PENGARUH PENAMBAHAN SERAT JERAMI PADI SEBAGAI PEREDAM SUARA DAN PENGARUHNYA TERHADAP SIFAT
MEKANIK BETON
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh :
RAISA MUHARRISA
08 0404 006
SUB JURUSAN STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRAK
Beton merupakan material utama untuk konstruksi yang banyak digunakan di seluruh dunia. Banyak penelitian telah dilakukan tentang teknologi beton untuk memenuhi kebutuhan dalam pembangunan infrastruktur dimulai dari jalan, gedung, jembatan dan lain sebagainya. Semakin meluasnya penggunaan beton dan makin meningkatnya skala pembangunan menunjukkan juga semakin banyak kebutuhan beton di masa yang akan datang, sehingga mempengaruhi perkembangan teknologi beton dimana akan menuntut inovasi-inovasi baru mengenai beton itu sendiri. Perkembangan zaman di era globalisasi yang pesat ini mengakibatkan terus bertambahnya jumlah barang bekas/limbah yang keberadaanya sangat melimpah dan tidak dapat dimanfaatkan salah satu contoh nya adalah jerami padi. Untuk itu, banyak hal yang telah dilakukan dalam rangka mendaur ulang guna mengatasi masalah keberadaan limbah ini. Pada beton ini, jerami padi dapat digunakan sebagai bahan tambah pada beton.Beton dicampur dengan menambahkan serat jerami padi dalam proporsi yang berbeda. Dalam hal ini, jerami padi sebagai bahan tambah pada campuran beton dalam variasi campuran dengan harapan dapat meningkatkan kualitas beton berupa kuat tekan, kuat tarik yang baik. Serat jerami padi juga dapat digunakan sebagai peredaman suara. Adapun variasi penambahan jerami padi yang digunakan adalah 0%, 5%, 10%, 15%, 20% dan pengujian yang dilakukan berupa slump test, kuat tekan, kuat tarik dan uji peredaman suara.Dari hasil pengujian diperoleh hasil kenaikan pada nilai slump, penurunan nilai kuat tekan menjadi 70,76%, 68,61%, 54,35%, 53,49% dari beton normal, penurunan pada nilai kuat tarik beton 52,39 kg/cm2,38,31 kg/cm2,35,36 kg/cm2,25,49 kg/cm2,25,42 kg/cm2.Pada pengujian peredaman suara terjadi peningkatan dari setiap kenaikan persentase serat jerami padi.Dari hasil pengujian tersebut diperoleh penurunan pada kuat tekan,dan kuat tarik. Untuk itu, jika diadakan penelitian lebih lanjut ada baiknya nilai variasi jerami padi diperkecil kurang dari dari 5%. Penelitian lanjutan untuk beton mutu tinggi dapat dilakukan dengan memakai zat Additive (silica fume) pada persentase yang bervariasi agar didapat kuat Tekan dan kuat tarik yang optimal.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga tugas akhir ini dapat
diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil
bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara, dengan judul “PENGARUH PENAMBAHAN SERAT JERAMI PADI
SEBAGAI PEREDAM SUARA DAN PENGARUHNYA TERHADAP
SIFAT MEKANIK BETON
”
Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas
dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya
ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa
pihak yang berperan penting yaitu :
1. Ibu Rahmi Karolina, ST, MT selaku pembimbing, yang telah banyak
memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga
dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
4. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
5. Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa Teknik sipil USU bg Ari yusman,
Rahmat, Fauzi, Prima, dan Reza.
6. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini
kepada saya.
7. Teristimewa dihati buat keluarga saya, terutama kepada kedua orang tua saya,
Ayahanda Akhyar dan Ibunda Rahima yang telah memberikan doa, motivasi,
semangat dan nasehat yang luar biasa kepada saya. Terima kasih atas segala
pengorbanan, cinta, kasih sayang dan do’a yang tiada batas untuk saya.
Kepada adik saya Rifqi Akhtari yang telah banyak membantu dan
mendukung saya selama ini, terima kasih atas doanya. Kepada semua
keluarga yang ikut membantu saya dalam mengerjakan tugas akhir ini.
8. Teristimewa untuk teman seperjuangan dalam tugas akhir Ade Sri Rezeki dan
Dedial Eka Putra J yang telah ikut memberikan doa, motivasi, dan semangat.
9. Buat saudara/i seperjuangan 08 Ratih, Eci, Kiki, Wenni, Icha, Rumanto,
Hafiz, denni, Muazzi, Siddik, Imam, Khatab, Beri, Aris, Fadlan, Al, Robi,
Rama, Khaidir, Andi, Molana, Ucup, Ibnu, Arif abang-abang dan kakak
senior, bg Riky 06, bg Fadly 06, bg ucup 06, bg Beni 05, kak Rini 05, dan
yang lainnya adik-adik 2011, Ahmad sarif, Subar, Reno, Barly, Wahyu,
Redian, Rendra, Aldo, Dika, Fadly, serta teman-teman mahasiswa/i angkatan
2008 dan mahasiswa sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya
10. Buat wak Udin, mas Subandi, dan ibu serta bapak kantin beton terima kasih
atas semangat dan bantuannya selama ini.
11. Seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya tuliskan satu-persatu atas
dukungannya yang sangat baik.
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari
kata sempurna. Yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya
pemahamahan saya dalam hal ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan
kritik yang membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik.
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini
dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Februari 2013
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL………..viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR NOTASI………..xii
DAFTAR LAMPIRAN ………..xiv
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 5
1.2 Batasan Masalah ... 3
1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian ... 6
1.4 Metodologi ... 6
1.5 Tempat Penelitian ... 7
1.6 Sistematika Penulisan ... 8
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 9
2.1 Umum ... 9
2.1.1 Beton segar (Fresh Concrete) ………10
2.1.1.1Kemudahan Pengerjaan (Workability) ……….11
2.1.1.2Pemisahan Kerikil (Segregation)………..12
2.1.1.3 Pemisahan Air (Bleeding)……….13
2.1.2 Beton Keras………14
2.1.2.1Kuat Tekan Beton ………14
2.1.2.2Kuat Tarik Beton ……….17
2.1.2.3Uji Peredaman Suara………18
2.2 Bahan Penyusun Beton ...22
2.2.1 Semen………22
2.2.1.2Semen Portland……….23
2.2.1.3Jenis-Jenis Semen Portland………...24
2.2.2 Agregat ...25
2.2.2.1 Umum………...25
2.2.2.2 Jenis Agregat ...26
2.2.3 Air ………...30
2.2.4 Bahan Tambahan...31
2.2.4.1 Umum………...31
2.2.4.2 Alasan Penggunaan Bahan Tambahan………….33
2.2.4.3 Perhatian Penting dalam Penggunaan Bahan Tambahan...34
2.2.4.4 Jerami Padi………..35
BAB 3 METODE PENELITIAN ...38
3.1 Umum ...38
3.2 Bahan-bahan penyusun beton ……….40
3.2.1. Semen Portland……….40
3.2.2. Agregat Halus………...40
3.2.3. Agregat Kasar………...44
3.2.4. Air……….47
3.2.5. Jerami Padi ………...47
3.3 Perencanaan Campuran Beton (Mix Design)………...48
3.4 Penyediaan Bahan Penyusun Beton………49
3.5 Pembuatan Benda Uji………..49
3.6 Penggunaan Jerami Padi...50
3.7 Pengujian Sampel……….51
3.8.1 Uji kuat Tekan Beton ...51
3.8.2 Uji Kuat Tarik Beton ……….52
3.8.3 Uji Peredaman Suara ……….53
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN...59
4.1 Nilai Slump………..59
4.2 Uji Kuat Tekan Beton ………60
4.3 Pola Retak Pada Pengujian Kuat Tekan ………62
4.4 Uji Kuat Tarik Beton………..64
4.5 Uji Peredaman Suara ……….67
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ……….100
