i
PENGARUH VARIASI KADAR LIGHTWEIGHT
EXPANDED CLAY AGGREGATE (LECA) TERHADAP
KARAKTERISTIK BETON SERAT BAGU
COVER
TUGAS AKHIR
Oleh :
Ni Made Yokiana Wati
NIM: 1204105021
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
i
ABSTRAK
Beton memiliki kuat tarik yang rendah dan bersifat getas. Beton akan segera retak jika mendapat tegangan tarik yang melampaui kuat tarik beton. Sifat getas beton memungkinkan terjadinya keruntuhan mendadak akibat batas beban yang dapat ditahan oleh beton terlampaui. Sifat getas beton perlu dikurangi agar bangunan dari beton tidak runtuh seketika saat terjadi gempa. Salah satu cara meningkatkan kuat tarik dan mengurangi sifat getas beton adalah dengan menggunakan serat pada beton. Serat dalam beton ini berfungsi untuk memperlambat timbulnya retak dan mengurangi sifat getas, sehingga menjadikan beton lebih daktail dari beton biasa. Salah satu serat yang dapat digunakan adalah serat Bagu. Selain mengurangi sifat getas beton, mengurangi berat volume beton juga merupakan hal yang sangat diperhatikan dalam konstruksi tahan gempa. Hal tersebut dikarenakan dengan menggunakan material yang mempunyai berat volume kecil (ringan), maka beban gempa akibat berat sendiri dari konstruksi yang dibangunpun menjadi lebih kecil. Maka dari itu, beton yang memiliki sifat daktail karena adanya penambahan serat perlu diperkecil berat volumenya. Salah satu cara untuk memperkecil berat volume beton adalah dengan menggunakan agregat yang ringan, seperti Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA). Serat dan Expanded Clay Aggregate (ECA) sama-sama memiliki interaksi dengan semen sebagai matrik beton. Dari pernyataan ini, timbul pertanyaan bagaimana pengaruh LECA jika digunakan sebagai agregat kasar dalam beton serat Bagu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi kadar LECA terhadap karakteristik beton serat Bagu pada saat kondisi segar dan keras yang ditinjau dari kelecakan, berat volume, kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas.
Perbandingan komposisi semen, pasir, dan agregat kasar yang digunakan, yaitu 1 : 1,5 : 1,7 dengan faktor air semen 0,42. Kadar serat Bagu yang digunakan 2% terhadap volume adukan beton. Kadar LECA yang digunakan 0% (kontrol), 25%, 50%, 75%, dan 100% terhadap volume agregat kasar. Benda uji yang dibuat adalah benda uji silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm sebanyak 30 buah. Analisis data yang digunakan adalah analisis regresi linear sederhana dan polinomial orde dua. Selain itu, dilakukan analisis koefisien korelasi (r) untuk mendapatkan tingkat hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa variasi kadar LECA memengaruhi karakteristik beton serat Bagu. Peningkatan kadar LECA menyebabkan penurunan tingkat kelecakan (workability) yang dilihat dari nilai slump dengan persentase 23-91% terhadap benda uji kontrol. Peningkatan kadar LECA menyebabkan penurunan berat volume dengan persentase 5-20% terhadap benda uji kontrol. Peningkatan kadar LECA menyebabkan penurunan kuat tekan dengan persentase 16-63% terhadap benda uji kontrol. Peningkatan kadar LECA menyebabkan penurunan kuat tarik belah dengan persentase 12-48% terhadap benda uji kontrol. Peningkatan kadar LECA menyebabkan penurunan nilai modulus elastisitas dengan persentase 12-48% terhadap benda uji kontrol.
ii
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Pengaruh Variasi Kadar Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA) terhadap Karakteristik Beton Serat Bagu”.
Terselesaikannya tugas akhir ini tidak lepas dari motivasi, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak I Ketut Sudarsana, ST., PhD. dan Ibu Ir. Ida Ayu Made Budiwati, MSc., PhD. selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran untuk memberikan bimbingan dan arahan bagi penulis dalam menyusun tugas akhir ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada keluarga terutama Ibu terhebat, sahabat-sahabat terbaik, P. Adi Yasa selaku pendamping setia yang selalu memberikan dukungannya, I Dewa Gede Edy Sutrisna, ST. selaku senior yang telah membantu penulis dengan memberikan informasi yang dapat memperlancar penyelesaian tugas akhir ini, Bapak Ketua dan Teknisi Laboratorium Struktur dan Bahan, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Udayana, Bapak Ketua dan Teknisi Laboratorium Jalan Raya, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Udayana, serta semua pihak yang telah membantu dan memberikan masukan hingga tugas akhir ini dapat terselesaikan.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca guna perbaikan tugas akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi pembacanya.
Badung, April 2016
iii
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
UCAPAN TERIMA KASIH ... ii
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah... 3
1.3 Tujuan ... 3
1.4 Manfaat ... 4
1.5 Batasan Masalah ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Beton Serat ... 5
2.1.1 Deskripsi Beton ... 5
2.1.2 Deskripsi Beton Serat ... 6
2.1.3 Sifat-sifat Beton Serat ... 6
2.1.4 Perencanaan Campuran Beton Serat ... 9
2.1.5 Toleransi dalam Kemudahan Pengerjaan ... 10
2.1.6 Interaksi antara Serat dan Matrik Beton ... 10
2.1.7 Penelitian Mengenai Beton Serat ... 11
2.2 Beton Ringan ... 14
2.3 Spesifikasi Agregat Ringan Untuk Beton Ringan Struktural (SNI 03-2461-2002) ... 15
2.4 Serat Bagu... 18
2.5 Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA) ... 20
2.6 Penelitian Beton dengan Expanded Clay Aggregate ... 22
2.7 Material Penyusun Beton... 25
2.7.1 Agregat Halus ... 25
2.7.2 Agregat Kasar ... 25
2.7.3 Semen Portland Pozolan ... 26
2.7.4 Air ... 27
2.8 Tata Cara Penentuan Proporsi Campuran Beton dengan Semen Portland Biasa, Semen Portland Pozzolan, dan Semen Portland Komposit (Berdasarkan SNI 7656 : 2012 dan ACI 211.1-91) ... 27
2.9 Kelecakan (Workability) ... 33
2.10 Kuat Tekan ... 35
2.11 Kuat Tarik Belah ... 38
iv
2.13 Analisis Regresi ... 40
2.13.1 Regresi Linear Sederhana ... 41
2.13.2 Regresi Polinomial Orde 2 ... 42
2.13.3 Koefisien Determinasi ... 42
2.13.4 Koefisien Korelasi (r) ... 43
BAB III METODE PENELITIAN ... 47
3.1 Rancangan Penelitian ... 47
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 48
3.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 48
3.4 Bahan Penelitian ... 48
3.5 Alat-alat Penelitian ... 49
3.6 Penentuan Sumber Material ... 50
3.7 Variabel Penelitian ... 50
3.8 Prosedur Penelitian ... 52
3.8.1 Persiapan alat dan bahan ... 53
3.8.2 Pemeriksaan bahan ... 55
3.8.3 Perencanaan adukan beton serat Bagu (dengan agregat kasar hanya batu pecah) ... 56
3.8.4 Menentukan Proporsi LECA ... 56
3.8.5 Persiapan bahan sesuai ketentuan dan proporsi ... 59
3.8.6 Pencampuran adukan beton ... 60
3.8.7 Pengujian slump ... 60
3.8.8 Pencetakan dan perawatan benda uji ... 62
3.8.9 Pengujian karakteristik beton keras ... 62
3.9 Analisis Data... 64
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 66
4.1 Pengaruh Variasi Kadar Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA) terhadap Karakteristik Beton Serat Bagu yang Ditinjau dari Kelecakan ... 66
4.2 Pengaruh Variasi Kadar Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA) terhadap Karakteristik Beton Serat Bagu (Beton Keras) ... 75
4.2.1 Berat Volume ... 75
4.2.2 Kuat Tekan ... 80
4.2.3 Kuat Tarik Belah ... 86
4.2.4 Modulus Elastisitas ... 91
4.3 Hubungan Antar Parameter Karakteristik Beton Serat Bagu ... 96
4.3.1 Hubungan Antara Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah ... 96
4.3.2 Hubungan Antara Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas ... 97
BAB V PENUTUP ... 99
5.1 Simpulan ... 99
5.2 Saran ... 100
v
LAMPIRAN A PEMERIKSAAN BAHAN ... 105
LAMPIRAN B MIX DESIGN BETON SERAT BAGU (DENGAN VARIASI KADAR LECA) ... 118
LAMPIRAN C DATA PENGUJIAN SLUMP ... 127
LAMPIRAN D DATA PENGUJIAN BERAT VOLUME (BETON KERAS) ... 128
LAMPIRAN E DATA PENGUJIAN KUAT TEKAN ... 131
LAMPIRAN F DATA PENGUJIAN KUAT TARIK BELAH ... 133
