i
PERUBAHAN SERAPAN AIR DAN KUAT KEJUT BETON
MENGGUNAKAN AGREGAT KASAR PECAHAN GENTENG
BERSERAT ALUMUNIUM PASCA BAKAR DENGAN
VARIASI WAKTU RENDAMAN AIR
The Change of Water Absorption and Impact Resistance Of Aluminum Fiber Concrete with Tile Fragment Aggregate
Post Burning with Time Variation Of Water Curing
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Disusun Oleh :
HISYAM SIBARANI
NIM I 0110058
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
iv
MOTTO
“'Yesterday is history, tomorrow is a mystery'. I have goals
and agendas. Where ever I'll be tomorrow, that's where I'll be.”
(Vanilla Ice)
“I never dreamed about success, I worked for it !”
(Estee Lauder)
“A person who never made a mistake never tried anything new.”
(Albert Einstein)
“You have to learn the rules of the game. And then you have to play
better than anyone else.”
v
PERSEMBAHAN
Dengan Mengucap Syukur kepada Allah SWT, saya dedikasikan skripsi ini semata-mata untuk orang-orang yang saya sayangi, yakni:
“Orangtua, bapak dan ibu ”, terimakasih bapak dan ibu atas semua perjuangan dan doa-doanya selama ini hanya untuk menjadikan saya anak yang berbakti pada orang tua, cerdas, memiliki semangat tinggi, dan rendah diri. Walaupun saya belum bisa membahagiakan kalian, tapi melalui selesainya skripsi ini, saya telah melewati satu tahap untuk menjadi orang yang dapat kalian banggakan. You’re my everything ! Dad and Mom !
“Bapak Antonius Mediyanto sebagai Pembimbing Skripsi I”, terimakasih atas bimbingan, masukan, dan ilmunya selama ini, motivasi-motivasi dan dukungan bapak tidak akan terlupakan, sehat selalu bapak.
“Pak Mukhahar sebagai Pembimbing Skripsi II”, terimakasih atas bimbingan, masukan, dan ilmunya selama ini, sehingga saya dapat menyelasaikan skripsi dengan baik, sehat selalu bapak.
“Tandya, Tatas, Raga, Ucho, Cenna sebagai teman KP”,
terimakasih telah menemani mengisi waktu selama periode KP di Semarang. Semoga kita diberi kesuksesan dan kelancaran dalam menempuh langkah selanjutnya.
“Tandya dan Tatas sebagai Partner Skripsi saya”, terima kasih atas kerjasama, perjuangan, dan kegigihan dalam menyelesaikan skripsi ini, semoga dengan perjuangan kita ini, kita dapat menjadi orang yang lebih kuat dan banyak ilmu.
“Teman Praktikum”, terimakasih kepada rochim, srundeng,
vi
“Teman Main, khususnya Derry, Raga, mas Kiwil, Colay, Puput, Amel, Nia, Hawin, Priyandi, Tandya, Ami, Pitra, Itsna, Yayay, Reza Arab, Putri, dan Enriko”, terimakasih sudah menemani melewati hari-hari selama masa kuliah ini. Semoga kita bisa berkumpul lagi dengan cerita baru ! Sukses buat kita semua !
“Derry dan Hawin”, terimakasih kepada sahabat Triple H yang ngaku-ngaku band tapi tidak pernah latian. Semoga kita dijauhkan dari sifat pecundang dalam menghadapi urusan cewe, haha. Terimakasih atas segala waktu yang kalian habiskan bersama saya. Dan terakhir semoga kita tetap bersama walaupun kita punya masing-masing jalan untuk meraih mimpi !
