SKRIPSI
STUDI EKSPERIMENTAL SELF-COMPACTING CONCRETE DENGAN VARIASI KADAR ABU SEKAM
PADI PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN SEBAGAI BINDER MENGGUNAKAN AKTIVATOR SODIUM
SILIKAT DAN SODIUM HIDROKSIDA
PATRICIA AURELIA RUSLI NPM : 6101801097
PEMBIMBING: Dr. Johannes Adhijoso Tjondro
UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
(Terakreditasi Berdasarkan SK BAN-PT Nomor: 11370/SK/BAN-PT/AAK-ISK/S/X/2021)
BANDUNG
JANUARI 2022
SKRIPSI
STUDI EKSPERIMENTAL SELF-COMPACTING CONCRETE DENGAN VARIASI KADAR ABU SEKAM
PADI PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN SEBAGAI BINDER MENGGUNAKAN AKTIVATOR SODIUM
SILIKAT DAN SODIUM HIDROKSIDA
PATRICIA AURELIA RUSLI NPM : 6101801097
PEMBIMBING: Dr. Johannes Adhijoso Tjondro
...PENGUJI 1: Herry Suryadi, Ph.D.
...PENGUJI 2: Lidya Fransisca Tjong, Ir., M. T.
...UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
(Terakreditasi Berdasarkan SK BAN-PT Nomor: 11370/SK/BAN-PT/AAK-ISK/S/X/2021)
BANDUNG
JANUARI 2022
PERNYATAAN
Yang bertandatangan di bawah ini, saya dengan data diri sebagai berikut:
Nama : Patricia Aurelia Rusli NPM : 6101801097
Program Studi : Teknik Sipil
Fakultas Teknik, Universitas Katolik Parahyangan
Menyatakan bahwa skripsi dengan judul:
“Studi Eksperimental Self-Compacting Concrete dengan Variasi Kadar Abu Sekam Padi Pengganti Sebagian Semen Sebagai Binder Menggunakan Aktivator Sodium Silikat dan Sodium Hidroksida”
adalah benar-benar karya saya sendiri di bawah bimbingan dosen pembimbing. Saya tidak melakukan penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai dengan etika keilmuan yang berlaku dalam masyarakat keilmuan. Apabila di kemudian hari ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya, atau jika ada tuntutan formal atau non formal dari pihak lain berkaitan dengan keaslian karya saya ini, saya siap menanggung segala resiko, akibat, dan/atau sanksi yang dijatuhkan kepada saya, termasuk pembatalan gelar akademik yang saya peroleh dari Universitas Katolik Parahyangan.
Dinyatakan: di Bandung Tanggal: 18 Januari 2022
Patricia Aurelia Rusli ______________________
(6101801097)
i
STUDI EKSPERIMENTAL SELF-COMPACTING CONCRETE DENGAN VARIASI KADAR ABU SEKAM PADI PENGGANTI
SEBAGIAN SEMEN SEBAGAI BINDER MENGGUNAKAN AKTIVATOR SODIUM SILIKAT DAN SODIUM HIDROKSIDA
Patricia Aurelia Rusli NPM : 6101801097
Pembimbing: Dr. Johannes Adhijoso Tjondro
UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
(Terakreditasi Berdasarkan SK BAN-PT Nomor: 11370/SK/BAN-PT/AAK-ISK/S/X/2021)
BANDUNG JANUARI 2022
ABSTRAK
Beton adalah material yang banyak digunakan dan dibuat dengan melakukan pencampuran antara agregat kasar, agregat halus, air, dan semen. Produksi semen akan menghasilkan emisi CO2 yang menyebabkan efek rumah kaca dan berdampak pada perubahan iklim. Oleh karena itu, dikembangkan beton geopolimer yang menggunakan bahan ramah lingkungan sebagai pengganti semen. Abu sekam padi mengandung 85-90% komposisi silika dan direaksikan dengan aktivator berupa unsur alkali seperti sodium silikat (Na2SiO3) dan sodium hidroksida (NaOH) dapat berfungsi sebagai pengikat pada beton untuk mengurangi penggunaan semen. Beton self compacting memiliki workability yang tinggi dan mudah untuk dialirkan. Pada studi eksperimental ini, terdapat 3 variasi kadar abu sekam padi, yaitu:
10%, 20%, dan 30% abu sekam padi sebagai pengganti semen. Aktivator yang digunakan adalah Na2SiO3 dan NaOH dengan perbandingan 5 : 2. Water-binder ratio yang digunakan sebesar 0,4. Rentang nilai slump flow sebesar 650-800 mm. Pada studi eksperimental ini akan dilakukan uji kekuatan tekan, uji kekuatan tarik belah, modulus elastisitas, dan berat jenis beton. Dari pengujian ini, diperoleh kekuatan tekan pada umur 28 hari untuk variasi 10%, 20%, dan 30% abu sekam padi sebesar 39,025 MPa; 35,415 MPa; dan 29,383 MPa. Untuk kekuatan tarik belah pada umur 28 hari variasi 10%, 20%, dan 30% abu sekam padi sebesar 3,243 MPa; 2,632 MPa; dan 1,650 MPa. Modulus elastisitas untuk kadar 30% abu sekam padi pada umur 28 hari adalah 10338,327 MPa. Berat jenis untuk variasi 10%, 20, dan 30% abu sekam padi adalah sebesar 2,209 gr/cm3; 2,191 gr/cm3; dan 2,177 gr/cm3.
Kata Kunci: beton pemadatan mandiri; abu sekam padi; kekuatan tekan; kekuatan tarik belah;
modulus elastisitas
ii
EXPERIMENTAL STUDY OF SELF-COMPACTING CONCRETE WITH VARIATION OF RICE HUSK ASH AS A PARTIAL REPLACEMENT OF CEMENT AS A BINDER USING SODIUM
SILICATE AND SODIUM HYDROXIDE ACTIVATORS
Patricia Aurelia Rusli NPM : 6101801097
Advisor: Dr. Johannes Adhijoso Tjondro
PARAHYANGAN CATHOLIC UNIVERSITY
FACULTY OF ENGINEERING DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING
(Accreditated by SK BAN-PT Number: 11370/SK/BAN-PT/AAK-ISK/S/X/2021)
BANDUNG JANUARY 2022
ABSTRACT
Concrete is a widely used material and made by mixing coarse aggregate, fine aggregate, water, and cement. The production of cement will produce CO2 emissions that cause the greenhouse effect and have an impact on climate change. Therefore, concrete was developed using eco-friendly materials as a replacement for cement. Rice husk ash contains around 85-90% of silica content and reacted with alkaline activators such as sodium silicate (Na2SiO3) and sodium hydroxide (NaOH) can be used as a binder in concrete to reduce cement content. Self-compacting concrete has high workability and easy to flow. In this experimental study, will be used 3 variations of rice husk ash content, which are 10%; 20%;
and 30% of rice husk ash as a replacement of cement. The activator that used is Na2SiO3 and NaOH with a ratio of 5 : 2. The water binder ratio that used is 0,4. The target range of slump flow is 650-800 mm.
In this experimental study, compressive strength, splitting tensile strength, modulus of elasticity, and unit weight of concrete will be tested. From the test, the compressive strength at the 28th day on 10%, 20%, and 30% of rice husk ash content are 39,025 MPa; 35,415 MPa; and 29,383 MPa. The splitting tensile strength at the 28th day on 10%, 20%, and 30% of rice husk ash content are 3,243 MPa; 2,632 MPa; and 1,650 MPa. Modulus of elasticity on 30% of rice husk ash content at the 28th day is 10338,327 MPa. Unit weight on 10%, 20%, and 30% of rice husk ask are 2,209 gr/cm3; 2,191 gr/cm3; and 2,177 gr/cm3.