LAMPIRAN G DATA PERHITUNGAN MODULUS ELASTISITAS ... 134
LAMPIRAN H PERHITUNGAN PERSAMAAN REGRESI DAN KOEFISIEN DETERMINASI ... 154
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Balok beton tanpa tulangan ((a) balok dengan beban P dan q,
(b) balok melengkung, (c) diagram tegangan beton) ... 5
Gambar 2.2 Pengaruh aspek ratio fiber pada “Vebe Time” ... 8
Gambar 2.3 Pengaruh aspek ratio fiber pada “Compacting Factor” ... 8
Gambar 2.4 Pengaruh diameter agregat pada konsentrasi fiber ... 9
Gambar 2.5 Tumbuhan yang menghasilkan serat Bagu ... 19
Gambar 2.6 Serat Bagu ... 19
Gambar 2.7 Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA) ... 21
Gambar 2.8 Grafik batas gradasi pasir (sedang) No. 2 ... 25
Gambar 2.9 Bentuk-bentuk slump (a) ideal, (b) geser, (c) runtuh ... 34
Gambar 2.10 Hubungan antara tegangan dan regangan tekan beton ... 36
Gambar 2.11 Berbagai kuat tekan benda uji beton ... 36
Gambar 2.12 Diagram kuat beton versus umur beton ... 36
Gambar 2.13 Hubungan antara tegangan dan regangan beton ... 39
Gambar 2.14 Korelasi positif ... 43
Gambar 2.15 Korelasi negatif ... 44
Gambar 2.16 Korelasi nol ... 45
Gambar 3.1 Rancangan penelitian ... 47
Gambar 3.2 Serat Bagu ... 49
Gambar 3.3 Lighweight Expanded Clay Aggregate (LECA) ... 49
Gambar 3.4 Tahapan proses penelitian ... 53
Gambar 3.5 Rancangan gradasi agregat kasar dengan butir maksimum 19 mm ... 54
Gambar 3.6 Rancangan gradasi pasir pada zone 2 ... 55
Gambar 3.7 Set up pengujian kuat tekan dan modulus elastisitas ... 63
Gambar 3.8 Pengujian kuat tarik belah ... 64
Gambar 4.1 Pengujian Slump ... 66
Gambar 4.2 Pengaruh variasi kadar LECA terhadap nilai slump (kelecakan) - linear ... 70
Gambar 4.3 Pengaruh variasi kadar LECA terhadap nilai slump (kelecakan) - polinomial ... 72
Gambar 4.4 Perbandingan persamaan regresi linear sederhana dengan polinomial orde 2 - slump... 73
Gambar 4.5 Pengaruh variasi kadar LECA terhadap berat volume beton - linear ... 77
Gambar 4.6 Pengaruh variasi kadar LECA terhadap berat volume beton - polinomial ... 78
Gambar 4.7 Perbandingan persamaan regresi linear sederhana dengan polinomial orde 2 - berat volume ... 78
Gambar 4.8 Pengaruh variasi kadar LECA terhadap kuat tekan beton - linear ... 83
Gambar 4.9 Pengaruh variasi kadar LECA terhadap kuat tekan beton - polinomial ... 83
vii Gambar 4.11 Pengaruh variasi kadar LECA terhadap kuat tarik belah beton -
linear ... 87
Gambar 4.12 Pengaruh variasi kadar LECA terhadap kuat tarik belah beton - polinomial ... 88
Gambar 4.13 Perbandingan persamaan regresi linear sederhana dengan polinomial orde 2 - kuat tarik belah ... 89
Gambar 4.14 Pengaruh variasi kadar LECA terhadap modulus elastisitas beton - linear ... 92
Gambar 4.15 Pengaruh variasi kadar LECA terhadap modulus elastisitas beton - polinomial... 93
Gambar 4.16 Perbandingan persamaan regresi linear sederhana dengan polinomial orde 2 - modulus elastisitas ... 94
Gambar 4.17 Persamaan empiris hubungan antara kuat tekan dan kuat tarik belah ... 97
Gambar 4.18 Persamaan empiris hubungan antara kuat tekan dan modulus elastisitas... 98
Gambar I.1 Berat pasir dalam keadaan sesungguhnya (uji kadar air) ... 168
Gambar I.2 Berat pasir kering oven (uji kadar air) ... 168
Gambar I.3 Berat batu pecah dalam keadaan sesungguhnya (uji kadar air) ... 168
Gambar I.4 Berat batu pecah dalam keadaan sesungguhnya (uji kadar air) ... 168
Gambar I.5 Uji kadar lumpur pasir ... 169
Gambar I.6 Berat piknometer + pasir SSD + air (uji berat jenis) ... 169
Gambar I.7 Berat piknometer + air (uji berat jenis pasir)... 169
Gambar I.8 Berat pasir kering oven (uji berat jenis) ... 169
Gambar I.9 Mengukur diameter serat Bagu ... 170
Gambar I.10 Ukuran diameter serat Bagu ... 170
Gambar I.11 Mengukur panjang serat Bagu yang akan dipotong ... 170
Gambar I.12 Memotong serat Bagu ... 170
Gambar I.13 Serat Bagu yang telah dipotong ... 170
Gambar I.14 Berat LECA dalam keadaan sesungguhnya (uji kadar air) ... 171
Gambar I.15 Berat LECA kering oven (uji kadar air) ... 171
Gambar I.16 Berat LECA kering oven setelah dicuci (uji kadar lumpur) ... 171
Gambar I.17 Berat LECA kering oven (uji kadar lumpur) ... 171
Gambar I.18 Berat LECA dalam air (uji berat jenis) ... 172
Gambar I.19 Perendaman 24 jam LECA dan batu pecah untuk kondisi SSD . 172 Gambar I.20 Membuat batu pecah menjadi kondisi SSD ... 172
Gambar I.21 Membuat LECA menjadi kondisi SSD ... 172
viii
Gambar I.23 Pasir kondisi SSD ... 173
Gambar I.24 LECA kondisi SSD... 173
Gambar I.25 Berat serat Bagu untuk 1 silinder ... 173
Gambar I.26 Serat Bagu untuk 3 silinder (1 kali pencampuran) ... 173
Gambar I.27 Pencampuran adukan beton ... 173
Gambar I.28 Pencampuran serat Bagu ke dalam adukan beton ... 173
Gambar I.29 Campuran beton serat Bagu... 174
Gambar I.30 Pengujian nilai slump ... 174
Gambar I.31 Proses pemadatan adukan beton serat Bagu ... 174
Gambar I.32 Proses perataan permukaan benda uji ... 174
Gambar I.33 Benda uji (setelah cetakan dibuka) ... 174
Gambar I.34 Proses meletakkan benda uji di bak perendaman ... 174
Gambar I.35 Mengeluarkan benda uji dari bak perendaman ... 175
Gambar I.36 Menimbang benda uji ... 175
Gambar I.37 Mengukur diameter benda uji ... 175
Gambar I.38 Mengukur tinggi benda uji ... 175
Gambar I.39 Memanaskan sulfur ... 175
Gambar I.40 Proses capping benda uji ... 175
Gambar I.41 Proses uji kuat tekan dan modulus elastisitas ... 176
Gambar I.42 Proses uji kuat tarik belah... 176
Gambar I.43 Pola retak BSB1 (Kadar LECA 0%) ... 176
Gambar I.44 Pola retak BSB2 (Kadar LECA 25%) ... 176
Gambar I.45 Bagian dalam BSB1 (Kadar LECA 0%) ... 177
Gambar I.46 Bagian dalam BSB2 (Kadar LECA 25%) ... 177
Gambar I.47 Pola retak BSB3 (Kadar LECA 50%) ... 177
Gambar I.48 Pola retak BSB4 (Kadar LECA 75%) ... 177
Gambar I.49 Bagian dalam BSB3 (Kadar LECA 50%) ... 178
Gambar I.50 Bagian dalam BSB4 (Kadar LECA 75%) ... 178
Gambar I.51 Pola retak BSB5 (Kadar LECA 100%) ... 178
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Slump yang ditetapkan ... 10
Tabel 2.2 Toleransi untuk slump nominal ... 10
Tabel 2.3 Persyaratan kuat tekan dan kuat tarik belah rata-rata untuk beton ringan ... 16
Tabel 2.4 Persyaratan susunan besar butir agregat ringan untuk beton ringan struktural ... 17
Tabel 2.5 Persyaratan sifat fisis agregat ringan untuk beton ringan struktural ... 18
Tabel 2.6 Pemanfaatan LECA sesuai dengan ukuran ... 21
Tabel 2.7 Rata-rata penyerapan air LECA ... 21
Tabel 2.8 Persyaratan batas-batas susunan besar butir agregat kasar ... 26
Tabel 2.9 Perkiraan kebutuhan air pencampur dan kadar udara untuk berbagai slump dan ukuran nominal agregat maksimum batu pecah ... 27
Tabel 2.10 Hubungan antara rasio air semen atau air bahan sementisius dan kekuatan tekan beton ... 29
Tabel 2.11 Volume agregat kasar per satuan volume beton ... 31
Tabel 2.12 Perkiraan awal berat beton segar ... 32
Tabel 2.13 Slump yang disyaratkan untuk berbagai konstruksi ... 35
Tabel 2.14 Pedoman interpretasi koefisien korelasi ... 46
Tabel 3.1 Jumlah benda uji dari masing-masing kadar LECA yang diberi
Tabel 3.5 Rancangan gradasi agregat kasar dengan kadar LECA 25% dan batu pecah 75% ... 57
Tabel 3.6 Rancangan gradasi agregat kasar dengan kadar LECA 50% dan batu pecah 50% ... 58
Tabel 3.7 Rancangan gradasi agregat kasar dengan kadar LECA 75% dan batu pecah 25% ... 58
Tabel 3.8 Rancangan gradasi agregat kasar dengan kadar LECA 100% dan batu pecah 0% ... 59
Tabel 3.9 Slump yang disyaratkan untuk berbagai konstruksi ... 61
Tabel 4.1 Rekapitulasi hasil uji slump beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA ... 67
Tabel 4.2 Slump yang disyaratkan untuk berbagai konstruksi (sebagai indikator pengujian slump) ... 68
Tabel 4.3 Perhitungan nilai a dan b persamaan regresi liniear sederhana (hasil uji slump beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) .... 68
x Tabel 4.5 Perhitungan nilai a0, a1, dan a2 persamaan regresi polinomial
orde 2 (hasil uji slump beton serat Bagu dengan variasi kadar
