53
4. BAB V
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
5.1 Umum
Pada bab ini dijelaskan mengenai hasil penelitan tentang pengaruh variasi serbuk gergaji kayu sebagai substitusi sebagian semen dan bahan tambah 0,6%
Bestmittel terhadap karakteristik beton. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium
Bahan Konstruksi Teknik (BKT) Universitas Islam Indonesia. Hasil penelitian yang didapat dari pengujian yaitu berupa data material yang meliputi berat jenis, penyerapan air, berat isi gembur, berat isi padat, modulus halus butir agregat, kandungan lumpur, serta hasil akhir pengujian kuat tekan beton. Serbuk gergaji yang digunakan adalah serbuk gergaji yang halus dan sudah dalam keadaan SSD. Pada penelitian ini tidak dilakukan pengujian semen dan Bestmittel yang akan digunakan, karena sudah melalui quality control yang ketat dari pabrik.
Selain itu, pada bab ini juga akan diuraikan pembahasan tentang hasil pengujian yang diperoleh. Pengujian kuat tekan beton dilakukan dengan
Compressive Testing Machine (CTM) tipe ADR dengan kapasitas maksimum 3000
kN. Setelah dilakukan pengujian, didapatkan data-data yang masih kasar yang selanjutnya akan dianalisis untuk mengetahui nilai kuat tekan beton dengan variasi serbuk gergaji kayu sebagai substitusi sebagian semen dan bahan tambah 0,6%
Bestmittel.
5.2 Pengujian Agregat Halus
Pada penelitian ini agregat halus yang digunakan merupakan pasir alam yang berasal dari Merapi. Sebelum melakukan mix design, dilakukan pengujian awal pada material pasir agar dapat diketahui karakteristiknya.
54
5.2.1 Pemerikasaan Berat Jenis Agregat dan Penyerapan Air
Setelah pengujian, didapat data berat jenis dan penyerapan air pada agregat halus yang dapat dilihat pada Tabel 5.1 berikut.
Tabel 4.1 Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus
Uraian
Hasil Pengamatan
Sampel 1 Sampel 2 Rata-rata
Berat Pasir Kering Mutlak (BK), gram 495,5 494.8 495.15
Berat Pasir SSD, gram 500 500 500
Berat Piknometer + Pasir + Air (BT), gram 1041 1038 1039.5
Berat Piknometer Berisi Air (B), gram 706,4 701.1 703.85
Berat Jenis Curah 2,9957 3.034 3.013
Berat Jenis SSD 3,0229 3.066 3.042
Berat Jenis Semu 3,0795 3.134 3.105
Penyerapan Air 0,982% 1.051% 0.980%
Dari hasil pengujian di atas didapat berat jenis SSD rata-rata 3.042. Jadi agregat halus ini dapat diklasifikasikan sebagai agregat normal karena nilainya berada di batas yang diizinkan yaitu antar 1,5-3,8. Pernyerapan air yang didapat sebesar 0.980%, ini menunjukan kemampuan agregat halus untuk menyerap air pada saat keadaan kering mutlak hingga jenuh kering muka sebesar dari berat agregat tersebut.
5.2.2 Pemeriksaan Berat Isi
Pemerikasaan berat isi agregat halus pada pengujian ini dibedakan menjadi dua, yaitu berat isi gembur dan berat isi padat. Data berat isi gembur dan berat isi padat pada agregat halus dapat dilihat pada Tabel 5.2 dan Tabel 5.3 berikut ini.
55
Uraian
Hasil Pengamatan
Sampel 1 Sampel 2
Berat Tabung (W1), gram 11000 11000
Berat Tabung + Agregat (W2), gram 19300 18800
Berat Agregat (W3), gram 8300 7800
Volume Tabung (V), cm3 5301.438 5301.438
Berat Isi Gembur, gr/cm3 1.566 1.471
Berat Isi Gembur Rata-rata, gr/cm3 1,518
Tabel 4.3 Berat Isi Padat Agregat Halus
Uraian
Hasil Pengamatan
Sampel 1 Sampel 2
Berat Tabung (W1), gram 11000 11000
Berat Tabung + Agregat (W2), gram 19600 19700
Berat Agregat (W3), gram 8600 8700
Volume Tabung (V), cm3 5301.438 5301.438
Berat Isi Padat, gr/cm3 1.622 1.641
Berat Isi Padat Rata-rata, gr/cm3 1,632
Dari hasil pengujian berat isi agregat halus didapat berat isi gembur sebesar 1,518 gr/cm3 dan berat isi padat sebesar 1,632 gr/cm3, nilai tersebut berada dalam batas yang diizinkan yaitu minimal 1,2 gr/cm3 (SII No.52-1980). Dengan hasil
tersebut dapat dinyatakan bahwa agregat halus termasuk pada kategori agregat normal.
56
5.2.3 Pengujian Kandungan Lumpur
Pengujian kandungan lumpur dilakukan dengan cara memeriksa butiran yang lolos saringan No. 200. Data hasil pengujian kadar lumpur dapat dilihat pada Tabel 5.4 berikut.
Tabel 4.4 Kandungan Lumpur Agregat Halus
Uraian
Hasil Pengamatan
Sampel 1 Sampel 2
Berat Agregat Kering Oven (W1), gram 500 500
Berat Agregat Kering Oven Setelah
Dicuci (W2), gram 480.75 494.75
Kandungan Lumpur 3.85 1.05
Kandungan Lumpur Rata-rata 2,45%
Dari hasil pengujian kandungan lumpur didapat persentase kandungan lumpur rata-rata 2,45%. Menurut Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia 1982 (PUBI 1982), kandungan lumpur untuk pasir maksimum yang diisyaratkan adalah sebesar 5% sehingga pasir dapat langsung digunakan, tidak perlu melalui proses pencucian.
5.2.4 Analisis Saringan
Pengujian analisa saringan dimaksudkan sebagai pegangan dalam pengujian untuk menentukan pembagian butir (gradasi) agregat halus dengan menggunakan saringan. Data analisis saringan pada agregat halus dapat dilihat pada Tabel 5.5 berikut.
57 Lubang Saringan (mm) Berat Tertinggal (gram) Berat Tertinggal (%) Berat Tertinggal Kumulatif (%) Persen Lolos Kumulatif (%) 4,80 10.9 0.549 0.549 99.451 2,40 137 6.896 7.445 92.555 1,20 253.5 12.760 20.204 79.796 0,60 476.5 23.984 44.189 55.811 0,30 522 26.275 70.464 29.536 0,15 424.5 21.367 91.831 8.169 Pan 162.3 8.169 100 0 Jumlah 19986.7 100 234.881 MHB = ∑𝑝𝑒𝑟𝑠𝑒𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑎𝑙 𝑘𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 𝑚𝑢𝑙𝑎𝑖 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑠𝑎𝑟𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛 0,15 𝑚𝑚 100 = 234.681 100 = 2.347
Dari hasil pengujian didapat nilai MHB sebesar 2,347%. Angka tersebut masih dalam batas yang diizinkan yaitu 1,5% – 3,8% (SK SNI S-04-1989-F). Pasir yang digunakan termasuk pada Daerah II dan merupakan pasir agak kasar. Spesifikasi dan grafik gradasi agregat halus disajikan pada Tabel 5.6 dan Gambar 5.1 berikut.
58
Lubang Ayakan (mm)
Persen Lolos Kumulatif
Batas Atas Hasil Pengujian Batas Bawah
4,80 100 99,451 90 2,40 100 92,555 75 1,20 90 79,796 55 0,60 59 55,811 35 0,30 30 29,536 8 0,15 10 8,169 0
Gambar 4.1 Grafik Gradasi Agregat Halus 5.3 Pengujian Agregat Kasar
Pada penelitian ini agregat kasar yang digunakan berasal dari Merapi. Sebelum melakukan mix design, dilakukan pengujian awal pada material agregat kasar agar dapat diketahui karakteristiknya.
