TUGAS AKHIR
PEMANFAATAN ABU VULKANIK GUNUNG
SINABUNG SEBAGAI CAMPURAN BETON
Karya Tulis Ini Adalah Salah Satu Persyaratan Untuk Memenuhi Gelar Ahli Madya
Bidang Teknik Sipil
Oleh :
ANDREW F C SIREGAR 511 321 0005
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL D-3
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Andrew F C Siregar, NIM. 5113210005. Pemanfaatan Abu Vulkanik Gunung Sinabung Sebagai Campuran Beton. Medan : Fakultas Teknik, Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan, Program Studi D-3 Teknik Sipil, Universitas Negeri Medan, 2014.
Letusan Gunung Merapi menghasilkan banyak abu vulkanik yang berdampak negatif bagi kesehatan ataupun dampak lingkungan. Abu vulkanik adalah terdiri dari terakecil yang merupakan bubuk batuan dan kaca yang terbentuk dari letusan gunung merapi dengan diameter kurang dari 2 mm (0,1 in). karena sangat halus, abu letusan gunung merapi dapat terbawa angin dan dirasakan sampai ratusan kilometer jauhnya. abu letusan gunung merapi dapat dapat menggangu pernapasan. Akibat yang timbul dari letusan gunung berapi adalah material yang dikeluarkan kepermukaan bumi, seperti abu vulkanik, pasir dan kerikil. Sehingga dilakukan penelitian agar abu vulkanik dapat digunakan dalam campuran pembuatan beton.
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh pemanfaatan abu vulkanik terhadap nilai karakteristik beton. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen yang dilakukan di Labolatorium UNIMED dengan variasi campuran abu vulkanik 5%, 10%, 15% dan 20% terhadap semen ratio. Sampel yang digunakan masing – masing 6 buah. Pengujian dilakukan untuk mendapatkan nilai karakteristik beton yang baik.
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur diucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang senantiasa memberikan rahmat dan karunia-Nya serta melimpahkan pengetahuan dan kepada penulis diberikan kesempatan sehingga penyusunan dan penulisan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Tugas Akhir ini merupakan satu mata kuliah dan syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma Tiga (D3) pada program studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
Selama proses penyusunan Tugas Akhir ini, nasehat, bimbingan, arahan, kritik dan saran serta bantuan baik dalam bentuk moril maupun material diberikan oleh berbagai pihak. Dalam kesempatan ini disampaikan rasa terima kasih kepada: 1. Kinanti Wijaya M,Sc selaku Dosen Pembimbing Penulis Tugas Akhir. 2. Prof. Dr. Abdul Hamid K, M.Pd, selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Negeri Medan.
3. Drs. Asri Lubis, ST.,MT, sebagai Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
4. Ibu Syafiatun Siregar, ST., MT, sebagai Ketua Program Studi D-3 Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
5. Drs. Nono Sebayang M.Pd., sebagai Sekretaris Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
6. Drs. Nathanael Sitanggang, ST., M.Pd selaku Dosen Pembimbing Akademik.
8. Bapak/Ibu Pegawai Administrasi Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
9. Kak Fani, sebagai staf di Labolatorium Pendidikan Teknik Bangunan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
10. Terima kasih kepada kedua Orang tua, Ayahanda E.Siregar dan Ibunda R.Saragih yang telah memberikan doa, nasehat, motivasi serta dorongan dan dukungan moral maupun material.
11. Rekan-rekan mahasiswa/mahasiswi Program Studi D-3 Teknik Sipil 2011. 12. Abang dan Kakak kelas serta teman-teman yang ikut membantu dan
memberi dukungan motivasi.
Akhir kata semoga Tugas Akhir ini bisa bermanfaat bagi para pembaca dan bagi perkembangan pendidikan khususnya pada Program Studi D-3 Teknik Sipil.
