CAMPURAN BETON MUTU TINGGI DENGAN MENGGUNAKAN ABU SEKAM PADI DARI DESA HUTANABOLON SEBAGAI SUBTITUSI
SEMEN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan mencapai gelar Sarjana S1 pada Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
Disusun oleh :
AJUHAN FEBRIZAL ARUAN 15 0404 066
BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2020
ABSTRAK
Desa Hutanabolon Kecamatan Tukka Kabupaten Tapanuli Tengah adalah salah satu tempat yang banyak persawahan dimana masyarakatnya sebagian besar adalah petani padi. Penggilingan padi menghasilkan beras dan meyisahkan sekam padi yang dibakar menjadi abu sekam padi. Limbah abu sekam padi menyebabkan masalah lingkungan yang sangat berbahaya pada kerusakan tanah dan udara.
Salah satu Solusi untuk mengatasi dampak lingkungan dari abu sekam padi adalah dengan cara mengolah limbah abu sekam padi menjadi bahan pengganti sebagian semen. Adapun tujuan penelitian ini adalah menganalisis kuat tekan beton mutu tinggi.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimental dengan memanfaatkan abu sekam padi sebagai substitusi semen pada beton dengan persentase 0%, 5%, 10%, 15%, 20% dan penambahan superplasticizer. Benda uji dibuat dengan ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm. Benda uji dirawat dengan menggunakan air PDAM. Proses pengujian kuat tekan dilakukan setelah hari ke 7 dan 28. Pengujian yang akan dilakukan pada penelitian ini ialah pengujian kuat tekan beton, dan absorbsi beton.
Hasil penelitian ini menghasilkan kuat tekan rata-rata umur 7 hari adalah 33.97Mpa, 34.97Mpa, 38.50Mpa, 32.70Mpa, 28.64Mpa. Sedangkan pada umur 28 hari adalah 44.83Mpa, 51.53Mpa, 56.20Mpa, 45.63Mpa, 32.30Mpa. Dari penelitian ini,dapat dibuktikan bahwa kuat tekan optimum beton mutu tinggi dengan subtitusi abu sekam padi adalah 56.20Mpa. Pada uji absorpsi penambahan abu sekam padi menyebabkan absorpsinya menurun.
Kata kunci : Abu sekam padi, beton, kuat tekan, mutu tinggi, absorpsi.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberikan karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Shalawat dan salam pada Baginda Rasullah Muhammad SAW yang menjadi panutan atas tauhid, kerja keras, dan ikhtiar sehingga penelitian dan penulisan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Penulisan Tugas Akhir yang berjudul “Campuran Beton Mutu Tinggi Dengan Menggunakan Abu Sekam Padi Dari Desa Hutanabolon Sebagai Subtitusi Semen” ini merupakan salah satu syarat untuk mencapai gelar sarjanaTeknik Sipil bidang Struktur Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini pula, Penulis menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar – besarnya kepada :
1. Bapak Medis Sejahtera Surbakti, S.T., M.T., Ph.D, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Dr. M. RidwanAnas, S.T., M.T., selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Nursyamsi, S.T. M.T., sebagai Dosen Pembimbing, yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan Tugas Akhirini.
4. Bapak Prof. Dr. Ing. Ir. Johannes Tarigan, selaku Dosen Penguji yang telah memberikan masukan, arahan, dan bimbingan kepada penulis.
5. Bapak Ir. BesmanSurbakti. ST. MT., selaku Dosen Penguji yang telah memberikan masukan, arahan, dan bimbingan kepada penulis.
6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan memberikan pengajaran kepada penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Seluruh Pegawai Administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis.
8. Teristimewa keluarga saya, Ibunda Nurmadina tambunan dan Ayahanda Alm Jalaluddin Aruan, serta saudara saya yang sayangi Aqli Gozali Aruan, Sahrial Aruan, dan Khairil Aruan yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat. Terimakasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih saying dan doa yang tiada batas.
9. Seluruh adik-adik Asisten Laboratorium Bahan dan Rekayasa Beton Departemen Teknik Sipil, khususnya Eka, Ibnu, Reza, dan Albi yang telah banyak membantu selama pelaksanaan Tugas Akhir ini
10. Teman-teman seperjuangan Ichsan, Fauzi, Ridwan, Rizki,Bagas, Baskara, Fahrul, Kevin, Fikri, Dwi, Ricardo yang telah membantu dan memberikan saran dalam penelitian Tugas Akhir ini.
11. Adik-adik junior yang telah banyak membantu selama penelitian ini berlangsung, Jepri, Afif, Erwin, Fikri, Reza, Axel, Thariq, Ahmad Azhari, dan semuayang tidak bisa disebutkan satu-persatu, yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
12. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya dala m mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Saya menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saya sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekan–rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, saya mengucapkan terimakasih dan saya berharap semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca.
Medan, FEBRUARI 2020
AjuhanFebrizalAruan
15 0404 066
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR NOTASI... x
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penelitian ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 ManfaatPenelitian ... 4
1.6 Sistematika Penulisan ... 5
1.7 Jadwal Penelitian ... 6
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Beton ... 7
2.2 Beton Mutu Tinggi ... 7
2.3 Bahan Penyususun Beton Mutu Tinggi ... 8
2.3.1 Semen Portland ... 8
2.3.2 Agregat ... 10
2.3.3 Air ... 12
2.3.4 Superplasticizer ... 13
2.3.5 Abu Sekam Padi ... 14
2.4 Pengujian Benda Uji ... 16
2.4.1 Pengujian Pada Beton Segar ... 16
2.4.2 Pengujian Pada Beton Keras ... 18
2.4.2.1 Pengujian Kuat Tekan Beton ... 18
2.4.2.2 Absorbsi ( Daya Serap) ... 19
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Umum ... 20
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian... 20
3.2.1 Lokasi Penelitian ... 20
3.2.2 Waktu Penelitian ... 20
3.3 Prosedur Penelitian ... 20
3.3.1 Diagram Alir Metode Penelitian ... 21
3.4 Pemeriksaan Propertis Material ... 23
3.4.1 Analisa Ayakan Agregat Halus ... 23
3.4.2 Berat Isi Agregat Halus ... 24
3.4.3 Berat Jenis Dan Absorbsi Agregat Halus... 25
3.4.4 Pemeriksaan Kadar Lumpur Agregat Halus ... 27
3.4.5 Pemeriksaan Kadar Liat Agregat Halus ( Clay Lump ) ... 28
3.4.6 Analisa Ayakan Agregat Kasar ... 28
3.4.7 Beras Isi Agregat Kasar ... 29
3.4.8 Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Kasar ... 30
3.4.9 Pemeriksaan Kadar Lumpur Agregat Kasar ... 32
3.4.10 Pemeriksaan Keausan Agregat Kasar ... 33
3.5 Perencanaan Mix Design Metode ACI ... 34
3.6 Proses Perawatan Abu Sekam Padi ... 34
3.7 Persiapan Pembuatan Benda Uji ... 36
3.8 Pembuatan Benda Uji ... 37
3.9 Perawatan Benda Uji ... 38
3.10 Pengujian Benda Uji ... 39
3.11 Pengelolahan Data ... 41
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengujian Slump Test ... 42
4.2 Analisa dan Hasil Pengujian Daya Serap (Absorbsi) ... 43
4.2.1 Absorbsi Beton Umur 7 Hari ... 43
4.2.2 Absorbsi Beton Umur 28 Hari ... 44
4.3 Kuat Tekan Beton ( Compression Test ) ... 46
4.3.1 Beton Dengan Kuat Tekan Umur 7 Hari ... 46
4.3.2 Beton Dengan Kuat Tekan Umur 28 Hari ... 47
4.3.3 Kuat Tekan Rata-Rata Beton Umur 7 dan 28 Hari ... 48
4.4. Pembahasan ... 49
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 51
5.2 Saran ... 52
DAFTAR PUSTAKA ... 53
