PENGARUH PERBEDAAN BENTUK PENAMPANG SPESIMEN TERHADAP HUBUNGAN TEGANGAN DAN REGANGAN PADA BETON
HIGH VOLUME FLY ASH SELF COMPACTING CONCRETE
(HVFA-SCC)
The Effect of Speciment Shape on Stress-Strain Behavior of High Volume Fly ash – Self Compacting Concrete (HVFA-SCC)
SKRIPSI
Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun Oleh :
RETNO KUSUMA ASTUTI
I0113108
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
PENGARUH PERBEDAAN BENTUK PENAMPANG SPESIMEN TERHADAP HUBUNGAN TEGANGAN DAN REGANGAN PADA BETON
HIGH VOLUME FLY ASH SELF COMPACTING CONCRETE
(HVFA-SCC)
The Effect of Speciment Shape on Stress-Strain Behavior of High Volume Fly ash – Self Compacting Concrete (HVFA-SCC)
Disusun Oleh :
RETNO KUSUMA ASTUTI
NIM I 0113108
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan Dosen Pembimbing
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Agus Setiya Budi, S.T., M.T. NIP. 19700909 199802 1 001
iii
PENGESAHAN SKRIPSI
PENGARUH PERBEDAAN BENTUK PENAMPANG SPESIMEN TERHADAP HUBUNGAN TEGANGAN DAN REGANGAN PADA BETON
HIGH VOLUME FLY ASH SELF COMPACTING CONCRETE
(HVFA-SCC)
The Effect of Speciment Shape on Stress-Strain Behavior of High Volume Fly ash – Self Compacting Concrete (HVFA-SCC)
Disusun oleh :
RETNO KUSUMA ASTUTI NIM I 0113108
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :
Hari : Selasa Kepala Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Wibowo, ST, DEA
iv
MOTTO
“Sukses adalah milik pembelajar yang tak kenal lelah. Karena ketika kamu tahu lebih banyak, kamu bisa mencapai lebih banyak” – Robin Sharma
“Sukses bukanlah suatu kebetulan. Sukses lahir dari kerja keras, kegigihan, dan banyak belajar, berani berkorban, dan yang terpenting mencintai apa yang kamu
lakukan” – Pale
“Perencanaan dapat membawa masa depan ke masa sekarang, sehingga kamu bisa melakukan sesuatu untuk masa depan saat ini” – Dewi Nur Aisyah
Cara terbaik kamu bisa memprediksi masa depan adalah dengan menciptakannya –
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Puji syukur atas berkat rahmat Allah SWT atas nikmat iman, nikmat sehat dan
nikmat ilmu sehingga penyusun dapat menyelesaikan pengerjaan laporan skripsi
ini. Penyusun pada kesempatan ini mengucapkan terimakasih yang sebesar
besarnya kepada :
Orang – orang yang selalu ada baik dalam keadaan apapun (Bapak, Ibu dan
saudara), terimakasih atas semua doa, kepercayaan, motivasi dan dorongan
sehingga skripsi ini dapat terselesaikan, semoga selalu berada dalam penjagaan
Allah SWT baik di dunia ataupun di akhirat kelak.
Bapak Agus Setiya Budi ST, MT. beserta Bapak Dr Senot Sangadji, ST, MT. yang
telah sabar, membimbing dan meluangkan waktunya untuk menyelesaikan
penyusunan skripsi ini.
Teman-teman tim TEGAR, terimakasih atas kerjasama, kekompakan dan semangat
selama ini, semoga kita akan terus mengingat ini sebagai pengalaman yang indah
dan mengingat satu sama lain. See You On Top Guys !!
Teman-teman Teknik Sipil UNS angkatan 2013 dan angkatan-angkatan lainnya
yang tidak bisa saya sebutkan satu satu, yang banyak membantu baik dalam bidang
akademis kampus ataupun non akademis.
Teman-teman Santri Pondok Pesantren Mahasiswa Roudlotul Jannah Surakarta,
yang banyak membantu dan mendukung dalam keseharian saya selama 4 tahun
vi
ABSTRAK
Retno Kusuma Astuti, 2017, Pengaruh Bentuk Penampang Spesimen terhadap Hubungan Tegangan dan Regangan pada High Volume Fly Ash Self Compacting Concrete (HVFA-SCC), Tugas Akhir Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pada pengecoran yang tidak memungkinkan penggunaan vibrator, beton hanya mengandalkan sifat self-compactibility beton segar yang digunakan. Sifat self-compactibility menjadi dasar penggunaan SCC. Penggunaan fly ash sebagai pengganti sebagian semen dalam campuran Self Compacting Concrete dengan kadar lebih dari 50% atau disebut High Volume Fly Ash Self Compacting Concrete (HVFA SCC) akan menambah kemampuan aliran beton segar , mengurangi kapur padam aktif sebagai hasil sampingan dari proses hidrasi antara semen dan air yang cenderung melemahkan beton serta menambah kepadatan beton karena butiran fly ash akan berperan sebagai filler antar agregat. Menguji kuat tekan beton merupakan salah satu tahap paling penting dari pekerjaan konstruksi. Dalam pengujian kualitas beton, ada berbagai cetakan yang digunakan sesuai dengan standar yang berbeda di berbagai Negara. Pada penelitian sebelumnya didapatkan bahwa bentuk penampang mempengaruhi hasil pengujian beton. Pada penelitian ini akan dikaji tentang pengaruh bentuk penampang spesimen terhadap hubungan tegangan dan regangan pada HVFA-SCC. Beberapa hal yang dikaji meliputi kuat desak beton, grafik hubungan tegangan dan regangan, modulus elastisitas beton, nilai daktilitas dan nilai toughness.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen yang dilakukan di Laboratorium Bahan & Struktur dan Laboratorium Material Fakultas Teknik UNS. Penelitian ini menggunakan total benda uji 18 buah dengan variasi bentuk penampang lingkaran, segiempat dan segienam, tiga sampel untuk masing-masing variasi bentuk penampang untuk beton normal dan HVFA-SCC umur 28 hari. Rancang campur yang digunakan pada High Volume Fly Ash Self Compacting Concrete menggunakan teknologi SCC berdasar EFNARC Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete, 2002.
Berdasarkan penelitian didapatkan bahwa HVFA SCC pada umur 28 hari memiliki kuat desak yang lebih rendah dibandingkan dengan beton normal dengan rata-rata penurunan kekuatannya adalah 27%. Beton normal dengan penampang segiempat memiliki kuat desak terendah dengan kenaikan sebesar 23% untuk segienam dan 41% untuk lingkaran, begitupula dengan HVFA-SCC, penampang segiempat memiliki kuat desak terendah dengan kenaikan sebesar 43% untuk segienam dan 52% untuk lingkaran. Nilai Modulus Elastisitas rata-rata pada HVFA-SCC lebih kecil dibandingkan beton normal, yaitu 9578,47 MPa untuk HVFA-SCC dan 13774,44 MPa untuk beton normal. Nilai toughness postcapeak rata-rata dari HVFA-SCC lebih besar dibandingkan nilai toughness postcapeak beton normal, yaitu 0,036 untuk HVFA-SCC dan 0,033 untuk beton normal. Begitupula dengan nilai daktilitas, yaitu 6,93 untuk HVFA-SCC dan 5,44 untuk beton normal.
vii
ABSTRACT
Retno Kusuma Astuti, 2017, The Effect of Specimen Shape on Stress-Strain Behavior of High Volume Fly Ash Self Compacting Concrete (HVFA-SCC), Final Project of Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University, Surakarta.
In casting which does not allow the use of vibrator, concrete only relies on its character as self-compactibility of fresh concrete used. The character of self-compactibility is the basic of SCC use. The use of fly ash as a partial replacement of cement in a mixture of Self Compacting Concrete with levels greater than 50% or called High Volume Fly Ash Self Compacting Concrete (HVFA SCC), will add fresh concrete flow capability, reduce active lime as a byproduct of the hydration process between cement and water, that tend to weaken the concrete and increase the density of concrete because the fly ash grains will act as an aggregate filler. Testing the compressive strength of concrete is one of the most important stages of construction work. In concrete quality testing, there are various formworks that are used according to different standards in different countries. In the previous research, it was found that the cross-section form affected the concrete test results. This research will examine the effect of cross-section form specimen on stress and strain relation on HVFA-SCC. Several things are also being examined, which are the compressive strength of concrete, the stress and strain relation graphs, the modulus of concrete elasticity, the ductility value and the toughness value.
This research uses experimental method conducted in Material & Structure Laboratory and Material Laboratory of Faculty of Engineering in UNS. This research used a total of 18 test specimens with variation of circular, square and hexagonal cross-sections, three samples for each variation of cross-section form for normal concrete and 28-day-HVFA-SCC. The mixed design used in High Volume Fly Ash Self Compacting Concrete uses SCC technology based on EFNARC Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete, 2002.
According to the research result, it was found that HVFA SCC at 28-days-old had a lower compressive strength of concrete compared to normal concrete with an average decrease in strength was 27%. The normal concrete with rectangular cross-section has the lowest compressive strength with an increase of 23% for the hexagon and 41% for the circle, as well as with HVFA-SCC, the rectangular cross-section has the lowest compressive strength with an increase of 43% for the hexagon and 52% for the circle. The Elasticity Modulus Value in HVFA-SCC is smaller than normal concrete, 9578,47 MPa for HVFA-SCC and 13774,44 MPa for normal concrete. The value of the pascapeak toughness of HVFA-SCC is greater than the value of normal concrete pascapeak toughness, 0,036 for HVFA-SCC and 0,033 for normal concrete. The value of HVFA-SCC ductility is higher the normal concrete 6,93 for HVFA-SCC and 5,44 for normal concrete.
viii
PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul
Pengaruh Bentuk Penampang Spesimen terhadap Hubungan Tegangan dan
Regangan pada High Volume Fly Ash Self Compacting Concrete.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak banyak
kendala yang sulit untuk penyusun hadapi sehingga terselesaikannya penyusunan
skripsi ini. Penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Wibowo, ST, DEA, selaku Kepala Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Agus Setiya Budi, ST, MT, dan Dr. Senot Sangadji, ST, MT selaku Dosen
Pembimbing skripsi. Terimakasih atas semua waktu, bimbingan, motivasi, serta
bantuanya selama penyusunan skripsi ini sampai selesai.
3. Ir. Agus Sumarsono, MT, selaku Dosen Pembimbing Akademik.
4. Semua Staf Pengajar serta pengelola / laboran Laboratorium Bahan Bangunan
dan Struktur Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
5. Seluruh anggota skripsi tim TEGAR angkatan 2013, semoga dengan semua yang
telah terlewati ini kita menjadi pribadi yang lebih kuat, tabah dan tangguh
kedepannya. Semoga kita semua sukses kedepannya dan selamat berjuang.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Saran dan kritik
yang membangun sangat penulis harapkan, semoga skripsi ini dapat berguna bagi
pihak-pihak yang membutuhkan, khususnya bagi penulis sendiri.
Surakarta, Agustus 2017
ix
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB 1 PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined.
1.1 Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined.
1.2 Rumusan Masalah ... Error! Bookmark not defined.
1.3 Batasan Masalah ... Error! Bookmark not defined.
1.3 Tujuan Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
1.4 Manfaat Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORIError! Bookmark not defined.
2.1 Tinjauan Pustaka ... Error! Bookmark not defined.
2.2 Landasan Teori ... Error! Bookmark not defined.
2.2.1 Self Compacting Concrete (SCC) ... Error! Bookmark not defined.
2.2.2 Reaksi Pozzolanic ... Error! Bookmark not defined.
2.2.3 High Volume Fly Ash Self – Compacting Concrete (HVFA-SCC)Error! Bookmark not defin 2.2.4 Mix Design ... Error! Bookmark not defined.
2.2.5 Kuat Desak Beton (f’c) ... Error! Bookmark not defined. 2.2.6 Modulus Elastisitas ... Error! Bookmark not defined.
2.2.7 Load Rate ... Error! Bookmark not defined.
x
2.2.10 Shape Effect ... Error! Bookmark not defined. BAB 3 METODE PENELITIAN... Error! Bookmark not defined.
3.1 Tinjauan Umum ... Error! Bookmark not defined.
3.2 Benda Uji Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
3.2.1 Spesifikasi Benda Uji ... Error! Bookmark not defined.
3.2.2 Bahan Penyusun Benda Uji ... Error! Bookmark not defined.
3.3 Alat Uji Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
3.4 Diagram Alir ... Error! Bookmark not defined.
3.5 Tahap Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
3.5.1 Tahap Studi Literatur dan Pengadaan Bahan Error! Bookmark not defined. 3.5.2 Pengujian Bahan Dasar Beton ... Error! Bookmark not defined.
3.5.3 Perencanaan Rancang Campur Beton (Mix Design)Error! Bookmark not defined.
3.5.4 Mencetak Benda Uji High Volume Fly Ash Concrete – Self Compacting
Concrete (HVFA-SCC) ... Error! Bookmark not defined.
3.5.5 Curing (Perawatan) High Volume Fly Ash Concrete – Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) ... Error! Bookmark not defined.
3.5.6. Pengujian Benda Uji ... Error! Bookmark not defined.
3.5.7 Analisis Data ... Error! Bookmark not defined.
3.5.8 Kesimpulan dan Saran ... Error! Bookmark not defined.
BAB IV HASIL PENELITIAN & PEMBAHASANError! Bookmark not defined.
4.1 Hasil Analisis Pengujian Bahan ... Error! Bookmark not defined.
4.1.1 Hasil Pengujian Agregat Halus ... Error! Bookmark not defined.
4.1.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar ... Error! Bookmark not defined.
4.1.3 Hasil Pengujian Agregat Kasar ... Error! Bookmark not defined.
4.2 Rancang Campuran Adukan Beton ... Error! Bookmark not defined.
4.3 Hasil Pengujian Sampel ... Error! Bookmark not defined.
4.3.1 Hasil Pengujian Berat Volume ... Error! Bookmark not defined.
4.3.2 Hasil Pengujian Kuat Desak Beton ... Error! Bookmark not defined.
4.3.3 Hasil Pengujian Grafik Hubungan Tegangan-ReganganError! Bookmark not defined.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... Error! Bookmark not defined.
xi 5.2 Saran Error! Bookmark not defined.
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Perbandingan Proporsi Campuran SCC dan Beton Konvensional
(Okamura dan Ouchi, 2003) ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.2 Prinsip Dasar Proses Produksi Self Compacting Concrete (Dehn
dkk, 2000) ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 3 V-funnel test (EFNARC, 2005) ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 4 pengujian slump flow beton SCC (ASTM C 1611)Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 5 L-Shape Box test (EFNARC, 2005) .... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 6 Metode J-Ring test pada beton SCC (ASTM C 1621/C)Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 7 Metode U-Box test pada beton SCC (Okamura dan Ouchi, 2003)Error! Bookmark not
Gambar 2. 8 Reaksi hidrasi semen konvensional dengan beton SCCError! Bookmark not defined.
Gambar 2. 9 Grafik tegangan – regangan beton ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 10 Kurva relasi tegangan-regangan untuk beberapa jenis betonError! Bookmark not def
Gambar 2. 11 Perbandingan grafik tegangan regangan antara silinder dan prisma
segiempat ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 1 Detail Benda Uji ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 2 Semen OPC Gresik ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 3 Agregat Halus ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 4 Agregat Kasar ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 5 Fly ash ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 6 Superplastciser ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 7 Timbangan Kapasitas 3 kg (kiri) dan 40 kg (kanan)Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 8 Ayakan ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 9 Mesin Penggetar Ayakan ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 10 Oven ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 11 Corong Konik ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 12 Mesin Los Angeles ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 13 Kerucut Abrams ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 14 Mesin Uji Kuat Desak ... Error! Bookmark not defined.
xiii
Gambar 3. 16 Diagram Alir ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 17 Pengujian Kadar Lumpur Agregat HalusError! Bookmark not defined.
Gambar 3. 18 Pengujian Kadar Zat Organik Agregat HalusError! Bookmark not defined.
Gambar 3. 19 Pengujian slump flow ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 20 Diagram Alir Rancang Campur BetonError! Bookmark not defined.
Gambar 3. 21 Benda Uji Penelitian... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 22 Universal Testing Machine ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 1 Grafik Kurva Tegangan-Regangan HVFA-SCC dan Beton NormalError! Bookmark n
Gambar 4. 2 Grafik Perbandingan Kurva Tegangan-Regangan HVFA-SCCError! Bookmark not de
Gambar 4. 3 Grafik Perbandingan Kurva Tegangan-Regangan Beton NormalError! Bookmark not d
Gambar 4. 4 Perbandingan Kuat Tekan HVFA-SCC terhadap Beton NormalError! Bookmark not d
Gambar 4. 5 Perbandingan Regangan Maksimal Sampel HVFA-SCC dengan
Beton Normal ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 6 Perbandingan Modulus Elastisitas Sampel HVFA-SCC dengan
Beton Normal ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 7 Perbandingan Nilai Toughness HVFA-SCC terhadap Beton
Normal ... Error! Bookmark not defined.
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Identifikasi passing ability menggunakan metode J-Ring testError! Bookmark not defin
Tabel 2. 2 Jenis dan Penggunaan Semen Portland ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 2. 3 Parameter Kandungan Kimia Fly Ash .... Error! Bookmark not defined.
Tabel 2. 4 Kandungan Kimia Fly ash PLTU Jepara. Error! Bookmark not defined. Tabel 2. 5 Hubungan Perubahan Warna NaOH dengan Prosentase Kandungan
Zat Organik ... Error! Bookmark not defined. Tabel 2. 6 Data teknis Sika Viscocrete-10 ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 2. 7 Perkiraan Kekuatan Tekan (MPa) Beton dengan Faktor Air-Semen,
dan Agregat Kasar Yang Biasa Dipakai di IndonesiaError! Bookmark not defined.
Tabel 2.8 Persyaratan Jumlah Semen Minimum dan Faktor Air Semen
Maksimum Untuk Berbagai Macam Pembetonan Dalam Lingkungan
Khusus ... Error! Bookmark not defined. Tabel 2. 9 Kecepatan pembebanan benda uji silinder berdasarkan ukuran
diameter ... Error! Bookmark not defined. Tabel 3. 1 Rincian Sample Benda Uji Kuat Tekan BetonError! Bookmark not defined.
Tabel 3. 2 Tabel Parameter Pengujian Fly Ash ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 1 Hasil Pengujian Agregat Halus ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 2 Hasil Pengujian Agregat Kasar ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 3 Hasil Pengujian Fly Ash dari PLTU JeparaError! Bookmark not defined.
Tabel 4. 4 Rata-rata Hasil Pengujian Berat Volume Beton NormalError! Bookmark not defined.
Tabel 4. 5 Rata-rata Hasil Pengujian Berat Volume Beton Jenis HVFA-SCCError! Bookmark not d
Tabel 4. 6 Hasil Pengujian Kuat Desak Beton NormalError! Bookmark not defined.
Tabel 4. 7 Hasil Pengujian Kuat Desak Beton Jenis HVFA-SCCError! Bookmark not defined.
Tabel 4. 8 Perbandingan Hasil Pengujian Kuat Desak BetonError! Bookmark not defined.
Tabel 4. 9 Hasil data dari hubungan tegangan-regangan HVFA-SCCError! Bookmark not defined.
Tabel 4. 10 Hasil data dari hubungan tegangan-regangan Beton NormalError! Bookmark not define
Tabel 4. 11 Nilai Toughness HVFA-SCC dan Beton NormalError! Bookmark not defined.
Tabel 4. 12 Nilai Daktilitas HVFA-SCC dan Beton Normal dengan Persamaan
xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
% = persentase
ΔL = perubahan panjang dari panjang awal
σ = tegangan
A = luas penampang
ASTM = American Standard
E = modulus elastisitas
ε = regangan gr = gram
kg = kilogram
L0 = panjang awal
MPa = mega pascal
p = panjang
P = beban
PBI = Peraturan Beban Indonesia
PPC = Pozzolan Portland Cement
OPC = Ordinary Portland Cement
SNI = Standard Nasional Indonesia
t = tinggi
v = volume
mm = millimeter
f’c = Kuat Tekan
f’cr = Kuat tekan rata-rata
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A = Data pengujian agregat halus
LAMPIRAN B = Data pengujian agregat kasar
LAMPIRAN C = Rancang Campur adukan beton
LAMPIRAN D = Hasil Pengujian Grafik Hubungan Tegangan regangan
