commit to user
i
PADA BETON MENGGUNAKAN PASIR NORMAL DAN
PASIR MERAPI SERTA PENAMBAHAN
POZZOLAN
LUMPUR LAPINDO
Study of Concrete Compressive Strenght and Modulus of Elasticity using
Normal Sand and Merapi Sand and also additive Lapindo Mud Pozzoland
SKRIPSI
Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Oleh :
MUHAMMAD RIFKY
NIM. I 0107111
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
commit to user
ii
TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS
PADA BETON MENGGUNAKAN PASIR MERAPI SERTA
PENAMBAHAN
POZZOLAN
LUMPUR LAPINDO
Study of Concrete Compressive Strenght and Modulus of Elasticity using
Merapi Sand and also additive Lapindo Mud Pozzoland
Disusun Oleh :
MUHAMMAD RIFKY
NIM. I 0107111
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2011 Dosen Pembimbing I
Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD NIP. 19691026 199503 1 002
Dosen Pembimbing II
commit to user
iii
PADA BETON MENGGUNAKAN PASIR MERAPI SERTA
PENAMBAHAN
POZZOLAN
LUMPUR LAPINDO
Study of Concrete Compressive Strenght and Modulus of Elasticity using
Merapi Sand and also additive Lapindo Mud Pozzoland
SKRIPSI
Disusun oleh:
MUHAMMAD RIFKY
NIM. I 0107111
Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarajana teknik
Pada Hari : Selasa
Tanggal : 2 Agustus 2011 Tim Penguji Pendadaran :
1. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD ………
N I P . 19691026 199503 1 002
2. Ir.Endang Rismunarsi,MT ………
N I P . 19570917 198601 2 001
3. Ir. Sunarmasto, MT ………
N I P . 19560717 198703 1 003
4. Endah Safitri, ST, MT ………
N I P . 19701212 200003 2 001
Mengetahui, Disahkan
a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik sipil
Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS
Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD Ir. Bambang Santosa, MT
commit to user
iv
TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS
PADA BETON MENGGUNAKAN PASIR NORMAL DAN
PASIR MERAPI SERTA PENAMBAHAN
POZZOLAN
LUMPUR LAPINDO
Study of Concrete Compressive Streght and Modulus of Elasticity using
Normal Sand and Merapi Sand and also additive Lapindo Mud Pozzoland
SKRIPSI
Disusun oleh:
MUHAMMAD RIFKY
NIM. I 0107111
Pembimbing :
1. Kusno Adi Sambowo, ST, PhD ………
N I P . 19691026 199503 1 002
2. Ir.Endang Rismunarsi,MT ………
commit to user
viii
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “
Tinjauan Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas pada Beton menggunakan Pasir
Normal dan Pasir Merapi serta penambahan Pozzolan Lumpur Lapindo”.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka
banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya
penyusunan skripsi ini. Untuk itu, Penulis ingin menyampaikan ucapan
terimakasih kepada :
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf,
2. Pimpinan Jurusan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf,
3. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD selaku dosen pembimbing I,
4. Ir.Endang Rismunarsi,MT selaku dosen pembimbing II
5. Ir.Budi Susilo,MT selaku Dosen Pembimbing Akademis.
6. Tim Dosen Penguji Pendadaran,
7. Staf pengelola/laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur Jurusan
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret,
8. Rekan-rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini
9. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2007 dan semua pihak yang
telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung yang tidak
dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu,
saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan
skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang
membutuhkan, khususnya bagi penulis sendiri.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, Juli 2011
commit to user
vii
Muhammad Rifky, 2011.Tinjauan Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas pada Beton menggunakan Pasir Normal dan Pasir Merapi serta penambahan
Pozzolan Lumpur Lapindo. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas beton merupakan parameter utama untuk menentukan mutu beton. Kuat Tekan merupakan kemampuan beton tersebut dalam menahan beban yang dipikulnya. Tolak ukur yang umum dari sifat elastic suatu bahan adalah modulus elastisitas yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan perubahan bentuk persatuan panjang,sebagai akibat dari tekanan yang diberikan.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total benda uji 36 buah. Benda uji yang digunakan adalah silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Dengan variasi penggantian pasir merapi yang digunakan adalah 0%,20%,40%,60%,80% dan 100%. Serta variasi penambahan pozzolan lupmpur lapindo 0% dan 5% dari berat semen. Mutu beton yang direncanakan adalah fc’ = 30 MPa. Uji tekan dan modulus elastisitas dilakukan pada umur 28 hari,
Penggunaan replacement pasir merapi 100% terhadap berat pasir normal dapat meningkatkan kuat tekan beton dari 27,14 MPa menjadi 35,93 MPa (naik 22,9%). Penggunaan bahan tambah pozzolan lumpur lapindo sebesar 5% terhadap berat semen dapat meningkatkan kuat tekan beton dari 35,93 MPa menjadi 37,35 Mpa (naik 3,9%). Penggunaan replacement pasir merapi yang optimum pada penelitian ini yaitu pada kadar 100% dengan kuat tekan 35,93 MPa.
commit to user
viii
ABSTRACT
Muhammad Rifky, 2011.Tinjauan Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas pada Beton menggunakan Pasir Normal dan Pasir Merapi serta penambahan
Pozzolan Lumpur Lapindo. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas beton merupakan parameter utama untuk menentukan mutu beton. Kuat Tekan merupakan kemampuan beton tersebut dalam menahan beban yang dipikulnya. Tolak ukur yang umum dari sifat elastic suatu bahan adalah modulus elastisitas yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan perubahan bentuk persatuan panjang,sebagai akibat dari tekanan yang diberikan.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total benda uji 36 buah. Benda uji yang digunakan adalah silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi
30 cm. Dengan variasi pasir merapi yang digunakan adalah
0%,20%,40%,60%,80% dan 100%. Serta variasi penambahan pozzolan lupmpur lapindo 0% dan 5%. Mutu beton yang direncanakan adalah fc’ = 30 MPa.
Uji tekan dan modulus elastisitas dilakukan pada umur 28 hari,
Ditinjau dari variasi kadar pasir merapi dan pozzolan lumpur lapindo yang dipakai didapatkan bahwa penggunaan pasir merapi 100% dan pozzolan lumpur lapindo 5% dapat meningkatkan kuat tekan beton menjadi 37,348 Mpa. Dan nilai modulus elastisitas terbesar juga pada penggunaan pasir merapi 100% dan pozzolan lumpur lapindo 5%.
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Beton sebagai bahan bangunan sudah lama diketahui dan digunakan
secara luas oleh masyarakat. Hal ini disebabkan karena beton mempunyai
kelebihan dibandingkan dengan bahan lain,diantaranya harganya yang
relative murah,mudah dalam pengerjaan dan perawatannya,mudah di
bentuk sesuai kebutuhan,tahan terhadap perubahan cuaca,tahan terhadap
korosi dan lebih tahan api. Selain itu kelebihan beton dibandingkan dengan
bahan konstruksi lain adalah memiliki kuat desak yang tinggi.
Dalam proses pembuatan beton dilakukan dengan cara mencampurkan
agregat, semen, pasir, dan air dengan proporsi campuran yang
berbeda-beda. Campuran tersebut jika dituang dalam suatu cetakan kemudian
dibiarkan maka akan mengeras seperti batuan. Pengerasan itu terjadi oleh
peristiwa reaksi kimia antara air dan semen, yang berlangsung dalam
waktu yang panjang, dan akibatnya campuran tersebut selalu bertambah
keras setara dengan umurnya. Beton yang sudah keras dapat disebut
sebagai batu tiruan, dengan rongga-rongga antara butiran yang besar
(agregat kasar, kerikil atau batu pecah) diisi oleh butiran yang lebih kecil
(agregat halus, pasir), dan pori-pori antara agregat halus ini diisi oleh
semen dan air (pasta semen). Pasta semen ini berfungsi selain mengisi
pori-pori diantara butiran-butiran agregat halus juga bersifat sebagai
perekat/pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran
agregat saling terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa yang
kompak dan padat. Untuk mendapatkan beton dengan kualitas beton yang
optimal sangat perlu diperhatikan dalam pemilihan kualitas
commit to user
hal ini proporsi campuran adalah faktor utama yang mempengaruhi
kekuatan beton yang salah satunya adalah kuat desak beton.
Bahan penyusun beton memiliki karakteristik dan fungsi yang berbeda
dan saling mempengaruhi. Semen dalam campuran beton berfungsi
sebagai bahan pengikat antar agregat, sedangkan untuk dapat bereaksi
semen membutuhkan air yang sekaligus untuk membasahi agregat agar
mudah dalam pengerjaan. Penggunaan semen yang mutlak ada dalam
setiap konstruksi beton menuntut untuk ditemukannya suatu bahan baru
yang berfungsi untuk menggantikan peran semen dalam pembuatan semen
atau setidaknya sebagai pengganti sebagian semen dengan prosentase
penggantian tertentu yang dapat mengurangi penggunaan semen.
Pencarian bahan baru tersebut sangat dibutuhkan karena bahan-bahan
dasar pembuatan semen yang berasal dari alam yaitu kapur, silika,
alumina, lama-kelamaan akan habis. Selain itu ketergantungan terhadap
semen akan membuat harga semen akan semakin tinggi yang kemudian
akan berdampak pada mahalnya biaya pembuatan beton.
Semen sebagai unsur utama pembentuk beton juga akan meningkat
kebutuhannya sementara ketersediannya terbatas, di sisi lain bencana
lumpur Lapindo semakin meluas dan volume lumpur yang dihasilkan terus
bertambah sehingga menimbulkan berbagai permasalahan. Hal inilah yang
menjadikan alasan untuk memanfaatkan lumpur Lapindo sebagai bahan
alternatif pengganti semen/semen replika yang mempunyai persyaratan
teknis dan nilai ekonomis yang tinggi.
Pozzolan adalah bahan yang mengandung silica atau aluminosilika
yang secara sendiri, tidak atau sedikit mempunyai sifat mengikat seperti
semen akan tetapi dalam bentuknya yang halus dan dengan adanya air,
maka senyawa tersebut akan bereaksi secara kimia dengan hidroksida -
hidroksida alkali atau alkali tanah pada temperatur ruang membentuk atau
membantu terbentuknya senyawa-senyawa yang mempunyai sifat seperti
commit to user
Pada dasarnya pozzolan dibagi menjadi dua jenis, yaitu :
1. Pozzolan alam yaitu bahan alam yang berupa batu-batuan atau pasir
ringan dan mudah dikerjakan yang berasal dari tanah lava dan gunung
berapi.
2. Pozzolan buatan yaitu pozzolan yang didapat dari proses pembakaran.
Misalnya dari proses pembakaran tanah liat ataupun bauksit, batu bara
(fly ash) dan abu sekam.
Pada penelitian kali ini digunakan lumpur Lapindo sebagai bahan
pengganti sebagian semen karena kandungan bahan kimia pada lumpur
Lapindo sama persis dengan ‘fly ash’ , limbah dari hasil pembakaran batu
bara. Lumpur Lapindo pada penelitian ini bersifat sebagai pozzolan.
Pozzolan lumpur Lapindo diperoleh dari hasil kalsinasi (pembakaran)
lumpur Lapindo kering dan dilanjutkan dengan proses pengayakan guna
menghasilkan pozzolan yang halus dan lolos saringan no 200. Lumpur
Lapindo Sidoharjo merupakan pozzolan yang cukup reaktif dan bersifat
asam karena mengandung senyawa SiO2 sebanyak 51,49 % dan senyawa
alumina (Al2O3) sebanyak 25,25% (BPPT, 2002) yang merupakan unsur
utama pembuatan semen, sehingga lumpur Lapindo memenuhi
syarat-syarat untuk digunakan sebagai pengganti semen.
Sifat dari pozzolan adalah sebagai bahan pengisi pori-pori pada beton.
Di dalam peranannya sebagai pengisi pori-pori, pozzolan dapat mengubah
karakteristik kohesif dari beton, sehingga memperbaiki ketahanan te
rhadap bleeding. Ditinjau dari segi kimia, pozzolan mempunai pengaruh
positif terhadap beton. Dalam campuran beton, SiO2 yang reaktif dari
pozzolan akan bereaksi dengan kapur/kalsium hidroksida dari semen
Portland membentuk kalsium hidrosilikat.
Ca(OH)2 + SiO2 + H2O CaOSiO2 + 2H2O
Pasir berfungsi sebagai material pengisi dalam pembuatan beton.
Akan tetapi, pasir dapat terbuat dari bermacam-macam bahan penyusun
dan dengan demikian, beton yang dibuat dengan jenis pasir yang berbeda
commit to user
Pada penelitian kali ini juga menggunakan Pasir Merapi. Pasir Merapi
merupakan pasir vulkanik berasal dari lava yang dingin dan memiliki
permukaan yang kasar dan berpori.
Pasir sebagai unsur pembentuk beton juga akan meningkat
kebutuhannya dalam pembuatan beton, di sisi lain bencana Gunung
Merapi semakin meluas dan material pasir yang dihasilkan terus
bertambah sehingga menimbulkan berbagai permasalahan. Hal inilah yang
menjadikan alasan untuk memanfaatkan pasir Gunung Merapi sebagai
bahan dalam campuran beton yang mempunyai persyaratan teknis dan
nilai ekonomis yang tinggi.
Hubungan tegangan-regangan beton yang timbul akibat beban luar
yang bekerja,merupakan hal yang penting untuk mempelajari karakteristik
dari gaya-gaya dalam beton. Hal ini dapat digunakan untuk menyelesaikan
analisis dan perencanaan suatu bagian struktur. Dari parameter
tegangan-tegangan beton ada hal yang menarik untuk dikaji lebih lanjut,yaitu
modulus elastisitas. Modulus elastisitas merupakan suatu tolak ukur umum
yang digunakan untuk pengukuran sifat-sifat elastis suatu bahan. Modulus
elastisitas suatu bahan sangat erat hubungannya dengan kekuatan suatu
bahan menahan suatu beban. Selain parameter modulus elastisitas ada ladi
yaitu kuat tekan. Kuat tekan merupakan kemampuan beton tersebut dalam
menahan beban yang dipikulnya, apabilla kuat tekan beton semakin besar
maka mutu beton juga semakin baik. Dengan penggunan lumpur lapindo
sebagai pengganti sebagian semen diharapkan mampu meningkatkan
elastisitas beton dan kuat tekan beton sehingga dengan sendirinya
elastisitas beton dan kuat tekan beton semakin tinggi.
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, dapat
dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh pasir merapi dalam campuran beton terhadap
commit to user
2. Bagaimana pengaruh lumpur lapindo sebagai additive (bahan tambah)
terhadap nilai kuat tekan dan modulus elastisitas.
3. Mengetahui nilai kadar optimum pasir merapi terhadap kuat tekan dan
modulus elastisitas.
1.3.
Batasan Masalah
Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan
batasan-batasan masalah sebagai berikut :
1. Semen yang digunakan adalah semen tipe I (OPC).
2. Mutu beton yang disyaratkan adalah memiliki f’c = 30 MPa.
3. Pozzolan yang digunakan adalah hasil kalsinasi lumpur Lapindo pada
suhu 750º C.
4. Ukuran agregat kasar maksimal 20 mm dan minimum 5 mm.
5. Reaksi kimia yang timbul akibat penggantian semen dan penggunaan
pasir merapi tidak dibahas secara mendalam.
1.4.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji sejauh mana pengaruh
penggunaan lumpur Lapindo sebagai pengganti sebagian semen dan pasir
dari letusan gunung Merapi sebagai pengganti sebagian agregat halus
terhadap kuat tekan dan modulus elastisitas.
1.5.
Manfaat Penelitian
Diharapkan dalam penelitian ini dapat diperoleh manfaat :
1. Manfaat teoritis
a. Memberikan pengetahuan tentang beton terutama penggunaan
lumpur Lapindo sebagai pengganti sebagian semen.
b. Memberikan pengetahuan tentang beton terutama penggunaan pasir
dari letusan gunung Merapi sebagai pengganti sebagian agregat
commit to user
c. Memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu bahan dan struktur.
2. Manfaat praktis
a. Menambah alternatif bahan penyusun beton yaitu bahan pengganti
semen dan pengganti agregat halus untuk mengatasi kekurangan dan
kelangkaan bahan pembuat semen dan persediaan agregat halus serta
juga untuk mengurangi biaya.
b. Mampu memberikan solusi terhadap bencana Lumpur Lapindo dan
meletusnya Gunung Merapi.
c. Memanfaatkan Lumpur Lapindo untuk diproduksi sebagai bahan
bangunan terutama sebagai bahan pengganti sebagian semen dan
commit to user
7
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka
2.1.1. Beton
Beton pada dasarnya adalah campuran dari dua bagian yaitu agregat dan
pasta. Pasta terdiri dari semen Portland dan air, yang mengikat agregat (pasir dan
kerikil/batu pecah) menjadi suatu massa seperti batuan, ketika pasta tersebut
mengeras akibat reaksi kimia antara semen dan air
(Paulus, 1989:5).
Beton yang paling padat dan kuat diperoleh dengan menggunakan jumlah air
yang minimal konsisten dengan derajad workabilitas yang dibutuhkan untuk
memberikan kepadatan maksimal. Derajat kepadatan harus dipertimbangkan
dalam hubungannya dengan cara pemadatan dan jenis konstruksi, agar terhindar
dari kebutuhan akan pekerjaan yang berlebihan dalam mencapai kepadatan
maksimal. (Murdock, 1991:97)
Beton sangat banyak dipakai secara luas sebagai bahan bangunan. Bahan
tersebut diperoleh dengan cara mencampurkan semen Portland, air, agregat (dan
kadang – kadang bahan tambah, yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia
tambahan, serat, sampai bahan buangan non-kimia) pada perbandingan tertentu.
Kekuatan, keawetan dan sifat beton yang lain tergantung pada sifat bahan dasar
tersebut di atas, nilai perbandingan bahan-bahannya, cara pengadukan maupun
cara pengerjaan selama penuangan adukan beton, cara pemadatan dan cara
perawatan selama proses pengerasan (Tjokrodimuljo, 1996).
Beton adalah suatu campuran yang tediri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau
agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat
dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang, satu atau
lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik
tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu
commit to user
Struktur beton harus mampu menghadapi kondisi dimana dia direncanakan,
tanpa mengalami kerusakan (deteriorate) selama jangka waktu yang
direncanakan. Beton yang demikian disebut mempunyai ketahanan yang tinggi
(durable). Kurangnya ketahanan disebabkan oleh pengaruh luar seperti pengaruh
fisik, kimia maupun mekanis, misalnya pelapukan oleh cuaca, perubahan
temperatur yang drastis, abrasi, aksi elektrolis, serangan oleh cairan atau gas alami
ataupun industri. Besarnya kerusakan yang timbul sangat tergantung pada kualitas
beton, meskipun pada kondisi yang ekstrim beton yang terlindung dengan baik
pun akan mengalami kehancuran. (Paul Nugraha & Antoni, 2007 : 207).
Pozzolan adalah bahan alam atau buatan yang sebagian besar terdiri dari
unsur-unsur silikat dan atau aluminat yang reaktif (PUBI, 1982).
Bahan campuran tambahan (admixture) adalah bahan yang bukan air, agregat,
maupun semen yang ditambahkan ke dalam campuran sesaat atau selama
pencampuran. Fungsi dari bahan ini adalah untuk mengubah sifat-sifat beton agar
menjadi cocok untuk pekerjaan tertentu, ekonomis, atau untuk tujuan lain seperti
menghemat energi (Nawy, 1990).
Suatu bangunan struktur beton diberi beban dari berbagai arah, termasuk
vertikal dan horizontal. Oleh karena itu beton dirancang untuk mampu menahan
desak dari arah manapun, termasuk berat sendiri beton karena pengaruh gravitasi.
Nilai kuat tekan yang tinggi diperlukan oleh beton dalam menahan beban di
atasnya. Adapun mutu beton dapat ditingkatkan dengan berbagai cara, salah
satunya yaitu dengan memberikan bahan campuran tambahan pada saat
pencampuran beton (mix design).
Tolak ukur yang umum dari sifat elastik suatu bahan adalah modulus
elastisitas, yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan
perubahan bentuk per-satuan panjang, sebagai akibat dari tekanan yang diberikan.
Modulus elastisitas tidak berkaitan langsung dengan sifat-sifat beton lainnya,
meskipun kekuatan yang lebih tinggi biasanya mempunyai harga E yang lebih
commit to user
Beton banyak digunakan sebagai struktur bangunan karena mempunyai
banyak keuntungan,diantaranya :
1. Sebagian bahan pembentuknya didapat dari daerah setempat,kecuali semen
portland.
2. Beton tahan terhadap aus dan juga tahan api / kebakaran.
3. Beton dapat dibentuk sesuai keinginan dalam berbagai ukuran.
4. Tidak memerlukan pemeliharaan yang rumit
5. Beton kuat dalam menahan desak, serta mempunyai sifat tahan terhadap
pengkaratan maupun pembusukkan oleh kondisi lingkungan.
2.1.2. Semen Portland
Pemilihan bahan pembentuk beton yang memiliki kualitas baik, perhitungan
proporsi yang tepat, cara pengerjaan dan perawatan yang baik, dan penambahan
bahan tambah yang tepat dengan kadar yang optimum yang diperlukan akan
menentukan kualitas beton yang dihasilkan.
Semen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara
menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang
bersifat hidrolis dengan gibs sebagai bahan tambahan (PUBI, 1982).
Semen Portland dibuat dengan beberapa langkah, sehingga sangat halus dan
memiliki sifat adesif maupun kohesif. Semen diperoleh dengan membakar secara
bersamaan, suatu campuran dari calcareous (yang mengandung kalsium karbonat
atau batu gamping) dan argillaceous (yang mengandung alumina) dengan
perbandingan tertentu. Secara umum kandungan Semen Portland ialah : kapur,
silica, dan alumina. Ketiga bahan dasar tersebut dicampur dan dibakar dengan
suhu 1550 C dan menjadi klinker. Setelah itu kemudian dikeluarkan, didinginkan
dan dihaluskan sampai halus seperti bubuk kemudian ditambahkan gips atau
kalsium sulfat (CaSO4) kira-kira 2 sampai 4 persen sebagai bahan pengontrol
waktu pengikatan (Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996).
Bahan dasar pembentuk semen Portland terdiri dari kapur, silika, alumina dan
oksida besi. Oksida tersebut bereaksi membentuk suatu produk yang terbentuk
akibat peleburan. Uncur-unsur pembentuk semen dapat dilihat pada Tabel 2.1
commit to user
Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland
Oksida Persen (%)
Kapur (CaO)
Silika (SiO2)
Alumina (Al2O3)
Besi (Fe2O3)
Magnesium (MgO)
Sulfur (SO3)
Soda/potash (Na2O + K2O)
60-65
17-25
3-8
0,5-6
0,5-4
1-2
0,5-1
Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)
Menurut Kardiyono Tjokrodimuljo (1996) unsur yang paling penting pada semen
ada empat buah, yaitu :
a. Trikalsium Silikat (C3S) atau 3CaO.SiO2
b. Dikalsium Silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2
c. Trikalsium Aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3
d. Tetrakalsium Aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.Fe2O3
Dua unsur pertama yaitu point C3S dan C2S biasanya mempunyai bagian
70-80 persen dari semen sehingga merupakan bagian yang paling dominan dalam
memberikan sifat semen.
Pada umumnya semen diklasifikasikan menjadi 5 jenis semen, seperti yang
commit to user
Tabel 2.2. Jenis-jenis Semen Portland
Jenis Semen Karakteristik Umum
Jenis I Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak
memerlukan persyaratan khusus.
Jenis II Semen Portland yang penggunaannya memerlukan
ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.
Jenis III Semen Portland yang penggunaannya memerlukan
persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah
pengikatan.
Jenis IV Semen Portland yang penggunaannya menuntut panas
hidrasi rendah.
Jenis V Semen Portland yang penggunaannya menuntut
persyaratan sangat tahan terhadap sulfat.
Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)
Dalam pedoman beton 1989 disyaratkan dalam pembuatan beton harus
memenuhi syarat-syarat SNI 0013-18 ”Mutu dan Cara Uji Semen”. Dalam
penelitian ini digunakan semen jenis I yang digunakan untuk tujuan umum.
2.1.2.1Semen Portland Pozzolan
Semen Portland Pozzolan adalah suatu semen hidrolisis yang terdiri dari
campuran yang homogen antara semen Portland dengan pozzolan yang halus,
yang diproduksi dengan menggiling klinker semen Portland dan pozzolan
bersama-sama, atau mencampur secara merata bubuk semen Portland dengan
bubuk pozzolan, atau gabungan antara menggiling dan mencampur, dimana kadar
pozzolan 15% sampai dengan 40% massa semen Portland pozzolan (SNI
15-0302-2004).
2.1.3. Pozzolan
Pozzolan adalah bahan yang mengandung silika atau senyawanya dan
alumina yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen, akan tetapi dalam
bentuknya yang halus dan dengan adanya air, senyawa tersebut akan beraksi
secara kimia dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar membentuk senyawa
commit to user
Sifat-sifat umum dari Pozzolan antara lain :
1. Tidak mempunyai sifat bila berdiri sendiri.
2. Terdiri dari sebagian besar unsur-unsur silica atau alumina (75%-80%).
3. Bila berbentuk bahan halus dan bersama-sama kapur padam akan mempunyai
sifat mengikat.
4. Kekuatannya bila dicampur dengan kapur sangat tergantung dari susunan
kimianya, terutama kandungan silica aktifnya.
5. Kehalusannya akan mempengaruhi kekuatannya.
2.1.4. Lumpur lapindo
Lumpur lapindo bermula dari luapan air panas dari kedalaman 6150-8500
kaki yang meluap kepermukaan tanah dengan menggerus pasir dan silt, gerusan
itulah yang membuat luapan air panas itu berbentuk mirip lumpur dengan
kandungan air yang dominan dan panas mencapai 900 C (Rudi Rusbiandini).
Para ahli geologi meyakini lumpur panas yang menyembur dari lahan
pengeboran Lapindo sebagai mud vulcano atau gunung api yang meletus dari
dalam tanah yang telah berusia 4,9 juta tahun. Lumpur lapindo terbentuk melalui
mekanisme pengendapan yang sangat cepat, sehingga belum terendapkan secara
sempurna. Endapan model ini bersifat sangat plastis, akibatnya ketika mendapat
tekanan dari lapisan diatasnya, lapisan lumpur akan mencari jalan keluar melalui
bidang patahan.
Komposisi Lumpur Lapindo yang utama adalah clay 40-45% berpotensi
untuk bahan clinker semen dengan penambahan kapur dan bijih besi, namun
kendala utama adalah kadar air yang sangat tinggi padahal untuk masuk tanur
semen batas kadar air 5% (tekmira).
Secara geoteknik lumpur lapindo termasuk dalam anorganik lanauan dengan
berat jenis 3,04 – 3,07 (berat jenis anorganik lanauan biasa 2,6). Merupakan zeolit
dengan unsur utama SiO2. Zeolit adalah senyawa alumino - silikat terhidrasi yang
secara fisik dan kimia mempunyai kemampuan sebagai bahan penyerap
(adsorpsi), penukaran kation dan katalis. Unsur utama mineral zeolit terdiri dari
kation alkali dan alkali tanah. Zeolit terbentuk karena proses diagnetik, proses
commit to user
berukuran debu pada lingkungan danau yang bersifat alkali. Pemanfaatan yang
potensial adalah penggunaan lumpur untul beton dengan pencampuran lumpur
4m3, 20 liter polimer dan semen 1,6 ton. Berdasarkan penelitian sifat mekanis
beton dari lumpur baik,uji TCLP memenuhi baku mutu dan biaya lebih murah
karena menggunakan bahan yang dianggap limbah (Budi Lantiono, LAPI ITB)
2.1.5. Agregat
Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi
dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60% - 80%
dari volume mortar atau beton. Meskipun hanya sebagai bahan pengisi, tetapi
agregat sangat berpengaruh terhadap sifat mortar atau beton, sehingga pemilihan
agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton.
Berdasarkan ukuran butirannya, agregat yang dipakai beton dapat dibedakan
menjadi dua jenis, yaitu :
a. Agregat kasar, adalah agregat yang butirannya berkisar antara 5 mm sampai
40 mm.
b. Agregat halus, adalah agregat yang butirannya berkisar antara 0,15 mm
sampai 5 mm.
Dalam peneltian ini digunakan pasir dari letusan gunung Merapi sebagai agregat
halus dan kerikil sebagai agregat kasar.
2.1.6. Agregat Halus
Agregat halus untuk beton dapat berupa pasir alam hasil disintegrasi alami
dari batu-batuan alam (natural sand) atau berupa pasir buatan yang dihasilkan dari
alat-alat pemecah batuan (artificial sand) dengan ukuran kecil (0,15 mm- 5 mm)
atau lebih kecil dari 4,74 mm (SK SNI T-15-1991). Agregat halus harus
memenuhi persyaratan gradasi agregat halus yang telah ditentukan.
Syarat-syarat agregat halus sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.3, adalah
sebagai berikut :
a. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras.
b. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% (ditentukan
terhadap berat kering). Bila kadar lumpur melampui batas 5% maka agregat
commit to user
c. Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak yang harus
dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams-Harder (dengan larutan
NaOH).
d. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam dan apabila diayak,
harus memenuhi syarat-syarat berikut :
1) Sisa di atas ayakan 4 mm, harus minimum 2% berat.
2) Sisa di atas ayakan 1 mm, harus minimum 10% berat.
3) Sisa di atas ayakan 0,25 mm, harus berkisar antara 80% sampai 90% berat.
e. Pasir laut tidak boleh digunakan sebagai agregat halus untuk semua mutu
beton, kecuali dengan petunjuk lembaga paemeriksaan bahan yang diakui.
Persyaratan gradasi agregat halus dapat dilihat dalam Tabel 2.3 berikut ini:
Tabel 2.3. Persyaratan Gradasi Agregat Halus ASTM C 33-74a
Ukuran saringan (mm) Persentase lolos (%)
9,5 100
4,75 95-100
2,36 80-100
1,18 55-85
0,60 25-60
0,3 10-30
0,15 2-10
Sumber : Murdock & Brook (1979)
2.1.7. Agregat Kasar
Agregat kasar didefinisikan sebagai butiran yang tertahan saringan 4,75 mm
(No 4 standart ASTM). Agregat kasar sebagai bahan campuran untuk membentuk
beton dapat berupa sebagai berikut :
a. Kerikil adalah bahan yang terjadi karena hasil disintegrasi alami dari batuan
dan terbentuklah agak bulat serta permukaannya yang licin atau diperoleh
dengan cara meledakkan, memecah maupun menyaring.
b. Batu pecah (kricak) adalah bahan yang diperoleh dari batu yang dipecah
menjadi pecahan-pecahan berukuran 5-70 mm. Butir-butirannya berbentuk
commit to user
Syarat-syarat untuk agregat kasar yang dipakai sebagai bahan campuran adukan
beton sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.4 adalah sebagai berikut :
a. Agregat kasar harus terdiri dari butiran-butiran yang keras dan tidak
berpori.
b. Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% (ditentukan
dari berat kering).
c. Agregat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton
seperti zat reaktif alkali.
d. Keausan dari butir-butir agregat kasar diperiksa dengan mesin Los
Angelos dengan syarat-syarat tertentu.
e. Agregat kasar terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam besarnya dan
tidak melewati saringan 5 mm.
f. Besar butiran agregat maksimal tidak boleh lebih dari 1/5 jarak terkecil
antara bidang-bidang samping dari cetakan, 1/3 dari tebal plat, atau ¾
dari jarak bersih minimal antara batang-batang atas berkas tulangan.
Persyaratan gradasi untuk agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.4 berikut ini :
Tabel 2.4. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar ASTM C 33-74
Ukuran Saringan (mm) Persentase lolos (%)
25 95-100
19 -
12,5 25-60
9,5 -
4,75 0-10
2,36 0-5
Sumber : Murdock & Brook (1979)
Untuk agregat kasar,penelitian ini menggunakan agregat ringan. Agregat
ringan adalah agregat yang mempunyai apparent specific gravity kurang dari 2,6.