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tumpukan sekam padi di sekitar kilang padi ... 15
Gambar 2.2 Sekam padi yang telah dibakar menjadi abu sekam padi ... 15
Gambar 2.3 Kerucut Ambrams ... 17
Gambar 3.1 Proses limbah abu sekam padi dioven ... 35
Gambar 3.2 Proses limbah abu sekam padi diayak ... 35
Gambar 3.3 Abu sekam padi yang lolos no.200 ... 35
Gambar 3.4 Mempersiapkan material yang dibutuhkan sesuai dengan Mix Disign... 36
Gambar 3.5 Proses mempersiapkan cetakan dan pengolesan vaselin ... 36
Gambar 3.6 Proses pengadukan untuk pembuatan beton ... 37
Gambar 3.7 Superplasticizer ( HRWR ) Tipe F ... 37
Gambar 3.8 Pemadatan campuran beton segar dengan alat batang perojok 38 Gambar 3.9 Benda uji di rendam dalam air ... 39
Gambar 3.10 Pengepingan benda uji ... .. 39
Gambar 3.11 Penimbangan berat beton... .. 40
Gambar 3.12 Benda uji dimasukkan kedalam mesin kuat tekan ... .. 40
Gambar 3.13 Hasil dari mesin kuat tekan... .. 41
Gambar 4.1 Grafik hasil pengujian slump test... .. 42 Gambar 4.2 Grafik pengujian absorbsi beton umur 7 hari ... .. 44 Gambar 4.3 Grafik absorbsi pada beton umur 28 hari ... .. 45 Gambar 4.4 Grafik perbandingan absorbsi beton umur 7 hari dan 28 hari.. 46 Gambar 4.5 Grafik perbandingan kuat tekan rata-rata umur 7 hari dan 28 hari 48
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Tabel jumlah benda uji ... 3
Tabel 2.1 Komposisi kimia dari Semen Portland ... 9
Tabel 2.2 Batas gradasi untuk agregat halus ... 11
Tabel 2.3 Susunan gradasi untuk agregat kasar ... 12
Tabel 2.4 Karakteristik Viscocrete 8032 ... 14
Tabel 2.5 Kandungan unsur kimia abu sekam padi ... 16
Tabel 2.6 Komposisi Umum Oksida-Oksida Dari Semen Portland Tipe I.... 16
Tabel 3.1 Mix Design 1 m3 beton normal... 34
Tabel 3.2 Kebutuhan material untuk pembuatan beton normal dan beton variasi limbah abu sekam padi ... 34
Tabel 4.1 Hasil pengujian slump test pada tiap variasi ... 42
Tabel 4.2 Pengujian absorbsi beton umur 7 hari ... 43
Tabel 4.3 Pengujian absorbsi beton umur 28 hari ... 44
Tabel 4.4 Hasil pemeriksaan kuat tekan beton umur 7 hari... 46
Tabel 4.5 Hasil pemeriksaan kuat tekan beton umur 28 hari ... 47
Tabel 4.6 Hasil kuat tekan rata-rata beton umur 7 hari dan 28 hari ... 48
DAFTAR NOTASI
SSD : saturated surface dry
f'c : kuat tekan beton karakteristik(MPa) fm : mutu kerja (MPa)
P : beban tekan (kg) A : luas penampang(cm2)
Mb : berat benda uji jenuh air (kg) Mk : berat benda uji kering konstan (kg)
%Mp : berat pasir setiap adukan dikali persentase variasi (kg) BIP : berat isi pasir (kg/m3)
𝜌𝐵𝑒𝑡𝑜𝑛 : berat isi beton segar (kg/m3)
𝛾𝑎 : Specific gravity SSD agregat gabungan 𝐶 : proporsi semen (kg/m3)
𝐴 : kandungan udara (%) 𝛾 : Specific gravity semen 𝑊 : proporsi kadar air (kg/m3) 𝐴𝑓 : proporsi agregat halus (kg/m3)
𝛾𝑓 : Specific gravity SSD agregat halus
𝐴𝑐 : proporsi agregat kasar
𝛾𝑐 : Specific gravity SSD agregat kasar
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Pemeriksaan Bahan
Lampiran 2. Perencanaan Campuran Mix Design ( Metode ACI) Lampiran 3. Data Pengujian
Lampiran 4. Dokumentasi
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Limbah abu sekam padi menyebabkan masalah lingkungan yang sangat berbahaya pada kerusakan tanah dan udara. Salah satu Solusi untuk mengatasi dampak lingkungan dari abu sekam padi adalah dengan cara mengolah limbah abu sekam padi menjadi bahan pengganti sebagian semen yang akan membawa pengurangan substansi dalam jumlah karbondioksida (CO2) di pancarkan setiap tahun di atmosfer (Khan et al., 2012).
