PENGARUH PERENDAMAN BETON DI AIR LAUT DAN AIR TAWAR TERHADAP KARAKTERISTIK
CAMPURAN SERBUK KULIT KERANG
Oleh:
Roy Thoberson Simamora NIM 4103240030 Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala
kasih dan karunia-Nya yang telah memberikan kesehatan dan kekuatan kepada
penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. Skripsi ini diajukan
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains di Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan. Adapun judul skripsi ini adalah “Pengaruh Perendaman Beton di Air Laut dan Air Tawar Terhadap Karakteristik Campuran Serbuk Kulit Kerang ”.
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini, mulai dari
pengajuan proposal penelitian, pelaksanaan sampai penyusunan skripsi, antara
lain Ketua Prodi Fisika Universitas Negeri Medan Bapak Drs. Pintor Simamora,
M.Si. Bpk Abdul Rais, S.Pd,ST,M.Si Dosen Pembimbing Skripsi, yang telah
banyak memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal
penelitian sampai dengan selesainya penulisan skripsi ini. Bapak Drs.Pintor
Simamora, M.Si selaku Dosen Penguji I, Bapak Drs. Eidi Sihombing, M.Si selaku
Dosen Penguji II dan Bapak Drs. Abd. Hakim, M.Si selaku Dosen Penguji III,
yang telah memberikan kritikan dan masukan demi penyempurnaan skripsi ini.
Bapak Drs. Sehat Simatupang, M.Si, selaku Dosen Pembimbing Akademik yang
memberikan bimbingan dan nasehat selama masa perkuliahan dan telah
membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Penghargaan juga diberikan kepada
Bapak M.Fauzi selaku teknisi Laboratorium Teknik Sipil Universitas Sumatera
Utara yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran selama penelitian
berlangsung. Ucapan terima kasih dan teristimewa penulis sampaikan kepada
kedua orang tua tersayang A. Simamora dan Ibunda E.Simbolon yang telah
banyak memberikan kasih sayang, doa, motivasi serta semangat baik berupa
materil maupun moril. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada adik
tersayang Fity Simamora, Lamtiur Simamora dan Chyntia Simamora yang tiada
henti memberikan doa, motivasi dan semangat kepada penulis. Ucapan terima
v
telah membantu, memotivasi dan memberikan Doa untuk saya dalam perkuliahan
sampai penyusunan skripsi. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada
Denria Sitindaon, Lorentina Limbong, Bima Simamora, Hengky Sembiring, dan
seluruh teman-teman Fisika Nondik 2010 yang telah membantu penulis dalam
melakukan penelitian, memberikan motivasi dan saran. Penulis juga mengucapkan
terima kasih untuk teman – teman kost Tuamang yang telah memberikan
semangat dan doa untuk penulis.
Penulis telah berupaya dengan semaksimal mungkin dalam meyelesaikan
skripsi ini, namun penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi isi
maupun tata bahasa dan penulisan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan
kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi sempurnanya skripsi ini.
Akhir kata penulis ucapkan banyak terima kasih, semoga skripsi ini bermanfaat
bagi kita semua.
Medan, September 2014
Roy Thoberson Simamora
iii
PENGARUH PERENDAMAN BETON DI AIR LAUT DAN AIR TAWAR TERHADAP KARAKTERISTIK CAMPURAN
SERBUK KULIT KERANG Roy Thoberson Simamora (4103240030)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perendaman air laut dan air tawar terhadap karakteristik beton campuran serbuk kulit kerang, serta mengetahui hasil pengujian mekanik pada beton dengan variasi campuran serbuk kulit kerang 5%, 10%, 15%, 20% dan beton normal, membandingkan hasil pengujian mekanik yaitu kuat tekan beton normal dan beton campuran serbuk kulit kerang sewaktu pengujian 7 hari, 14 hari.
Beton dibuat berbentuk kubus, pada penelitian ini perencanaan campuran beton yang akan dibuat adalah semen, pasir, kerikil dan air yaitu 1 : 2 : 3 : 0,5. Pada penelitian ini dibuat variasi komposisi serbuk kulit kerang sebesar 5%, 10%, 15%, 20% dengan cara menambah dan mengurangi berat semen yang digunakan. Setelah beton berumur 7 hari dan 14 hari maka dilakukan pengujian kuat tekan, penyerapan air dan daya tahan api.
