BAB III METODE PENELITIAN
3.3 Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Adapun tahap-tahap
pelaksanaan penelitian meliputi tahap persiapan, tahap perhitungan kebutuhan bahan susun adukan mortar semen, tahap pembuatan benda uji, perawatan dan pelaksanaan pengujian.
3.3.1 Tahap pengujian bahan mortar 3.3.1.1 Pemeriksaan berat jenis pasir.
Contoh pasir uji (SSD) di keringkan dalam oven dengan suhu 105° C sampai beratnya tetap kemudian pasir direndam di dalam air selama 24 jam. Air bekas rendaman dibuang dengan hati-hati sehingga butiran pasir tidak terbuang. Pasir dibiarkan di atas nampan dan dikeringkan sampai tercapai keadaan jenuh kering muka. Untuk pemeriksaan kondisi jenuh kering muka dilakukan dengan memasukkan pasir pada kerucut terpancung dan dipadatkan dengan penumbukan sebanyak 25 kali. Pada saat kerucut diangkat pasir akan runtuh tetapi masih berbentuk kerucut. Pasir dalam keadaan kering muka ditimbang sebanyak 500 gram (w1) dimasukkan ke dalam piknometer dan kemudian diisikan air hingga penuh. Gelembung udara yang tertinggal dihilangkan dengan cara menggulingkan piknometer secara berulang-ulang. Piknometer berisi air dan pasir ditimbang dan dicatat beratnya (w2). Piknometer kosong dan berisi air ditimbang dan dicatat beratnya berturut-turut (w3) dan (w4). Setelah mengendap pasir dikeluarkan dari piknometer tanpa ada yang tercecer, kemudian dikeringkan dalam oven selama 24 jam. Pasir yang sudah kering didinginkan, ditimbang dan dicatat beratnya (w5). Berat jenis pasir (γpsr) dihitung dengan rumus :
( )
[
w4 w52 w1]
w
psr = − −
3.3.1.2 Pemeriksaan berat jenis kayu
Contoh diambil dari potongan kayu gergajian yang berukuran 50 x 50 x 20 mm dan ditimbang beratnya (wk). Air raksa yang memiliki berat jenis (γr) sebesar 13,6 gram/cm3 dimaksukkan kedalam mangkok dan diratakan dengan cara menekan permukaannya dengan kaca. Selanjutnya potongan kayu ditekan masuk ke dalam air raksa dengan meggunakan kaca sampai seluruh potongan kayu terendam. Air raksa yang tumpah ditimbang beratnya (wr). berat jenis kayu atau serbuk gergaji (γsbk) dihitung dengan rumus :
r r k sbk w w γ γ = . ………..(3.2) 3.3.1.3 Pemeriksaan gradasi
Pemeriksaan gradasi serbuk gergaji dan pasir langkah pengujiannya sama. Pasir dan serbuk gergaji yang akan diperiksa dikeringkan dalam oven dengan suhu 105° sampai beratnya tetap dan ditimbang beratnya. Ayakan di susun sesuai dengan urutannya, ukuran terbesar diletakkan pada bagian paling atas, yaitu : 4,8 mm, diikuti dengan ukuran ayakan yang lebih kecil yaitu berturut-turut 2,4 mm , 1,2 mm , 0,6 mm , 0,3 mm , 0,15 mm , 0 mm (sisa), kemudian di getarkan selam kurang lebih 10 menit. Pasir atau serbuk gergaji yang tertinggal pada masing-masing saringan ditimbang dan dicatat beratnya. Dari hasil ini dapat dihitung jumlah komulatif persentase butir-butir yang lolos pada masing-masing ayakan. Nilai modulus halus butir dihitung dengan menjumlahkan persentase komulatif butir tertinggal, kemudian dibagi seratus sehingga dapat digambar grafik distribusi ukuran butir agregat.
