PENGARUH RASIO SEMEN-FLY ASH TERHADAP RESISTENSI BETON HIGH VOLUME FLY ASH - SELF COMPACTING CONCRETE SETELAH TERPAPAR ASAM SULFAT.

(1)

commit to user

PENGARUH RASIO SEMEN-FLY ASH TERHADAP

RESISTENSI BETON HIGH VOLUME FLY ASH - SELF

COMPACTING CONCRETE SETELAH TERPAPAR ASAM

SULFAT

(Effect Of Cement-Fly Ash Ratio On Concrete Resistance Of High Volume Fly Ash-Self Compacting Concrete After Exposure Sulfuric

Acid)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

GALUH PURBANING TYAS

NIM. I 1112040

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

(2)

commit to user

(3)

commit to user

HALAMAN PENGESAHAN

PENGARUH RASIO SEMEN-FLY ASH TERHADAP RESISTENSI

BETON HIGH VOLUME FLY ASH - SELF COMPACTING

CONCRETE SETELAH TERPAPAR ASAM SULFAT

Acid)

SKRIPSI

Disusun oleh :

GALUH PURBANING TYAS

NIM. I 1112040

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada hari Rabu, 15 April 2015 :

Tim Penguji :

1. Prof. S.A. Kristiawan, ST, MSc, PhD NIP. 19690501 199512 1 001

2. Ir. Sunarmasto, MT.

NIP. 19560717 198703 1 003

3. Wibowo, ST.,DEA.

NIP. 19690501 1995512 1 001

4. Ir. Endang Rismunarsi, MT. NIP. 19570917 198601 2 001

Mengetahui, Mengesahkan,

Ketua Jurusan Teknik Sipil Ketua Program Studi Non-Reguler Jurusan Teknik Sipil

Ir. Bambang Santosa, MT. Edy Purwanto, ST, MT. NIP. 19590823 198601 1 001 NIP. 19680912 199702 1 001

(4)

commit to user

HALAMAN PERSETUJUAN

PENGARUH RASIO SEMEN-FLY ASH TERHADAP RESISTENSI

BETON HIGH VOLUME FLY ASH - SELF COMPACTING

CONCRETE SETELAH TERPAPAR ASAM SULFAT

Acid)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

GALUH PURBANING TYAS

NIM. I 1112040

Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan :

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Prof. S. A. Kristiawan, ST, MSc, PhD Ir. Sunarmasto, MT. NIP. 19690501 199512 1 001 NIP. 19560717 198703 1 003

(5)

commit to user PERSEMBAHAN

Ku persembahkan skripsi ini untuk....

Moechtarom Suski,

lelaki terhebatku atas segenap waktu, kesabaran, jiwa dan raga untuk anak puterinya. Sosok Bapa yang selalu menemani dan membimbing setiap langkahku. Terimakasih untuk hidupmu yang begitu

berarti bagiku

.

Nok Eko.R,

wanita terhebatku atas hati yang tulus dan penuh kasih sayang. Sosok Mama yang tak akan tergantikan dalam hidupku. Terimakasih atas kesabaranmu, keikhlasan doamu, kasih dan sayang yang

tak pernah putus untukku.

Bunga Amoring Tyas dan Mehty Pirarening Tyas,

kedua kakak terhebatku, terimakasih atas suport dan doa yang tak pernah putus. Telah

menjadi teman dan sahabat abadi disepanjang waktuku.

Jibran Syeikh Al-Atha

bagai malaikat kecilku, yang selalu membuatku terhibur dikala sedih dan lelah. Adikku, Jadilah lelaki hebatku.

Jojo, Driameda Ijhe Ledo, Tika, Ayis, dan Nyanyun,

kalian pelipur hati disetiap suasana. Terimakasih untuk warna cerita yang kalian berikan

dalam kehidupan ini.

A2009 UGM, teman-teman Non-Reg UNS angkatan 2012,

kalian semua adalah keluarga bagiku

.

(6)

commit to user

MOTTO

Saat berkata “tidak mungkin” itulah bagian dari

kesombongan...karna masih ada Kehendak Tuhan.

