( Real ). Dalam pegujian ini akan didapatkan data sebagai informasi real yang kemudian akan dilakukan perhitungan selanjutnya untuk mendapatkan standar ukuran dari benda yang diukur.

IV. 2.1 Model Pengujian
Terkait dengan penelitian ini maka ada beberapa pengujian yang akan kami lakukan yaitu sebagai berikut :

IV. 2.1.1 Model uji kelenturan ( Elastistisitas )
Uji kelenturan dilakukan untuk menentukan konstanta kelenturan ( flexibility Constans ). konstanta kelenturan ( flexibility Constans ) didapatkan dari hubungan antara massa ( m ), percepatan grafitasi ( g ) dan besarnya simpangan ( ). Hubungan antara massa dengan percepatan grafitasi didapatkan gaya berat ( F ). Sedangkan hubungan gaya berat ( F ) dengan dengan besarnya simpangan yang terjadi diperoleh Flexibility constant ( K ). Jika dihubungkan dengan persamaan Hukum Hooke maka dapat disusun persamaan sebagai berikut :

1). F = m . g
2.) K =
dimana :
K : kelenturan ( N/m )
F : gaya tekan kebawah akibat pengaruh beban dan gaya grafitasi
( N )
m : Massa Benda ( Kg )\
g : Percepatan grafitasi ( m/s2)
: Besarnya simpangan yang terjadi ( m )
Gambar gaya – gaya yang bekerja pada batang :











Gambar 5. Gaya-gaya yang bekerja pada bambu




IV. 2. 1. 2 Model uji Daya tekan kritis ( P )
Seperti pada gambar IV. 2. 1. 1 Uji Daya tekan kritis dilakukan untuk menentukan daya tekan (P) yang didapatkan dari hubungan antara massa ( m ), percepatan grafitasi ( g ) dan besarnya A ( luas permukaan bidang yang diukur ) didapatkan dari hubungan antara jari-jari ( r ), Tinggi atau panjang suatu benda ( t ) dan tetapan phi (  ) yaitu atau 3,14.
IV. 2. 2 Model uji kadar pH












Gambar 6. Model Uji kadar PH
Model perendaman yang digunakan oleh peneliti adalah dengan merendam bambu menggunakan air tawar dan diletakkan di tempat tertutup dan berair tenang artinya media larutan yang digunakan adalah air yang tidak mengalir hal ini dimaksudkan agar dapat mendeteksi perubahan warna. Dsamping itu dengan media tersebut dapat dengan mudah mengambil sampil air hasil rendaman untuk dilakukan pengukuran kadar PH-nya.
Bambu pada perendaman 1minggu (7 hari ) mengalami perubahan yang sangat signifikan. Pada awalnya air yang digunakan untuk merendam bambu memiliki kadar pH 7,0 dengan warna air putih (bersih), warna pada bambu normal yakni coklat dan tidak berbau.

Tabel 3. Data alat dan bahan uji PH
No Nama Alat Jumlah
1 Ph Meter 1 buah
2 Gelas Kimia 1 Buah
3 Larutan Bambu 200 ml


Langkah-langkah percobaan :
1. Siapkan larutan bambu 200 ml.
2. masukkan larutan bambu 200 ml kedalam gelas kimia, kemudian ukurlah dengan Ph meter.


IV. 4 Alat dan Bahan
Dalam uji kelenturan (Flexibility Constant) dan Daya tekan kritis alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut :



Tabel 4. Daftar alat dan bahan uji Bambu
No Nama barang Ukuran satuan
1 Besi d = 6
p = 50 Milimeter
centimeter
2 Bambu p = 50
d 1= 6
d 2 = 7
d 3 = 8
d 4 = 9
d 5 = 10 Centimeter
Milimeter
Milimeter
Milimeter
Milimeter
milimeter
3 Kayu m 1= 5
m 2 = 3
m 3 = 11 kilogram
4 Pasir bungkus @ 1 Kg kilogram
5 Oli V = 10 Mililiter

Keterangan :
d : Diameter ( mm )
p : Panjang Bambu ( m )
m : Massa beban ( kg )
V : Volume ( ml )

IV. 5. Langkah-langkah praktikum
Langkah-langkah yang dipakai dalam praktikum uji kelenturan (elastisitas) ini adalah sebagai berikut :
1. Ukur panjang besi (l) yang berdiameter 6 mm dengan panjang 50 cm. Kemudian uji kuat tekannya sampai besi melengkung sampai melalui titik leleh.
2. Potong bambu dengan diameter (d) 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, dan 10 mm dengan panjang yang sama yaitu 50 cm. Kemudian uji tekanananya sampai mencapai titik kritis ( yaitu titik lengkung maximum hampir patah).
3. Olesi alat penguji dengan oli agar tidak terjadi gaya gesek atau gaya gesek sama dengan tidak ada (fk = 0).
4. potong bambu + 10 cm kemudian dimasukkan dalam wadah yang diisi dengan air lalu tutup rapat.