5.1 Kesimpulan ………..100
5.2 Saran ………101
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Kandungan Serat Jerami Padi ... 2
Tabel 1.2 Variasi serat jerami padi dan jumlah benda uji ... 7
Tabel 2.1 Kekuatan beton dengan semen type 1 berdasarkan umur beton ……..17
Tabel 2.2 Batasan Gradasi untuk Agregat Halus………..27
Tabel 2.3 Susunan Besar Butiran Agregat Kasar (ASTM, 1991)……….29
Tabel 4.1 Nilai Slump berbagai jenis beton ……….59
Tabel 4.2 Kuat tekan silinder ………...61
Tabel 4.3 Perhitungan kuat tarik beton ………65
Tabel 4.4 Nilai Koefisien serap bunyi dengan serat jerami padi 0% …………...72
Tabel 4.5 Nilai Koefisien serap bunyi dengan serat jerami padi 5% …………...77
Tabel 4.6 Nilai Koefisien serap bunyi dengan serat jerami padi 10%…………..82
Tabel 4.7 Nilai Koefisien serap bunyi dengan serat jerami padi 15%…………..87
Tabel 4.8 Nilai Koefisien serap bunyi dengan serat jerami padi 20%…………..92
Tabel 4.9 Hubungan Kekuatan Beton dengan Koefisien Serap Bunyi untuk Jerami padi 0%………94
Tabel 4.11 Hubungan Kekuatan Beton dengan Koefisien Serap Bunyi untuk
Jerami padi 10%………96
Tabel 4.12 Hubungan Kekuatan Beton dengan Koefisien Serap Bunyi untuk
Jerami padi 15%………97
Tabel 4.13 Hubungan Kekuatan Beton dengan Koefisien Serap Bunyi untuk
Jerami padi 20%………98
Tabel 4.14 Hubungan Kekuatan Beton rata -rata dengan Koefisien Serap Bunyi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kerucut Abrams………12
Gambar 2.2 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton……..15
Gambar 2.3 Perkembangan kekuatan tekan mortar untuk berbagai tipe portland semen...25
Gambar 2.4 Jerami Padi………...36
Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Beton Normal dengan Jerami Padi ……39
Gambar 3.2 Jerami Padi kering………48
Gambar 3.3 Benda uji silinder ………...52
Gambar 3.4 Uji Split Silinder………..53
Gambar 3.5 Impedance Tube………..54
Gambar 3.6 Tabung Impedance ( Resonator)……….56
Gambar 3.7 Bentuk Gelombang Sebelum diletakkan Specimen………57
Gambar 3.9 Gambar untuk mendapatkan A1 dan A2 ………..58
Gambar 4.1 Grafik Nilai Slump terhadap variasi jerami padi...60
Gambar 4.2 Grafik kuat tekan silinder terhadap kadar penggunaan jerami padi...61
Gambar 4.3 Pola retak cone dan shear pada pengujian kuat tekan………62
Gambar 4.4 Pola retak yang mungkin terjadi pada silinder beton……….63
Gambar4.7 Grafik nilai Koefisien serap bunyi dengan serat jerami 5%
terhadap frekuensi……….77
Gambar4.8 Grafik nilai Koefisien serap bunyi dengan serat jerami 10%
terhadap frekuensi………...82
Gambar4.9 Grafik nilai Koefisien serap bunyi dengan serat jerami 15%
terhadap frekuensi………..87
Gambar4.10 Grafik nilai Koefisien serap bunyi dengan serat jerami 20%
terhadap frekuensi………..92
DAFTAR NOTASI
SSD: saturated surface dry
n : jumlah sampel
f'c : kuat tekan beton karakteristik (MPa)
fr : kuat lentur (MPa)
fc’ : kekuatan tekan (kg/cm2)
P : beban tekan (kg)
A : luas penampang (cm2)
S : deviasi standar (kg/cm2)
σ’b : kekuatan masing – masing benda uji (kg/cm2)
σ’bm : kekuatan Beton rata –rata (kg/cm2)
N : jumlah Total Benda Uji hasil pemeriksaan
bm
: tegangan rata-rata (kg/ cm²)
Fct : tegangan rekah beton (kg/cm)
P : beban maksimum (kg)
L : panjang sampel (cm)
D : diameter (cm)
F : beban yang diberikan (kg)
α : Koefisien Absorpsi Bunyi
: tegangan (kg/ cm²)
h : tinggi balok (cm)
c
: berat jenis beton (kg/cm3)
air
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I Concrete Mix Design
Lampiran II Pengujian Kokoh Tekan Beton
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Jumlah penduduk Indonesia semakin meningkat, seiring dengan
meningkatnya jumlah penduduk Indonesia maka semakin bertambah pula
kebutuhan pokok masyarakat dalam bahan bangunan untuk perumahan, maka
perlu penyediaan bahan bangunan dalam jumlah yang cukup, baik dalam
kualitas maupun kuantitas, serta harganya terjangkau oleh daya beli rakyat.
Untuk memenuhi kebutuhan tersebut berbagai alternatif dapat dilakukan
diantaranya adalah dengan aneka usaha peningkatan bahan limbah anorganik
maupun limbah pertanian. Potensi Iimbah pertanian di Indonesia cukup besar.
Salah satunya adalah jerami padi.
Jerami merupakan batang padi yang terdiri dari batang, pucuk,
kelopak daun, daun dan kaya akan serat kasar. Serat jerami padi merupakan satu
limbah lignoselulosa yang tiap tahun di hasilkan secara melimpah di Indonesia.
Limbah ini belum dimanfaatkan secara efektif (Abdul Rozak, Sri Mudiastuti, dan
Aim Abdurachim Idris, 1998). Sebagian kecil saja dari limbah ini yang telah
dimanfaatkan seperti untuk pembuatan kertas dan pengganti makanan ternak.
Sebagian besar masih dimusnahkan dengan cara pembakaran. Cara ini terus
menerus mendapat kritikan karena dapat menambah polusi udara. Potensi jerami
serat jerami padi berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui, yang
tidak akan habis pada suatu saat nanti, sehingga terjamin ketersediaannya.
Jerami padi juga dapat digunakan sebagai peredam suara.
Kandungan Serat Jerami
Panjang serat 1.1 - 1.5 mm
Diamater 9 - 13 µm
Kadar selulosa 33 - 38 %
Kadar lignin 17-19%
Kadar pentose 27 - 32 %
Kadar Abu* 6 - 8 %
Serat kasar 29.2%
Silika ( SiO2)** 12 - 16 %
Sumber : *Idris dan Nadhiroh, 1976
**Jackson, 1977 dalam Wahyu, 1991
Tabel 1. Kandungan serat jerami padi
Beton pada dasarnya merupakan material komposit yang terdiri dari
beberapa komponen yaitu semen, air, agregat halus dan agregat kasar. Terkadang
banyak digunakan bahan tambahan kimiawi ataupun fisikal pada perbandingan
tertentu, sampai menjadi satu kesatuan yang homogen. Campuran tersebut akan
mengeras seperti batuan. Pengerasan terjadi karena peristiwa reaksi kimia antara
semen dengan air.
Prinsip yang dapat diterapkan untuk mengatasi kebisingan pada bangunan
adalah dengan menggunakan elemen yang memiliki tingkat insulasi suara yang
baik (tinggi), diantaranya dengan penggunaan elemen bangunan yang tebal, berat,
yang di dalamnya berisi udara. Secara individual atau satu persatu, batang jerami
tidak akan mampu memenuhi tugasnya sebagai bahan dengan tingkat insulasi
yang tinggi, namun penggabungan beberapa batang jerami menjadi satu ikatan
misalnya, akan menghasilkan suatu elemen yang tebal dan memiliki rongga udara
di dalamnya.
Penggunaan prinsip insulasi suara pada dinding akan lebih efektif mengurangi
perambatan suara dari pada penggunaan lantai atau plafon ganda.
Adapun tugas akhir saya didasari oleh 3 (tiga) penelitian :
1. “Analisa kekuatan serat jerami padi sebagai bahan pengganti batako” tahun 2009 oleh Andi Saidah dan Baso Cante. Dalam jurnal ini dijelaskan bahwa serat jerami padi dipakai sebagai bahan
pengganti batako dengan memberikan variasi penambahan serat
jerami dari 5%, 10%, 15%, dan 20%. Dalam jurnal ini yang diuji
adalah kuat tekan dan pelapukan beton dimana benda uji yang
dipakai adalah kubus dengan ukuran 15 x 15 cm. Dari hasil
pengujian dengan penambahan serat jerami padi diperoleh kuat
tekan beton dengan variasi 5% serat pendek memiliki harga
kekuatan tekan yang lebih tinggi dibandingkan dengan variasi 5%
serat panjang pada umur 28 hari. Sedangkan pada uji pelapukan
variasi serat 15% serat pendek pada umur 90 hari serat tidak
mengalami pelapukan yang dapat mempengaruhi kekuatan beton.
Aim Abdurachim Idris. Pada jurnal ini penelitian bertujuan untuk
mengetahui jenis panel yang nyaman dan ringan tetapi masih
dalam batas kekuatan yang telah ditentukan dan mengetahui
biaya produksi dan harga jualnya dengan pendekatan analisis
ekonomi secara sederhana. Benda uji yang dipakai pada pengujian
ini menggunakan cetakan yang terbuat dari kayu reng dengan
ukuran yang telah ditentukan yaitu 60 x 60 x 3 cm, kemudian
diletakkan di atas triplek setebal 6 mm, dan beralas plastik.
Variasi penggunaan jerami pada penelitian ini adalah 10% dan
12%. Pengujiann yang dilakukan adalah Sifat fisik : kadar air,
berat jenis, pengembangan, dan daya serap air. Sifat mekanik :
kuat tekan, kuat tarik, dan kuat lentur. Sifat thermal :
konduktivitas panas dan tahan bakar permukaan.
3. “ Pembuatan papan komposit dari plastik daur ulang dan serbuk
kayu serta jerami sebagai filler” tahun 2011 oleh Farid Maulana,
Hisbullah, dan Iskandar. Pada penelitian ini komposit dibuat dari
limbah padat yaitu serbuk kayu, jerami, dan plastik daur ulang.
Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat papan komposit dari
bahan limbah padat serbuk kayu, jerami sebagai filler dan plastik daur ulang jenis polietilen sebagai matrik serta untuk mengetahui
lebih detil pengaruh variabel jenis limbah padat dan rasio berat
limbah padat dan plastik terhadap kualitas papan komposit yang
dihasilkan. Pada penelitian ini serbuk kayu dan jerami dihaluskan
menggunakan oven pada suhu 105ºC selama 24 jam untuk
mengurangi kadar air. Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini
adalah uji kekerasan menggunakan Rockwell Hardness Test, uji tarik menggunakan alat Tensile Strength, dan uji termal menggunakan DSC (Differential Scanning Calorymeter). Hasil dari penelitian ini adalah Pada pengujian kekerasan, nilai tertinggi
terdapat pada rasio komposisi serbuk kayu dan plastik 80:20 yaitu
sebesar R79,6 dan pada rasio komposisi jerami dan plastik 80:20
yaitu sebesar sebesar R67. Pengujian kekuatan tarik, nilai tertinggi
terdapat pada papan komposit dengan rasio komposisi serbuk
kayu:plastik (60:40) sebesar 6,86 MPa dan papan komposit dengan
rasio komposisi jerami:plastik (60:40) yaitu sebesar 3,62 MPa.
Jumlah kalor terbanyak yang dibutuhkan untuk melelehkan papan
komposit terdapat pada papan komposit dengan perbandingan
komposisi serbuk kayu: plastik daur ulang jenis HDPE 80:20
sebesar 31,19 J/g dan papan komposit dengan perbandingan
komposisi jerami: plastik daur ulang jenis HDPE 80:20 sebesar
14,02 J/g.
1.2. Batasan Masalah
1. Mutu Beton f’c = 20 Mpa
2. Benda uji yang digunakan adalah silinder dengan ukuran diameter 15
3. Benda uji yang digunakan untuk uji kebisingan mempunyai diameter
11,2 cm dan tinggi 2 cm.
4. Pengujian :
Kuat tekan
Kuat tarik
Kebisingan / Peredam Suara
5. Material tambahan penyusun beton terdiri dari serat jerami pendek
dengan ukuran sekitar 3 cm. Komposisi serat yang digunakan pada
masing-masing benda uji adalah 5%,10%,15% dan 20% .
1.3. Maksud Dan Tujuan Penelitian
Adapun maksud dan tujuan penelitian ini adalah :
1. Mengetahui dan memanfaatkan limbah pertanian dalam hal ini jerami
padi sebagai bahan pengisi pada beton terhadap kuat tekan, dan kuat
tarik beton.
2. Mengetahui perbedaan kuat tekan, dan kuat tarik dan peredaman suara
dari beton normal dengan beton yang ditambah dengan serat jerami
padi.
1.4. Metodologi
Metode yang akan digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah uji
eksperimental di laboratorium
a. Jerami padi
Jerami padi yang dugunakan adalah batang dari padi pasca panen.
Jerami padi yang digunakan pada penelitian ini adalah jerami kering.
Metode pencacahan serat jerami padi ini dilakukan secara manual,
untuk membuat jerami dengan serat panjang dan serat pendek
dilakukan pemotongan jerami, pemotongan jerami dilakukan dengan
menggunakan pisau atau sabit. Ukuran pemotongan serat jerami
fas penambahan variasi serat jerami
padi
banyaknya benda uji
jumlah Tekan tarik belah kebisingan
ø15 x 30
Jadi banyaknya benda uji yang digunakan :
1. Untuk uji Kuat Tekan sebanyak 25 silinder.
2. Untuk uji Kuat Tarik Belah sebanyak 25 silinder. .
3. Untuk uji Kebisingan sebanyak 20 silinder.
1.5 Tempat Penelitian
Laboratorium Teknologi Beton dan Bahan Rekayasa Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara untuk pengujian tarik dan tekan. Laboratorium
Noise / Vibration Program Magister Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara untuk pengujian kebisingan.
1.6 Sistematika Penulisan
BAB. I Pendahuluan
Bab ini mencangkup latar belakang penelitian,perumusan masalah,batasan
masalah,maksud dan tujuan penelitian,tempat penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB. II dasar teori
Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaiatan tentang
penelitian
Pada bab ini berisikan tentang prosedur percobaan yang meliputi
pendahuluan,sistematika penelitian,peralatan,pembuatan benda uji dan
pengujian.
BAB. IV Hasil dan Pembahasan
Pada bab ini membahas tentang hasil dari percobaan kuat tekan dan tarik
belah dan menganalisis data yang diperoleh.
BAB. V Kesimpulan dan Saran
Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh dan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
UmumBeton merupakan satu kesatuan yang homogen. Beton ini di dapatkan
dengan cara mencampur agregat halus (pasir), agregat kasar (kerikil), atau jenis
agregat lain dan air, dengan semen portland atau semen hidraulik yang lain, dapat
juga dengan menggunakan bahan tambahan (additive) yang bersifat kimiawi
ataupun fisikal pada perbandingan tertentu, sampai menjadi satu kesatuan yang
homogen. Campuran tersebut akan mengeras seperti batuan. Pengerasan terjadi
karena peristiwa reaksi kimia antara semen dengan air.
Beton yang sudah mengeras dapat juga dikatakan sebagai batuan tiruan,
dengan rongga – rongga antara butiran yang besar (agregat kasar atau batu pecah), dan diisi oleh batuan kecil (agregat halus atau pasir), dan pori-pori antara agregat
halus diisi oleh semen dan air (pasta semen). Pasta semen juga berfungsi sebagai
perekat atau pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran – butiran agregat saling terekat dengan kuat sehingga terbentuklah suatu kesatuan yang padat dan
tahan lama.
Membuat beton sebenarnya tidaklah sederhana hanya sekedar
mencampurkan bahan – bahan dasarnya untuk membentuk campuran yang plastis sebagaimana sering terlihat pada pembuatan bangunan sederhana. Tetapi jika
ingin membuat beton yang baik dalam arti memenuhi persyaratan yang lebih ketat
cara –cara memperoleh adukan beton segar (fresh concrete) yang baik dan menghasilkan beton keras (hardened concrete) yang baik pula.
Kelebihan Beton :
1. Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan
konstruksi,
2. Mampu memikul beban yang berat,
3. Tahan terhadap temperatur yang tinggi, dan
4. Biaya pemeliharaan yang kecil.
Kekurangan Beton :
1. Bentuk yang telah dibuat sulit diubah,
2. Pelaksanaan pekerja membutuhkan ketelitianyang tinggi,
3. Berat
4. Daya pantul suara yang besar.
( Tri Mulyono, 2003 )
2.1.1 Beton segar (Fresh Concrete)
Beton segar yang baik ialah beton segar yang dapat diaduk, diangkut,
dituang, dipadatkan, tidak ada kecenderungan untuk terjadi segregasi (pemisahan
Tiga hal penting yang harus di perhatikan dari sifat - sifat beton segar
yaitu: kemudahan pengerjaan (workabilitas), pemisahan kerikil (segregation), pemisahan air (bleeding).