Keywords: self-compacting concrete; rice husk ash; compressive strength; splitting tensile strength; modulus of elasticity
iii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat dan penyertaan-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul
“STUDI EKSPERIMENTAL SELF-COMPACTING CONCRETE DENGAN VARIASI KADAR ABU SEKAM PADI PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN SEBAGAI BINDER MENGGUNAKAN AKTIVATOR SODIUM SILIKAT DAN SODIUM HIDROKSIDA”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat akademik dalam menyelesaikan program sarjana di Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil Universitas Katolik Parahyangan.
Banyak hambatan yang telah penulis lewati dalam penyusunan skripsi ini. Namun, penulis menyadari bahwa banyak pihak yang telah membantu baik dalam bentuk dukungan, saran, maupun kritik sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih dan rasa syukur yang sebesar- besarnya secara khusus kepada:
1. Orang tua penulis; Papa Benny Rusli dan Mama Tjoa Meij Ling serta saudara penulis; Prisilia Rivanny Rusli yang senantiasa memberi doa, perhatian, motivasi, dan kesabaran yang tidak pernah ada habisnya;
2. Dr. Johannes Adhijoso Tjondro selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, memberi saran dan wawasan, serta masukan kepada penulis dalam proses penulisan skripsi ini maupun saat perkuliahan;
3. Para dosen penguji skripsi yang telah banyak memberikan masukan dan saran;
4. Juan Khaleb selaku orang terdekat penulis yang senantiasa mendampingi sejak perkuliahan hingga berjuang bersama dalam proses pengerjaan skripsi terutama telah berkontribusi besar dalam membantu persiapan bahan dan pengecoran, bertukar pikiran, dan juga menemani keseharian, berbagi keluh kesah & cerita, serta memberi motivasi & saran;
5. Anastasia Kang, Franciska Ferlyn Theno, Michelline Hendrito, Sherena Chua, Thassya Gabriella Santioso selaku para sahabat sedari SMP sekaligus keluarga kedua yang setia berbagi cerita dan menghibur penulis;
iv
6. Bapak Markus Didi dan Bapak Heri Rustandi selaku staff Laboratorium Teknik Struktur Universitas Katolik Parahyangan yang telah memberi arahan dan membantu penulis di laboratorium;
7. Bapak Teguh Farid N., S. T. yang telah membantu penulis dalam pengujian benda uji;
8. Seluruh pihak yang terlibat secara langsung maupun tidak langsung selama penyusunan skripsi ini yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, penulis menerima saran dan masukan yang membangun.
Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca untuk penelitian maupun penerapan di masa yang akan datang.
Penulis, 18 Januari 2022
Patricia Aurelia Rusli 6101801097
v
DAFTAR ISI 1
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
