i
S K R I P S I
“PENGARUH STYROFOAM TERHADAP KUAT TEKAN BETON YANG MENGGUNAKAN ZAT ADITIF SUPERPLASTICIZER (GLENIUM)”
I S M A I L 45 12 041 101
UNIVERSITAS BOSOWA MAKASSAR FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN SIPIL MAKASSAR
2018
ii
iii
iv
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kelancangan dalam berpikir sehingga penulisan tugas akhir dengan judul “ PENGARUH PENGGUNAAN STYROFOAM TERHADAP KUAT TEKAN BETON YANG MENGUNAKAN ZAT ADITIF SUPERPLASTICIZER (GLENIUM) ”. Tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil penelitian dan pengujian yang dilakukan di laboratorium Struktur &
Bahan Universitas Bosowa.
Tugas akhir ini merupakan suatu syarat akademik yang harus ditempuh guna kelulusan studi Sarjana Strata Satu di Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Bosowa.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan – bantuan pihak lain dalam memberi bantuan dan bimbingan, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan tugas akhir. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimak kasih yang tak terhingga kepada:
1. Allah SWT tempat meminta dan memohon pertolongan.
2. Kedua orang tua, anak dan istri tercinta yang telah memberikan dukungan moral dan materi yang tak terhitung jumlahnya, sehingga tugas akhir ini dapat rampung seperti ini.
3. Bapak Ir. H. Syahrul Sariman, MT sebagai pembimbing I yang sudah meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan kami sehingga terselesainya penyusunan Tugas Akhir ini.
vi
4. Bapak Eka Yuniarto, ST.MT sebagai pembimbing II yang sudah meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan kami sehingga terselesainya penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Ibu Dekan, Para Wakil Dekan dan Staf Fakultas Teknik Universitas Bosowa.
6. Ibu Savitri Prasandi Mulyani, ST.MT sebagai Ketua Jurusan Sipil beserta staf dan dosen pada Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Bosowa.
7. Teman – teman angkatan 012 Teknik Sipil Universitas Bosowa yang telah menemani dan berbagi dalam suka dan duka selama ini.
8. Bapak Pimpinan, Koordinator Laboratorium Struktur & Bahan Universitas Bosowa beserta asisten Laboratorium
Menyadari akan segala kekurangan dan keterbatasan penulis sebagai manusia biasa, maka penulis dengan tangan terbuka menerima segala saran dan kritik yang membangun guna penyempurnaan tugas akhir ini.
Akhirnya, semoga penulis tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun rekan – rekan mahasiswa lainnya di masa yang akan datang dan segala bantuan dari semua pihak bernilai ibadah disisi Allah SWT, Amin.
Makassar, 5 maret 2018
P e n u l i s
vii
ABSTRAK
ISMAIL, Pengaruh Styrofoam Terhadap Kuat Tekan Beton Yang Menggunakan Zat Aditif Superplasticizer (Glenium), (dibimbing oleh: Syahrul Sariman, Eka Yuniarto)
Salah satu jenis limbah yang banyak dijumpai adalah styrofoam atau yang lebih dikenal dengan gabus putih sebagai bahan pembungkus barang-barang elektronik.
Styrofoam biasa ditambahakan kedalam beton agar diperoleh konstruksi yang lebih ringan sehingga beban pada struktur bawah lebih kecil. Salah satu kendala dalam pembuatan beton yang menggunakan styrofoam adalah rendahnya nilai keenceran (slump) campuran beton segar sehingga proses pengerjaan beton menjadi sulit (workabilitas rendah). Penambahan air pada campuran beton segar untuk meningkatkan workabilitasnya akan memperbesar factor air semen yang berdampak pada penurunan kekuatan beton. Oleh karena itu diperlukan bahan tambah untuk meningkatkan workabilitas beton dengan menggunakan zat aditif (glenium).
Persentase penggunaan styrofoam pada campuran beton bervariasi yaitu sebesar 10%, 20%,dan 30% dari volume beton. Penetapan persentase styrofoam yang bervariasi dimaksudkan untuk mengetahui perilaku mekanik beton (kuat tekan) terbaik dalam campuran beton. Pada penelitian ini tidak dilakukan treatment khusus pada styrofoam sesuai dengan standar pengujian beton styrofoam sebelum dapat digunakan/dicampur dengan beton, sebab peneliti ingin menerapkan secara langsung di lapangan tentang penggunaan styrofoam dalam campuran beton.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa Penambahan superplasticizer (glenium) pada beton normal dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 41,45%, dari 22,51 MPa menjadi 31,84 MPa. Sedangkan kuat tekan beton dengan penambahan styrofoam sebesar 10%, 20%, 30% berturut-turut adalah 27,64 MPa, 20,09 MPa, dan 16,20 MPa. Jadi kadar styrofoam yang dibutuhkan untuk memperoleh nilai kuat tekan f’c 20 MPa yaitu 20%. Pada kondisi ini diperoleh nilai kuat tekan beton 20,09 MPa.
kata kunci: kuat tekan beton, beton styrofoam, styrofoam, superplasticizer
viii DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... ii
LEMBAR PENGAJUAN ... iii
LEMBAR PENGESAHAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
ABSTRAK ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Rumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan dan Manfaat ... I-3 1.4 Pokok Bahasan dan Batasan Masalah ... I-3 1.5 Sistematika Penulisan ... I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Dan Sifat Beton ... II-1 2.1.1 Material Penyusun Beton Normal ... II-5 1. Semen Portland Komposit ... II-5 2. Agregat ... II-5 3. Air ... II-8
ix
4. Admixture Kimia (Bahan Tambahan Kimia) ... II-8 2.2 Beton Styrofoam ... II-14 1. Styrofoam (polystyrene) ... II-14 2.3 Penelitian Terdahulu ... II-15 2.3.1 A.Agung Fadhilah Putra (2015) ... II-15 2.3.2 F. Windy Yolanda, Chrisna Djaya Mungok, Eddy
Samsurizal ... II-16 2.3.3 Purnawan Gunawan, Wibowo, Nurmantian Suryawan
(2014) ... II-17 2.3.4 Khairul Muqtadi (2014) ... II-18 2.3.5 Hasto Utomo, Suprapto Siswosukarto, Ashar Saputra ... II-19 BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Bagan Alir Penelitian ... III-1 3.2 Gambaran Umum Penulisan ... III-2 3.2.1 Jenis Penulisan ... III-2 3.2.2 Variabel penelitian ... III-2 3.2.3 Notasi Sampel ... III-2 3.3 Teori Pengujian Material ... III-3 3.4 Alat dan Bahan ... III-4 3.5 Langkah-langkah penelitian ... III-5 3.6 Perancangan Campuran (Mix Design) ... III-9 3.7 Nilai slump ... III-17 3.8 Kuat Tekan ... III-18 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
x
4.1 Beton Normal ... IV-1 4.1.1 Karakteristik Material ... IV-1 4.1.2 Perencanaan Campuran Beton ... IV-4 4.1.3 Pengujian Slump Test ... IV-5 4.1.4 Pengujian Kuat Tekan ... IV-6 4.2 Beton Normal + Glenium ... IV-8 4.2.1. Perancangan Campuran Beton Normal + glenium... IV-8 4.2.2. pengujian kuat tekan beton normal + glenium ... IV-9 4.3 Beton Styrofoam ... IV-9 4.3.1 Perancangan Campuran Beton Styrofoam ... IV-9 4.3.2. Pengujian Slum Beton Styrofoam ... IV-10 4.3.3. pengujian berat isi beton styrofoam ... IV-11 4.3.4. pengujian kuat tekan beton styrofoam ... IV-12 BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan... V-1 5.2 Saran... V-2 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
LAMPIRAN 1. Hasil pengujian agregat ... L1 LAMPIRAN 2. Perancangan campuran beton ... L19 LAMPIRAN 3. Hasil pengujian beton normal dan beton variasi ... L22 DOKUMENTASI
DAFTAR TABEL
xi
Halaman
Tabel 3.1 Notasi sampel ... III-2 Tabel 3.2 Pemeriksaan Agregat Halus ... III-3
Tabel 3.3 Pemeriksaan Agregat Kasar ... III-3 Tabel 3.4 Faktor perkalian deviasi standar ... III-9