Sutopo (2004) mengemukakan bahwa ciri khas agregat ringan adalah mempunyai
porositasdan daya serap air tinggi. Karena strukturnya berpori, agregat ringan
mempunyai berat jenis dan kekuatan yang lebih rendah dari agregat normal.
commit to user
buatan. Agregat ringan alami contohnya adalah diatomite,pumice (batu apung)
volcanic cinders dan tuff yang berasal dari gunung api. Pumice lebih banyak
digunakan daripada yang lain. Akan tetapi, karena bahan-bahan ini hanya dapat
ditemui di beberapa tempat, agregat ini tidak digunakan secara luas. Dalam
penelitin ini digunakan batu apung sebagai agregat kasar.
Batu apung terbentuk dari magma asam oleh aksi letusan gunung api yang
mengeluarkan materialnya ke udara, kemudian mengalami transportasi secara
horizontal dan terakumulasi sebagai batuan piroklastik. Sifat kimia dan fisika batu
apung antara lain,yaitu : mengandung oksida SiO2, Al2O2, Fe2O2, Na2O, K2O,
MgO, CaO, TiO2, SO3, dan CL, hilang pijar (Loss of Ignition) 6%, pH 5, bobot isi
ruah 480 – 960 kg/cm3, peresapan air (water absorption) 16,67%, berat jenis 0,8
gr/cm3, hantaran suara (sound transmission) rendah, rasio kuat tekan terhadap
beban tinggi, konduktifitas panas (thermal conductivity) rendah, dan ketahanan
terhadap api sampai dengan 6 jam. Akan tetapi, karena bahan – bahan ini hanya
dapat ditemui di beberapa tempat, agregat ini tidak digunakan secara luas,
2.1.8. Air
Air merupakan bahan dasar dalam pembuatan dan perawatan beton yang
sangat penting. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen untuk menjadi bahan
pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan.
Menurut Kardiyoo Tjokrodimulyo (1996) untuk bereaksi dengan semen, air
yang diperlukan hanya sekitar 25% dari berat semen, namun dalam kenyataannya
nilai faktor air semen yang dipakai sulit kurang dari 0,35. Karena beton yang
mempunyai proporsi air sangat kecil menjadi kering dan sangat sukar dipadatkan,
maka dibutuhkan tambahan air untuk menjadi pelumas. Dengan catatan bahwa
tambahan air untuk pelumas ini todak boleh terlalu banyak karena kekuatan beton
akan menjadi rendah serta betonnya menjadi porous.
Syarat-syarat air untuk campuran beton sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.6,
yaitu :
a. Tidak mengandung organik (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.
b. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat
commit to user
c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.
d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.
2.2. Dasar Teori
2.2.1. Kuat desak beton
Kuat desak adalah suatu parameter yang menunjukkan besarnya beban
persatuan luas yang menyebabkan benda uji hancur oleh gaya tekan tertentu. Kuat
desak merupakan salah satu sifat yang penting dalam menentukan mutu atau
kualitas beton itu sendiri yang ditentukan oleh agregat, perbandingan semen, dan
perbandingan jumlah air. Perbandingan jumlah air dan jumlah semen adalah
faktor penting yang mempengaruhi kekuatan beton. Semakin kecil perbandingan
jumlah air den gan jumlah semen maka kuat desak beton akan semakin tinggi. Air
dibutuhkan dalam pembuatan beton untuk menimbulkan reaksi kimia dengan
semen dalam pengerasan beton. Jumlah air yang berlebihan akan meningkatkan
kemudahan pengerjaan (workability), akan tetapi akan menurunkan kekuatan
desak beton.
Namun demikian kekuatan mutu beton yang tinggi bukan merupakan tujuan
utama, karena dalam pembuatan beton akan menghasilkan kekuatan yang
berbeda-beda sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan. Pembuatan beton akan
berhasil jika dalam pencapaian kuat desak beton sesuai dengan yang telah
direncanakan dalam rancang campur beton. Berikut adalah yang mempengaruhi
kuat desak beton :
1. Faktor air semen, hubungan faktor air semen dengan kuat tekan beton adalah
semakin rendah nilai faktor air semen maka semakin tinggi nilai kuat ekan
beton. Tetapi pada kenyataannya pada suatu nilai faktor air semen tertentu
semakin rendah nilai faktor air semen maka kuat tekan beton akan rendah.
Hal ini terjadi karena jika faktor air semen terlalu rendah menyebabkan
adukan beton sulit dipadatkan. Dengan demikian ada suatu nilai optimal yang
menghasilkan kuat desak atau kuat tekan betn yang maksimal.
2. Umur beton, kekuatan beton akan bertambah sesuai dengan umur beton
tersebut. Kecepatan bertambahnya kekuatan beton dipengaruhi oleh faktor air
commit to user
lambat kenaikan kekuatan betonnya, dan semakin tinggi suhu perawatan
maka semakin cepat kanaikan kekuatan betonnya.
3. Jenis semen, kualitas pada jenis-jenis semen memiliki laju kenaikan kekuatan
yang berbeda.
4. Efisiensi dari perawatan (curing), kehilangan kekuatan sampai 40%,dapat
terjadi bila pengeringan terjadi sebelum waktunya. Perawatan adalah hal yang
sangat penting pada pekerjaan di lapangan dan pada pembuatan benda uji.
5. Sifat agregat, dalam hal ini kekerasan permukaan (relief) dan ukuran
maksimum agregat berpengaruh terhadap kekuatan beton.
Kuat desak beton adalah beban desak yang diberikan persatuan luas
penampang beton. Untuk mendapatkan besarnya nilai kuat desak beton digunakan
benda uji silinder diameter 15cm dan tinggi 30 cm pada umur beton 30 hari, dan
dengan rumus:
絀 诰ꥸúƼǴ ...(2.1)
dengan:
fc’ = kuar desak beton (Mpa)
Pmaks = beban maksimum (N)
A = luas penampang benda uji beton (m2)
commit to user
2.2.2. Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas didefinisikan sebagai kemiringan dari diagram tegangan
regangan yang masih dalam keadaan elastisitas. Modulus elastisitas yang besar
menunjukkan kemampuan menahan tegangan yang cukup besar dalam kondisi
regangan yang masih kecil, artinya bahwa beton tersebut mampu menahan
tegangan (desak utama) yang cukup besar akibat beban-beban yang terjadi pada
suatu regangan ( sebagai kemampuan terjadi retak) kecil, tolak ukur yang umum
dari sifat elastisitas yang merupakan perbandingan dari desakan yang diberikan
dengan perubahan bentuk persatuan panjang sebagai akibat dai desakan yang
diberikan.
Harga sebenarnya dari modulus elatisitas (E) untuk beton bergantung paada
faktor yang berkaitan dengan adukan,tetapi hubungan yang lazim
dipertimbangkan diantara modulus elastisitas dan kekuatan beton.
Perhitungan modulus elastisitas dalam penelitian ini berdasarkan rekomendasi
dari ASTM-C 469-94 yaitu modulus chord. Adapun perhitungan modulus
elastisitas shord (Ec) adalah :
퇈 诰 4.44449 ...(2.2)
dengan:
Ec = Modulus Elastisitas (Mpa)
S2 = Tegangan sebesar 40% f’c (Mpa)
S1 = Tengangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudinal
sebesar 0.00005 (Mpa)
2 = Regangan longitudinal akibat tegangan S2 = ∆ . 10 ...(2.3)
dengan:
∆L = Penurunan arah longitudinal (mm)
L = Tinggi beton relatif (jarak antara dua strain gauge) (mm)
commit to user
Untuk validasi modulus elastisitas beton normal menggunakan formula SK
SNI T-15-1991 yaitu :
퇈 诰 700 √絀 ...(2.4)
Kekuatan beton yang lebih tinggi biasanya mempunyai harga E yang tinggi
pula. Hubungan tersebut disajikan pada tabel 2.5 yang menyatakan perkiraan
besarnya modulus elastisitas pada beberapa nilai kuat desak beton.
Tabel 2.5. Tabel hubungan Mutu Beton dengan Modulus Elastisitas
Mutu beton (fc’=Mpa) Modulus Elastisitas (Ec=Mpa)
17 19.500
20 21.000
25 23.500
30 25.700
35 27.800
40 29.700
Sumber : Istimawan Dipohusodo (1996:157)
2.2.3. Sifat-sifat Beton
Sifat-sifat beton meliputi sifat fisik, kimia, mekanik baik yang dapat dilihat
atau yang hanya dengan bantuan mikroskop. Tetapi dalam segi kondisi beton
dapat dibagi menjadi dua, yaitu :
a. Sifat-sifat beton sebelum mengeras.
b. Sifat-sifat beton setelah mengeras.
2.2.3.1. Sifat-sifat Beton Sebelum Mengeras
Salah satu sifat beton sebelum mengeras (beton segar) adalah kemudahan
pengerjaan (workability). Workability adalah tingkat kemudahan pengerjaan
beton dalam mencampur, mengaduk, menuang dalam cetakan dan pemadatan
tanpa mengurangi homogenitas beton dan beton tidak mengalami bleeding
(pemisahan) yang berlebihan untuk mencapai kekuatan beton yang diinginkan.
Menurut Kardiyono Tjokrodimuljo (1996), unsur-unsur yang mempengaruhi sifat
workability antara lain adalah berikut ini :
a. Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton, maikn banyak air
commit to user
b. Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan
adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan bertambahnya air campuran
untuk memperoleh nilai fas tetap.
c. Gradasi campuran pasir dan kerikil, bila campuran pasir dan kerikil mengikuti
gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton akan mudah
dikerjakan.
d. Pemakaian butir-butir batuan yang bulat mempermudah cara pengerjaan
beton.
e. Pemakaian butir maksimum kerikil yang dipakai juga berpengaruh terhadap
tingkat kemudahan pengerjaan.
f. Cara pemadatan adukan beton menetukan sifat pengerjaan yang berbeda. Bila
cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat
kelecakan yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit
jika dipadatkan dengan tangan.
2.2.3.2. Sifat-sifat Beton Setelah Mengeras
Sifat dari beton setelah mengeras antara lain adalah mempunyai kekuatan dan
ketahanan. Kekuatan (strength) adalah sifat dari beton yang berkaitan dengan
mutu dari beton tersebut untuk menerima beban dari luar. Kekuatan beton antara
lain adalah kekuatan tekan, kekuatan tarik, dan kekuatan geser.
Ketahanan (durability) adalah gaya tahan beton terhadap suatu kondisi atau
gangguan yang berupa gangguan dari dalam atau dari luar tanpa mengalami
kerusakan selama bertahun-tahun. Gangguan dari luar dapat berupa cuaca, suhu,
korosi dan bahan kimia lainnya. Sedangkan gangguan dari dalam berupa reaksi
kimia antara semen dengan alkali atau sering disebut ASR (Alkali Silica Reaction)
yang jika terlalu banyak dapat menyebabkan beton retak.
2.2.4. Perawatan (Curing)
Perawatan beton (curing) suatu pekerjaan menjaga agar permukaan beton
segar selalu lembab, seajk adukan beton dipadatkan sampai beton dianggap cukup
commit to user
dan pasir) berlangsung dengan sempurna. Apabila kelembaban permukaan beton
tidak dijaga, akan menyebabkan beton menjadi kurang kuat, dan juga timbul
retak-retak. Selain itu, kelembaban permukaan tadi juga menambah beton lebih
tahan cuaca dan lebih kedap air.
Ada beberapa metode perawatan beton yang dapat dilakukan :
a. Moist curing, yaitu perawatan yang biasa dilakukan dengan merawat beton
agar tetap basah dalam beberapa hari tertentu sejak pengecorannya.
b. Steam curing, yaitu perawatan dengan memberikan uap pada beton dalam
suatu ruangan, kamar atau tempat khusus.
c. Curing compound, yaitu perawatan beton dengan cara melapisi permukaan
beton dengan senyawa kimia.
commit to user
24
METODE PENELITIAN
3.1. Umum
Metodologi penelitian merupakan langkah-langkah penelitian suatu masalah,
kasus, gejala atau fenomena tertentu dengan jalan ilmiah untuk menghasilkan
jawaban yang rasional. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah
metode eksperimen yaitu metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu
percobaan langsung untuk mendapatkan suatu data atau hasil yang
menghubungkan antara variabel-variabel yang diselidiki. Metode ini dapat
dilakukan di dalam ataupun di luar laboratorium. Penelitian ini akan dilakukan di
Laboratorium Bahan dan Struktur Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Pemecahan masalah pada penelitian ini dengan menggunakan cara statistik,
yaitu dengan urutan kegiatan dalam memperoleh data, sampai data itu berguna
untuk sebagai dasar pembuatan keputusan diantaranya melalui proses
pengumpulandata, pengolahan, analisis data, dan cara pengambilan keputusan
secara umum berdasarkan hasil penelitian.
3.2. Bahan dan Benda Uji Penelitian
3.2.1.Pengujian Bahan Pembentuk Beton
Pengujian bahan pembentuk beton dimaksudkan untuk mengetahui kelayakan
karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya akan digunakan dalam rancang
campur (mix design) terhadap satu target tertentu. Pengujian bahan dasar beton
hanya dilakukan terhadap agregat halus dan agregat kasar.
3.2.1.1. Agregat Halus
a) Pengujian Kadar Lumpur
Pada penelitian ini, pasir digunakan sebagai agregat halus. Pasir berfungsi
sebagai pengisi rongga-rongga yang terbentuk dari campuran pasta semen dan
agregat kasar. Salah satu spesifikasi pasir yang dapat digunakan dalam campuran
commit to user
Sesuai dengan PBI 1971 (N-20 atau ASTM), pasir yang mengandung lumpur
5% dari berat keringnya harus dicuci, karena kandungan lumpur yang berlebihan
dalam pasir dapat mengganggu lekatan antara partikel dalam pencampuran beton
sehingga dapat menurunkan kekuatan beton.
Kadar lumpur pasir dihitung dengan persamaan 3.1 sebagai berikut :
狈úƼú贃螈ᄄᴄ癀ᄄ贃 찈 100% ...(3.1)
dengan :
G0 = berat pasir awal (100 gram)
G1 = berat pasir akhir (gram)
b) Pengujian Kadar Zat Organik
Kandungan zat organik pada pasir umumnya besar. Hal ini terjadi karena
pasir sebagai bahan dasar pembentuk beton biasanya diambil dari sungai dan
sangat kotor. Aliran air sungai yang membuat zat organik atau semacamnya dapat
terbawa dan mengendap pada pasir. Kandungan zat organik dapat membahayakan
bila terlalu banyak terdapat pada campuran beton. Sifat zat organik yang mudah
terurai membuatnya cepat membusuk sehingga menimbulkan pori pada beton.
Kandungan zat organik pada pasir dapat diuji menggunakan larutan NaOH 3%
pada percobaan perubahan warna Abrams Harder sesuai dengan PBI 1971 (N-20
atau ASTM). Pada Tabel 3.1 dapat dilihat kadar zat organik pada pasir
[image:32.595.112.515.239.486.2]berdasarkan prubahan warnanya.
Tabel 3.1. Tabel perubahan warna
Warna Prosentase kandungan zat organik (%)
Jernih
Kuning muda
Kuning tua
Kuning kemerahan
Coklat kemerahan
Coklat
0
0 – 10
10 – 20
20 – 30
30 – 50
commit to user
c) Pengujian Specific Gravity
Pengujian specific gravity agregat halus dengan berpedoman pada ASTM C
128 ditujukan agar mendapatkan :
i. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi
kering dengan volume pasir total
ii. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam
kondisi kering permukaan dengan volume pasir total
iii. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam
kondisi kering dengan volume butir pasir
iv. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat
pasir kering
Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.2 s/d 3.5 sebagai berikut:
Bulk Specific Gravity
c d b a -+
= ... (3.2)
Bulk Specific Gravity SSD
c d b d -+
= ... (3.3)
Apparent Specific Gravity
c a b a -+
= ... (3.4)
Absorbtion = - ´100%
a a d
... (3.5)
dengan :
a = berat pasir kering oven (gram)
b = berat volumetricflash berisi air (gram)
c = berat volumetricflash berisi pasir dan air (gram)
d = berat pasir dalam keadaan kering permukaan jenuh (500 gram)
d) Pengujian Gradasi
Gradasi pada pasir sebagai agregat halus menentukan sifat workability dan
kohesi dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat halus sangat
diperhatikan. Pengujian gradasi agregat halus menggunakan standar pengujian
commit to user
diameter butiran pasir, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus kehalusan
adalah angka yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehausan butir pasir.
Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.6 sebagai
berikut :
稨oƼᄄaᄄiᛘ)úaᄄiúĖ癀úi 贃찈 ... (3.6)
dengan :
d = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam
pan
e = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal 3.2.1.2. Agregat Kasar
a) Pengujian Specific Gravity
Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian adalah kerikil atau batu pecah
dengan diameter maksimum 20 mm. Standar pengujian yang digunakan pada
pengujian specific gravity agregat kasar adalah ASTM C 127. Pengujian ini
ditujukan untuk mengetahui :
a. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi
kering dengan volume kerikil total
b. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat kerikil jenuh
dalam kondisi kering permukaan dengan volume kerikil total
c. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam
kondisi kering dengan volume butir kerikil
d. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat
kerikil kering
Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.7 s/d 3.10 sebagai
berikut:
Bulk Specific Gravity
h g
f
-= ... (3.7)
Bulk Specific Gravity SSD
h g
g
commit to user
Apparent Specific Gravity
h f
f
-= ... (3.9)
Absorbsion = - ´100%
h h g
... (3.10)
dengan :
f = berat agregat kasar (3000 gram)
g = berat agregat kasar setelah direndam 24 jam dan dilap (gram)
h = berat agregat kasar jenuh (gram)
b) Pengujian Gradasi
Gradasi pada pasir sebagai agregat kasar menentukan sifat pengerjaan dan
sifat kohesi dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat kasar sangatlah
diperhatikan. Pengujian gradasi agregat kasar menggunakan standar pengujian
ASTM C 136. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi
diameter butiran kerikil, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus
kehalusan adalah angka yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehalusan
butir pasir.
Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.11 sebagai
berikut :
稨oƼᄄaᄄiᛘ)úaᄄiúĖᛘ)贃 ᛘ a찈 ... (3.11)
dengan :
m = Σ prosentase kumulatif berat kerikilr yang tertinggal selain dalam
pan
n = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal
c) Pengujian Abrasi
Agregat kasar harus memiliki ketahanan terhadap keausan akibat gesekan.
Standar pengujian abrasi pada agregat kasar menggunakan ASTM C 131, dengan
menggunakan mesin Los Angeles. Bagian yang hilang akibat gesekan tidak boleh
lebih dari 50%. Prosentase berat yang hilang dihitung dengan menggunakan
commit to user
뉘贃oi)Ė úi) )贃úúĖ aúĖ 찈 100% ... (3.12)
dengan:
i = berat agregat kasar kering oven yang telah dicuci, sebelum pengausan
(gram)
j = berat agregat kasar kering oven yang tertahan ayakan 2.3 mm dan telah
dicuci, setelah pengausan (gram)
3.2.2.Benda Uji
Benda uji yang digunakan untuk uji kuat tekan dan uji modulus elastisitas
adalah silinder dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Benda uji dapat
[image:36.595.112.511.247.502.2]dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Benda uji
Benda uji seperti pada gambar di atas pada penelitian ini dibuat untuk diuji
kuat tekan beton dan modulus elastisitasnya. Benda uji dibuat sebanyak 36 buah
dengan varisasi lumpur lapindo dan pasir merapi. Variasi prosentase kadar lumpur
lapindo sebagai pengganti sebagian semen adalah 0%, 5% dari berat semen dan
prosentase pasir merapi sebagai pengganti agregat halus 0%, 20%, 40%, 60%,
80%, 100% dari berat agregat halus. Untuk tiap variasi dibuat 3 sampel untuk uji
kuat tekan dan modulus elastisitas. Berikut tabel dan jumlah dan kadar lumpur
commit to user
Tabel 3.2. Tabel Kode dan Jumlah Benda Uji
No. Variasi Pasir
Merapi (%**)
Variasi lumpur
Lapindo (%*)
Kode
Benda Uji
Jumlah
Benda Uji
1 0% 0% BN- 00 3
2 20% 0% BM 1-20 3
3 40% 0% BM 1-40 3
4 60% 0% BM 1-60 3
5 80% 0% BM 1-80 3
6 100% 0% BM 1-100 3
7 0% 5% BM 2-00 3
8 20% 5% BM 2-20 3
9 40% 5% BM 2-40 3
10 60% 5% BM 2-60 3
11 80% 5% BM 2-80 3
12 100% 5% BM 2-100 3
Jumlah 36
** merupakan % dari berat pasir
* merupakan % dari berat semen
3.2.3.Pengujian Kuat Tekan
Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada saat beton berumur 28 hari. Benda
uji yang digunakan dalam pengujian ini adalah silinder beton dengan diameter 150
mm dan tinggi 300 mm. Pengujian ini bertujuan untuk mengamati besarnya beban
(P) maksimum atau beban pada saat beton hancur dengan menggunakan alat uji
kuat tekan (Compression Testing Machine). Tata cara pengujian yang umum
dipakai adalah standar ASTM 39 atau yang disyaratkan PBI 1989.
Pada pengujian kuat tekan beton, benda uji diberi beban (P) dari atas perlahan
commit to user
Gambar 3.2. Pem
Foto pengujian kua
Gambar 3.3. Alat uj
Langkah-langkah pengujian kua
a. Menyiapkan benda uji si
b. Meletakkan benda uji si
c. Mengatur jarum Compre
d. Menyalakan Compress
penunjuk beban sampai
embebanan benda uji pada pengujian kuat tekan
n kuat tekan dapat dilihat pada Gambar 3.3.
lat uji kuat tekan (Compression Testing Machine)
ian kuat tekan beton adalah sebagai berikut :
uji silinder beton yang akan diuji.
uji silinder beton pada alat uji kuat tekan (CTM).
pression Testing Machine tepat pada posisi nol.
pression Testing Machine kemudian membaca
pai silinder beton hancur.
)
commit to user
e. Mencatat besarnya nilai beban tekan maksimum yang kemudian digunakan
untuk menghitung nilai kuat tekan silinder beton.
3.2.4.Pengujian Modulus Elastisitas
Pengujian modulus elastisitas dilakukan setelah beton berumur 28 hari. Benda
uji yang digunakan dalam pengujian ini adalah silinder beton dengan diameter 150
mm dan tinggi 300 mm.
Benda uji pada pengujian modulus elastisitas mengalami beban yang sama
dengan pengujian kuat tekan beton. Namun, beban (P) yang diberikan hanya
sampai ± 40% dari kuat tekan beton rencana (fc’) 40 MPa. Sketsa dari
[image:39.595.125.505.223.575.2]pembebanan benda uji terlihat dalam Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Pembebanan benda uji pada pengujian modulus elastisitas
Pengujian modulus elastisitas bertujuan untuk mengamati besarnya perubahan
panjang (regangan) arah longitudinal (aksial) silinder beton akibat pembebanan
serta besarnya beban (P) pada saat beton mulai retak dengan menggunakan alat uji
kuat tekan (Compression Testing Machine) dan alat ukur regangan dial
(extensometer) yang dapat dilihat pada Gambar 3.5.
caping
Cincin (ring)
commit to user
Gambar 3.5. Alat uji modulus elastisitas (CTM & extensometer)
Langkah-langkah pengujian modulus elastisitas beton adalah sebagai berikut:
a. Menimbang berat, mengukur tinggi dan diameter benda uji.
b. Memasang dan mengatur jarum compressometer dan extensometer pada
posisi nol arah longitudinal pada mesin uji tekan,
c. Pengujian dilakukan dengan beban pada kecepatan yang konstan, yaitu setiap
penambahan 20 kN.
d. Untuk pengambilan data dengan cara mencatat besarnya perubahan panjang (Δl) untuk setiap penambahan tekanan sebesar 20 kN yang dapat dibaca dari jarum compressometer dan extensometer.
e. Menghitung regangan (ε) yang terjadi.
3.3. Rancang Campur (Mix Design)
Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi
campuran adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang
baik. Penelitian ini menggunakan rancang campur beton yang mengacu pada
peraturan SK.SNI.T-15-1990-03 dengan target kuat tekan (fc’) 30 MPa.
Rancang campur (mix design) dibuat dan direncanakan berdasarkan kualitas
dari peneliti dengan menggunakan Sd (Standar deviasi). Bagi peneliti yang belum
pernah membuat mix design sebelumnya, sebaiknya menggunakan nilai standar
commit to user
3.3.1. Pembuatan Benda Uji
Langkah-langkah pembuatan benda uji:
a. Menyiapkan dan menimbang bahan-bahan campuran adukan beton sesuai
dengan rancang campur adukan beton (mix design).
b. Mencampur bahan-bahan tersebut sampai homogen dengan cara dimasukkan
ke dalam alat aduk beton dengan jumlah sesuai keperluan.
c. Mengukur nilai slump adukan setelah tercampur homogen.
d. Memasukkan adukan ke dalam cetakan silinder dengan diameter 15 cm dan
tinggi 30 cm hingga penuh sambil dipadatkan dengan menggunakan vibrator.
e. Setelah cetakan penuh dan padat, permukaannya diratakan dan diberi kode
benda uji di atasnya, kemudian didiamkan selama 24 jam.
f. Setelah 24 jam cetakan dibuka dan dilakukan curing selama 28 hari
[image:41.595.114.512.129.635.2]Proses dari pembuatan benda uji silinder beton dapat dilihat pada Gambar 3.6.
commit to user
3.3.2. Pengujian Nilai Slump
Slump beton adalah besaran kemampuan pengerjaan (workability) beton
segar. Menurut SK-SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah sebagai
berikut :
a. Membasahi cetakan dan pelat.
b. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh.
c. Mengisi cetakan sampai penuh dengan 3 lapisan, tiap lapis berisi kira-kira 1/3
isi cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat sebanyak
25 kali tusukan secara merata.
d. Segera setelah selesai penusukan, ratakan permukaan benda uji dengan
tongkat dan semua sisa benda uji yang ada disekitar cetakan harus
disingkirkan.
e. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas.
f. Mengukur slump yang terjadi.
Pengujian nilai slump yang terjadi pada adukan beton dapat dilihat pada Gambar
[image:42.595.110.513.166.618.2]3.7.
Gambar 3.7. Pengujian nilai slump
3.3.3.Perawatan Benda Uji (curing)
Perawatan dilakukan dengan cara merendam beda uji dalam air dengan
fungsi agar air dalam beton tidak menguap dengan cepat, sehingga proses
hidrasinya sempurna dengan demikian mutu beton yang terjadi dapat sesuai
commit to user
a. Benda uji yang telah berumur 24 jam dilepas dari cetakan silinder.
b. Selanjutnya benda uji direndam dalam bak air selama 27 hari untuk pengujian
28 hari seperti terlihat pada Gambar 3.8.
c. Setelah benda uji direndam selama 27 hari, benda uji diangkat dan
[image:43.595.109.510.158.747.2]diangin-anginkan sampai berumur 28 hari untuk selanjutnya dilakukan pengujian.
Gambar 3.8. Perawatan benda uji (curing)
3.4. Alat Uji Penelitian
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain:
a. Timbangan dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg yang digunakan untuk mengukur
berat bahan campuran beton.
b. Ayakan dengan ukuran diameter saringan 9.5 mm; 4.75 mm; 2.36 mm; 1.18
mm; 0.85 mm; 0.3 mm; 0.15 mm; pan dan mesin penggetar ayakan (vibrator)
yang digunakan untuk pengujian gradasi agregat.
c. Oven dengan temperatur 220 oC dan daya listrik 1500 W yang digunakan
untuk mengeringkan agregat.
d. Conical mould dengan ukuran diameter atas 3.8 cm, diameter bawah 8.9 cm,
tinggi 7.6 cm, lengkap dengan alat penumbuk. Alat ini digunakan untuk
mengukur keadaan SSD agregat halus.
e. Kerucut Abrams yang terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm,
diameter bawah 20 cm, tinggi 30 cm, lengkap dengan tongkat baja penusuk
yang ujungnya ditumpulkan dengan panjang 60 cm dan dimeter 16 mm. Alat
commit to user
f. Cetakan benda uji berupa cetakan silinder baja dengan ukuran diameter 15 cm
dan tinggi 30 cm.
g. Dial gauge yang digunakan untuk mengukur besarnya perubahan panjang
(regangan) silinder beton akibat pembebanan serta besarnya beban (P) pada
saat beton mulai retak.
h. Compression Testing Machine.
i. Alat bantu lain:
1) Gelas ukur kapasitas 250 ml untuk uji agregat
2) Gelas ukur 2000 ml untuk menakar air
3) Cetok semen
4) Ember
5) Alat tulis
6) Formulir penelitian
7) Kamera Digital
8) Cangkul
3.5. Variable Penelitian
Variabel adalah segala sesuatu yang akan menjadi obyek pengamatan
penelitian. Variabel juga dapat diartikan sebagai faktor–faktor yang berperan
penting dalam peristiwa atau gejala yang akan diteliti. Ada dua variabel dalam
penelitian ini yaitu variabel bebas dan variabel tak bebas. Variabel bebas dalam
penelitian ini adalah beton menggunakan pasir merapi dan beton menggunakan
lumpur lapindo. Sedangkan variabel tak bebas adalah kuat tekan dan modulus
elastisitas beton.
3.6. Tahap Penelitian
Tahapan – tahapan pelaksanaan penelitian sebagai berikut :
a. Tahap I
Tahap ini melakukan studi literatur serta mempersiapkan bahan dan alat uji
penelitian.
b. Tahap II
Tahap ini melakukan pengujian bahan yang akan digunakan dengan tujuan
commit to user
c. Tahap III
Tahap ini melakukan mix design untuk pembuatan silinder beton.
d. Tahap IV
Tahap ini melakukan penetapan campuran adukan beton, pembuatan adukan
beton, pengujian slam (slump test), pengecoran ke dalam cetakan silinder, dan
perawatan beton selama 28 hari dengan merendam dalam air.
e. Tahap V
Tahap ini melakukan pengujian modulus elastisitas beton umur 28 hari dan
pengujian kuat tekan beton pada umur 3 hari, 14 hari, dan 28 hari. Pengujian
dilakukan di Laboratorium Bahan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
f. Tahap VI
Tahap ini melakukan analisis data hasil pengujian untuk mendapatkan
kesimpulan hubungan antara variabel – variabel yang diteliti dalam
penelitian.
g. Tahap VII
Tahap ini melakukan pengambilan kesimpulan dari hasil analisis pengujian
yang berhubungan dengan tujuan penelitian.
Tahapan penelitian dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir pada
[image:45.595.112.513.89.501.2]commit to user
Gambar 3.9. Bagan alir tahap-tahap metode penelitian
Uji Slump
Ya
Agregat Kasar Agregat Halus
Penghitungan rencana campuran
Semen Air
Pengujian Pembuatan Benda Uji Pembuatan Adukan Beton
Perawatan (Curing)
Tahap II
Tahap III
Tahap IV
Tahap V
Analisa Data
Tahap VI
Kesimpulan Tahap VII
Uji :
·Kadar lumpur
·Kadar organik
·Spesific grafity
·Gradasi
Uji :
·Abrasi
·Spesific grafity
·Gradasi
Tidak
Ya
commit to user
40
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil Pengujian Agregat
Hasil penelitian dan pembahasan terhadap hasil yang diperoleh sesuai
tinjauan peneliti akan disajikan di dalam bab ini. Sedangkan data rinci hasil
pemeriksaan bahan dasar dan penyusun beton disajikan dalam lampiran A.
4.1.1.Hasil Pengujian Agregat Halus
4.1.1.1. Hasil Pengujian Pasir Normal
Pengujian terhadap ag