PRAKATA ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR NOTASI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xv BAB 1 PENDAHULUAN ... 1-1 1.1 Latar Belakang ... 1-1 1.2 Inti Permasalahan ... 1-2 1.3 Tujuan Penelitian ... 1-2 1.4 Pembatasan Masalah ... 1-3 1.5 Metode Penelitian ... 1-3 1.6 Sistematika Penulisan ... 1-4 1.7 Diagram Alir Penelitian ... 1-5 BAB 2 STUDI PUSTAKA ... 2-1 2.1 Beton ... 2-1 2.2 Beton Geopolimer ... 2-2 2.3 Beton Pemadatan Mandiri (Self-Compacting Concrete / SCC) ... 2-2 2.4 Material Beton ... 2-4 2.4.1 Agregat Kasar ... 2-4 2.4.2 Agregat Halus ... 2-6 2.4.3 Semen ... 2-7 2.4.4 Abu Sekam Padi ... 2-8 2.4.5 Aktivator ... 2-9 2.4.6 Air ... 2-10 2.4.7 Superplasticizer ... 2-11
vi
2.5 Kekuatan Tekan Beton ... 2-12 2.5.1 Pola Keretakan ... 2-12 2.6 Kekuatan Tarik Belah Beton ... 2-13 2.7 Modulus Elastisitas Beton ... 2-14 2.8 Berat Jenis Beton ... 2-15 2.9 Metode Perawatan Beton (Curing) ... 2-15 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN... 3-1 3.1 Bahan dan Benda Uji ... 3-1 3.1.1 Bahan Uji ... 3-1 3.1.2Benda Uji ... 3-5 3.2 Pengujian Bahan Uji ... 3-5 3.2.1Pengujian Agregat Kasar ... 3-5 3.2.2 Pengujian Agregat Halus ... 3-6 3.3 Trial Mix Design Beton ... 3-8 3.3.1 Trial Mix untuk Variasi 30% Abu Sekam Padi ... 3-9 3.3.2 Trial Mix untuk Variasi 20% Abu Sekam Padi ... 3-10 3.3.3 Trial Mix untuk Variasi 10% Abu Sekam Padi ... 3-12 3.4 Prosedur Pengecoran Beton ... 3-13 3.5 Perawatan Beton ... 3-14 3.6 Prosedur Pengujian Beton ... 3-15 3.6.1 Uji Kekuatan Tekan ... 3-15 3.6.2 Uji Kekuatan Tarik Belah ... 3-16 3.6.3 Modulus Elastisitas ... 3-17 3.6.4 Berat Jenis ... 3-18 BAB 4 ANALISIS DATA ... 4-1 4.1 Analisis Uji Kekuatan Tekan ... 4-1 4.2 Analisis Faktor Umur Kekuatan Tekan Beton ... 4-3 4.3 Analisis Uji Kekuatan Tarik Belah ... 4-7 4.4 Analisis Hasil Pengujian Modulus Elastisitas ... 4-9 4.5 Analisis Hasil Pengujian Berat Jenis ... 4-11 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 5-1
vii
5.1 Kesimpulan ... 5-1 5.2 Saran ... 5-2 DAFTAR PUSTAKA ... xvi LAMPIRAN ... L1-1
viii
DAFTAR NOTASI
σ : Tegangan (MPa)
ε : Regangan
ɣ : Berat jenis (gr/cm3)
A : Luas penampang tertekan (mm2)
ACI : American Concrete Institute
Al : Alumunium
Al2O3 : Alumunium Trioksida
ASTM : American Society for Testing and Material
CaO : Kalsium Oksida
CO2 : Karbon Dioksida
D : Diameter benda uji (mm)
fc’ : Kekuatan tekan karakteristik beton (MPa)
fc : Kekuatan tekan beton (MPa)
fcb : Estimasi kekuatan tekan beton 28 hari (MPa)
Fe2O3 : Besi(II) Trioksida
H2O : Air
K2O : Kalium Dioksida LOI : Loss on Ignition
MgO : Magnesium Oksida
MnO2 : Mangan(IV) Oksida Na2O : Sodium Oksida Na2SiO3 : Sodium Silikat NaOH : Sodium Hidroksida P2O5 : Difosfor Pentaoksida
PUBI : Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia
s : Standar Deviasi
SCC : Self Compacting Concrete SiO2 : Silikat Dioksida
ix SNI : Standar Nasional Indonesia SO3 : Sulfur trioksida
SSD : Saturated Surface Dry
t : Tinggi benda uji (mm)
TiO2 : Titanium Dioksida
V : Volume benda uji (mm3)