Medan, 2015
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PERSETUJUAN
ABSTRAK ...i
KATA PENGANTAR... ii
DAFTAR ISI...iv
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR...ix
BAB I : PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Identifikasi Masalah... 3
1.3 Batasan Masalah ... 4
1.4 PerumusanMasalah... 4
1.5 TujuanPenulisan ... 5
1.6 ManfaatPenulisan ... 5
1.7MetodePenulisan... 5
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton... 6
2.2.1 Semen Portland... 7
2.2.1.1Sifat Kimia Semen ... 9
2.2.1.2Sifat Fisik Semen ... 10
2.2.2Agregat ... 12
2.3.6Daya Serap Air ... 24
2.4Umur Beton ... 25
2.5Langkah-langkah Perancangan Beton ... 26
2.6Cara Pembuatan Beton ... 31
2.7Mutu Beton... 32
2.8Beton Komposit... 34
2.9Abu Terbang... 35
2.10Abu Vulkanik... 36
2.10.2Properti Abu Vulkanik... 38
2.10.3 Fisik Abu Vulkanik... ... 38
2.10.4 Morfologi... 39
2.10.5 Kepadatan... 40
2.10.6 Filler Abu Vulkanik... 41
2.11 Penelitian Yang Relevan... 43
BAB III METODOLOGI PENELITI 3.1 Umum ... 47
3.2 Alat dan Bahan ... 49
3.2.1 Alat. ... 49
3.2.2 Bahan... 49
3.3 Waktu dan Tempat Penelitian... 50
3.4 Langkah-langkah mix design... 50
3.5 Pembuatan Adukan Beton ... 54
3.6 Benda Uji... 54
3.7 Metode Pengujian ... 55
3.7.1 Test Visual... 55
3.7.2 Test Slump... 56
3.7.3 Daya Serap Air ... 57
3.7.4 Uji Kuat Tekan Beton... 57
BAB IV HASIL PENELITIAN 4.1 Analisa Saringan Agregat... 59
4.1.2 Analisa Saringan Agregat Kasar... 59
4.2 Test Slump... 60
4.3 Test Visual... 60
4.4 Daya Serap Air ... 61
4.5 Ui Tekan Compressed Test... 61
Bab V Kesimpulandan Saran 5.1 Kesimpulan... 66
5.2 Saran ... 66
DAFTAR PUSTAKA... 68 LAMPIRAN :
Kartu Asistensi Tugas Akhir
Surat Permohonan Judul dan Pembimbing Tugas Akhir Surat Penugasan Dosen Pembimbing
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Susunan oxide semen Portland... 10
Tabel 2.2 Nilai slump untuk berbagai macam struktur...22
Tabel 2.3 Nilai standart deviasi...26
Tabel 2.4 Perkiraan kuat tekan beton dengan FAS 0,5 dan jenis semen serta agregat kasar yang bisa dipakai di Indonesia... 27
Tabel 2.5 Persayaratan jumlah semen minimum dan FAS maksimum untuk berbagai macam pembetonan dalam lingkungan khusus... 29
Tabel 2.6 Slump yang disyaratkan untuk berbagai konstruksi menurut ASTM...29
Tabel2.7 Perkiraan kadar air bebas (Kg/m3) dalam tingkat kemudahan pekerjaan pengadukan...30
Tabel 2.8 Komposisi kimia... 35
Tabel 2.9 Komposisi Fisika... 36
Tabel 2.10 Kandungan oksida abu vulkanik menurut ASTM C 618-78... 42
Tabel 2.11 Kuat tekan beton variasi abu terbang 30% ...43
Tabel 2.12 Kuat tekan beton dengan F’c 20 Mpa umur 28 hari... 43
Tabel 2.13 Kuat tekan beton dengan F’c 40 Mpa umur 28 hari... 44
Tabel 2.14 Hasil pengujian kuat tekan beton... 45
Tabel 2.15 Hasil pengujian... 45
Tabel 3.1 Hitungan berat jenis relative... 52
Tabel 3.2 Koreksi campuran... 53
Tabel 4.1 Analisa saringan agregat halus...59
Tabel 4.2 Analisa saringan agregat kasar...60
Tabel 4.3 Test slump...60
Tabel 4.4 Test visual pada beton normal dan komposit...61
Tabel 4.5 Daya serap air beton...61
Tabel 4.6 Uji tekan pada beton normal………..………...62
Tabel 4.7 Uji tekan pada beton dengan campuran abu vulkanik 5%...63
Tabel 4.8 Uji tekan pada beton dengan campuran abu vulkanik 10% ……….... 63
Tabel 4.9 Uji tekan pada beton dengan campuran abu vulkanik 15%... 64
DAFTAR GAMBAR
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan terus berkembangnya zaman di era globalisasi dan kemajuan teknologi yang terus pesat. Hal ini mengakibatkan terus munculnya benda benda tak habis pakai ( limbah) menumpuk karena tidak semuanya limbah dapat didaur ulang menjadi hal yang bermanfaat, sehingga keberadaannya meningkat menjadi masalah disetiap Negara.