Hidup adalah anugerah yang paling indah dari Sang Pencipta, berisi

proses dengan segala liku yang indah pula.

Masa lalu tidak akan pernah berada di masa depan, tapi masa lalu

yang membawa kita pada masa yang akan datang.

Barang siapa yang mengaharap pertemuan dengan Allah maka

sesungguhnya waktu (yang dijanjikan) Allah, itu pasti datang dan

Dialah yang maha mendengar dan maha mengetahui.

(Q.S AL-ANKABUT, 29:5)

Biarlah harapanmu menjadi cerminmu, bukan takutmu (Nelson

Mandela).

(7)

commit to user

PENGANTAR

Syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan penulisan laporan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala yang sulit untuk dipecahkan hingga terselesaikannya penyusunan laporan skripsi ini. Pada kesempatan ini penyusun ingin mengucapkan terimakasih kepada:

1. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf.

2. Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Segenap pimpinan Program Studi Non-Reguler Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Yang terhormat P r o f . Stefanus Adi Kristiawan, ST, MSc, Ph.D selaku Dosen Pembimbing I.

5. Yang terhormat Ir. Sunarmasto, MT selaku Dosen Pembimbing II. 6. Yang terhormat Ir. Suryoto, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik.

7. Yang terhormat Ir. Endang Rismunarsi, MT dan Wibowo, ST., DEA selaku Dosen Penguji Pendadaran.

8 . Rekan-rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini.

Penyusun menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penyusun mengharap saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan laporan skripsi yang akan datang. Akhir kata semoga laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya.

Surakarta, April 2015

Penyusun

(8)

commit to user

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... iv

ABSTRAK ... vi

PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR NOTASI ... xiv

BAB 1. PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 4

1.1. Batasan Masalah ... 4

1.2. Tujuan Penelitian ... 5

1.3. Manfaat Penelitian ... 5

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... 6

2.1 Tinjauan Pustaka ... 6

2.2 Landasan teori ... 7

2.2.1 Beton ... 7

2.2.2 High Volume Fly Ash Concrete (HVFAC) ... 8

2.2.2.1 Pengertian High Volume Fly ash Concrete (HVFAC) ... 8

2.2.2.2 Spesifikasi High Volume Fly ash Concrete (HVFAC) ... 9

2.2.2.3 Keunggulan dan Kelemahan High Volume Fly ash Concrete (HVFAC) . ... 10

2.2.3 Self Compecting Concrete (SCC) ... 11

(9)

commit to user

2.2.3.1 Sifat Self Compecting Concrete (SCC) ... 12

2.2.3.2 Keunggulan dan Kelemahan Self Compecting Concrete (SCC) ... 15

2.2.4 High Volume Fly ash-Self Compecting Concrete (HVFA-SCC) ... 16

2.2.4.1 Pengertian High Volume Fly ash-Self Compecting Concrete (HVFA-SCC) ... 16

2.2.4.2 Bahan Penyusun High Volume Fly ash-Self Compecting Concrete (HVFA-SCC) ... 16

2.2.5 Asam Sulfat ... 19

2.2.6 Scanning Electron Microscope - EDX ... 22

BAB 3. METODE PENELITIAN ... 26

3.1. Pengujian Bahan Dasar Beton ... 26

3.1.1. Agregat Halus ... 26

3.1.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus ... 26

3.1.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus ... 27

3.1.1.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus ... 27

3.1.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 28

3.1.2. Agregat Kasar ... 28

3.1.2.1. Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar ... 28

3.1.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar ... 29

3.1.3 Fly Ash ... 30

3.2. Rancang Campur High Volume Fly Ash-Self Compacting Concrete (HVFA–SCC) ... 30

3.3. Pembuatan Adukan dan Pengujian Sifat Beton Segar HVFA-SCC ... 33

3.4. Benda Uji Penelitian ... 40

3.5. Curing (Perawatan) HVFA-SCC ... 42

3.6. Pengujian Kuat Tekan HVFA-SCC ... 43

3.7. Pengamatan Makro dan Mikro Struktur Beton HVFA-SCC ... 44

3.8. Tahap Penelitian ... 45

(10)

commit to user

BAB 4. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ... 48

4.1. Hasil Pengujian Agregat ... 48

4.2. Rancang Campur Adukan Beton ... 48

4.3. Pengujian Beton Segar ... 48

4.4. Hasil dan Pembahasan Pengujian ... 49

4.4.1. Pengujian Kuat Tekan Beton High Volume Fly ash-Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) (ASTM C642-97) ... 49