“Keluarga Sipil 2010”, serta terimakasih kepada teman-teman satu angkatan, semoga kita tetap menjadi sipil solid. “Aku” dan “kalian” akan menjadi “kita”.
vii
ABSTRAK
Hisyam Sibarani, 2014, Perubahan Serapan Air dan Kuat Kejut Beton Menggunakan Agregat Kasar Pecahan Genteng Berserat Aluminium Pasca Bakar dengan Variasi Waktu Rendaman Air. Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Salah satu kelemahan beton adalah memiliki berat isi yang tinggi, yaitu sebesar 2400 kg/m3. Untuk meringankan berat isi tersebut, maka digunakan pecahan genteng sebagai pengganti agregat kasar. Penambahan serat alumunium ke dalam campuran beton bertujuan meningkatkan nilai serapan air dan kuat kejut beton. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar penurunan nilai serapan air dan kuat kejut beton, serta kekuatan maksimal yang dapat dipulihkan pasca kebakaran dengan metode water curing.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan menggunakan pengujian di laboratorium yaitu dengan mencari nilai serapan air dan kuat kejut beton pra dan pasca bakar pada suhu 500o C, serta mendapakan data waktu minimal dengan pemulihan kekuatan yang maksimal beton pasca bakar. Pembakaran benda uji dilakukan di tungku laboratorium keramik Bayat, Klaten. Setelah dibakar dilakukan perawatan ulang dengan water curing.
Hasil penelitian pengujian serapan air pada menit ke 10+0,5 dan 24 jam pada beton tanpa serat aluminium pra, pasca bakar dan setelah mendapakan perawatan ulang selama 28 x 24 jam, 42 x 24 jam, dan 56 x 24 jam berturut-turut adalah 3,468% dan 9,096%; 4,889% dan 11,133%; 2,304% dan 7,435%; 1,503% dan 8,516%; 1,153% dan 4,841%. Untuk beton berserat aluminium nilai serapan air pada beton pra, pasca bakar dan setelah mendapatkan water curing sebesar 4,448% dan 11,336%; 5,656% dan 12,777%; 2,583% dan 10,548%; 2,195% dan 11,809%; 5,283% dan 9,654%. Hasil pengujian kuat kejut beton tanpa serat pada retak pertama dan runtuh total dengan perlakuan yang sama adalah 4079,00 J dan 4697,03 J; 1389,10 J dan 1618,65 J; 1536,25 J dan 1842,32 J; 2042,44 J dan 2254,34 J; 2095,42 J dan 2419,15 J. Sedangkan hasil pengujian kuat kejut beton dengan serat aluminium adalah 4585,19 J dan 5833,03 J; 2183,71 J dan 2401,49 J; 2230,79 J dan 2572,18 J; 2272,00 J dan 2678,13 J; 2260,22 J dan 2689,90 J. Berdasarkan hasil di atas penambahan serat aluminium hanya dapat meningkatkan kuat kejut beton. Pembakaran sampel mengakibatkan penurunan kekuatan karena terjadinya penguapan air beton dan terjadi dekomposisi pada senyawa CSH. Dengan dilakukan water curing dapat meningkatkan mutu nilai serapan air dan kuat kejut beton, karena terisinya kembali rongga-rongga kosong akibat penguapan air akibat pembakaran dan terbentuknya kriltal-kristal CSH baru yang berasal dari reaksi air curing ulang dengan semen yang belum terhidrasi pada beton tersebut.
viii
ABSTRACT
Hisyam Sibarani, 2014, The Change of Water Absorption and Impact Resistance of Aluminum Fiber Concrete with Tile Fragment Aggregate Post Burning with Time Variation of Water Curing. Final Project Department of Civil Engineering Faculty of Engineering, Sebelas Maret University Surakarta. One of the weakness concrete is the concrete has a high density, that is equal to 2400 kg/m3. To lighten the weight of the contents, it is used as a replacement tile fragments of coarse aggregate. The addition of aluminum fibers into the concrete mix aims to increase the value of a absorption of water and impact resistance concrete. This study aims to determine how much impairment absorption of water and impact resistance concrete, as well as the maximum force that can be recovered after the fire with water curing method.
This study used an experimental method using laboratory testing is to find the value of a absorption of water and impact resistance concrete pre- and post-burn at a temperature of 500o C, as well as the data assigned the minimum time with maximum recovery of strength concrete post-burn. Combustion test specimens made in a laboratory furnace ceramic at Bayat, Klaten. After burned re-treatment with water curing for 28 x 24 hours, 42 x 24 hours and 56 x 24 hours to get the minimum time for maximum recovery.