2.1.1.1 Kemudahan Pengerjaan (Workability)
Sifat ini merupakan ukuran dari tingkat kemudahan atau kesulitan adukan
untuk diaduk, diangkut, dituang, dan dipadatkan.
Unsur-unsur yang mempengaruhi workabilitas yaitu :
a) Jumlah air pencampur.
Semakin banyak air yang dipakai makin mudah beton segar itu dikerjakan
(namun jumlahnya tetap diperhatikan agar tidak terjadi segregasi)
b) Kandungan semen.
Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara
pengerjaan adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan penambahan air
campuran untuk memperoleh nilai f.a.s (faktor air semen) tetap.
c) Gradasi campuran pasir dan kerikil.
Bila campuran pasir dan kerikil mengikuti gradasi yang telah disarankan
oleh peraturan maka adukan beton akan mudah dikerjakan. Gradasi adalah
distribusi ukuran dari agregat berdasarkan hasil persentase berat yang lolos
pada setiap ukuran saringan dari analisa saringan.
d) Bentuk butiran agregat kasar
Agregat berbentuk bulat-bulat lebih mudah untuk dikerjakan.
e) Cara pemadatan dan alat pemadat.
kelecakan yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit
daripada jika dipadatkan dengan tangan.
Konsistensi/kelecakan adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian slump
yang didasarkan pada ASTM C 143-74. Percoban ini menggunakan corong
baja yang berbentuk konus berlubang pada kedua ujungnya, yang disebut
kerucut Abrams. Bagian bawah berdiameter 20 cm, bagian atas berdiameter
10 cm, dan tinggi 30 cm (disebut sebagai kerucut Abrams), seperti yang
ditunjukkan pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Kerucut Abrams
2.1.1.2 Pemisahan Kerikil( Segregation)
Beton cair bisa dipandang sebagai suatu suspensi butir agregatdi dalam
matriks mortar semen. Bila kohesi tidak cukup untuk menahan partikel dalam
suspensi maka akan terjadi segregasi. Campuran beton yang tersegregasi adalah
sukar atau tidak mungkin dituang, tidak seragam, sehingga kualitasnya jelek.
Segregasi dapat terjadi karena turunnya butiran ke bagian bawah dari
dan pemadatan yang salah. Segregasi tidak bisa diujikan sebelumnya, hanya dapat
dilihat setelah semuanya terjadi.
Faktor – faktor yang menyebabkan segregasi adalah :
a. Ukuran partikel yang lebih besar dari 25 mm,
b. Berat jenis agregat kasar yang berbeda dengan agregat halus,
c. Kurangnya jumlah material halus dalam campuran,
d. Bentuk butir yang tidak rata dan tidak bulat,
e. Campuran yang terlalu basah atau terlalu kering.
( Paul Nugraha dan Antoni,2007)
Untuk mengurangi kecenderungan segregasi maka diusahakan air yang diberikan
sedikit mungkin, adukan beton jangan dijatuhkan dengan ketinggian yang terlalu
besar dan cara pengangkutan, penuangan maupun pemadatan harus mengikuti
cara-cara yang betul.
2.1.1.3 Pemisahan Air (Bleeding)
Perdarahan sering terjadi setelah beton dituang dalam acuan. Bisa dilihat
dengan terbentuknya lapisan air pada permukaan beton. Karena berat jenis semen
lebih dari 3 kali berat jenis air maka butir semen dalam pasta, terutama yang cair,
cenderung turun. Pada beton yang normal dengan konsistensi yang cukup,
bleeding terjadi secara bertahap dengan rembesan seragam pada seluruh
permukaan. Namun pada campuran yang kurus (lean) dan basah, akan membentuk saluran sehingga air bisa mengalir dengan cukup cepat untuk
Perdarahan bisa dikurangi dengan menambah semen, memakai semen
dengan butir halus, atau menambah pengisi halus (filler) seperti pozzolan. Sayangnya semua upaya di atas akan menambah susut pengeringan dan retak.
Yang paling efektif adalah dengan mengurangi air sambil mempertahankan
kelecakan dengan memakai air entrainment. ( Paul Nugraha, Antoni, 2007)
2.1.2 Beton Keras
Perilaku mekanik beton keras merupakan kemampuan beton di dalam
memikul beban pada struktur bangunan. Kinerja beton keras yang baik
ditunjukkan oleh kuat tekan beton yang tinggi, kuat tarik yang lebih baik, perilaku
yang lebih daktail, kekedapan air dan udara, ketahanan terhadap sulfat dn klorida,
penyusutan rendah dan keawetan jangka panjang.
2.1.2.1 Kuat Tekan Beton
Kuat tekan beton merupakan kekuatan tekan maksimum yang dapat
dipikul beton persatuan luas. Kuat tekan beton normal antara 20 – 40 MPa. Kuat tekan beton dipengaruhi oleh : faktor air semen (water cement ratio = w/c), sifat
dan jenis agregat, jenis campuran, kelecakan (workability), perawatan (curing)
beton dan umur beton.
1. Faktor Air semen
Faktor air semen (water cement ratio = w/c) sangat mempengaruhi
kuat tekan beton. Semakin kecil nilai w/c nya maka jumlah airnya sedikit
D.A Abrams pada tahun 1918 menyatakan bahwa untuk material
yang diberikan, kekuatan beton hanya tergantung pada satu faktor saja,
yaitu faktor air semen dari pasta. Ini dinyatakan dengan rumus :
�′ =
(�) ………. (2.1)
Dimana : �′ = kuat tekan pada umur tertentu
A = Konstanta Empiris
B = Konstanta tergantung sifat semen, dan
w/c = Faktor air semen.
Duff dan Abrams (1919) meneliti hubungan antara faktor air
semen dengan kekuatan beton pada umur 28 hari dengan uji silinder
yang dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton selama
masa perkembangannya (Tri Mulyono, 2003)
2. Sifat dan jenis agregat
Sifat dan jenis agregat yang digunakan juga berpengaruh terhadap
kuat tekan beton. Semakin tinggi tingkat kekerasan agregat yang
digunakan akan dihasilkan kuat tekan beton yang tinggi. Selain itu
susunan besar butiran agregat yang baik dan tidak seragam dapat
memungkinkan terjadinya interaksi antar butir sehingga rongga antar
agregat dalam kondisi optimum yang menghasilkan beton padat dan kuat
tekan yang tinggi.
3. Jenis Campuran
Jenis campuran beton akan mempengaruhi kuat tekan beton.
Jumlah pasta semen harus cukup untuk melumasi seluruh permukaan
butiran agregat dan mengisi rongga-rongga diantara agregat sehingga
dihasilkan beton dengan kuat tekan yang diinginkan.
4. Perawatan (curing)
Untuk memperoleh beton dengan kekuatan seperti yang
diinginkan, maka beton yang masih muda perlu dilakukan perawatan
dengan tujuan agar proses hidrasi pada semen berjalan dengan sempurna.
Pada proses hidrasi semen dibutuhkan kondisi dengan kelembaban
tertentu. Apabila beton terlalu cepat mengering, akan timbul retak-retak
pada permukaannya. Retak-retak ini akan menyebabkan kekuatan beton
5. Umur Beton
Kuat tekan beton mengalami peningkatan seiring dengan
bertambahnya umur beton. Kuat tekan beton dianggap mencapai 100 %
setelah beton berumur 28 hari. Menurut SNI T-15-1991, perkembangan
kekuatan beton dengan bahan pengikat PC type 1 berdasarkan umur beton
disajikan pada Tabel 2.1 sebagai berikut:
2.1.2.2 Kuat Tarik Beton
Salah satu kelemahan beton adalah mempunyai kuat tarik yang
sangat kecil dibandingkan dengan kuat tekannya yaitu 10%–15% f’c. Kuat tarik beton berpengaruh terhadap kemampuan beton di dalam mengatasi
retak awal sebelum dibebani. Pengujian terhadap Kekuatan tarik beton
dapat dilakukan dengan cara:
1. Pengujian tarik langsung,untuk menguji tarik langsung pada
spesimen silinder maupun prisma dilakukan dengan menempelkan
benda uji pada suatu pelat besi dengan lem epoxy. Tepi benda uji
harus digergaji dengan gerinda intan untuk menghilangkan
pengaruh pengecoran atau vibrasi. Beban kecepatan 0,005
MPa/detik sampai runtuh.
Umur beton (hari)
3 7 14 21 28 90 365
2. Pengujian tarik belah (pengujian tarik beton tak langsung) dengan
menggunakan “Split cylinder test”. Dengan membelah silinder
beton terjadi pengalihan tegangan tarik melalui bidang tempat
kedudukan salah satu silinder dan silinder beton tersebut terbelah
sepanjang diameter yang dibebaninya. Tegangan tarik tidak
langsung dihitung dengan persamaan :
�
=
2���
………
(2.2)
Dimana : T = kuat tarik beton (MPa)
P = beban hancur (N)
l = Panjang spesimen (mm)
d = diameter spesimen (mm)
2.1.2.3 Uji peredaman suara
Kebisingan merupakan suara yang tidak dikehendaki, kebisingan yaitu
bunyi yang tidak diinginkan dari usaha atau kegiatan dalam tingkat dan waktu
tertentu yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan manusia dan kenyamanan
lingkungan (KepMenLH no 48 tahun 1996) atau semua suara yang tidak
dikehendaki yang bersumber dari alat-alat proses produksi dan atau alat-alat kerja
pada tingkat tertentu dapat menimbulkan gangguan pendengaran. peredam suara
adalah bahan yang dapat mengurangi kebocoran suara di sebuah ruangan.
(KepMenNaker No 51 tahun 1999)
Uji peredaman suara atau uji kebisingan ini dilakukan dengan
Sumber kebisingan dalam pengendalian kebisingan lingkungan dapat
diklasifikasikan menjadi dua, yaitu:
a) Bising interior,
Bising yang berasal dari manusia, alat-alat rumah tangga atau
mesin mesin gedung yang antara lain disebabkan oleh radio, televisi,
alat-alat musik, dan juga bising yang ditimbulkan oleh mesin-mesin yang ada
digedung tersebut seperti kipas angin, motor kompresor pendingin,
pencuci piring dan lain-lain.
b) Bising eksterior,
Bising yang dihasilkan oleh kendaraan transportasi darat, laut,
maupun udara, dan alat-alat konstruksi.
Sifat suatu kebisingan ditentukan oleh intensitas suara, frekuensi suara,
dan waktu terjadinya kebisingan.
Reduksi Faktor-Faktor alami penyebab kebisingan, yakni :
a) Jarak
Gelombang bunyi memerlukan waktu untuk merambat. Dalam
kasus di permukaan bumi, gelombang bunyi merambat melalui
udara. Dalam perjalanannya, gelombang bunyi akan mengalami
penurunan intensitas karena gesekan dengan udara.
b) Serapan Udara
Udara mempunyai massa. Udara mengisi ruang kosong diatas
bumi dan digunakan oleh suara untuk merambat. Namun adanya
suara akan mengalami gesekan dengan udara. Udara yang kering
akan lebih menyerap udara daripada udara lembab, karena adanya
uap air akan memperkecil gesekan antara gelombang bunyi dengan
massa udara. udara yang bersuhu rendah akan lebih menyerap
suara daripada udara bersuhu tinggi, karena suhu rendah membuat
udara menjadi lebih rapat sehingga gesekan terhadap gelombang
bunyi akan lebih besar.
c) Angin
Arah angin akan mempengaruhi besarnya frekuensi bunyi yang
diterima oleh pendengar. Arah angin yang menuju pendengar akan
mengakibatkan suara terdengar lebih keras, begitu juga sebaliknya.
d) Permukaan Bumi
Permukaan bumi yang berupa tanah dan rumput, merupakan
barrier yang sangat alami. Suara yang datang akan terserap
langsung. Sebaliknya, permukaan yang tertutup aspal jalan atau
konblok akan langsung memantulkan bunyi.
Bahan peredam suara untuk mengurangi kebisingan dapat menggunakan
bahan jadi yang sudah ada ataupun membuatnya sendiri, diantara
bahan-bahan yang sudah ada tersebut antara lain adalah bahan-bahan berpori, resonator dan
panel (Lee, 2003), sementara material yang sering digunakan adalah glasswool
Kualitas dari bahan peredam suara ditunjukkan dengan harga α (koefisien
penyerapan bahan terhadap bunyi), semakin besar α maka semakin baik
digunakan sebagai peredam suara. Nilai α berkisar antara 0 sampai 1, jika α bernilai 0, artinya tidak ada bunyi yang diserap, sedangkan jika α bernilai 1
artinya 100% bunyi yang datang diserap oleh bahan.
Material komposit alami (indigenous materials) seperti serat batang kelapa sawit (oil palm frond fiber), sekam padi (rice husk), serabut kelapa (coconut fiber), eceng gondok (eichhornia crassipes), dan serat nenas mempunyai potensi komersial yang sangat baik untuk dimanfaatkan sebagai material pengganti
komposit serat kaca (glass fiber). Hal ini dikarenakan harga yang relative rendah, proses yang sederhana dan juga jumlahnya yang melimpah di sekitar lingkungan
kita
Serat-serat yang telah digunakan dan diteliti untuk meredam kebisingan
(bunyi) antara lain serat bamboo, jerami, sabut kelapa. Dalam penelitian ini
menggunakan jerami padi sebagai tambahan di dalam campuran beton sebagai
benda uji pada uji peredaman suara atau kebisingan.
Pengurangan kebisingan pada sumber suara dapat dilakukan dengan
memodifikasi mesin atau menempatkan peredam pada sumber bising.
Pengurangan kebisingan pada media transmisi dapat dilakukan dengan modifikasi
ruangan dan penyusunan panel-panel partisi absorber yang baik antara sumber
bising dan manusia. Pengendalian kebisingan pada penerima dilakukan dengan
memproteksi telinga. Salah satu metode reduksi bising seperti yang telah
disebutkan di atas adalah dengan menggunakan bahan penyerap suara/absorber.
metode pengendalian bising. Selama ini panel penyerap suara yang dikembangkan
menggunakan serat absorber sintetis yang diimpor sehingga harganya menjadi
mahal. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian untuk mengembangkan material
absorber yang mempunyai kualitas baik dengan bahan baku yang terbuat dariserat
alami dan tersedia melimpah di sekeliling kita. Karakteristik akustik dan mekanis
suatu material komposit dapat diketahui dengan melakukan suatu pengujian.
Pengujian akustik suatu material merupakan suatu proses untuk menentukan
sifat-sifat akustik, yang berupa koefisien penyerapan, refleksi, impedansi, dan
transmission loss suara. Untuk menghasilkan produk yang rendah bising maka pengujian karakteristik akustik suatu material menjadi langkah utama dalam
menentukan karakteristik akustik suatu bahan. Metode yang dapat digunakan
untuk menentukan sifat akustik dari bahan komposit adalah pengujian/penelitian
dengan menggunakan tabung impedansi.
2.2.2 Bahan Penyusun Beton
2.2.3 Semen
2.2.1.1 Umum
Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam
pembangunan fisik di sektor konstruksi sipil. Jika ditambah air, semen akan
menjadi pasta semen. Jika ditambah agregat halus, pasta semen akan menjadi
mortar, sedangkan jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran
Fungsi semen ialah untuk mengikat butir-butir agregat hingga membentuk
suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran agregat.
Adapun sifat-sifat fisik semen yaitu :
a. Kehalusan Butir
Kehalusan semen mempengaruhi waktu pengerasan pada semen.
Secara umum, semen berbutir halus meningkatkan kohesi pada beton
segar dan dapat mengurangi bleeding (kelebihan air yang bersama
dengan semen bergerak ke permukaan adukan beton segar), akan tetapi
menambah kecendrungan beton untuk menyusut lebih banyak dan
mempermudah terjadinya retak susut.
b. Waktu ikatan
Waktu ikatan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai sutu
tahap dimana pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan. Waktu
tersebut terhitung sejak air tercampur dengan semen. Waktu dari
pencampuran semen dengan air sampai saat kehilangan sifat
keplastisannya disebut waktu ikat awal, dan pada waktu sampai
pastanya menjadi massa yang keras disebut waktu ikat akhir. Pada
semen portrland biasanya batasan waktu ikaran semen adalah :
Waktu ikat awal > 60 menit
Waktu ikat akhir > 480 menit
Waktu ikatan awal yang cukup awal diperlukan untuk pekerjaan beton,
yaitu waktu transportasi, penuanga, pemadatan, dan perataan
c. Panas hidrasi
Silikat dan aluminat pada semen bereaksi dengan air menjadi media
perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Reaksi
membentuk media perekat ini disebut hidrasi.
d. Pengembangan volume (lechathelier)
Pengembangan semen dapat menyebabkan kerusakan dari suatu beon,
karena itu pengembangan beton dibatasi sebesar ± 0,8 % (A.M Neville,
1995). Akibat perbesaran volume tersebut , ruang antar partikel
terdesak dan akan timnul retak – retak.