4.4.2. Perubahan Makro Struktur Beton High Volume Fly ash-Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) (ASTM C1585-04) ... 58

4.4.2.1. Perubahan Makro Struktur Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 60% ... 58

4.4.3 Pengujian Data Mikro Struktur Beton High Volume Fly Ash-Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) ... 62

4.4.3.1. Hasil Pengujian Mikro Struktur Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 65% Rendam Air Umur 90 Hari ... 62

4.4.3.2. Hasil Pengujian Mikro Struktur Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 65% Rendam Asam Sulfat Umur 90 Hari... 63

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ... 66

5.1. Kesimpulan ... 66

5.2. Saran ... 67

PENUTUP ... 68

DAFTAR PUSTAKA ... 69 DAFTAR LAMPIRAN

(11)

commit to user

DAFTAR NOTASI

A = massa kering-oven di udara, (gram) A = Luas (mm2)

a = berat pasir kering oven (gram)

ASTM = American Standar for Testing and Materials

B = massa kering-permukaan di udara setelah perendaman, (gram) b = berat volumetricflash berisi air (gram)

C = massa contoh uji kering-permukaan di udara setelah perendaman dan pendidihan, (gram)

c = berat volumetricflash berisi pasir dan air (gram) cm = centimeter

D = diameter (mm)

d = berat pasir dalam keadaan kering permukaan jenuh (500 gram) d1 = Σ persentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan e = Σ persentase kumulatif berat pasir yang tertinggal

f = berat agregat kasar (3000 gram) f.a.s. = faktor air semen

f’c = kuat tekan beton

G =Bulk density after immersion G0 = berat pasir awal (100 gram) G1 = berat pasir akhir (gram)

g1 = kerapatan massa kering, g/cm' dan g2 = kerapatan semu, g/cm3

g = berat agregat kasar setelah direndam 24 jam dan permukaannya dikeringkan dengan kain lab (gram)

gr = gram

h = berat agregat kasar jenuh (gram) h1 = tinggi campuran pada prisma utama h2 = tinggi campuran pada prisma kedua kg = kilogram

(12)

commit to user kg/m3 = kilogram per meter kubik

kN = kilo newton MPa = mega pascal

SNI = Standar Nasional Indonesia

t ₌_{Akar dari waktu (detik)}

(13)

(14)

commit to user

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Parameter Kimia Fly Ash...17 Tabel 3.1. Tabel Perubahan Warna Pada Uji Kadar Zat Organik Pasir... 27 Tabel 3.2. Tabel Rincian Benda Uji Perubahan Makro Struktur dan Uji Kuat

Tekan Beton………... 42 Tabel 4.1. Persentase Perubahan Nilai Kuat Tekan Beton HVFA-SCC Rendam

Asam Sulfat Terhadap Beton HVFA-SCC Rendam Air (28 Hari)... 54 Tabel 4.2. Rekapitulasi Uji Kuat Tekan Beton HVFA-SCC Rendam Air... 55 Tabel 4.3. Rekapitulasi Uji Kuat Tekan Beton HVFA-SCC Rendam Asam

Sulfat Konsentrasi 5% ... 56

Tabel 4.4. Tabel Rincian Benda Uji Perubahan Makro Struktur dan Uji Kuat Tekan Beton ...…….... 62

(15)

commit to user

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Scanning Electron Microscopy (SEM) dari Fly Ash _{... 10}

Gambar 2.2. Serangan Asam Sulfat Pada Beton ... 21

Gambar 2.3. Prinsip Kerja SEM-EDX ... 25

Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap-Tahap Penelitian ... 32

Gambar 3.2. Flow Table ... 35

Gambar 3.3. J-Ring Flow Table ... 37

Gambar 3.4. L-Box ... 38

Gambar 3.5. Box Type ... 39

Gambar 3.6. V-Funnel ... 40

Gambar 3.7. Sketsa Benda Uji (Silinder) ... 40

Gambar 3.8. Pengujian Kuat Tekan Beton. ... 44

Gambar 3.9. Skema Tahapan Penelitian ... 46

Gambar 4.1. Grafik Hubungan Antara Umur Pengujian dengan Kuat Tekan Rerata Beton Rendam Air ... 50

Gambar 4.2. Grafik Perbandingan Nilai Kuat Tekan Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 0% Antara Rendam Air dengan Asam Sulfat ... 51

(16)

commit to user

Gambar 4.8. Grafik Hubungan Perubahan Kuat Tekan Beton dengan Umur Antara Beton Rendam Asam Sulfat dengan Rendam Air Usia 28 Hari ... 54 Gambar 4.9.Grafik Hubungan Antara Diameter Rerata dengan Umur

Beton HVFA-SCC Rendam Asam Sulfat ... 56 Gambar 4.10.Perubahan Makro Struktur Sampel Benda Uji Kadar Fly Ash 60%

Rendam Asam Sulfat ... 58 Gambar 4.11.Perubahan Makro Struktur Sampel Benda Uji Kadar Fly Ash 65%

Rendam Asam Sulfat ... 59 Gambar 4.12.Perubahan Makro Struktur Sampel Benda Uji Kadar Fly Ash 70%

Rendam Asam Sulfat ... 60 Gambar 4.13.Hasil Uji SEM Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 65% Umur 90

Hari Rendam Air ... 62 Gambar 4.14.Hasil Uji SEM Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 65% Umur 90

Hari Rendam Asam Sulfat (Permukaan) ... 63 Gambar 4.15.Hasil Uji SEM Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 65% Umur 90

Hari Rendam Asam Sulfat (Tengah) ... 63

(17)

commit to user

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A : UJI BAHAN

LAMPIRAN B : KEBUTUHAN BAHAN LAMPIRAN C : BETON SEGAR

LAMPIRAN D : NILAI UJI KUAT TEKAN BETON

LAMPIRAN E : HASIL UJI MAKRO DAN MIKRO STRUKTUR BETON LAMPIRAN F : DOKUMENTASI

(18)

commit to user

ABSTRAK

Galuh Purbaning Tyas, 2015, Pengaruh Rasio Semen-Fly Ash Terhadap Resistensi

Beton High Volume Fly Ash – Self Compacting Concrete Setelah Terpapar Asam Sulfat.

Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Struktur beton diharapkan memiliki keawetan dan ketahanan yang baik selama waktu yang direncanakan. Kurangnya ketahanan disebabkan oleh banyak faktor, salah satunya berupa serangan zat kimia seperti asam sulfat. Serangan asam sulfat biasanya terjadi pada bangunan laut yang airnya mengandung klorida dan sulfat seperti pada pelabuhan, bangunan tepi pantai, pengeboran lepas, bangunan pengolahan limbah, dan industri air tanah. Asam sulfat merupakan zat kimia yang memiliki agresifitas yang cukup tinggi yang dapat merubah struktur pada beton. Bahan tambah fly ash dapat mengurangi dampak reaksi pasta semen pada beton dengan asam sulfat, meningkatkan kepadatan, dan workability. Penggunaan self compacting concrete juga akan menghasilkan beton dengan workability yang baik dan mengurangi penggunaan air.

Kadar penggunaan fly ash pada beton hingga lebih dari 50% disebut dengan high volume fly ash – self compacting concrete. Kadar fly ash sebagai pengganti sebagian semen dalam beton yang cukup tinggi mampu memperkecil ruang antar agregat sehingga mengurangi reaksi beton dengan asam sulfat yang akan melarutkannya. Meningkatnya durabilitas beton sehubungan dengan penggunaan fly ash dapat ditunjukkan melalui uji resistensi beton dalam melawan serangan asam sulfat. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen yang dilakukan di Laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret. Untuk observasi pengujian perubahan struktur makro dan uji kuat tekan beton digunakan benda uji silinder diameter 15 cm dan tinggi 30 cm sebanyak 144 buah.

Untuk observasi penelitian struktur mikro yang dilakukan di Laboratorium MIPA Universitas Malang dengan menggunakan Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X Ray (SEM-EDX), digunakan benda uji slab slab persegi dengan ukuran 5 mm x 5 mm x 5 mm sebanyak 3 buah. Variasi penambahan kadar fly ash yang digunakan adalah 0% (sebagai pembanding), 50%, 55%, 60%, 65%, dan 70% total berat binder. Benda uji akan direndam dalam air dan asam sulfat (konsentrasi 5%). Pengambilan data benda uji penelitian struktur makro dan uji kuat tekan beton dilakukan saat beton umur 7 hari, 28 hari, 56 hari, dan 90 hari. Pengujian benda uji penelitian struktur mikro dilakukan saat beton umur 90 hari yang direndam air dan direndam asam sulfat. Hasil penelitian pada beton HVFA-SCC menunjukkan penggunaan fly ash yang semakin tinggi dalam campuran beton akan mengurangi dampak buruk akibat reaksi dengan asam sulfat. Beton HVFA-SCC kadar fly ash 65% memiliki perubahan struktur makro dan mikro yang baik, dan memiliki nilai kuat tekan yang optimum pada umur beton 90 hari dibandingkan variasi kadar fly ash lain setelah terpapar asam sulfat

Kata kunci : fly ash, HVFA-SCC, Scanning Electron Microscope.

(19)

commit to user

ABSTRACT

Galuh Purbaning Tyas, 2015, “Effect of Ratio-Fly Ash Cement Concrete Resistance Against The High Volume Fly Ash-Self Compacting Concrete After Exposure to

Sulfuric Acid”. Thesis of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Sebelas

Maret University Surakarta.

Concrete structures are expected to have good durability and endurance during the planned time. Lack of robustness caused by a relatively stout, among other factors such as chemical attacks such as sulfuric acid. Sulfuric acid attacks usually occur in buildings sea water contains chloride and sulfate as the harbor, waterfront buildings, offshore drilling, building sewage treatment, industrial water and soil. Sulfuric acid is a chemical substance that has a high enough aggressiveness that can change the structure in concrete. The added material will reduce the impact of fly ash concrete reaction with sulfuric acid, increasing the density, and workability. The use of self-compacting concrete also will produce concrete with good workability and reduce water use. Levels of use of fly ash in concrete by more than 50% of so-called high-volume fly ash - self compacting concrete. The levels of fly ash as a partial replacement of cement in concrete high enough able to reduce the space between aggregates, thereby reducing the concrete reaction with sulfuric acid that would dissolve it. Increased durability of concrete in connection with the use of fly ash can be demonstrated by testing the concrete resistance against sulfuric acid attack.

This study used an experimental method which is carried out in the Laboratory of Materials and Structures Department of Civil Engineering University of March. For observation and testing of changes in the macro-structure of concrete compressive strength test specimen used cylinder diameter of 15 cm and 30 cm height of 144 pieces.

For observation of microstructure research conducted at the Laboratory of Mathematics, University of Malang by using Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), use a square slab slab specimen with a size of 5 mm x 5 mm x 5 mm 3 pieces. Variations addition of fly ash levels used were 0% (for comparison), 50%, 55%, 60%, 65%, and 70% of the total weight of the binder. Test specimen shall be immersed in water and sulfuric acid (5% concentration). Data retrieval research specimen macro structure and concrete compressive strength test performed when the concrete life of 7 days, 28 days, 56 days, and 90 days. The test specimen microstructure research done while the concrete life of 90 days soaked in water and soaked sulfuric acid. Results of research on concrete HVFA-SCC showed that the use of fly ash in concrete mix the higher will reduce the negative effect caused by the reaction with sulfuric acid. HVFA-SCC concrete fly ash content of 65% had changes in the structure of both macro and micro, and have the optimum value of compressive strength of concrete at the age of 90 days compared to the other variations of fly ash levels after exposure to sulfuric acid.

Keywords: fly ash, HVFA-SCC, Scanning Electron Microscope.