5.3.1 Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Air
Setelah dilakukan pengujian, didapat data berat jenis dan penyerapan air pada agregat kasar seperti pada Tabel 5.7 berikut ini.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.15 0.3 0.6 1.2 2.4 4.8 10 % L o los Ku m u lat if Lubang Saringan (mm)
59
Tabel 4.7 Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Kasar
Uraian Hasil Pengamatan
Sampel 1 Sampel 2 Rata-rata
Berat Kerikil Kering Mutlak (Bk), gram 4973 4965 4969
Berat Kerikil SSD (Bj), gram 5000 5000 5000
Berat Kerikil dalam Air (Ba), gram 3058,7 3021,5 3040,1
Berat Jenis Curah 2,562 2,509 2,536
Berat Jenis SSD 2,576 2,527 2,551
Berat Jenis Semu 2,598 2,555 2,576
Penyerapan Air 0,543% 0,705% 0,624%
Dari hasil uji berat jenis di atas dipeoleh nilai berat jenis SSD rata-rata sebesar 2,551 dan dapat diklasifikasikan sebagai agregat normal karena nilainya berada dalam batas yang diizinkan yaitu antara 2,2 sampai 2,7. Penyerapan air yang didapat dari hasil pengujian yaitu 0.624%. Angka tersebut menunjukkan kemampuan agregat dalam menyerap air dari keadaan kering mutlak sampai jenuh kering muka sebesar 0.624% dari berat agregat.
5.3.2 Pemeriksaan Berat Isi
Pemeriksaan berat isi pada agregat kasar dibedakan menjadi dua, yaitu berat isi gembur dan berat isi padat. Setelah dilakukan pengujian, data berat isi gembur dan berat isi pada agregat kasar yang dipeoleh dapat dilihat pada Tabel 5.8 dan Tabel 5.9 berikut ini.
Tabel 4.8 Berat Isi Gembur Agregat Kasar
Uraian Hasil Pengamatan
Sampel 1 Sampel 2
60
Berat Tabung + Agregat (W2), gram 18200 17300
Berat Agregat (W3), gram 6700 6400
Volume Tabung (V), cm3 5213,551 5301,438
Berat Isi Gembur, gr/cm3 1,285 1,207
Berat Isi Gembur Rata-rata, gr/cm3 1,246
Tabel 4.9 Berat Isi Padat Agregat Kasar
Uraian Hasil Pengamatan
Sampel 1 Sampel 2
Berat Tabung (W1), gram 11500 10900
Berat Tabung + Agregat (W2), gram 18900 18100
Berat Agregat (W3), gram 7400 7200
Volume Tabung (V), cm3 5213,551 5301,438
Berat Isi Padat, gr/cm3 1,419 1,358
Berat Isi Padat Rata-rata, gr/cm3 1,389
Dari hasil pengujian diatas didapat berat isi gembur sebesar 1,256 gr/cm3 dan berat isi padat sebesar 1,398 gr/cm3, nilai tersebut masih dalam batas yang diizinkan yaitu minimal 1,2 gr/cm3 (SII No.52-1980) sehingga agregat kasar yang digunakan termasuk kategori agregat normal.
5.3.3 Analisis Saringan
Pengujian analisa saringan dimaksudkan sebagai pegangan dalam pengujian untuk menentukan pembagian butir (gradasi) agregat kasar dengan menggunakan saringan. Data analisis saringan pada agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 5.10 berikut ini.
Tabel 4.10 Analisis Saringan Agregat Kasar
Lubang Saringan (mm) Berat Tertinggal (gram) Berat Tertinggal (%) Berat Tertinggal Kumulatif (%) Persen Lolos Kumulatif (%)
61 40,00 0 0 0 100 20,00 379 7.630 7.630 92.370 10,00 3154 63.498 71.128 28.872 4,80 1196.5 24.089 95.217 4.783 2,40 70.5 1.419 96.636 3.364 1,20 0.4 0.008 96.644 3.356 0,60 0 0 96.644 0.000 0,30 0 0 96.644 0.000 0,15 0 0 96.644 0.000 Pan 166.7 3.356 100 0.000 Jumlah 4967.1 100 657.186286 MHB = ∑𝑝𝑒𝑟𝑠𝑒𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑎𝑙 𝑘𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 𝑚𝑢𝑙𝑎𝑖 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑠𝑎𝑟𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛 0,15 𝑚𝑚 100 = 657.186 100 = 6,572%
Dari hasil pengujian didapat nilai MHB sebesar 6,572%. Angka tersebut berada pada batas yang diizinkan yaitu 5% – 8%. Kerikil yang digunakan termasuk dalam kerikil dengan besar butir maksimum 20 mm. Spesifikasi dan grafik gradasi agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 5.11 dan Gambar 5.2 berikut.
Tabel 4.11Spesifikasi Gradasi Kerikil dengan Besar Butir Maksimum 20 mm
Lubang Ayakan (mm)
Persen Lolos Kumulatif
62
40,00 100 100 100
20,00 100 92.370 95
10,00 55 28.872 25
4,80 10 4.783 0
Gambar 4.2 Grafik Gradasi Agregat Kasar
5.3.4 Pemeriksaan Kadar Lumpur Agregat kasar
Pengujian kandungan lumpur dilakukan dengan cara memeriksa butiran yang lolos saringan No. 4. Data hasil pengujian kadar lumpur dapat dilihat pada Tabel 5.12 berikut.
Tabel 4.12 Kandungan Lumpur Agregat Kasar
Uraian Hasil Pengamatan Sampel 1 Sampel 2 Rata-rata 0 20 40 60 80 100 120 4.8 10 20 40 % L o los Ku m u lat if Lubang Saringan (mm)
63
Berat agregat kering oven, gram (W1) 5000 5000 5000
Berat agregat kering oven setelah dicuci, gram
(W2) 4973 4965 4969
Persentase yang lolos ayakan no 200,
0.54 0.7 0.62
[(W1-W2)/W1]x100%
Dari hasil pengujian kandungan lumpur didapat persentase kandungan lumpur rata-rata 0,62%. Menurut Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia 1982 (PUBI 1982), kandungan lumpur untuk aregat kasar maksimum yang diisyaratkan adalah sebesar 1% sehingga aregat kasar dapat langsung digunakan, tidak perlu melalui proses pencucian.
5.4 Perencanaan Campuran Beton
Dari data material yang telah diperoleh, dilakukan perencanaan campuran beton (mix design) menggunakan metode SNI 03-2834-2000 sebagai berikut ini. 1. Kuat tekan yang diisyaratkan (𝑓′𝑐) adalah 25 Mpa.
2. Nilai tambah/ margin (𝑀) adalah 12 MPa. 3. Kuat tekan beton yang ditargetkan (𝑓′𝑐𝑟).
𝑓′𝑐𝑟 = 𝑓′𝑐 + 𝑀 = 25 + 12 = 37 MPa
4. Jenis semen yang digunakan yaitu semen Portland merk Holcim. 5. Jenis agregat yang digunakan:
a. agregat kasar berupa batu pecah dari Merapi, dan b. agregat halus berupa pasir alami dari Merapi
6. Faktor air semen (fas)
Untuk menentukan nilai faktor air semen digunakan tabel perkiraan kuat tekan beton pada Tabel 3.4. Pada penelitian ini digunakan jenis semen Portland tipe I, jenis agregat kasar batu pecah, dan benda uji berbentuk silinder sehingga sesuai dengan Tabel 3.4 maka perkiraan kuat tekan beton dengan faktor air
64
semen 0,5 pada umur 28 hari adalah 37 MPa. Sedangkan untuk beton dengan bahan tambah faktor air semennya disesuaikan agar angka slump nya masuk dalam rentang yang direncanakan (10±2 cm).
7. Kadar air bebas agregat campuran
Ukuran agregat maksimum yang digunakan adalah 20 mm dan nilai slump yang ditentukan adalah 60-180 mm sehingga dari Tabel 3.6 diperoleh nilai perkiraan jumlah air untuk agregat halus (𝑊ℎ) adalah 195 sedangkan untuk agregat kasar (𝑊𝑘) adalah 225. Kemudian nilai kadar air bebas agregat campuran adalah sebagai berikut ini.
Kadar air bebas = 2
3𝑊ℎ + 1 3𝑊𝑘 = 2 3∙ 195 + 1 3∙ 225 = 205 kg/m3 8. Kadar semen
Jumlah semen per m3 beton = Kadar air bebas
fas
= 205
0,5
= 410 kg/m3 9. Persentase agregat halus dan agregat kasar
Dengan mengacu pada slump 60-180 mm, faktor air semen 0,5 dan ukuran butir maksimum 20 mm serta agregat halus berada pada gradasi 2 maka persentase agregat halus terhadap kadar agregat total sesuai pada Gambar 5.3.
65
46 37
0,5
Gambar 4.3 Persentase Agregat Halus Terhadap Kadar Agregat Total
(Sumber: SNI-03-2834-2000)
Dari Gambar 5.3 diperoleh persentase agregat halus berkisar 37% - 46%. Nilai yang digunakan adalah nilai rata-rata yaitu 41,5%.
Nilai persentase agregat kasar = 100% - Persentase agregat halus = 100% - 41,5%
= 58,5% 10. Berat jenis relatif agregat
Berat jenis agregat halus (BJAH) = 3,042
Berat jenis agregat kasar (BJAK) = 2,551
Berat jenis agregat gabungan (BJAG) = (%AH x BJAH) + (%AK x BJAK)
= (41,5% x 3,042) + (58,5% x 2,551) = 2,754
11. Berat isi beton
Dengan kadar air bebas 205 kg/m3 dan berat jenis relatif agregat 2,754 maka perkiraan berat isi beton sesuai pada Gambar 5.4 berikut.
66
205 205 2448
Gambar 4.4 Grafik Perkiraan Berat Isi Beton Basah yang Telah Selesai Dipadatkan (Sumber: SNI-03-2834-2000)
Dari Gambar 5.4 diperoleh nilai berat isi beton basah sebesar 2448 kg/m3. 12. Kadar agregat gabungan
Kadar agregat gabungan = berat isi beton - kadar semen - kadar air bebas = 2448 - 410 - 205
= 1833 kg/m3
13. Kadar agregat halus
Kadar agregat halus = 41,5% x 1833 = 760,695 kg/m3
14. Kadar agregat kasar
Kadar agregat halus = 58,5% x 1833 = 1072,305 kg/m3
67
Selanjutnya rekapitulasi perencanaan campuran beton dapat dilihat pada Tabel 5.13.
Tabel 4.13 Rekapitulasi Perencanaan Campuran Beton
Proporsi Campuran Semen
(kg) Air (kg) Agregat Halus (kg) Kasar (kg) Proporsi Campuran teoritis (Agregat
SSD)
Setiap m3 410 205 760,695 1072,305
Setiap campuran uji: 0,0053 m3 2,174 1,087 4,032 5,685 Proporsi Campuran dengan angka
penyusutan 20%
Setiap m3 492 246 912,834 1286,766
Setiap campuran uji: 0,0053 m3 2,608 1,304 4,839 6,822 Kemudian untuk kebutuhan material setiap benda uji serta kebutuhan material pada1 kali adukan dapat dilihat pada Tabel 5.14 dan Tabel 5.15 berikut.
Tabel 4.14 Kebutuhan Material Untuk 1 Benda Uji
Kode Benda Uji Volume Material Semen (kg) Pasir (kg) Krikil (kg) Air (kg) Serbuk Gergaji (kg) Faktor Air Semen (FAS) Bestmittel (Kg) N 0,0053 2.608 4.839 6.822 1.304 0.000 0.5 0.000 A1 0,0053 2.608 4.839 6.822 1.304 0.000 0.5 0.016 A2 0,0053 2.478 4.839 6.822 1.304 0.130 0.5 0.016 A3 0,0053 2.347 4.839 6.822 1.304 0.261 0.573 0.016 A4 0,0053 2.217 4.839 6.822 1.304 0.391 0.624 0.016 A5 0,0053 2.087 4.839 6.822 1.304 0.522 0.683 0.016
68 Kode Bend a Uji Volum e Material Jumla h Benda Uji Semen (Kg) Serbuk Gergaj i Kayu (Kg) Agrega t Halus (Kg) Agrega t Kasar (Kg) Air (Kg ) Faktor Air Seme n (FAS) Bestmitte l (Kg) N 5 0,0265 13.04 2 0 24.197 34.109 6,5 2 0.5 0 A1 5 0,0265 13.04 2 0 24.197 34.109 6,5 2 0.5 0.078 A2 5 0,0265 12.38 9 0,557 24.197 34.109 6,5 2 0.5 0.078 A3 5 0,0265 11.73 7 1,113 24.197 34.109 6,5 2 0.57 3 0.078 A4 5 0,0265 11.08 5 1,670 24.197 34.109 6,5 2 0.62 4 0.078 A5 5 0,0265 10.43 3 2,227 24.197 34.109 6,5 2 0.68 3 0.078
5.5 Pengujian Beton Segar
5.5.1. Pengujian Slump
Slump merupakan parameter yang digunakan untuk mengetahui tingkat
kelecakan pada campuran beton, yaitu kecairan atau kepadatan adukan dalam pengerjaan beton. Hal ini berkaitan dengan tingkat kemudahan dalam pengerjaan beton (workability). Semakin cair adukan berbanding lurus dengan nilai slump yang makin tinggi.
69
Hasil pengujian slump pada adukan beton dapat dilihat pada Tabel 5.16 berikut.
Tabel 4.16 Nilai Slump Pada Adukan Beton 14 dan 28 Hari
Kode Benda Uji Air Sesuai Perhitungan (kg) Air yang Digunakan (kg) Penambahan Air (kg) Faktor Air Semen (FAS) Nilai Slump Rata-rata Sebelum Penambahan Air (cm) Nilai Slump Rata-rata Setelah Penambahan Air (cm) NA 6,520 6,520 0 0.5 12 12 A1 6,520 6,520 0 0.5 11,7 11,7 A2 6,520 6,520 0 0.5 11,5 11,5 A3 6,520 6,720 0,2 0.573 7.9 10 A4 6,520 6,920 0,4 0.624 6.7 9,5 A5 6,520 7,120 0,6 0.683 6 8,5 NB 6,520 6,520 0 0.5 11,8 11,8 B1 6,520 6,520 0 0.5 11,6 11,6 B2 6,520 6,520 0 0.5 11,5 11,5 B3 6,520 6,720 0,2 0.573 7,5 10,5 B4 6,520 6,920 0,4 0.624 7 9,5 B5 6,520 7,120 0,6 0.683 6,5 8,7
Pada penelitian ini terdapat dua macam tipe beton, yaitu beton normal (standar) dan beton dengan bahan tambah. Penelitian ini menggunakan perhitungan nilai faktor air semen pada beton standar yaitu FAS = 0,5. Karena belum adanya aturan khusus mengenai perhitungan FAS untuk beton dengan bahan tambah, maka nilai FAS yang digunakan pada beton dengan bahan tambah mengacu pada nilai
70
FAS beton standar namun dengan penyesuaian agar nilai slump masuk pada rentang rencana yaitu 10±2 cm. Penyesuaian ini mengikuti sifat bahan tambah yang digunakan yaitu serbuk gergaji kayu yang bersifat higroskopis atau menyerap air.
Berdasarkan Tabel 5.16 diatas dalam pengujian slump pada beton normal (standar) yaitu beton NA dan NB dengan nilai FAS 0,5 memiliki nilai slump 12 dan 11,8 cm atau sudah di dalam rentang nilai slump rencana 10±2cm. Kemudian pada beton A1 dan B1 dengan variasi bahan tambah 0,6% Bestmittel, memiliki nilai
slump sedikit lebih rendah dari beton normal yakni 11,6 dan 11,7 cm atau sudah
berada dalam rentang nilai slump rencana 10±2cm. Beton ini menggunakan nilai FAS 0,5. Kemudian pada variasi selanjutnya A2 dan B2 yaitu beton dengan 0,6%
Bestmittel serta beton dan 5% serbuk gergaji kayu sebagai substitusi sebagian
semen, menggunakan nilai FAS 0,5 memiliki nilai slump lebih rendah dari beton normal dan beton pada variasi sebelumnya yang tanpa serbuk gergaji yaitu 11,5 cm. Nilai tersebut sudah masuk dalam rentang nilai slump rencana 10±2cm. Oleh karena itu beton dengan bahan tambah ini tidak memerlukan penyesuaian. Sedangkan pada variasi selanjutnya dimana kadar serbuk gergajinya tinggi, yaitu beton dengan variasi 0,6% Bestmittel dan substitusi serbuk gergaji kayu sebagai bahan pengganti sebagian semen berturut-turut 10%, 15% dan 20%, dan menggunakan nilai FAS berturut 0,573; 0,624; dan 0,683; nilai slump yang didapat cukup rendah dan tidak sesuai dengan nilai slump rencana. Nilai slump yang didapat berturut-turut juga menurun berbanding lurus dengan semakin banyaknya kadar serbuk gergaji kayu yang disubstitusikan. Hal tersebut disebabkan karena serbuk gergaji kayu bersifat higroskopis atau mudah menyerap air dan menyebabkan kurangnya air pada campuran beton yang memiliki kadar serbuk gergaji tinggi sehingga menghasilkan campuran beton yang terlalu kering, dan sulit untuk dikerjakan. Oleh karena itu perlu dilakukan penyesuaian dengan cara penambahan air per 0,2 kg hingga nilai
71
5.5.2. Pemeriksaan Berat Volume
Hasil pemeriksaan berat volume beton segar dapat dilihat pada Tabel 5.17 berikut.
Tabel 4.17 Hasil Pemeriksaan Berat Volume Beton
Kode Benda Uji Berat Isi Rencana (kg/m3) Berat Isi Rata-rata (kg/m3) Selisih (%)
Normal A 2448 2423.999 -0.980 A1 2448 2461.836 0.565 A2 2448 2289.602 -6.471 A3 2448 2277.287 -6.974 A4 2448 2202.033 -10.048 A5 2448 2172.012 -11.274 NORMAL B 2448 2471.074 0.943 B1 2448 2318.822 -5.277 B2 2448 2229.038 -8.945 B3 2448 2224.615 -9.125 B4 2448 2159.861 -11.770 B5 2448 2097.216 -14.329
Berdasarkan data hasil pemeriksaan berat isi beton segar dalam berbagai variasi benda uji, dapat disimpulkan bahwa beton normal mempunyai berat isi 2471,074 kg/m3 sudah memenuhi memenuhi berat isi rencana yaitu 2448 kg/m3. Berat isi tersebut lebih besar daripada berat isi rencana dikarenakan pada saat proses pemadatan dilakukan terlalu keras. Sedangkan berat isi rata-rata beton segar terendah terdapat pada beton A5, dengan berat isi beton basah 2097,216 kg/m3. Yaitu beton dengan substisusi 20% serbuk gergaji sebagian semen. Hal ini dikarenakan berat jenis serbuk lebih kecil daripada berat jenis semen.
5.6 Pengujian Kuat Tekan Beton
Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada benda uji dengan kuat tekan rencana (𝑓′𝑐) 25 MPa. Pengujian kuat tekan dilakukan ketika beton berumur 14 dan
72
28 hari. Hasil pengujian kuat tekan beton umur 14 hari dapat dilihat pada Tabel 5.18 dan Gambar 5.5 berikut.
Tabel 4.18 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Umur 14 Hari No Kode Diameter (mm) Luas (mm2) Beban Maksimum (kN) Kuat Tekan (MPa) Rata-Rata (Mpa) Rasio (%) 1 NA1 149.4 17530.370 400 22.818 22.832 2 NA2 150.4 17765.832 385 21.671 3 NA3 149.3 17506.910 390 22.277 90,0869 4 NA4 150.8 17860.457 415 23.236 5 NA5 147 16971.669 410 24.158 6 A11 149.4 17530.370 410 23.388 23.053 7 A12 150.4 17765.832 375 21.108 8 A13 149.3 17506.910 425 24.276 90,961 9 A14 150.8 17860.457 420 23.516 10 A15 147 16971.669 390 22.979 11 A21 149.4 17530.370 430 24.529 24.262 12 A22 150.4 17765.832 420 23.641 13 A23 149.3 17506.910 410 23.419 95,730 14 A24 150.8 17860.457 425 23.796 15 A25 147 16971.669 440 25.926 16 A31 149.4 17530.370 389 22.190 21.172 17 A32 150.4 17765.832 370 20.826 18 A33 149.3 17506.910 345 19.707 83,536 19 A34 150.8 17860.457 360 20.156 20 A35 147 16971.669 390 22.979 21 A41 149.4 17530.370 290 16.543 14.722 22 A42 150.4 17765.832 250 14.072 58,089 23 A43 149.3 17506.910 240 13.709 24 A44 150.8 17860.457 260 14.557 25 A45 147 16971.669 250 14.730 26 A51 149.4 17530.370 200 11.409 10.426 41,138 27 A52 150.4 17765.832 180 10.132 28 A53 149.3 17506.910 176 10.053 29 A54 150.8 17860.457 190 10.638 30 A55 147 16971.669 168 9.899
73 Kua t Te ka n (MPa)
Gambar 4.5 Perbandingan Kuat Tekan Umur 14 Hari
Berdasarkan Gambar 5.5 diperoleh bahwa benda kuat tekan tertinggi benda uji umur 14 hari terdapat pada benda uji dengan penambahan 0,6% Bestmittel dan substitusi sebagian semen dengan serbuk gergaji kayu sebesar 5% yaitu 24,262 Mpa. Sedangkan yang terendah terdapat pada benda uji dengan penambahan 0,6%
Bestmittel dan substitusi sebagian semen dengan serbuk gergaji kayu sebesar 20%
kuat tekan 10,425 MPa. Kuat tekan beton NA, A1, A2 sesuai dengan rasio kuat tekan yang diizinkan untuk beton berumur 14 hari, yakni >88% (PBI 1971) dari kuat tekan rencana (25 MPa). Sedangkan kuat tekan beton A3, A4 dan A5 tidak memenuhi syarat yang diizinkan, karena kuat tekan pada umur 14 hari <88% dari kuat tekan rencana (25 MPa)
22.832 23.053 24.262 21.172 14.722 10.426 0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 NA A1 A2 A3 A4 A5 MPa MPa MPa MPa MPa MPa
Kode Variasi Beton
74
Hasil pengujian kuat tekan benda uji umur 28 hari dapat dilihat pada Tabel 5.19 dan Gambar 5.6 berikut ini.
Tabel 4.19 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Umur 28 Hari No Kode Diameter (mm) Luas (mm2) Beban Maksi mum (kN) Kuat Tekan (MPa) Kuat Tekan Rata-Rata (Mpa) Peningkatan (%) 1 NB1 149.4 17530.370 445 25.385 25.344 0.000 2 NB2 150.4 17765.832 465 26.174 3 NB3 149.3 17506.910 440 25.133 4 NB4 150.8 17860.457 420 23.516 5 NB5 147 16971.669 450 26.515 6 B11 149.4 17530.370 440 25.099 25.909 2.228 7 B12 150.4 17765.832 450 25.330 8 B13 149.3 17506.910 470 26.847 9 B14 150.8 17860.457 460 25.755 10 B15 147 16971.669 450 26.515 11 B21 149.4 17530.370 470 26.811 27.668 9.167 12 B22 150.4 17765.832 485 27.300 13 B23 149.3 17506.910 495 28.275 14 B24 150.8 17860.457 510 28.555 15 B25 147 16971.669 465 27.399 16 B31 149.4 17530.370 410 23.388 23.121 -8.774 17 B32 150.4 17765.832 380 21.389 18 B33 149.3 17506.910 395 22.563 19 B34 150.8 17860.457 420 23.516 20 B35 147 16971.669 420 24.747 21 B41 149.4 17530.370 320 18.254 18.198 -28.196 22 B42 150.4 17765.832 310 17.449 23 B43 149.3 17506.910 335 19.135 24 B44 150.8 17860.457 330 18.477 25 B45 147 16971.669 300 17.677 26 B51 149.4 17530.370 260 14.831 14.990 -40.856 27 B52 150.4 17765.832 270 15.198 28 B53 149.3 17506.910 285 16.279 29 B54 150.8 17860.457 280 15.677 30 B55 147 16971.669 220 12.963
75 Kua t Te ka n (MPa)
Gambar 4.6 Perbandingan Kuat Tekan Umur 28 Hari
Setelah didapatkan nilai kuat tekan beton maka perlunya evaluasi terhadap mutu kuat tekan beton tersebut. Menurut SNI 03-2847-2002 pada pasal 7.6 bahwa nilai kuat tekan beton perlunya evaluasi dan kriteria penerimaan beton dimana bahwa beton harus diuji dengan ketentuan sebagai berikut.
1. Frekuensi pengujian
Dalam kriteria ini menjelaskan bahwa jumlah benda uji yang digunakan atau diuji kuat tekan beton harus diambil dari paling sedikit 5 benda uji dan suatu uji kuat tekan harus merupakan nilai dari 2 contoh uji silinder dari adukan beton yang sama dan diuji pada umur beton 28 hari atau pada umur uji yang ditetapkan untuk penentuan f’c. 25.344 25.909 27.668 23.121 18.198 14.990 0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 NB B1 B2 B3 B4 B5 MPa MPa MPa MPa MPa MPa
Kode Variasi Beton
76
2. Benda uji yang dirawat di laboratorium
Dalam kriteria ini menjelaskan bahwa kuat tekan suatu mutu beton dapat dikatakan memenuhi syarat jika:
a. setiap nilai rata-rata dari 3 uji kuat tekan yang berurutan mempunyai nilai yang sama atau lebih besar dari f’c.
b. tidak ada nilai uji kuat tekan yang dihitung sebagai nilai rata-rata dari 2 hasil uji contoh silinder mempunyai nilai di bawah f’c melebihi dari 3,5 MPa (f’c –
3,5 MPa).
Dari kriteria penerimaan beton menurut SNI 03-2847-2002 pasal 7.6 diatas maka nilai kuat tekan rata-rata pada variasi NB, B1, dan B2 telah memenuhi syarat SNI 03-2847-2002 diatas. Namun pada variasi selanjutnya yaitu variasi B3, B4, dan B5 nilai kuat tekan rata-ratanya tidak memenuhi syarat dikarenakan oleh banyaknya kadar serbuk gergaji kayu sebagai pengganti sebagian semen. Karena semakin banyak semen yang disubstitusi, maka daya ikat beton akan semakin berkurang.
Gambar 4.7 Perbandingan Kuat Tekan Beton Pada Umur 14 Hari dan 28 Hari
Kua t Te ka n (Mpa )
77
Pada Gambar 5.7 diatas dijelaskan tentang perbandingan kuat tekan beton pada umur 14 hari dan 28 hari. Pada tabel tersebut terlihat semua variasi mengalami kenaikan kuat tekan. Kenaikan laju kuat tekan beton 14 hari dan 28 hari akan dibahas pada sub bab berikutnya.
5.7 Pembahasan Hasil Uji Kuat Tekan Beton
5.8.1. Pembahasan Kuat Tekan Beton 14 Hari dan 28 Hari.
Pada Gambar 5.5 dan Gambar 5.6 benda uji kontrol (NA dan NB) menggunakan nilai faktor air semen 0,5 yang merupakan beton campuran normal diperoleh nilai kuat tekan sebesar 22.832 MPa dan 25.344 MPa. Kuat tekan beton NA telah sesuai dengan rasio umur beton 14 hari yakni kuat tekannya harus >88% (PBI 1971) dari kuat tekan beton rencana yaitu 25 MPa.
Pada benda uji A1 dan B1dengan faktor air semen 0,5 serta penambahan
Bestmittel 0,6% dari berat semen dan penggantian semen dengan serbuk gergaji
kayu sebesar 0% pada umur 14 hari memiliki kuat tekan 23.053MPa atau mencapai 90,961% dari kuat tekan benda uji kontrol (NB) dan 25,909 MPa pada umur 28 hari atau meningkat 2,228% dari benda uji kontrol. Hal tersebut dikarenakan beton variasi ini terdapat penggunaan Bestmittel dimana dapat meningkatkan kekuatan beton.
Pada benda uji A2 dan B2dengan faktor air semen 0,5 serta penambahan
Bestmittel 0,6% dari berat semen dan penggantian semen dengan serbuk gergaji
kayu sebesar 5% memiliki kuat tekan 24,262 MPa pada umur 14 hari atau 95,730 % dari kuat tekan benda uji kontrol. Kuat tekan beton A2 telah sesuai dengan rasio umur beton 14 hari yakni kuat tekannya harus >88% (PBI 1971) dari kuat tekan beton rencana yaitu 25 MPa. Sedangkan kuat tekan beton B2 adalah 27,668 MPa pada umur 28 hari atau meningkat 9,167% dari benda uji kontrol. Hal tersebut dikarenakan beton variasi ini terdapat penggunaan Bestmittel dimana dapat meningkatkan kekuatan beton, serta adanya penggantian semen dengan serbuk gergaji kayu sebesar 5% dari sebagian semen yang mana dapat menyerap air dan dengan sifat adhesinya atau daya tarik-menarik antar molekul yang tidak sejenis sehingga dapat menambah kekuatan beton.
78
Benda uji A3 dan B3 dengan faktor air semen 0,573 serta penambahan
Bestmittel 0,6% dari berat semen dan penggantian semen dengan serbuk gergaji
kayu sebesar 10% kuat tekannya mencapai 21,172 MPa pada umur 14 hari atau 83,536% dari kuat tekan benda uji kontrol. Kuat tekan beton A3 tidak memenuhi syarat yang diizinkan, karena kuat tekan betonnya pada umur 14 hari <88% dari kuat tekan rencana (25 MPa). Sedangkan untuk beton B3 memiliki kuat tekan sebesar 23,121 MPa atau mengalami penurunan sebesar 8,774% dari benda uji kontrol pada umur 28 hari. Hal tersebut dikarenakan adanya penambahan air sebanyak 0,2 kg sehingga adanya perubahan faktor air semen dari 0,5 menjadi 0,573. Penurunan juga disebabkan karena terlalu besarnya substitusi sebagian semen dengan serbuk gergaji kayu yakni sebesar 10% dari berat semen, sehingga daya ikatnya berkurang.
Kuat tekan benda uji A4 dan B4 dengan faktor air semen 0,624 serta penambahan Bestmittel 0,6% dari berat semen dan penggantian semen dengan serbuk gerggaji kayu sebesar 15% mencapai 14,722 MPa pada umur 14 hari atau 58,089% dari kuat tekan benda uji kontrol. Kuat tekan beton A4 tidak memenuhi syarat yang diizinkan, karena kuat tekan betonnya pada umur 14 hari <88% dari kuat tekan rencana (25 MPa). Sedangkan beton B4 memiliki kuat tekan sebesar 18,198 MPa pada umur 28 atau mengalami penurunan 28,196% dari benda uji kontrol. Hal tersebut dikarenakan adanya penambahan air sebanyak 0,4 kg sehingga adanya perubahan faktor air semen dari 0,5 menjadi 0,624. Penurunan juga disebabkan karena terlalu besarnya substitusi sebagian semen dengan serbuk gergaji kayu yakni sebesar 15% dari berat semen, sehingga daya ikatnya berkurang. Pada benda uji A5 dan B5dengan faktor air semen 0,683 serta penambahan
Bestmittel 0,6% dari berat semen dan penggantian semen dengan serbuk gergaji
kayu sebesar 20% memiliki kuat tekan terendah yaitu 10,426 MPa pada umur 14 hari atau 41,138% dari kuat tekan benda uji kontrol. Kuat tekan beton A5 tidak memenuhi syarat yang diizinkan, karena kuat tekan pada umur 14 hari <88% dari kuat tekan rencana (25 MPa). Sedangkan beton B5 mempunyai kuat tekan sebesar 14,990 MPa pada umur 28 hari atau mengalami penurunan sebesar 40,856% dari benda uji kontrol. Hal tersebut dikarenakan adanya penambahan air sebanyak 0,6
79
kg sehingga adanya perubahan faktor air semen dari 0,5 menjadi 0,683. Penurunan juga disebabkan karena terlalu besarnya substitusi sebagian semen dengan serbuk gergaji kayu yakni sebesar 20% dari berat semen, sehingga daya ikatnya berkurang.
5.8.2. Peningkatan Kuat Tekan Beton 14 Hari dan 28 Hari
Peningkatan kuat tekan beton umur 28 hari jika dibandingkan dengan beton umur 14 hari dapat dilihat pada Tabel 5.20 dan Gambar 5.8.
Tabel 4.20 Persentase Peningkatan Kuat Tekan Beton Kuat Tekan Umur 14
Hari (MPa) Beton A
Kuat Tekan Umur 28 Hari (MPa)
Beton B
Rasio Kuat Tekan Beton Umur 14 Hari (%) Peningkatan (%) 22,832 25,344 90,087 9,914 23,053 25,909 90,961 11,022 24,262 27,668 95,730 12,308 21,172 23,121 83,536 8,428 14,722 18,198 58,089 19,101 10,426 14,990 41,138 30,444
Gambar 4.8 Peningkatan Kuat Tekan Beton Umur 14 Hari dan 28 Hari
25.344 25.909 27.668 23.121 18.198 14.990 22.832 23.053 24.262 21.172 14.722 10.426 0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000
NORMAL 0 Kode Variasi Beton 5% 10% 15% 20%0,683
FAS 0,5 0,5 Ku at T ek an ( MP a) 0,5 0,573 0,624
80
Berdasarkan Gambar 5.8, kuat tekan umur 28 hari pada benda uji kontrol (NB) mengalami peningkatan sebesar 9,914% dari kuat tekan umur 14 hari. Seterusnya beton dengan penambahan Bestmittel 0,6% dari semen mengalami kenaikan sebesar 11,022% dari beton NB. Selanjutnya peningkatan kuat tekan beton juga dialami oleh beton dengan penambahan Bestmittel 0,6% dan substitusi gergaji kayu 5% dari sebagian semen yaitu dengan angka 12,308%. Kemudian untuk tiga variasi selanjutnya, dengan Betmittel yang sama, namun dengan substitusi serbuk gergaji yang berbeda yaitu berturut turut 10%, 15%, dan 20%, kuat tekan beton juga mengalami peningkatan berturut-turut yaitu 8,428%, 19,101% dan 30,444%. Peningkatan kuat tekan terjadi karena faktor perendaman yang lebih lama.
Dalam Gambar 5.8 diatas didapat nilai kuat tekan maksimum pada beton B2 dengan penambahan 0,6% Bestmittel dan substitusi 5% serbuk gergaji kayu sebagai penggantian semen yaitu sebesar 27,668 MPa, atau mengalami kenaikan kuat tekan sebesar 9,167% dari kuat tekan beton kontrol yaitu 25,344 MPa.
Perbedaan dengan penelitian Siswadi dkk. (2007), variasi yang dilakukan pada penelitian tersebut adalah dengan penambahan serbuk gergaji kayu 0 kg/m3, 0,5 kg/m3, dan 1 kg/m3 dan menggunakan faktor air semen sebesar 0,45. Dalam penelitian tersebut didapat kuat tekan maksimum pada variasi penambahan serbuk gergaji kayu sebesar 1 kg/m3 yaitu 27,100 MPa, atau mengalami kenaikan kuat tekan sebesar 3,1% dari kuat tekan beton kontrol yaitu 26,293 MPa. Kenaikan kuat tekan ini masih jauh berada di bawah kuat tekan dengan variasi penambahan 0,6% Bestmittel dan substitusi 5% serbuk gergaji kayu sebagai penggantian semen yaitu dengan kenaikan sebesar 9,167% dari beton kontrol.
Dalam penelitian Putra dkk. (2007), beton dengan campuran serbuk kayu ditambahkan dalam proporsi yang berbeda. Dalam hal ini, serbuk kayu digunakan adalah jenis kayu jati dan berfungsi untuk menggantikan agregat halus berdasarkan volume agregat halus. Adapun variasi subtitusi serbuk kayu yang digunakan adalah 0%, 2,5%, 5%, dan 10%. Benda uji berupa kubus 15 cm x 15 cm dengan Mutu Beton K-250 dan kuat tekan rencana 20 Mpa. Hasil penelitian selama 28 hari, menunjukkan bahwa kuat tekan, dan berat beton mengalami penurunan
81
dengan bertambahnya persentase serbuk kayu yang ditambahkan pada campuran beton. Adapun penurunan berat beton rata-rata sebesar 2.08%, 3.61%, dan 8.47% dari beton normal.Sedangkan untuk nilai kuat tekan mengalami penurunan sebesar 4.2%, 16.3%, dan 48.2% dari beton normal. Hasil ini berbanding terbalik dengan penelitian pengaruh serbuk gergaji kayu sebagai substitusi sebagian semen dan bahan tambah 0,6% bestmittel terhadap karakteristik beton. Pada penelitian tersebut terjadi kenaikan kuat tekan beton sebesar 9,167% dari beton kontrol.
Penelitian Saifuddin dkk. (2014), menggunakan variasi penambahan serbuk gergaji kayu sebanyak 5gr/kubus dan menggunakan faktor air semen 0,55. Pada umur beton 3 hari, kuat tekan beton setelah penambahan campuran serbuk kayu sebanyak 5 gr/kubus yaitu sebesar 13,62 MPa, terjadi peningkatan kuat tekan sebesar 1,08% dibanding beton sebelum penambahan serbuk kayu yang mempunyai kuat tekan beton 12,53 MPa. Kenaikan kuat tekan ini masih jauh berada di bawah kuat tekan dengan variasi penambahan 0,6% Bestmittel dan substitusi 5% serbuk gergaji kayu sebagai penggantian semen yaitu dengan kenaikan sebesar 9,167% dari beton kontrol.
Beton dengan penambahan Bestmittel dan serbuk gergaji kayu sebagai bahan pengganti sebagian semen tidak dapat dijadikan pembanding karena PBI 1971 dikhususkan untuk perbandingan kuat tekan beton normal terhadap umur betonnya. Selain mengetahui rasio beton normal, maka diperlukan hasil perbandingan laju kenaikan antara kuat tekan beton umur 14 dan 28 hari. Hasil perbandingan laju kenaikan antara kuat tekan beton pada umur 14 dan 28 hari terhadap kuat tekan beton normal umur 14 dan 28 hari dapat dilihat pada Gambar 5.9 berikut.
82
Gambar 4.9 Perbandingan Laju Kenaikan Kuat Tekan Beton Umur 14 Hari dan 28 Hari
Dalam Gambar 5.9 diatas, dipaparkan data laju kenaikan kuat tekan beton. Beton dengan kuat tekan tertinggi memiliki laju kenaikan tercepat atau beton A2 dan B2, yaitu beton dengan bahan tambah 0,6% Bestmittel dan 5% serbuk gergaji kayu sebagai pengganti sebagian semen. Sedangkan sebaliknya, beton dengan kuat tekan terendah memiliki laju kenaikan paling lambat atau beton A5 dan B5, yaitu beton dengan bahan tambah 0,6% Bestmittel dan 20% serbuk gergaji kayu sebagai pengganti sebagian semen.
5.8 Pengujian Modulus Elastisitas Beton
Modulus elastisitas beton adalah ukuran kekerasan (stiffness) dari suatu bahan tertentu. Modulus ini adalah aplikasi rekayasa yang didefinisikan sebagai perbandingan tegangan dan regangan.
Grafik Tegangan dan Regangan dari hasil pengujian beton normal (NA1) dapat dilihat pada Tabel 5.21 dan Gambar 5.10.
Tabel 4.21 Perhitungan Tegangan Regangan Beton NA1
Beban Ekstensiometer ∆L
sebenarnya Tegangan Regangan
0 5 10 15 20 25 30 0 14 28 Ku at Te ka n (MPa ) Hari
Beton Normal A1 dan B1 A2 dan B2
83 KN N ....x10^-3 (1/2∆L)mm (P/A) Mpa (∆L/Lo) 10 10000 10 0.0050 0.5704 0.0000250 20 20000 18 0.0090 1.1409 0.0000450 30 30000 28 0.0140 1.7113 0.0000700 40 40000 42 0.0210 2.2818 0.0001050 50 50000 55 0.0275 2.8522 0.0001375 60 60000 67 0.0335 3.4226 0.0001675 70 70000 80 0.0400 3.9931 0.0002000 80 80000 94 0.0470 4.5635 0.0002350 90 90000 108 0.0540 5.1339 0.0002700 100 100000 122 0.0610 5.7044 0.0003050 110 110000 137 0.0685 6.2748 0.0003425 120 120000 150 0.0750 6.8453 0.0003750 130 130000 164 0.0820 7.4157 0.0004100 140 140000 177 0.0885 7.9861 0.0004425 150 150000 192 0.0960 8.5566 0.0004800 160 160000 206 0.1030 9.1270 0.0005150 170 170000 220 0.1100 9.6975 0.0005500 180 180000 234 0.1170 10.2679 0.0005850 190 190000 250 0.1250 10.8383 0.0006250 200 200000 268 0.1340 11.4088 0.0006700 210 210000 288 0.1440 11.9792 0.0007200 220 220000 300 0.1500 12.5496 0.0007500 230 230000 318 0.1590 13.1201 0.0007950 240 240000 330 0.1650 13.6905 0.0008250 250 250000 343 0.1715 14.2610 0.0008575 260 260000 365 0.1825 14.8314 0.0009125 270 270000 382 0.1910 15.4018 0.0009550 280 280000 398 0.1990 15.9723 0.0009950 290 290000 415 0.2075 16.5427 0.0010375 300 300000 433 0.2165 17.1132 0.0010825 310 310000 446 0.2230 17.6836 0.0011150 320 320000 466 0.2330 18.2540 0.0011650 330 330000 482 0.2410 18.8245 0.0012050 340 340000 507 0.2535 19.3949 0.0012675 350 350000 528 0.2640 19.9654 0.0013200
84 360 360000 544 0.2720 20.5358 0.0013600 370 370000 566 0.2830 21.1062 0.0014150 380 380000 580 0.2900 21.6767 0.0014500 390 390000 605 0.3025 22.2471 0.0015125 400 400000 625 0.3125 22.8175 0.0015625 395 395000 645 0.3225 22.5323 0.0016125 390 390000 670 0.3350 22.2471 0.0016750 385 385000 690 0.3450 21.9619 0.0017250 380 380000 705 0.3525 21.6767 0.0017625 375 375000 720 0.3600 21.3914 0.0018000
Dari data perhitungan tegangan regangan diatas, didapat tegangan maksimum sebesar 22,815 MPa pada regangan 0,0015625. Nilai modulus elastisitasnya adalah 17722,37 MPa. Perhitungan tegangan regangan diatas dapat digambarkan grafik tegangan regangan sebagai berikut.
Gambar 4.10 Diagram Tegangan Regangan
5.8.1. Perhitungan Koreksi Linieritas Grafik Hasil Pengujian
Beton pada deformasi kecil akan berperilaku linier. Namun pada data pengujian yang didapat grafiknya tidak berperilaku linier pada awal pembebanan. Grafik hasil pengujian menjadi tidak linier pada awal pembebanan antara lain disebabkan oleh:
a. terjadi pergeseran benda uji, b. adanya kotoran pada alat uji, dan
c. alat penekan belum benar-benar menekan seluruh permukaan benda uji.
Beberapa faktor diatas mengakibatkan sulitnya membuat garis offset dan juga besar regangannya menjadi kurang valid. Karena pada saat pengujian, pada
0 5 10 15 20 25 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 Regangan T eg an g a n ( MP a)
85
awal pembebanan grafik tidak bersifat linier, maka perlu dilakukan koreksi linieritas. Regresi linier adalah salah satu dari jenis analisis peramalan atau prediksi yang sering digunakan pada data berskala kuantitatif. Analisis regresi mempelajari bentuk hubungan antara satu atau lebih peubah/variabel bebas (X) dengan satu peubah tak bebas (Y). Dalam penelitian peubah bebas (X) biasanya peubah yang ditentukan oleh peneliti. (Sumber: Internet 05).
Berikut ini adalah grafik hasil uji kuat tekan beton NA1.
Gambar 4.11 Data Mentah
Proses perhitungan diawali dengan membuat garis pada grafik pengujian melalui coba-salah secara observasi visual, kemudian dilanjutkan secara numeris dengan mencari nilai korelasi R2 antara regangan, x dan tegangan, y. Proses pencarian garis dihentikan ketika didapat garis pendekatan mempunyai nilai R2 paling tinggi. Berikut ini adalah contoh garis pendekatan grafik hasil tegangan regangan beton NA1.
0 5 10 15 20 25 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 Regangan T eg an g a n ( MP a) Akibat ketidakmantapan pada awal pembebanan
86
Gambar 4.12 Koreksi Data
Dari Gambar 5.12 didapat nilai-nilai yang dibutuhkan untuk menghitung besar nilai koreksi pergeseran (d). Berikut ini adalah contoh perhitungan nilai d pada benda uji NA1.
Tegangan = regangan y = 16607x + 0,606 R2 = 0,9997 d = -b / a = -0,606 / 16607 = -3,65 x 10-5
Setelah didapatkan nilai d, kemudian nilai regangan hasil pengujian dikurangi nilai d dan dimasukkan kedalam grafik sehingga didapat grafik seperti pada Gambar 5.13. y = 16607x + 0.606 R² = 0.9997 0 5 10 15 20 25 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 T eg an g a n ( M P a) Regangan
87
Gambar 4.13 Data Terkoreksi 5.9 Analisis Penyerapan Air Beton
Pemeriksaan serapan air pada benda uji dilakukan pada umur benda uji 28 hari. Benda uji dikeluarkan dari dalam rendaman lalu ditimbang untuk mengetahui berat basah beton. Setelah itu benda uji dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 105°C selama 24 jam. Setelah proses pengovenan, beton ditimbang kembali untuk mendapatkan berat kering beton. Hasil pemeriksaan penyerapan air beton dapat dilihat pada Tabel 5.22 dan Gambar 5.14 berikut.
Tabel 4.22 Penyerapan Air Beton Kode Benda
Uji
Berat Basah (kg)
Berat Oven Kering (kg)
Penyerapan Air (%)
Penyerapan Air Rata-Rata (%) NB1 12.8 12.47 2.578125 2.518572568 NB2 12.95 12.62 2.548262548 NB3 12.75 12.43 2.509803922 NB4 12.85 12.51 2.645914397 NB5 12.55 12.26 2.310756972 B11 12.9 12.58 2.480620155 2.465691413 B12 13.2 12.88 2.424242424 B13 12.95 12.63 2.471042471 B14 12.75 12.43 2.509803922 B15 13.1 12.78 2.442748092 B21 12.6 12.15 3.571428571 0 5 10 15 20 25 0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 T eg an g a n ( MP a) Regangan (mm)
88 B22 12.2 11.75 3.68852459 3.769850591 B23 12.55 12.1 3.585657371 B24 9.85 9.4 4.568527919 B25 13.1 12.65 3.435114504 B31 12 11.35 5.416666667 5.418502602 B32 12.1 11.45 5.371900826 B33 12.35 11.7 5.263157895 B34 11.85 11.2 5.485232068 B35 11.7 11.05 5.555555556 B41 11.4 10.48 8.070175439 7.932041249 B42 11.7 10.78 7.863247863 B43 11.75 10.83 7.829787234 B44 11.65 10.73 7.896995708 B45 11.5 10.58 8 B51 11.3 10.11 10.53097345 10.40364566 B52 11.5 10.31 10.34782609 B53 11.25 10.06 10.57777778 B54 11.55 10.36 10.3030303 B55 11.6 10.41 10.25862069
Gambar 4.14 Grafik Penyerapan Air Beton Umur 28 Hari
Pada Gambar 5.14 diatas daya serap air beton normal (NB) didapat sebesar 2,519% atau sesuai dengan batas yang diizinkan yaitu < 5% (SNI 03-2834-2000).
2.518572568 2.465691413 3.769850591 5.418502602 7.932041249 10.40364566 y = 0.3118x2- 0.5404x + 2.5807 0 2 4 6 8 10 12 N O R M A L B1 A 1 A 2B2 A 3B3 A 4B4 A 5B5 P en y er ap an air ( %)
Kode Variasi Beton
89
Kemudian beton B1 atau beton dengan variasi penambahan 0,6% Bestmittel memiliki daya serap air sebesar 2,466%. Nilai penyerapan tersebut lebih kecil dibandingkan penyerapan beton normal (NB), namun masih sesuai dengan batas maksimum penyerapan yang diizinkan. Selanjutnya beton dengan kode B2 atau beton dengan variasi penambahan 0,6% Bestmittel dan 5% serbuk gergaji kayu sebagai bahan pengganti sebagian semen, memiliki daya serap air sebesar 3,770%. Nilai tersebut sesuai dalam batas yang diizinkan namun lebih besar nilainya dari beton NB dan B1. Hal ini dikarenakan beton B2 memiliki kandungan 5% serbuk gergaji kayu sebagai bahan pengganti sebagian semen. Selama proses perendaman serbuk tersebut menyerap air sehingga daya serap air meningkat. Hal tersebut dikuatkan dengan variasi selanjutnya, yaitu beton kode B3 yang memiliki kadar serbuk gergaji kayu lebih besar. Beton B3 adalah beton dengan penambahan 0,6%
Bestmittel dan 10% serbuk gergaji kayu sebagai bahan pengganti sebagian semen.
Beton ini meliki daya serap air sebesar 5,419% lebih besar daripada beton NB, B1, dan B2. Dengan nilai tersebut, maka beton tersebut tidak sesuai dengan batas yang diizinkan yaitu < 5%. Selanjutnya adalah beton B4, yaitu beton dengan penambahan 0,6% Bestmittel dan 15% serbuk gergaji kayu sebagai bahan pengganti sebagian semen. Beton B4 memiliki daya serap air sebesar 7,932%, lebih besar daripada beton NB, B1, B2, dan B3. Hal ini dikarenakan kandungan serbuk gergaji kayu yang lebih besar, sehingga penyerapan air pun makin besar. Dengan nilai tersebut beton B4 nilai penyerapannya tidak sesuai dengan batas yang diizinkan. Kemudian yang terakhir adalah beton dengan kode B5 atau beton dengan kadar serbuk gergaji kayu terbesar. B5 adalah beton dengan penambahan 0,6% Bestmittel dan 20% serbuk gergaji kayu sebagai bahan pengganti sebagian semen. Beton tersebut memiliki daya serap air tertinggi dibandingkan varisi lainnya yaitu sebesar 10,404%. Hal tersebut dikarenakan beton B5 memiliki kadar serbuk gergaji kayu tertinggi. Sehingga pada saat proses perendaman beton tersebut menyerap lebih banyak air. Dengan nilai tersebut beton B5 nilai penyerapannya tidak sesuai dengan batas yang diizinkan. Dengan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin besarnya kadar serbuk gergaji kayu yang ada pada campuran beton, mengakibatkan semakin besar nilai penyerapan air beton.
90 5.10 Korelasi Hasil Pengujian
Mengkorelasi seluruh hasil pengujian dimaksudkan untuk mengetahui seluruh hasil pengujian pada suatu grafik agar dapat ditarik kesimpulan dari seluruh hasil pengujian pada setiap variasi beton. Korelasi seluruh hasil pengujian pada beton umur 14 hari dapat dilihat pada Gambar 5.15.
Gambar 5.15 Korelasi Seluruh Hasil Pengujian Pada Beton Umur 14 Hari
Pada umur beton 14 hari, beton A1 memiliki kuat tekan diatas beton normal. Hal ini dikarenakan adanya pennambahan 0,6% Bestmittel sehingga dapat mempercepat pengerasan beton. Kemudian pada beton A2 adalah beton dengan kuat tekan tertinggi yaitu beton dengan variasi penambahan 0,6% Bestmittel dan 0,5% serbuk gergaji kayu sebagai pengganti sebagian semen, peningkatan terjadi kandungan yang terdapat pada kayu apabila ditambahkan pada campuran beton akan terserap pada permukaan partikel dan memberikan daya ikat antar partikel akibat sifat adhesinya, serta menghambat difusi air dalam material dengan sifat hidrofobik yang dimilikinya. Kemudian pada variasi selanjutnya, beton A3, A4 dan A5 yaitu beton dengan kadar serbuk gergaji tinggi kuat tekannya berturut -turut menurun. Hal tersebut dikarenakan banyaknya semen yang di substitusi oleh serbuk gergaji kayu sehingga daya ikatnya berkurang. Kemudian pada nilai slump, nilai
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 Per se n tas e Ke n aik an ( % )
Kuat Tekan Slump Berat Volume
91
slump berturut-turut mengalami penurunan. Hal ini disebebkan karena adanya penambahan serbuk gergaji kayu yang bersifat menyerap air sehingga campuran beton menjadi kering. Selanjutnya berat volume beton juga secara berturut-turut mengalami penurunan. Hal ini dikarenakan adanya penambahan serbuk gergaji kayu. Semakin banyak kadar serbuk gergaji, maka berat volume beton semakin mengecil. Sedangkan untuk korelasi seluruh hasil pengujian pada beton umur 28 hari dapat dilihat pada Gambar 5.16.
Gambar 5.16 Korelasi Seluruh Hasil Pengujian Pada Beton Umur 28 Hari
Pada umur beton 28 hari, beton B1 memiliki kuat tekan diatas beton normal. Hal ini dikarenakan adanya pennambahan 0,6% Bestmittel sehingga dapat mempercepat pengerasan beton. Kemudian pada beton B2 adalah beton dengan kuat tekan tertinggi yaitu beton dengan variasi penambahan 0,6% Bestmittel dan 0,5% serbuk gergaji kayu sebagai pengganti sebagian semen, peningkatan terjadi kandungan yang terdapat pada kayu apabila ditambahkan pada campuran beton akan terserap pada permukaan partikel dan memberikan daya ikat antar partikel akibat sifat adhesinya, serta menghambat difusi air dalam material dengan sifat hidrofobik yang dimilikinya. Kemudian pada variasi selanjutnya, beton B3, B4 dan B5 yaitu beton dengan kadar serbuk gergaji tinggi kuat tekannya berturut -turut
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 Per se n tas e Ke n aik an ( % )
Kuat Tekan Slump Berat Volume Daya Serap Air
92
menurun. Hal tersebut dikarenakan banyaknya semen yang di substitusi oleh serbuk gergaji kayu sehingga daya ikatnya berkurang. Kemudian pada nilai slump, nilai slump berturut-turut mengalami penurunan. Hal ini disebebkan karena adanya penambahan serbuk gergaji kayu yang bersifat menyerap air sehingga campuran beton menjadi kering. Selanjutnya berat volume beton juga secara berturut-turut mengalami penurunan. Hal ini dikarenakan adanya penambahan serbuk gergaji kayu. Semakin banyak kadar serbuk gergaji, maka berat volume beton semakin mengecil. Selanjutnya daya serap air, pada beton B1 daya serap airnya lebih kecil daripada beton normal. Hal ini dikarenakan adanya penambahan Bestmittel yang dapat mengurangi pemakaian air sehingga beton menjadi lebih solid. Kemudian pada variasi selanjutnya daya serap air berturut-turut meningkat karena adanya kandungan serbuk gergaji kayu. Semakin banyak kadar serbuk gergaji kayu, semakin besar pula nilai daya serap airnya.
