Studi Eksperimental Penggunaan Portland Composite Cement Dengan Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi fc'=45 MPa Pada Benda Uji Silinder Diameter 150 mm dan Tinggi 300 mm.

(1)

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

STUDI EKSPERIMENTAL PENGGUNAAN

PORTLAND

COMPOSITE CEMENT

DENGAN KUAT TEKAN BETON

MUTU TINGGI fc’ = 45 MPa PADA BENDA UJI SILINDER

DIAMETER 150 mm DAN TINGGI 300 mm

Heru Indra Siregar NRP : 0321086

Pembimbing : Ny. Winarni Hadipratomo, Ir. FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA BANDUNG

ABSTRAK

Semakin terbatasnya lahan, maka pembangunan gedung cenderung menuju

bangunan gedung yang bertingkat banyak. Dalam pembangunan gedung

bertingkat banyak sebaiknya menggunakan beton dengan mutu tinggi, yang

mempunyai kuat tekan minimum fc’= 42 MPa.

Beton dibuat dari campuran homogen agregat kasar, agregat halus, air dan

bahan pengikatnya yaitu semen. Pada penelitian ini semen yang digunakan adalah

Portland Composite Cement cap Tiga Roda produksi Indocement Tunggal

Prakasa Tdk. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penggunaan Portland

Composite Cement pada beton mutu tinggi dengan fc’ = 45 MPa. Benda uji yang

digunakan dalam penelitian ini adalah silinder beton berukuran diameter 150 mm

dan tinggi 300 mm. Perancangan campuran beton mutu tinggi menggunakan

metoda America Concrete Institute dan pengujian benda uji dilakukan pada umur

perawatan beton 3, 7, 14, dan 28 hari.

Hasil akhir penelitian menunjukkan kuat tekan karakteristik pada beton

menggunakan PCC mencapai fc’ = 48,9094 MPa lebih besar daripada kuat tekan

karakteristik beton menggunakan OPC dan Sikament-NN fc’ = 46,2328 MPa. Pada

perbandingan harga didapatkan harga campuran beton per m3 menggunakan PCC

lebih murah dibandingkan menggunakan OPC dan Sikament-NN dengan selisih

(2)

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ……… 1

(3)

2.2.4 Lingkup Penggunaan ………. 9

2.2.5 Keunggulan Portland Composite Cement ………... 9

2.3 Karakteristik Kuat Tekan Beton ……….. 9

BAB 3 PERSIAPAN PENELITIAN 3.1 Prosedur Umum Persiapan Penelitian ………. 11

3.2 Bahan dan Peralatan yang Digunakan ……….. 12

BAB 4 PELAKSANAAN PENELITIAN 4.1 Pengujian Beton Segar ………. 37

(4)

BAB 5 ANALISIS DATA HASIL PENELITIAN

5.1 Analisis Regresi Sederhana ………. 42

5.2 Hubungan Antara Umur Perawatan dengan Kuat Tekan Beton Berdasarkan Data Hasil Uji Laboratorium ………. 43

5.3 Hubungan Antara Umur Perawatan dengan Kuat Tekan Beton Berdasarkan Analisis Regresi ………. 45

5.4 Pembahasan Analisis Data Penelitian ………. 46

5.5 Perhitungan Faktor Konversi ……….. 49

5.6 Perhitungan Kuat Tekan Karakteristik Beton ………. 50

5.7 Pola Retak ………. 52

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan ………. 55

6.2 Saran ……… 56

DAFTAR PUSTAKA ……….. 57

(5)

DAFTAR NOTASI

A = Luas permukaan silinder uji (mm2)

D = Diameter silinder uji (cm)

fc’ = Kuat tekan karakteristik beton (MPa)

fcr’ = Kuat tekan rata-rata beton (MPa)

fi = Kuat tekan masing-masing benda uji (MPa)

n = Jumlah benda uji

P = Beban aksial tekan (Newton)

R2 = Konstanta distribusi regresi

S.E.E. = Perkiraan standar kesalahan

s = Simpangan baku (MPa)

T = Tinggi silinder uji (cm)

v = Void ratio pasir

w = Kadar air campuran

(6)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 3.1 Batas gradasi pasir dalam daerah gradasi ……… 22

Gambar 3.2 Batas gradasi agregat kasar ukuran butir maksimum 20mm … 23

Gambar 5.1 Grafik perkembangan kuat tekan beton dengan PCC ……….. 46

Gambar 5.2 Grafik perkembangan kuat tekan beton dengan OPC dan 1%

Sikament-NN ………... 47

Gambar 5.3 Grafik perkembangan kuat tekan beton ……… 47

(7)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Pemeriksaan kadar bahan organik ………. 15

Tabel 3.2 Pemeriksaan kadar air agregat halus ………. 16

Tabel 3.3 Pemeriksaan kadar air agregat kasar ………. 16

Tabel 3.4 Pemeriksaan kadar silt dan clay agregat halus ……….. 17

Tabel 3.5 Pemeriksaan kadar silt dan clay agregat kasar ……….. 18

Tabel 3.6 Pemeriksaan berat jenis agregat halus ………... 19

Tabel 3.7 Pemeriksaan berat jenis agregat kasar ………... 19

Tabel 3.8 Pemeriksaan absorpsi agregat halus ……….. 20

Tabel 3.9 Pemeriksaan absorpsi agregat kasar ……….. 20

Tabel 3.10 Pemeriksaan gradasi dan modulus kehalusan butir agregat halus ………. 22

Tabel 3.11 Pemeriksaan gradasi dan modulus kehalusan butir agregat kasar ………. 23

Tabel 3.12 Pemeriksaan berat isi agregat halus (padat) ……….. 24

Tabel 3.13 Pemeriksaan berat isi agregat halus (lepas) ………... 24

Tabel 3.14 Pemeriksaan berat isi agregat kasar (padat) ……….. 25

Tabel 3.15 Pemeriksaan berat isi agregat kasar (lepas) ……….. 25

Tabel 3.16 Slump yang disarankan ………...……… 27

(8)

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA Tabel 3.19 Menentukan Rasio friksi agregat kasar terhadap beton (pasir

dengan modulus kehalusan 2,5 - 3,2) ……….. 27

Tabel 3.20 Kebutuhan air campuran dan perkiraan awal kandungan udara beton segar menggunakan pasir yang mempunyai kandungan udara 35% ………... 28

Tabel 3.21 Faktor air semen untuk beton yang menggunakan High Range Water Reducer (HRWR)………...….... 29

Tabel 3.22 Kadar bahan campuran beton sebelum dikoreksi ……… 31

Tabel 3.23 Kadar bahan campuran beton setelah dikoreksi ………... 32

Tabel 3.24 Kadar bahan campuran beton sebelum dikoreksi ……… 34

Tabel 3.25 Kadar bahan campuran beton setelah dikoreksi ………... 34

Tabel 3.26 Kadar bahan campuran beton beton dengan Sikament-NN ... 34

Tabel 3.27 Harga campuran beton menggunakan PCC ……….. 36

Tabel 3.28 Harga campuran beton menggunakan OPC dan Sikament-NN.. 36

Tabel 4.1 Nilai slump adukan beton ……… 39

Tabel 4.2 Pengukuran dan Pengujian Silinder Beton PCC ………. 40

Tabel 4.3 Pengukuran dan Pengujian Silinder Beton OPC dan Sikament-NN ………. 41

Tabel 5.1 Bentuk permodelan regresi ………... 43

Tabel 5.2 Tegangan hancur Campuran Beton Menggunakan PCC ……… 44

(9)

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA Tabel 5.4 Hasil analisis berbagai model regresi kuat tekan beton dengan

PCC ……… 45

Tabel 5.5 Hasil analisis berbagai model regresi kuat tekan beton dengan

OPC dan 1% Sikament-NN ………. 46

Tabel 5.6 Hasil regresi kuat tekan beton dengan umur perawatan ……… 48

Tabel 5.7 Faktor konversi kuat tekan beton menggunakan PCC ……. 49

Tabel 5.8 Faktor konversi kuat tekan beton menggunakan OP dan

Sikament-NN ….. 49

Tabel 5.9 Perbandingan faktor konversi ……….. 50

Tabel 5.10 Kuat tekan karakteristik beton menggunakan PCC ………. 51

Tabel 5.11 Kuat tekan karakteristik beton menggunakan OPC dan

Sikament-NN ……….. 52

Tabel 5.12 Hasil Pengamatan Pola Retak PCC ………. 53

Tabel 5.13 Hasil Pengamatan Pola Retak OPC dan

(10)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran A Pola retak benda uji ………..………… 58

Lampiran B1 Hasil pemeriksaaan Agregat Halus ( Laboratorium ) ……… 63

Lampiran B2 Hasil pemeriksaaan Agregat Kasar ( Laboratorium ) ……… 68

(11)

LAMPIRAN A

(12)

Portland Composite Cement

(PCC)

T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang

Benda Uji 1 Benda Uji 2 Benda Uji 3

Pola Retak Benda Uji Silinder Umur Perawatan 3 hari

(13)

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang

150 150

(14)

Ordinary Portland Cement

dengan 1%

Sikament-NN

T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang

(15)

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang T. Depan T. Belakang

150 150

(16)

LAMPIRAN B1

HASIL PEMERIKSAAN AGREGAT HALUS

(17)

Lampiran A.1 Pemeriksaan Kadar Bahan Organik

Warna sampel

Dibandingkan dengan

warna larutan standar Kesimpulan

1 Lebih muda Kadar organik rendah

2 Lebih muda Kadar organik rendah

Lampiran A.2 Pemeriksaan Kadar Air Agregat Halus

Nomor Sampel Pasir I

Berat sampel kering + container (gr)

Lampiran A.3 Pemeriksaan Kadar Silt dan Clay Agregat Halus

Berat awal sampel Kering + cont. (gr)

124,4 124,9 124,7 124,6

Berat awal sampel kering (X gr)

100 100 100 100

Berat akhir sampel kering + container (gr)

120,5 119,7 121,4 121,9

Berat akhir sampel kering (Y gr)

96,1 94,8 96,7 97,3

Kadar Silt and Clay = (X-Y)/Y x100 %

4,06 % 5,49 % 3,41 % 2,78%

Kadar Silt and Clay Rata-Rata (%)

(18)

Lampiran A.4 Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Halus

No. sampel

Berat jenis rata-rata 2,418 %

Lampiran A.5 Pemeriksaan Penyerapan Agregat Halus

Nomor Sampel

Lampiran A.6 Pemeriksaan Gradasi dan Modulus Kehalusan Butir Agregat Halus

Nomor ayakan dan ukuran ayakan

(19)

ukur an mat a ayakan

bat as min bat as max gr adasi pasir

Gambar A. 1 Batas Gradasi Pasir dalam Daerah Gradasi

Lampiran A.7 Pemeriksaan Berat Isi Lepas Agregat Halus Berat Isi Lepas (Gembur)

Sampel A

II Sampel B Berat Silinder + Sampel

(X gr)

1553,9 1537,2

Berat Silinder + Air (Y gr)

(20)

Lampiran A.8 Pemeriksaan Berat Isi Padat Agregat Halus Berat Isi Padat (Ditusuk-tusuk)

Sampel A

II Sampel B

Berat Silinder + Sampel (X gr) 1719,6 1830,6

Berat Silinder +Air (Y gr) 1255 1273,9

Berat Silinder (Z gr) 318,7 326,5

Berat Isi Lepas = (X-Z)/(Y-Z) gr/cm3

1,49 1,58

(21)

LAMPIRAN B2

HASIL PEMERIKSAAN AGREGAT KASAR

(22)

Lampiran B.1 Pemeriksaan Kadar Air Agregat Kasar

Nomor Sampel

Berat Sampel Kering+Container (gr) 218,8 218 219,9 218,8

Sampel Kering (Y gr) 193,7 194,3 194,4 193,7

Kadar Air =(X-Y)/Y x 100 % 3,51% 2,93% 2,88% 3,25%

Kadar Air Rata-rata (%) 3,143%

Lampiran B.2 Pemeriksaan Kadar Silt dan Clay Agregat Kasar

Nomor Sampel

Berat Akhir Sampel Kering+Cont. (gr) 232,9 220,3 222,4 225,1

Berat Akhir Sampel Kering (Y gr) 197,3 196,6 196,9 196,1

Kadar Silt dan Clay =(X-Y)/Y x 100 % 1,37% 1,73% 1,57% 1,49%

Kadar Rata-rata Silt dan Clay (%) 1,67%

Lampiran B.3 Pemeriksaan Berat Jenis Agregat Kasar

No. sampel

(23)

Lampiran B.4 Pemeriksaan Penyerapan Agregat Kasar

NomorSampel

Absorpsi Rata-rata (%) 3,24%

Lampiran B. 5

Pemeriksaan Gradasi dan Modulus Kehalusan Butir Agregat Kasar

Nomor ayakan dan

(24)

Lampiran B. 6 Pemeriksaan Berat Isi Lepas Agregat Kasar

Berai Isi Lepas (Gembur) Nomor Sampel

Berat Silinder +Sampel (X gr) 1551,5 1581,6

Berat Silinder +Air (Y gr) 1249,9 1267,1

Berat Silinder(Z gr) 331 331,4

Berat Isi Lepas =(X-Z)/(Y-Z) gr/cm3 1,33 1,34

Berat Isi Lepas Rata-rata(gr/cm3) 1,335

Lampiran B. 7 Pemeriksaan Berat Isi Padat Agregat Kasar

Berat Isi Padat (Ditusuk-tusuk) Nomor Sampel

Berat Silinder +Sampel (X gr) 1594,8 1586,5

Berat Silinder +Air(Y gr) 1283,3 1267,1

Berat Silinder(Z gr) 327,4 335,1

Berat Isi Lepas =(X-Z)/(Y-Z) gr/cm3 1,33 1,34

(25)

(26)

1 UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada saat ini, struktur bangunan umumnya menggunakan bahan dari

beton. Sebenarnya masih banyak alternatif bahan lain yang dapat dipakai untuk

struktur bangunan seperti baja dan kayu. Akan tetapi karena berbagai

pertimbangan, dipilihlah bahan dari beton sebab berbagai keunggulan yang

dimilikinya seperti materialnya yang cukup mudah didapat dengan biaya relatif

(27)

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA 2

Perkembangan teknologi beton pada 50 tahun terakhir terjadi peningkatan

yang menarik khususnya pada beton mutu tinggi, sehingga penggunaan beton

mutu tinggi pada aplikasi gedung semakin banyak. Karakteristik beton mutu

tinggi sangat menguntungkan untuk kolom yang menahan beban diatasnya,

sehingga penggunaan beton mutu tinggi untuk dimensi penampang kolom dapat

diperkecil dan lebih ekonomis. Beton yang mampu menahan kuat tekan lebih

besar dari fc’= 42 MPa disebut sebagai beton mutu tinggi (high strength concrete).

Saat ini, beton mutu tinggi dengan fc’=140 MPa sudah sering digunakan untuk

pembangunan struktur-struktur besar (high-rise structures) di kota-kota

metropolitan di Amerika dan Eropa, bahkan di beberapa laboratorium, beton

mutu tinggi dengan fc’= 315 MPa juga sudah dapat diproduksi.

Beton dibuat dari campuran homogen agregat kasar, agregat halus, semen

dan air dengan perbandingan tertentu dan dapat ditambah pula dengan bahan

campuran tertentu lainnya apabila dianggap perlu. Mutu dan kekuatan beton

sendiri tergantung dari bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan beton.

Semen merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campuran

serta susunan yang berbeda. Pabrik semen memproduksi bermacam-macam jenis

semen dengan sifat-sifat dan karakteristik yang berlainan. Pada tugas akhir ini

semen yang digunakan adalah semen portland composite cement.

1.2 Tujuan Penulisan

Mengetahui penggunaan Portland Composite Cement terhadap kuat tekan

(28)

dengan Ordinary Portland Cement memakai Sikament_NN sebagai

superplasticizer pada rancang campur dan kuat tekan karakteristik yang sama.

1.3 Ruang Lingkup Pembahasan

Dalam penelitian ini didakan pembatasan masalah, yaitu:

1. Semen yang digunakan adalah Portland Composite Cement dan Ordinary

Portland Cement merk Tiga Roda produksi Indocement Tunggal

Prakarsa.

2. Air yang digunakan adalah air yang dapat diminum.

3. Agregat halus yang digunakan adalah pasir Galunggung.

4. Agregat kasar yang digunakan adalah batu pecah dari Banjaran dengan

ukuran 10 mm – 20 mm.

5. Zat aditif yang digunakan beton dengan Ordinary Portland Cement

adalah Sikament-NN.

6. Jenis uji yang dilakukan adalah uji kuat tekan beton dengan

menggunakan benda uji berbentuk silinder dengan diameter 150 mm dan

tinggi 300 mm.

7. Mutu beton yang direncanakan adalah beton dengan kuat tekan

karateristik fc’= 45 MPa dengan faktor air semen 0.36 – 0.4

8. Pengertian beton muda adalah beton yang belum berumur 28 hari.

9. Penelitian ini tidak dimaksudkan untuk memodelkan keadaan

pembebanan struktur beton di lapangan, tetapi terbatas pada eksperimen

(29)

10.Perawatan benda uji dengan perawatan basah (wet curing) yaitu dengan

cara merendam benda uji kedalam bak yang berisi air.

11.Pengujian benda uji dilakukan pada umur perawatan beton 3, 7, 14, dan

28 hari. Setiap pengujian umur benda uji menggunakan 3 benda uji.

Pengujian dilakukan di laboratorium Teknologi Bahan Universitas

Kristen Maranatha.

1.4 Metodologi Penulisan

Metode yang dipakai dalam penelitian ini adalah :

1. Studi literatur sebagai bahan kajian teoritis.

2. Studi eksperimental laboratorium.

3. Pembahasan masalah.

1.5 Sistematika Penulisan

BAB 1 PENDAHULUAN

Membahas mengenai latar belakang masalah, tujuan penulisan, ruang

lingkup pembahasan, metodologi penulisan, dan sistematika

penulisan.

BAB 2 STUDI PUSTAKA

Membahas mengenai beton, bahan-bahan yang dipakai, membahas

(30)

BAB 3 PERSIAPAN PENELITIAN

Membahas tentang persiapan-persiapan penelitian, yaitu pemeriksaan

agregat kasar dan agregat halus, perencanaan campuran beton

menurut ACI dan perbandingan harga.

BAB 4 PELAKSANAAN PENELITIAN

Membahas tentang proses pembuatan benda uji, perawatan benda uji,

pengukuran dimensi benda uji, pengujian beton segar yang berupa

pengujian nilai slump beton dan pengujian beton keras yang berupa

uji kuat tekan beton.

BAB 5 ANALISIS DATA HASIL PENELITIAN

Membahas tentang hubungan umur perawatan dengan kuat tekan

beton, perhitungan kuat tekan karakteristik beton, faktor konversi

Portland Composite Cement, dan pola retak uji tekan.

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN

Membahas tentang kesimpulan hasil penelitian yang sudah dilakukan

(31)

55 UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BAB 6

KESIMPULAN DAN SARAN

Dari hasil analisis penelitian maka dapat diambil beberapa kesimpulan

dan saran sebagai berikut :

6.1 Kesimpulan

1. Kuat tekan karakteristik pada beton menggunakan PCC mencapai fc’=

48,9094 MPa sedangkan beton menggunakan OPC dan Sikament-NN

mencapai fc’= 46,2328 MPa keduanya melampaui kuat tekan karakteristik

rencana 45 MPa. Jadi dapat disimpulkan kuat tekan karakteristik pada

beton menggunakan PCC lebih besar dari kuat tekan karakteristik pada

(32)

2. Ternyata nilai faktor konversi yang didapat mempunyai nilai yang lebih

besar daripada nilai faktor konversi kuat awal tinggi berdasarkan Peraturan

Beton Indonesia. Hal ini menunjukkan penggunaan PCC sangat baik

untuk meningkatkan kuat tekan awal beton.

3. Pada pengujian ini, nilai slump didapat 38 mm sesuai dengan persyaratan

nilai slump.

4. Dari beberapa model analisis regresi yang dicoba, ternyata model analisis

regresi hyperbolic adalah model analisis yang paling mendekati data hasil

penelitian. Persamaan umum analisisnya adalah Y =

1/(0,0184233+0,0417779/X) dimana X = umur perawatan (hari) dan Y

= kuat tekan beton (MPa). Sedangkan R 2 = 99,4509 dan S.E.E =

0,00050451.

5. Pada perbandingan harga didapatkan harga campuran beton per m3

menggunakan PCC lebih murah dibandingkan menggunakan OPC dan

Sikament-NN dengan selisih harga Rp. 60.008,- / m3.

6. Hasil pola retak menunjukan retak geser tidak terjadi dan retak sejajar

hanya terjadi pada satu benda uji umur 3 hari, hal ini berarti pola retak

sesuai dengan tujuan pengujian kuat tekan.

6.2 Saran

Saran yang dapat diberikan setelah melakukan penelitian ini adalah :

1. Dari hasil pengujian PCC didapat adanya peningkatan kekuatan awal

tinggi beton yang apabila diterapkan pada lapangan maka umur 14 hari