LECA) ... 70
Tabel 4.6 Perhitungan koefisien determinasi persamaan regresi polinomial orde 2 (hasil uji slump beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 71
Tabel 4.7 Nilai slump yang diperoleh dari persamaan regresi linear sederhana ... 73
Tabel 4.8 Perhitungan koefisien korelasi hubungan variasi kadar LECA dengan nilai slump (kelecakan) ... 74
Tabel 4.9 Rekapitulasi hasil uji berat volume beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA ... 76
Tabel 4.10 Berat volume yang diperoleh dari persamaan regresi linear sederhana ... 79
Tabel 4.11 Perhitungan koefisien korelasi hubungan variasi kadar LECA dengan berat volume beton ... 79
Tabel 4.12 Rekapitulasi hasil uji kuat tekan beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA ... 81
Tabel 4.13 Faktor efisiensi beton serat Bagu yang ditentukan dari rasio antara kuat tekan dengan berat volume ... 82
Tabel 4.14 Kuat tekan yang diperoleh dari persamaan regresi linear sederhana ... 84
Tabel 4.15 Perhitungan koefisien korelasi hubungan variasi kadar LECA dengan kuat tekan beton ... 85
Tabel 4.16 Rekapitulasi hasil uji kuat tarik belah beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA ... 86
Tabel 4.17 Kuat tarik belah yang diperoleh dari persamaan regresi linear sederhana ... 89
Tabel 4.18 Perhitungan koefisien korelasi hubungan variasi kadar LECA dengan kuat tarik belah beton ... 90
Tabel 4.19 Rekapitulasi hasil perhitungan modulus elastisitas beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA ... 91
Tabel 4.20 Modulus elastisitas yang diperoleh dari persamaan regresi linear sederhana ... 94
Tabel 4.21 Perhitungan koefisien korelasi hubungan variasi kadar LECA dengan modulus elastisitas beton ... 95
Tabel 4.22 Perhitungan persamaan empiris hubungan antara kuat tekan dan kuat tarik belah beton serat Bagu ... 96
Tabel 4.23 Perhitungan persamaan empiris hubungan antara kuat tekan dan modulus elastisitas beton serat Bagu ... 97
Tabel A.1 Pemeriksaan kadar air pasir ... 105
Tabel A.2 Pemeriksaan kadar air batu pecah ... 106
Tabel A.3 Pemeriksaan kadar lumpur pasir ... 107
Tabel A.4 Pemeriksaan kadar lumpur batu pecah ... 107
Tabel A.5 Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan air pasir ... 109
Tabel A.6 Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan air batu pecah ... 110
Tabel A.7 Pemeriksaan berat isi semen, pasir, dan batu pecah ... 111
xi Tabel A.9 Pemeriksaan kebutuhan air serat Bagu untuk mencapai kondisi
SSD ... 113
Tabel A.10 Pemeriksaan kadar air LECA ... 114
Tabel A.11 Pemeriksaan kadar lumpur LECA ... 115
Tabel A.12 Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan air LECA ... 116
Tabel A.13 Pemeriksaan berat isi LECA ... 117
Tabel C.1 Hasil Uji Slump ... 127
Tabel D.1 Hasil uji berat volume beton serat Bagu dengan kadar LECA 0% 128 Tabel D.2 Hasil uji berat volume beton serat Bagu dengan kadar LECA
Tabel E.2 Hasil perhitungan standar deviasi kuat tekan ... 132
Tabel F.1 Hasil uji kuat tarik belah beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA (umur 28 hari) ... 133
Tabel G.1 Rekapitulasi hasil perhitungan modulus elastisitas ... 150
Tabel H.1 Perhitungan nilai a dan b persamaan regresi liniear sederhana (hasil uji berat volume beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 154
Tabel H.2 Perhitungan koefisien determinasi persamaan regresi linear sederhana (hasil uji berat volume beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 155
Tabel H.3 Perhitungan nilai a0, a1, dan a2 persamaan regresi polinomial orde 2 (hasil uji berat volume beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 156
Tabel H.4 Perhitungan koefisien determinasi persamaan regresi polinomial orde 2 (hasil uji berat volume beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 157
Tabel H.5 Perhitungan nilai a dan b persamaan regresi liniear sederhana (hasil uji kuat tekan beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 158
Tabel H.6 Perhitungan koefisien determinasi persamaan regresi linear sederhana (hasil uji kuat tekan beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 159
Tabel H.7 Perhitungan nilai a0, a1, dan a2 persamaan regresi polinomial orde 2 (hasil uji kuat tekan beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 160
xii Tabel H.9 Perhitungan nilai a dan b persamaan regresi liniear sederhana
(hasil uji kuat tarik belah beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 161 Tabel H.10 Perhitungan koefisien determinasi persamaan regresi linear
sederhana (hasil uji kuat tarik belah beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 162 Tabel H.11 Perhitungan nilai a0, a1, dan a2 persamaan regresi polinomial
orde 2 (hasil uji kuat tarik belah beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 163 Tabel H.12 Perhitungan koefisien determinasi persamaan regresi polinomial
orde 2 (hasil uji kuat tarik belah beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 164 Tabel H.13 Perhitungan nilai a dan b persamaan regresi liniear sederhana
(modulus elastisitas beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 165 Tabel H.14 Perhitungan koefisien determinasi persamaan regresi linear
sederhana (modulus elastisitas beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 166 Tabel H.15 Perhitungan nilai a0, a1, dan a2 persamaan regresi polinomial
orde 2 (modulus elastisitas beton serat Bagu dengan variasi kadar LECA) ... 166 Tabel H.16 Perhitungan koefisien determinasi persamaan regresi polinomial
xiii
ASTM = American Society for Testing Materials BSB = Beton Serat Bagu
BV = berat volume
D = diameter benda uji silinder Ec = modulus elastisitas beton ECA = Expanded Clay Aggregate
ECAC = Expanded Clay Aggregate Concrete
f’c = kuat tekan beton
KTME = Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas L = panjang benda uji silinder
LECA = Lightweight Expanded Clay Aggregate LWAC = Lightweight Aggregate Concrete
R2 = koefisien determinasi RPC = Reactive Powder Concrete
S1 = tegangan beton pada saat regangan mencapai 0,00005
S2 = tegangan beton mencapai 40% tegangan maksimum
Sd = Standar deviasi
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beton merupakan salah satu material konstruksi yang banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan, seperti tahan terhadap korosi, mudah dibentuk, mudah dalam pengerjaan, dan harganya relatif murah. Selain memiliki kelebihan, beton juga memiliki kelemahan, seperti kuat tariknya rendah dan bersifat getas. Beton akan segera retak jika mendapat tegangan tarik yang melampaui kuat tarik beton. Sifat getas beton memungkinkan terjadinya keruntuhan mendadak akibat batas beban yang dapat ditahan oleh beton terlampaui. Sifat getas beton perlu dikurangi agar bangunan dari beton tidak runtuh seketika saat terjadi gempa. Salah satu cara meningkatkan kuat tarik dan mengurangi sifat getas beton adalah dengan menggunakan serat pada beton.
Beton serat merupakan beton yang menggunakan serat yang dicampurkan secara merata dalam adukan beton. Serat dalam beton ini berfungsi untuk memperlambat timbulnya retak dan mengurangi sifat getas, sehingga menjadikan beton lebih daktail dari beton biasa. Selain itu, serat dalam beton dapat meningkatkan ketahanan terhadap pengelupasan (spalling) dan retak pada selimut beton yang akan membantu menghambat korosi besi tulangan pada beton bertulang. Interaksi antara serat dan matrik beton (semen) merupakan sifat dasar yang memengaruhi kinerja dari material komposit beton serat. Persentase kadar dan panjang serat dalam beton dapat memengaruhi karakteristik mekanik beton. Ada hal yang perlu diperhatikan dalam penambahan serat ke dalam adukan beton, yaitu kelecakan beton (workability). Penambahan serat ke dalam adukan beton akan menurunkan kelecakan adukan (Sudarmoko, 1989).
2 Bagu rata-rata sebesar 3,28 MPa dengan kadar serat 2% terhadap volume beton, dimana nilai tersebut melebihi kuat tarik belah beton yang ditargetkan, yaitu sebesar 2,5 MPa.