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “Usaha Pemulihan Serapan Air dan Kuat Kejut Beton Menggunakan Agregat Kasar Pecahan Genteng Berserat Aluminium Pasca Bakar dengan Variasi Waktu Rendaman Air”.
Penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada :
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf,
2. Pimpinan Jurusan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf,
3. Ir Antonius Mediyanto MT selaku dosen pembimbing I, 4. Ir.Mukahar MSCE selaku dosen pembimbing II
5. Tim Dosen Penguji Pendadaran,
6. Staf pengelola/laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret,
7. Rekan-rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini
8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2010 dan semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya.
Surakarta, November 2014
x
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL xvi
DAFTAR LAMPIRAN xvii
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 5
2.1Tinjauan Pustaka 5
2.2Landasan Teori 6
2.2.1. Pengertian Beton 6
2.2.2. Beton Serat 6
2.2.3. Pengertian Beton Pasca Bakar 7
2.2.3.1. Degradasi Sifat Mekanik Beton Pasca Bakar 7 2.2.3.2.Perubahan Sifat Beton Pasca Bakar 8
2.2.4. Water Curing 9
xi
2.2.5.1. Semen Portland 9
2.2.5.2. Agregat Kasar (Pecahan Genting) 12
2.2.5.3. Agregat Halus 13
2.2.6.2. Ketentuan Minimum Beton Bertulang Kedap Air 18
2.2.7. Serapan Air 19
2.2.6.1. Serapan Air sebagai Salah Satu Faktor Durabiliras 19 2.2.6.2. Hal-Hal yang Mempengaruhi Besar Serapan Air 22
2.2.8. Ketahanan Kejut 24
2.2.8.1. Definisi 24
2.2.8.2. Pendekatan Perhitungan Energi Serapan 24
BAB 3. METODE PENELITIAN 28
3.1Tinjauan Umum 28
3.2Benda Uji 29
3.3Alat-Alat yang Digunakan 31
3.4Tahap dan Prosedur Penelitian 34
3.5Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Beton 37
3.5.1. Standar Pengujian Agregat Halus 37
3.5.2. Standar Pengujian Agregat Kasar 37
3.6Pengujian Bahan Dasar Beton. 37
3.6.1. Agregat Halus 38
3.6.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus 38 3.6.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Dalam Agregat Halus 39 3.6.1.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus 41 3.6.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus 42
xii
3.6.2.1. Pengujian Spesific Grafity Agregat Kasar Pecahan
Genting 44
3.6.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar Pecahan
Genting 46
3.6.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar Pecahan
Genting 47
3.7Perencanaan Campuran Beton 48
3.7.1. Penentuan Rasio Semen dan Air 48
3.7.2. Penentuan Kadar Semen 49
3.7.3. Penentuan Rasio Pecahan Genting Dengan Pasir 50
3.7.4. Kemampatan 50
3.7.3. Pengujian Nilai Slump 51
3.8Pembuatan Benda Uji 52
3.9Perawatan Benda Uji 53
3.10 Pembakaran Benda Uji 53
3.11 Pengujian Ketahanan Kejut 54
3.12 Pengujian Serapan 56
3.13 Analisis Data dan Pembahasan 56
BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 57
4.1Hasil Pengujian Agregat 57
4.1.1 Hasil Pengujian Agregat Halus 57
4.1.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar (Pecahan Genteng) 59
4.2Rancang Campur Metode Dreux-Corrise 61
4.3Hasil Pengujian Nilai Slump 62
4.4Hasil Pengujian dan Analisis Data 62
4.4.1 Hasil Pengujian dan Analisis Serapan Air Beton 62 4.4.2 Hasil Pengujian dan Analisis Kuat Kejut (Impact) 68
4.5Pembahasan 74
xiii
