73
BAB 4
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengujian Bahan Penyusun Beton
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat
4.1.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus
Pengujian-pengujian yang dilakukan terhadap agregat halus dalam penelitian ini meliputi pengujian kandungan lumpur pasir, kandungan zat organik pasir, berat jenis pasir, absorbsi pasir dan modulus kehalusan. Setelah dilakukan pengujian didapat hasil pengujian yang disajikan dalam tabel 4.1. Untuk perhitungan dan data –data pengujian lebih lengkapnya terdapat pada Lampiran A.
Tabel 4. 1 Hasil pengujian agregat halus
No Jenis Pengujian Hasil
Pengujian Syarat Kesimpulan
1 Kandungan Lumpur 3,76% 5 % Memenuhi
Syarat 2 Kandungan Zat Organik Kuning Muda Kuning Memenuhi
Syarat 3 Bulk Specific Gravity
SSD
2,512 -
4 Absorbsi 1,916% -
5 Modulus Kehalusan Butir 3,1 1,3 – 3,1 Memenuhi Syarat
Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus serta persyaratan batas dari ASTM C33-97 dapat dilihat pada tabel 4.2 dan gambar 4.1. Perhitungan dan analisa gradasi agregat halus dapat dilihat pada Lampiran A.
Tabel 4. 2 Hasil pengujian gradasi agregat halus serta syarat batas menurut ASTM.
Tertahan Ukuran
Ayakan
Berat(gr) Presentase(%) Kumulatif(%)
Kumulatif Lolos(%)
Syarat ASTM C-
33
9.5 0 0 0 100 100
4.75 59.12 1,973 1,973 98,027 95 - 100
2.36 382.23 12.753 14.726 85.274 80 - 100
1.18 1010.15 33.704 48.430 51.570 50 - 85
0.85 506.95 16.914 65.344 34.656 34 - 70
0.3 659.14 21,992 87.336 12.664 10 - 30
0.15 239.25 7.982 95.318 4.682 2 - 10
PAN 140.32 4.682 100 0 0
Jumlah 2997.16 100 413.127
Berdasarkan syarat dari British Standard maka pasir yang digunakan dalam penelitian termasuk dalam daerah 2 yang merupakan pasir agak kasar. Sehingga hasil tersebut dapat digunakan untuk perhitungan mix design
Gradasi Agregat Halus
0 20 40 60 80 100 120
0 0.15 0.3 0.85 1.18 2.36 4.75 9.5
Diam eter Saringan (m m )
Komulatif Lolos (%)
Batas Maksimum Batas Minimum Hasil Pengujian
Gambar 4. 1 Grafik susunan butir agregat halus
4.1.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar
Pengujian yang dilakukan terhadap agregat kasar yang dipakai dalam penelitian ini meliputi pengujian berat jenis dan daya serap air, kadar air, abrasi (keausan), kandungan lumpur. Adapun hasil-hasil pengujian yang telah didapat dapat dilihat pada tabel 4. 3, untuk pengujian gradasi agregat kasar menurut ASTM C33 dapat dilihat pada tabel 4.4 dan gambar 4.2.
Tabel 4.3 Hasil pengujian terhadap agregat kasar
No Jenis Pengujian Hasil
Pengujian Syarat Kesimpulan
1 Abrasi 25 % 50 % Memenuhi syarat
2 Bulk Specific Gravity SSD 2,518 -
3 Absorbsi 2,38% -
4 Modulus Kehalusan Butir 5,746 5-8 Memenuhi syarat
4.1.2. Hasil Pengujian Metakaolin
Pembuatan metakaolin (MK) dari mineral kaolin dilakukan pada suhu 7500 C selama 6 jam. Pengujian terhadap metakaolin bertujuan untuk mengetahui kandungan unsur kimia yang ada pada metakaolin.
Pengujian metakaolin dilakukan pada Badan Vulkanologi dan Gunung Berapi, Daerah Istimewa Yogyakarta.