2.2.1.2 Semen Portland
Semen Portland adalah suatu bahan pengikat hidrolis (hydraulic binder) yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih
bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling
bersama-sama dengan bahan utamanya.
2.2.1.3 Jenis Semen Portland
Semen Portland yang dipakai untuk struktur harus mempunyai
kualitas tertentu yang telah ditetapkan agar dapat berfungsi secara efektif.
Jenis Portland semen yang digunakan ada 5 jenis yaitu : I, II, III, IV, V.
a. Tipe I
semen portland untuk tujuan umum. Jenis ini paling diproduksi
b. Tipe II
Semen Portland modifikasi, adalah tipe yang sifatnya setengah tipe
IV dan setengah tipe V (moderat). Belakangan lebih banyak
diproduksi sebagai pengganti tipe IV.
c. Tipe III
Semen Portland dengan kekuatan awal tinggi. Kekuatan 28 hari
umumnya dapat dicapai dalam 1 minggu. Semen jenis ini umum
dipakai ketika acuan harus dibongkar secepat mungkin atau ketika
struktur harus dapat cepat dipakai.
d. Tipe IV
Semen Portland dengan panas hidrasi rendah, yang dipakai untuk
kondisi dimana kecepatan dan jumlah panas yang timbul harus
minimum. Misalnya pada bangunan masif seperti bendungan
gravitasi yang besar. Pertumbuhan kekuatannya lebih lambat dari
pada semen tipe I.
e. Tipe V
Semen Portland tahan sulfat, yang dipakai untuk menghadapi aksi
sulfat yang ganas. Umumnya dipakai di daerah di mana tanah atau
airnya memiliki kandungan sulfat yang tinggi.
Jenis- jenis semen tersebut mempunyai laju kenaikan kekuatan yang
Gambar 2.3 Perkembangan kekuatan tekan mortar untuk berbagai tipe Portland
semen (Tri Mulyono, 2003)
2.2.2 Agregat
2.2.2.1 Umum
Agregat ialah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi
dalam campuran beton. Kandungan agregat dalam campuran beton biasanya
sangat tinggi, yaitu berkisar 60%-70% dari volume beton. Walaupun fungsinya
hanya sebagai pengisi, tetapi karena komposisinya yang cukup besar sehingga
karakteristik dan sifat agregat memiliki pengaruh langsung terhadap sifat-sifat
beton.
Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam
atau agregat buatan (artificial aggregates). Secara umum agregat dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu agregat kasar dan agregat halus. Ukuran antara
agregat halus dengan agregat kasar yaitu 4.80 mm (British Standard) atau 4.75 mm (Standar ASTM). Agregat kasar adalah batuan yang ukuran butirnya lebih
dari 4.80 mm (4.75 mm). Agregat yang digunakan dalam campuran beton
biasanya berukuran lebih kecil dari 40 mm.
2.2.2.2 Jenis Agregat
Agregat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat alam dan agregat
buatan (pecahan). Agregat alam dan pecahan inipun dapat dibedakan berdasarkan
beratnya, asalnya, diameter butirnya (gradasi), dan tekstur permukaannya.
Dari ukurannya, agregat dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu
agregat kasar dan agregat halus.
1. Agregat Halus
Agregat halus (pasir) adalah mineral alami yang berfungsi sebagai bahan
pengisi dalam campuran beton yang memiliki ukuran butiran kurang dari 5
mm atau lolos saringan no.4 dan tertahan pada saringan no.200. Agregat halus
(pasir) berasal dari hasil disintegrasi alami dari batuan alam atau pasir buatan
yang dihasilkan dari alat pemecah batu (stone crusher).
Agregat halus yang akan digunakan harus memenuhi spesifikasi yang telah
ditetapkan oleh ASTM. Jika seluruh spesifikasi yang ada telah terpenuhi maka
barulah dapat dikatakan agregat tersebut bermutu baik. Adapun spesifikasi
tersebut adalah :
a. Susunan Butiran ( Gradasi )
Agregat halus yang digunakan harus mempunyai gradasi yang baik,
karena akan mengisi ruang-ruang kosong yang tidak dapat diisi oleh
material lain sehingga menghasilkan beton yang padat disamping untuk
mengurangi penyusutan. Analisa saringan akan memperlihatkan jenis dari
angka Fine Modulus. Melalui Fine Modulus ini dapat digolongkan 3 jenis
pasir yaitu :
Pasir Kasar : 2.9 < FM < 3.2
Pasir Sedang : 2.6 < FM < 2.9
Pasir Halus : 2.2 < FM < 2.6
Selain itu ada juga batasan gradasi untuk agregat halus, sesuai dengan
ASTM C 33 – 74 a. Batasan tersebut dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2.2 Batasan Gradasi untuk Agregat Halus
Ukuran Saringan ASTM Persentase berat yang lolos pada
tiap saringan
9.5 mm (3/8 in) 100
4.76 mm (No. 4) 95 – 100
2.36 mm ( No.8) 80 – 100
1.19 mm (No.16) 50 – 85
0.595 mm ( No.30 ) 25 – 60
0.300 mm (No.50) 10 – 30
0.150 mm (No.100) 2 – 10
b. Kadar Lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 75 mikron ( ayakan
no.200 ), tidak boleh melebihi 5 % ( ternadap berat kering ). Apabila kadar
Lumpur melampaui 5 % maka agragat harus dicuci.
c. Kadar Liat tidak boleh melebihi 1 % ( terhadap berat kering )
d. Agregat halus harus bebas dari pengotoran zat organic yang akan
menghasilkan warna yang lebih tua dari standart percobaan Abrams – Harder dengan batas standarnya pada acuan No 3.
e. Agregat halus yang digunakan untuk pembuatan beton dan akan
mengalami basah dan lembab terus menerus atau yang berhubungan
dengan tanah basah, tidak boleh mengandung bahan yang bersifat reaktif
terhadap alkali dalam semen, yang jumlahnya cukup dapat menimbulkan
pemuaian yang berlebihan di dalam mortar atau beton dengan semen kadar
alkalinya tidak lebih dari 0,60% atau dengan penambahan yang bahannya
dapat mencegah pemuaian.
f. Sifat kekal ( keawetan ) diuji dengan larutan garam sulfat :
Jika dipakai Natrium – Sulfat, bagian yang hancur maksimum 10 %.
Jika dipakai Magnesium – Sulfat, bagiam yang hancur maksimum 15%.
2. Agregat Kasar
Agregat harus mempunyai gradasi yang baik, artinya harus tediri dari
butiran yang beragam besarnya, sehingga dapat mengisi rongga-rongga akibat
ukuran yang besar, sehingga akan mengurangi penggunaan semen atau
penggunaan semen yang minimal.
Agregat kasar yang digunakan pada campuran beton harus memenuhi
1. Susunan butiran (gradasi)
Agregat kasar harus mempunyai susunan butiran dalam batas-batas
seperti yang terlihat pada tabel 2.3.
Tabel 2.3 Susunan Besar Butiran Agregat Kasar (ASTM, 1991)
Ukuran Lubang Ayakan
(mm)
Persentase Lolos Kumulatif
(%)
38,10 95 – 100
19,10 35 – 70
9,52 10 – 30
4,75 0 – 5
2. Agregat kasar yang digunakan untuk pembuatan beton dan akan mengalami
basah dan lembab terus menerus atau yang akan berhubungan dengan tanah
basah, tidak boleh mengandung bahan yang reaktif terhadap alkali dalam
semen, yang jumlahnya cukup dapat menimbulkan pemuaian yang
berklebihan di dalam mortar atau beton. Agregat yang reaktif terhadap alkali
dapat dipakai untuk pembuatan beton dengan semen yang kadar alkalinya
tidak lebih dari 0,06% atau dengan penambahan bahan yang dapat mencegah
terjadinya pemuaian.