Desa Hutanabolon Kecamatan Tukka Kabupaten Tapanuli Tengah adalah salah satu tempat yang banyak persawahan dimana masyarakatnya sebagian besar adalah petani padi. Dalam setahun petani memanen padinya 2 kali dalam setahun.
Luas sawah kurang lebih dari 335 ha, dan produksi padi sekitar 1320 ton/ha.
Proses selanjutnya padi di bawa ke tempat penggilingan/kilang padi yang menghasilkan beras dan menyisahkan kulit padi sekitar kurang lebih 110.550 ton/ha selama setahun (Bps kabupaten tapanuli tengah). Selanjutnya sekam padi dibakar dan menghasilkan abu sekam padi. Hasil dari pembakaran sekam padi merupakan sumber silika mencapai 80-95% dan membakar 1 kg sekam padi menghasilkan 150g abu sekam padi. Oleh karena itu diperlukan pemanfaatan limbah abu sekam padi untuk mengurangi dampaknya terhadap lingkungan. Disini saya melakukan sebuah penelitian dengan menggunakan abu sekam padi yang akan di campurkan pada beton yang nantinya menghasilkan beton yang ekonomis dan ramah lingkungan.
Abu sekam padi merupakan hasil dari sisa pembakaran sekam padi.
Selama proses perubahan sekam padi menjadi abu, pembakaran menghilangkan zat-zat organik dan meninggalkan sisa pembakaran yang kaya akan silika (SiO2).
Abu sekam padi memiliki banyak manfaat, salah satunya untuk meningkatkan kekuatan beton, karena abu sekam padi mempunyai sifat pozzollan (Antiohos, Papadakis, & Tsimas, 2014).
Pozzollan adalah bahan yang mengandung senyawa silika dan alumina, yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen akan tetapi dalam bentuk yang halus dan dengan adanya air maka senyawa-senyawa tersebut akan bereaksi dalam kalsium hidroksida pada suhu normal membentuk senyawa kalsium hidrat yang bersifat hidraulis dan mempunyai angka kelarutan yang cukup rendah (ASTM C618-92a)
Penelitian sebelum tentang abu sekam padi telah di lakukan oleh Zulfa Trisnasari, Wibowo, dan Endah Safitri, denganvariasi abu sekam padi yang digunakan sebesar 0%, 5%, 7,5%, 10% dan 12,5% terhadap berat semen.
Pengujian kuat tekan beton pada umur 14 dan 28 hari dengan menggunakan Compressing Testing Machine (CTM). Hasil penelitian menunjukkan bahwa beton dengan kadar variasi 5% abu sekam padi memberikan hasil yang baik untuk pengujian terhadap parameter self compacting concrete dan kuat tekan maksimal terjadi pada beton umur 28 hari dengan penambahan abu sekam padi 10%, yaitu 57,15 MPa.
Pada penelitian ini, abu sekam padi digunakan sebagai addiktive untuk subtitusi pengganti sebagian semen dengan variasi 5%, 10%, 15%, 20% pada beton mutu tinggi ditambah dengan penggunaan admixture Superplasticizer.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana peningkatan kekuatan beton dengan menggunakan abu sekam padi sebagai subtitusi semen pada umur 7 hari dan 28 hari?
2. Berapa persen abu sekam padi dalam campuran beton untuk menghasilkan kekuatan maksimum?
3. Berapa nilai persentase absorpsi beton mutu tinggi dengan menggunakan abu sekam padi sebagai subtitusi semen?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui peningkatan kekuatan beton dengan menggunakan abu sekam padi sebagai subtitusi semen.
2. Mengetahui besar kadar abu sekam padi dalam campuran optimum beton untuk menghasilkan kekuatan maksimum.
3. Mengetahui besar absorpsi pada beton mutu tinggi dengan campuran abu sekam padi sebagai subtitusi semen.
1.4. Batasan Masalah
1 Mutu beton yang direncakan 45Mpa.
2 Abu sekam padi sebagai bahan substitusi pengganti sebagian semen dengan persentase 0%, 5%, 10%, 15%, 20%
3. Bahan tambah superplasticizer untuk campuran beton.
4. Benda uji yang digunakan adalah benda uji silinder dengan diameter 10cm dan tinggi 20 cm.
5. Pengujian akan dilakukan pada umur 7 hari dan 28 hari.
6. Air yang di gunakan berasal dari Labolatorium Rekaya Kontruksi Teknik Sipil USU
7. Semen yan di pakai adalah semen Portland tipe 1
8. Abu sekam padi yang digunakan berasal dari daerah desa Hutanabolon, Kecamatan Tukka, Kabupaten Tapanuli Tengah.
9. Jumlah benda uji pada penelitian ini dapat dilihat pada tabel 1.1 sebagai berikut :
Tabel 1.1. Tabel jumlah benda uji
No. Nama Sampel
Persentase Variasi Abu
Sekam Padi
Jumlah Sampel Umur 7 Hari
Jumlah Sampel Umur
28 Hari
1 Bn 0% 3 3
2 B5 5% 3 3
3 B10 10% 3 3
4 B15 15% 3 3
5 B20 20% 3 3
JUMLAH 15 15
TOTAL 30 Sampel
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah:
1. Memanfaatkan limbah abu sekam padi dalam pembuatan beton mutu tinggi.
2. Menjadi referensi dalam mendesain beton mutu tinggi.
3. Hasil akhir dari penelitian dapat digunakan sebagai referensi untuk penelitian lebih lanjut tentang beton mutu tinggi dengan menggunakan abu sekam padi sebagai subtitusi semen dan superplasticizer meningkatkan workability.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini disusun per bab, pada setiap bab terdiri dari beberapa bagian yang diurakan secara rinci. Sistematika penulisan pada masing-masing bab adalah sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan
Pada bab ini dibahas tentang latar belakang penelitian, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, diagram alir penelitian serta sistematika penulisan dalam tugas akhir yang digunakan.
BAB II Tinjauan Pustaka
Pada bab ini dibahas tentang uraian dari literatur atau referensi yang menjadi acuan dalam penulisan tugas akhir yaitu materi tentang beton, agregat,dan bahan tambah (admixtures)
BAB III Metodologi Penelitian
Berisikan data-data yang terkait dengan daerah studi yang menjadi daerah penelitian. Bab ini juga menguraikan hasil analisis dari metode yang dipergunakan BAB IV Hasil dan Pembahasan
Pada bab ini berisikan pembahasan tentang analisis data dari hasil penelitian yang didapatkan dari pengujian kuat tekan beton variasi dengan abu sekam padi sebagai bahan pengganti sebagian semen
BAB V Kesimpulan dan Saran
Pada bab ini menampilkan rangkuman dari pembahasan dan memberikan kesimpulan dari studi kasus pada laporan Tugas Akhir ini
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
Secara umum beton merupakan suatu campuran yang terdiri dari beberapa bahan. Terdapat empat bahan penyusun beton antara lain semen, air, agregat halus dan agregat kasar. Bahan tersebut dicampur menjadi satu serta dapat diberi bahan tambahan lain dengan perbandingan tertentu apabila diperlukan. Air dan semen disatukan akan membentuk pasta semen yang berfungsi sebagai bahan pengikat, sedangkan agregat halus dan agregat kasar sebagai pengisi.
Beton mempunyai kuat tekan yang besar sementara kuat tariknya kecil.