4.1.3. Hasil Pengujian Superplasticizer
Superplasticizer sebagai bahan pengencer yang bertujuan untuk meningkatkan workabilitas adukan beton, dalam penelitian ini digunakan jenis SNF (Sulfonated Nephthalene Formaldehyde) dengan dosis yang berbeda untuk setiap variasi
penambahan metakaolin, hal ini dimaksudkan agar dapat dicapai workabilitas yang baik dan sama untuk setiap variasi penambahan metakaolin.
Superplasticizer yang digunakan pada penelitian ini dari tipe Sikament-NN yang merupakan produk dari PT. SIKA, Surabaya. Adapun karakteristik dari Sikament- NN dapat dilihat Tabel 4.6. Untuk data selengkapnya dapat dilihat dalam Lampiran B.
Tabel 4.6 Karakteristik dari Sikament-NN.
Karakteristik Sikament-NN
Tipe Sulfonated Nephthalene Formaldehyde
Wujud Coklat Gelap/Cairan
Specific Gravity 1.17 ± 0.01 kg/l
Anjuran Dosis 0.6% - 1.5% dari berat semen
4.2. Hasil Hitungan Rencana Campuran Beton
Perhitungan rencana campuran beton mutu tinggi (mix design) menggunakan cara Inggris, dari perhitungan tersebut didapat kebutuhan bahan per m3 yaitu :
· Air : 210 liter
· Semen : 617,6 kg
· Kerikil : 860,4 kg
· Pasir : 623 kg
Dari hasil tersebut maka dapat dihitung kebutuhan bahan satu kali adukan untuk uji permeabilitas terdiri dari 3 buah benda uji silinder untuk masing-masing variasi prosentase penggantian semen dengan metakaolin sebesar 0,002 m3. sedangkan kebutuhan bahan satu kali adukan untuk uji shrinkage terdiri dari 3 buah benda uji balok untuk masing-masing variasi prosentase penggantian semen dengan metakaolin sebesar 0,00053 m3, Kebutuhan bahan tiap adukan disajikan
dalam Tabel 4.7 dan Tabel 4.8. Sedangkan untuk perhitungan secara lengkap rencana campuran beton (mix design) dapat dilihat pada Lampiran C.
Tabel 4. 7 Kebutuhan bahan untuk satu kali adukan sebesar 0,002m3. Kebutuhan Material Untuk Satu Kali Adukan Kadar
penggantian Semen dengan MK
Air (kg)
Semen (kg)
Pasir (kg)
Batu Pecah
(kg)
Metakaolin (kg)
Super Plasticizer
(kg)
0 % 0,497 1,482 1,495 2,065 0,00 0,019
5 % 0,494 1,408 1,495 2,065 0,074 0,024
10 % 0,493 1,334 1,495 2,065 0,148 0,028
15 % 0,491 1,26 1,495 2,065 0,222 0,032
25 % 0,489 1,111 1,495 2,065 0,371 0,037
Jumlah 2,464 6,596 7,475 10,325 0,815 0,14
Tabel 4. 8 Kebutuhan bahan untuk satu kali adukan sebesar 0,00053 m3.
4.2.1. Hasil Pengujian Slump
Kebutuhan Material Untuk Satu Kali Adukan Kadar
penggantian Semen dengan MK
Air (kg)
Semen (kg)
Metakaolin (kg)
Super Plasticizer
(kg)
0 % 0,346 1,097 0,00 0,014
5 % 0,345 1,042 0,055 0,017
10 % 0,344 0,987 0,1097 0,021
15 % 0,343 0,932 0,165 0,023
25 % 0,341 0,823 0,274 0,028
Jumlah 1,719 4,864 0,604 0,103
Dari pengujian terhadap campuran adukan beton didapat nilai slump dari masing- masing campuran adukan beton tersebut. Nilai slump diperlukan untuk mengetahui tingkat workabilitas campuran beton akibat penggantian semen dengan metakaolin. Nilai slump dari masing-masing variasi penggantian semen dapat dilihat pada Tabel 4.9 dan Gambar 4. 3.
Tabel 4. 9 Nilai slump Campuran Adukan Beton.