3. Agregat kasar harus terdiri dari butiran-butiran yang keras dan tidak berpori
atau tidak akan pecah atau hancur oleh pengaruk cuaca seperti terik matahari
4. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 75 mikron (ayakan no.200),
tidak boleh melebihi 1% (terhadap berat kering). Apabila kadar lumpur
melebihi 1% maka agregat harus dicuci.
5. Kekerasan butiran agregat diperiksa dengan bejana Rudellof dengan beban
penguji 20 ton dimana harus dipenuhi syarat berikut:
Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5 - 19,1 mm lebih dari 24%
berat.
Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 19,1 - 30 mm lebih dari 22%
berat.
6. Kekerasan butiran agregat kasar jika diperiksa dengan mesin Los Angeles
dimana tingkat kehilangan berat lebih kecil dari 50%.
2.2.3 Air
Air merupakan bahan dasar pembuat beton yang penting. Air diperlukan
untuk bereaksi dengan semen, serta sebagai bahan pelumas antar butir-butir
agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Kandungan air yang rendah
menyebabkan beton sulit dikerjakan (tidak mudah mengalir), dan kandungan air
yang tinggi menyebabkan kekuatan beton akan rendah serta betonnya porous.
Air yang digunakan sebagai campuran harus bersih, tidak boleh
mengandung minyak, asam, alkali, zat organis atau bahan lainnya yang dapat
merusak beton.
Dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai
berikut :
b. Tidak mengandung garam-garamm yang dapat merusak beton (asam, zat
organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter.
c. Tidak mengandungf klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.
d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.
Untuk air perawatan, dapat dipakai juga air yang dipakai untuk
pengadukan, tetapi harus yang tidak menimbulkan noda atau endapan yang
merusak warna permukaan beton. Besi dan zat organis dalam air umumnya
sebagai penyebab utama pengotoran atau perubahan warna, terutama jika
perawatan cukup lama.
Sumber air pada penelitian ini adalah jaringan PDAM Tirtanadi yang
terdapat di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
2.2.4 Bahan Tambahan
2.2.4.1 Umum
Bahan tambah (admixture) adalah bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam campuran beton pada saat atau selama percampuran berlangsung. Fungsi
dari bahan ini adalah untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih
cocok untuk pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya.
Admixture atau bahan tambah yang didefenisikan dalam Standard Definitions of terminology Relating to Concrete and Concrete Aggregates (ASTM C.125-1995:61) dan dalam Cement and Concrete Terminology (ACI SP-19) adalah sebagai material selain air, agregat dan semen hidrolik yang dicampurkan
berlangsung. Bahan tambah digunakan untuk memodifikasi sifat dan karakteristik
dari beton misalnya untuk dapat dengan mudah dikerjakan, mempercepat
pengerasan, menambah kuat tekan, penghematan, atau untuk tujuan lain seperti
penghematan energi.
Di Indonesia bahan tambah telah banyak dipergunakan. Manfaat dari
penggunaan bahan tambah ini perlu dibuktikan dengan menggunakan bahan
agregat dan jenis semen yang sama dengan bahan yang akan dipakai di lapangan.
Untuk bahan tambah yang merupakan bahan tambah kimia harus memenuhi
syarat yang diberikan dalam ASTM C.494, “Standard Spesification for Chemical
Admixture for Concrete”.
Untuk memudahkan pengenalan dan pemilihan admixture, perlu diketahui terlebih dahulu kategori dan penggolongannya, yaitu :
1. Air entraining Agent (ASTM C 260), yaitu bahan tambah yang ditujukan untuk membentuk gelembung-gelembung udara berdiameter 1 mm atau lebih
kecil didalam beton atau mortar selama pencampuran, dengan maksud
mempermudah pengerjaan beton pada saat pengecoran dan menambah
ketahanan
awal pada beton.
2. Chemical admixture (ASTM C 494), yaitu bahan tambah cairan kimia yang ditambahkan untuk mengendalikan waktu pengerasan (memperlambat atau
mempercepat), mereduksi kebutuhan air, menambah kemudahan pengerjaan
beton, meningkatkan nilai slump dan sebagainya.
mineral ini lebih banyak digunakan untuk memperbaiki kinerja tekan beton,
sehingga bahan ini cendrung bersifat penyemenan.
Keuntunganannya antara lain : memperbaiki kinerja workability, mempertinggi kuat tekan dan keawetan beton, mengurangi porositas dan daya
serap air dalam beton. Beberapa bahan tambah mineral ini adalah pozzolan, fly ash, slang, dan silica fume.
4. Miscellanous admixture (bahan tambah lain), yaitu bahan tambah yang tidak termasuk dalam ketiga kategori diatas seperti bahan tambah jenis polimer
(polypropylene, fiber mash, serat bambu, serat kelapa dan lainnya), bahan pencegah pengaratan dan bahan tambahan untuk perekat (bonding agent).
2.2.4.2 Alasan Penggunaan Bahan Tambahan
Penggunaan bahan tambahan harus didasarkan pada alasan-alasan yang
tepat misalnya untuk memperbaiki sifat-sifat tertentu pada beton. Pencapaian
kekuatan awal yang tinggi, kemudahan pekerjaan, menghemat harga beton,
memperpanjang waktu pengerasan dan pengikatan, mencegah retak dan lain
sebagainya. Para pemakai harus menyadari hasil yang diperoleh tidak akan sesuai
dengan yang diharapkan pada kondisi pembuatan beton dan bahan yang kurang
baik.
Keuntungan penggunaan bahan tambah pada sifat beton, antara lain :
a. Pada beton segar (fresh concrete) Memperkecil faktor air semen
Mengurangi penggunaan air.
Memudahkan dalam pengecoran.
Memudahkan finishing.
b. Pada beton keras (hardened concrete) Meningkatkan mutu beton
Kedap terhadap air (low permeability). Meningkatkan ketahanan beton (durability). Berat jenis beton meningkat.
2.2.4.3 Perhatian Penting dalam Penggunaan Bahan Tambahan
Penggunaan bahan tambah di lapangan sering menimbulkan
masalah-masalah tidak terduga yang tidak mengguntungkan, karena kurangnya
pengetahuan tentang interaksi antara bahan tambahan dengan beton. Untuk
mengurangi dan mencegah hal yang tidak terduga dalam penggunaan bahan
tambah tersebut, maka penggunaan bahan tambah dalam sebuah campuran beton
harus dikonfirmasikan dengan standar yang berlaku dan yang terpenting adalah
memperhatikan dan mengikuti petunjuk dalam manualnya jika menggunakan
bahan “paten” yang diperdagangkan.
a. Mempergunakan bahan tambahan sesuai dengan spesifikasi ASTM
(American Society for Testing and Materials) dan ACI (American Concrete International).
Parameter yang ditinjau adalah :
Pengaruh pentingnya bahan tambahan pada penampilan beton.
Pengaruh samping (side effect) yang diakibatkan oleh bahan tambahan. Banyak bahan tambahan mengubah lebih dari satu sifat beton,
Sifat-sifat fisik bahan tambahan.
Konsentrasi dari komposisi bahan yang aktif, yaitu ada tidaknya
komposisi bahan yang merusak seperti klorida, sulfat, sulfide,
phosfat, juga nitrat dan amoniak dalam bahan tambahan.
Bahaya yang terjadi terhadap pemakai bahan tambahan.
Kondisi penyimpanan dan batas umur kelayakan bahan tambahan.
Persiapan dan prosedur pencampuran bahan tambahan pada beton
segar.
Jumlah dosis bahan tambahan yang dianjurkan tergantung dari kondisi
struktural dan akibatnya bila dosis berlebihan.
Efek bahan tambah sangat nyata untuk mengubah karakteristik beton
misalnya FAS, tipe dan gradasi agregat, tipe dan lama pengadukan.
b. Mengikuti petunjuk yang berhubungan dengan dosis pada brosur dan
melakukan pengujian untuk mengontrol pengaruh yang didapat.
Biasanya percampuran bahan tambahan dilakukan pada saat percampuran
beton. Karena kompleksnya sifat bahan tambahan beton terhadap beton, maka
interaksi pengaruh bahan tambahan pada beton, khususnya interaksi pengaruh
bahan tambahan pada semen sulit diprediksi. Sehingga diperlukan percobaan
pendahuluan untuk menentukan pengaruhnya terhadap beton secara keseluruhan.
