BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi dalam hal kontruksi bangunan di Indonesia, selain membawa dampak positif juga membawa dampak negatif, hal ini pula memperbaiki kendala-kendala pengerjaan beton dan juga banyak inovasi beton untuk pengerjaan struktur. Sehingga pemanfaatan beton tersebut semakin lebih baik dalam struktur bangunan. Penggunaan beton sebagai salah satu pilihan kontruksi bangunan sipil lebih dikenal luas dibandingkan dengan kontruksi lain seperti kayu dan baja. Pilihan penggunaan beton sebagai bahan kontruksi ini dikarenakan beton mempunyai beberapa kelebihan yang tidak dimiliki oleh bahan lain, diantaranya beton relatif murah karena bahan penyusunnya didapat dari bahan lokal, mudah dalam pengerjaan dan perawatannya, mudah dibentuk sesuai kebutuhan, tahan terhadap perubahan cuaca, lebih tahan terhadap api dan korosi. Seiring dengan hal tersebut, peningkatan mutu, efisiensi, dan produktivitas dari setiap kegiatan pembangunan terutama yang terkait dengan sektor fisik mutlak harus dilakukan, seperti halnya sektor bangunan yang saat ini terus mengalami peningkatan.
penting dari sebuah bangunan. Sesuai dengan perkembangan teknologi beton yang demikian pesat, terutama mengenai beton normal yang menggunakan nilai FAS yang kecil serta adanya penggunaan zat tambahan (silica fume), maka sangat diperlukan penelitian-penelitian lanjutan agar diperoleh bahan-bahan baru yang bisa digunakan sebagai alternatif pengganti untuk pembuatan beton normal tersebut.
Deposit tanah diatomae di provinsi Aceh Besar cukup tinggi dengan estimasi 40.353.700.00 ton (Dinas Pertambangan dan Energi Provinsi NAD, 2012). Diatomae memiliki daya serap tinggi, mudah diperoleh dan bahan dasar yang merupakan sumber daya alam yang dapat dimanfaatkan untuk kesejahteraan masyarakat. Uraian di atas mendasari studi ini dilakukan untuk mencari alternatif sebagai bahan tambah untuk pembuatan beton normal.
1.2 Identifikasi Masalah
Pokok permasalahan dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana pengaruh sebagai bahan tambahan tanah diatomae terhadap kuat tekan beton normal ?
2. Bagaimanakah perbandingan kuat tekan beton tersebut dengan umur pengujian dan juga variasi bahan tambahan tanah diatomae ?
1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian
Adapun maksud dan tujuan dari penelitian serta tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan bahan tambah tanah diatomae terhadap kuat tekan beton normal;
1.4 Rumusan Masalah
Penggunaan additive sebagai campuran beton pada saat ini sudah merupakan bagian yang umum dipakai untuk meningkatkan mutu beton. Additive adalah bahan yang mempunyai kandungan utama silika dan alumina yang didapat dari alam maupun buatan. Additive ini salah satunya bisa didapat dari tanah diatomae yang mengandung silika.
Penggunaan bahan tambah pada beton normal ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruhnya terhadap kuat tekan beton normal tersebut.
1.5 Tujuan dan Manfaat Penelitian.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya pengaruh penggunaan bahan tambah tanah diatomae terhadap kuat tekan beton normal. Bahan tambah yang akan digunakan yaitu tanah diatomae dengan persentase 0%, 5%, 10% dan 15% dari berat semen dan juga faktor air semen (FAS) yang digunakan 0,30.
Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 7 hari, 28 hari dan 56 hari. Perencanaan komposisi campuran beton (mix design) direncanakan berdasarkan metode perbandingan berat material pembentuk beton. Pada rancangan campuran beton normal ini, benda uji yang akan digunakan berbentuk silinder dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm. Agregat kasar yg digunakan adalah kerikil dengan diameter agregat maksimum 24,5 mm.
1.6 Hasil Penelitian
berat volume (bulk density), berat jenis (specific grafity), analisa saringan (sieve analysis) dan penyerapan (absorbsi).
Hasil pengujian kuat tekan beton normal tertinggi terdapat pada penggunaan 0% tanah diatomae umur 7 hari, 28 hari dan 56 hari masing-masing sebesar 31,23 MPa, 33,10 MPa dan 38,93 MPa. Hasil pengujian kuat tekan beton normal ini menunjukkan bahwa pengujian benda uji pada umur 56 lebih tinggi. Pada pengujian umur 28 hari terjadi penurunan yang signifikan, dimana setiap penambahan tanah diatomae 5% terjadi penurunan 10% kuat tekan.
Berdasarkan persentase tanah diatomae, hasil pengujian kuat tekan beton normal ini menunjukkan bahwa persentase tanah diatomae 0% lebih tinggi dibandingkan dengan persentase tanah diatomae 5%, 10% dan 15%. Artinya penggunaan tanah diatomae pada pengujian kuat tekan beton normal lebih kecil.
Hasil analisis varian diperoleh F0 hitung variasi zat tambahan = 7,654 > F0,005;2;18 = 3,55, F0 hitung persentase zat tambahan = 13,115 > F0,05;2;18 = 3,55 dan F0 hitung interaksi = 0,180 < F0,005;4;18 = 2,93. Hal ini menunjukkan bahwa variasi umur pengujian berpengaruh terhadap kuat tekan, selanjutnya variasi persentase penggunaan zat tambahan juga berpengaruh terhadap kuat tekan, tetapi interaksi keduanya tidak berpengaruh terhadap kuat tekan.
BAB II
TINJAUAN KEPUSTAKAAN
2.1 Beton
Beton tersusun dari bahan penyusun utama yaitu semen agregat dan air yang dicampur bersama-sama dalam keadaan plastis dan mudah untuk dikerjakan. Karena sifat ini menyebabkan beton mudah untuk dibentuk sesuai dengan keinginan pengguna. Sesaat setelah pencampuran, pada adukan terjadi reaksi kimia yang pada umumnya bersifat hidrasi dan menghasilkan suatu pengerasan dan pertambahan kekuatan.
Mulyono (2006), mengungkapkan bahwa beton merupakan fungsi dari bahan penyusunnya yang terdiri dari bahan semen hidrolik, agregat kasar, agregat halus, air, dan bahan tambah. Beton merupakan bahan komposit dari agregat bebatuan dan semen sebagai bahan pengikat, yang dapat dianggap sebagai sejenis pasangan bata tiruan karena beton memiliki sifat yang hampir sama dengan bebatuan dan batu bata (berat jenis yang tinggi, kuat tekan yang sedang, dan kuat tarik yang kecil).
Sagel (1994), menguraikan bahwa beton adalah suatu komposit dari bahan batuan yang direkatkan oleh bahan ikat. Sifat beton dipengaruhi oleh bahan pembentuknya serta cara pengerjaannya.
Sifat-sifat beton pada umumnya dipengaruhi oleh kualitas bahan, cara pengerjaan, dan cara perawatannya. Karakteristik semen mempengaruhi kualitas beton dan kecepatan pengerasannya. Gradasi agregat halus mempengaruhi pengerjaannya, sedang gradasi agregat kasar mempengaruhi kekuatan beton. Kualitas dan kuantitas air mempengaruhi pengerasan dan kekuatan (Murdock, 2003).
peningkatan kekuatan pasta semen, yang biasanya didapatkan dengan mengurangi porositas pasta, dengan mengurangi rasio air – semen dan atau menggunakan water reducing agent. Peningkatan kekuatan pasta semen juga dapat diperoleh dengan pemakaian mineral admixtures seperti mikrosilika atau abu terbang. Kedua adalah dengan pemilihan kualitas agregat yang baik. Ketiga adalah dengan peningkatan kuat lekatan antara pasta semen dengan agregat, yang dapat dilakukan dengan memberikan bahan tambahan seperti klinker atau juga mikrosilika, serta pemilihan bentuk agregat yang sesuai.
2.2 Agregat
Kandungan agregat dalam campuran beton biasanya sangat tinggi. Berdasarkan pengalaman, komposisi agregat berkisar 60-70% dari berat campuran beton. Walaupun fungsinya hanya sebagai pengisi, tetapi karena komposisinya yang cukup besar, agregat inipun menjadi penting. Karena itu perlu dipelajari karakteristik agregat yang akan menentukan sifat mortar atau beton yang akan dihasilkan (Standar ASTM).
Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam atau agregat buatan (artificial aggregates). Secara umum, agregat dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu agregat kasar dan agregat halus. Batasan antara agregat halus dan agregat kasar yaitu 4,80 mm (British Standard) atau 4,75 mm (Standar ASTM). Agregat kasar adalah batuan yang ukurannya lebih besar dari 4,75 mm dan agregat halus adalah batuan yang lebih kecil dari 4,75 mm.
Agregat merupakan salah satu bahan pengisi pada beton, yang mencapai 70%-75% dari volume beton, sehingga agregat sangat berpengaruh terhadap sifat sifat beton. Dengan agregat yang baik, beton dapat dikerjakan (workable), kuat, tahan lama (durable) dan ekonomis (Nugraha dan Antoni, 2007).
Jenis agregat berdasarkan sumbernya dapat digolongkan menjadi :
b. Agregat buatan, merupakan agregat yang dibuat dengan tujuan penggunaan khusus atau karena kekurangan agregat alam.
Menurut Mulyono (2005), karakteristik agregat sangat berpengaruh pada mutu campuran beton. Sifat fisik dan mekanis (karakteristik) agregat yang digunakan Indonesia harus memenuhi syarat SII 0052-80, “Mutu dan Cara Uji Agregat Beton” dan ketentuan yang diberikan ASTM C-33-82, “Standard Specification for Concrete Agregates”.
2.3 Bahan Tambahan
2.3.1 Tanah diatomae (diatomite)
Diatomae adalah suatu kelompok besar dari algaplankton yang termasuk paling sering ditemui. Tanah diatomae dikenal dengan berbagai istilah seperti diatomit, kieselguhr, tripolit atau tepung fosil (Johnstone, 1961), atau tanah serap (Hoeve, 1984). Pada dasarnya pemanfaatan tanah diatomae telah dilakukan sejak beberapa dekade yang lalu, walaupun terbatas sebagai bahan bangunan seperti halnya tanah secara umum. Tanah Diatomae merupakan salah satu bahan galian yang cukup melimpah di Indonesia yang merupakan salah satu bahan penyerap yang tersedia di alam.
Diatomae memiliki sifat dasar yakni strukturnya unik, berat jenisnya rendah (± 0,45), permukannya luas dan berpori-pori, warnanya putih coklat (tergantung kontaminasinya), kemampuan daya hantar listrik atau panas rendah serta tidak abrasif (Rahmah, 2011).
Koloni diatomae akan berkembang baik apabila di tempat itu terdapat batuan piroklastik (mengandung banyak SiO2). Tanah diatomae dengan rumus kimia (SiO2 nH2O) adalah batuan sedimen silika terutama yang terdiri dari sisa kerangka fosil tumbuhan air, ganggang yang bersel tunggal. Komposisi kimia diatomae terdiri dari 86% silika, 5% natrium, 3% magnesium dan 2% besi (Hidayati, 2007).
Clark (1960), silika sebagai komponen utama tanah diatomae adalah amorf (SiO2 nH2O), dimana atom-atom silikon dan oksigen dalam silika tersusun secara tetrahedron mirip dengan silika kristal tetapi jaringan tersebut tidak terulang secara periodik dan simetri seperti halnya dalam kristal. Tanah diatomae diketahui mengandung zat-zat organik dan oksida-oksida logam yang diduga mengganggu kemampuan adsorpsi ion logam.
Komposisi kimia dari tanah diatomae dapat terliha dari komposisi SiO2 dan Al2O3. Begitu juga dengan pengotor-pengotornya seperti Na2O, K2O, Fe2O3, dan MgO. Untuk setiap jenis diatomea, kandungan komposisi kimianya berbeda-beda, seperti untuk diatomit (aulocoseira), komposisi kimianya terdiri dari SiO2 72%, Al2O3 11,42%, Na2O 7,21%, Fe2O3 5,81% dan CaO 1,48%. Celite adalah sebuah sifat bahan penyaring diatomae yang mempunyai tipe analisis energi kimia dengan alami dengan SiO2 85,5%. Al2O3 3,8%, Fe2O3 1,2%, Na2O + KO 1,1% dan CaO 0,5%. Al dengan Si (silikon) dapat mengurangi kelarutan dari biogenik silika (Carter, 2007).
Tabel 2.1 Komposisi tanah diatomae
No Komposisi Senyawa Persentase ( % )
1 SiO₂ 75,1
2 A₂lO₃ 12,21
3 LOI 5,5
4 Kadar Air 4,73
5 Fe₂O₃ 3,4
6 K₂O 2,96
7 Na₂O 1,58
8 CaO 1.11
9 MgO 0,79
10 TiO₂ 0,54
11 MnO 0.24
Dasar digunakan untuk pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat adalah metode American Concrete Institute (ACI), American Society for Testing and Materials (ASTM), British Standard (BS) dan Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI) 1971. Pemeriksaan sifat-sifat fisis dilakukan untuk menentukan apakah agregat yang digunakan memenuhi syarat sebagai material pembentuk beton yang baik. Data sifat-sifat fisis juga digunakan untuk merencanakan perbandingan campuran beton.
Secara umum agregat yang baik haruslah agregat yang mempunyai bentuk yang menyerupai kubus atau bundar, bersih, keras, kuat, bergradasi baik dan stabil secara kimiawi. Tekstur permukaan agregat sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat beton segar seperti kelecakan. Bentuk dan tekstur permukaan agregat, terutama agregat halus sangat mempengaruhi kebutuhan air campuran beton. Semakin banyak kandungan void pada agregat yang tersusun secara tidak padat, semakin tinggi kebutuhan air. Kekuatan beton mutu tinggi dipengaruhi juga oleh bentuk tekstur agregat, semakin kasar tekstur semakin besar daya lekat antara partikel dan matriks semen. Kekuatan partikel agregat, daya tahan agregat terhadap beban impak, ketahanan terhadap keausan agregat juga mempengaruhi kekuatan beton (Standar ASTM).
berbahaya, serta reaksi bahan-bahan garam sangat mempengaruhi mutu beton (Standar ASTM).
2.5 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Mutu Beton
Menurut Pujianto, et al. (2005), ada beberapa faktor utama yang mempengaruhi mutu beton, di antaranya adalah :
- Faktor air semen (FAS, w/c) yang rendah;
- Kualitas agregat halus (pasir) dan Kualitas agregat kasar (batu pecah); - Penggunaan admixture dan additive dengan kadar yang tepat;
- Prosedur yang benar dan cermat pada keseluruhan proses produksi beton; - Pengawasan dan pengendalian yang ketat pada keseluruhan prosedur dan mutu pelaksanaan yang didukung oleh koordinasi operasional yang optimal.
2.6 Kuat Tekan Beton
Pengujian dilakukan pada saat benda uji berumur 7 hari, 28 hari dan 56 hari, sebelum dilakukan pengujian terlebih dahulu benda uji ditimbang beratnya serta dilakukan pengukuran dimensi.
Pengujian kuat tekan beton mengacu standar ASTM dengan menggunakan alat compression test machine kuat tekan beton dapat dihitung:
f’c = Pmaks/A ...(2.3)
dimana :
2.7 Analisa Mutu Pelaksanaan
Dari hasil pengujian diperoleh sejumlah data. Baik tidaknya data dilihat dari standar deviasi. Standar deviasi dihitung dengan menggunakan persamaan 2.4 berikut :
S=
√
∑
i=1
n
(Xi−X)2
n−1 ...(2.4)
Di mana :
S = standar deviasi (kg/cm2);
Xi = kuat tekan beton ke – i (kg/cm2);
X = nilai rata-rata kuat tekan beton (kg/cm2); N = jumlah data.
Mulyono (2003:262) mengemukakan bahwa, standar deviasi adalah identifikasi penyimpangan yang terjadi dalam kelompok data. Menurut Troxell (1968), Cv adalah koefisien ragam sampel, yang dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.5.
Cv=S
X×100 % ………...……..………...(2.5)
di mana :
Cv = koefisien ragam sampel (%);
S = deviasi standar (kg/cm2) ; dan
X
= data rata-rata (kg/cm2).Klasifikasi mutu pelaksanaan untuk pekerjaan penelitian di laboratorium menurut Troxell (1968) adalah:
- Cv 5% sangat baik;
- 5% Cv 7% baik;
- 7% Cv 10 % sedang; dan
2.8 Analisa Varian
Analisa varian dilakukan untuk mengetahui apakah terdapat pengaruh penggunaan pozzolan tambahan sebagai pengganti silica fume terhadap kuat tekan beton. Menurut Hines dan Mongomery (1990 : 372), percobaan faktorial digunakan untuk mempelajari secara serentak satu atau lebih faktor.
Metode pengolahan data yang dipilih adalah metode analisa varian untuk klasifikasi dua arah model efek tetap. Susunan data untuk sebuah rancangan faktorial dua arah model efek tetap diperlihatkan pada Tabel. 2.4. Prosedur pengujian analisa varian untuk klasifikasi dua arah model efek tetap diperlihatkan pada Tabel 2.5.
Bila dari hasil analisa varian menginformasikan bahwa F0 > F0 (α) ; (a-1,N-a), atau dengan istilah lain F0 hitung lebih besar dari F tabel maka kuat tekan beton dipengaruhi oleh penambahan tanah diatomae. Bila sebaliknya maka perbedaan tidak berpengaruh nyata.
Tabel 2.2 Data analisa varian klasifikasi dua arah.
Perlakuan
Observasi
1 2
Ya.1 Y.1.1 Y2.1
Ya.2 Y1.2 Y2.2
- -
-Ya.n Y1.n Y2.n
Tabel 2.3 Analisa varian untuk klasifikasi dua arah model efek tetap.
Jumlah kuadrat dihitung dengan persamaan-persamaan di bawah ini :
SST=
∑
MSE= SSE
ab(n−1) ...(2.15)
Dimana :
a = Jumlah perlakuan (umur pengujian);
b = Jumlah perlakuan (persentase fly ash batu bara); a-1 = Derajat kebebasan SSperlakuan;
n = Jumlah pengulangan benda uji; y… = Total keseluruhan semua observasi.
2.9 Analisa regresi
Analisa regresi dipakai untuk menganalisa hubungan antara dua variabel atau lebih. Variabel-variabel yang harus diketahui dalam analisa regresi adalah variabel-variabel yang mempengaruhi (independent variable) dan dipengaruhi disebut variabel terikat (dependent variable). Pada penelitian ini variabel bebas adalah, variasi bahan tambah (tanah diatomae).
Untuk mendapatkan persamaan garis atau kurva yang mewakili kedua variabel tersebut terlebih dahulu dilakukan pengumpulan data yaitu, (xi , yi); dimana i = 1, 2, 3, ..., n. Kedua kumpulan data tersebut di plot kedalam sumbu kartesian untuk mendapatkan diagram pancar (scatter diagram).
Garis dan kurva penduga yang titik-titik dalam diagram pencar dapat berupa garis lurus (linier) atau dapat berupa garis lengkung (nonlinier). Regresi linier digunakan untuk diagram pencar yang berupa garis lurus dan regresi nonlinier untuk diagram pencar yang berupa garis lengkung. Dikutip Iskandar (2004 : 34) menyatakan bentuk persamaan kedua regresi tersebut adalah:
a. Regresi linier :
Y = a + bx (linier)...(3.1)
b. Regresi nonlinier
R squared) dipergunakan untuk mempertimbangkan ketetapan sebuah model regresi.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Material
Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen portland, agregat dari Krueng Aceh dan bahan tambahan tanah diatomae dari Aceh Besar. Semen yang digunakan adalah semen Portland Tipe I produksi PT. Semen Andalas Indonesia (PT. SAI). Pemeriksaan laboratorium terhadap semen ini tidak dilakukan karena telah memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI) 15-20490-1994. Pemeriksaan hanya dilakukan secara visual terhadap kantong yang tidak robek dan keadaan butiran (tidak terdapat gumpalan-gumpalan yang keras) pada semen tersebut.
Pemeriksaan terhadap agregat kasar dan agregat halus sebagai material pembentuk beton untuk mendapatkan mutu material pembentuk beton perlu dilakukan untuk mendapatkan mutu material yang baik sesuai ASTM (1982), Pemeriksaan ini dilakukan terhadap sifat-sifat agregat yang meliputi berat jenis (specific gravity), penyerapan (absorbtion), berat volume (bulk density), dan analisa saringan (sieve analyisis). Pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat kasar dan agregat halus didasarkan pada standar ASTM.
Bahan tambahan, tanah diatomae diambil dari Desa Lampanah Leungah Kecamatan Seulimeum Kabupaten Aceh Besar.
3.1.1 Pengambilan material
Tanah diatomae diambil dari Desa Lampanah Leungah Kecamatan Seulimeum Kabupaten Aceh Besar yang bentuk awalnya berupa bongkahan tanah pegunungan yang kemudian akan dihancurkan sampai halus dengan menggunakan mesin Los Angeles Test, selanjutnya di saring dengan menggunakan ayakan no. 200 sehingga didapat tanah diatomae dengan diameter lolos saringan no. 200.
3.1.2 Pemeriksaan material
Pemeriksaan yang perlu dilakukan terhadap tanah diatomae adalah Pemeriksaan sifat kimia terhadap tanah diatomae yang meliputi kandungan CaO, Fe2O3, Al2O3, dan SiO2. Untuk pemeriksaan komposisi senyawa kimianya dilakukan pemeriksaan oleh pegawai yang bekerja di Balai Riset dan Standarisasi Industri Kementerian Perindusterian Banda Aceh.
Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen portland tipe I produksi PT. Semen Andalas Indonesia (PT. SAI), tanah diatomae yang sudah dihancurkan diambil dari Desa Lampanah Leungah Kecamatan Seulimeum Kabupaten Aceh Besar.
3.2 Peralatan
Peralatan yang digunakan untuk pemeriksaan material agregat telah tersedia di Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan, Fakultas Teknik Unsyiah.
3.2.1 Pengecoran dan pemeriksaan adukan beton
Peralatan yang digunakan untuk pengecoran dan pemeriksaan adukan beton adalah :
- Mesin pengaduk beton (concrete mixer) berkapasitas 90 liter; - Peralatan pengukuran slump (kerucut Abram’s);
- Palu karet;
Sebelum dilakukan pengecoran terlebih dahulu dilakukan penimbangan agregat, semen, tanah diatomae dan air, dimana sebelumnya telah direncanakan komposisi campuran beton (concrete mix design). Pengecoran dilakukan dengan memasukkan bahan tersebut kedalam mesin pengaduk beton (concrete mixer), setelah teraduk rata terlebih dahulu dilakukan pengujian slump kemudian dituangkan kedalam cetakan benda uji silinder beton dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm, setiap 1/3 pengisian dilakukan pemadatan menggunakan tongkat besi dengan menusuk-nusuk 25 hingga 3 tahap pemadatan, kemudian pemadatan selanjutnya menggunakan palu karet.
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1 Persiapan
Pekerjaan persiapan meliputi : 1. Pengadaan material;
2. Pemeriksaan kandungan kimia tanah diatomae; 3. Pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat;
4. Perencanaan mutu beton; 5. Persiapan cetakan.
3.3.2 Pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat
Pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat meliputi pemeriksaan : 1. Berat jenis (ASTM C.128-93);
2. Absorbsi (ASTM C.128-93); 3. Berat volume (ASTM C. 127-88); 4. Analisa saringan (ASTM C. 136-93); 5. Pemeriksaan kandungan kimia.
Dalam merencanakan komposisi campuran beton (concrete mix design), diambil perencanaan campuran beton berdasarkan American Concrete Institute (ACI) 211.1-91 (2005). Untuk rancangan campuran beton direncanakan beton dengan faktor air semen yang dipakai yaitu 0,30. Presentase tanah diatomae yang digunakan sebagai bahan tambah sebesar 0%, 5%, 10%, dan 15% dari berat seman. Diameter agregat maksimum yang direncanakan 24,5 mm.
Perhitungan komposisi campuran beton adalah : 1. Slump dipilih 75 – 100 mm;
2. Diameter maksimum agregat adalah 24,5 mm; 3. Jumlah air yang dibutuhkan adalah 194 kg/m3;
Dengan berdasarkan tabel dan dihitung menggunakan cara interpolasi : 19 205
24,5 x
w = 24,5 - 19 x ( 193 - 205 ) + 205 = 194 kg/m3
25 193 25 - 19
4. Mutu beton K 200;
Rumus untuk menghitung mutu beton rata-rata (f’cr) : ( f’cr = f’c + z . S )
5. Nilai faktor air semen 0,30;
Setelah diperhitungkan mutu beton rata-rata (f’cr), maka dapat diperoleh nilai faktor air semen dari tabel, selanjutnya dengan menggunakan perhitungan interpolasi didapatlah nilai FAS 0,30;
6. Semen yang dibutuhkan untuk 1 m3 adalah 646,667 kg/m3; Rumus untuk menghitung semen adalah :
Semen = Air = 194 = 646,667 kg/m3
FAS 0,3
7. Berat agregat kasar dapat dihitung dengan rumus :
Berat agregat kasar = volume kerikil x berat volum kerikil;
3.3.4 Rancangan benda uji
Perencanaan benda uji didasarkan kepada kebutuhan sifat mekanis yang mana perlu dilakukan terhadap pengujian kuat tekan beton, sehingga direncanakan pembuatan benda uji sebagai berikut :
2. Untuk pengujian kuat tekan beton pada umur 7 hari, 28 hari, dan 56 hari dibuat benda uji silinder ukuran 10 cm x 20 cm, dengan tanah diatomae sebagai bahan tambah dan memakai FAS 0,30;
3. Proporsi campuran sebagai bahan tambah dalam campuran beton menggunakan persentase 0%, 5%, 10%, dan 15% masing-masing sebanyak 3 buah benda uji;
4. Pengujian kuat tekan silinder dilakukan dengan memberikan beban arah vertikal atau sejajar dengan silinder secara perlahan hingga benda uji hancur.
Variasi jumlah pembuatan benda uji dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 3.1 Variasi jumlah benda uji silinder pengujian kuat tekan beton.
FAS Penggunaan
diperoleh dari rancangan campuran beton (mix design). Oleh karena perbedaan semen dan pasir serta benda uji yang digunakan, maka pembuatan benda uji diakukan dalam beberapa kali pengecoran.
Sebelum dilakukan pengecoran molen dibersihkan terlebih dahulu dari bahan-bahan yang tertinggal didalamnya kemudian didalamnya dibasahi dengan air. Hal ini bertujuan agar beton tidak melekat pada wadah sehingga mudah dikeluarkan setelah teraduk rata. Selanjutnya mempersiapkan cetakan silinder yang telah diolesi dengan oli, pengolesan oli ini bertujuan untuk memudahkan pembuatan cetakan benda uji setelah beton mengeras.
Setelah semua persiapan selesai, pengadukan material beton dilakukan dengan memasukkan material pembentuk beton yaitu agregat kasar (coarse aggregate), pasir kasar (coarse sand), pasir halus (fine sand), kemudian semen, tanah diatomae dan air secara berurutan dengan tujuan mencegah terjadinya penggumpalan campuran beton. Lamanya waktu pengadukan sekitar 15 menit. Setelah material teraduk rata, beton yang dihasilkan dituangkan kedalam kereta sorong untuk dibawa ke tempat cetakan benda uji.
Setelah proses pengecoran selesai, selanjutnya adukan beton diperiksa ketentuannya melalui pengujian slump dengan menggunakan kerucut Abram’s seperti yang disyaratkan oleh ASTM C. 143-78. Kerucut Abram’s adalah kerucut terpancung (konis) yang terbuat dari plat logam dengan diameter atas 10 cm, diameter bawah 20 cm dan tinggi 30 cm. Kerucut diletakkan diatas plat baja berukuran 45 cm x 45 cm dan dilengkapi dengan tongkat besi berdiameter 16 mm dan panjang 60 cm, dangan salah satu ujungnya yang dibulatkan untuk pemadatan. Beton dimasukkan kedalam kerucut sebanyak tiga lapisan dengan volume tiap lapisannya sama. Tiap lapisan dipadatkan dengan cara ditumbuk sebanyak 25 kali tinggi jatuh tongkat 15 cm. Pengukuran nilai slump dilakukan dengan cara mengukur turunnya permukaan beton segar setelah kerucut ditarik vertikal keatas. Pengukuran nilai slump didasarkan pada metode ASTM C. 143-78.
Perawatan benda uji dilakukan di Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan, Fakultas Teknik Unsyiah. Perawatan dilakukan dengan memasukkan benda uji kedalam kolam dengan air penuh didalamnya, sehingga benda uji yang dimasukkan tenggelam didalam kolam tersebut. Perawatan benda uji ini dilakukan untuk menjaga kualitas dan kekuatan beton.
3.3.6 Pengujian kekuatan beton
Pengujian kekuatan beton dilakukan untuk mengetahui kekuatan beton tersebut. Sebelum dilakukan pengujian terlebih dahulu benda uji ditimbang beratnya dan diukur dimensinya, kemudian barulah dilakukan pengujian dengan menggunakan Mesin pembebanan ton industrie kapasitas 100 ton. Besar beban yang menyebabkan benda uji hancur merupakan data yang akan digunakan untuk memperoleh kuat tekan beton.
Gambar : 3.1 Sketsa proses pengujian kuat tekan Sumber : Anonim
0.20 BENDA UJI
0.10 P
Compression Test Machine ( Ton Industrie )
3.3.7 Analisis data
Data hasil pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat dihitung nilai rata-ratanya yang bertujuan untuk mengetahui kualitas agregat yang digunakan apakah memenuhi yang disyaratkan sebagai agregat pembentuk beton. Data berat jenis dan analisa saringan selanjutnya digunakan pada perencanaan campuran beton.
BAB IV
PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini perhitungan dan pengolahan data yang dibahas yaitu sebagai berikut :
1. Pemeriksaan sifat-sifat fisis material;
2. Pemeriksaan komposisi kimia tanah diatomae; 3. Pengujian kuat tekan silinder beton normal.
1. Bagaimana pengaruh penggunaan variasi bahan tambahan terhadap kuat tekan beton normal dengan faktor air semen 0,30;
2. Bagaimana hubungan sifat-sifat mekanis beton normal dengan penggunaan variasi bahan tambahan pada kondisi lingkungan terlindung yang diuji pada umur 7 hari, 28 hari dan 56 hari.
4.1 Sifat-sifat Fisis Agregat
Data pendukung penelitian diperoleh dari hasil pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat. Pemerisaan sifat-sifat fisis tersebut meliputi pemeriksaan berat volume (bulk density), berat jenis (specific gravity), penyerapan (absorbtion), dan analisa saringan (sieve analisis). Pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat didasarkan pada standar ASTM.
4.1.1 Berat volume
Perhitungan berat volume agregat diperlihatkan pada Lampiran B.4.1 halaman 53. Hasil perhitungan berat volume rata-rata yang diperoleh untuk setiap jenis agregat diperlihatkan pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil pemeriksaan perhitungan berat volume.
No Jenis Agregat Berat Volume (kg/ l)
Referensi
Orchard (1979)
Troxell (1968)
1 Coarse Aggregate 1,817
> 1,445
> 1,560
2 Coarse Sand 1,785
> 1,400
3 Fine Sand 1,622
yaitu berat volume agregat yang baik lebih besar dari 1,445 kg/l dan Troxell (1968) yaitu berat volume agregat kasar lebih besar dari 1,560 kg/l dan untuk pasir kasar serta pasir halus lebih besar dari 1,400 kg/l.
4.1.2 Berat jenis dan absorbsi
Perhitungan berat jenis dan absorbsi agregat diperlihatkan pada Lampiran B.4.2 halaman 54. Hasil perhitungan berat jenis dan absorbsi yang diperoleh untuk setiap jenis agregat diperlihatkan pada Tabel 4.2 dan Tabel 4.3.
Tabel 4.2 Hasil pemeriksaan perhitungan berat jenis agregat.
No Jenis Agregat
Berat Jenis Referensi
SG (SSD) SG (OD) Troxell (1968)
1 Coarse Aggregate 2,806 2,777 2,500-2,800
2 Coarse Sand 2,637 2,569
2,000-2,600
3 Fine Sand 2,628 2,569
Tabel 4.3 Hasil pemeriksaan perhitungan absorbsi agregat.
No Jenis Agregat Absorbsi (%)
Referensi
Orchard (1979)
1 Coarse Aggregate 1,059
0,400-1,900
2 Coarse Sand 2,650
3 Fine Sand 2,275
berkisar antara 2,0 – 2,6. Sedangkan berat jenis agregat kering oven (OD) yang diperoleh masih masuk dalam kategori yang ditentukan oleh Troxell (1968) yaitu untuk kerikil berkisar antara 2,5 – 2,8 dan untuk pasir berkisar antara 2,0 – 2,6. Selanjutnya pada Tabel 4.3 dapat dilihat bahwa nilai absorbsi kerikil yang diperoleh masih sesuai dengan nilai absorbsi yang ditentukan oleh Orchard (1979) yaitu 0.4% sampai dengan 1.9%. Selanjutnya dapat dilihat pada nilai absobsi pasir kasar dan pasir halus tidak sesuai dengan nilai absorbsi yang telah ditentukan oleh Orchard (1979).
4.1.3 Susunan butiran agregat (gradasi)
Data yang diperoleh dari analisa saringan digunakan untuk melihat susunan butiran agregat yang digunakan dalam campuran beton. Hasil perhitungan susunan butiran diperlihatkan pada Lampiran B.4.3 halaman 57. Nilai fineness modulus yang diperoleh dari analisa saringan dapat dilihat pada Tabel 4.4. Fineness modulus tersebut telah memenuhi ketentuan ASTM (Anonim, 2004) yaitu diantara 5.5 – 8.0 untuk kerikil, diantara 2.9 – 3.2 untuk pasir kasar dan diantara 2.2 – 2.6 untuk pasir halus.
Tabel 4.4 Nilai fineness modulus (FM) agregat.
No Jenis Agregat
3 Fine Sand 2,315 2,200-2,600 1,500-3,800
4 Fineness Modulus 5,518 4,000-7,000 5,000-6,000
standar ASTM (Anonim, 2004) yaitu antara 4.0 – 7.0. Dari hasil perhitungan dapat dilihat bahwa susunan butiran agregat campuran berada pada daerah “3” (Anonim, 1979) yang berarti susunan butiran agregat yang digunakan adalah baik sekali.
Gambar 4.1 Grafik susunan butiran agregat campuran.
Hasil pemeriksaan kandungan bahan organik pada agregat halus menunjukkan bahwa warna larutan yang timbul adalah kuning muda. Hal ini menandakan bahwa pasir yang digunakan untuk campuran beton termasuk dalam kategori tidak mengandung bahan organik berlebihan dan dapat digunakan untuk campuran beton.
4.2 Pemeriksaan Kandungan Kimia Tanah Diatomae
Pemeriksaan Kandungan kimia tanah diatomae sebagai bahan tambah terhadap kuat tekan beton normal dilakukan oleh Balai Riset dan Standardisasi Industri Banda Aceh. Hasil pemeriksaan diperlihatkan pada Tabel 4.5. berikut :
Tabel 4.5 Komposisi kandungan kimia tanah diatomae.
Bahan Tambah Parameter Uji Satua
n Metode Uji Hasil
Tanah Diatomae
SiO2 % Gravimetri 62,28
Fe2O3 % AAS 1,79
AL2O3 % Gravimetri 9,52
CaO % Titrimetri 8,28
Berdasarkan hasil penelitian dari Laboratorium Penguji Balai Riset dan Standardisasi Industri Banda Aceh yang ditunjukkan pada Tabel 4.5. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanah diatomae termasuk ke dalam kategori SCM (Supplementary Cementing Material). Tanah diatomae yang digunakan dalam penelitian ini adalah SCM kelas N, hal ini berdasarkan ketentuan (ASTM C.618).
4.3 Campuran Beton
Perhitungan rancangan campuran (mix design) beton untuk semua jenis zat tambahan diperlihatkan pada Lampiran B.4.5 halaman 60.
Gambar 4.2 Diagram nilai slump beton normal. Bahan
0 194 646,67 0 927,77 231,94 386,57 2386,96
5 194 646,67 19,33 927,77 231,94 367,24 2386,96
10 194 646,67 38,66 927,77 231,94 347,92 2386,96
15 194 646,67 57,99 927,77 231,94 328,59 2386,96
4.4 Beton Segar
4.4.1 Slump
Data yang diperoleh dari hasil pemeriksaan nilai slump pada setiap pengecoran diperlihatkan pada Gambar 4.1. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa nilai slump adukan beton berkisar antara 7,5 cm sampai dengan 10 cm.
tambah tanah diatomae lebih rendah dibandingkan dengan hasil pemeriksaan adukan beton normal yang tidak memakai bahan tambah tanah diatomae.
4.5 Hasil Pengujian Kuat Tekan
4.5.1 Kuat tekan silinder beton
Pengujian kuat tekan beton normal dilakukan pada saat benda uji berumur 7 hari, 28 hari dan 56 hari. Benda uji yang diuji terlebih dahulu ditimbang beratnya, hasil penimbangan berat benda uji silinder ini dapat dilihat pada Lampiran B.4.7 halaman 65.
Data kuat tekan beton normal yang diperoleh, diperlihatkan dari Lampiran B.4.6 halaman 63. Data hasil pengujian kuat tekan beton pada umur 7 hari, 28 hari dan 56 hari diperlihatkan pada Tabel 4.7. di bawah ini.
Tabel 4.7. Hasil pengujian kuat tekan beton normal pada umur 7 hari, 28 hari dan 56 hari.
Persentase Bahan Tambah Tanah Diatomae
Kuat Tekan (MPa)
7 hari 28 hari 56 hari
f'c (rerata) f'c (rerata) f'c (rerata)
0% 31,23 33,1 38,93
5% 28,52 30,18 33,31
10% 23,73 26,85 29,56
15% 22,9 23,73 26,65
kuat tekan. Semakin tinggi persentase bahan tambah tanah diatomae maka semakin tinggi pula penurunan yang terjadi pada hasil kuat tekan. Data hasil penurunan kuat tekan beton pada umur 7 hari, 28 hari dan 56 hari diperlihatkan pada Tabel 4.8, 4.9 dan 4.10 di bawah ini. Nilai dari tabel 4.7 di atas dapat digambarkan kedalam grafik hubungan kuat tekan pada umur 7 hari, 28 hari dan 56 hari seperti pada Gambar 4.3 di bawah ini.
Gambar 4.3 Grafik hubungan kuat tekan pada umur 7 hari, 28 hari dan 56 hari.
0 5 10 15 20
Tabel 4.8. Hasil penurunan kuat tekan beton normal pada umur 7 hari.
Persentase Bahan Tambah
Tanah Diatomae
7 hari
f'c (rerata) Persentase KuatTekan (%) Persentase PenurunanKuat Tekan (%)
0% 31,23 100,00 0,00
5% 28,52 91,32 -8,68
10% 23,73 75,98 -24,02
15% 22,9 73,33 -26,67
Tabel 4.9. Hasil penurunan kuat tekan beton normal pada umur 28 hari.
Bahan Tambah Tanah Diatomae
f'c (rerata) Persentase Kuat Tekan (%)
Tabel 4.10. Hasil penurunan kuat tekan beton normal pada umur 56 hari.
Persentase Bahan Tambah Tanah Diatomae
56 hari
f'c (rerata) Persentase Kuat Tekan (%)
Data Kuat tekan yang diperoleh dari hasil pengujian terhadap benda uji selanjutnya dievaluasi atau diseleksi secara statistik sesuai dengan sub bab 2.7 halaman 10. Perhitungan seleksi data untuk setiap variasi zat tambah dan persentase penggunaan zat tambah dapat dilihat pada Lampiran B.4.8 halaman 67.
4.7 Analisa Varian
Tabel 4.11 Perhitungan analisa varian untuk mengetahui pengaruh zat tambahan terhadap kuat tekan beton antara umur 7 hari, 28 hari dan 56 hari.
Sumber Varian KuadratJumlah KebebasanDerajat Rata-rataKuadrat Fo Fo Tabel
Umur Pengujian 104,830 2 52,415 7,654 3,55
Persentase Tanah
Diatome 179,613 2 89,807 13,115 3,55
Interaksi 4,938 4 1,235 0,180 2,93
Error 123,258 18 6,848
Total 412,640 26
Tabel analisa varian di atas diperoleh F0 hitung variasi zat tambahan = 7,654 > F0,005;2;18 = 3,55, F0 hitung persentase zat tambahan = 13,115 > F0,05;2;18 = 3,55 dan F0 hitung interaksi = 0,180 < F0,005;4;18 = 2,93. Hal ini menunjukkan bahwa variasi umur pengujian berpengaruh terhadap kuat tekan, dan variasi persentase penggunaan zat tambahan juga berpengaruh terhadap kuat tekan, tetapi interaksi keduanya tidak berpengaruh terhadap kuat tekan.
4.8 Analisa Regresi
a. Regresi linier
Gambar 4.5 Grafik analisa regresi nonlinier umur 7 hari, 28 hari dan 56 hari.
Y = kuat tekan beton;
X = variasi persentase bahan tambah; R = koefisien determinan.
Dari hasil persamaan-persamaan regresi di atas dapat diketahui bahwa koefisien determinan regresi polinominal berderajat dua lebih besar dari koefisien determinan regresi linier. Ini menunjukkan bahwa regresi polinominal berderajat dua lebih sesuai digunakan pada penelitian ini.
Hasil pemeriksaan agregat di laboratorium menunjukkan bahwa agregat yang digunakan sudah memenuhi syarat sebagai material pembentuk beton. Selanjutnya pada penelitian ini dapat dilihat dari hasil pemeriksaan nilai slump pada setiap pengecoran yang diperlihatkan pada Gambar 4.2 halaman 27. Adukan beton yang memakai bahan tambah tanah diatomae lebih kental dibandingkan dengan adukan beton yang tidak memakai bahan tambah tanah diatomae.
Dari Tabel 4.7 halaman 28 dapat dilihat bahwa hasil pengujian kuat tekan menunjukkan adanya penurunan nilai kuat tekan. Jika dilihat dari persentase tanah diatomae, hasil pengujian kuat tekan beton normal ini menunjukkan bahwa persentase tanah diatomae 0% lebih tinggi dibandingkan dengan persentase tanah diatomae 5%, 10% dan 15%. Artinya penggunaan tanah diatomae pada pengujian kuat tekan beton normal lebih kecil.
Dari penelitian ini dapat diambil kesimpulan bahwa penentuan akhir tercapai atau tidaknya kekuatan beton yang telah direncanakan sangat tergantung pada apakah setelah selesai tahapan pengecoran, dan pemadatan, beton yang dihasilkan dirawat atau tidak. Secara umum telah diketahui bahwa dengan penggunaan tanah diatomae sebagai bahan tambah dalam campuran beton menyebabkan penurunan terhadap kuat tekan. Terjadi penurunan yang signifikan pada umur pengujian 28 hari, setiap penambahan 5% tanah diatomae mengalami penurunan 10% kuat tekan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil pengolahan data dan pembahasan maka dapat diambil kesimpulan sebagai hasil akhir dari hasil penelitian ini :
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian “Pengaruh Pemakaian Tanah Diatomae Sebagai Bahan Tambah Terhadap Kuat Tekan Beton Normal Dengan FAS 0,30” adalah sebagai berikut :
1. Hasil pengujian kuat tekan beton normal tertinggi terdapat pada penggunaan 0% tanah diatomae umur 7 hari, 28 hari dan 56 hari masing-masing sebesar 31,23 MPa, 33,10 MPa dan 38,93 MPa;
2. Penggunaan bahan tambah tanah diatomae terhadap beton normal mengalami penurunan terhadap kuat tekan beton;
3. Penggunaan tanah diatomae sebagai bahan tambah tidak berpengaruh terhadap kuat tekan beton normal, beton yang menggunakan tanah diatomae mengalami penurunan kuat tekan;
4. Hasil pengujian kuat tekan beton normal yang menggunakan persentase 5%, 10% dan 15% bahan tambah tanah diatomae lebih rendah dibandingkan dengan menggunakan persentase 0% tanah diatomae; 5. Penggunaan tanah diatomae tidak dapat meningkatkan kuat tekan beton,
hal ini menunjukkan bahwa bahan tambahan tersebut tidak bisa dipakai sebagai alternatif pengganti Silica Fume.
6. Terjadi penurunan yang signifikan pada umur pengujian 28 hari, setiap penambahan 5% tanah diatomae mengalami penurunan 10% kuat tekan.
5.2 Saran
Hasil penelitian ini dapat digunakan secara umum dalam ilmu tentang bahan bangunan dan khusunya teknologi beton serta dapat diterapkan secara praktis di lapangan. Diharapkan penelitian ini dapat dilanjutkan oleh peneliti-peneliti berikutnya. Untuk maksud tersebut disarankan beberapa hal sebagai berikut :
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang zat tambahan tersebut dengan menambahkan SP (Superplasticizer) kedalam adukan beton; 3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menambah umur
pengujian sampai umur 90 hari atau lebih, sehingga bisa dilihat seberapa besar peningkatan kuat tekan yang akan dihasilkan akibat penggunaan zat tambahan tersebut.
4. Penggunaan bahan tambah tanah diatomae dapat berpengaruh terhadap kuat tekan beton normal.
5. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggantikan metode berat jenis dengan metode berat volume.
DAFTAR PUSTAKA
1. Anonim, 2005, Recommended Practice for Selecting Proportion for Normal and Heavy Weight Concrete, American Institute Committee 211, ACI Standard 211.1-91, Michigan.
2. Anonim, 2004, Annual Book of American Society for Testing and Materials Standard (ASTM Standard), New York, USA.
4. Aulia, T.B., 1999, Effect of Mechanical Properties of Aggregate on The Ductility of High Performance Concrete, Karsten Deutschman, Lacer No. 4, 133 – 147.
5. Hidayati, N., 2007. Perlakuan Kimia Terhadap tanah Diatomeae, Karakterisasi Gugus Fungsionalnya dan Rasio Atom Si dan Al Sebelum Digunakan Sebagai Adsorben, Jurnal Kimia Mulawarman, Vol. 5, No. 1 : 4-7.
6. Hines, W,W., dan Montgomery, D.C., 1990, Probabilitas Statistik dalam Ilmu Rekayasa dan Manajemen, Edisi Kedua, terjemahan Rudiansyah dan A.H. Manurung, UI Press, Jakarta .
7. Mulyono, T., 2005, Teknologi Beton, Penerbit Andi Yogyakarta.
8. Murdock, L.J., dan Brook, K.M., 2003, Bahan dan Praktek Beton, Jakarta: Cetakan Ketiga, Erlangga.
9. Nugraha P., dan Antoni, 2007, Teknologi Beton , Universitas Kristen Petra, Surabaya.
10. Rahmah, dkk., 2011. The adsorption capacity of Diatomeae (diatomaceous earth) on Chromium (VI) Ion. Jurnal Chemical Vol. 12 Nomor 1 Juni 2011, 60 - 66.
11. Sagel, R., Kole, P., dan Kusuma, G., 1994. Pedoman Pengerjaan Beton Berdasarkan SKSNI T-15- 1991-03. Jakarta: Cetakan Keempat, Erlangga. 12. SNI, 1974 – 2011, Metode Pengujian Kuat Tekan Beton. Yayasan LPMB,