Dari hasil pengujian mekanik yaitu kuat tekan beton diperoleh hasil terbaik pada komposisi 5% serbuk kulit kerang yaitu 16,23 x 106 N/m2 pada perendaman air tawar, 15,09 x 106 N/m2 pada perendaman air laut, 15,42 x 106 N/m2 pada perendaman air laut dan air tawar, sedangkan hasil uji tekan pada beton normal diperoleh 15,17 x 106 N/m2 pada perendaman air tawar, 15,13 x 106 N/m2 pada perendaman air laut, 15,32 x 106 N/m2 pada air laut dan air tawar. Hasil pengujian daya serap air pada beton diperoleh hasil terbaik pada komposisi 20% serbuk kulit kerang yaitu 0,83% pada perendaman air tawar, 1,09% pada perendaman air laut, 0,98% pada perendaman air laut dan air tawar, sedangkan hasil pengujian daya serap air pada beton normal diperoleh 1,88% pada perendaman air tawar, 1,84% pada perendaman air laut, 1,93% pada perendaman air laut dan air tawar. Hasil pengujian daya tahan api menunjukan bahwa keretakan beton tertinggi terjadi pada beton campuran 20% serbuk kulit kerang yang direndam pada air laut selama 14 hari. Hal ini menyatakan bahwa semakin besar penambahan serbuk kulit kerang sebagai pengganti semen pada beton dapat menurunkan kuat tekan dan daya serap air serta ketahaanannya terhadap api, hasil pengujian mekanik yaitu kuat tekan beton yang tertinggi adalah beton variasi 5% serbuk kulit kerang sedangkan pengujian penyerapan air terendah adalah pada beton variasi 20%, yang diuji setelah perendaman selama 7 hari dan 14 hari.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar pengesahan ... i
Riwayat Hidup……….. ii
Abstrak……… .. iii
Kata Pengantar………... iv
Daftar Isi... vi
Daftar Gambar ... viii
Daftar Tabel ... ix
Daftar Lampiran……… x
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Batasan Masalah... 5
1.3. Rumusan Masalah ... 5
1.4. Tujuan Penelitian ... 5
1.5. Manfaat Penelitian ... 6
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1. Beton ... 7
2.1.1.Semen ... 9
2.1.1.1.Semen Portland ... 12
2.1.1.2 Semen Portland tipe 5 ... 13
2.1.2.Agregat ... 14
2.1.2.1.Agregat Kasar... 15
2.1.2.2.Agregat Halus... 16
2.1.3.Perawatan Beton... 16
2.1.4.Air ... 16
2.1.4.1.Air Laut ... 18
2.1.4.2.Air Tawar ... 20
2.2..Kulit Kerang ... 20
2.3.Karakterisasi Beton ... 21
2.3.1.Kuat Tekan Beton ... 22
2.3.2. Kuat Tahan Api ... 23
2.3.3.Daya Serap Air ... 23
BAB III. METODE PENELITIAN... 25
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 25
3.2.Alat dan Bahan ... 25
3.3.Preparasi Sampel ... 26
3.4.Prosedur Penelitian... 26
3.4.1.Persiapan Bahan ... 26
3.4.2.Pembentukan Sampel ... 27
3.4.3Perencanaan Campuran Sampel ... 27
3.5.Perencanaan Campuran Beton ... 28
vii
3.7.Diagram Alir Penelitian ... 34
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN…………. . 35
4.1 Hasil Penelitian……… 35
4.2 Pembahasan………. 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN……….. .. 49
5.1 Kesimpulan……….. 49
5.2 Saran……… 49
DAFTAR PUSTAKA ... 50
DAFTAR TABEL
[image:8.612.84.531.84.658.2]DAFTAR GAMBAR
[image:9.612.90.528.83.629.2]DAFTAR LAMPIRAN
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beton merupakan bahan bangunan yang paling banyak digunakan pada
struktur bangunan saat ini. Penggunaan beton sangat mudah dijumpai dalam
setiap kegiatan pembangunan, seperti konstruksi jalan, jembatan, perumahan,
bangunan gedung, bendungan dan saluran irigasi. Keunggulan dari bahan ini yang
mana beton lebih mudah dibentuk dalam pengerjaannya, bahan bahan mudah
didapat, mudah perawatannya dan tentunya harga lebih murah dari pada
konstruksi baja (Fahmi, dkk. 2012).
Beton diperoleh dengan cara mencampurkan beberapa bahan yang terdiri
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 adiktif ditambahkan untuk
menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan
(workability), durabilitas, dan waktu pengerasan. Seperti substansi-substansi mirip
batuan lainnya, beton memiliki kuat tekan yang tinggi dan kuat tarik yang sangat
rendah (McCormac, 2004). Berbagai upaya telah dilakukan penelitian guna
memperoleh kemajuan dalam teknologi beton yakni penambahan bahan tambah
yang bertujuan mengurangi pemakaian semen agar lebih ekonomis, tetapi tidak
menghilangkan sifat dari karakteristik beton itu sendiri. Salah satu cara yang telah
dilakukan adalah dengan pemanfaatan terhadap limbah buangan industri yang
tidak digunakan lagi secara maksimal.