Bila dikaitkan dengan perkembangan zaman yang juga terus membutuhkan beton dalam jumlah besar sebagai bahan konstruksi. Hal ini mengakibatkan munculnya ide baru yang dicetuskan para ahli untuk memanfaatkan limbah sebagai bahan pengganti maupun campuran dalam komponen pembuatan beton.
Indonesia terletak pada pertemuan lempeng tektonik Eurasia dan Indo-Australia. Kedua lempeng tersebut bertumbukan mengakibatkan banyak terbentuk gunung api di Jawa bagian selatan dan Sumatera bagian barat. Indonesia memiliki lebih dari 400 gunung berapi dan 130 di dataranya termasuk gunung merapi yang masih aktif. Dengan banyaknya gunung berapi yang masih aktif, maka kemungkinan untuk terjadi letusan semakin besar. Akibat yang timbul dari letusan gunung berapi adalah material yang dikeluarkan kepermukaan bumi, seperti abu vulkanik, pasir dan kerikil.
2 mm (0,1 in). Karena sangat halus, abu letusan dapat terbawa angin dan dirasakan sampai ratusan kilometer jauhnya. Abu letusan ini bias mengganggu pernapasan.
Dalam konstruksi, beton merupakan sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari kombinasi agregat dan semen. Bentuk paling umum beton adalah semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral (biasanya pasir dan kerikil), semen dan air.Menurut Hariyanto hardjasaputra, (2008), saat ini kita telah mengetahui berbagai kelebihan beton sebagai bahans truktur dibandingkan dengan bahan lainnya. Akan tetapi beton juga memiliki suatu kelemahan, material ini disadari turut berkontribusi dalam pemanasan global dan mengurangi kelestarian lingkungan. Beton yang baik adalah beton dengan kekedapan yang tinggi. Kekedapan adalah tidak dapat melewati air, sedangkan permeabilitas adalah kemudahan cairan atau gas untuk melewati beton (A.M. Neville & J.J. Brooks, 1987). Beton dengan agregat normal, kekedapannya tergantung pada porositas pasta semen tetapi hubungan suatu factor distribusi ukuran pori bukanlah suatu fungsi yang sederhana (A.M. Neville & J.J Brooks, 1987). Oleh karena itu banyak peneliti yang mencoba menambahkan material tambahan yang berfungsi untuk menambah kekuatan beton maupun menutupi kekurangan-kekurangan yang ada pada struktur beton sehingga dapat menambah umur beton.Salah satunya adalah dengan menggunakan bahan tambah yaitu abu terbang (fly ash).
untuk keperluan industri semen dan beton dikarenakan, penggunaan abu terbang 10%-15% sebagai bahan pengganti semen dapat memperkuat beton (Surya, 2002).Karena secara mekanik abu terbang akan mengisi rongga antara butiran semen dan secara kimiawi akan sifat hidrolik pada kapurmati yang dihasilkan dari proses hidrasi. Sebagai zat padat yang dapat menyerap komponen tertentu dari suatu fasefluida. Abu terbang juga telah digunakan untuk menyerap (mengabsorpsi) ion-ion logam serta zat warna.
