ANALISIS PENGGUNAAN BERBAGAI MERK SEMEN PORTLAND TYPE I UNTUK PEMBUATAN BETON f’c 20 MPa DENGAN MENGGUNAKAN AGREGAT DARI BINJAI

(1)

ANALISIS PENGGUNAAN BERBAGAI MERK SEMEN

PORTLAND TYPE I UNTUK PEMBUATAN BETON f’c 20 MPa

DENGAN MENGGUNAKAN AGREGAT DARI BINJAI

TUGAS AKHIR

09 0424 004

JOY SANDY PASARIBU

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan nikmat dan karunia-Nya kepada penulis, karena dengan seizin-Nyalah sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang merupakan syarat utama yang harus dipenuhi untuk memperoleh gelar sarjana teknik dari Universitas Sumetera Utara dengan judul “Analisis Penggunaan Berbagai Merk Semen Portland Type I Untuk Pembuatan Beton Fc 20 Mpa Dengan

Menggunakan Agregat Dari Binjai”.

Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan dan saran dari berbagai pihak, maka dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai ketua jurusan teknik sipil Universitas Sumatera Utara;

2. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc selaku koordinator program pendidikan ekstensi jurusan teknik sipil;

3. Ibu Rahmi Karolina ST, MT selaku dosen pembimbing yang telah membimbing penulis dalam penulisan tugas akhir ini hingga selesai;

4. Seluruh dosen penguji yang telah memberi masukan pada tugas akhir ini; 5. Seluruh dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya jurusan

teknik sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga akhir perkuliahan;

(3)

dukungan baik moral, materil, maupun doa yang tak henti-hentinya mereka mohonkan kepada Tuhan Yang Maha Esa sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Begitu juga kepada abang dan kakak saya, terima kasih kuucapkan atas dorongan dan doanya;

7. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa dan teman-teman yang memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini kemungkinan belum sempurna, untuk itu penulis dengan tulus dan terbuka menerima kritikan dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan tugas akhir ini.

Akhir kata, sekali lagi penulis sampaikan terimakasih kepada pihak yang telah banyak membantu dan semoga atas bimbingan serta bantuan moral dan material yang penulis terima mendapat imbalan dari Tuhan Yang Maha Esa.

Medan, September 2013 Hormat saya

Penulis,

(4)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ...iii

ABSTRAK ... vi

DAFTAR NOTASI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang Masalah ... 1

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 3

1.3. Pembatasan Masalah ... 4

1.4. Metodologi Penelitian ... 5

1.5. Sistematika Penulisan ... 7

1.6. Bagan Alir Penelitian ... 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 10

2.1. Umum ... 10

2.1.1 Beton Segar ... 12

2.1.1.1 Kemudahan Pengerjaan (Workability) ... 12

2.1.1.2 Pemisahan Kerikil (Segregation) ... 14

2.1.1.3 Pemisahan Air (Bleeding) ... 15

2.1.2 Beton Keras (Hardened Concrete) ... 15

2.1.2.1 Kuat Tekan Beton ... 16

(5)

2.1.2.3 Kuat Tarik Beton ... 23

2.1.2.4 Pola Retak ... 24

2.2. Bahan Penyusun Beton ... 25

2.2.1 Semen ... 25

2.2.1.1 Umum ... 25

2.2.1.2 Semen Portland ... 25

2.2.1.3 Jenis-jenis Semen Portland ... 26

2.2.1.4 Bahan Dasar Semen Portland ... 32

2.2.1.5 Senyawa Utama dalam Semen Portland ... 33

2.2.2 Agregat ... 34

2.2.3 Air ... 42

2.3. Hidrasi Semen ... 42

2.4. Sifat-Sifat Semen ... 45

2.4.1 Sifat Fisika ... 45

2.4.2 Sifat Kimia ... 49

2.5. Tipe dan Merk Semen Yang Digunakan ... 51

2.5.1 Semen OPC ... 51

2.5.2 Semen PCC ... 52

2.5.3 Standar Sebuah Produk Semen ... 52

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 60

3.1. Umum ... 60

3.2. Bahan-bahan Penyusun Beton ... 60

3.2.1 Semen Portland ... 61

(6)

3.2.3 Agregat Kasar... 68

3.2.4 Air ... 73

3.3 Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) ... 74

3.4 Penyediaan Bahan Penyusun Beton ... 74

3.5 Pembuatan Benda Uji Silinder ... 75

3.6 Pengujian Sampel ... 76

3.6.1 Pengujian Kuat Tekan Beton ... 76

3.6.2 Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ... 79

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 81

4.1. Nilai Slump ... 81

4.2. Kuat Tekan Silinder Beton ... 85

4.3. Kuat Tarik Belah Silinder Beton (Splitting Test) ... 104

4.4. Waktu Ikat Semen (Setting Time)... 116

4.5 Kontrol Kualitas (Probabilitas) ... 125

BAB V DISKUSI ... 132

BAB VI KESIMPULAN ... 140 DAFTAR PUSTAKA

(7)

ABSTRAK

Seiring dengan banyaknya pemakaian beton sebagai bahan konstruksi, secara tidak langsung memaksa para ahli beton untuk menciptakan ide – ide baru dalam penyusunan bahan pencampur beton. Banyak keuntungan yang tercipta dengan pemakaian kostruksi beton seperti memiliki kekuatan yang besar tehadap tekan, mutu dapat direncanakan sesuai kebutuhan dan mudah didapat serta relative memerlukan biaya yang murah dalam pengangkutan, pencetakan dan perawatannya.

Beton dicampur dengan menggunakan merk semen yang berbeda, yaitu semen padang PCC dan OPC, andalas PCC dan OPC, holcim PCC, dan tigaroda PCC. Pencampuran semua merk semen tersebut pada proses pengecoran menggunakan mix design beton yang sama, hanya jenis semen dan merk nya saja berbeda. Pengujian yang dilakukan adalah waktu ikat semen untuk semua merk, kuat tekan dan kuat tarik belah pada umur beton 28 hari.

Dari hasil pengujian diperoleh perbedaan hasil slump yang tidak begitu signifikan, dimana nilai slum untuk semua merk dan jenis semen 12±2 cm.

Dari pengujian tersebut diperoleh kuat tekan dari enam varian semen pada umur 28 hari untuk semen PCC didominasi oleh semen SP dengan nilai 23.139 Mpa sedangkan nilai terendah diperoleh oleh semen ITP dengan nilai 20.999 Mpa, Sedangkan untuk semen OPC didominasi oleh semen SAI dengan nilai 25.132 Mpa, sedangkan nilai terendah diperoleh oleh semen SP dengan nilai 24.147 Mpa.

Hasil pengujian kuat tarik belah beton dari enam varian semen pada umur 28 hari untuk semen PCC didominasi oleh semen SP dengan nilai 4.243 Mpa sedangkan nilai terendah diperoleh oleh semen HI dengan nilai 3.820 Mpa, sedangkan untuk semen OPC didominasi oleh semen SP dengan nilai 4.149 Mpa sedangkan nilai terendah diperoleh oleh semen SAI dengan nilai 3.979 Mpa

Dari hasil pengujian tersebut kita dapat memperoleh hasil yang membantu kita baik dalam memilih merk semen mana yang dapat digunakan dalam proses pengecoran beton. Penelitian lanjutan juga dibutuhkan untuk mendapatkan perkembangan terbaru dengan jenis semen dan merk semen yang beredar dipasaran saat ini.

(8)

DAFTAR NOTASI

SSD : saturated surface dry

n : jumlah sampel

SD : simpangan baku

f'c : kuat tekan beton karakteristik, MPa

P : beban tekan

A : luas penampang

S : deviasi standar

σ’b : Kekuatan masing – masing benda uji

σ’bm : Kekuatan Beton rata –rata

N : Jumlah Total Benda Uji hasil pemeriksaan

bm σ

: tegangan rata-rata

bk σ

: tegangan karakteristik

(9)

Vb : volume benda uji

ε _{: regangan}

L

∆ : perubahan panjang η _{: angka ekivalen}

σ _{: tegangan}

c ρ

: berat jenis beton

s

m

: massa sample kering

b

m

: massa sample setelah direndam

air ρ

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Benda Uji Silinder ... 5

Gambar 2.1 Kerucut Abrams... 13

Gambar 2.2 Jenis-jenis Slump Adukan Beton... 14

Gambar 2.3 Hubungan Antara Faktor Air Semen Dengan Kekuatan Beton Selama Masa Perkembangannya ... 18

Gambar 2.4 Hubungan Antara Umur Beton dan Kuat Tekan Beton ... 19

Gambar 2.5 Perkembangan Kekuatan Tekan Mortar Untuk Berbagai Type Semen Portland ... 20

Gambar 2.6 Pengaruh Jumlah Semen Terhadap Kuat Tekan Beton Pada Faktor Air Semen Sama ... 21

Gambar 2.7 Pengaruh Jenis Agregat Terhadap Kuat Tekan Beton ... 22

Gambar 2.8 Jenis Pola Retak ... 24

Gambar 2.9 Mekanisme Retak dan Pecahnya Silinder ... 24

Gambar 4.1 Grafik Nilai Rata-rata Slump Terhadap Berbagai Merk Semen ... 84

Gambar 4.2 Grafik Nilai Slump Semen OPC... 85

Gambar 4.3 Grafik Kuat Tekan Semen Holcim PCC ... 90

Gambar 4.4 Grafik Kuat Tekan Semen Tiga Roda PCC ... 92

Gambar 4.5 Grafik Kuat Tekan Semen Padang PCC ... 94

Gambar 4.6 Grafik Kuat Tekan Semen Andalas PCC ... 96

Gambar 4.7 Grafik Kuat Tekan Semen Padang OPC ... 98

(11)

Gambar 4.9 Grafik Kuat Tekan Silinder Beton Gabungan Untuk

Type Semen PCC ... 101

Gambar 4.10 Grafik Kuat Tekan Silinder Beton Gabungan Untuk Type Semen OPC ... 102

Gambar 4.11 Grafik Kuat Tarik Semen Holcim PCC ... 107

Gambar 4.12 Grafik Kuat Tarik Semen Tiga Roda PCC ... 108

Gambar 4.13 Grafik Kuat Tarik Semen Padang PCC ... 109

Gambar 4.14 Grafik Kuat Tarik Semen Andalas PCC ... 110

Gambar 4.15 Grafik Kuat Tarik Semen Padang OPC ... 112

Gambar 4.16 Grafik Kuat Tarik Semen Andalas OPC ... 113

Gambar 4.17 Grafik Kuat Tarik Belah Silinder Beton Gabungan Untuk Type Semen PCC ... 114

Gambar 4.18 Grafik Kuat Tarik Belah Silinder Beton Gabungan Untuk Type Semen OPC ... 115

Gambar 4.19 Grafik Waktu Ikat Semen Holcim PCC ... 117

Gambar 4.20 Grafik Waktu Ikat Semen Tiga Roda PCC ... 118

Gambar 4.21 Grafik Waktu Ikat Semen Andalas PCC ... 120

Gambar 4.22 Grafik Waktu Ikat Semen Padang PCC ... 121

Gambar 4.23 Grafik Waktu Ikat Semen Andalas OPC ... 123

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Kesepadanan Semen Menurut Standar BS dan ASTM ... 2

Tabel 1.2 Distribusi Pengujian Benda Uji Silinder ... 6

Tabel 2.1 Perkiraan Kuat Tekan Beton Pada Berbagai Umur ... 18

Tabel 2.2 Komposisi Senyawa Kimia Semen Portland ... 25

Tabel 2.3 Komposisi Senyawa Kimia Semen Holcim PCC ... 54

Tabel 2.4 Komposisi Senyawa Kimia Semen Tiga Roda PCC ... 55

Tabel 2.5 Komposisi Senyawa Kimia Semen Padang OPC ... 56

Tabel 2.6 Komposisi Senyawa Kimia Semen Padang PCC ... 58

Tabel 2.7 Komposisi Senyawa Kimia Semen Andalas OPC... 59

Tabel 2.8 Komposisi Senyawa Kimia Semen Andalas PCC ... 59

Tabel 3.1 Susunan Besar Butiran Agregat Halus ... 64

Tabel 3.2 Susunan Besar Butiran Agregat Kasar ... 69

Tabel 4.1 Nilai Rata-rata Slump Untuk Tiap Merk Semen ... 84

Tabel 4.2 Nilai Rata-rata Slump Untuk Jenis Semen OPC ... 85

Tabel 4.3 Nilai Kuat Tekan Silinder Beton Semen Holcim PCC ... 89

Tabel 4.4 Nilai Kuat Tekan Silinder Beton Semen Tiga Roda PCC ... 91

Tabel 4.5 Nilai Kuat Tekan Silinder Beton Semen Padang PCC ... 93

Tabel 4.6 Nilai Kuat Tekan Silinder Beton Semen Andalas PCC... 95

Tabel 4.7 Nilai Kuat Tekan Silinder Beton Semen Padang OPC ... 97

Tabel 4.8 Nilai Kuat Tekan Silinder Beton Semen Andalas OPC ... 99

Tabel 4.9 Nilai Kuat Tarik Silinder Beton Semen Holcim PCC ... 107

(13)

Tabel 4.11 Nilai Kuat Tarik Silinder Beton Semen Padang PCC ... 109

Tabel 4.12 Nilai Kuat Tarik Silinder Beton Semen Andalas PCC ... 110

Tabel 4.13 Nilai Kuat Tarik Silinder Beton Semen Padang OPC ... 111

Tabel 4.14 Nilai Kuat Tarik Silinder Beton Semen Andalas OPC ... 112

Tabel 4.15 Waktu Ikat Semen Holcim PCC ... 116

Tabel 4.16 Waktu Ikat Semen Tiga Roda PCC ... 118

Tabel 4.17 Waktu Ikat Semen Andalas PCC ... 119

Tabel 4.18 Waktu Ikat Semen Padang PCC ... 121

Tabel 4.19 Waktu Ikat Semen Andalas OPC ... 122