Selain mengurangi sifat getas beton, mengurangi berat volume beton juga merupakan hal yang sangat diperhatikan dalam konstruksi tahan gempa. Hal tersebut dikarenakan dengan menggunakan material yang mempunyai berat volume kecil (ringan), beban gempa akibat berat sendiri dari konstruksi yang dibangunpun menjadi lebih kecil. Maka dari itu, beton yang memiliki sifat lebih daktail akibat adanya penambahan serat perlu diperkecil berat volumenya. Salah satu cara untuk memperkecil berat volume beton adalah dengan menggunakan agregat yang ringan, seperti Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA).
3 Serat dan ECA sama-sama memiliki interaksi dengan semen sebagai matrik beton. Dari pernyataan ini, timbul pertanyaan bagaimana pengaruh LECA jika digunakan sebagai agregat kasar dalam beton serat Bagu. Maka dari itu, dalam penelitian ini dilakukan variasi kadar LECA pada beton serat Bagu untuk mengetahui seberapa besar pengaruh LECA terhadap karakteristik beton serat Bagu.
Penelitian ini menggunakan kuat tekan rencana yang tinggi dengan alasan jika terjadi penurunan mutu beton serat Bagu dengan adanya variasi kadar LECA, dari penelitian ini masih memungkinkan untuk mendapatkan material beton yang ringan, tetapi memenuhi persyaratan beton struktural.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang di atas, masalah yang dapat dirumuskan dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana pengaruh variasi kadar Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA) terhadap karakteristik beton serat Bagu ditinjau dari kelecakan? 2. Bagaimana pengaruh variasi kadar Lightweight Expanded Clay Aggregate
(LECA) terhadap karakteristik beton serat Bagu ditinjau dari berat volume, kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas?
1.3 Tujuan
Berdasarkan masalah yang telah dirumuskan, tujuan penelitian ini adalah: 1. Untuk mengetahui pengaruh variasi kadar Lightweight Expanded Clay
Aggregate (LECA) terhadap karakteristik beton serat Bagu ditinjau dari kelecakan.
4
1.4 Manfaat
Hasil penelitian ini bisa bermanfaat untuk menambah pengetahuan mengenai usaha memperoleh material alternatif yang dapat digunakan bagi konstruksi tahan gempa, mengurangi sifat getas beton, mengurangi berat volume beton serat, mengetahui pengaruh agregat ringan pada beton serat, dan referensi bagi penelitian sejenis yang lebih mendalam.
1.5 Batasan Masalah
Pada penelitian ini, permasalahan dibatasi pada hal-hal sebagai berikut. 1. Penambahan serat Bagu yang dilakukan hanya pada kadar 2% terhadap
volume beton untuk setiap variasi kadar LECA dan dicampurkan ke dalam adukan beton secara acak.
Hal tersebut diputuskan karena konsentrasi fiber (serat) yang masih memungkinkan pengadukan dilakukan dengan mudah adalah 2% volume (Sudarmoko, 1989). Dari penelitian yang dilakukan oleh Adibroto (2014) dan Kushartomo dkk. (2013) dapat disimpulkan juga bahwa kadar 2% terhadap volume beton merupakan kadar serat yang optimum.
2. Panjang serat Bagu yang digunakan + 20 mm dengan diameter butir serat berkisar antara 0,2-0,3 mm.
Hal tersebut diputuskan karena menurut penelitian Rusyanto dkk. (2012), yang menggunakan serat alami yaitu serat bambu, diketahui bahwa ukuran serat bambu terbaik adalah 20 mm. Selain itu, nilai panjang dan diameter serat yang digunakan berdasarkan pertimbangan syarat perbandingan aspek panjang dan diameter serat < 100 (Salain, 2008 dalam Jaya, 2010).
3. Tidak dilakukan pemeriksaan interaksi yang terjadi di dalam beton secara mikroskopis.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Beton Serat
2.1.1 Deskripsi Beton
Sifat dari bahan beton, yaitu sangat kuat untuk menahan tekan, tetapi tidak kuat (lemah) untuk menahan tarik. Oleh karena itu, beton dapat mengalami retak jika beban yang dipikulnya menimbulkan tegangan tarik yang melebihi kuat tariknya (Asroni, 2010).
Jika sebuah balok beton (tanpa tulangan) ditumpu oleh tumpuan sederhana (sendi-rol) dan di atas balok tersebut bekerja beban terpusat P serta beban merata q, maka akan timbul momen luar, sehingga balok akan melengkung ke bawah.
Pada balok yang melengkung ke bawah akibat beban luar ini pada dasarnya ditahan oleh kopel gaya-gaya dalam yang berupa tegangan tekan dan tarik. Jadi pada serat-serat balok bagian tepi atas akan menahan tegangan tekan dan semakin ke bawah tegangan tekan tersebut akan semakin kecil. Sebaliknya, pada serat-serat bagian tepi bawah akan menahan tegangan tarik dan semakin ke atas tegangan tariknya akan semakin kecil. Pada bagian tengah, yaitu pada batas antara tegangan tekan dan tarik, serat-serat balok tidak mengalami tegangan sama sekali (tegangan tekan maupun tarik bernilai nol). Serat-serat yang tidak mengalami tegangan tersebut membentuk suatu garis yang disebut garis netral (Asroni, 2010).
Gambar 2.1 Balok beton tanpa tulangan ((a) balok dengan beban P dan q, (b) balok melengkung, (c) diagram tegangan beton)
Sumber : Asroni (2010)
(a) (b)
6
2.1.2 Deskripsi Beton Serat
Beton serat merupakan beton yang terdiri dari semen hidrolik, air, agregat halus, agregat kasar dan serat (serat baja, plastik, glass maupun serat alami) yang disebar secara diskontinu. Tjokrodimuljo (1996) mendefinisikan beton serat (fiber concrete) sebagai bahan komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lain yang berupa serat (batang-batang dengan diameter antara 5 dan 500 µm dengan panjang sekitar 2,5 mm sampai 10 mm). Penambahan serat pada beton dimaksudkan untuk memperbaiki kelemahan sifat yang dimiliki oleh beton yaitu memiliki kuat tarik yang rendah.
2.1.3 Sifat-sifat Beton Serat
Salah satu sifat penting dari beton adalah daktilitas. Daktilitas yaitu kemampuan struktur atau komponennya untuk melakukan deformasi inelastik bolak-balik berulang di luar batas titik leleh pertama, sambil mempertahankan sejumlah besar kemampuan daya dukung bebannya (SNI 03-1729-2002). Salah satu alasan penambahan serat pada beton adalah untuk menaikkan kapasitas penyerapan energi dari matrik campuran, yang berarti meningkatkan daktilitas beton. Penambahan daktilitas juga berarti penambahan perilaku beton terhadap lelah (fatigue) dan kejut (impact).
Beton serat mempunyai kelebihan dibanding beton tanpa serat dalam beberapa sifat strukturnya antara lain keliatan (ductility), ketahanan terhadap beban kejut (impact resistance), kuat tarik dan lentur (tensile and flexural strength), kelelahan (fatigue life), ketahanan terhadap pengaruh susut (shrinkage) dan ketahanan terhadap keausan (abrasion) (Soroushian and Bayashi, 1987).
Menurut As’ad (2008), beton serat memberi banyak keuntungan antara lain:
a. Serat terdistribusi secara acak di dalam volume beton pada jarak yang relatif dekat satu sama lain. Hal ini akan memberi tahanan berimbang ke segala arah dan memberi keuntungan material struktur yang dipersiapkan untuk menahan beban gempa dan angin.
b. Perbaikan perilaku deformasi seperti ketahanan terhadap impak, daktilitas yang lebih besar, kuat lentur, dan kapasitas torsi yang lebih baik.
7 d. Peningkatan ketahanan pengelupasan (spalling) dan retak pada selimut beton
akan membantu menghambat korosi besi tulangan dari serangan kondisi lingkungan yang berpotensi korosi.
Untuk pemilihan jenis bahan serat perlu disesuaikan dengan sifat beton yang diperbaiki. Beberapa hal yang perlu mendapat perhatian pada beton fiber (Suhendro, 2000),adalah:
1. Masalah fiber dispersion yang menyangkut teknik pencampuran fiber ke dalam adukan agar dapat tersebar merata dengan orientasi yang random. 2. Masalah workability (kelecakan adukan), yang menyangkut kemudahan
dalam proses pengerjaan/pemadatan, termasuk indikatornya.
3. Masalah mix design/proportion untuk memperoleh mutu tertentu dengan kelecakan yang memadai.
8 Gambar 2.2 Pengaruh aspek ratio fiber pada “Vebe Time”
Sumber : Sudarmoko (1989)
Gambar 2.3 Pengaruh aspek ratio fiber pada “Compacting Factor” Sumber : Sudarmoko (1989)
9 akibat penurunan diameter agregat dari 20 mm ke 10 mm. Penurunan diameter agregat dari 10 mm ke 5 mm juga menghasilkan peningkatan kelecakan adukan.
Gambar 2.4 Pengaruh diameter agregat pada konsentrasi fiber Sumber : Sudarmoko (1989)
Konsentrasi fiber yang masih memungkinkan pengadukan dilakukan dengan mudah adalah 2% volume. Jika konsentrasi fiber melampaui nilai ini, adukan beton menjadi sulit dikerjakan (Sudarmoko, 1989).
2.1.4 Perencanaan Campuran Beton Serat
Penambahan serat banyak mengubah perilaku beton setelah retak misalnya terjadi peningkatan regangan tarik setelah beton runtuh, sehingga dihasilkan beton yang lebih keras dan lebih tahan benturan (Salain, 2008 dalam Jaya, 2010). Peningkatan kekerasan beton banyak dipengaruhi oleh konsentrasi serat dan ketahanan serat terhadap cabutan yang terutama ditentukan oleh perbandingan aspek serat (perbandingan panjang/diameter) dan faktor lain seperti bentuk dan tekstur permukaan. Perencanaan campuran beton serat ditentukan berdasarkan (Salain, 2008 dalam Jaya 2010):
a. Kandungan serat < 2% dari volume beton,
10
2.1.5 Toleransi dalam Kemudahan Pengerjaan
Bila tidak ada toleransi lain dalam spesifikasi proyek, berikut ini aturan yang dapat digunakan untuk semua jenis beton berserat, kecuali beton semprot campuran kering.
a. Bila spesifikasi proyek untuk slump ditulis sebagai persyaratan maksimum atau tidak melampaui.
Tabel 2.1 Slump yang ditetapkan
75 mm atau kurang lebih dari 75 mm
toleransi plus 0,00 mm 0,00 mm
toleransi minus 40,00 mm 65,00 mm
Sumber : RSNI S-05-2002
b. Bila spesifikasi proyek untuk slump tidak ditulis sebagai persyaratan maksimum atau tidak melampaui.
Tabel 2.2 Toleransi untuk slump nominal untuk slump yang ditetapkan Toleransi
< 50,00 mm + 15,00 mm
50,00 – 100,00 mm + 25,00 mm
> 100,00 mm + 40,00 mm
Sumber : RSNI S-05-2002
2.1.6 Interaksi antara Serat dan Matrik Beton
Interaksi antara serat dan matrik beton merupakan sifat dasar yang memengaruhi kinerja dari material komposit beton serat. Pengetahuan tentang interaksi ini diperlukan untuk memperkirakan kontribusi serat dan meramalkan perilaku komposit. Menurut Balaguru (1992) dalam Jaya (2010), sifat karakteristik yang berpengaruh terhadap interaksi serat dan matrik beton adalah: a. Kondisi matrik dalam keadaan retak atau tidak
b. Komposisi matrik
c. Bentuk geometri, jenis, dan karakteristik dari serat
11 f. Volume fraksi dari serat
g. Beban yang dikerjakan
h. Keawetan serat dalam beton dan pengaruh umur beton
2.1.7 Penelitian Mengenai Beton Serat
1. Penelitian oleh Adibroto (2014)
Penelitian ini bertujuan untuk menguji kuat tekan paving block dengan penambahan serat (ijuk, plastik, dan kawat). Mutu kuat tekan rancangan campuran paving block adalah K300 dengan mengoptimalkan penggunaan serat sebagai bahan tambahan campuran. Untuk mendapatkan gambaran optimalisasi pemakaian serat sebagai bahan tambahan dilakukan variasi campuran dengan rentang 0% sampai 5% dari volume beton, dan variasi panjang serat 1 cm, 2 cm dan 3 cm dengan masing-masing variasi sebanyak 5 benda uji. Dari penelitian ini diharapkan memperoleh paving block dengan mutu kuat tekan yang tinggi.
Berdasarkan hasil pengujian yang diperoleh ternyata secara prinsip penambahan serat (ijuk, plastik, kawat) sampai 5 % dari volume campuran paving block tidak memberikan nilai yang signifikan terhadap penambahan kuat tekan paving block. Sebagian campuran memberikan kecenderungan penurunan kuat tekan dibandingkan dengan kuat tekan paving block standar sebagai pembanding. Untuk penambahan serat ijuk kekuatan tekan rata-rata maksimum hanya diperoleh sebesar 323,98 kg/cm2 pada penambahan serat ijuk panjang 3 cm dengan persentase penambahan serat 2%. Untuk penambahan serat plastik kekuatan tekan rata-rata maksimum hanya diperoleh sebesar 325,10 kg/cm2 pada penambahan serat plastik panjang 2 cm dengan persentase penambahan serat 3 %. Sedangkan untuk penambahan serat kawat kekuatan tekan rata-rata maksimum hanya diperoleh sebesar 341,52 kg/cm2 pada penambahan serat kawat panjang 3 cm dengan persentase penambahan serat 3%.
2. Penelitian oleh Kushartomo, dkk. (2013)
12 stainless steel berdiameter 0,2 mm, panjang 20,0 mm dan memiliki tensile strength 515 MPa. Variasi volume penggunaan serat sebesar 1,0%, 1,5% dan 2,0% terhadap volume beton. Dalam pembuatan RPC, material yang digunakan berupa semen, air, silica fume, quartz powder, pasir lokal dengan diameter maksimum 1,2 mm dan super plasticizer berbahan polycarboxilate. Teknik penguapan bertemperatur 90oC digunakan untuk perawatan benda uji.
Hasil percobaan memperlihatkan bahwa serat lokal dapat digunakan sebagai bahan pembuat RPC karena dapat meningkatkan kekuatan tekan, kekuatan lentur dan fracture energy. Dari hasil percobaan didapatkan bahwa kuat tekan tertinggi adalah beton yang mengandung volume serat 1%, mengalami peningkatan kuat tekan hingga 35,51%. Kuat lentur tertinggi adalah beton yang mengandung volume serat 2 %, mengalami peningkatan kuat lentur hingga 96,20%. Penyerapan energi terbesar saat retak pertama adalah balok beton yang mengandung serat 1,5%, mengalami peningkatan penyerapan energi hingga 79,6015%.
3. Penelitian oleh Rusyanto, dkk. (2012)
Penelitian ini membahas tentang kajian kuat tarik beton serat bambu. Beton mempunyai kekurangan yang cukup signifikan, yaitu mempunyai kuat tarik yang rendah. Penambahan serat mikro merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi kekurangan tersebut. Serat bambu adalah serat alami yang mudah didapat dan pertumbuhan bambu relatif cepat. Serat dibuat dari kulit bambu dari bagian tanpa buku yang telah dikeringkan. Penelitian bertujuan untuk mengkaji peningkatan kuat tarik beton akibat penambahan serat bambu. Penelitian berupa studi eksperimental dengan membuat benda uji silinder berdiameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Kadar serat yang digunakan adalah 1,5% dari berat semen dengan variasi panjang 15 mm (BS1), 20 mm (BS2), dan 25 mm (BS3). Beton tanpa serat (BN) juga dibuat sebagai pembanding.
13 sebesar 9,9%. Tetapi penambahan serat menaikkan kuat tarik cukup signifikan, yaitu sebesar 30,5% pada BS2. Dapat disimpulkan ukuran serat terbaik adalah 20 mm.
4. Penelitian oleh Jaya (2010)
Penelitian ini adalah penelitian tentang pengaruh serat serabut kelapa terhadap perilaku mekanis beton yang meliputi kuat tekan, kuat tarik belah, kuat tarik lentur, permeabilitas, dan modulus elastisitas beton. Penambahan serat serabut kelapa yang dilakukan sebesar 0% (tanpa serat); 0,5%; 1,0%; 1,5%; dan 2,0% terhadap volume beton. Benda uji yang digunakan berupa silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm untuk uji kuat tekan, kuat tarik belah, permeabilitas, dan modulus elastisitas. Untuk uji kuat tarik lentur digunakan balok dengan ukuran 150x150x600 mm. Jumlah benda uji masing-masing perlakuan sebanyak 5 buah. Gradasi pasir dan kerikil dirancang menurut SNI 03-2834-2000. Pasir dirancang pada zona 2 dan kerikil dengan butiran maksimum 20 mm. Rancangan campuran beton direncanakan menurut SKSNI T-15-1990-03 untuk
mutu f’c = 25 MPa, yang memberikan komposisi dalam perbandingan berat semen : pasir : batu pecah sebesar 1 : 1,94 : 2,19 dan fas 0,52. Pengujian terhadap sifat mekanis beton dilakukan pada umur 28 hari, dan hasilnya dibandingkan dengan benda uji standar (tanpa serabut kelapa). Uji regresi dilakukan untuk mendapatkan pengaruh penambahan serat serabut kelapa terhadap perilaku mekanis beton.
14 permeabilitas, penambahan serat makin meningkatkan nilai permeabilitas beton dimana pada kadar serat 2% peningkatan koefisien permeabilitas mencapai 8,40 kali dari beton standar.
5. Penelitian oleh Yasa dan Wati (2015)
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik serat nanas, proporsi material yang digunakan untuk membuat beton serat dengan target kuat tekan 25 MPa, jumlah biaya bahan yang dikeluarkan, dan pengaplikasian beton serat dari serat nanas di lapangan. Serat nanas yang digunakan dalam penelitian ini disebut juga serat Bagu. Adapun metode pengambilan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode kajian pustaka dan penelitian laboratorium, sedangkan batasan masalah dalam pengumpulan data laboratorium adalah hanya dicoba 1 kadar serat yaitu 2% (nilai maksimum sesuai persyaratan) terhadap volume beton. Beton yang dibuat merupakan beton normal dengan tambahan serat.
Serat nanas yang digunakan memiliki karakteristik tahan lama dan cukup kuat. Proporsi material dalam kondisi SSD untuk 1 m3 campuran beton serat dari serat nanas adalah 205 kg air, 410 kg semen, 652 kg pasir, 918 kg batu pecah, dan 0,66 kg serat nanas. Biaya untuk membuat 1 m3 beton serat dari serat nanas sebesar Rp769.250,00. Kuat tarik belah beton serat rata-rata sebesar 3,28 Mpa, sedangkan kuat tarik belah beton yang ditargetkan adalah 2,5 MPa. Jadi kuat tarik belah beton yang diuji sudah melebihi kuat tarik belah beton yang ditargetkan. Beton serat dari serat nanas ini dapat diaplikasikan untuk elemen struktur yang tipis agar tidak mudah retak akibat benturan.
2.2 Beton Ringan
15 expanded, atau hasil pembakaran lempung, shale, slte, shele, perlit, atau slag atau hasil batubara dan hasil residu pembakarannya (Mulyono, 2005).
Tidak seperti beton biasa, berat beton ringan dapat diatur sesuai kebutuhan. Keunggulan beton ringan utamanya ada pada berat, sehingga apabila digunakan pada proyek bangunan tinggi akan dapat secara signifikan mengurangi berat sendiri bangunan, yang selanjutnya berdampak kepada perhitungan pondasi. Keuntungan dari beton ringan antara lain memiliki nilai tahanan panas (thermal insulator) yang baik, memiliki tahanan suara (peredam) yang baik, dan tahan api (fire resistant), sedangkan kelemahan beton ringan adalah nilai kuat tekannya (compressive strength) lebih kecil dibanding dengan beton normal sehingga tidak dianjurkan penggunaannya untuk struktural (Sumarno, 2010).
Menurut SNI 03-2847-2013, beton ringan (lightweight concrete) adalah beton yang mengandung agregat ringan dan berat volume setimbang (equilibrium density), sebagaimana ditetapkan oleh ASTM C567, antara 1140-1840 kg/m3. Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengurangi berat jenis beton atau membuat beton lebih ringan antara lain sebagai berikut (Tjokrodimuljo, 1996) :
1. Dengan membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen sehingga terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan menambah bubuk alumunium ke dalam campuran adukan beton.
2. Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar, batu apung atau agregat buatan sehingga beton yang dihasilkan akan lebih ringan dari pada beton biasa.
3. Dengan cara membuat beton tanpa menggunakan butir-butir agregat halus atau pasir yang disebut beton non pasir.
2.3 Spesifikasi Agregat Ringan Untuk Beton Ringan Struktural (SNI 03-2461-2002)
16 kondisi kering permukaan jenuh dan harus memenuhi persyaratan kuat tekan dan kuat tarik belah beton ringan untuk tujuan struktural.
Tabel 2.3 Persyaratan kuat tekan dan kuat tarik belah rata-rata untuk beton ringan struktural
Berat isi kering udara 28 hari, maksimum (kg/m3)
CATATAN 1 Nilai kuat tekan dan berat isi diambil dari rata-rata 3 buah benda uji sedangkan kuat tarik belah diambil rata-rata dari 6 benda uji,
CATATAN 2 Nilai antara untuk kekuatan tekan dan nilai berat isi yang berkait dapat diperoleh dengan penambahan atau interpolasi,
CATATAN 3 Bahan-bahan yang tidak memenuhi persyaratan kuat tarik rata-rata minimum dapat digunakan bila rancangannya dimodifikasi untuk mengimbangi nilai yang lebih rendah,
CATATAN 4 1 MPa ≈ 10 kg/cm2 Sumber : SNI 03-2461-2002
Ada dua jenis agregat ringan yang tercakup dalam spesifikasi ini adalah : 1. Agregat hasil proses pengembangan, pemanasan atau sintering dari bahan
terak tanur tinggi, lempung, diatome, abu terbang, batu sabak, dan batu obsidian,
2. Agregat diperoleh dari bahan diproses secara alami, seperti batu apung dan skoria.
Agregat ringan yang digunakan tidak mengandung bahan kimia yang merusak dalam jumlah seperti yang ditentukan oleh batasan-batasan berikut :
17 (standar), kecuali kalau dapat dibuktikan bahwa perubahan warna itu mengakibatkan turunnya kekuatan tekan beton (lebih dari 5 %);
2. Noda warna kandungan besi oksida yang menyebabkan noda (Fe
2O3) pada
agregat boleh lebih dari 1,5 mg / 200 gr contoh.
3. Hilang pijar pada pembakaran agregat ringan tidak boleh melebihi 5 %. Agregat ringan yang diuji harus memenuhi persyaratan gradasi seperti yang tercantum dalam Tabel 2.4.
Tabel 2.4 Persyaratan susunan besar butir agregat ringan untuk beton ringan struktural
Ukuran Presentase yang lulus angka (% berat)
25,0 19,0 12,5 9,5 4,75 2,36 1,18 0,60 0,3
Agregat halus :
(4,75-0) mm - - - 100 85-100 - 40-80 10-35 5-25 Agregat kasar :
(25,0-4,75) mm 95-100 - 25-60 - 0-10 - - - - (19,0-4,75) mm 100 90-100 - 10-50 0-15 - - - - (12,5-4,75) mm - 100 90-100 40-80 0-20 0-10 - - - (9,5-2,36) mm - - 100 80-100 5-40 0-20 0-10 - - Kombinasi agregat
halus & kasar :
(12,5-8,0) mm - 100 95-100 - 50-80 - - 5-20 2-15 (9,5-8) mm - - 100 90-100 65-90 35-65 - 10-25 5-15 Sumber : SNI 03-2461-2002
Keseragaman gradasi butiran ditentukan berdasarkan besarnya modulus kehalusan yang harus diuji secara periodik dan setiap nilai modulus kehalusan tidak boleh berbeda lebih dari 7% terhadap nilai modulus kehalusan yang ditentukan.
Agregat ringan yang diuji harus memenuhi persyaratan seperti yang tercantum dalam Tabel 2.5.
18 Tabel 2.5 Persyaratan sifat fisis agregat ringan untuk beton ringan struktural
No. Sifat fisis Persyaratan
1 Berat jenis 1,0-1,8
2 Penyerapan air maksimum (%), setelah direndam 24 jam 20 3 Berat isi maksimum :
- gembur kering (kg/cm) 1120
- agregat halus 880
- agregat kasar 1040
- campuran agregat kasar dan halus 60
4 Nilai presentase volume padat (%) 9-14
5 Nilai 10% kehalusan (ton)
6 Kadar bagian yang terapung setelah direndam dalam air 10
menit maksimum (%) 5
7 Kadar bahan yang mentah (clay dump) (%) < 1
8 Nilai keawetan, jika dalam larutan magnesium sulfat
selama 16-18 jam, bagian yang larut maksimum (%) 12 CATATAN :
Nilai keremukan ditentukan sebagai hasil bagi banyaknya fraksi yang lolos pada ayakan 2,4 mm dengan banyaknya bahan agregat kering oven semula dikalikan 100%
Sumber : SNI 03-2461-2002
2.4 Serat Bagu
Serat alami yaitu serat yang berasal dari alam (bukan buatan ataupun rekayasa manusia). Serat alami ini biasanya didapat dari serat tumbuhan (pepohonan). Penelitian dan penggunaan serat alami berkembang dengan sangat pesat dewasa ini karena serat alami banyak memiliki keunggulan dibandingkan dengan serat buatan. Keunggulan dari serat alami, yaitu beban lebih ringan, mudah didapat, harga relatif murah, dan yang paling penting ramah lingkungan. Salah satu serat alami adalah serat Bagu.
19 Gambar 2.5 Tumbuhan yang menghasilkan serat Bagu
Di Bali, serat Bagu ini biasanya digunakan untuk rambut ogoh-ogoh dan barong. Kebutuhan akan serat Bagu ini bersifat kontinuitas. Serat Bagu yang sudah siap digunakan memiliki harga yang terjangkau (Yasa dan Wati, 2015).
Gambar 2.6 Serat Bagu
20 1. Daun dipilih dan dipotong
2. Setelah dipotong, direndam selama + 20 hari di air yang mengalir, biasanya di sungai. Air tempat merendam daun tersebut memiliki bau yang tidak sedap dan dapat membuat gatal, tetapi tidak menimbulkan rasa sakit. Selama perendaman daun akan mulai melunak dan bagian daun selain serat akan meluruh.
3. Kemudian daun yang telah selesai direndam, ditiriskan dengan cara dibanting-banting atau dipukul-pukul. Dengan cara ini serat akan terpisah dari daunnya. Tetapi jika belum terpisah, biasanya dilakukan pemisahan khusus dengan mesin. Dari tahapan ini akan diperoleh serat Bagu.
4. Serat yang telah terpisah dijemur sampai kering. Hal ini dilakukan agar serat awet untuk disimpan dalam waktu yang lama.
Menurut hasil uji kuat tarik sederhana yang dilakukan oleh Yasa dan Wati (2015), beban yang mampu ditahan serat Bagu (dalam judul penelitian disebut serat nanas) sampai kondisi putus tercapai adalah + 250 gr atau + 0,25 kg. Diameter serat Bagu yang digunakan dalam uji kuat tarik sederhana adalah 0,03 cmatau 0,3 mm. Berdasarkan nilai tersebut, jadi serat Bagu memiliki kuat tarik sebesar 35,4 MPa.
2.5 Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA)
21 Gambar 2.7 Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA)
LECA memiliki berat jenis bulk 0,48-0,51 kilogram/liter dan daya serap air 40% berat terhadap air. Daya simpan air bisa bertahan lebih dari 4 hari (Rudy, 2016). Konduktivitas termal perkiraan dari bahan kering longgar 0,113 w/mk. Keofisien ekspansi termal adalah 6.8 x 10.6oC. Agregat tidak terpengaruh oleh embun beku dan dapat menahan suhu hingga 1000oC dan tidak mudah terbakar. Nilai pH kira-kira adalah 7 (Sinclair, 2008).
Tabel 2.6 Pemanfaatan LECA sesuai dengan ukuran
Ukuran Pemanfaatan
Besar (10-20 mm)
Isolasi, menghilangkan kapilaritas, pengisi drainase ringan, produksi beton dan infrastruktur
Sedang (3-10 mm) Produksi beton, infrastruktur dan pengisi yang ringan
Kecil (0-3 mm) Produksi beton, mortar dan pelapisan Sumber : Koohdaragh and Azar (2012)
Tabel 2.7 Rata-rata penyerapan air LECA
Agregat Campuran
(0-25 mm)
Kecil (0-3 mm)
Sedang (3-10 mm)
Besar (10-20 mm) Penyerapan air
setelah 30 menit (%) 18 + 2 15 + 2 17 + 2 19 + 2 Penyerapan air
setelah 24 jam (%) 30 + 2 30 + 2 30 + 2 30 + 2
22 Expanded Clay Aggregate (ECA) adalah agregat ringan dengan kekuatan yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan agregat alam ringan lainnya dan dapat memproduksi beton ringan dengan kekuatan tinggi yang dapat digunakan dalam sistem struktural bangunan. Dengan menggunakan ECA, memungkinkan untuk menghasilkan kekuatan beton ringan yang tinggi dengan kepadatan 1,71 g/cm3 dan kekuatan sekitar 45 MPa. Penggunaan ECAC dalam sistem struktural memungkinkan untuk membangun bangunan yang lebih ringan dengan ukuran beton bertulang lebih kecil dan mengurangi kerusakan akibat gempa bumi (Subasi, 2009).
2.6 Penelitian Beton dengan Expanded Clay Aggregate
1. Penelitian oleh Moravia et al. (2010)
Penelitian oleh Moravia et al. (2010),membahas tentang faktor efisiensi dan modulus elastisitas beton ringan dengan expanded clay aggregate. Pada penelitian ini, expanded clay digunakan sebagai agregat kasar dalam membuat Lightweight Aggregate Concrete (LWAC). Kapur dengan ukuran partikel yang sesuai dengan expanded clay digunakan sebagai agregat kasar dalam membuat Normalweight Concrete (NWC). Proporsi campuran beton ditentukan sesuai dengan metode IPT/USP. Metode ini digunakan untuk memperoleh proporsi campuran beton yang memberikan konsistensi yang diinginkan dan kuat tekan rata-rata (fcj) pada
umur j hari. Kuat tekan perkiraan yang digunakan dalam penelitian ini adalah 20, 25, 30, dan 40 MPa pada umur 28 hari. Benda uji berbentuk silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm. Benda uji dirawat di ruang lembab dan diuji pada umur 3, 7, dan 28 hari.
23 dibandingkan dengan rata-rata kekuatan diperoleh pada usia 3 hari. Kuat tekan LWAC menunjukkan peningkatan 6% pada 7 hari dan 23% pada 28 hari jika dibandingkan dengan kekuatannya pada usia 3 hari. Pada kuat tekan rencana 40 MPa, saat umur 28 hari, LWAC memiliki kuat tekan rata-rata 26% lebih rendah dibandingkan NWC. Berdasarkan hal tersebut, dapat diketahui NWC menunjukkan keuntungan yang lebih tinggi dalam kekuatan. Untuk kepadatan, NWC menunjukkan peningkatan dari 0,9% pada 7 hari dan dari 2,73% pada 28 hari jika dibandingkan dengan pada usia 3 hari. Di sisi lain, kepadatan LWAC meningkat 1,67% dan 1,92% pada usia yang sama.
Rendahnya kuat tekan LWAC dapat dijelaskan karena kekuatan expanded clay lebih rendah dibandingkan dengan kekuatan batu kapur. Tetapi, dari sudut pandang kerapatan dan kuat tekan, dalam penelitian ini, LWAC dianalisis dapat diklasifikasikan sebagai beton struktural. Faktor efisiensi LWAC yang lebih tinggi daripada NWC menunjukkan LWAC memiliki sifat yang lebih tinggi dalam menanggapi fenomena fisik dan kimia yang terjadi di dalam beton. Fenomena kimia merupakan aktivitas bubuk pozzolan pada expanded clay, sedangkan fenomena fisik adalah interlocking mekanis antara expanded clay dengan hasil hidrasi dalam pasta semen. LWAC memiliki nilai modulus elastisitas statis rata-rata sepertiga (+36%) lebih kecil dari nilai yang diperoleh NWC, menunjukkan kapasitas yang lebih besar dari LWAC untuk menyerap deformasi yang disebabkan oleh penyusutan, yang dapat mengurangi tekanan internal dan pembentukan microcrack bila dibandingkan dengan NWC.
2. Penelitian oleh Bogas and Nogueria (2014)
24 Dari hasil penelitian ini, dapat diketahui kekuatan tarik dipengaruhi oleh jenis agregat, meskipun pengaruh ini lebih rendah daripada kekuatan tekan. Kekuatan tarik LWAC sekitar 0,8-0,85 dari Normal Weight Concrete (NWC) pada kekuatan tekan yang sama. Efisiensi struktural tarik beton dengan moist-curedsedikit dipengaruhi oleh volume dan kondisi pembasahan agregat. Modulus of rupture dari LWAC dengan air-cured hanya dapat sekitar 0,5-0,8 dari NWC dengan kekuatan yang sama.
3. Penelitian oleh Subasi (2009)
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh menggunakan fly ash terhadap sifat fisik dan mekanik beton agregat ringan kekuatan tinggi yang diproduksi dengan expanded clay aggregate. Untuk tujuan ini, campuran beton ringan dengan kadar semen 350, 400, dan 450 kg/m3 disiapkan dan campuran beton tersebut menggunakan expanded clay aggregate. Selain itu, beton dengan fly ash 0, 10, 20 dan 30% diproduksi dari campuran dengan kadar semen yang berbeda. Pengujian densitas beton, porositas, kecepatan ultrasonik, kuat tekan dan kuat tarik belah dilakukan pada sampel yang disiapkan. Selain itu, terdapat sampel diambil dari beton yang dibuat untuk diperiksa di bawah mikroskop optik.
25
2.7 Material Penyusun Beton
2.7.1 Agregat Halus
Menurut SNI 03-2834-2000, agregat halus adalah pasir alam sebagai hasil desintegrasi secara alami dari batu atau pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir terbesar 5,0 mm. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 70 mikron (0,074 mm) maksimum 5% (SII.0052 dalam Mulyono, 2005). Kegunaan agregat halus adalah untuk mengisi ruangan antara butir agregat kasar dan memberikan kelecakan. Pasir memiliki 4 jenis gradasi, yaitu gradasi pasir kasar, sedang, agak halus dan halus. Berikut ini adalah batas gradasi pasir sedang.
Gambar 2.8 Grafik batas gradasi pasir (sedang) No. 2 (Sumber : SNI 03-2834-2000)
2.7.2 Agregat Kasar
Menurut SNI 03-2834-2000, agregat kasar adalah kerikil sebagai hasil desintegrasi alami dari batu atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir antara 5 mm-40 mm. Agregat kasar harus terdiri dari butir-butiran yang keras, permukaan yang kasar, dan kekal. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 70 mikron (0,074 mm) maksimum
26 1 % (SII.0052 dalam Mulyono, 2005). Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan agregat untuk campuran beton antara lain: bentuk agregat, tekstur permukaan butir, berat jenis, berat satuan dan kepadatan, gradasi, kadar air, dan kekuatan agregat.
Tabel 2.8 Persyaratan batas-batas susunan besar butir agregat kasar Ukuran mata ayakan
(mm)
Persentase berat bagian yang lewat ayakan
Ukuran nominal agregat (mm) 38-4,76 19,0-4,76 9,6-4,76
38,1 95-100 100
19,0 37-70 95-100 100
9,52 10-40 30-60 50-85
4,76 0-5 0-10 0-10
Sumber : SNI 03-2834-2000
2.7.3 Semen Portland Pozolan
Semen Portland Pozolan atau Portland Pozzolana Cement (PPC) adalah suatu semen hidrolis yang terdiri dari campuran yang homogen antara semen portland dengan pozolan halus, yang diproduksi dengan menggiling klinker semen portland dan pozolan bersama-sama, atau mencampur secara merata bubuk semen portland dengan bubuk pozolan, atau gabungan antara menggiling dan mencampur, dimana kadar pozolan 6% sampai dengan 40% massa semen portland pozolan (SNI 15-0302-2004). Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang kompak atau padat, selain itu juga untuk mengisi rongga di antara butiran-butiran agregat. Menurut SNI 15-0302-2004, Semen Portland Pozolan diklasifikasikan menjadi 4 jenis, yaitu:
1. Jenis IP-U yaitu semen portland pozolan yang dapat dipergunakan untuk semua tujuan pembuatan adukan beton.
2. Jenis IP-K yaitu semen portland pozolan yang dapat dipergunakan untuk semua tujuan pembuatan adukan beton, semen untuk tahan sulfat sedang dan panas hidrasi sedang.