Tabel 3.5 nilai margin ... III-10 Tabel 3.6 Kekuatan Tekan Rata-Rata Perlu ... III-10 Tabel 3.7 Perkiraan Kuat Tekan Beton Pada FAS 0.50 ... III-11
Tabel 3.8 Tipe Agregat Dan Perkiraan Kadar Air Bebas... III-12 Tabel 3.9 Penetapan nilai slump adukan beton ... III-17 Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Karakteristik Agregat Halus (Pasir) .. IV-1
Tabel 4.2 Hasil Pemeriksaan Karakteristik Agregat Kasar (BP1-2 dan 2-3) ... IV-2
Tabel 4.3 Data hasil perhitungan mix design beton normal ... IV-4 Tabel 4.4 Data kebutuhan material untuk campuran beton normal IV-5
Tabel 4.5 pengujian slum test beton ... IV-6 Tabel 4.6 Hasil Pengujian kuat Tekan Beton Normal ... IV-6
xii
Tabel 4.7 Rancangan Campuran Beton Normal + Glenium ... IV-8 Tabel 4.8 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Normal + Glenium.... IV-9
Tabel 4.9 Rancangan Campuran Beton styrofoam ... IV-10 Tabel 4.10 Berat Isi Beton Styrofoam ... IV-11
Tabel 4.11 Hasil Pengujian kuat Tekan Beton Styrofoam ... IV-12
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian ... III-1
Gambar 3.2 Grafik hubungan faktor air-semen dan kuat tekan rata-rata silinder beton ... III-12
Gambar 4.1 Grafik Analisa saringan agregat halus... IV-2 Gambar 4.2 Grafik Analisa saringan agregat kasar batu pecah 1-2 IV-3 Gambar 4.3 Grafik Analisa saringan agregat kasar batu pecah 2-3 IV-3
Gambar 4.4 Grafik Kuat tekan beton normal... IV-7 Gambar 4.5 grafik nilai hasil pengujian slum beton styrofoam... IV-10
Gambar 4.6 grafik Berat Isi Rata-Rata Beton Styrofoam ... IV-11 Gambar 4.7 Grafik Kuat tekan rata-rata tiap variasi pada beton
styrofoam ... IV-12
Gambar 4.8 Grafik hubungan kuat tekan dengan berat isi beton styrofoam ... IV-12
xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Permasalahan lingkungan sekarang menjadi sorotan dunia, tak terkecuali dalam bidang konstruksi sehingga timbul sebuah pemikiran untuk membuat material konstruksi berwawasan lingkungan dengan memanfaatkan limbah atau sampah menjadi bahan tambah atau pengisi konstruksi beton. Salah satu jenis sampah yang banyak dijumpai adalah styrofoam atau yang lebih dikenal dengan gabus putih sebagai bahan pembungkus barang-barang elektronik. Styrofoam merupakan turunan plastik dengan karakteristik ringan dan rapuh namun jika telah menjadi sampah susah terurai di alam. Butiran styrofoam yang dipergunakan sebagai bahan pengisi beton dapat mengurangi berat dan volume beton serta mengurangi pencemaran lingkungan.
Kemajuan teknologi dan dampak krisis ekonomi mendorong pembangunan infrastruktur menggunakan material ringan tetapi secara keseluruhan tidak berdampak pada peningkatan biaya. Beton ringan merupakan beton yang mempunyai berat satuan 1440 - 1840 kg/m3.
Penggunaan beton yang menggunakan bahan pengisi styrofoam ditujukan pada komponen non struktural seperti dinding. Berat total bangunan akan lebih kecil dengan penggunaan material ringan sehingga dimensi komponen pendukung dan pondasi dapat dikurangi.
Salah satu kendala dalam pembuatan beton yang menggunakan
I - 1
xv
styrofoam adalah rendahnya nilai keenceran (slump) campuran beton segar sehingga proses pengerjaan beton menjadi sulit (workabilitas rendah).
Penambahan air pada campuran beton segar untuk meningkatkan workabilitasnya akan memperbesar factor air semen yang berdampak pada penurunan kekuatan beton. Oleh karena itu diperlukan bahan tambah untuk meningkatkan workabilitas beton dengan menggunakan zat aditif (glenium).
Berdasarkan hal tersebut diatas, maka dilakukan penelitian yang bersifat eksperimental terhadap “PENGARUH STYROFOAM TERHADAP KUAT
TEKAN BETON YANG MENGGUNAKAN ZAT ADITIF
SUPERPLASTICIZER (GLENIUM)” untuk mengevaluasi seberapa besar pengaruh styrofoam dalam campuran beton. Adapun karakteristik yang dimaksud adalah perilaku mekanik beton yang mencakup kuat tekan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas diambil rumusan masalah sebagai berikut :
1. Berapa besar pengaruh styrofoam pada campuran beton yang menggunakan zat aditif terhadap kuat tekan beton ?
2. Berapa persentase styrofoam yang optimal untuk mencapai kuat tekan beton maksimum dengan penambahan zat aditif superplasticizer yang tetap ?
3. Berapakah persentase styrofoam yang dibutuhkan untuk mencapai kuat tekan beton f’c 20 Mpa ?
I - 2
xvi 1.3 Tujuan dan Manfaat
Tujuan
1. Untuk mengetahui pengaruh styrofoam pada campuran beton yang menggunakan zat aditif terhadap kuat tekan beton.
2. Mengetahui persentase styrofoam yang optimum untuk mencapai kuat tekan beton maksimum dengan penambahan zat aditif superplasticizer yang tetap.
3. Untuk mengetahui persentase styrofoam yang dibutuhkan untuk mencapai kuat tekan beton f’c 20 Mpa.
Manfaat
1. Mengetahui beton styrofoam dapat digunakan untuk komponen struktural gedung
1.4 Pokok Bahasan dan Batasan Masalah Pokok Bahasan
Untuk dapat mencapai tujuan, terdapat beberapa ruang lingkup penelitian yang menjadi batasan dalam penelitian ini, antara lain:
1. Pembuatan beton styrofoam dilaksanakan di Laboratorium Sipil Universitas Bosowa.
2. Agregat kasar yang digunakan adalah agregat berukuran 5-10 mm dan 10-15 mm.
3. Kuat tekan beton normal rencana fc 20 MPa.
4. Perhitungan campuran beton (Mix design) cara SNI 2013.
Batasan masalah
Agar penelitian tidak menyimpang dari tujuannya, maka diberi
I - 3
xvii batasan yaitu :
1. Butiran styrofoam merupakan hasil pabrikasi dengan diameter 1,7 mm 2. Semen yang digunakan jenis pcc
3. Karakteristik styrofoam tidak di uji
4. Zat aditif yang digunakan Glenium sky 8108.
5. Persentase styrofoam yaitu 10%, 20%, 30% terhadap volume benda uji.
1.5 Sistematika Penulisan
Secara garis besar sistematika penulisan dapat disajikan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan latar belakang penulisan, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan, pokok bahasan dan batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang dasar-dasar teori mengenai karakteristik bahan- bahan campuran beton, sebagai acuan dalam penyusunan tugas akhir.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi lokasi penelitian, material yang di gunakan, langkah - langkah penelitian, pengetesan material bahan campuran beton, pengujian kuat tekan beton dan pengolahan data.
I - 4
xviii BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Bab ini akan diuraikan hasil pengujian material yang di lakukan di laboratorium, yang disajikan dalam bentuk tabel - tabel dan grafik, kemudian dari hasil tersebut dilakukan analisis dan pembahasan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini menyajikan kesimpulan pokok dari keseluruhan penelitian yang telah dilakukan dan saran yang dapat di berikan untuk memperbaiki hasil dari penelitian pengaruh styrofoam terhadap kuat tekan beton yang menggunakan zat aditif.
I - 5
xix BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian dan Sifat Beton Normal
Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah atau agregat – agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air sehingga membentuk suatu massa mirip batuan. Beton adalah material yang rumit. Nilai kuat tekan beton relatif lebih tinggi dibandingkan kuat tariknya, dan beton merupakan bahan bersifat getas. Sehingga umumnya beton diperkuat dengan penambahan tulangan baja dengan asumsi bahwa kedua material bekerjasama dalam menahan gaya yang bekerja dimana tulangan baja menahan gaya tarik dan beton hanya menerima gaya tekan.
Beberapa faktor yang memengaruhi kekuatan beton yaitu bahan- bahan campuran beton, cara-cara persiapan, perawatan dan keadaan pada saat dilakukan percobaan. Setiap bahan campuran beton tersebut mempunyai variasi sifat yang dipengaruhi oleh beberapa faktor alami yang tidak dapat dihindarkan, namun dengan mengetahui sifat-sifat bahan baku, maka dapat diketahui kebutuhan dari masing-masing bahan baku dan beberapa kekuatan yang dicapainya. Sesuai dengan tingkat mutu beton yang hendak dicapai, maka perbandingan campuran beton harus ditentukan agar beton yang dihasilkan dapat memberikan hal-hal sebagai berikut :
II - 1
xx
1. Kemudahan dalam pengerjaan (workability).
Yang dimaksud dengan workability adalah bahwa bahan-bahan beton setelah diaduk bersama, menghasilkan adukan yang bersifat sedemikian rupa sehingga adukan mudah diangkut, dituang/dicetak, dan dipadatkan menurut tujuan pekerjaannya tanpa terjadi perubahan yang menimbulkan kesukaran atau penurunan mutu. Sifat mampu dikerjakan/workability dari beton sangat tergantung pada sifat bahan, perbandingan campuran, dan cara pengadukan serta jumlah seluruh air bebas. Dengan kata lain, sifat dapat/mudah dikerjakan suatu adukan beton dipengaruhi oleh :
a. Konsistensi normal semen
b. Mobilitas, setelah aliran dimulai (sebaliknya adalah sifat kekasaran atau perlawanan terhadap gerak)
c. Kohesi atau perlawanan terhadap pemisahan bahan-bahan
d. Sifat saling lekat (ada hubungannya dengan kohesi), berarti bahan penyusunnya tidak akan terpisah-pisah sehingga memudahkan pengerjaan-pengerjaan yang perlu dilakukan.
Jadi sifat dapat dikerjakan pada beton ini merupakan ukuran dari tingkat kemudahan adukan untuk diaduk, diangkut, dituang/dicetak, dan dipadatkan. Perbandingan bahan-bahan ataupun sifat bahan-bahan itu secara bersama-sama mempengaruhi sifat dapat dikerjakan beton segar.
Unsur-unsur yang memengaruhi sifat mudah dikerjakan pada beton antara lain :
a) Banyaknya air yang dipakai dalam campuran beton
II - 2
xxi
b) Penambahan semen ke dalam adukan beton
c) Gradasi campuran agregat kasar dan agregat halus
d) Pemakaian butir-butir agregat yang bulat akan mempermudah cara pengerjaan beton
e) Cara pemadatan beton dan/atau jenis alat yang digunakan
2. Ketahanan terhadap kondisi lingkungan khusus (tahan lama dan kedap air).
a. Sifat Tahan Lama (durability)
Sifat tahan lama pada beton, merupakan sifat dimana beton tahan terhadap pengaruh luar selama dalam pemakaian. Sifat tahan lama pada beton dapat dibedakan dalam beberapa hal, antara lain sebagai berikut : a) Tahan terhadap pengaruh cuaca; pengaruh cuaca yang dimaksud
adalah pengaruh yang berupa hujan dan pembekuan pada musim dingin, serta pengembangan dan penyusutan yang diakibatkan oleh basah dan kering silih berganti.
b) Tahan terhadap pengaruh zat kimia; daya perusak kimiawi oleh bahan- bahan seperti air laut; rawa-rawa dan air limbah, zat-zat kimia hasil industri dan air limbahnya, buangan air kotor kota yang berisi kotoran manusia, gula dan sebagainya perlu diperhatikan terhadap keawetan beton.
c) Tahan terhadap erosi; beton dapat mengalami kikisan yang diakibatkan oleh adanya orang yang berjalan kaki dan lalu lintas di atasnya, gerakan ombak laut, atau oleh partikel-partikel yang terbawa oleh angin dan atau air.
II - 3
xxii b. Sifat Kedap Air
Beton mempunyai kecenderungan mengandung rongga-rongga yang diakibatkan oleh adanya gelembung udara yang terbentuk selama atau sesudah pencetakan selesai, atau ruangan yang saat mengerjakan (selesai dikerjakan) mengandung air. Air ini menggunakan ruangan - ruangan, dan jika air menguap maka akan meninggalkan rongga-rongga udara. Rongga udara ini merupakan peluang untuk masuknya air dari luar ke dalam beton. Semakin banyak rongga ini, maka kemungkinan masuknya air makin besar, dan kemungkinan terbentuknya pipa kapiler makin besar.
Sifat kedap air pada beton terutama didapat jika didalam beton itu tidak terdapat pipa kapiler yang menerus, karena melalui pipa kapiler inilah air akan menembus beton. Jika saluran-saluran kapiler tersebut tidak ditutup kembali, sifat beton tersebut tidak kedap air. Rongga kapiler ini dapat menyempit jika hidrasi semen sempurna, karena volume yang terjadi ± 2,1 kali sebesar volume semen kering semula.
3. Memenuhi kekuatan yang hendak di capai.
Secara umum hal ini dipengaruhi oleh 2 faktor, yaitu Faktor Air Semen (FAS) dan kepadatan. Beton dengan FAS kecil sampai dengan jumlah air yang cukup untuk hidrasi semen secara sempurna, dan dapat dipadatkan secara sempurna pula, akan memiliki kekuatan yang optimal.
a. Keadaan selama terjadinya pengerasan.
Selama semen mengeras, harus selalu cukup air supaya campuran beton tidak mengering sebelum proses pengerasan selesai.
II - 4
xxiii
b. Karena pengerasan semen makan waktu, maka perlu waktu yang cukup.
Biasanya waktu 28 hari yang dipakai sebagai pedoman umum bagi waktu pengerasan semen/beton.
2.1.1. Material Penyusun Beton Normal 1. Semen Portland Komposit
Semen adalah suatu jenis bahan yang memiliki sifat adhesi (adhesive) dan kohesif (cohesive) yang memungkinkan melekatnya fragmen-fragmen mineral menjadi suatu massa yang padat.
Semen portland komposit merupakan bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan bersama-sama terak semen portland dan gipsum dengan satu atau lebih bahan anorganik. Bahan anorganik tersebut antara lain terak tanur tinggi (blast furnace slag), pozolan, senyawa silikat, batu kapur, dengan kadar total bahan anorganik 6-35% dari massa semen portland komposit. Semen portland komposit dikategorikan sebagai semen ramah lingkungan dan digunakan untuk hampir semua jenis konstruksi.
Keunggulan dari PCC (Portland Composite Cement) yaitu lebih mudah dikerjakan, suhu beton lebih rendah sehingga tidak mudah retak, permukaan acian dan beton lebih halus, lebih kedap air, mempunyai kekuatan yang lebih tinggi dibanding OPC (Ordinary Portland Cement).
2. Agregat
Mengingat bahwa agregat menempati 70-75% dari total volume beton maka kualitas agregat sangat berpengaruh terhadap kualitas beton.
Dengan agregat yang baik, beton dapat dikerjakan (workable), kuat, tahan II - 5
xxiv
lama (durable), dan ekonomis. Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam atau agregat buatan (artificial aggregates). Secara umum, agregat dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu agregat kasar dan agregat halus.
Agregat yang baik dalam pembuatan beton harus memenuhi persyaratan, yaitu:
a. Harus bersifat kekal, berbutir tajam dan kuat.
b. Tidak mengandung lumpur lebih dari 5 % untuk agregat halus dan 1 % untuk agregat kasar.
c. Tidak mengandung bahan-bahan organik dan zat-zat yang reaktif alkali, d. Harus terdiri dari butir-butir yang keras dan tidak berpori.
a. Agregat halus
Agregat halus dapat berupa pasir alam, pasir olahan atau gabungan dari kedua pasir tersebut.
Agregat halus dapat digolongkan menjadi 3 jenis :
a) Pasir Galian
Pasir galian dapat diperoleh langsung dari permukaan tanah atau dengan cara menggali dari dalam tanah. Pada umumnya pasir jenis ini tajam, bersudut, berpori, dan bebas dari kandungan garam yang membahayakan.
b) Pasir Sungai
Pasir sungai diperoleh langsung dari dasar sungai. Pasir sungai pada umumnya berbutir halus dan berbentuk bulat, karena akibat proses
II - 6
xxv
gesekan yang terjadi sehingga daya lekat antar butir menjadi agak kurang baik.
c) Pasir Laut
Pasir laut adalah pasir yang dipeoleh dari pantai. Bentuk butiran halus dan bulat, karena proses gesekan. Pasir jenis ini banyak mengandung garam, oleh karena itu kurang baik untuk bahan bangunan. Garam yang ada dalam pasir ini menyerap kandungan air dalam udara, sehingga mengakibatkan pasir selalu agak basah, dan juga menyebabkan pengembangan setelah bangunan selesai dibangun.
Agregat halus merupakan pasir alam sebagai hasil disintegrasi ‘alami’
batuan atau pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir terbesar 5,0 mm. (SNI 2847-2013).
b. Agregat kasar
Agregat alami dapat diklasifikasikan ke dalam sejarah terbentuknya peristiwa geologi, yaitu agregat beku, agregat sediment dan agregat metamorf, yang kemudian dibagi menjadi kelompok-kelompok yang lebih kecil. Agregat pecahan diperoleh dengan memecah batu menjadi berukuran butiran sesuai yang diinginkan dengan cara meledakan, memecah, menyaring dan seterusnya. Agregat disebut agregat kasar apabila ukurannya sudah melebihi ¼ in ( 6 mm ).
Sifat agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca, dan efek-efek perusak
II - 7
xxvi
lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik, dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan gel semen.
3. Air
Air adalah bahan dasar pembuatan beton. Berfungsi untuk membuat semen bereaksi dan sebagai bahan pelumas antara butir-butir agregat.
Pada umumnya air minum dapat dipakai untuk campuran beton. Air yang mengandung senyawa-senyawa yang berbahaya, yang tercemar garam, minyak, gula atau bahan kimia lainnya, bila dipakai untuk campuran beton akan sangat menurunkan kekuatannya dan dapat juga mengubah sifat-sifat semen. Selain itu air yang demikian dapat mengurangi afinitas antara agregat dengan pasta semen dan mungkin pula memengaruhi kemudahan pengerjaaan.
Air yang diperlukan dipengaruhi faktor-faktor di bawah ini :
a. Ukuran agregat maksimum : diameter membesar, maka kebutuhan air menurun.
b. Bentuk butir : bentuk bulat, maka kebutuhan air menurun (batu pecah perlu banyak air).
c. Gradasi agregat : gradasi baik, maka kebutuhan air menurun untuk kelecakan yang sama.
d. Kotoran dalam agregat : makin banyak silt, tanah liat dan lumpur, maka kebutuhan air meningkat.
e. Jumlah agregat halus (dibandingkan agregat kasar) : agregat halus lebih sedikit, maka kebutuhan air menurun.
II - 8
xxvii
4. Admixture Kimia (Bahan Tambahan Kimia) terdapat 7 jenis bahan tambah kimia, yaitu:
1. Tipe A, Water-Reducing Admixtures 2. Tipe B, Retarding Admixtures
3. Tipe C, Accelerating Admixtures
4. Tipe D, Water Reducing and Retarding Admixtures 5. Tipe E, Water Reducing and Accelerating Admixtures 6. Tipe F, Water Reducing, High Range Admixtures
7. Tipe G, Water Reducing,High Range Retarding Admixtures Tipe A: Water Reducer (WR) atau plasticizer.
Bahan kimia tambahan untuk mengurangi jumlah air yang digunakan. Dengan pemakaian bahan ini diperoleh adukan dengan faktor air semen lebih rendah pada nilai kekentalan adukan yang sama, atau diperoleh kekentalan adukan lebih encer pada faktor air semen yang sama.
Pengaruhnya pada beton:
a. Kekuatan Tekan: Tegangan tekan beton bertambah karena adanya pengurangan air, hal ini dikarenakan faktor air semen (FAS) berkurang.
Penambahan kekuatan diperkirakan ± 10%.
b. Setting Time: Dengan adanya water reducing admixture, setting time dari campuran beton tidak berubah.
c. Workability: Bila tidak ada perubahan faktor air semen (FAS), water reducing menambah workability beton. Untuk slump awal 25-75 mm dapat ditambah dengan 50-60 mm.
II - 9
xxviii
d. Loss Slump: Tingkat kecepatan penurunan slump beton yang berisi air water reducing admixture umumnya sama atau lebih besar dari beton biasa. Dimana bila digunakan water reducing admixture (WRA) akan menambah workability dan waktu pencampuran.
e. Air Entrainment: Dengan bahan dasar Lignosulphonate cenderung meningkatkan jumlah kadar udara tapi tidak melampaui 2%. Bahan dasar Salt hydroxy carboxylic dan Polysacharides tidak menambah kadar udara dan bahkan sering mengurangi kadar udara.
f. Panas Hidrasi: Panas hidrasi tidak terpengaruh dengan adanya penggunaan WRA.
g. Perubahan Bentuk: Perubahan bentuk (volume change) tidak terpengaruh dengan adanya WRA.
h. Durability: Durabilitas tidak terpengaruh dengan adanya WRA kecuali airnya dikurangi yang menyebabkan beton lebih padat dan
impermeabel.
Tipe B: Retarder
Bahan kimia untuk memperlambat proses ikatan beton. Bahan ini diperlukan apabila dibutuhkan waktu yang cukup lama antara pencampuran/ pengadukan beton dengan penuangan adukan. Atau dimana jarak antara tempat pengadukan beton dan tempat penuangan adukan cukup jauh.
II - 10
xxix Tipe C: Accelerator
Bahan kimia untuk mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton. Bahan ini digunakan jika penuangan adukan dilakukan di bawah permukaan air, atau pada struktur beton yang memerlukan pengerasan segera.Beberapa macam accelerator, yaitu Calsium chlorida (CaCl2), Aluminium Chlorida, Natrium Sulfat, dan Aluminium Sulfat.
Tipe D: Water Reducer Retarder (WRR)
Bahan kimia tambahan berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi air dan memperlambat proses ikatan.Pengaruhnya pada beton adalah Kekuatan Tekan, Setting Time, dimana retarder menghambat setting time beton.
Tipe E: Water Reducer Accelerator
Bahan kimia tambahan berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi air dan mempercepat proses ikatan. Pengaruhnya pada beton:
a. Kekuatan. Pada saat accelerator mencapai peningkatan kekuatan awal beton, pengaruh kekuatan beton dapat diabaikan. Jika bahan water reducing dicampur accelerator, keuntungan kekuatan jangka panjang akan diapat berhubungan langsung dengan penurunan rasio air-semen (a/s).
b. Setting Time. Setting time beton yang mengandung accelerator lebih pendek daripada beton biasa yang tidak mengandung accelerator.
Pengaruh kalsium klorida pada setting time lebih besar daripada kalsium format.
II - 11
xxx
c. Workability. Baik kalsium klorida dan kalsium format memberikan sedikit peningkatan dalam workabilitas. Peningkatan yang lebih besar dalam workabilitas dapat diperoleh dengan kombinasi accelerator dengan bahan water reducing.
d. Air Entrainment. Hampir semua accelerator tidak mengandung derajat air entrainment.
e. Bleeding. Admixture accelerator tidak mempengaruhi bleeding.
f. Panas Hidrasi. Accelerator meningkatkan tingkatan panas yang dihasilkan dan memberikan kenaikan temperature yang lebih besar daripada campuran bahan biasa. Total panas hidrasi tidak memengaruhi.
g. Perubahan Volume. Kalsium klorida meningkatkan creep maupun drying shrinkage. Kalsium format meningkatkan drying shrinkage tetapi data yang ada menunjukkan ada sedikit pengaruh pada creep.
h. Durability. Kalsium klorida mempunyai kemampuan memecahkan pasivity alamiah yang diberikan beton dengan menggunakan semen portland, dengan demikian akan memperbesar korosi pada baja atau logam tertanam.
Tipe F: High Range Water Reducer (Superplasticizer)
Bahan kimia yang berfungsi mengurangi air sampai 12% atau bahkan lebih. Dengan pemakaian bahan tambahan ini diperoleh adukan dengan faktor air semen lebih rendah pada nilai kekentalan adukan yang sama atau diperoleh adukan dengan kekentalan lebih encer dengan fakor air semen yang sama, sehingga kuat tekan beton lebih tinggi.
II - 12
xxxi
Superplasticizer adalah zat-zat polymer organik yang dapat larut dalam air yang telah dipersatukan dengan menggunakan proses polymerisasi yang komplek untuk menghasilkan molekul-molekul panjang dari massa molecular yang tinggi. Molekul-molekul panjang ini akan membungkus diri mengelilingi partikel semen dan memberikan pengaruh negatif yang tinggi sehingga antar partikel semen akan saling menjauh dan menolak. Hal ini akan menimbulkan pendispersian partikel semen sehingga mengakibatkan keenceran adukan dan meningkatkan workabilitas. Perbaikan workabilitas ini dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan beton dengan workability yang tinggi atau menghasilkan beton dengan kuat tekan yang tinggi.
Bahan ini merupakan sarana untuk menghasilkan beton mengalir tanpa terjadi pemisahan (segregasi/ bleeding) yang umumnya terjadi pada beton dengan jumlah air yang besar, maka bahan ini berguna untuk pencetakan beton di tempat-tempat yang sulit seperti tempat pada penulangan yang rapat. Superplasticizer dapat memperbaiki workabilitas namun tidak terpengaruh besar dalam meningkatkan kuat tekan beton untuk faktor air semen yang diberikan.
Tipe G: High Range Water Reducer (HRWR)
Bahan kimia tambahan berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi air dan mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton. Bahan kimia tambahan biasanya dimasukkan dalam campuran beton dalam jumlah yang relatif kecil dibandingkan dengan bahan-bahan utama, maka tingkatan kontrolnya harus lebih besar daripada pekerjaan beton biasa. Hal ini untuk menjamin agar tidak terjadi kelebihan dosis, karena dosis yang berlebihan
II - 13
xxxii
akan bisa mengakibatkan menurunnya kinerja beton bahkan lebih ekstrem lagi bisa menimbulkan kerusakan pada beton.
2.2. Beton Styrofoam
Pada umumnya, beton mengandung rongga udara sekitar 1% - 4%, pasta semen (semen dan air) sekitar 25% - 40%, dan agregat (agregat halus dan agregat kasar) sekitar 60% - 75% . Pencampuran bahan – bahan tersebut menghasilkan suatu adukan yang mudah dicetak sesuai dengan bentuk yang diinginkan, karena adanya hidrasi semen oleh air maka adukan tersebut akan mengeras dan mempunyai kekuatan untuk memikul beban.
Penggunaan material lain yang memiliki berat jenis ringan dalam campuran beton akan mengurangi berat beton secara keseluruhan. Adapun material penyusun beton styrofoam yang digunakan pada penelitian ini yakni Semen PCC, agregat kasar dan halus, air, serta styrofoam dengan perbandingan variasi yang berbeda-beda yakni 10%, 20%, 30% terhadap volume beton keseluruhan.
1. Styrofoam ( polystyrene )
Styrofoam yang memiliki nama lain polystyrene, begitu banyak digunakan oleh manusia dalam kehidupannya sehari hari. Begitu Styrofoam diciptakan punlangsung marak digunakan di Indonesia. Styrofoam pada umumnya digunakan sebagai pembungkus barang elektronik dan makanan karena sifatnya yang tidak mudah bocor, praktis dan ringan.
Polystyrene ini dihasilkan dari styrene (C6H5CH9CH2) yang mempunyai gugus phenyl yang tersusun secara tidak teratur sepanjang
II - 14
xxxiii
garis karbon dari molekul. Styrofoam ini memiliki berat jenis sampai 1050 kg/m3, kuat tarik sampai 40 MN/m2, dan modulus lentur sampai 3 GN/m2, modulus geser sampai 0,99 GN/m2, angka poison 0,33. Dalam bentuk butiran (granular) expanded polystyrene mempunyai berat satuan sangat kecil yaitu 13-22 kg/m3. Sehingga expanded polystyrene dalam campuran beton sangat cocok digunakan untuk mendapatkan berat isi beton yang ringan.
Penggunaan styrofoam dalam beton dapat dianggap sebagai rongga udara. Namun keuntungan menggunakan styrofoam dibandingkan dengan rongga udara dalam beton berongga adalah styrofoam mempunyai kuat tarik. Kerapatan atau berat jenis beton dengan campuran styrofoam dapat diatur dengan mengontrol jumlah campuran styrofoam dalam beton.
Persentase penggunaan expanded polystyrene pada campuran beton bervariasi yaitu sebesar 10%, 20%,dan 30% dari volume beton.
Penetapan persentase expanded polystyrene yang bervariasi dimaksudkan untuk mengetahui perilaku mekanik beton (kuat tekan) terbaik dalam campuran beton. Pada penelitian ini tidak dilakukan treatment khusus pada styrofoam sesuai dengan standar pengujian beton styrofoam sebelum dapat digunakan/dicampur dengan beton, sebab peneliti ingin menerapkan secara langsung di lapangan tentang penggunaan styrofoam dalam campuran beton.
2.3 Penelitian Terdahulu
2.3.1 A.Agung Fadhilah Putra tahun 2015 dengan judul “Karakteristik Beton Ringan Dengan Bahan Pengisi Styrofoam” berdasarkan analisis data
II - 15
xxxiv
dan pembahasan dalam penelitian tersebut diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Penambahan 30% styrofoam dari volume beton dapat dikategorikan sebagai beton ringan dengan range berat volume maksimal 1900 kg/m3.
2. Kuat tekan beton dipengaruhi oleh besarnya volume styrofoam dalam campuran beton. Dimana semakin besar volume styrofoam maka semakin rendah kuat tekan yang dihasilkan. Nilai kuat tekan dengan volume styrofoam 0%, 10%, 30%, dan 50% rata-rata pada umur 28 hari berturut-turut adalah 27.74 MPa, 17.76 Mpa, 13.12 MPa, dan 5.26 MPa.
3. Dari hasil uji tarik belah, diperoleh fakta bahwa semakin besar volume styrofoam maka semakin rendah kuat tarik belah yang dihasilkan dengan penurunan maksimum terhadap beton normal sebesar 62.46 % pada volume 50% styrofoam.
4. Untuk uji kuat lentur, persentase penurunan kuat lentur pada penambahan volume styrofoam 10%, 30%, dan 50% terhadap beton normal berturut-turut sebesar 18.76%, 30.83%, dan 44.54%. Sehingga semakin besar volume styrofoam yang ditambahkan pada beton, maka semakin rendah nilai kuat lentur yang dihasilkan.
5. Nilai Modulus Elastisitas menurun secara signifikan seiring dengan penambahan volume styrofoam pada campuran beton. Perbandingan antara eksperimen dan teoritis memberikan hasil yang hampir sama.
2.3.2 F. Windy Yolanda, Chrisna Djaya Mungok, Eddy Samsurizal.
Dengan judul “Studi Eksperimen Kuat Tekan Beton Menggunakan Semen Ppc Dengan Tambahan Glenium”.
II - 16
xxxv
Dari hasil penelitian dan perhitungan kuat tekan karakteristik beton umur 28 hari, beton normal tanpa additive dengan nilai kuat tekan karakteristiknya 29,66 MPa di banding dengan kuat tekan karakteristik beton dengan tambahan Glenium 0,5 liter nilai kuat tekan 42,92 MPa mengalami kenaikan persentase sebesar 44,73%, pada penggunaan Glenium 0,7 liter nilai kuat tekan karakteristiknya 27 Mpa mengalami penurunan persentase sebesar 8,97% dan pada saat penggunaan Glenium 1 liter nilai kuat tekan karakteristik 30,26 MPa mengalami kenaikan persentase sebesar 2,05%.
2.3.3 Purnawan Gunawan, Wibowo, Nurmantian Suryawan “Pengaruh Penambahan Serat Polypropylene Pada Beton Ringan Dengan Teknologi Foam Terhadap Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah Dan Modulus Elastisitas”.
Dari hasil penelitiaan serta analisis data dan pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat diambil simpulan sebagai berikut:
1. Berat jenis dari hasil pengujian paling maksimum ada pada beton ringan foam tanpa serat. Berikut adalah 3 benda uji dengan berat jenis paling besar yaitu KTME PP 0%-3, KTB PP 0%-3, dan KTME PP 0%-1, mempunyai berat jenis berturut-turut adalah 1886,28 kg/m3, 1873,79 kg/m3, dan 1867,54 kg/m3, sehingga beton masih termasuk beton ringan karena berat jenis dibawah 1900 kg/m3.
2. Nilai kuat tekan beton ringan foam berdasarkan hasil pengujian laboratorium mengalami peningkatan paling maksimum adalah pada kadar penambahan serat polypropylene 0,75%, yaitu meningkat 27,93%
dari beton ringan foam tanpa serat. Berdasarkan analisis regresi
II - 17
xxxvi
polynomial diperoleh kadar optimum penambahan serat adalah 0,88%
dengan kuat tekan 24,31 MPa.
3. Nilai kuat tarik belah beton ringan foam berdasarkan hasil pengujian laboratorium mengalami peningkatan paling maksimum adalah pada kadar penambahan serat polypropylene 0,75%, yaitu meningkat 60,38%
dari beton ringan foam tanpa serat. Berdasarkan analisis regresi polynomial diperoleh kadar optimum penambahan serat adalah 0,89%
dengan kuat tarik belah 4,23 MPa.
4. Nilai modulus elastisitas beton ringan foam berdasarkan hasil pengujian laboratorium mengalami peningkatan paling maksimum adalah pada kadar penambahan serat polypropylene 0,75%, yaitu meningkat dari 12107,79 MPa pada beton ringan foam tanpa serat menjadi 17473,27 MPa. Berdasarkan analisis regresi polynomial diperoleh kadar optimum penambahan serat adalah 0,83% dengan kuat tekan 24538 MPa.
2.3.4 Khairul Muqtadi “Dampak Penggunaan Dan Analisa Pengaruh Styrofoam Sebagai Substitusi Pasir Dengan Bahan Tambah Plastiment-Vz Terhadap Nilai Kuat Tekan Beton” Dari hasil pembahasan mengenai pengolahan data uji kuat tekan dan berat isi beton campuran styrofoam dengan zat tambah plastiment vz, maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Pengaruh dari substitusi styrofoam dengan bahan tambah maupun tanpa bahan tambah, untuk masing-masing mutu beton mengalami penurunan berat isi , penurunan berat isi terbesar terjadi pada beton substitusi styrofoam tanpa bahan tambah K250 75%yaitu sampai 26,49%.
II - 18
xxxvii
2. Beton normal K250 yang memiliki pencapaian terhadap karakteristik rencana, yaitu lebih dari 3,93%. Sedangkan untuk karakteristik beton normal K300 sebaliknya, hanya mempunyai pencapaian terhadap karakteristik rencana sebesar 0,96%.
3. Beton campuran styrofoam dengan penambahan plastiment vz untuk semua karakteristik yang paling tinggi pencapaiannya diantara masing-masing mutu beton adalah beton K250 25% sebesar 21,44%.
4. Mutu beton K250 untuk kedua jenis beton termasuk kedalam beton ringan, dengan berat satuan masing-masing 1707 Kg/m³ dan 1845 Kg/m³ (SNI-2847-2002).
5. Beton campuran styrofoam K350 25%, dengan bahan tambah termasuk kedalam mutu sedang menurut Puslitbang Prasarana Transportasi 2005.
Beton campuran styrofoam 25% untuk masing-masing mutu beton, termasuk kedalam beton mutu sedang dan mutu rendah I. Sedangkan untuk masing-masing beton campuran styrofoam K250, K300 dan K350 untuk variasi substitusi styrofoam lebih dari 25% secara umum termasuk kedalam mutu rendah II.
2.3.5 Hasto Utomo, Suprapto Siswosukarto, Ashar Saputra. “Penggunaan Beton Ringan Styrofoam Dengan Perkuatan Wire Mesh Untuk Panel Dinding Tebal 8 Cm” Penelitian ini dimaksudkan untuk memanfaatkan limbah styrofoam dengan prosentase styrofoam 100% sebagai pengganti agregat kasar pada beton ringan, dan kandungan semen 300 kg/m3 yang diaplikasikan untuk pembuatan panel dinding, kemudian mencoba
II - 19
xxxviii
melakukan peningkatan kekuatan lentur secara komposit dengan memberikan perkuatan wire mesh ø 3 mm dan variasi jarak connector wire 5 cm, 10 cm, dan 15 cm. Pada lapisan terluar diberi plesteran dengan perbandingan 1 Pc : 2 Ps tebal 1,5 cm.
Dari hasil penelitian didapatkan kuat tekan rerata silinder beton styrofoam 0,72 MPa dan berat jenis rerata 771,24 kg/m3. Modulus elastisitas rerata beton styrofoam 91,40 MPa dan tegangan leleh (fy) wire mesh rerata 700,14 MPa dan kuat tarik rerata 779,18 MPa. Tegangan lentur maksimal rata-rata panel dinding beton styrofoam tanpa perkuatan wire mesh (P0) sebesar 0,64 MPa, tegangan lentur maksimal panel dinding beton styrofoam dengan perkuatan wire mesh ø 3 mm dan jarak connector wire 5 cm (P1-5), 10 cm (P1-10) dan 15 cm (P1-15) berturut-turut sebesar 3,01 MPa, 4,08 MPa, dan 4,15 MPa. Kapasitas lentur rerata panel dinding beton styrofoam sebesar 1,34 kNm. Berdasarkan hasil penelitian terlihat bahwa jarak connector wire tidak berpengaruh terhadap kuat lentur panel.
Dengan melihat kondisi wire mesh yang tidak mengalami kerusakan setelah pengujian dapat disimpulkan bahwa beton ringan styrofoam dan plesteran tercapai regangan runtuh beton lebih dahulu sebelum wire mesh mencapai regangan leleh.
II – 20
xxxix BAB III
METODE PENELITIAN 3.1 Bagan Alir Penelitian
tidak
ya ya
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian Mulai
- Pembuatan beton normal + glenium - Pembuatan beton styrofoam + glenium
Selesai Persiapan - Material - Peralatan - Tinjauan pustaka
Pengujian anggregat
• Kadar air Kadar lumpur
• Berat jenis semen
• Analisa saringan
Analisis data
kesimpulan Mix desain beton normal
f’c 20 Mpa
Pengujian kuat tekan f’c 20 Mpa
Pengujian Beton Glenium Dan Beton Styrofoam
III - 1
xl 3.2. Gambaran Umum Penulisan 3.2.1. Jenis Penulisan
Jenis penelitian yang dilakukam adalah penelitian eksperimental.
Penelitian eksperimental merupakan bentuk penelitian percobaan yang berusaha untuk mengisolasi dan melakukan kontrol setiap kondisi – kondisi yang relevan dengan situasi yang diteliti kemudian melakukan pengamatan terhadap efek atau pengaruh ketika kondisi-kondisi tersebut dimanipulasi 3.2.2 Variabel Penelitian
1. Variabel terikat yaitu:
a. kuat tekan rencana b. Zat aditive
2. Variabel bebas yaitu:
a. Persentase styrofoam 3.2.3 Notasi sampel
Tabel 3.1 Notasi Sampel Beton styrofoam No
.
Jenis Percobaan
Komposisi Campuran Jumlah Kode Sampel
Ket 1 Beton Normal Semen+agregat
kasar+agregat halus+air
20 BN silinder
2 Beton + glenium
Semen+agg kasar+agg halus+air+glenium (1%)
3 BG silinder
3 Variasi I Semen+agg kasar+agg halus+air+Styrofoam 10%+glenium (1%)
3 BS 10 silinder
4 Variasi II Semen+agg kasar+agg halus+air+Styrofoam 20%+glenium (1%)
3 BS 20 silinder
5 Variasi III Semen+agg kasar+agg halus+air+Styrofoam 30%+glenium (1%)
3 BS 30 silinder
Jumlah 32
Sumber : Rencana penelitian III - 2
xli 3.3 Teori Pengujian Material
Tabel 3.2 Pemeriksaan Agregat Halus
No Jenis Pemeriksaan
Standar Yang Digunakan 1 Pemeriksaan Analisa Saringan ASTM C13 2 Pemeriksaan Berat Jenis dan
Penyerapan ASTM C127
3 Pemeriksaan Kadar Air ASTM C566
4 Pemeriksaan Berat isi Agregat
Halus ASTM C 29
5 Pemeriksaan kadar lumpur ASTM C117
Tabel 3.3 Pemeriksaan Agregat Kasar
No Jenis Pemeriksaan
Standar Yang Digunakan 1 Pemeriksaan Analisa Saringan ASTM C136 2 Pemeriksaan Berat Jenis dan
Penyerapan ASTM C127
3 Pemeriksaan Kadar Air ASTM C566
4 Pemeriksaan Berat isi Agregat
Halus ASTM C 29
5 Pemeriksaan kadar lumpur ASTM C117
III - 3
xlii 3.4 Alat dan Bahan
1. Alat
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain :
a. Timbangan
a) Timbangan digital kapasitas 5000 gr b) Timbangan manual kapasitas 3 kg b. Satu set alat uji kuat tekan beton.
c. Ayakan atau saringan.
Ayakan yang digunakan yaitu ayakan dengan ukuran 1 ½, ¾, 3/8, No.4, No.8, No.16, No.30, No.50, No.100 dan pan.
d. Cetakan benda uji
Cetakan benda uji adalah cetakan berbentuk silinder dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
e. Alat bantu
a) Cetok semen, digunakan untuk mengaduk dan memasukan adukan beton kedalam cetakan.
b) Gelas ukur kapasitas 2000 ml dan kapasitas 50 ml, digunakan untuk menakar air.
c) Pengaduk, digunakan untuk mengaduk pada saat membuat campuran.
d) Cawan stainless steel, digunakan untuk tempat bahan-bahan.
e) Ember, digunakan untuk tempat air dan sisa adukan.
f) Stop watch, digunakan untuk mencatat waktu pengadukan.
III - 4
xliii 3.5 Langkah-langkah penelitian
Penelitian ini dibagi menjadi lima tahap yaitu: Pemeriksaan bahan campuran beton, pembuatan rencana campuran (mix design), pembuatan benda uji, pemeliharaan terhadap benda uji (curing), pelaksanaan pengujian, dan analisis hasil penelitian.
1. Pengetesan material Bahan Campuran Beton a. Analisa saringan
%tertahan ... =
𝒌𝒐𝒎𝒖𝒍𝒂𝒕𝒊𝒇 𝒕𝒆𝒓𝒕𝒂𝒉𝒂𝒏
𝒃𝒆𝒓𝒂𝒕 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
𝒙 𝟏𝟎𝟎
%lolos ... = 𝟏𝟎𝟎 − %𝒕𝒆𝒓𝒕𝒂𝒉𝒂𝒏 b. Berat Jenis dan Penyerapan agregat
Berat jenis (bulk) ... = 𝑩𝒌 (𝑩𝒋−𝑩𝒂)
Berat jenis kering permukaan ... = 𝑩𝒋 (𝑩𝒋−𝑩𝒂)
Berat jenis semu ... = 𝑩𝒌 (𝑩𝒌−𝑩𝒂)
Penyerapan (absorbsi) ... = 𝑩𝒋−𝑩𝒌
𝑩𝒌
𝒙 𝟏𝟎𝟎
Dimana:
Bk = berat benda uji kering oven
Bj = berat benda uji kering permukaan Ba = berat benda uji dalam air
III - 5
xliv c. Kadar air agregat
Berat air (Bw) ... = BB−𝑩𝑲
Kadar air (w) ... =𝑩𝑲 𝑩𝒘
𝒙 𝟏𝟎𝟎%
d. Berat isi agregat
Berat benda uji (BB) ... = 𝑩 − 𝑩𝒎𝒐𝒍
Volume mol (Vmol) ... = 𝟏
𝟒
. 𝝅. 𝑫
𝟐. 𝒕
Berat isi benda uji (Bisi) ... = 𝑩𝑩
𝑽𝒎𝒐𝒍
e. Kadar lumpur
Berat lumpur (BL) ... =𝑩𝒔𝒆𝒃𝒆𝒍𝒖𝒎 − 𝑩𝒔𝒆𝒕𝒆𝒍𝒂𝒉
Kadar lumpur ... = 𝑩𝑳
𝑩𝒔𝒆𝒃𝒆𝒍𝒖𝒎
𝒙 𝟏𝟎𝟎
Dimana:
BB = berat benda uji Bw = berat air
BK = berat benda uji kering oven Bmol = berat mol
B = berat mol + benda uji
Bsebelum = berat benda uji sebelum dicuci Bsetelah = berat benda uji setelah dicuci
III - 6
xlv
2. Perhitungan Campuran beton (Mix Design)
Perhitungan campuran beton menggunakan cara sni 2013 langkah - langkahnya adalah sebagai berikut :
Menetukan kuat tekan beton yang dipersyaratkan (K/fc’) kg/cm2 atau Mpa dan umur yang di rencanakan untuk kekuatan mencapai 100%.
a. Menentukan faktor cacat dimana : Faktor cacat 5% = 1.64 (PBI 71)
b. Merencanakan standar deviasi dari data evaluasi hasil produk yang lalu atau data trial mix atau bila tidak tersedia, dengan melihat drajat kontrol yang di tetapkan
c. Menghitung margin (faktor keamanan) dengan koefisien cacat dikalikan standar deviasi.
d. Menghitung target kuat tekan rata-rata (mean strength) dengan menambahkan kuat tekan yang dipersyaratkan ditambah dengan margin.
σbm = σbk + k.S
σbk = kekuatan tekan yang dipersyaratkan S = Standar deviasi
σbm = kuat tekan rata-rata (mean strength) k = koefisien cacat 5% =1.64
e. Menentukan Jenis semen yang dipakai dengan pertimbangan tipe semen dan keguanaan serta terhadap persyaratan durabalitas beton terhadap lingkungan khusus.
III - 7
xlvi
f. Menentukan tipe jenis aggregat (kasar/halus) yang dipakai pecah atau alami (crushed/Uncrushed).
g. Menentukan W/C (faktor air semen) dari hasil percobaan, jika tidak tersedia dengan melihat grafik korelasi w/c terhadap strength.
3. Pengujian kuat tekan beton
Langkah-langkah dalam pengujian beton yaitu sebagai berikut : a. Masing- masing benda uji sudah di capping dan di timbang beratnya.
b. Letakkan benda uji pada alat pengujian kuat tekan beton secara simetris.
c. Penggunaan alat pengujian kuat tekan beton dengan cara menambahkan beban secara konstan dan memperhatikan jarum manometer yang menunjukkan kenaikan kuat tekan beton yang terjadi.
d. Pemberian beban di lakukan sampai benda uji hancur (beban maksimum), kemudian membaca beban maksimum yang dapat di tahan benda uji dengan cara membaca jarum manometer.
4. Pengolahan data
Setelah bahan dan alat uji siap serta sampel uji telah dibuat, maka siap untuk diuji sesuai prosedur penelitian. Hasil dari pengujian berupa data-data kasar yang masih perlu diolah lebih lanjut untuk mengetahui hubungan/korelasi antar satu pengujian dengan pengujian lainnya.
Secara umum dari pengujian-pengujian yang akan dilakukan nantinya akan menghasilkan pengaruh perawatan
III - 8
xlvii 3.6 Perancangan Campuran (Mix Design)
Perencanaan campuran beton (mix design) menggunakan metode SNI 2013. Langkah metode ini secara garis besar dapat diuraikan sebagai berikut :
1. Penentuan kuat tekan beton yang disyaratkan (fc’)
Penentuan kuat tekan ini disyaratkan dengan perencanaan struktural dan kondisi setempat.
2. Penetapan nilai deviasi standar (s)
Deviasi standar ditetapkan berdasarkan tingkat mutu pengendalian pelaksanaan pencampuran betonnya. semakin baik mutu pelaksanaannya maka semakin kecil nilai deviasi standarnya. Jika jumlah data hasil pengujian kurang dari 30 benda uji sehingga dilakukan koreksi terhadap nilai standar deviasi dengan suatu faktor perkalian pada tabel 3.4 berikut :
Tabel 3.4 Faktor perkalian deviasi standar
Jumlah Pengujian Faktor modifikasi untuk nilai deviasi standar benda uji
Kurang dari 15 Gunakan tabel 2.5
15 1,16
20 1,08
25 1,03
30 atau lebih 1,00
Sumber : SNI – 2847 – 2013
3. Perhitungan nilai tambah (margin)
m = 1,34 . s MPa atau m = 2,33 s – 3,5 MPa (diambil nilai yang terbesar dari kedua persamaan tersebut).
III - 9
xlviii
Apabila tidak tersedia catatan hasil uji terdahulu untuk perhitungan deviasi standar yang memenuhi ketentuan, maka nilai margin harus didasarkan pada tabel berikut ini.
Tabel Nilai margin jika data tidak tersedia untuk menetapkan nilai deviasi standar.
Tabel 3.5 nilai margin
Persyaratan kuat tekan f’c, Mpa Margin (m), MPa
Kurang dari 21 Mpa 7,0
21 s/d 35 8,3
Lebih dari 35 10,0
Sumber : SNI – 2847 – 2013 4. Menetapkan kuat tekan rata-rata rencana.
Jika pelaksanaan tidak mempunyai catatan atau pengalaman hasil pengujian beton pada sebelumnya yang memenuhi persyaratan tersebut maka kekuatan rata-rata perlu f’cr harus ditetapkan dari tabel berikut ini.
Tabel Kekuatan rata-rata perlu jika data tidak tersedia untuk menetapkan nilai deviasi standar.
Tabel 3.6 kekuatan tekan rata-rata perlu
Kekuatan tekan disyaratkan, MPa Kekuatan tekan rata-rata perlu, MPa
f’c < 21 f’cr = f’c + 7,0
21 ≤ f’c ≤ 35 f’cr = f’c + 8,3
f’c < 35 f’cr = 1,10 f’c + 5,0
Sumber : SNI – 2847 – 2013
Kuat tekan beton rata-rata yang direncanakan dapat digunakan rumus : f' cr = f' c + M
III - 10
xlix
dengan : f' cr = kuat tekan rata-rata.
M = Nilai tambah
f' c = kuat tekan yang disyaratkan.
5. Menetapkan jenis semen yang digunakan dalam campuran.
Jenis atau tipe semen yang dipakai harus dinyatakan dalam design campuran beton. Umumnya semen tipe I dan III yang banyak dipakai yaitu semen cepat mengeras (pengikatan awal rendah). Tipe semen ada lima yaitu : semen tipe I, II, III, IV, dan V.
Hubungan tipe semen, kuat tekan, umur beton dan jenis agregat dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 3.7 Perkiraan Kuat Tekan Beton Pada FAS 0.50
Tipe semen Jenis agregat kasar
K kuat tekan pada umur (hari) kg/cm2
3 7 28 91
Semen Portland tipe I
Alami Batu pecah
200 300
280 320
400 450
480 540 Semen Portland
tipe III
Alami Batu pecah
250 300
340 400
460 530
530 600 Sumber : Buku Panduan Laboratorium Struktur Dan Bahan Universitas
BOSOWA Makassar
6. Menetapkan jenis agregat halus dan agregat kasar.
Penetapan jenis agregat yang akan digunakan apakah menggunakan pasir alam dan kerikil alam, atau pasir alam dan batu pecah, karena hal ini mempengaruhi kekuatan dan kadar air bebas sebagaimana diperlihatkan pada tabel.
III - 11
l
Tabel 3.8 Tipe Agregat Dan Perkiraan Kadar Air Bebas
Slump (mm) 0 – 10 10 - 30 30 - 60 60 - 180
V.B (det) 12 6 - 12 3 - 6 0 – 3
Ukuran maks.
Agregat (mm) Jenis agregat Kadar air bebas dalam (kg / m3) 10
Alami Batu pecah
150 100
180 205
205 230
225 250
20
Alami Batu pecah
135 170
160 190
180 210
190 225
40
Alami Batu pecah
115 155
140 175
160 190
175 205 Sumber : Buku Panduan Laboratorium Struktur Dan Bahan Universitas
BOSOWA Makassar
7. Menetapkan faktor air semen.
a. Menetapkan FAS berdasarkan jenis semen yang dipakai dan kuat tekan rata-rata selinder/kubus dengan umur rencana.
b. Menetapkan berdasarkan jenis semen dan agregat yang digunakan dan kuat tekan rata-rata pada umur yang direncanakan.
Gambar 3.2 Grafik Hubungan faktor air-semen dan kuat tekan rata-rata silinder beton ( sebagai perkiraan nilai fas dalam rancangan campuran)
III - 12
li
8. Menetapkan faktor air semen maksimum.
Jika nilai FAS maksimum lebih rendah dari nilai FAS sebelumnya (langkah G) maka nilai yang diambil adalah FAS maksimum.
9. Penetapan besar kadar air bebas (air yang diluar air jenuh) ditetapkan berdasarkan nilai slump yang dipilih, ukuran maksimum agregat, dan tipe agregat. Hal ini dapat dilihat pada table diatas.
Apabila digunakan jenis agregat halus dan agregat kasar yang berbeda (alami dan batu pecah), maka perkiraan kebutuhan jumlah air per- m3beton harus disesuaikan menggunakan persamaan berikut:
Dimana :
A = ( 0,67 x A.h ) + ( 0,33 x A.k ) A = Perkiraan air per-m3beton
A.h = Kebutuhan air berdasarkan jenis agregat halus A.k = Kebutuhan air berdasarkan jenis agregat kasar 10. Penetapan nilai slump
Untuk menetapkan nilai slump memerlukan pengalaman pelaksanaan beton, tetapi untuk ancang-ancang slump dapat dijadikan patokan seperti pada tabel penetapan nilai slump tergantung dari :
a. Cara pengangkutan (belt conveyer, pompa, manual, gerobak, dan lain- lain.
b. Cara pengecoran atau penuangan pada acuan.
c. Cara pemadatan atau penggetaran (alat getar / triller, hand vibrator).
d. Jenis atau tujuan struktur.
11. Penetapan kadar semen (kg / m3) beton.
III - 13
III - 14 lii
Penetapan kadar semen perlu per m3 beton (kg / m3) digunakan rumus sebagai berikut :
12. Penetapan perkiraan berat jenis spesifik gabungan.
Perkiraan berat jenis gabungan agregat kasar dan agregat halus dengan perbandingan volume dapat dihitung berdasarkan rumus berikut :
Bjs gabungan = a% x Bj Spesifik pasir + b% x Bj Spesifik kerikil Dimana :a% = persentase penggabungan agregat halus terbaik
b% = persentase penggabungan agregat kasar terbaik 13. Penentuan berat volume beton segar (basah).
Menentukan berat volume beton segar berdasarkan hasil perhitungan berat jenis agregat campuran dan kebutuhan air per-m3 beton dengan grafik.
14. Penetapan proporsi agregat.
Berat agregat halus A = a% x (D – Ws – Wa) Berat agregat kasar B = b% x ( D – Ws – Wa) Dimana : a% = Persentase penggabungan agregat halus
b% = Persentase penggabungan agregat kasar D = Berat volume beton basah (kg/m3)
Ws = Kadar semen (kg/m3) beton Wa = Kadar air bebas (kg/m3) beton
15. Hasil rancangan campuran beton teoritis (bahan kondisi SSD).
Campuran beton teoritis adalah porsi campuran dimana agregat masih dalam kondisi SSD (masih sulit untuk pelaksanaan dilapangan) yaitu :
liii Air = Wa (kg/m3) beton Semen = Ws (kg/m3) beton Pasir = A (kg/m3) beton Kerikil = B (kg/m3) beton
Berat komponen beton teoritis adalah berat kondisi SSD (agregat kondisi jenuh air / kering permukaan), jadi masih perlu diperbaiki (dikoreksi) terhadap kondisi agregat lapangan saat mau dilaksanakan pengecoran.
16. Koreksi campuran beton.
Untuk penyesuaian takaran berat agregat sesuai kondisinya pada saat akan dicampur, maka perlu dikoreksi agar pengambilan agregat untuk dicampur dapat langsung diambil. Dimaksudkan koreksi tersebut adalah koreksi terhadap kadar air sesaat agregat (kondisi agregat tidak selamanya SSD seperti pada hasil campuran teoritis.
Koreksi campuran beton ada dua macam sebagai berikut : a. Koreksi secara eksak (rasionil)
Uraian rumus :
BK = berat kering mutlak (oven)
BL = berat lapangan (sesuai kondisi agregat) W% = kadar air agregat (sesuai kondisi agregat) R% = resapan agregat (terhadap berat kering)
Uraian rumus koreksi cara eksak (berdasarkan definisi persen resapan air dan persen kadar air) :
III - 15
liv
BL = BK + W% x BL BL – (W% x BL) = BK (1 – W%) x BL = BK
BL = ...a)
BK = SSD - R% x BK BK + R% x BK = BSSD
(1 + R%) x BK = BSSD
BK = ...b)
Dengan menggunakan persamaan (a) dan (b) diperoleh : BL =
Dengan memakai index p untuk pasir dan index k untuk kerikil maka diperoleh rumusan koreksi secara eksak sebagai berikut :
Berat koreksi pasir (p)
BLp = (kg/m3) beton
Berat koreksi kerikil (k)
BLk = (kg/m3) beton
Sehingga berat komponen beton setelah dikoreksi (kg/m3) beton:
Semen = Ws Pasir = BLp
Kerikil = BLk
Air = Kadar air bebas + (A – BLp) + (B – BLk)
Berat komponen diatas merupakan takaran berat, untuk pelaksanaan dilapangan dan dengan masing-masing berat volumenya akan diperoleh takaran volume.
III - 16