Hal ini mendasari saya untuk menggunakan limbah abu terbang gunung merapi sebagai bahan tambahan maupun pengganti semen dalam pembuatan beton. Penambahan abu terbang gunung merapi ini diharapkan dapat menjadikan yang memiliki kuat tekan yang baik namun tidak menurunkan nilai kekuatan.
Dari uraian di ataspenulisbertujuanuntukmenelitiPemanfaatan Abu Vulkanik Abu Sinabung Sebagai Campuran Beton.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah, maka dapat diidentifikasikan beberapa masalah sebagai berikut :
a. Apakah terjadi kerusakan permukaan pada beton normal dan beton dengan campuran abu vulkanik ?
b. Bagaimanakah sifat beton komposit ini dibandingkan dengan beton normal?
c. Apakah kekuatan beton komposit ini semakin meningkat ?
1.3 Batasan Masalah
Melihat terbatasnya waktu dan pengetahuan yang dimiliki dalam melakukan penyelesain tugas akhir ini maka dilakukan pembatasan masalah yakni:
a. Penelitian ini menggunakan abu vulkanik yang berasal dari gunung Sinabung dengan campuran 5%, 10%, 15%, 20% dari berat semen.
b. Penelitian ini menggunakanmix designuntuk kekuatan (17,5MPa). c. Penelitian ini menggunakan Standard Nasional Indonesia (SNI)
d. Penelitian ini menganalisis bentuk luar (test visual), slump test,kuat tekan beton,dan daya serap air.
e. Ukuran test untuk pengujian kuat tekan beton menggunakan benda uji bentuk kubus (15x15x15) cm.
f. Benda uji berjumlah 6 buah untuk setiap variasi campuran.
g. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Fakultas Teknik Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan Program Studi D3 Teknik Sipil UNIMED. 1.4 Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah diatas, maka rumusan masalah sebagai berikut :
a. Bagaimana hasil pemanfaatan abu vulkanik gunung sinabung terhadap kekuatan beton?
1.5 Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah
a. Untuk mengetahui kerusakan pada beton normal dan beton dengan campuran abu vulkanik.
b. Untuk mengetahui sifat beton komposit ini dibandingkan dengan beton normal.
c. Untuk mengetahui kekuatan beton komposit ini semakin meningkat. d. Untuk mengetahui pengaruh abu vulkanik terhadap kekuatan beton. 1.6 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk memperdalam pengetahuan dalam melakukan perbandingan antara beton yang dicampur dengan abu vulkanik dengan beton biasa.
1.7 Metodologi
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini terdiri dari kesimpulan hasil penelitian benda uji dan saran terhadap hal-hal yang terkait dengan penggunaan bahan tambah Fly Ashterhadap kuat tekan beton yang dapat dijadikan sebagai anjuran bagi penelitian selanjutnya.
1.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang sudah dilaksanakan diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
a. Pada beton normal hanya mengalami kerusakan pada permukaan, sedangkan beton komposit mengalami kerusakan seperti: berongga, permukaan berpasir, kerusakan pada permukaan, dan pada saat 20% mengalami bintik-bintik coklat.
b. Pada beton komposit yang terjadi adalah menurunya berat beton tersebut. c. Pada campuran abu vulkanik 5% kekuatan beton 11,80 MPa, 10%
kekuatan beton 6,73 MPa, 15% kekuatan beton 8,23 MPa, dan 20% kekuatan beton 4,98 Mpa.
d. Semakin banyak campuran abu vulkanik, menyebabkan kekuatan beton semakin menurun.
4.2 Saran
Dari uraian diatas dengan merujuk pada pembahasan dan hasil penelitian ternyata masih banyak kekurangan dari penelitian ini, maka untuk mendapatkan hasil penelitian yang lebih baik lagi diperlukan saran-saran yang bersifat membangun seperti:
b. Untuk penelitian selanjutnya harus menambahkan bahan tambah (zat aditif) dalam campuran beton, terutama di lapangan harus diawasi dengan ketat, karena pemakaian bahan tambah yang berlebihan sangat berpengaruh pada sifat-sifat beton.
DAFTAR PUSTAKA
Antoni, 2007,Teknologi Beton, Yogyakarta: Andi..
Dipohusodo, Istimawan, 1999, StrukturBetonBertulangBerdasarkan SNI
T-15-1991-03, Jakarta: GramediaPustakaUtama.
Hardjasaputra, Hariyanto, 2008, Teknologi Beton, Yogyakarta: Andi. Hartono, Feldman, 1995,Beton Komposit,Jakarta: Erlangga.
Hatherly, 1967,Volcanik Ash, Encyclopedia of Natural Hazards, Springer Jufferz, 2010,Volcanik Ash,Encyclopedia of Natural Hazards, Springer KardiyonoTjokrodimulyo, 1996,TeknologiBeton, Jakarta: Gramedia. Krevelen, 1994,Teknologi Beton, Jakarta: Gramedia.
McCormac, Jack C, 2004,DesainBetonBertulangEdisikelima, Jakarta: Erlangga. Metha, 1986,Desain Beton Bertulang, Yogyakarta: Andi.
Murdock, L.J, Brook, K,M, dll, 1979, Bahan dan Praktek Beton, Jakarta: Erlangga
Neville dan Brooks, 1987,Bahan dan Praktek Beton, Jakarta: Erlangga. Siswosoebroto, 1996,Filler Abu Vulkanik, Yogyakarta: Andi.
Surya, 2000, Diktat BahanBangunan (vol 1- TeknikBeton), Bandar Lampung: Universitas Lampung
SusilorinidanSuwarno, 2009,MengenaldanMemahamiTeknologiBeton, Semarang:
UnikaSogijapranata.
SyarifHidayat, 2002,Semen danaplikasinya, KawanPustaka.
Tjokrodimulyo,K, 1996,Teknologi Beton,Yogyakarta: Andi.
Wilson, T.M Stewart, C, 2012, Volcanik Ash, P, Bobrowsky: Encyclopedia of Natural Hazards, Springer.
Andika Ade, 2007, Prilaku Self Compacting Concrete Dengan Pemanfaatan Abu
Vulkanik Sebagai Bahan Tambahan Pengganti Semen, Jurnal Teknik Sipil Surabaya: ITS.
Candra Kurniawan, 2011, Pembuatan Beton High-Strength Berbasis Mikrosilika
dari Abu Vulkanik Gunung Merapi,Jurnal Ilmu Pengetahuan Alam, Banjar baru: Universitas Lambung Mangkurat.
Dewi Rara WS, 2013, Pembuatan Beton Normal Dengan Fly Ash Menggunakan
Mix Desain Yang Dimodifikasi, Jurnal Skripsi Teknik Sipil Jember: Universitas Jember
Ilham Jaya, Pemanfaatan Abu Terbang Sebagai Bahan Subsitusi Semen Pada Mutu Beton Normal, Jurnal Teknik Sipil Universitas Riau: UNRI.
Mardiono, 2010, Jurnal Pemanfaatan Abu Vulkanik Terhadap Kuat Tekan Beton,
Jember: Universitas Jember.
Randi Nugraha Putra, Optimasi Kuat Tekan, Resepan, dan Keausan Paving Blok
Abu Vulkanik Dengan Pendekatan The Fazzy Logics, Jurnal Statistika Surabaya: ITS.
PT. Sucifindo Cibutung,Komposisi Kimia dan Fisik.
American Concrete Institute, ACI 301-729, SpesificationForStruktural Concrete
Requirements.
ASTM C 618-78, Kandungan Abu Vulkanik, Bandung: Departemen Pekerjaan
SII 0052: “Syarat–syaratagregatkasar”
SK-SNI-T-15-1990-03, 1990, Tata Rencana Pembuatan Campuran Beton
Normal, Bandung: Departemen Pekerjaan Umum.
SK-SNI-T-15-1990-03-6, 1990, Tata Rencana Pembuatan Campuran Beton
Normal, Bandung: Departemen Pekerjaan Umum.
SNI-T-15-1991-03, 1991, Tata Cara
PerhitunganStrukturBetonUntukBangunanGedung, Bandung:
DepartemenPekerjaanUmum.
SNI 03-2847-2002, 2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk
