ANALISIS SIFAT MEKANIS BETON MUTU NORMAL
DENGAN PEMAKAIAN
FLY ASH
LEBIH DARI 50% DAN
SUPERPLASTICIZER
TUGAS AKHIR
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil
disusun oleh: Erwin Mahaningtyas
NIM : D100120117
kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
v MOTTO
“Sesungguhnya dibalik kesulitan selalu ada kemudahan” (Q.S. Al-Insyiraah/94:5-6)
“Tuhan tidak akan memberi cobaan diluar batas kemampuan kita.” (Q.S. Al Baqarah/2:286)
“Doa bisa merubah nasib kita, dan kebaikan dapat memperpanjang umur kita” (H.R. Ath-Thahawi)’
“Jika kamu tidak akan mengejar apa yang kamu inginkan, maka kamu tidak akan mendapatkannya. Jika kamu tidak bertanya maka jawabannya tidak. Jika kamu
tidak melangkah maju, kamu akan tetap berada ditempat yang sama.” (Nora Roberts)
“Agama tanpa ilmu adalah buta. Ilmu tanpa agama adalah lumpuh .” (Albert Einstein)
“Orang-orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik masa lalu. Orang-orang yang masih terus belajar, akan menjadi pemilik masa depan.”
(Mario Teguh)
vi
PERSEMBAHAN
Atas segala rahmat dan karunia yang telah Allah SWT berikan
kepada hambanya, sehingga saya dapat melewati proses dalam
menyelesaikan studi Tugas Akhir ini.
Tugas akhir ini Kupersembahkan Untuk :
Kedua orang tua yakni bapak SUPRIYANTO dan Ibu SRI SUPADMI.
Terima kasih atas segala bimbingan, dukungan,doa dan nasihat yang
tak ada hentinya sejak dini sampai selama ini,.
Adikku Mufida Restu Ilahi yang tercinta selalu memberi semangat,
doa serta dukungan.
Laboratorium PT.Pioner Beton Kartasura dan laboratorium Teknik
Sipil yang telah memberiku kesempatan untuk mengembangkan
kemampuan ketekniksipilan.
Bapak suwito beserta laboran PT. Pioner beton Kartasura yang selalu
memberikan bimbingan selama penelitian.
Seluruh keluarga besar Program Studi Teknik Sipil Universitas
Muahmmadiyah Surakarta
Eko yang selalu memberikan semangat,dorongan serta bimbingan
selama ini dan selalu menjadi partner atau team selama kuliah ,serta
mas kiki ,mas dhoni yang saling memberikan semangat satu sama lain.
Rizal, Lana, Eno, Yogik, Laila, mas ipin yang selalu memberikan
semangat dan dorongan yang sangat luar biasa kepadaku selama ini
vii
kebahagiaan selama kuliah di UmS tercinta, sungguh luar biasa kalian
semenjak semester awal sampai sekarang,lusa dan nanti masa depan.
Sahabat-sahabatku (Dessy, Aik, Rondi, Annas, Rizal yoga, permadi,
imam) yang selalu menemani dan memberi semangat setiap
perjalanan kuliah ini, Terima kasih atas kekonyolan dan kebahagian
selama di UMS.
Teman” angkatan 2012 yang selalu membantuku dalam berbagai hal,
terima kasih atas kenangan, bantuan, info serta cerita selama di
viii PRAKATA
Assaalammualaikum Wr. Wb
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan dapat menyelesaikan dan menyusun laporan Tugas Akhir berupa eksperimen laboratorium yang berjudul
“Analisis sifat mekanis beton mutu normal dengan pemakaian fly ash lebih dari 50% dan Superplasticizer”.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada smua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1) Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, PhD., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2) Bapak Mochamad Solikin, ST. MT. PhD., Selaku Ketua Jurusan Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sekaligus sebagai Pembimbing utama dan Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
3) Ibu Yenny Nurchsanah, ST. MT., selaku Sekretaris Jurusan Teknik SIpil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
ix
5) Bapak Ir. Suhendro trinugroho M.T. selaku anggota tim Penguji. 6) Bapak Ir. Agus Riyanto M.T. selaku dosen pembimbing akademik.
7) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
8) Bapak Ir. A. Karim Fatchan, M.T selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta
9) Bapak Suwito serta laboran PT. Pioner Beton Kartasura selaku pembimbing saat praktikum pembuatan benda uji.
10) Bapak Joko Setiawan, ST. Selaku laboran Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
11) Bapak Rohani, Spd. Selaku Sekretaris Tata Usaha Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
12) Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2012 yang telah membantu penelitian 13) Pihak-pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan, keritik dan saran yang membangun sengat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa yang akan dating, dan semoga laporan Tugas Akhir Ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb.
Surakarta, Agustus 2016
x DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... iv
MOTTO ... v
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... xvii
ABSTRAKSI ... xviii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Tujuan Penelitian ... 2
D. Manfaat Penelitian ... 3
E. Batasan Masalah... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Pengaruh pemakaian fly ash dengan jumlah tinggi dan jenis fly ash kelas C ... 5
B. Pengaruh Jenis fly ash ... 6
C. Pengaruh bahan tambah berupa superplasticizer dan dengan penggunaan fly ash yang tinggi ... 7
BAB III LANDASAN TEORI A. Pengertian Beton ... 9
xi
C. High Volume Fly Ash Concrete (HVAC) ... 15
1. Pengertian High Volume Fly Ash Concrete (HVAC) ... 15
2. Kelebihan dan kekurangan High Volume Fly Ash Concrete (HVAC) ... 16
BAB IV METODOLOGI PENELITIAN A. Uraian Umum ... 17
B. Alat yang digunakan dalam campuran beton ... 17
C. Bahan yang digunakan dalam campuran beton ... 24
D. Benda Uji ... 26
E. Tahapan Penelitian ... 26
F. Karakteristik Mekanik Pada Beton... 30
1. Pengujian Beton Keras ... 30
a) Kuat Tekan Beton ... 30
b) Kuat Tarik Belah Beton ... 31
c) Serapan Air Beton ... 32
2. Pengujian Beton Segar ... 33
a) Pengujian Slump ... 33
b) Bleeding ... 34
G. Ringkasan Standar Penelitian ... 35
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 36
B. Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 38
C. Pengujian Fly Ash ... 40
D. Proporsi Campuran Beton Normal ... 41
E. Hasil Pengujian Slump ... 43
F. Hasil Pengujian Karakteristik Mekanik Beton ... 44
1. Hasil Pengujian dan Analisis Kuat Tekan Beton ... 44
2. Hasil Pengujian dan Analisis Kuat Tarik Belah Beton ... 47
a. Korelasi kuat tekan beton dan kuat tarik belah beton ... 48
xii BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ... 53 B. Saran ... 54 DAFTAR PUSTAKA
xiii DAFTAR TABEL
Tabel III. 1. Susunan Besar Butir (Grading) ... 13
Tabel IV. 1. Benda Uji Penelitian ... 26
Tabel IV. 2. Ringkasan Standar Penelitian ... 35
Tabel V. 1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 36
Tabel V. 2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 37
Tabel V. 3. Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 39
Tabel V. 4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar ... 39
Tabel V. 5. Pengujian Fly Ash ... 41
Tabel V. 6. Proporsi campuran adukan beton untuk setiap variasi fly ash per 1 m3 ... 41
Tabel V. 7. Proporsi campuran adukan beton untuk setiap variasi fly ash per 1 Adukan ... 42
Tabel V. 8. Hasil Pengujian Slump ... 43
Tabel V.9. Analisis Perhitungan Kuat Tekan pada umur 28 hari ... 44
Tabel V.10. Analisis Perhitungan Kuat Tekan pada umur 56 hari ... 45
Tabel V.11. Hasil Pengujian Kuat tarik belah beton ... 47
Tabel V.12. Perhitungan Korelasi Kuat tekan dan tarik belah beton ... 49
Tabel V.13. Hubungan antara kuat tekan dan kuat tarik belah beton ... 50
xiv DAFTAR GAMBAR
Gambar IV. 1. Timbangan ... 17
Gambar IV. 2. Ayakan ... 18
Gambar IV. 3. Gelas Ukur ... 18
Gambar IV. 4. Mesin Penggetar Ayakan ... 19
Gambar IV. 5. Oven ... 19
Gambar IV. 6. Kerucut Abram’s ... 19
Gambar IV. 7. Cetakan benda uji ... 20
Gambar IV. 8. Molen ... 20
Gambar IV. 9. Hidrolis Testing Machine ... 21
Gambar IV. 10. Desicator ... 21
Gambar IV. 11. Bak tempat perendaman beton ... 21
Gambar IV. 12. Mesin Los Angeles ... 22
Gambar IV. 13. Cetok ... 22
Gambar IV. 19. Superplasticizer ... 25
Gambar IV. 20. Fly Ash ... 26
Gambar IV.21. Bagan Alir Tahapan Penelitian ... 29
Gambar IV.22. Uji Kuat tekan beton ... 30
Gambar IV.23. Benda Uji dikaping ... 31
Gambar IV.24. Uji kuat tarik belah silinder ... 32
Gambar IV.25. Uji Serapan Air ... 33
Gambar IV.26. Pengujian Slump ... 33
xv
Gambar V. 1. Grafik hubungan antara ukuran ayakan dan persentase lolos
komulatif ... 38 Gambar V. 2. Grafik hubungan antara ukuran ayakan dan persentase lolos
komulatif ... 40 Gambar V. 3. Diagram nilai Slump ... 43 Gambar V.4. Grafik hubungan kuat tekan beton (MPa) dan variasi kadar fly
ash ... 45 Gambar V.5. Diagram hasil rata-rata kuat tarik belah beton ... 47 Gambar V.6. Hubungan antara kuat tekan dan tarik belah beton ... 48 Gambar V.7. Korelasi kuat tarik belah dan kuat tekan dengan penelitian
xvi DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Rancangan Campuran Beton Lampiran 2 Hasil Pengujian Agregat Kasar Lampiran 3 Hasil Pengujian Agregat Halus Lampiran 4 Hasil Pengujian Fly Ash
Lampiran 5 Hasil Pengujian Karakteristik Mekanis beton
Lampiran 6 SNI Tata Cara Pembuatan campuran rencana beton normal Lampiran 7 SNI Metode Pengujian Test Slump
Lampiran 8 SNI Metode Pengujian Kuat Tekan Lampiran 9 SNI Metode Pengujian Kuat Tarik Belah Lampiran 10 ASTM Serapan Air
xvii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
ACI : American Concrete Institute
ASTM : American Society for Testing and Material
fas : faktor air semen
f’c : Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
fct : Kuat Tarik Belah (MPa)
HVFA : High Volume Fly Ash
kN : Kilo Newton
K1 : Benda Uji Silinder Tanpa Fly Ash
K2 : Benda Uji Silinder dengan Kadar Fly Ash 50%
K3 : Benda Uji Silinder dengan Kadar Fly Ash 60%
K4 : Benda Uji Silinder dengan Kadar Fly Ash 70%
MPa : Megapascal
PCC : Portland Composit Cement
PLTU : Pembangkit Listrik Tenaga Uap
PPC : Portland Pozzoland Cement
SNI : Standar Nasional Indonesia
xviii ABSTRAKSI
Setiap aspek pembangunan tidak akan terlepas daripada suatu beton. Beton merupakan bahan gabungan yang terdiri dari agregat kasar dan halus yang dicampur dengan air dan semen sebagai pengikat dan pengisi agregat kasar dan halus, kadang-kadang ditambahkan additive atau admixture bila diperlukan. Pada penelitian ini untuk mengganti sebagian dari semen dengan memanfaatkan limbah dari batu bara dari PLTU. Salah satu limbah yang digunakan yaitu abu terbang batu bara (fly ash). Dengan memanfaatkan fly ash sebagai bahan pengganti dari sebagian semen dinilai dapat berpengaruh terhadap lingkungan dan dari segi biaya juga lebih ekonomis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan beton normal dan beton yang menggunakan fly ash 50%, 60% dan 70% dari berat binder. Benda uji yang digunakan pada penelitian ini yaitu silinder, pada pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah digunakan benda uji dengan diameter 15 cm, tinggi 30 cm sedangkan pada pengujian serapan air benda uji yang digunakan dengan diameter 10 cm, tinggi 5 cm. Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 28 hari dan 56 hari sedangkan pengujian kuat tarik belah dan serapan air pada umur 56 hari. Metode yang digunakan pada campuran beton sesuai dengan ACI. Variasi fly ash yang digunakan pada penelitian ini 50%, 60% dan 70%. Fly ash yang digunakan yaitu fly ash kelas F. Setelah dilakukan pengujian mendapatkan hasil rata-rata kuat tekan pada umur 28 hari menghasilkan nilai optimum sebesar 22,505 MPa pada menggunakan kadar
fly ash 50% dibandingkan dengan hasil kuat tekan beton normal , beton dengan variasi fly ash 60% dan 70%. sedangkan pada umur 56 hari kuat tekan yang optimum yaitu pada beton normal sebesar 30,573 MPa, semakin banyak kadar fly ash semakin menurun juga nilai kuat tekannya, kuat tekan pada umur 56 hari dapat mencapai kuat tekan rencana yaitu 25 MPa. Rata-rata kuat tarik belah yang didapatkan menghasilkan nilai yang sebanding antara beton normal dan beton yang menggunakan variasi fly ash 50%, 60% dan 70%. semakin banyak fly ash semakin menurun nilai kuat tarik belah. Tetapi, penurunannya tidak signifikan. Rata-rata serapan air yang didapatkan pada beton normal yaitu 4,128 %, dengan kadar fly ash 50% sebesar 3,575 %, kadar fly ash 60% sebesar 3,239 dan pada kadar fly ash 70 % sebesar 3,021 sehingga beton normal dapat lebih mudah menyerap air jika dibandingkan dengan penggunaan high volume fly ash.
