BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

(1)

commit to user

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Agregat

Pengujian bahan penyusun beton pada penelitian in dilaksanakan sesuai dengan tata cara dan standar pengujian yang terdapat pada standar ASTM yang telah ditentukan. Waktu pelaksanaan percobaan sesuai dengan jadwal penelitian dan ijin penggunaan Laboratorium Bahan Fakultas Teknik UNS Surakarta.

Data hasil pengujian agregat secara rinci disajikan dalam lampiran A.

4.2. Rancang Campuran Adukan Beton

Dari hitungan rancang campuran (mix design) adukan beton diperoleh kebutuhan bahan untuk 1 m³ High Volume Fly Ash - Self Compacting Concrete (HVFA- SCC). Hitungan proporsi campuran adukan High Volume Fly Ash - Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) untuk setiap variasi secara lengkap disajikan pada lampiran B.

4.3. Pengujian Beton Segar

Pengujian sifat segar beton High Volume Fly Ash - Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) dilakukan dengan lima macam pengujian yaitu :

1. Flow table test

2. J – Ring flow table test 3. L – Box test

4. Box type test 5. V – funnel test

Pengujian sifat segar beton High Volume Fly Ash - Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) dilakukan untuk mengetahui sifat workability suatu campuran beton. Data rinci hasil pengujian beton segar High Volume Fly Ash - Self Compacting Concrete (HVFA-SCC).untuk setiap variasi secara lengkap disajikan pada lampiran C.

48

(2)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

49

4.4. Hasil dan Pembahasan Pengujian

4.4.1. Pengujian Kuat Tekan Beton High Volume Fly fsh-Self Compacting Concrete (HVFA-SCC)

Pengujian kuat tekan beton HVFA-SCC dilakukan pada saat benda uji umur 7 hari, 28 hari, 56 hari dan 90 hari dengan menggunakan Compression Testing Machine (CTM) untuk mendapatkan beban maksimum yaitu beban pada saat beton hancur ketika menerima beban tersebut (Pmax).

Dari data pengujian kuat tekan dapat diperoleh kuat tekan maksimum beton rendam air dan beton rendam larutan asam sulfat konsentrasi 5%. Sebagai contoh perhitungan kuat tekan untuk pengujian 90 hari diambil data dari benda uji BN- 65%-90a (beton kadar fly ash 65% yang di rendam air usia 90 hari) . Dari hasil pengujian didapat :

Pmax = 620 kN

= 620000 N A = 0,25 x π x D2

= 0,25 x π x 1492 mm2

= 17427,785 mm2 Maka f’c

= 36,058 MPa

Grafik hubungan antara umur pengujian dengan nilai kuat tekan rerata beton rendam air ditunjukkan dalam Gambar 4.1.

(3)

commit to user

Gambar 4.1. Grafik Hubungan Antara Umur Pengujian dengan Kuat Tekan Rerata Beton Rendam Air.

Performa beton HVFA-SCC terhadap serangan asam sulfat dapat ditinjau dari perbandingan nilai kuat tekan beton rendam asam sulfat dengan kuat tekan beton umur 28 hari rendam air.

Dari hasil pengujian didapat nilai kuat tekan (f’c) sebagai berikut : Kadar fly ash 50% umur 7 hari rendam asam sulfat = 20,240053 MPa Kadar fly ash 50% umur 28 hari rendam air = 21,898365 MPa

(f’c) 7 hari x 100% = 20,240053 x 100%

(f’c) 28 hari 21,898365 = 92,4272299 %

Pada contoh perhitungan diatas dapat dijelaskan bahwa pada kondisi beton HVFA-SCC kadar fly ash 50% umur 7 hari yang direndam asam sulfat mencapai 92% terhadap kondisi 100% (beton umur 28 hari rendam air).

Grafik perbandingan persentase kuat tekan (f’c) dengan umur pengujian beton rendam air dan asam sulfat untuk masing-masing variasi ditunjukkan dalam Gambar 4.2.

(4)

commit to user

51

96,32 100,00 99,74 99,35

66,11

52,03 55,19

41,61

0 20 40 60 80 100 120

0 20 40 60 80 100

f'c(%)

umur

kadar fly ash 0%

air

asam sulfat

Gambar 4.2. Grafik Perbandingan Nilai Kuat Tekan Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 0% antara Rendam Air dan Rendam Asam Sulfat.

Grafik perbandingan nilai kuat tekan beton kadar fly ash 50% rendam air dan asam sulfat dengan umur pengujian ditunjukkan dalam Gambar 4.3.

(5)

commit to user

(6)

commit to user

53

Penurunan dan peningkatan kuat tekan beton yang terpapar larutan asam sulfat yang ditunjukkan dalam persen menunjukkan adanya pengaruh nilai kadar fly ash pada masing-masing variasi. Pengaruh reaksi pozolanic tersebut dapat dieliminasi

(7)

commit to user

untuk mengetahui performa beton HVFA-SCC yang terpapar larutan asam sulfat dibandingkan dengan beton umur 28 hari rendam air (kondisi 100%).

Perubahan tersebut didapat dari hasil pengurangan persen kuat tekan beton rendam asam sulfat dengan nilai 100% dan disajikan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Persentase Perubahan Nilai Kuat Tekan Beton HVFA-SCC Rendam Asam Sulfat terhadap Beton HVFA-SCC Rendam Air Umur 28 hari.

Usia Kadar Fly Ash

(hari) 50% 55% 60% 65% 70%

7 hari -6,08 -42,99 -54,38 -8,66 -14,13

28 hari -25,39 -22,06 -32,09 0,95 -11,85

56 hari -28,67 -32,59 -56,50 21,24 9,74

90 hari -62,39 -47,58 -40,93 32,85 11,33

Grafik 4.8. menampilkan persentase perubahan nilai kuat tekan beton HVFA-SCC rendam asam sulfat air dengan yang direndam dalam larutan asam sulfat konsentrasi 5%.

-6,08

-25,39 -28,67

-62,39 -42,99

-22,06

-32,60

-47,58 -54,38

-32,09

-56,50

-40,93

-8,66 0,95

21,24 32,85

-14,13 -11,85

9,74 11,33

-80 -60 -40 -20 0 20

40 7 28 56 90

perubahan Kuat Tekan Beton (%)

umur (hari)

kadar fly ash 50%

kadar fly ash 55%

kadar fly ash 60%

kadar fly ash 65%

kadar fly ash 70%

Gambar 4.8. Grafik Hubungan Perubahan Kuat Tekan Beton dengan Umur antara Beton Rendam Asam sulfat terhadap Beton Rendam Air Umur 28 Hari (Kondisi 100%).

(8)

commit to user

55

Gambar 4.8. menunjukkan pada variasi kadar fly ash 50% dan 55% mengalami penurunan nilai kuat tekan hingga umur 90 hari, sedangkan pada variasi kadar fly ash 60%, 65%, dan 70% mengalami peningkatan nilai kuat tekan pada umur beton 56 hari dan 90 hari. Beton HVFA-SCC kadar fly ash 65% memiliki persentase nilai kuat tekan paling optimum pada saat umur 90 hari yaitu meningkat 21,24%

terhadap kondisi 100%.

Rekapitulasi hasil pengujian kuat tekan beton HVFA-SCC rendam air dan rendam asam sulfat untuk masing-masing variasi tertera pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2. Rekapitulasi Pengujian Kuat Tekan High Volume Fly Ash-Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) Rendam Air.

Kadar Kuat Tekan Umur (f'c) (MPa)

fly ash 7 hari 28 hari 56 hari 90 hari

0% 51,80 53,79 53,65 53,44

50% 28,31 28,87 22,98 28,50

55% 28,69 35,95 31,92 39,26

60% 16,99 28,87 25,36 27,15

65% 17,69 16,99 27,93 30,53

70% 16,42 14,72 18,52 19,48

Rekapitulasi pengujian kuat tekan High Volume Fly Ash-Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) yang direndam dalam larutan asam sulfat konsentrasi 5%

tertera pada Tabel 4.2.

Tabel 4.3. Rekapitulasi Pengujian Kuat Tekan High Volume Fly Ash-Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) Rendam Larutan Asam Sulfat Konsentrasi 5%.

Kadar Kuat Tekan Umur (f'c) (MPa)

fly ash 7 hari 28 hari 56 hari 90 hari

0% 35,56 27,99 29,68 22,38

50% 27,12 21,54 20,60 10,86

55% 20,50 28,02 24,23 18,84

60% 13,17 19,61 12,56 17,05

65% 15,51 17,15 20,59 22,57

70% 12,64 12,98 16,15 16,39

(9)

commit to user

Gambar 4.9. Grafik Hubungan Antara Diameter Rerata dengan Umur Beton HVFA-SCC Rendam Larutan Asam Sulfat 5%.

Tabel 4.2. menunjukkan bahwa semua variasi kadar fly ash HVFA-SCC yang direndam dalam air memiliki nilai kuat tekan yang semakin meningkat dari umur 7 hari hingga umur 90 hari. Hasil nilai kuat tekan ini juga sesuai dengan pernyataan dari Limantara dan Sugiarto (2010) yang menyatakan bahwa berdasarkan hasil pengujian di lapangan dan tes di laboratorium, penggunaan fly ash dengan volume lebih dari 50% berat binder mengalami peningkatan kekuatannya antara umur 7 hari sampai 90 hari. Hal ini dikarenakan dengan adanya penambahan kadar fly ash lebih dari 50% dari binder dapat meningkatkan ketahanan dan keawetan beton. Butiran fly ash akan mengisi ruang kosong antar agregat sehingga kepadatan beton akan menjadi lebih baik sehingga dapat menambah nilai kuat tekan beton menjadi lebih baik. Penggunaan fly ash dalam volume tinggi akan mengurangi friksi antar partikel sehingga meningkatkan workability. Peningkatan workability juga memungkinkan untuk mempertahankan kondisi faktor air-semen (fas) dalam kondisi yang rendah, sehingga nilai kuat tekan beton yang dihasilkan akan semakin meningkat pula. Penambahan fly ash pada kadar tertentu dapat menaikkan atau bahkan mengurangi nilai kuat tekan beton apabila penambahannya berlebihan. Hal ini ditunjukkan dengan variasi

(10)

commit to user

57

kadar fly ash 70% yang memiliki nilai kuat tekan yang paling minimum pada umur 7 hari, 28 hari, 56 hari dan 90 hari. Penggunaan fly ash dengan volume lebih dari 50% berat binder yang memiliki nilai kuat tekan optimum yaitu variasi kadar fly ash 55% pada umur 7 hari (28,66 Mpa), 28 hari (35,95 Mpa), 56 hari (31,92

Mpa), dan 90 hari (39,26 Mpa) rendam dalam air.

Penggunaan fly ash dengan volume lebih dari 50% berat binder pada kondisi terpapar larutan asam sulfat konsentrasi 5% memiliki perbedan laju nilai kuat tekan pada masing-masing variasi kadar fly ash yang digunakan. Peningkatan nilai kuat tekan terjadi pada umur beton 90 hari yaitu pada kadar fly ash 60%, 65% dan 70%.

4.4.2. Perubahan Makro Struktur Beton High Volume Fly ash-Self Compacting Concrete (HVFA-SCC)

Pengambilan data makro struktur beton HVFA-SCC dilakukan dengan mengamati perubahan makro struktur beton yang mengalami dua perlakuan yaitu benda uji yang direndam air dan direndam larutan asam sulfat konsentrasi 5%. Sampel benda uji berbentuk silinder dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm ini menggunakan enam variasi kadar fly ash dari berat binder campuran yaitu 0%, 50%, 55%, 60%, 65%, dan 70%. Hasil pengamatan berupa foto yang diambil menggunakan kamera digital dengan waktu pengambilan pada beton umur 1 hari, 7 hari, 28 hari, 56 hari, dan 90 hari. Hasil pengamatan perubahan makro struktur secara lengkap disajikan pada Lampiran E.

4.4.2.1. Perubahan Makro Struktur Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 60%

Beton HVFA-SCC kadar fly ash 60% ini memiliki warna lebih terang dan kecoklatan apabila dibandingkan dengan beton kadar fly ash 0%. Sampel benda uji berbentuk silinder (diameter 15 cm dan tinggi 30 cm) diberi dua perlakuan yaitu satu direndam dalam air dan yang satu direndam dalam larutan asam sulfat konsentrasi 5%. Waktu pengambilan data dilakukan pada beton umur 7 hari, 28 hari, 56 hari, dan 90 hari. Gambar 4. menampilkan foto perubahan makro struktur beton HVFA-SCC kadar fly ash 60% setelah terpapar larutan asam sulfat

(11)

commit to user konsentrasi 5%.

Gambar 4.10. Sampel Benda Uji Kadar Fly Ash 60% Rendam Asam Sulfat Konsentrasi 5%.

Beton tersebut diangkat dari bak rendam pada umur 7 hari untuk diamati perubahan pada permukaannya. Permukaan beton mulai terkikis akibat reaksi pasta semen pada campuran beton dengan larutan asam sulfat. Pengelupasan permukaan beton tidak terlalu buruk dibandingkan dengan beton HVFA-SCC kadar fly ash 0% umur 7 hari. Beton umur 28 hari dan 56 hari mulai mengalami pengikisan pada beberapa bagian permukaan sehingga agregat kasar mulai terlihat. Beton umur 90 hari memiliki permukaan yang tidak rata dan susuan agregat kasar semakin jelas terlihat. Kondisi beton yang direndam dalam air (air lab struktur) tidak mengalami banyak perubahan hingga beton mencapai umur 90 hari dan hanya terjadi perubahan diameter yang sangat kecil.

Beton dengan kadar fly ash 65% berwarna tidak jauh berbeda dengan sampel benda uji beton kadar fly ash 60%. Beton berwarna kecoklatan dan lebih terang dibandingkan dengan beton kadar fly ash 0%. Sampel benda uji berukuran silinder (diameter 15 cm dan tinggi 30 cm) diberi dua perlakuan yaitu direndam dalam air dan direndam larutan asam sulfat konsentrasi 5% selama 90 hari. Pengujian data makro struktur beton dilakukan dengan mengambil foto pada beton umur 7 hari,

7 Hari 28 Hari 56 Hari 90 Hari

(12)

commit to user

59

28 hari, 56 hari, dan 90 hari. Pengamatan tersebut bertujuan untuk mengetahui perubahan makro struktur beton HVFA-SCC kadar fly ash 65% yang terpapar larutan asam sulfat. Gambar 4.10 Menampilkan perubahan makro struktur yang terjadi.

Pengelupasan pada sebagian permukaan yang terpapar larutan asam sulfat mulai terlihat pada beton umur 7 hari. Pasta semen yang terkikis mengakibatkan permukaan beton menjadi tidak rata dan agregat penyusun beton terlihat cukup jelas. Bagian atas sampel didominasi oleh campuran semen dan fly ash yang telah mengendap sehingga permukaan bagian atas beton masih dalam kondisi yang cukup baik. Agregat kasar pada beton ini mendominasi bagian tengah dan bawah sampel. Beton umur 28 hari hingga 56 hari memiliki permukaan dengan agregat kasar yang semakin terlihat jelas. Hilangnya permukaan beton akibat pengikisan pasta semen yang terjadi hingga beton umur 90 hari tidak terlalu buruk dibandingkan dengan beton HVFA-SCC kadar fly ash 60%.

Beton HVFA-SCC kadar fly ash 70% merupakan variasi dengan proporsi kandungan fly ash paling maksimum. Sampel benda uji berbentuk silinder (diameter 15 cm dan tinggi 30 cm) yang diberi dua perlakuan yaitu direndam

(13)

commit to user

dalam air dan direndam dengan larutan asam sulfat konsentrasi 5% selama 90 hari.

Pengambilan data makro dengan mengamati perubahan yang terjadi pada struktur beton dilakukan pada beton umur 7 hari, 28 hari, 56 hari, dan 90 hari. Gambar 4.15. menampilkan perubahan makro struktur beton HVFA-SCC kadar fly ash 70% yang terpapar larutan asam sulfat.

Beton umur 7 hari sebagian besar permukaan yang terendam larutan asam sulfat mengalami pengikisan. Pasta semen yang bereaksi dengan larutan asam sulfat menyebabkan permukaan tidak rata. Perubahan struktur yang terjadi hingga beton umur 56 hari tidak jauh berbeda. Beton umur 90 hari mengalami pengelupasan di sebagian besar permukaannya yang mengakibatkan agregat kasar dapat terlihat jelas. Pengelupasan permukaan tidak terlalu parah dibandingkan dengan variasi lain, hal ini menunjukkan kondisi beton kadar fly ash 70% memiliki ketahanan yang baik selama terpapar larutan asam sulfat konsentrasi 5%. Penambahan fly ash yang tinggi memberi perlindungan dan ketahanan pada beton yang terpapar larutan asam sulfat. Beton HVFA-SCC kadar fly ash 70% tetap mengalami kerusakan pada sebagian besar permukaannya, tetapi beton tersebut mempunyai bentuk yang paling baik dibandingkan dengan variasi lain.

(14)

commit to user

61

4.4.3. Pengujian Data Mikro Struktur Beton High Volume Fly ash - Self Compacting Concrete (HVFA-SCC)

Pengujian data mikro struktur beton HVFA-SCC dilakukan dengan menggunakan alat uji SEM-EDX (Scanning Electron Microscope) di laboratorium Fakultas MIPA Universitas Malang. Sampel benda uji penelitian mikro struktur menggunakan beton HVFA-SCC kadar fly ash 65% umur 90 hari yang direndam air dan larutan asam sulfat konsentrasi 5%. Ukuran sampel benda uji penelitian mikro struktur dibuat dalam ukuran 5 mm x 5 mm x 5 mm yang diambil dari sampel benda uji kuat tekan (silinder diameter 15 cm dan tinggi 30 cm). Berikut rincian sampel benda uji yang digunakan tercantum pada tabel 4.3.

Kode Benda Uji

Umur Lokasi

Pengambilan

Jumlah

Kadar fly ash 65%, rendam air

90 hari Tengah Silinder 1

Kadar fly ash 65%, rendam asam sulfat

90 hari Permukaan Silinder

1

Kadar fly ash 65%, rendam asam sulfat

90 hari Tengah Silinder 1

4.4.3.1 Hasil Pengujian Mikro Struktur Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 65% Rendam Air Umur 90 Hari

Pengujian mikro struktur dilakukan dengan menggunakan alat uji SEM-EDX (Scanning Electron Microscope) di Laboratorium Fakultas MIPA Universitas Malang. Sampel benda uji dalam ukuran 5 mm x 5 mm x 5 mm diambil dari benda uji kuat tekan beton kadar fly ash 65% (bagian tengah silinder beton) umur 90 hari dengan perlakuan direndam air. Gambar dibawah ini menampilkan hasil scanning sampel benda uji dengan pembesaran 5000 kali dan 10000 kali.

(15)

commit to user

(a)Pembesaran 5000 kali (b) Pembesaran 10000 kali

Gambar 4.13. Hasil Scanning Electron Microscope Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 65% Umur 90 Hari Rendam Air.

Gambar 4.15. menunjukkan kondisi masing-masing bahan yang terkandung pada beton HVFA-SCC kadar fly ash 65% umur 90 hari rendam air. Butiran fly ash berukuran lebih kecil dibandingkan butir semen portland. Gambar 4.12.b menampilkan perbedaan antara fly ash dengan semen portland yaitu fly ash memiliki bentuk bulat kecil dengan permukaan yang rata sedangkan semen portland berbentuk bulat besar dengan permukaan yang tidak rata. Kedua bahan saling berinteraksi dan mengikat satu sama lain sehingga didapat kondisi yang lenih rapat antar partikelnya.

4.4.3.2 Hasil Pengujian Mikro Struktur Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 65% Rendam Larutan Asam Sulfat Umur 90 Hari

Sampel benda uji dalam ukuran 5 mm x 5 mm x 5 mm diambil dari benda uji kuat tekan beton kadar fly ash 65% umur 90 hari dengan perlakuan direndam larutan asam sulfat konsentrasi 5%.

Pengambilan sampel benda uji pada bagian permukaan silinder dan bagian tengah silinder beton.

Gambar dibawah ini menampilkan hasil scanning sampel benda uji dengan pembesaran 5000 kali dan 10000 kali.

(16)

commit to user

63

(a)Pembesaran 5000 kali (b) Pembesaran 10000 kali

Gambar 4.14. Hasil Scanning Electron Microscope Beton HVFA-SCC Kadar Fly Ash 65% Umur 90 Hari Rendam H2SO4 5% (bagian permukaan).

Gambar 4.16 menunjukkan perubahan yang terjadi pada beton HVFA-SCC kadar fly ash 65% umur 90 hari setelah terpapar larutan asam sulfat konsentrasi 5%.

Kerapatan antar partikel penyusun beton tidak terlalu baik yang disebabkan adanya reaksi antara semen dengan larutan asam sulfat. Semen yang berinteraksi dengan larutan asam sulfat menyebabkan beton menjadi lunak dan mengalami pengikisan.

(a)Pembesaran 5000 kali (b) Pembesaran 10000 kali Gambar 4.15. Hasil Scanning Electron Microscope Beton HVFA-SCC Kadar Fly

Ash 65% Umur 90 Hari Rendam H2SO4 5% (bagian tengah).

(17)

commit to user

Gambar 4.17 menunjukkan kondisi mikro beton HVFA-SCC kadar fly ash 65%

umur 90 hari pada bagian tengah silinder. Kerapatan antar partikel nampak tidak terlalu baik yang ditunjukkan adanya butiran semen yang lepas dan hilang akibat bereaksi dengan larutan asam sulfat. Jumlah butiran semen semakin berkurang dan bentuk permukaan semakin tidak rata bila dibandingkan dengan kondisi bagian tengah silinder yang direndam air. Kondisi struktur mikro beton pada bagian tengah lebih baik dibandingkan dengan selimut beton. Bagian yang langsung bersentuhan dengan larutan asam sulfat tentu mengalami kerusakan struktur mikro yang lebih parah.