Kadar penggantian Semen dengan MK ( % )
Slump (cm)
0 12
5 10,5
10 9.5
15 8
25 6
Dari Tabel 4.9 dan Gambar 4.3 dapat diketahui bahwa semakin meningkatnya prosentase metakaolin dalam campuran adukan beton maka nilai slump semakin rendah. Hal ini disebabkan adanya penyerapan air oleh metakaolin sehingga mempengaruhi workabilitas adukan beton segar.
4.3. Hasil Pengujian Benda Uji Beton
4.3.1. Hasil Pengujian Kuat Desak Beton.
Data pengujian kuat desak diambil dari penelitian Dony Sultan (2004), karena mempunyai rancang campur yang sama dengan pembuatan sampel untuk uji permeabilitas dan shrinkage. Pengujian dilakukan di Laboratorium Bahan Fakultas Teknik UNS. Data hasil pengujian kuat desak beton umur 28 hari dapat dilihat pada Tabel 4.10 .
Tabel 4. 10 Data hasil pengujian kuat desak umur 28 hari
Kadar Kuat Desak Kuat Desak Rata-
rata Metakaolin
Kode Sampel
MPa MPa
HSC F-1 50,940 HSC F-2 49,808 HSC F-3 49,808 0%
HSC F-4 48.676
49,808
HSC G-1 49,808 HSC G-2 49,808 HSC G-3 52,072 5%
HSC G-4 52,072
50,940
HSC H-1 55,468 HSC H-2 55,468 HSC H-3 54,336 10%
HSC H-4 53,204
54,619
HSC I-1 58,864 HSC I-2 62,260 HSC I-3 59,996 15%
HSC I-4 56,600
59,430
HSC J-1 44,148 HSC J-2 44,148 HSC J-3 45,280 25%
HSC J-4 41,884
43,865
(Sumber : Doni Sultan, 2004)
4.3.2. Hasil Pengujian Permeabilitas Beton
Pengujian ini menggunakan benda uji berbentuk silinder dengan diameter 75 mm dan tinggi 150 mm yang dilakukan pada umur 28 hari. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui besarnya penetrasi dan koefisien permeabilitas beton mutu tinggi dengan variasi penggantian semen dengan metakaolin, pengujian ini
dilakukan dengan cara memberikan tekanan air pada benda uji. Adapun standar pemberian tekanan yang dilakukan pada benda uji adalah 1 kg/cm2 selama 48 jam, dilanjutkan dengan tekanan 3 kg/cm2 selama 24 jam dan terakhir 7 kg/cm2 selama 24 jam. Penghitungan besarnya koefisien permeabilitas seperti pada bab sebelumnya. Hasil pengujian permeabilitas beton di sajikan pada Tabel 4.11.
Tabel 4.11 Hasil pengujian permeabilitas beton.
Kadar penggantian
semen (%)
Kode benda uji
Penetrasi (mm)
Koefisien permeabilitas k=1/A*(dQ/dt)*L/dh
(m/dt)
Koefisien permeabilitas
Rata-rata (m/dt)
0 HSC-PM0A 15 1,053247E-10
0 HSC-PM0B 14 8,317901E-11 9,411549E-11
0 HSC-PM0C 14 9,384276E-11
5 HSC-PM5A 13 7,514202E-11
5 HSC-PM5B 12 6,463527E-11 7,139401E-11
5 HSC-PM5C 12 7,440476E-11
10 HSC-PM10A 9 4,801097E-11
10 HSC-PM10B 10 5,785124E-11 5,178571E-11
10 HSC-PM10C 11 4,949494E-11
15 HSC-PM15A 8 3,322653E-11
15 HSC-PM15B 7 2,516847E-11 2,722049E-11
15 HSC-PM15C 7 2,422768E-11
25 HSC-PM25A 18 1,281738E-10
25 HSC-PM25B 16 1,170534E-10 1,206084E-10
25 HSC-PM25C 17 1,165981E-10
4.3.3. Hasil Pengujian Shrinkage
Pengujian ini menggunakan benda uji berbentuk batangan prisma segi empat dengan dimensi 25 x 25 x 285 mm. Pengujian ini bersifat pengamatan dimana pengamatan dilakukan setelah pasta berumur satu hari selama 28 hari. Pengujian ini bertujuan mengetahui besarnya penyusutan yang terjadi pada pasta dengan
variasi penggantian semen dengan metakaolin. Hasil pengamatan disajikan seperti pada Tabel 4.12, dimana nilai tersebut diambil dari nilai rata-rata dan terbesar dari pengamatan perharinya.
4.4. Analisis Data
4.4.1.
Analisis Hasil Pengujian Agregat Halus
4.4.1.1. Pemeriksaan Kandungan Zat Organik
Agregat halus yang mengandung bahan organik dapat dipakai, asal kekuatan tekan pada umur 7 hari dan 28 hari tidak kurang dari 95% dari kekuatan adukan yang sama tetapi dicuci dalam larutan NaOH 3% yang kemudian dicuci hingga bersih dengan air pada umur yang sama atau penurunan yang diperbolehkan maksimum 5% (PBBI 1971).
Warna larutan hasil pengamatan adalah jernih. Hal ini menunjukkan bahwa pasir tidak mengandung zat organik yang dapat menurunkan kekuatan beton sehingga pasir memenuhi syarat bila akan digunakan sebagai agregat halus.
4.4.1.2. Pengujian Kandungan Lumpur
Kandungan Lumpur dalam agregat halus tidak boleh lebih dari 5% (PBBI 1971).
Dari hasil perhitungan diperoleh kandungan lumpur dalam pasir 3,76 % sehingga pasir memenuhi syarat dan tidak perlu dicuci bila akan digunakan sebagai agregat halus.
4.4.1.3. Pengujian Gradasi Agregat Halus
Modulus halus agregat halus berkisar antara 2,3 – 3,8 (Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996). Dari hasil perhitungan modulus halus agregat halus sebesar 3,1 sehingga masih memenuhi syarat sebagai agregat halus.
4.4.2. Analisis Hasil Pengujian Agregat Kasar
4.4.2.1. Pengujian Abrasi Agregat Kasar
Kehilangan berat tidak boleh lebih dari 50% (PBBI 1971 pasal 3.4 ayat 5). Dari hasil perhitungan didapat keausan kerikil sebesar 30% (kurang dari 50%) sehingga kerikil tersebut memenuhi sebagai agregat kasar.
4.4.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar
Modulus halus agregat kasar berkisar antara 5–8 (Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996). Dari hasil perhitungan didapat nilai modulus halus agregat kasar kerikil sebesar 5,746sehingga memenuhi syarat sebagai agregat kasar.
4.4.3. Analisis Kandungan Pasir tiap 1 m3 Beton
Berdasarkan SK SNI S–36–1990–03 tentang ketentuan minimum beton kedap air ditetapkan bahwa minimum kandungan butir halus dalam 1 m3 beton sebesar 450 kg/m3 untuk ukuran nominal maksimum butir agregat sebesar 20 mm. Dari hasil rancang campur diketahui bahwa pasir yang digunakan untuk beton sebesar 623 kg sehingga masih memenuhi syarat sebagai agregat halus untuk beton kedap air.
4.4.4. Analisis Kandungan Semen tiap m3 Beton
Berdasarkan SK SNI S–36–1990–03 tentang ketentuan minimum beton bertulang kedap air telah ditetapkan bahwa kandungan semen minimum dalam 1 m3 beton untuk ukuran nominal maksimum butir agregat sebesar 20 mm dan kondisi lingkungan yang berhubungan dengan air tawar adalah sebesar 300 kg.
Dari hasil rancang campur diketahui bahwa semen yang digunakan untuk beton sebesar 617,6 kg sehingga masih memenuhi syarat untuk beton kedap air.
4.4.5. Analisis Pengujian Permeabilitas Beton Mutu Tinggi
Berdasarkan SK SNI S-36-1990-03, yang dimaksud dengan beton kedap air adalah beton yang tidak tembus air dan harus memenuhi ketentuan minimum untuk beton kedap air agresif, bila diuji dengan tekanan air maka tembusnya air kedalam beton tidak melampaui batas sebagai berikut :
a. Agresif sedang : 50 mm b. Agresif kuat : 40 mm
Dari hasil perhitungan pada Tabel 4.11 dapat diketahui bahwa besarnya nilai rata- rata penetrasi air kedalam beton berturut-turut untuk beton mutu tinggi dengan variasi penggantian semen dengan metakaolin sebesar 0%, 5%, 10%, 15%, 25%
adalah 14,3 mm; 12,3 mm; 10 mm; 7,3 mm dan 17 mm, sehingga beton tersebut telah memenuhi syarat untuk digunakan sebagai beton kedap air agresif menurut SK SNI S-36-1990-03.
Pada penelitian ini diselidiki perbedaan koefisien permeabilitas beton dengan variasi penggantian semen dengan metakaolin sebesar 0%, 5%, 10%, 15% dan 25%. Nilai koefisien permeabilitas dari percobaan yang dilakukan dievaluasi dengan hukum Darcy sehingga diperoleh koefisien permeabilitas berturut-turut sebesar 9,411549E-11 m/dt; 7,139401E-11 m/dt; 5,178571E-11 m/dt; 2,722049E- 11 m/dt dan 1,206084E-10 m/dt. Sehingga koefisien permeabilitas minimum terjadi pada kadar penggantian semen dengan metakaolin sebesar 15% dan besarnya koefisien permeabilitas dibandingkan dengan beton kadar penggantian semen dengan metakaolin 0 % terjadi penurunan sebesar 71,0776%. Untuk lebih lengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.13.
4.4.6. Analisis Pengujian Shrinkage Beton Mutu Tinggi
Pengujian penyusutan dapat dilakukan dengan berbagai macam cara, disini dilakukan pengujian sesuai dengan standar ASTM C157-80. Setelah beton berumur satu hari ( 24 jam) langsung diadakan pengamatan terjadinya penyusutan selama 28 hari. Dari data yang diperoleh diketahui penambahan kadar metakaolin
ke dalam beton mengurangi penyusutan, sampai mencapai nilai optimum pada kadar penggantian semen dengan metakaolin sebesar 15 %. Seperti yang ditunjukkan Tabel 4.14 dan Gambar 4.6.
Tabel 4.14 Penurunan shrinkage beton mutu tinggi Shrinkage
Beton metakaolin 0% (m) (A)
Penambahan Metakaolin
( % )
Shrinkage (m)
(B)
Penurunan Shrinkage
(m) (B-A)
Prosentase Penurunan Shrinkage (B-A)x100%/A
5 28,2E-5 1,7E-5 5,6856
10 26,1E-5 3,8E-5 12,709
15 24,5E-5 5,4E-5 18,0602
29,9E-5
25 31,4E-5 +1,5E-5 +5,0167
4.4.7. Analisis Hubungan Kuat Desak dengan Shrinkage dan Permeabilitas Beton Mutu Tinggi
Dari Hasil pengujian kuat desak yang dilakukan dengan menggunakan proporsi yang sama seperti yang digunakan pada benda uji shrinkage dan permeabilitas diperoleh hasil rata-rata kuat desak berturut-turut untuk beton mutu tinggi dengan variasi penggantian semen dengan metakaolin sebesar 0 %, 5 %, 10 %, 15 % dan 25 % sebesar 49,808 MPa; 50,940 MPa; 54,619 MPa; 59,430 MPa dan 43,865.MPa.
Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa dengan bertambahnya kuat desak beton maka koefisien permeabilitas dan shrinkage dari beton tersebut akan mengalami penurunan.
4.4.8. Analisis Hasil Pengujian dengan Metode Analisis Regresi
Analisis regresi yang digunakan adalah analisis regresi polinomial orde 3.
pembuatan regresi non linier ini bermaksud untuk mengetahui nilai koefisien determinasi (R2) yang menunjukan seberapa besar kecocokan ketetapan garis
regresi yang terbentuk dan mengetahui sejauh mana hubungan antara variabel- variabel penyusunnya.
4.4.8.1. Analisis Regresi Permeabilitas Beton Mutu Tinggi
Dengan memanfaatkan fasilitas Tradeline pada Microsoft Excel maka dapat diperoleh regresi dari data-data kadar penggantian semen dengan metakaolin dengan permeabilitas beton mutu tinggi. Hubungan antara kadar penggantian semen dengan metakaolin dengan permeabilitas beton mutu tinggi dari hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.10, dengan kadar penggantian semen dengan metakaolin sebagai absis dan koefisien permeabilitas beton mutu tinggi sebagai ordinat.
Dari Gambar 4.10 diperoleh nilai R2= 0.9908 yang mana niliainya mendekati 1 sehingga ada hubungan antara kedua variabel yang dianalisa. Sedangkan persamaan yang dihasilkan digunakan untuk mencari besarnya kadar penggantian semen dengan metakaolin (absis) dan besarnya koefisien permeabilitas (ordinat).
Perhitungannya adalah sebagai berikut :
Y= 3.10-14 X3 – 7.10-13 X2 – 1.10-12 X + 9.10-11 Dimana
y = koefisien permeabilitas (m/dt)
x = kadar penggantian semen dengan metakaolin
Y minimum terjadi pada dy/dx = 0,
maka dy/dx = 9.10-14 X2 – 14.10-13 X – 1.10-12
Dengan rumus untuk penyelesaian persamaan kuadarat, dapat dicari nilai X :
x 1,2 =
a ac b
b 2
2 -4
± -
x1,2 =
) 10 . 9 ( 2
) 10 . 1 ).(
10 . 9 ( 4 ) 10 . 14 ( 10
. 14
14
12 14
2 13 13
-
- -
-
- ± - -
x 1,2 = 14
12 13
10 . 18
10 . 523154621 ,
1 10 . 14
-
-
- ±
x 1 = 14
12 13
10 . 18
10 . 523154621 ,
1 10 . 14
-
-
- +
x 1 = 16,2397
x2 = 14
12 13
10 . 18
10 . 523154621 ,
1 10 . 14
-
-
- -
x2 = -0,6892
Dari hasil perhitungan diatas diambil nilai x = 16,2397 yang berarti prosentase penambahan metakaolin optimum sebesar 16,2397 % yang akan menghasilkan nilai koefisien permeabilitas minimum(y). Sehingga nilai koefisien permeabilitas minimumnya adalah :
y = 3.10-14 (16,2397)3 – 7.10-13 (16,2397)2 – 1.10-12 (16,2397) + 9.10-11 y = 1,763664.10-11 m/dt
Dengan kadar penggantian semen dengan metakaolin optimum sebesar 15,4858 % akan dihasilkan permeabilitas yang minimum yaitu 1,763664.10-11 m/dt, yang mana terjadi penurunan koefisien permeabilitas sebesar 80,4037% dibandingkan dengan beton dengan kadar metakaolin 0 %.
4.4.8.2. Analisis Regresi Shrinkage Beton Mutu Tinggi
Dengan fasilitas Tradeline pada Microsoft Excel maka dapat diperoleh regresi dari data-data kadar penggantian semen dengan metakaolin dengan shrinkage..
Dari hasil pengujian menunjukan penurunan shrinkage sebagai akibat dari penambahan metakaolin sampai mencapi nilai optimum. Kemudian dilakukan analisa regresi polinomial pangkat 3 dengan bantuan program microsoft excel Hubungan antara kadar penggantian semen dengan metakaolin dengan shrinkage dari hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.12, dengan kadar penggantian semen dengan metakaolin sebagai absis dan shrinkage sebagai ordinat.
Dari grafik diatas diperoleh nilai R2 = 0.9989, sehingga antara kedua variabel yang dianalisa saling berhubungan. Sedangkan persamaan yang dihasilkan digunakan untuk mencari besarnya kadar penggantian semen dengan metakaolin (x) dan besarnya shrinkage minimum (y).
Perhitungannya adalah sebagai berikut : y = 2.10-8 X3 – 5. 10-7 X2 – 1. 10-6 X+ 0,0003 y maks didapat saat dy/dx = 0,
maka y = 6. 10-8 x2 – 10. 10-7 x – 1. 10-6
Dengan rumus untuk penyelesaian persamaan kuadarat, dapat dicari nilai X :
x 1,2 =
a ac b
b 2
2 -4
± -
x1,2 =
) 10 . 6 ( 2
) 10 . 1 ).(
10 . 6 ( 4 ) 10 . 10 ( 10 . 10
8
6 8
2 7 7
-
- -
-
- ± - -
x 1,2 = 8
7 7
10 . 12
10 . 13552873 ,
11 10 . 10
-
-
- ±
x 1 = 8
7 7
10 . 12
10 . 13552873 ,
11 10 . 10
-
-
- +
x 1 = 17,6129
x2 = 8
7 7
10 . 12
10 . 13552873 ,
11 10 . 10
-
-
- -
x2 = -0,9462
dari perhitungan tersebut diambil kadar optimum (x) = 17,6129 %
sehingga : y = 2.10-8 (17,6129)3 – 5. 10-7 (17,6129)2 – 1. 10-6 (17,6129) + 0,0003
= 23,655. 10-5 m
Sehingga dari hitungan diatas didapat hasil sebagai berikut : a. Penggantian optimum metakaolin = 17,6129 %
b.Shrinkage minimum = 23,655. 10-5 m
4.4.8.3. Analisis Regresi Hubungan Shrinkage dengan Permeabilitas Beton
Analisis regresi hubungan antara Shrinkage dengan permeabilitas menggunakan analisis regresi linier, sebagai pendekatan untuk mengetahui besarnya koefisien determinasi (R2) yang menunjukan seberapa jauh hubungan antara variabel- variabel yang ada, serta seberapa jauh ketepatan dan kecocokan garis regresi yang dibentuk. Berdasarkan grafik pada Gambar 4.12 didapatkan harga R2 = 0,9897 untuk grafik hubungan permeabilitas dengan shrinkage hasil pengujian. Dari harga koefisien (R2) tersebut diperoleh harga yang mendekati 1, hal ini menunjukan adanya korelasi positif antara variabel-variabel yang ada.
Dari grafik pada Gambar 4.12 diatas diperoleh persamaan y = 1.10-6 X – 3.10-10 dan R2 = 0,9897 sehingga antara kedua variabel yang dianalisa saling berhubungan, yang mana hubungan antara kedua variabel tersebut adalah berupa persamaan garis linear. Sehingga dari persamaan tersebut dapat dijelaskan bahwa dengan semakin besar shrinkage yang terjadi maka permeabilitas yang dihasilkan juga akan semakin besar.
4.4.9. Pembahasan 4.4.9.1. Permeabilitas
Faktor yang mempengaruhi permeabilitas beton adalah porositas beton itu, yang mana dengan semakin kecil porositas beton maka semakin kecil permeabilitas dari beton tersebut. Dari hasil perhitungan percobaan yang dilakukan diketahui bahwa permeabilitas beton yang terjadi pada variasi penggantian semen dengan metakaolin 0 %; 5 %; 10 %; 15 % dan 25 %, terjadi penurunan dengan meningkatnya kadar penambahan metakaolin sampai suatu kadar optimum, pada kadar penggantian semen dengan metakaolin sebesar 15 % akan menghasilkan beton dengan permeabilitas sebesar 2,722049.10-11 m/dt atau turun sebesar 71,0776 % di bandingkan beton tanpa metakaolin. Penurunan yang terjadi tersebut
merupakan perbaikan dari sifat beton dikarenakan dengan semakin kecil koefisien permeabilitas yang terjadi maka beton tersebut semakin lebih kedap air.
Dari hasil analisa regresi dapat diketahui bahwa dengan penambahan metakaolin dalam adukan beton akan mengurangi permeabilitas beton sampai penambahan kadar optimum sebesar 16,2397 % yang mana akan menghasilkan permeabilitas sebesar 1,763664.10-11 m/dt atau mengalami penurunan sebesar 80,4037 % dari permeabilitas beton tanpa penambahan metakaolin dan akan naik dengan penambahan metakaolin yang melebihi kadar optimum.
Dari hasil tersebut diketahui bahwa sampai kadar optimum beton dengan metakaolin mempunyai permeabilitas yang lebih kecil dibandingkan beton tanpa metakaolin. Menurunnya permeabilitas dibandingkan beton tanpa metakaolin, karena pengaruh dari metakaolin, yang mana metakaolin dalam beton akan bereaksi dengan kapur bebas hasil hidrasi semen dan air, yang akan membentuk calcium silicate hydrates (C-S-H) yang akan menambah kekuatan beton. Selama proses tersebut silika yang terkandung dalam metakaolin akan bereaksi dengan Ca(OH)2 sehingga akan mengurangi jumlah kandungan Ca(OH)2 dalam beton, hasil reaksi tersebut akan mengisi pori-pori yang ada pada beton yang mana akan mengurangi porositas dan menambah padat beton sehingga permeabilitas beton akan mengalami penurunan.
Setelah melewati kadar optimum penggantian semen dengan metakaolin, permeabilitas beton akan mengalami kenaikan. Hal ini dimungkinkan karena pada kadar penggantian semen dengan metakaolin melebihi kadar optimum akan menyebabkan metakaolin tidak bereaksi secara keseluruhan dengan Ca(OH)2, karena Ca(OH)2 sudah habis bereaksi, sedangkan kandungan kadar air dalam beton masih ada yang tersisa. Kelebihan kadar air yang tidak bereaksi dalam beton akan menguap sehingga akan meningkatkan porositas beton yang berakibat menaikan permeabilitas beton.
Hal ini disebabkan karena adanya kelebihan dari penambahan metakaolin yang tidak bereaksi dengan kapur yang merupakan hasil sampingan dari hidrasi semen dengan air. Ini terjadi karena jumlah metakaolin lebih banyak dibandingkan dengan kapur hasil sampingan dari hidrasi semen, sehingga tidak semua metakaolin yang ditambahkan pada beton dapat bereaksi.
4.4.9.2. Shrinkage
Dari hasil pengujian yang dilakukan diketahui bahwa shrinkage yang terjadi pada variasi penggantian semen dengan metakaolin 0 %; 5 %; 10 %; 15 % dan 25 %, terjadi penurunan seiring dengan meningkatnya kadar penambahan metakaolin sampai suatu kadar optimum, pada kadar penggantian semen dengan metakaolin sebesar 15 % akan menghasilkan beton dengan shrinkage sebesar 24,5.10-5 m atau turun sebesar 18,0602 % di bandingkan beton tanpa metakaolin. Penurunan yang terjadi tersebut dikarenakan beton yang dihasilkan lebih padat.
Kadar penggantian semen dengan metakaolin yang optimum dari hasil analisis regresi antara shrinkage dengan kadar metakaolin, sesuai grafik pada Gambar 4.12, didapatkan pada kadar penggantian sebesar 17,6129 % besarnya shrinkage yang terjadi adalah 23,655. 10-5 m atau mengalami penurunan sebesar 21,15 % dibandingkan tanpa menggunakan metakaolin.
Penurunan shrinkage ini disebabkan karena pengaruh dari metakaolin yang terkandung dalam beton, dimana metakaolin yang mengandung unsur silika akan bereaksi dengan kapur bebas hasil hidrasi semen dengan air. Kapur bebas dalam jangka panjang komponen ini cenderung melemahkan. Banyaknya kapur yang tersisa ini sekitar 20% dari berat semen. Kondisi terburuknya ialah terjadinya pemisahan struktur yang disebabkan oleh lepasnya kapur dari semen. Dengan menambahkan metakaolin pada campuran beton, maka SiO2 yang terkandung dalam metakaolin akan mengikat Ca(OH)2 sehingga akan membentuk komponen C-S-H gel. Dengan berkurangnya jumlah Ca(OH)2 dan kadar air bebas dalam beton maka berakibat penyusutan yang terjadi akan lebih kecil.