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Diagram Alir Penelitian ... 1-6 Gambar 2.1 Alat uji slump-flow (EFNARC) ... 2-4 Gambar 2. 2 Kondisi Kadar Air pada Agregat (ACI E1-16) ... 2-5 Gambar 2.3 Tipe Pola Keretakan (ASTM C39/ C 39M-04a) ... 2-13 Gambar 2.4 Ilustrasi Pengujian Kekuatan Tarik Belah (ASTM C496) ... 2-14 Gambar 3.1 Agregat Kasar ... 3-1 Gambar 3.2 Agregat Halus ... 3-2 Gambar 3.3 Semen PCC ... 3-2 Gambar 3.4 Abu sekam padi sebelum digiling ... 3-3 Gambar 3.5 Mesin Penggiling Abu Sekam Padi ... 3-3 Gambar 3.6 Proses penyaringan abu sekam padi ... 3-3 Gambar 3.7 Abu sekam padi setelah disaring ... 3-3 Gambar 3.8 Sodium Hidroksida (NaOH) ... 3-4 Gambar 3.9 Sodium Silikat (Na2SiO3) ... 3-4 Gambar 3.10 Superplasticizer ... 3-5 Gambar 3. 11 Grafik Gradasi Agregat Halus ... 3-8 Gambar 3.12 Mixer kecil... 3-9 Gambar 3.13 Trial Mix 1 Variasi 30% Abu Sekam Padi ... 3-10 Gambar 3.14 Trial Mix 2 Variasi 30% Abu Sekam Padi ... 3-10 Gambar 3.15 Trial Mix 3 Variasi 30% Abu Sekam Padi ... 3-10 Gambar 3.16 Trial Mix 4 Variasi 30% Abu Sekam Padi ... 3-10 Gambar 3.17 Trial Mix 1 Variasi 20% Abu Sekam Padi ... 3-11 Gambar 3.18 Trial Mix 2 Variasi 20% Abu Sekam Padi ... 3-11 Gambar 3.19 Trial Mix 3 Variasi 20% Abu Sekam Padi ... 3-11 Gambar 3.20 Trial Mix 1 Variasi 10% Abu Sekam Padi ... 3-12 Gambar 3.21 Trial Mix 2 Variasi 10% Abu Sekam Padi ... 3-12 Gambar 3.22 Trial Mix 3 Variasi 10% Abu Sekam Padi ... 3-13 Gambar 3.23 Slump flow Pengecoran Variasi 10% Abu Sekam Padi... 3-14
xi
Gambar 3.24 Slump flow Pengecoran Variasi 20% Abu Sekam Padi... 3-14 Gambar 3.25 Slump flow Pengecoran Variasi 30% Abu Sekam Padi... 3-14 Gambar 3.26 Perawatan Beton Metode Membran ... 3-15 Gambar 3.27 Uji Kekuatan Tekan Menggunakan Compression Testing Machine .. 3-16 Gambar 3.28 Uji Kekuatan Tarik Belah Menggunakan Compression Testing Machine ... 3-17 Gambar 3.29 Uji Kekuatan Tarik Belah Menggunakan Universal Testing Machine dan Sensor LVDT ... 3-18 Gambar 4.1 Grafik Kekuatan Tekan saat 28 Hari untuk Semua Variasi ... 4- 2
Gambar 4.2 Benda Uji dengan Pola Keretakan Tipe 2 ... 4-3 Gambar 4.3 Benda Uji dengan Pola Keretakan Tipe 3 ... 4-3 Gambar 4.4 Benda Uji dengan Pola Keretakan Tipe 4 ... 4-3 Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Umur Uji dan Faktor Umur Uji/Kekuatan Tekan 4-4 Gambar 4.6 Grafik Umur Uji terhadap Kekuatan Tekan Regresi ... 4-6 Gambar 4.7 Grafik Kekuatan Tarik Belah saat 28 Hari untuk Semua Variasi ... 4-8 Gambar 4.8 Grafik Tegangan terhadap Regangan Sampel 1 ... 4-9 Gambar 4.9 Grafik Tegangan terahadap Regangan Sampel 2 ... 4-10 Gambar 4.10 Grafik Tegangan terahadap Regangan Sampel 3 ... 4-11 Gambar L2.1 Benda Uji Variasi 10% Abu Sekam Padi Umur 28 Hari Hasil Pengujian Kekuatan Tekan ... L2-1 Gambar L2.2 Benda Uji Variasi 20% Abu Sekam Padi Umur 28 Hari Hasil Pengujian Kekuatan Tekan ... L2-1 Gambar L2.3 Benda Uji Variasi 30% Abu Sekam Padi Umur 7 Hari Hasil Pengujian Kekuatan Tekan ... L2-3 Gambar L2.4 Benda Uji Variasi 30% Abu Sekam Padi Umur 14 Hari Hasil Pengujian Kekuatan Tekan ... L2-3 Gambar L2.5 Benda Uji Variasi 30% Abu Sekam Padi Umur 21 Hari Hasil Pengujian Kekuatan Tekan Menggunakan Universal Testing Machine ... L2-4
xii
Gambar L2.6 Benda Uji Variasi 30% Abu Sekam Padi Umur 28 Hari Hasil Pengujian Kekuatan Tekan Menggunakan Universal Testing Machine ... L2-4 Gambar L3.1 Benda Uji Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Belah Variasi 10% Abu Sekam Padi ... L3-1 Gambar L3.2 Benda Uji Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Belah Variasi 20% Abu Sekam Padi ... L3-1 Gambar L3.3 Benda Uji Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Belah Variasi 30% Abu Sekam Padi ... 11 Gambar L4.1 Grafik Tegangan-Regangan Modulus Elastisitas Sampel 1 ... L4-1 Gambar L4.2 Grafik Tegangan-Regangan Modulus Elastisitas Sampel 2 ... L4-2 Gambar L4.3 Grafik Tegangan-Regangan Modulus Elastisitas Sampel 3 ... L4-3
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Pengujian Beton Pemadatan Mandiri Berdasarkan EFNARC ... 2-3 Tabel 2.2 Gradasi Ideal untuk Agregat Kasar Menurut ASTM C33-03 ... 2-5 Tabel 2.3 Gradasi Ideal untuk Agregat Halus Menurut ASTM C33-03 ... 2-6 Tabel 2.4 Komposisi Kimia Abu Sekam Padi dari Laboratorium Pengujian TekMIRA (Maria Tiffany, 2014)... 2-9 Tabel 3.1 Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar ... 3- 6
Tabel 3.2 Hasil Pengujian Berat Isi Padat Agregat Kasar ... 3-6 Tabel 3.3 Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus ... 3-7 Tabel 3.4 Hasil Pengujian Gradasi dan Modulus Kehalusan Butir Agregat Halus ... 3-7 Tabel 3.5 Komposisi Material Trial Mix Variasi 30% Abu Sekam Padi ... 3-9 Tabel 3.6 Komposisi Material Trial Mix Variasi 20% Abu Sekam Padi ... 3-11 Tabel 3.7 Komposisi Material Trial Mix Variasi 10% Abu Sekam Padi ... 3-12 Tabel 4.1 Kekuatan Tekan Variasi 10% Abu Sekam Padi ... 4-1 Tabel 4.2 Kekuatan Tekan Variasi 20% Abu Sekam Padi ... 4-1 Tabel 4.3 Kekuatan Tekan Variasi 30% Abu Sekam Padi ... 4-2 Tabel 4.4 Nilai Umur per Kekuatan Tekan ... 4-4 Tabel 4.5 Nilai Estimasi Kekuatan Tekan 28 Hari & Kekuatan Tekan Karakteristik . 4- 5
Tabel 4.6 Perkiraan Kekuatan Tekan Karakteristik untuk Variasi 10% dan 20% Abu Sekam Padi ... 4-7 Tabel 4.7 Kekuatan Tarik Belah Variasi 10% Abu Sekam Padi... 4-7 Tabel 4.8 Kekuatan Tarik Belah Variasi 20% Abu Sekam Padi... 4-7 Tabel 4.9 Kekuatan Tarik Belah Variasi 30% Abu Sekam Padi... 4-8 Tabel 4.10 Koefisien Kekuatan Tekan Karakteristik Beton ... 4-9 Tabel 4.11 Berat Jenis dan Klasifikasi Benda Uji Variasi 10% Abu Sekam Padi ... 4-12 Tabel 4.12 Berat Jenis dan Klasifikasi Benda Uji Variasi 20% Abu Sekam Padi ... 4-12 Tabel 4.13 Berat Jenis dan Klasifikasi Benda Uji Variasi 30% Abu Sekam Padi ... 4-12
xiv
Tabel L1.1 Mix Design Variasi 10% Abu Sekam Padi ... L1-1 Tabel L1.2 Mix Design Variasi 20% Abu Sekam Padi ... L1-3 Tabel L1.3 Mix Design Variasi 30% Abu Sekam Padi ... L1-5
xv
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 Mix Design ... L1-1 LAMPIRAN 2 Benda Uji Hasil Pengujian Kekuatan Tekan ... L2-1 LAMPIRAN 3 Benda Uji Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Belah ... L3-1 LAMPIRAN 4 Data Modulus Elastisitas ... L4-1
1-1
1 BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembangunan infrastruktur di Indonesia terus dilakukan seperti pembangunan gedung, jalan, jembatan, irigasi, dan sebagainya yang dalam penerapannya berhubungan erat dengan sektor konstruksi. Berdasarkan data dari Direktori Perusahaan Konstruksi pada tahun 2019, terdapat 168.868 perusahaan konstruksi menurut provinsi dan skala usaha. Kebutuhan akan material konstruksi pun akan semakin banyak seiring dengan banyaknya perusahaan yang bergerak dalam bidang konstruksi. Beton merupakan material yang banyak digunakan karena memiliki kekuatan tekan yang tinggi, harganya relatif murah, dan dapat dibuat sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Beton dibuat dengan melakukan pencampuran antara agregat kasar, agregat halus, air, dan semen.
Di samping banyaknya keuntungan dari beton, produksi semen sebanyak 1 ton akan menghasilkan gas CO2 sebanyak 1 ton ke atmosfer (Aprianti, et al., 2015). Emisi CO2 menyebabkan efek rumah kaca yang berdampak pada perubahan iklim. Oleh karena itu, dikembangkan beton menggunakan bahan ramah lingkungan yang banyak mengandung silika (Si) dan alumina (Al) sebagai pengganti semen yang disebut dengan beton geopolimer.
Indonesia merupakan salah satu negara penghasil padi terbanyak di dunia, sehingga banyak ditemukan sekam padi. Abu sekam padi dari hasil pembakaran dengan suhu 8000C dapat digunakan sebagai alternatif pengganti semen karena mengandung 85-90% komposisi silika (Aprianti, et. al.,2015). Hal ini dapat dimanfaatkan untuk mengurangi penggunaan semen. Namun, abu sekam padi memerlukan rekasi kimia dengan unsur alkali seperti sodium silikat (Na2SiO3) &
sodium hidroksida (NaOH) atau kalium silikat (K2SiO3) & kalium hidroksida (KOH) sebagai aktivator agar dapat berfungsi sebagai pengikat pada beton (Das, et al., 2018).
1-2
Pada proses pembuatan beton, pemadatan harus selalu dilakukan untuk mengurangi udara yang terdapat pada campuran beton sehingga menjadi homogen dan tidak mengalami segregasi. Namun, terdapat beton self compacting atau beton pemadatan mandiri dengan workability yang tinggi dan mudah untuk dialirkan tanpa bantuan vibrator atau pemadatan (Schutter, et. al., 2008). Selain itu, pemanfaatan beton self compaction dapat mengurangi waktu konstruksi dan mengurangi polusi suara akibat vibrator (Okamura & Ouchi, 2003). Pencampuran beton self compacting harus memperhatikan bahwa jumlah agregat kasar maksimal 50% dari volume solid, jumlah agregat halus maksimal 40% dari volume mortar, serta menggunakan superplasticizer.
1.2 Inti Permasalahan
Inti permasalahan dari penelitian ini adalah menentukan proporsi mix design untuk beton pemadatan mandiri menggunakan abu sekam padi. Menentukan kadar superplasticizer yang digunakan agar memenuhi persyaratan slump flow untuk beton self compacting. Pengujian kekuatan tekan dan tarik belah, modulus elastisitas serta berat jenis beton pada umur 7 hingga 28 hari.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menentukan proporsi mix design menggunakan abu sekam padi sebanyak 10%, 20%, 30% sebagai pengganti semen.
2. Mengetahui kadar superplasticizer yang memenuhi persyaratan slump flow untuk beton self compacting
3. Mengetahui nilai kekuatan tekan dan tarik belah, modulus elastisitas serta berat jenis beton self compacting hingga umur 28 hari dengan kadar abu sekam padi sebanyak 10%, 20%, dan 30%.
1-3
1.4 Pembatasan Masalah
Batasan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Variasi kadar abu sekam padi yang digunakan adalah sebanyak 10%, 20%, dan 30% sebagai pengganti semen.
2. Ukuran agregat halus maksimum adalah 4,5 mm dan ukuran agregat kasar maksimum adalah 12,5 mm dalam kondisi saturated surface dry (SSD).
3. Abu sekam padi yang digunakan lolos melalui saringan No. 200.
4. Semen yang digunakan adalah Semen Portland Komposit (PCC) Tiga Roda.
5. Water-binder ratio sebesar 0,4.
6. Aktivator yang digunakan adalah sodium silikat (Na2SiO3)& sodium hidroksida (NaOH) dengan perbandingan 5 : 2.
7. Superplasticizer yang digunakan adalah Sika Viscocrete 3115-N.
8. Dilakukan untuk kondisi tulangan yang tidak terlalu rapat.
9. Rentang nilai slump flow = 650 – 800 mm.
10. Benda uji yang digunakan berbentuk silinder dengan diameter 100 mm dan tinggi 200 mm untuk umur 7, 14, 21 dan 28 hari.
1.5 Metode Penelitian 1. Studi Literatur
Studi literatur dilakukan sebelum melakukan studi eksperimental yang bertujuan untuk memperoleh referensi dan pemahaman konsep mengenai penelitian yang akan dilakukan. Studi literatur dilakukan menggunakan buku, jurnal, paper, perarturan, dsb.
2. Studi Eksperimental
Studi eksperimental dilakukan di Laboratorium Teknik Struktur Universitas Katolik Parahyangan. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian kekuatan tekan dan tarik belah menggunakan alat uji Compression Testing Machine (CTM) serta pengujian modulus elastisas menggunakan alat uji Universal Testing Machine (UTM) dan sensor Linear Variable Differential Transformer (LVDT).
1-4
1.6 Sistematika Penulisan
Penulisan skripsi dilakukan dengan sistematika sebagai berikut:
1. BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini akan membahas mengenai latar belakang masalah, inti permasalahan, tujuan penulisan, pembatasan masalah, metode penelitian, dan sistematika penulisan.
2. BAB II STUDI PUSTAKA
Pada bab ini akan membahas mengenai landasan teori dan dasar-dasar teori yang akan digunakan dalam penyusunan skripsi ini.
3. BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini akan membahas mengenai persiapan pengujian, pelaksanaan pengujian, dan pencatatan hasil pengujian yang dilakukan.
4. BAB IV ANALISIS DATA
Pada bab ini akan membahas mengenai analisis dari data hasil pengujian studi eksperimental.
5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini akan membahas mengenai kesimpulan yang diperoleh dari studi eksperimental yang telah dilakukan serta saran-saran bagi penguji selanjutnya.
1-5
1.7 Diagram Alir Penelitian
Mulai
Studi Literatur
Persiapan Bahan Uji
Pengujian Bahan Uji TIDAK
Standar
Perhitungan Mix Design
Trial Mix Design
Apakah slump memenuhi persyaratan?
TIDAK
A
1-6
Gambar 1.1 Diagram Alir Penelitian
A
Pengujian Benda Uji:
1. Uji Kekuatan Tekan Benda Uji 2. Uji Kekuatan Tarik Benda Uji
Analisis Data
Kesimpulan
Selesai
Pembuatan Benda Uji
Perawatan Benda Uji