27 4. Jenis P-K yaitu semen porland pozolan yang dapat dipergunakan untuk
pembuatan beton dimana tidak disyaratkan kekuatan awal yang tinggi, serta untuk tahan sulfat sedang dan panas hidrasi rendah.
2.7.4 Air
Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan (workability) dalam pekerjaan beton. Tujuan utama penggunaan air adalah agar terjadi reaksi hidrasi pada semen. Air yang digunakan adalah air tawar yang dapat diminum, baik yang telah diolah di perusahaan air minum maupun tanpa diolah (Mulyono, 2004).
2.8 Tata Cara Penentuan Proporsi Campuran Beton dengan Semen Portland Biasa, Semen Portland Pozzolan, dan Semen Portland Komposit (Berdasarkan SNI 7656 : 2012 dan ACI 211.1-91)
Adapun prosedur menentukan proporsi campuran beton dengan semen portland biasa, semen portland pozzolan, dan semen portland komposit berdasarkan SNI 7656 : 2012 dan ACI 211.1-91 pada Tavio dan Lasino (2015) adalah sebagai berikut.
1. Pemilihan nilai slump
2. Pemilihan ukuran besar butir agregat maksimum 3. Perkiraan air pencampur dan kandungan udara
Tabel 2.9 Perkiraan kebutuhan air pencampur dan kadar udara untuk berbagai slump dan ukuran nominal agregat maksimum batu pecah
Air (kg/m3) untuk ukuran nominal agregat maksimum batu pecah Slump Semen Portland Biasa atau Ordinary Portland Cement (OPC)
28
29 beratTT (%) 7,5 7,0 6,0 6,0 5,5 5,0 4,5**++ 4,0**++
Semen Portland Komposit atau Portland Composite Cement (PCC) Beton tanpa tambahan udara Sumber : Tavio dan Lasino (2015)
4. Pemilihan rasio air-semen atau rasio air-bahan sementisius
Tabel 2.10 Hubungan antara rasio air semen atau air bahan sementisius dan kekuatan tekan beton
Kekuatan beton umur 28 hari, MPa*
Rasio air semen (dalam berat atau massa) Beton tanpa tambahan udara Beton dengan tambahan
udara
Semen Portland Biasa atau Ordinary Portland Cement (OPC)
60 0,28 -
55 0,32 0,30
30
45 0,40 0,36
40 0,44 0,40
35 0,49 0,44
30 0,56 0,50
25 0,63 0,56
20 0,70 0,62
15 0,80 0,70
10 0,90 0,80
Semen Portland Pozzolan atau Portland Pozzolan Cement (PPC)
60 0,26 -
55 0,30 0,28
50 0,34 0,30
45 0,38 0,32
40 0,42 0,36
35 0,47 0,40
30 0,54 0,46
25 0,61 0,52
20 0,68 0,58
15 0,76 0,66
10 0,86 0,76
Semen Portland Komposit atau Portland Composite Cement (PCC)
60 0,26 -
55 0,30 0,28
50 0,34 0,30
45 0,38 0,32
40 0,42 0,36
35 0,47 0,40
30 0,54 0,46
25 0,61 0,52
20 0,68 0,58
15 0,76 0,66
10 0,86 0,76
Sumber : Tavio dan Lasino (2015)
31 Tabel 2.11 Volume agregat kasar per satuan volume beton
Ukuran nominal agregat maksimum
(mm)
Volume agregat kasar kering oven* per satuan volume beton untuk berbagai modulus kehalusan+ dari agregat
halus
2,40 2,60 2,80 3,00
Semen Portland Biasa atau Ordinary Portland Cement (OPC)
9,5 0,500 0,480 0,460 0,440
12,5 0,590 0,570 0,550 0,530
19,0 0,660 0,640 0,620 0,600
25,0 0,710 0,690 0,670 0,650
37,5 0,750 0,730 0,710 0,690
50,0 0,780 0,760 0,740 0,720
75,0 0,820 0,800 0,780 0,760
150,0 0,870 0,850 0,830 0,810
Semen Portland Pozzolan atau Portland Pozzolan Cement (PPC)
9,5 0,495 0,475 0,455 0,435
12,5 0,584 0,564 0,544 0,524
19,0 0,653 0,633 0,613 0,594
25,0 0,703 0,683 0,663 0,643
37,5 0,742 0,722 0,702 0,683
50,0 0,772 0,752 0,732 0,712
75,0 0,812 0,792 0,772 0,752
150,0 0,861 0,841 0,821 0,802
Semen Portland Komposit atau Portland Composite Cement (PCC)
9,5 0,493 0,473 0,453 0,433
12,5 0,580 0,562 0,542 0,522
19,0 0,651 0,631 0,611 0,592
25,0 0,700 0,680 0,661 0,641
37,5 0,740 0,720 0,700 0,681
50,0 0,769 0,750 0,730 0,710
75,0 0,809 0,790 0,770 0,750
150,0 0,858 0,838 0,819 0,800
32 7. Perkiraan kadar agregat halus
Berat agregat halus yang diperlukan adalah perbedaan dari berat beton segar dan berat total dari bahan-bahan lainnya.
Tabel 2.12 Perkiraan awal berat beton segar Ukuran nominal
agregat maksimum (mm)
Perkiraan awal berat beton, kg/m3* Beton tanpa tambahan
udara
Beton dengan tambahan udara
Semen Portland Biasa atau Ordinary Portland Cement (OPC)
9,5 2280 2200
Semen Portland Pozzolan atau Portland Pozzolan Cement (PPC)
9,5 2277 2197
Semen Portland Komposit atau Portland Composite Cement (PCC)
9,5 2270 2190
33 lagi dengan cara sebagai berikut: untuk setiap perbedaan air pencampur 5 kg dengan slump sebesar 75 mm sampai dengan 100 mm (Tabel 2.9), koreksi berat tiap m3 sebanyak 8 kg dalam arah yang berlawanan; untuk setiap perbedaan 20 kg kadar semen dari 330 kg, koreksi berat per m3 sebesar 3 kg dalam arah yang sama; untuk setiap perbedaan berat jenis agregat 0,1 terhadap nilai 2,7 koreksi berat beton sebesar 60 kg dalam arah yang sama; untuk beton dengan tambahan udara, kadar udara untuk paparan berat gunakan Tabel 2.9. Berat dapat ditambah 1 persen untuk setiap 1 persen berkurangnya kadar udara dari jumlah tersebut. Sumber : Tavio dan Lasino (2015)
Bila diinginkan perhitungan berat beton yang eksak secara teoritis per m3, formula berikut dapat digunakan.
U = 10Ga (100 - A) + c (1 - Ga/Gc) - w (Ga - 1) (2.1)
Keterangan :
U adalah berat beton segar dalam kg per m3
Ga adalah berat jenis rata-rata terbobot dari gabungan agregat halus dan kasar, kering permukaan jenuh (SSD adalah saturated surface dry)
Gc adalah berat jenis semen (umumnya 3,15) A adalah kadar udara, persen
w adalah persyaratan air pencampur, kg/m3 c adalah persyaratan semen, kg/m3
2.9 Kelecakan (Workability)
Komposisi dan sifat bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan beton secara bersama-sama akan memengaruhi tingkat kemudahan pengerjaan (kelecakan) beton segar. Menurut Widodo (2009), unsur-unsur yang berpengaruh terhadap tingkat kelecakan beton, antara lain adalah:
1. Jumlah air yang digunakan dalam campuran adukan beton, sampai batas faktor air semen tertentu. Semakin banyak air yang digunakan, semakin mudah beton segar untuk dikerjakan.
34 3. Gradasi campuran pasir dan kerikil. Jika gradasi agregat yang digunakan
berada dalam daerah gradasi yang disarankan dalam peraturan, maka campuran adukan beton akan mudah dikerjakan.
4. Bentuk butiran agregat yang digunakan. Jika batuan yang digunakan berbentuk bulat, maka campuran akan semakin mudah dikerjakan.
5. Ukuran maksimum agregat. Semakin besar ukuran agregat, semakin sedikit jumlah air yang diperlukan untuk memperoleh tingkat kelecakan yang baik. Hal ini dikarenakan semakin kecil ukuran agregat, semakin besar luas permukaan yang harus dibasahi.
Terdapat tiga macam kemungkinan bentuk penurunan (slump) yang ditemui saat pelaksanaan uji slump, yaitu :
1. Slump ideal, terjadi apabila kerucut beton mengalami penurunan yang seimbang di setiap sisinya.
2. Slump geser, terjadi apabila sebagian kerucut beton meluncur ke bawah di sepanjang bidang miring. Apabila bentuk ini ditemui, maka pengujian slump harus diulang, dan jika bentuk penurunan ini tetap terjadi, maka kohesifitas campuran beton kurang baik.
3. Slump runtuh, dapat terjadi pada campuran beton normal yang kurang kohesif.
Ketiga jenis bentuk penurunan (slump) beton segar dapat dilihat pada Gambar 2.9.
(a) (b) (c)