Secara geografis daerah Belawan dan sekitarnya merupakan wilayah
perairan berupa laut dan aliran sungai deli. Wilayah perairan tersebut merupakan
sumber daya alam yang sangat besar untuk memenuhi kebutuhan penduduk
setempat. Mulai dari sumber makanan seperti ikan dan tumbuhan laut, sumber
2
Untuk memamfaatkan berbagai potensi tersebut, dibangun berbagai
prasarana penunjang. Prasarana penunjang seperti pelabuhan laut, anjungan lepas
pantai, jembatan. Bahkan ada beberapa penduduk yang bermukim dengan cara
mendirikan rumah di daerah perairan tersebut. Mutu beton yang digunakan untuk
penelitian ini ialah mutu beton K175 yang digunakan pada bangunan perumahan.
Dalam proses pembuatan bangunannya kontak dengan air laut terkadang tidak
dapat dihindarkan.
Dalam (Murdock dan Brook, 1999), setelah diamati selama 30 tahun, “Sea Action Committe” dari Institution of Civil Engineers menyimpulkan bahwa kerusakan tihang beton dalam air laut terutama oleh korosi tulang bajanya. Garam
dalam air laut ikut mengambil bagian atas terjadinya korosi, tetapi tidak
merupakan faktor yang dominan. Bahan kimia dalam air laut yang paling
berpengaruh terhadap agresi pada beton adalah magnesium sulfat.
Peneliti sebelumnya (Herwanto, dkk. 2012), pada pembuatan beton K-250
dengan penambahan zat adiktif sikacim concrete additive kadar 0,6% terhadap
pengaruh perendaman air laut dengan pengujian kuat tekan setelah beton berumur
28 hari. Hasil dari penelitian ini ialah beton normal K-250 direndam air tawar
24,624 MPa, air laut 22,678 MPa sedangkan untuk beton K-250 dengan campuran
sikacim concrete addittive kadar 0,6% dengan perendaman air tawar 24,724 MPa,
air laut 23,874 MPa.
Berdasarakan perkembangannya hal yang telah untuk memperbaiki
sifat-sifat beton dan kinerja beton dengan biaya yang murah tanpa mengurangi
mutunya dengan cara memanfaatan limbah buangan seperti serat ijuk, sabut
kelapa, serat nilon, abu sekam padi, ampas tebu, sisa kayu, limbah gergajian, abu
cangkang sawit, abu terbang (fly ash), mikrosilika (silica fume), cangkang kemiri,
kulit kerang dan lain-lain. Bahan agregat yang digunakan untuk penelitian ini
ialah bahan limbah produksi. Limbah produksi yang digunakan ialah kulit kerang.
Dalam penelitian ini peneliti ingin mencoba kulit kerang sebagai bahan
tambahan dari semen portland pada pembuatan beton. Semen portland bahan
utama pembentuknya adalah silica (SiO2), aluminat (Al2O3), Ferrit (Fe2O3), kapur
3
kulit kerang sebagai bahan pembuatan beton yaitu : pengadaahannya cukup
mudah dan murah sehingga bila ditinjau dari segi ekonomis akan lebih
menguntungkan adapun kandungan dalam kulit kerang ialah CaO (67%) dan SiO2
(9%), yang merupakan bahan utama pembentuk semen Portland. Pada semen
Portland batas izin penambahan bahan tambahan seperti kulit kerang ini adalah
sampai 35% yang diambil atau dikurangi dari berat semen.
Jenis semen portland yang digunakan untuk penelitian ini ialah semen
portland tipe V. Adapun pemakaian semen portland tipe V sebagai bahan
pembuatan beton dikarenakan fungsi utamanya yang memiliki ketahanan yang
tinggi terhadap sulfat.
Mutu kekerasan dari kulit kerang tidak bergantung dari usia kerang
tersebut, artinya kerang yang masih muda maupun yang sudah tua mempunyai
kekersan yang sama. Adapun senyawa kimia yang terkandung dari serbuk kulit
kerang ialah senyawa kimia yang bersifat pozzolan, yaitu mengandung zat kapur
(CaO), alumina dan senyawa silica sehingga berpotensi untuk digunakan sebagai
bahan baku beton alternative. Dengan pemamfaatan kulit kerang dalam
pembuatan beton, diharapkan proses pengeringan akan lebih cepat (Sinaga, 2012).
Penggunaan kulit kerang sudah pernah diteliti oleh Sinaga (2012), dalam
pembuatan beton yang menggunakan abu sekam padi sebagai bahan campuran
beton dengan komposisi abu sekam padi sebesar 5%,7%,9% ditambah dengan
variasi kulit kerang sebesar 3%,2%,1% dengan cara mengurangi berat semen yang
digunakan dan pada umur 28 hari dilakukan pengujian porositas, penyerapan air,
dan kuat tekan. Nilai porositasnya berturut-turut sebesar 6,89%, 6,33%, 6,09%.