4.5.4 Pengaruh Rendaman pada Kuat Kejut Beton Tanpa Serat 74 4.5.5 Pengaruh Rendaman pada Kuat Kejut Beton Berserat Aluminium74 4.5.6 Pengaruh Serat Aluminium pada Nilai Kuat Kejut Beton 75
4.5.7 Beton Pasca Bakar 76
4.5.8 Proses Water Curing 79
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 81
5.1 Kesimpulan 81
5.2 Saran 83
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A HASIL PENGUJIAN AGREGAT
LAMPIRAN B PERHITUNGAN METODE DREUX CORRISE LAMPIRAN C HASIL PENGUJIAN SERAPAN AIR
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen 11
Tabel 2.2. Technical Data Sika Viscocrete 5 15 Tabel 2.3. Tekanan Air pada Sampel Beton dan Waktu Penekanan 16
Tabel 2.4. Gradasi Agregat Halus 17
Tabel 2.5. Gradasi Agregat Kasar 17
Tabel 2.6. Kandungan Butir Halus 0,3 mm dalam 1 m3 Beton 18 Tabel 2.7. Ketentuan Minimum untuk Beton Bertulang Kedap Air 18 Tabel 3.1. Benda Uji untuk Pengujian Kejut 30 Tabel 3.2. Benda Uji untuk Pengujian Serapan 31
Tabel 3.3. Tabel Perubahan Warna 40
Tabel 3.4. Nilai koefisien G 49
Tabel 3.5. Koefisien kemampatan beton untuk berbagai kondisi nilai slump 51 Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus 57 Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus 58 Tabel 4.3. Hasil Pengujian Agregat Kasar 59 Tabel 4.4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar 60 Tabel 4.5. Hasil Analisis Perhitungan Serapan Air Beton Tanpa Serat
Alumunium 64
Tabel 4.6. Hasil Analisis Perhitungan Serapan Air Beton Berserat Alumunium 65 Tabel 4.7. Perubahan Nilai Serapan Air Beton Tanpa Serat Aluminium 67 Tabel 4.8. Perubahan Nilai Serapan Air Beton Berserat Aluminium 67 Tabel 4.9. Hasil Analisis Perhitungan Kuat Kejut Beton Tanpa Serat
Aluminium 69
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Mekanisme Masuknya Air ke Dalam Beton 20 Gambar 2.2. Mekanisme Serangan Air pada Beton 21 Gambar 2.3. Beban Kejut, Batang Prismatik Akibat Jatuhnya Benda
Bermassa m 24
Gambar 3.1. Sketsa Benda Uji untuk Pengujian Serapan Air 29 Gambar 3.2. Sketsa Benda Uji untuk Pengujian Kuat Kejut 29 Gambar 3.3. Bagan Alir Tahap-Tahap Penelitian 36 Gambar 3.4. Penentuan Kadar Semen dengan Berbagai Nilai Slump 50 Gambar 3.5. Sketsa Alat Pengujian Kuat Kejut 55 Gambar 4.1. Kurva Daerah Susunan Gradasi Agregat Halus (Pasir) 59 Gambar 4.2. Kurva Daerah Susunan Gradasi Agregat Kasar
Pecahan Genteng 61
Gambar 4.3. Grafik Perubahan Nilai Serapan Air Beton Tanpa Serat 66 Gambar 4.4. Grafik Perubahan Nilai Serapan Air Beton Berserat Aluminium 66 Gambar 4.5. Grafik Perubahan Nilai Kuat Kejut Beton Tanpa Serat 70 Gambar 4.6. Grafik Perubahan Nilai Kuat Kejot Beton Berserat Aluminium 71 Gambar 4.7. Serat Aluminium dalam Beton 75 Gambar 4.8. Aksi Serat Bersama Pasta Semen 76
Gambar 4.9. Aksi Pasak dalam Beton 76
Gambar 4.10. CSH Model oleh Feldman dan Sereda (1968) 77 Gambar 4.11. Perubahan Senyawa Beton pada Suhu Tinggi 78
Gambar 4.12. Pemodelan CSH 78
xvi
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
Ac : luas penampang benda uji beton, mm2 ACI : American Concrete Institude
ASTM : American Society for Testing and Materials B : konstanta semen
SK SNI : Surat Keputusan Standar Nasional Indonesia PBI : Peraturan Beton Bertulang Indonesia
PUBI : Persyaratan Umum Bahan Bangunan Indonesia
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat
