KAJIAN PENGARUH VARIASI KOMPOSISI METAKAOLIN
TERHADAP PARAMETER BETON MEMADAT MANDIRI
DAN KUAT TEKAN BETON MUTU TINGGI
STUDY ON THE INFLUENCE OF METAKAOLIN COMPOSITION VARIATION ON SELF COMPACTING CONCRETE PARAMETERS AND COMPRESSIVE STRENGTH
OF HIGH STRENGTH CONCRETE
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Oleh :
EMIR AHMAD DHARMAWAN
NIM. I0113041
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
HALAMAN PERSETUJUAN
KAJIAN PENGARUH VARIASI KOMPOSISI METAKAOLIN
TERHADAP PARAMETER BETON MEMADAT MANDIRI
DAN KUAT TEKAN BETON MUTU TINGGI
STUDY ON THE INFLUENCE OF METAKAOLIN COMPOSITION VARIATION ON SELF COMPACTING CONCRETE PARAMETERS AND COMPRESSIVE STRENGTH
OF HIGH STRENGTH CONCRETE
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
EMIR AHMAD DHARMAWAN
NIM. I0113041
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
HALAMAN PERSETUJUAN Persetujuan :
Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,
Wibowo, S.T., D.E.A. Ir. Antonius Mediyanto, M.T.
HALAMAN PENGESAHAN
KAJIAN PENGARUH VARIASI KOMPOSISI METAKAOLIN
TERHADAP PARAMETER BETON MEMADAT MANDIRI
DAN KUAT TEKAN BETON MUTU TINGGI
STUDY ON THE INFLUENCE OF METAKAOLIN COMPOSITION VARIATION ON SELF COMPACTING CONCRETE PARAMETERS AND COMPRESSIVE
STRENGTH OF HIGH STRENGTH CONCRETE
Oleh :
EMIR AHMAD DHARMAWAN
NIM. I0113041
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada hari Jumat, 4 Agustus 2017.
Tim Penguji
Nama/NIP Tanda Tangan
1. Wibowo, S.T., D.E.A.
NIP. 19681007 199502 1 001 ...
2. Ir. Antonius Mediyanto, M.T.
NIP. 19620118 199512 1 001 ... Kepala Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
HALAN
Wibowo, S.T., D.E.A.
ABSTRAK
Emir Ahmad Dharmawan, 2017. Kajian Pengaruh Variasi Komposisi
Metakaolin Terhadap Parameter Beton Memadat Mandiri Dan Kuat Tekan
Beton Mutu Tinggi. Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret, Surakarta.
Beton mutu tinggi memadat mandiri adalah salah satu inovasi beton yang memiliki
standar kualitas yang tinggi. Beton jenis ini memiliki kuat tekan yang tinggi dan
dapat memadat tanpa bantuan alat. Metakaolin (MK) digunakan sebagai bahan
pengganti semen untuk meningkatkan kualitas beton tersebut dan mengurangi
kelemahannya.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimental dan parameter
yang dikaji adalah waktu ikat, fillingability, passingability, segregation resistance,
dan kuat tekan beton. Benda uji yang digunakan berbentuk silinder berdiameter 15
cm dan tinggi 30 cm berjumlah 30 buah.
Berdasarkan hasil penelitian, MK meningkatkan kuat tekan beton secara linier.
Metakaolin memperlambat waktu ikat semen dan menurunkan kuat tekan awal
beton umur 14 hari. Semakin banyak MK yang digunakan, workabilitas semakin
menurun. Hanya penambahan metakaolin dengan kadar 5%, 7,5%, dan 10% yang
memenuhi parameter fillingability dan passingability berdasarkan EFNARC 2002.
Kata Kunci: beton mutu tinggi memadat mandiri, metakaolin, kuat tekan, waktu
ABSTRACT
high strength self-compacting concrete (HSSCC) is one of the concrete innovations
that have a high quality standard. This type of concrete has a high compressive
strength and can compact without tools. Metakaolin (MK) is used in this research as a cement replacement to increase the quality of HSSCC and to reduce it’s weaknesses. Metakaolin (MK) is made from kaolin which is a white powder
measuring 0,5 to 5 micron that then heated at 500– 900oC.
Parameters that are studied in this research are setting time, workability, and the
compressive strength of HSSCC. Setting time are measured by vicat test to
understand the effect of MK replacement on HSSCC. Workability are measured by
slump-flow table test, l-box test, v-funnel test and v-funnel T5minute test.
Compressive strength performed on 14 and 28 days old with compressive testing
machine.
Based on this research, MK increases compressive strength of concrete linearly.
MK slows down concrete setting time and reduces early compressive strength of
concrete at 14 days old. Workability decreases as more MK is used. Only MK
addition at 5%, 7,5%, and 10% fulfills fillingability and passingability parameter
based on EFNARC 2002.
keywords: high strength self compacting concrete, metakaolin, compressive
KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya,
sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Kajian Pengaruh
Variasi Komposisi Metakaolin Terhadap Parameter Beton Memadat Mandiri dan
Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi” ini. Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi S1 Teknik Sipil Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
Penulis mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak dalam penulisan
skripsi ini sehingga semuanya dapat berjalan lancar. Oleh karena itu Penulis
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Segenap dosen dan staff Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Bapak Wibowo, S.T., D.E.A., selaku dosen pembimbing 1.
3. Bapak Ir. Antonius Mediyanto, M.T., selaku dosen pembimbing 2.
4. Bapak Prima Yustana, S.Sn., M.A., dan Bapak Sudarto dari Institut Seni
Indonesia Surakarta yang telah membantu dalam pembuatan metakaolin.
5. Keluarga Penulis yang telah memberikan dukungan dalam penulisan skripsi.
6. Rekan-rekan penelitian Skripsi.
7. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil UNS 2013 yang terus memberikan
semangat dan bantuan dalam penulisan skripsi.
8. Semua pihak yang telah membantu terselesainya skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu,
Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi
kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca
khususnya mahasiswa Teknik Sipil.
Surakarta, Juli 2017
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
ABSTRAK ... iv
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xiii
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah... 2
1.3. Batasan Masalah ... 3
1.4. Tujuan Penelitian ... 3
1.5. Manfaat Penelitian ... 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... 5
3.1 Tinjauan Pustaka... 5
3.2 Landasan Teori ... 8
2.2.1 Beton ... 8
2.2.1.1 Sifat ... 9
2.2.1.2 Kelebihan dan Kekurangan ... 9
2.2.2 Beton Mutu Tinggi (High Strength Concrete) ... 10
2.2.4.1 Sifat Beton Memadat Mandiri ... 11
2.2.4.2 Kelebihan dan Kekurangan ... 11
2.2.4.3 Pengujian ... 12
2.2.4 Bahan Penyusun Beton Mutu Tinggi Memadat Mandiri... 13
2.2.4.1 Semen Portland ... 13
2.2.4.2 Agregat Kasar ... 14
2.2.4.3 Agregat Halus ... 16
2.2.4.4 Air ... 18
2.2.4.5 Superplasticizer ... 19
2.2.4.6 Metakaolin ... 20
2.2.5 Pengujian Beton HSSCC ... 23
2.2.5.1 Fillingability ... 24
2.2.5.2 Passingability ... 24
2.2.5.3 Segregation Resistance ... 25
2.2.5.4 Kuat Tekan ... 25
2.2.5.5 Waktu Ikat Semen ... 26
BAB 3 METODE PENELITIAN... 27
3.1 Tinjauan Umum ... 27
3.2 Benda Uji ... 27
3.3 Alat Uji ... 28
3.4 Bahan Uji ... 36
3.5 Tahap Penelitian ... 38
3.6 Diagram Alir Penelitian ... 40
3.7 Standarisasi Pengujian Bahan Dasar Beton ... 44
3.7.2 Agregat Kasar ... 44
3.7.3 Semen ... 44
3.7.4 Self Compacting Concrete ... 45
3.8 Pengujian Bahan Dasar Beton ... 45
3.8.1 Agregat Halus ... 45
3.8.1.1 Pengujian Specific Gravity ... 45
3.8.1.2 Pengujian Gradasi ... 46
3.8.1.3 Pengujian Kadar Lumpur... 46
3.8.1.4 Pengujian Kadar Zat Organik ... 46
3.8.2 Agregat Kasar ... 47
3.8.2.1 Pengujian Specific Gravity ... 47
3.8.2.2 Pengujian Gradasi ... 48
3.8.2.3 Pengujian Abrasi... 48
3.8.3 Pengujian Waktu Ikat Semen (Setting Time) ... 49
3.9 Pembuatan dan Pengujian Metakaolin ... 50
3.9.1 Pembuatan Metakaolin ... 50
3.9.2 Pengujian Metakaolin ... 51
3.10 Perancangan Campuran Beton SCC ... 51
3.11 Pembuatan Benda Uji ... 51
3.12 Pengujian Beton Segar untuk SCC ... 52
3.12.1 Pengujian Flow Table ... 52
3.12.2 Pengujian L-box ... 53
3.12.3 Pengujian V-funnel ... 55
3.12.4 Pengujian V-funnel T-5 menit... 56
3.13 Perawatan Benda Uji ... 58
BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 59
4.1 Hasil Pengujian Bahan Penyusun Beton ... 59
4.1.1 Pengujian Agregat Halus ... 59
4.1.2 Pengujian Agregat Kasar ... 60
4.1.3 Pengujian Metakaolin ... 60
4.1.4 Pengujian Waktu Ikat ... 61
4.2 Mix Design ... 63
4.3 Hasil Pengujian Beton Segar ... 64
4.3.1 Hasil Pengujian Flow Table ... 64
4.3.2 Hasil Pengujian L-box ... 66
4.3.3 Hasil Pengujian V-funnel ... 69
4.4 Hasil Pengujian Beton Keras ... 72
4.4.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan ... 72
4.5 Pembahasan ... 75
4.5.1 Reaksi Pozolanik ... 75
4.5.2 Filler Effect ... 75
4.5.3 Ball Bearing Effect ... 76
4.5.4 Workabilitas... 77
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 78
5.1 Kesimpulan ... 78
5.2 Saran ... 79
DAFTAR PUSTAKA ... 80
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 flow table dan Abrams cone ... 24
Gambar 2.2 L-Box ... 24
Gambar 2.3 V-Funnel ... 25
Gambar 2.4 Compression Testing Machine ... 25
Gambar 2.5 Vicat ... 26
Gambar 3.10 Compression Testing Machine (CTM) ... 33
Gambar 3.11 Kerucut Abrams ... 33
Gambar 3.12 Flow Table ... 34
Gambar 3.13 L-Box ... 34
Gambar 3.14 V-funnel (a) Tampak Samping; (b) Tampak Atas ... 35
Gambar 3.15 Concrete Mixer ... 35
Gambar 3.16 Semen OPC ... 36
Gambar 3.17 Agregat Kasar ... 36
Gambar 3.18 Agregat Halus ... 37
Gambar 3.19 Kaolin ... 37
Gambar 3.20 Metakaolin ... 38
Gambar 3.21 Superlasticizer SIKA Viscocrete-1003 ... 38
Gambar 3.22 Diagram Alir Penelitian ... 40
Gambar 3.23 Diagram Alir Analisis Data dan Pembahasan ... 43
Gambar 3.24 Setup Pengujian Waktu Ikat Semen ... 49
Gambar 3.26 Setup Pengujian Flow Table ... 53
Gambar 3.27 Pengujian Flow Table ... 53
Gambar 3.28 Setup Pengujian L-box ... 54
Gambar 3.29 Pengujian L-box ... 55
Gambar 3.30 Setup Pengujian V-funnel ... 56
Gambar 3.31 V-funnel Test ... 56
Gambar 3.32 Test V-funnel T-5 menit ... 57
Gambar 3.33 Proses Perawatan (Curing) Benda Uji (a) Menaruh beton di Bakcuring; (b) Mengangkat beton 7 hari sebelum diuji ... 58
Gambar 3.34 Setup Pengujian Kuat Tekan ... 59
Gambar 3.35 Uji Kuat Tekan Beton ... 59
Gambar 4.1 Grafik Waktu Ikat Semen ... 62
Gambar 4.2 Grafik Waktu Aliran (T500) Slump Flow ... 65
Gambar 4.3 Grafik Diameter Rerata Slump Flow ... 65
Gambar 4.4 Grafik Waktu Alir L-box ... 67
Gambar 4.5 Grafik h2/h1 L-box ... 67
Gambar 4.6 Grafik Waktu V-funnel ... 70
Gambar 4.7 Grafik Waktu V-funnel T5menit ... 70
Gambar 4.8 Grafik Kuat Tekan Umur 14 dan 28 Hari ... 73
Gambar 4.9 Grafik Kuat Tekan Variasi Kadar Metakaolin ... 73
Gambar 4.10Filler Fffect ... 76
Gambar 4.11Ball Bearing Effect ... 77
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Susunan Unsur Semen Portland ... 13
Tabel 2.2 Jenis-jenis Semen Portland ... 14
Tabel 2.3 Syarat Gradasi Agregat Kasar ... 16
Tabel 2.4 Syarat Gradasi Agregat Halus ... 17
Tabel 2.5 Hasil Pengujian Kandungan Senyawa Kimia Metakaolin ... 22
Tabel 2.6 Kriteria Range Nilai SCC ... 23
Tabel 3.1 Kebutuhan Benda Uji ... 28
Tabel 3.2 Tabel Perubahan Warna Pada Uji Kadar Zat Organik Pasir ... 47
Tabel 4.1 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat Halus ... 59
Tabel 4.2 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 60
Tabel 4.3 Analisis Kuantitatif Pengujian XRF Metakaolin ... 61
Tabel 4.4 Hasil Pengujian vicat ... 61
Tabel 4.5 Rekapitulasi Mix Design Beton ... 63
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Flow Table ... 64
Tabel 4.7 Hasil Pengujian L-Box ... 66
Tabel 4.8 Hasil Pengujian V-funnel ... 69