3.3.1.4 Pemeriksaan berat satuan
Pemeriksaan berat satuan serbuk gergaji dan pasir langkah pengujiannya sama. Contoh pasir dalam keadaan SSD atau serbuk gergaji pada kadar air 16,85% dimasukkan ke dalam silinder baja yang diketahui berat dan volumenya. Pemeriksaan berat satuan pasir atau serbuk gergaji dalam keadaan tanpa pemadatan (Shoveled). Silinder baja berisi pasir atau serbuk gergaji ditimbang dan dicatat beratnya. Berat satuan dihitung dengan rumus :
bejana volume agregat berat satuan berat = ………....……….………(3.3)
3.3.1.5 Pemeriksaan kadar air
Pemeriksaan kadar air serbuk gergaji dan pasir langkah pengujiannya sama. Pasir (SSD) atau serbuk gergaji ditimbang dan dicatat beratnya (w1), kemudian dimasukkan ke dalam oven. Pasir atau serbuk gergaji yang sudah kering didinginkan, ditimbang dan dicatat beratnya (w2). kadar air pasir atau serbuk gergaji dihitung dengan rumus :
% 100 2 2 1 x w w w air kadar = − …..………..(3.4)
3.3.1.6 Pemeriksaan kadar lumpur pasir
Penentuan kadar lumpur pasir dilakukan dengan cara membandingkan berat (dalam kondisi kering mutlak) sebelum dan sesudah dicuci. Selisih berat antara pasir sesudah dicuci dan sebelumnya dibagi berat semula adalah merupakan kandungan lumpur pasir. Pasir yang kering oven ditimbang beratnya (w1), kemudian dicuci di atas ayakan No. 200. Pasir yang tertinggal di atas ayakan dipindahkan pada piring dan dimasukkan ke dalam oven selama 24 jam, pasir
dikeluarkan dari oven dan ditimbang (w2). Kadar lumpur pasir dapat dihitung dengan rumus : % 100 1 2 1 x w w w lumpur kandungan = − …... …...………(3.5)
3.3.2 Tahap rencana perhitungan kebutuhan susun adukan mortar semen
Untuk mengetahui pengaruh penggunaan bahan isian serbuk gergaji pada kuat tekan, kuat tarik dan daya serap air mortar dilakukan dengan cara membuat kandungan serbuk gergaji di dalam campuran bervariasi. Perhitungan kebutuhan bahan susun mortar semen dihitung berdasarkan perbandingan berat yang diperoleh dari konversi kebutuhan bahan dalam volume. Dalam penelitian ini dipilih campuran semen : agregat halus berdasarkan perbandingan berat 1: 5.
Dalam rencana variasi adukan diatas, faktor air semen (f.a.s) awal direncanakan 0,5 dan pada akhirnya nanti faktor air semen akan menyesuaikan (berubah) untuk mendapatkan nilai sebar yang ditetapkan berdasarkan ASTM yaitu 70% - 115%.
3.3.3 Tahap pengadukan campuran mortar semen dan pengujian meja sebar 3.3.3.1 Pengadukan mortar
Memasukkan air sekitar 80% dari hasil yang dibutuhkan, ke dalam mesin pengaduk kemudian baru dimasukkan agregat campuran dan semen. Sambil mesin pengaduk diputar sisa air dimasukkan sedikit demi sedikit sampai airnya habis dalam waktu tidak kurang dari tiga menit. Pengadukan dilakukan sampai diperkirakan homogen.
3.3.3.2 Pengujian meja sebar
Adukan yang rata selanjutnya diuji konsistensinya dengan meja sebar. Pengujian ini dilakukan dengan cara memasukkan campuran dalam kerucut yang berada di atas meja sebar, selanjutnya dipadatkan dengan penumbuk dan kemudian di atasnya diratakan hingga sama dengan permukaan kerucut kuningan. Setelah 1 menit, kerucut kuningan diangkat dan meja sebar dijatuhkan sebanyak 25 kali (25 ketukan) selama 15 detik. Diantara sebaran mortar diukur dalam 4 arah/garis yang terdapat pada meja sebar. Nilai sebaran adalah penjumlahan 4 nilai tersebut dalam satuan persen. Berdasarkan (ASTM Disignation : C270-57T, dalam Taufiq bintang, 2005), nilai konstensi mortar yang disyaratkan adalah 70% - 115%. Maka untuk memperoleh konsistensi yang disyaratkan maka penambahan air dilakukan bila pengujian meja sebar sebelum mencapai konsistensi yang disyaratkan.
3.3.4 Tahap pembuatan benda uji
Bila tahap persiapan bahan dan rencana kebutuhan bahan tiap adukan telah dibuat, tahap berikutnya dilakukan penimbangan bahan susun mortar semen yaitu semen, pasir dan serbuk gergaji sesuai dengan kebutuhan bahan tiap adukan. Semua bahan susun adukan mortar semen diletakkan dalam tempat yang terpisah agar tidak tercampur satu sama lain. Selanjutnya secara berturut-turut dimasukkan pasir, serbuk gergaji dan semen. Kemudian mesin pengaduk dihidupkan. Air dimasukkan secara bertahap untuk menjaga agar adukan tidak tumpah akibat putaran mesin pengaduk. Jumlah keseluruhan air dicatat. Sementara pengadukan berlangsung cetakan mortar disiapkan. Bagian yang perlu diberi pelumas diolesi
oli secukupnya. Apabila adukan diyakini sudah cukup homogen (kurang lebih 4 menit), mesin pengaduk dimatikan, adukan siap untuk dicetak.
Pada langkah ini juga dilakukan pemeriksaan kelecakan adukan dengan cara meremas adukan dengan tangan menjadi bentuk seperti bola. Kelecakan yang baik adalah apabila bola adukan tidak pecah ketika dilepas dari kepalan tangan dan tidak meninggalkan bekas pada tangan, hal ini dimaksudkan agar adukan dapat dicetak dengan baik tanpa menempel pada dinding cetakan apabila terlalu encer atau mortar semen pecah pada saat dikeluarkan dari cetakan apabila adukan terlalu kental. Cara pemeriksaannya dapat dilihat pada gambar 3.2.