Tabel 5. Data panjang dan diameter besi dan bambu
No l
bambu (cm) l
besi (cm) d
bambu (mm) d
besi (mm)
1 50 6
2 50 6
3 50 7
4 50 8
5 50 9
6 50 10

Keterangan :
l : Panjang obyek yang diuji
d : diameter obyek yang diuji

V. 1 Perhitungan Matematis Beserta Hasilnya
Perhitungan matematis dalam praktikum ini melalui dua tahap penyelesaian yaitu dengan perhitungan tingkat kelenturan dan perhitungan tingkat kekuatan.

V. 1. 1 Perhitungan tingkat kelenturan
Dari tabel data hasil penelitian di atas, perhitungan tingkat kelenturan ini berdasarkan rumus :

keterangan :
K : Kelenturan ( N/m )
F : gaya tekan kebawah akibat pengaruh beban dan gaya grafitasi ( N )
: Besarnya simpangan yang terjadi ( m )

Proses perhitungan Flexibility Constant ( K )
1) = = = 2071.4286 ( besi )
2) = = = 2333.33 ( bambu ukuran 6 mm )
3) = = = 2400 ( bambu ukuran 7 mm )
4) = = = 3500 ( bambu ukuran 8 mm )
5) = = = 3600 ( bambu ukuran 9 mm )
6) = = = 11000 ( bambu ukuran 10 mm )


Tabel 6. data Hasil perhitungan uji kelenturan ( Flexibilitas Constant )
No l bambu
(cm) l besi
(cm) d bambu (mm) d besi (mm) Beban besi (kg) Beban bambu (kg) y awal (cm) y akhir (cm)
K
( )

1 50 6 29 50 36 14 2071.43
2 50 6 7 50 47 3 2333.33
3 50 7 12 50 45 5 2400
4 50 8 14 50 46 4 3500
5 50 9 18 50 45 5 3600
6 50 10 22 50 48 2 11000

Dari hasil percobaan diatas dapat kita lihat bahwa besi mempunyai Flexibility constans lebih kecil dari pada bambu. Pada data no 1 dan no 2 diatas perbandingan harga K pada besi dengan ukuran diameter 6 mm dan bambu 6 mm memperlihatkan harga K yang hampir sama yaitu masing – masing 2071.43 N/m dan 2333.33 N/m. Ini memperlihatkan bahwa bambu mempunyai kelenturan yang lebih tinggi dibanding dengan besi. Keuntungan yang diperoleh dari data diatas adalah karena kelenturan bambu cukup tinggi dibanding besi maka bambu dapat digunakan sebagai alternatif konstruksi bangunan tahan gempa.
Namun jika dilihat dari massa yang diangkat ternyata memperlihatkan perbedaan yang cukup menonjol, hal ini disebabkan besi mempunyai kuat tarik yang buruk, maka besi tidak baik dipasang secara horizontal.

V. 1. 2 Perhitungan Daya tekan Kritis
Rumus yang digunakan dalam uji Daya tekan Kritis adalah :
P =
Keterangan :
P = tekanan ( N/m2 )
F = gaya ( N )
r = jari jari benda ( m )


Proses perhitungan daya tekan kritis ( P )

1) * P =
=
= 10261,8 kN/m2

2) P =
=
= 2476,99 kN/m2

3) P =
=
= 2599,77 kN/m2

4) P =
=
= 2786,62 kN/m2

5) P =
=
= 2830,856 kN/m2


6) P =
=
= 3057,32 kN/m2

Dalam penelitian uji daya tekan kritis yang telah kami lakukan, data yang kami peroleh sebagai berikut :

Tabel 7. Hasil uji daya tekan Kritis
No l bambu
(cm) l besi
(cm) d bambu (mm) d besi (mm) Beban besi (kg) Bebam bambu (kg) y awal (cm) y akhir (cm)
P
( )

1 50 6 29 50 36 14 10261,8
2 50 6 7 50 47 3 2476,99
3 50 7 10 50 45 5 2599,77
4 50 8 14 50 46 4 2786,62
5 50 9 18 50 45 5 2830,86
6 50 10 24 50 48 2 3057,32

Dari data hasil percobaan diatas dapat kita lihat bahwa seiring dengan pertambahan diameter maka semakin tinggi daya kuat tekan kritis pada bambu. Jika kita melihat data daya kuat tekan pada besi yaitu 10261,8 kN/m2 dengan diameter 6 mm, sedangkan bambu 3057,32 kN/m2 dengan diameter 10 mm. Maka untuk mencapai standar daya kuat tekan besi, diameter bambu harus ditambah. Setiap pertambahan 1 mm ternyata mampu mengangkat beban rata-rata pertambahannya 3-4 kg. Ini berarti jika diameter bambu dibuat 12 mm maka rata-rata beban yang diangkat adalah kurang lebih 30 – 32 kg. Nilai tersebut lebih tinggi dari beban yang diangkat oleh besi 6 mm yaitu 29 kg. Ini membuktikan bahwa bambu dapat digunakan sebagai alternatif pengganti besi untuk beton.
V.1.2 Analisa kadar PH dan efek Bau yang ditimbulkan
Hasil perendaman selama kurun waktu 1 minggu diperlihatkan dalam tabel dibawah ini.

Tabel 8. Pengukuran pH pada air rendaman bambu.
Waktu Kadar pH air rendaman Warna bambu Warna air Bau
Sebelum perendaman 7,0 Kuning Bersih Tidak ada
Setelah perendaman 6,6 Gelap kecoklatan Menyengat

Dari hasil perendaman memperlihatkan bahwa kadar PH air hasil rendaman menunjukkan kadar PH sangat rendah yaitu 6,6. dengan kadar pH yang rendah memberikan keuntungan bahwa bambu tidak cepat rusak dan lebih tahan lama karena terbebas dari faktor korosi. Ini sangat berbeda dengan besi yang cenderung mudah terjadi korosi akibat terkontaminasi dengan lingkungan disekitarnya.
Kemudian bau yang ditimbulkan dari hasil perendaman memberikan keuntungan dan kelebihan sebagai berikut :
1) Mengurangi kadar pati atau selulosa yang ada dalam bambu sehingga menjauhkan bambu dari binatang panggerek, jamur dan rayap.
2) Volume bambu semakin berkurang dari pada bambu sebelum direndam.
3) Mengandung aromatik yang khas yang tidak disukai oleh hewan perengat, panggerek, jamur dan rayap.

VI. 1 Kesimpulan
Berdasarkan data hasil penelitian di atas maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Bambu mempunyai kelenturan yang cukup tinggi dibanding dengan besi, maka bambu dapat digunakan sebagai alternatif untuk membuat konstruksi bangunan tahan gempa.
2. Seiring dengan pertambahan diameter bambu ternyata memberikan hasil bahwa terjadi peningkatan massa beban yang diangkat 3-4 kg, sehingga bambu dengan ukuran 12 mm mempunyai daya angkat massa yang sama atau lebih besar dengan besi 6mm. sehingga bambu dapat digunakan sebagai alternatif tulangan beton pengganti besi.
3. Kadar keasaman ( PH ) yang rendah membuktikan bahwa bambu lebih awet karena tidak terjadi korosi didalamnya, disamping itu efek bau yang menyengat dari hasil perendaman dapat menghindarkan dari hewan perengat, panggerek, jamur dan rayap.

VI. 2 Saran
Bardasarkan hasil penelitian di atas, beberapa saran perlu disampaikan adalah sebagai berikut :
1. Perlu adanya sosialisasi proses pembuatan beton dari bambu dan aplikasinya dalam bidang pembangunan.
2. Perlu adanya perhatian khusus terhadap bambu,yang selama ini menjadi tanaman tradisional yang terlupakan, yang ternyata mempunyai manfaat yang besar sekali dan memiliki nilai ekonomis yang relatif rendah.
3. Hendaknya ada kritik yang membangun, guna perbaikan dan kesempurnaan karya tulis berikutnya.



DAFTAR PUSTAKA

1. Campbell, Neil A.2002. BIOLOGI Edisi kelima. Jakarta : Erlangga
2. Gunawan T, Margaret. 2002. Mekanika Teknik III. Jakarta: Delta Teknik Group
3. Ms Met E, Tata Surdia. 1987. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: Delta Teknik Group
4. Sunggono. 1984. Teknik Sipil. Bandung: NOVA
5. Salisbury, Frank B. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: Institut Teknologi Bandung.