Studi Eksperimental Penggunaan Semen Portland Komposit Pada Berbagai Umur Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi fc'=40 MPa Pada Benda Uji Silinder Berdiameter 150 mm dan Tinggi 300 mm.

(1)

Universitas Kristen Maranatha

STUDI EKSPERIMENTAL PENGGUNAAN SEMEN

PORTLAND KOMPOSIT PADA BERBAGAI UMUR KUAT

TEKAN BETON MUTU TINGGI fc’= 40 MPa PADA BENDA

UJI SILINDER BERDIAMETER 150 mm DAN TINGGI 300 mm

Augustinus NRP : 0421024

Pembimbing : Ny. Winarni Hadipratomo, Ir.

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BANDUNG

ABSTRAK

Saat ini bangunan yang bertingkat banyak menggunakan beton. Beton yang digunakan adalah beton mutu tinggi. Untuk menghasilkan beton mutu tinggi diperlukan kualitas material yang baik serta semen yang memiliki persyaratan teknis baik. Saat ini ada semen portland komposit yang dapat digunakan untuk penggunaan secara umum untuk semua mutu beton, struktur bangunan bertingkat sampai dengan gedung bertingkat tinggi.

Penelitian ini bertujuan untuk mencari pengaruh penggunaan semen portland komposit terhadap beton mutu tinggi dibandingkan dengan semen PC type1 dengan rancangan campuran beton mutu yang sama. Mutu beton yang direncanakan sebesar fc’= 40 MPa, benda uji berupa silinder dengan dimensi

tinggi 300 mm dan diameter 150 mm. Pengujian dilaksanakan pada hari ke 3, 7, 14, 28. Perawatan benda uji dilakukan dengan perawatan basah.

Hasil akhir dari penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan semen portland komposit menghasilkan kuat tekan karakteristik yang lebih besar dari kuat tekan rencana, yaitu sebesar 11,1625 % dari yang direncanakan sebesar fc’=40 MPa. Biaya pembuatan beton dengan menggunakan semen portland

(2)

DAFTAR ISI

Halaman

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR... i

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR...ii

PRAKATA... iii

DAFTAR LAMPIRAN... xiv

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitian... 1

1.2 Tujuan Penelitian... 2

1.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 3

1.4 Metode Penelitian ... 4

1.5 Sistematika Penulisan ... 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bahan-bahan Penyusun Beton ... 6

2.2 Superplasticizer... 9

2.2.1 Sikament-NN... 10

2.3 Semen Portland Komposit ... 10

2.4 Beton Mutu Tinggi ... 13

(3)

BAB 3 PERSIAPAN PENELITIAN

3.1 Pemeriksaan Agregat Halus dan Agregat Kasar... 16

3.1.1 Standar Pengujian Agregat ... 17

3.1.2 Pemeriksaan Kadar Bahan Organik... 17

3.1.3 Pemeriksaan Kadar Air... 18

3.1.4 Pemeriksaan Silt dan Clay... 19

3.1.5 Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan... 19

3.1.6 Analisis Saringan... 20

3.1.7 Pemeriksaan Berat Isi ... 22

3.2 Perencanaan Campuran Beton... 23

3.2.1 Prosedur Perencanaan Campuran Beton ... 23

3.2.2 Perhitungan Campuran Beton... 27

3.3 Pembuatan dan Perawatan Benda Uji... 32

3.4 Perbandingan Harga ... 34

BAB 4 PELAKSANAAN PENELITIAN 4.1 Pengujian Beton Segar ... 35

4.2 Pengujian Beton Keras ... 36

BAB 5 ANALISIS DATA HASIL PENELITIAN 5.1 Hubungan Kuat Tekan Beton Dengan Umur Pengujian Berdasarkan Hasil pengujian ... 39

5.2 Hasil Kuat Tekan Beton Dengan Umur Perawatan Berdasarkan Hasil Regresi... 41

5.3 Perhitungan Faktor Konversi ... 45

5.4 Perhitungan Kuat Tekan Karakteristik Beton... 46

(4)

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan ... 51 6.2 Saran ... 53

DAFTAR PUSTAKA... 54

(5)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Komposisi Bahan Mentah Utama Semen ... 7

Tabel 2.2 Senyawa Utama Pembentuk Semen Portland ... 7

Tabel 2.3 Komposisi Bahan Mentah Utama Semen Portland Komposit ... 11

Tabel 2.4 Senyawa-Senyawa Semen Portland Komposit ... 11

Tabel 2.5 Syarat Fisika Semen Portland Komposit ... 12

Tabel 3.1 Slump Yang Disaranakan ... 24

Tabel 3.2 Kuat Tekan Rata-Rata Kalau Tidak Ada Data Untuk Simpangan Baku... 24

Tabel 3.3 Ukuran Maksimun Agregat Kasar ... 24

Tabel 3.4 Rasio Friksi Isi Agregat Kasar Terhadap Beton ... 25

Tabel 3.5 Kebutuhan Air Campuran dan Perkiraan Awal Kandungan Udara Dalam Beton Segar Menggunakan Pasir Yang Mempunyai Kandungan Udara 35 % ... 25

Tabel 3.6 Faktor Air Semen Untuk Beton Yang Menggunakan (HRWR)... 26

Tabel 3.7 Kadar Bahan Campuran Beton Sebelum Dikoreksi... 28

Tabel 3.8 Kadar Bahan Campuran Beton Setelah Dikoreksi... 29

Tabel 3.9 Kadar Bahan Campuran Beton Sebelum Dikoreksi... 31

Tabel 3.10 Kadar Bahan Campuran Beton Setelah Dikoreksi... 31

(6)

Universitas Kristen Maranatha Tabel 3.12 Komposisi Bahan Campuran Beton Dengan Menggunakan Semen PC

type 1 dan Sikament-NN ... 32

Tabel 3.13 Harga Campuran Beton /m3 Dengan Menggunakan Semen Portland Komposit ... 34

Tabel 3.13 Harga Campuran Beton /m3 Dengan Menggunakan Semen PC type 1 dan Sikament-NN... 34

Tabel 4.1 Hasil Uji Slump... 36

Tabel 4.2 Dimensi, Berat Silinder dan Beban Hancur Beton Semen Portland Komposit ... 37

Tabel 4.3 Dimensi, Berat Silinder dan Beban Hancur Beton Semen PC type 1 dan Sikament-NN... 37

Tabel 5.1 Tegangan Hancur Beton Yang Menggunakan Semen Portland Komposi... 39

Tabel 5.2 Tegangan Hancur Beton Yang Menggunakan Semen PC type 1 dan Sikement-NN... 39

Tabel 5.3 Hasil Analisis Beberapa Model Regresi Kuat Tekan Beton Semen Portland Komposit... 40

Tabel 5.4 Hasil Analisis Beberapa Model Regresi Kuat Tekan Beton Semen PC type 1 dan Sikament-NN... 40

Tabel 5.5 Kuat Tekan Hasil Regresi ... 43

Tabel 5.6 Faktor Konversi Kuat Tekan Beton ... 44

Tabel 5.7 Perbandingan Faktor Konversi ... 44

(7)

Universitas Kristen Maranatha Tabel 5.9 Kuat Tekan Karakteristik Beton Yang Menggunakan Semen PC type 1

dan Sikament-NN... 46 Tabel 5.10 Hasil Pengamatan Pola Retak Beton Semen Portland Komposit ... 48 Tabel 5.11 Hasil Pengamatan Pola Retak Beton Semen PC type 1 dan Sikament-

(8)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 5.1 Grafik Perkembangan Kuat Tekan Beton Semen Portland Komposit

Terhadap Umur Perawatan ... 41

Gambar 5.2 Grafik Perkembangan Kuat Tekan Beton Semen PC Type 1 Dengan Sikament-NN Terhadap Umur Perawatan ... 42

Gambar 5.3 Grafik Perkembangan Kekuatan Beton Antara Semen Portland Komposit Dengan Semen PC Type 1 ... 43

Gambar 5.4 Jenis Pola Retak Benda Uji Silinder ... 47

Gambar A.1 Batas Gradasi Zone 2 Agregat Halus ... 57

(9)

DAFTAR NOTASI

A : Luas permukaan silinder beton (mm2) Gs : Specific Gravity

P : Gaya tekan maksimun (N) R2 : Konstanta distribusi regresi

S.E.E : Perkiraan kesalahan standar pada model regresi V : void ratio pasir

W : Kadar air campuran (kg) X : Umur Perawatan (hari)

Y : Kuat Tekan Hasil Regresi (MPa) a : Koefisien regresi

b : Konstanta regresi f : Tegangan tekan (N/mm2) fc’ : Kuat tekan beton (MPa)

fcr’ : Kuat tekan rata-rata beton (MPa)

fi’ : Kuat tekan masing-masing benda uji (MPa)

n : Jumlah benda uji

(10)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran A.1 Pemeriksaan Kadar Bahan Organik... 55

Lampiran A.2 Pemeriksaan Kadar Air Agregat Halus... 55

Lampiran A.3 Pemeriksaan Kadar Silt dan Clay Agregat Halus ... 55

Lampiran A.4 Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Halus ... 56

Lampiran A.5 Pemeriksaan Penyerapan Agregat Halus ... 56

Lampiran A.6 Pemeriksaan Gradasi dan Modulus Kehalusan Butir Agregat Halus ... 56

Lampiran A.7 Pemeriksaan Berat Isi Lepas Agregat Halus ... 57

Lampiran A.8 Pemeriksaan Berat Isi Padat Agregat Halus ... 58

Lampiran B.1 Pemeriksaan Kadar Air Agregat Kasar... 60

Lampiran B.2 Pemeriksaan Kadar Silt dan Clay Agregat Kasar ... 60

Lampiran B.3 Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Kasar ... 60

Lampiran B.4 Pemeriksaan Penyerapan Agregat Kasar ... 61

Lampiran B.5 Pemeriksaan Gradasi dan Modulus Kehalusan Butir Agregat Kasar ... 61

Lampiran B.6 Pemeriksaan Berat Isi Lepas Agregat Kasar... 62

Lampiran B.7 Pemeriksaan Berat Isi Padat Agregat Kasar ... 62

(11)

55 Universitas Kristen Maranatha

LAMPIRAN A

(12)

Universitas Kristen Maranatha 56

Lampiran A.1 Pemeriksaan Kadar Bahan Organik

Warna sampel

Dibandingkan dengan

warna larutan standar Kesimpulan 1 Lebih muda Kadar organik rendah

2 Lebih muda Kadar organik rendah

Lampiran A.2 Pemeriksaan Kadar Air Agregat Halus

Nomor Sampel Pasir I Berat sampel kering +

container (gr)

Lampiran A.3 Pemeriksaan Kadar Silt dan Clay Agregat Halus

Nomor Sampel Pasir I Berat awal sampel Kering + cont.

(gr)

124,4 124,9 124,7 124,6

Berat awal sampel kering (X gr) 100 100 100 100 Berat akhir sampel kering +

(13)

Lampiran A.4 Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Halus

No. sampel

Berat jenis rata-rata 2,418 %

Lampiran A.5 Pemeriksaan Penyerapan Agregat Halus

Nomor Sampel

Lampiran A.6 Pemeriksaan Gradasi dan Modulus Kehalusan Butir Agregat Halus

Nomor ayakan dan ukuran ayakan

(14)

Gambar A. 1 Batas Zone 2 Agregat Halus

Lampiran A.7 Pemeriksaan Berat Isi Lepas Agregat Halus

Berat Isi Lepas (Gembur)

Nomor Sampel Pasir I Sampel A

II Sampel B Berat Silinder + Sampel

(X gr)

1553,9 1537,2

Berat Silinder + Air (Y gr)

Berat Isi Lepas Rata-rata (gr/cm3) 1,29 gr/cm3

zone 2

(15)

Lampiran A.8 Pemeriksaan Berat Isi Padat Agregat Halus

Berat Isi Padat (Ditusuk-tusuk)

Nomor Sampel Pasir I Sampel A

II Sampel B Berat Silinder + Sampel (X gr) 1719,6 1830,6 Berat Silinder +Air (Y gr) 1255 1273,9 Berat Silinder (Z gr) 318,7 326,5 Berat Isi Lepas = (X-Z)/(Y-Z)

gr/cm3

1,49 1,58

(16)

LAMPIRAN B

(17)

Lampiran B.1 Pemeriksaan Kadar Air Agregat Kasar

Nomor Sampel Berat Sampel Kering+Container (gr) 218,8 218 219,9 218,8 Sampel Kering (Y gr) 193,7 194,3 194,4 193,7 Kadar Air =(X-Y)/Y x 100 % 3,51% 2,93% 2,88% 3,25% Kadar Air Rata-rata (%) 3,143%

Lampiran B.2 Pemeriksaan Kadar Silt dan Clay Agregat Kasar

Nomor Sampel Berat Akhir Sampel Kering+Cont. (gr) 232,9 220,3 222,4 225,1 Berat Akhir Sampel Kering (Y gr) 197,3 196,6 196,9 196,1 Kadar Silt dan Clay =(X-Y)/Y x 100 % 1,37% 1,73% 1,57% 1,49% Kadar Rata-rata Silt dan Clay (%) 1,67%

Lampiran B.3 Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Kasar

No. sampel

(18)

Lampiran B.4 Pemeriksaan Penyerapan Agregat Kasar

NomorSampel Absorpsi Rata-rata (%) 3,24%

Lampiran B. 5

Pemeriksaan Gradasi dan Modulus Kehalusan Butir Agregat Kasar

Nomor ayakan dan ukuran ayakan

(19)

Lampiran B. 6 Pemeriksaan Berat Isi Lepas Agregat Kasar

Berai Isi Lepas (Gembur) Nomor Sampel Berat Silinder +Sampel (X gr) 1551,5 1581,6 Berat Silinder +Air (Y gr) 1249,9 1267,1 Berat Silinder(Z gr) 331 331,4

Berat Isi Lepas =(X-Z)/(Y-Z) gr/cm3 1,33 1,34 Berat Isi Lepas Rata-rata(gr/cm3) 1,335

Lampiran B. 7 Pemeriksaan Berat Isi Padat Agregat Kasar

(20)

LAMPIRAN C

(21)

Pola Retak Akibat Uji Tekan dengan Semen Portland Komposit

Umur Perawatan Beton 3 hari

T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang

(22)

Pola Retak Akibat Uji Tekan Semen PC type 1 dengan

Sikament-NN

T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

Foto Alat Uji Kuat Tekan (Compression Test Machine)

(28)

1 Universitas Kristen Maranatha

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian

(29)

2

Universitas Kristen Maranatha Pada umumnya semen PC type 1 paling banyak digunakan untuk berbagai jenis pekerjaan beton atau pekerjaan pasangan. Pada gedung bertingkat tinggi, kolom bangunan bagian bawah akan mempunyai dimensi yang sangat besar.

Karena itu sebaiknya kolom yang di bawah, dibuat dari beton mutu tinggi untuk memperkecil dimensinya.

Beton berasal dari campuran homogen agregat kasar, agregat halus, semen dan air. Mutu dan kekuatan beton sendiri tergantung dari bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan beton. Dalam pembuatan beton mutu tinggi, dibutuhkan semen dalam jumlah besar sehingga harga beton menjadi mahal dan tidak ekonomis lagi, untuk mengatasi hal ini dipakai bahan tambah aditif yang berfungsi meningkatkan kuat tekan beton. Akan tetapi hal ini juga membutuhkan biaya tambahan untuk bahan tambahaditiftersebut.

Disamping semen PC type 1 ada Semen Portland Komposit yang diproduksi oleh PT Indocement Tunggal Prakarsa. Semen Portland Komposit ini adalah jenis semen untuk pemakaian secara umum semua mutu beton.

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui pengaruh Semen Portland Komposit sebagai semen alternatif terhadap kuat tekan karakteristik benda uji beton dengan rancangan campuran beton mutu fc’= 40 MPa dengan

faktor air semen0,44dibandingkan dengan Semen PC type 1 dengan penggunaan

(30)

3

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

Dalam penelitian ini diadakan pembatasan masalah, yaitu:

1. Semen yang digunakan adalah semen portland komposit dan semen PC type 1 merk Tiga Roda produksi Indocement Tunggal Prakarsa.

2. Air yang digunakan adalah air yang dapat diminum. 3. Agregat halus yang digunakan adalah pasir Galunggung.

4. Agregat kasar yang digunakan adalah batu pecah dari Banjaran dengan gradasi 10-20 mm.

5. Jenis uji yang dilakukan adalah uji kuat tekan beton dengan menggunakan benda uji berbentuk silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm.

6. Mutu beton yang direncanakan adalah beton dengan kuat tekan karakteristik fc’= 40 MPa.

7. Faktor air semen direncanakan 0,44.

8. Superplastisizer yang digunakan adalah Sikament-NN produksi P.T. SIKA NUSA PRATAMA.

9. Pengertian beton muda adalah beton yang belum berumur 28 hari.

10. Penelitian ini tidak dimaksudkan untuk memodelkan keadaan pembebanan struktur beton di lapangan, tetapi terbatas pada eksperimen di laboratorium .

(31)

4

Universitas Kristen Maranatha 12. Setiap pengujian menggunakan 3 buah benda uji. Total benda uji yang

digunakan adalah 24 buah.

13. Perawatan benda uji dengan perawatan basah (wet curing) yaitu dengan cara merendam benda uji kedalam bak yang berisi air bersih.

1.4 Metode Penelitian

Metode yang dipakai dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Studi literatur sebagai bahan kajian teoritis.

2. Studi eksperimental di laboratorium konstruksi Universitas Kristen Maranatha.

3. Pembahasan hasil penelitian.

1.5 Sistematika Penulisan

BAB 1 PENDAHULUAN

Membahas mengenai latar belakang masalah, tujuan penelitian, ruang lingkup pembahasan, metodologi penelitian.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Membahas mengenai beton, bahan-bahan yang dipakai, Semen Portland Komposit, efek pembebanan pada kekuatan beton dan teori dasar dari kekuatan beton.

BAB 3 PERSIAPAN PENELITIAN

(32)

5

Universitas Kristen Maranatha BAB 4 PELAKSANAAN PENELITIAN

Membahas tentang pengujian beton segar yang berupa nilai slump

beton dan pengujian beton keras berupa dimensi, berat dan uji kuat tekan beton.

BAB 5 ANALISIS DATA HASIL PENELITIAN

Membahas hasil penelitian uji kuat tekan beton, serta perhitungan kuat tekan karakteristik beton.

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN

(33)

51 Universitas Kristen Maranatha

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

(34)

52

2. Nilai faktor konversi yang didapat dari semen portland komposit maupun semen PC type 1 ternyata mempunyai nilai yang lebih besar daripada nilai faktor konversi kuat awal tinggi berdasarkan Peraturan Beton Indonesia. Hal ini menunjukkan penggunaan mix design dengan ACI dapat meningkatkan kuat tekan awal beton yang lebih tinggi dari PBI.

3. Harga /m3 campuran beton untuk beton yang menggunakan semen portland komposit adalah Rp. 432.000,- sedangkan untuk campuran beton yang

menggunakan semen PC type 1 dengan 1 % Sikament-NN sebesar Rp. 485.200,-. Terlihat semen portland komposit lebih murah, sehingga dapat

dikatakan lebih hemat.

4. Dari beberapa model analisis regresi yang dicoba, ternyata model analisis regresi hyperbolic adalah model analisis yang paling mendekati data hasil

penelitian. Persamaan umumnya adalah

)

perawatan (hari) dan Y = kuat tekan beton (MPa). Dari penelitian untuk semen portland komposit R2 = 98,7369 dan SEE = 0,000634402. Sedangkan untuk semen PC type 1 dengan 1 % Sikament-NN R2 = 95,0346 dan SEE = 0,00133166.

(35)

53

6.2 Saran

(36)

54

DAFTAR PUSTAKA

1. American Concrete Institute (1994), ACI-Manual of Concrete Practice Part 5, Material and General Properties of Concrete. Section 548.3R-91, State of The Art on Polymer Modified Concrete, American Concrete Institute, Detroit, Michigan.

2. ASTM, (1993), Annual Book of ASTM Standard, American Society for Testing and Materials, vol. 04.01 - 04.02, Philadelphia, Pennsylvania, 1987. 3. Departemen Pekerjaan Umum (1971), Peraturan Beton Bertulang

Indonesia, NI-2, , Direktorat Jendral Cipta Karya, Terbitan Kelima, 1997.

4. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk (2005), Spesifikasi Teknis PCC.

5. Mehta, P. Kumar (1986), “Concrete Structure, Properties and Materials”, Prentice-Hall Inc, Englewood Cliffs, New Jersey.

6. Mulyono,T,. (2005), “Teknologi Beton”, Andi, Yogyakarta, Indonesia.

7. Nawy, E. G (1996),. “Fundamentals of High Strength High Performance Concrete”, Longman Group Limited, England.

8. Neville, A. M., (1995), “Properties of Concrete”, Addison Wesley Longman Limited, England.

9. Standar Nasional Indonesia (2004), “Semen Portland Komposit, SNI 15-7064-2004”, BSN, Jakarta, Indonesia.