Electronic Theses and Dissertation

Kegagalan geser merupakan salah satu mode keruntuhan yang paling berbahaya dan sulit diprediksi, karena bersifat getas. Oleh karena itu, peningkatan kapasitas geser menjadi penting, terutama pada elemen balok existing yang rawan mengalami gagal geser. Berbagai metode perkuatan seperti penggunaan plat baja, FRP, dan carbon fiber telah dikembangkan, namun memiliki biaya tinggi. Sementara itu, perkuatan konvensional beton bertulang lebih murah tetapi menambah beban struktur. Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, penelitian ini mengkaji penggunaan ferrofoam concrete sebagai solusi alternatif yang lebih ringan dan ekonomis, dengan penambahan serat polypropylene sebagai upaya meningkatkan performa kuat geser beton busa. Beton busa yang digunakan ditambahkan fly ash abu hasil pembakaran cangkang kelapa sawit (Palm Oil Fuel Ash/POFA) dengan persentase 15% terhadap berat semen. Variasi persentase jumlah serat polypropylene yang digunakan pada penelitian ini sebesar 0%, 0,5%, dan 0,75% terhadap volume beton busa fly ash POFA. Tujuannya mengidentifikasi pengaruh serat polypropylene dengan kadar yang berbeda terhadap kapasitas geser ferrofoam concrete yang diuji menggunakan metode push-off benda uji Z. Pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah juga dilakukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan serat dapat meningkatkan kuat tekan dan kuat tarik belah. Pada kuat tekan, kadar serat lebih besar memberikan hasil yang lebih baik. Peningkatan kuat tekan beton busa kadar 0,5% sebesar 4,01% dan kadar 0,75% sebesar 8,73%. Peningkatan kuat tarik belah pada kadar serat 0,5% sebesar 33,77%, sedangkan 0,75% sebesar 19,24%. Hasil penelitian kapasitas geser juga menunjukkan bahwa penambahan serat pada ferrofoam concrete dapat meningkatkan kapasitas geser, penambahan 0,5% serat menghasilkan peningkatan kuat geser tertinggi (17,73%), sedangkan penambahan 0,75% serat (11,91%). Selain itu, Penambahan serat polypropylene efektif menunda penyimpangan deformasi sebelum beban maksimum menjadikan ferrofoam concrete berserat memiliki daerah plastis yang lebih besar. Pasca beban maksimum, ferrofoam concrete dengan kadar serat lebih banyak menghasilkan disipasi energi yang lebih tinggi dan menunjukan respon pasca beban puncak yang lebih daktail.

Shear failure is one of the most dangerous and unpredictable failure modes due to its brittle nature. Therefore, enhancing shear capacity is crucial, especially in existing beams prone to shear failure. Various strengthening methods, such as steel plates, FRP, and carbon fiber, have been developed but involve high costs. Meanwhile, conventional reinforced concrete strengthening is more economical but increases structural weight. To address these limitations, this study investigates the use of ferrofoam concrete as a lighter and more cost effective alternative, with the addition of polypropylene fibers to improve the shear performance of foam concrete. The foam concrete incorporates 15% palm oil fuel ash (POFA) by weight of cement. Variations in polypropylene fiber content used in this study were 0%, 0.5%, and 0.75% by volume of POFA-based foam concrete. The objective is to examine the effect of different fiber contents on the shear capacity of ferrofoam concrete, tested using the Z-shaped push-off method. Compressive and splitting tensile strength tests were also conducted. The results indicate that fiber addition enhances both compressive and splitting tensile strength. For compressive strength, higher fiber content yields better performance, with increases of 4.01% at 0.5% fiber and 8.73% at 0.75% fiber. For splitting tensile strength, the addition of 0.5% fiber increases strength by 33.77%, while 0.75% fiber results in a 19.24% improvement. The shear capacity tests also demonstrate that fiber-reinforced ferrofoam concrete exhibits higher shear resistance, with the highest increase (17.73%) at 0.5% fiber content, compared to 11.91% at 0.75%. Furthermore, polypropylene fibers effectively delay nonlinear deformation before reaching the maximum load, resulting in a larger plastic region in fiber reinforced ferrofoam concrete. After the maximum load, specimens with higher fiber content exhibit greater energy dissipation and a more ductile post-peak response. These findings suggest that Polypropylene fiber-reinforced ferrofoam concrete with POFA offers economical shear performance enhancement for structures