Nilai serap airnya berturut-turut sebesar 3,06%, 2,77%, 2,70%. Kekuatan
tekannya berturut-turut sebesar 16,68 MPa, 17,13 MPa, 18,73 MPa. Pasaribu
(2012) menggunakan serbuk kulit kerang dan resin epoksi pada pembuatan beton
semen polimer. Pada penambahan serbuk kulit kerang dan resin epoksi dengan
komposisi resin epoksi 50 % dan serbuk kulit kerang sebanyak 100%
menghasilkan kuat tekan optimum 20 MPa, dan kuat tarik optimum 39,5.
Pemanfaatan kulit kerang sebagai bahan pengganti dari semen dalam
4
kekuatan yang baik dan dapat digunakan pada bangunan yang menggunakan
bahan dari jenis beton. Berdasarkan penjelasan di atas maka penulis akan
5
1.2 Batasan Masalah
Dalam penelitian ini batasan masalah yang dibahas meliputi:
1. Variasi kulit kerang sebesar 5%,10%,15%,20%.
2. Perbandingan antara matriks dan agregat yang digunakan 1 : 2 : 3 dengan
FAS sebesar 0,5.
3. Air yang digunakan adalah air PDAM, semen yang digunakan adalah
semen padang tipe V, kulit kerang diperoleh dari belawan, dan pasir yang
digunakan ialah pasir sungai medan deli.
4. Pengujian mekanik yang meliputi pengujian kuat tekan, daya serap air dan
tahan api dari sampel beton dilakukan setelah beton berumur 7 hari dan 14
hari yang di rendam dengan air laut, air tawar, air laut dan air tawar.
1.3 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang dibahas dalam penelitian ini adalah
1. Bagaimana pengaruh komposisi serbuk kulit kerang terhadap karakteristik
beton.
2. Bagaimana hasil pengujian mekanik pada beton dengan variasi campuran
serbuk kulit kerang dan beton normal.
3. Bagaimana perbandingan hasil pengujian mekanik yaitu kuat tekan, daya
serap air dan tahan api pada beton normal dan beton campuran kulit
kerang sewaktu pengujian 7 hari dan 14 hari yang di rendam dengan air
laut, air tawar, air laut dan air tawar.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui pengaruh komposisi serbuk kulit kerang terhadap karakteristik
beton.
2. Mengetahui hasil pengujian mekanik pada beton dengan variasi campuran
serbuk kulit kerang dan beton normal.
3. Membandingkan hasil pengujian mekanik yaitu kuat tekan dan daya serap
6
7 hari, 14 hari yang di rendam dengan air laut, air tawar, air laut dan air
tawar.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Dengan penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi pada
masyarakat tentang fungsi lebih dari serbuk kulit kerang.
2. Meningkatkan nilai ekonomi kulit kerang.
3. Menambah pengetahuan dan wawasan tentang pengaruh penambahan
serbuk kulit kerang pada pembuatan beton untuk mendukung kebutuhan
masyarakat dengan memanfaatkan sumber daya alam lokal yang
49
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan pengujian kekuatan tekan
dan daya serap air pada beton dengan penambahaan serbuk kulit kerang yang
direndam pada air laut, air tawar serta air laut dan air tawar, dapat disimpulkan :
1. Pada penambahan serbuk kulit kerang sebagai bahan pengganti semen
dengan komposisi 20% ternyata menghasilkan kekuatan tekan terendah
,daya serap air terendah dan retakan tertinggi.
2. Hasil pengujian kuat tekan, daya serap air dan tahan api pada beton normal
lebih besar dibandingkan beton dengan campuran serbuk kulit kerang.
3. Kuat tekan optimal diperoleh pada beton dengan campuran serbuk kulit
kerang sebesar 5%, daya serap air terendah pada campuran serbuk kulit
kerang sebesar 20%. Perbandingan hasil pengujian mekanik yaitu kuat
tekan beton tertinggi pada komposisi beton campuran 5% serbuk kulit
kerang yang direndam pada air tawar selama 7 hari yaitu 16,23 x 106 N/m2. Sedangkan pada beton normal kuat tekan yaitu 16,28 x 106 N/m2. Perbandinan hasil pengujian mekanik yaitu daya serap air pada beton
diperoleh daya serap air terendah pada komposisi beton campuran 20%
serbuk kulit kerang yang direndam pada air tawar selama 14 hari yaitu
0,83%, sedangkan daya serap pada beton normal yaitu 1,62%. Pola retakan
terbesar untuk tahan api terdapat pada beton campuran 20% serbuk kulit
kerang.
5.2. Saran
1. Bagi peneliti selanjutnya agar penambahan filler sebagai bahan pengganti
semen harus memiliki kandungan silika terbanyak.
2. Untuk pengujian tahan api, perlu dilihat pengaruh keretakan beton pada