2.2.4.4 Jerami Padi
Jerami merupakan batang padi yang terdiri dari batang, pucuk,kelopak
daun dan daun (Muchji, 1982) dan kaya akan serat kasar (roughage). Kandungan
dapat bertindak sebagai perekat. Penggunaan jerami campur untuk tembok
mempunyai keuntungan sebagai insulasi dan mudah untuk dipaku.
(Stainforth,1979 dalam Budi, 1991).
Dengan sifat yang dimiliki tersebut, perlu dikembangkan penggunaan
jerami karena potensinya cukup besar dan menyebar di seluruh wilayah Indonesia.
Pada penelitian ini jerami padi digunakan sebagai bahan tambah pada campuran
beton dengan harapan dapat meningkatkan sifat mekanik beton dan juga sebagai
peredam suara.
(a) (b) (c)
Gambar 2.4 : (a) Batang utama tanaman padi yang menunjukkan kondisi fisik
Jerami;
(b) Tanaman padi belum siap panen;
(c) Tanaman padi siap panen.
Adapun persyaratan jenis jerami yang baik untuk digunakan (Lacinski &
Bergeron,2000):
1. Memiliki tingkat kekeringan yang cukup (Kandungan air hanya 14 -16%
saja).Idealnya digunakan jerami hasil panen saat musim kering dan
langsung dijemur. Jangan sampai terkena hujan atau percikan air
sekalipun. Jerami yang mengandung terlalu banyak air potensial untuk
2. Nampak cemerlang pada kulitnya sebagai pertanda memiliki kekuatan
yang cukup dan belum mengempis rongga udaranya. Memiliki warna
kuning cerah, sebagai pertanda belum lama dipanen. Bila terlalu lama
disimpan warnanya berubah menjadi pucat atau lebih tua, tergantung pada
cara penyimpanan. Masa penyimpanan yang lama dapat menyebabkan
rongga udara mengempis. Untuk mengetahui apakah jerami masih baru
saja dipanen atau lama disimpan, selain dengan jalan menunggui proses
pemanenan juga dapat diketahui melalui bau yang ditimbulkan jerami.
Jerami baru panen tidak berbau dan bila telah lama disimpan
menghasilkan bau yang kurang sedap. Cek kepadatan jerami dapat juga
dilakukan dengan menumpuknya kemudian diinjak, bila segera
mengempis berarti kualitasnya kurang baik. Namun bila mengempis sesaat
kemudian kembali lagi, berarti kualitasnya baik.
3. Ketebalan (diameter rongga) jerami secara rata – rata adalah sama, oleh karenanya yang perlu dipilih adalah panjang batang utama. Diperkirakan
dibutuhkan panjang batang utama sekitar 20 cm, setelah dibersihkan dari
cabang – cabangnya.
4. Memiliki berat yang secara rata – rata sama. Pengujian dapat dilakukan dengan mengambil kira – kira 20-30 batang kemudian ditimbang, demikian ambil lagi 20-30 batang yang lain kemudian ditimbang.
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Umum
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah kajian eksperimental
yang dilakukan di Laboratorium Beton Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara. Secara umum urutan tahap penelitian meliputi :
a. Penyediaan bahan penyusun beton.
b. Pemeriksaan bahan.
c. Perencanaan campuran beton (Mix Design). d. Pembuatan benda uji.
e. Pemeriksaan nilai slump.
f. Pengujian kuat tekan beton umur 28 hari.
g. Pengujian elastisitas beton umur 28 hari.
h. Pengujian kuat tarik beton umur 28 hari
Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Beton dengan Jerami Padi
Pasir Semen Air Jerami Padi
(Variasi 0% - 20%)
Pencampuran
Pengadukan
Pencetakan
Perendaman
Pengeringan
Pengujian Beton
1. Kuat tekan 2. Kuat Tarik Belah 3. Peredaman Suara
Analisa Data
3.2 Bahan-bahan penyusun beton
3.2.1 Semen Portland
Semen yang dipakai dalam penelitian ini adalah semen tipe I yang
diproduksi oleh PT. SEMEN PADANG dalam kemasan 1 zak 50 kg.
3.2.2 Agregat Halus
Analisa Ayakan Pasir
a. Tujuan :
Untuk memeriksa penyebaran butiran (gradasi) dan menentukan nilai modulus
kehalusan pasir (FM)
b. Hasil pemeriksaan :
Modulus kehalusan pasir (FM) : 3.00
Pasir dapat dikategorikan pasir kasar.
c. Pedoman :
Berdasarkan nilai modulus kehalusan (FM), agregat halus dibagi dalam
beberapa kelas, yaitu :
Pasir halus : 2.20 < FM < 2.60
Pasir sedang : 2.60 < FM < 2.90
Pencucian Pasir Lewat Ayakan no.200
a. Tujuan :
Untuk memeriksa kandungan lumpur pada pasir.
b. Hasil pemeriksaan :
Kandungan lumpur : 4.1% < 5% , memenuhi persyaratan.
c. Pedoman :
Kandungan Lumpur yang terdapat pada agregat halus tidak dibenarkan
melebihi 5% (dari berat kering). Apabila kadar lumpur melebihi 5% maka
pasir harus dicuci.
Pemeriksaan Kandungan Organik
a. Tujuan :
Untuk memeriksa kadar bahan organik yang terkandung di dalam pasir.
b. Hasil pemeriksaan :
Warna kuning terang (standar warna no.3), memenuhi persyaratan.
c. Pedoman :
Standar warna no.3 adalah batas yang menentukan apakah kadar bahan
organik pada pasir lebih kurang dari yang disyaratkan.
Pemeriksaan Clay Lump Pada Pasir
a. Tujuan :
Untuk memerisa kandungan liat pada pasir.
b. Hasil pemeriksaan :
c. Pedoman :
Kandungan liat yang terdapat pada agregat halus tidak boleh melebihi 1%
(dari berat kering). Apabila kadar liat melebihi 1% maka pasir harus dicuci.
Pemeriksaan Berat Isi Pasir
a. Tujuan :
Untuk menentukan berat isi (unit weight) pasir dalam keadaan padat dan longgar.
b. Hasil pemeriksaan :
Berat isi keadaan rojok / padat : 1239,48 kg/m3.
Berat isi keadaan longgar : 1207,54 kg/m3.
c. Pedoman :
Dari hasil pemeriksaan diketahui bahwa berat isi pasir dengan cara merojok
lebih besar daripada berat isi pasir dengan cara menyiram, hal ini berarti
bahwa pasir akan lebih padat bila dirojok daripada disiram. Dengan
mengetahui berat isi pasir maka kita dapat mengetahui berat pasir dengan
hanya mengetahui volumenya saja.
Pemeriksaan Berat Isi Serat jerami padi
a. Tujuan :
Untuk menentukan berat isi (unit weight) pasir dalam keadaan padat dan longgar.
b. Hasil pemeriksaan :
c. Pedoman :
Dari hasil pemeriksaan diketahui bahwa berat isi serat jerami padi dengan cara
menyiram, hal ini berarti bahwa pasir akan lebih padat bila dirojok daripada
disiram. Dengan mengetahui berat isi jerami padimaka kita dapat mengetahui
berat jerami padi dengan hanya mengetahui volumenya saja.
Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi Pasir
a. Tujuan :
Untuk menetukan berat jenis (specific grafity) dan penyerapan air (absorbsi) pasir.
b. Hasil pemeriksaan :
Berat jenis SSD : 2.48 ton/m3.
Berat jenis kering : 2.42 ton/m3.
Berat jenis semu : 2.57 ton/m3.
Absorbsi : 2.35%
c. Pedoman :
Berat jenis SSD merupakan perbandingan antara berat pasir dalam keadaan
SSD dengan volume pasir dalam keadaan SSD. Keadaan SSD (Saturated Surface Dry) dimana permukaan pasir jenuh dengan uap air sedangkan dalamnya kering, keadaan pasir kering dimana pori-pori pasir berisikan udara
tanpa air dengan kandungan air sama dengan nol, sedangkan keadaan semu
dimana pasir basah total dengan pori-pori penuh air. Absorbsi atau penyerapan
air adalah persentase dari berat pasir yang hilang terhadap berat pasir kering