Gambar 3.2. Pemeriksaan kelecekan adonan mortar (Aksa, tanpa tahun, dalam Sudarmoko 2000:11)
Adukan dimaksukkan ke dalam cetatan dengan menggunakan cetok. Adukan ditusuk-tusuk dengan tongkat pemadat untuk setiap lapis adukan mortar semen dilakukan sebanyak 25 kali tusukan secara merata sampai cetakan penuh, agar mortar semen yang dihasilkan tidak keropos. Setelah dianggap cukup, adukan diratakan dengan tongkat perata sehingga permukaan atas adukan mortar beton rata dengan bagian atas cetakan serta dilakukan penekanan. Mortar semen dengan
bahan isian serbuk gergaji segar diambil dari cetakannya dan diletakkan diatas meja yang rata setelah 24 jam.
3.3.5 Tahap perawatan benda uji
Benda uji mortar semen yang telah berumur 24 jam, cetakan mortar dilepas dan benda uji diberi tanda, kemudian benda uji direndam dalam kolam perendaman selama 14 hari. Setelah proses tersebut benda uji dikeluarkan dari dalam air dan diletakkan pada tempat yang lembab sampai berumur 28 hari.
3.3.6 Tahap pelaksanaan pengujian 3.3.6.1 Uji kuat tekan
Pengujian kuat tekan mortar semen dilakukan pada saat mortar semen telah berumur 28 hari. Sebelum diuji, dilakukan penimbunan berat dan pengukuran dimensi benda uji. Semua data yang menyangkut benda uji dicatat dalam formulir yang telah disediakan. Pengujian kuat tekan dilakukan pada 3 buah benda uji untuk masing-masing variasi. Secara garis besar urutan pengujian kuat tekan adalah sebabai berikut:
1. Pada saatnya untuk pengujian, bersihkan permukaan benda uji dengan lap sampai bersih dari butiran-butiran pasir yang menempel pada permukaannya. 2. Ukur rusuk-rusuk kubus dengan teliti dan hitung luas bidang tekannya.
3. Letakkan kubus uji pada tengah-tengah bidang landasan (pelat) baja penekan dalam mesin tekan, lalu atur agar permukaan bidang tekan kubus terjepit antara dudukan dan landasan penekanan dari mesin tekan. Skema penekanan benda uji dapat dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3. Skema penekanan benda uji.
Pengujian dihentikan setelah benda uji tidak mampu lagi menahan beban tekan yang ditujukan dengan turunnya jarum petunjuk beban.
4. Hidupkan mesin tekan dan beban tekan diberikan secara merata dan terus-menerus dengan kecepatan 1,4 kg/cm2 sampai dengan 2,5 kg/cm/detik, atau beban maksimal tercapai dalam waktu kurang dari 20 detik, besarnya beban maksimal tercapai dalam satuan Newton atau kg
5. Hitunglah kuat tekan :
Beban tekan maksimum dicatat. Kuat tekan didapat dengan membagi beban maksimum (F) dengan luas bidang tekan benda uji (A). Besarnya kuat tekan mortar semen dihitung dengan rumus :
A F
fb = ………(3.7)
dengan : fb = kuat tekan mortar semen (kg/cm2 atau kg/mm2) F = beban tekan (kg)
A = luas bidang tekan (cm2 atau mm2)
3.3.6.2 Pengujian kuat tarik
Pengujian kuat tarik mortar semen dilakukan pada saat mortar semen telah berumur 28 hari. Pengujian kuat tarik dilakukan pada 5 buah benda uji untuk masing-masing variasi. Uji kuat tarik mortar semen dilakukan dengan membuat
Pelat baja Benda uji
mortar dalam bentuk seperti angka delapan. Benda uji setelah keras kemudian ditarik dengan alat uji Cement Briquettes. Nilai kuat tarik yang diperoleh dihitung dari besar beban tarik maksimum (F) dibagi dengan luas penampang yang terkecil (mm2). Besarnya kuat tarik mortar semen dihitung dengan rumus :
A F
fb = ………(3.8)
dengan : fb = kuat tarik mortar semen (kg/cm2 atau kg/mm2) F = beban tarik (kg)
A = luas penampang yang tertarikl (cm2 atau mm2)
3.3.6.3 Pengujian daya serap air
Pengujian daya serap air dilakukan pada pembuatan benda uji yang berbentuk kubus dengan ukuran 5 x 5 x 5. Benda uji tersebut kemudian direndam dalam air selama 24 jam. Setelah 24 jam benda uji di angkat kemudian benda uji tersebut dilap dan kemudian ditimbang (A). selanjutnya benda uji tersebut dimasukkan ke dalam oven yang bersuhu konstan 100-110°C selama 24 jam. Selanjutnya benda uji dikeluarkan dari oven dan didinginkan selama beberapa menit. Setelah cukup dingin, benda uji yang sudah kering tersebut ditimbang (B). daya serap air dihitung dengan rumus :
% 100 x B B A Dse − = …...………...…...(3.9) dengan :
Dse = daya serap air (%)
A = berat sample setelah direndam (gram)