Oleh karena itu untuk struktur bangunan, beton selalu dikombinasikan dengan tulangan baja untuk memperoleh kinerja yang tinggi. Beton ditambah dengan tulangan baja menjadi beton bertulang (reinforced concrete) dan jika ditambah lagi dengan baja prategang akan menjadi beton pratekan (prestressed concrete) (Solikin & Susilo, 2016).
2.2. Beton Mutu Tinggi
Beton mutu tinggi High Strength Concrete merupakan beton yang mempunyai kuat tekan lebih besar sama dengan 41.4 MPa. Peningkatan mutu beton dapat dilakukan dengan cara memberikan bahan tambah atau bahan ganti pada campuran beton, untuk mendapatkan beton dengan mutu tinggi, salah satu faktor yang berpengaruh adalah gradasi agregat kasar. Apabila gradasi agregat mempunyai ukuran yang lebih kecil dan lebih bervariasi ukurannya, maka pori pada beton menjadi kecil. Hal ini disebabkan oleh butiran yang lebih kecil akan mengisi lubang/rongga yang terdapat diantara agregat yang ukurannya lebih besar (Prayuda & Pujianto, 2019).
Produksi beton mutu tinggi memerlukan pemasok untuk mengoptimalkan tiga aspek yang mempengaruhi kekuatan beton yaitu pasta semen, agregat dan lekatan semen dan agregat. Aspek-aspek ini perlu diperhatikan pada semua aspek produksi, yaitu pemilihan material, mix desain, penanganan dan penuangan.
Kontrol kualitas adalah bagian yang penting dan memerlukan kerja sama penuh antara pemasok, perencana dan kontraktor (Suhirkam & Latief, 2006).
Ada beberapa faktor utama yang bisa menentukan keberhasilan pengadaan beton mutu tinggi, diantaranya adalah :
Keadaan semen
Faktor air semen (fas) yang rendah
Kualitas agregat halus
Kualitas agregat kasar
Penggunaan admixture dan aditif mineral dalam kadar yang tepat
2.3 Bahan Penyusun Beton Mutu Tinggi
Untuk beton normal hanya menggunakan semen, pasir, kerikil dan air saja.
Sedangkan bahan dasar pembentuk beton dalam beton mutu tinggi ini adalah semen, pasir, kerikil, air, abu sekam padi, dan superplasticizer. Masing- masing dari bahan penyusun tersebut memiliki proporsi yang berbeda sesuai dengan perencanaan campuran (Mix Design) untuk kekuatan beton yang direncanakan.
2.3.1 Semen Portland
Semen merupakan suatu bahan yang berfungsi sebagai pengikat antar material penyusun beton.Semen secara kimiawi aktif setelah berhubungan dengan air.Agregat tidak memainkan peranan yang penting dalam reaksi kimia tersebut, namun memiliki fungsi sebagai pengisi mineral. Hal ini dapat mencegah perubahan volume beton setelah pengadukan selesai dan memperbaiki keawetan beton yang dihasilkan
Bahan yang memiliki sifat adhesif (adhesive) dan kohesif (cohesive) yang berfungsi melekatkan fragmen-fragmen mineral menjadi suatu massa yang padat.
Ada dua jenis semen, yaitu semen non-hidraulis dan semen hidraulis. Semen non- hidraulis adalah semen yang tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air, akan tetapi dapat mengeras di udara, sedangkan semen hidraulis (hydraulic cements) adalah semen yang mampu untuk mengikat dan mengeras di dalam air,
tahan terhadap air (water resistance) dan stabil di dalam air setelah mengeras.
(Christopher, Bolatito, & Ahmed, 2017).
Waktu ikat merupakan penentu awal dan akhir pengikatan pasta semen disampung kehalusan.Banyak faktor yang mempengaruhi waktu ikat, diantaranya komposisi mineral yang terkandung dalam semen maupun zat pozzolan yang dijadikan sebagai bahan substitusi semen dan air yang digunakan. Selain untuk proses hidrasi semen, air juga berfungsi untuk memberi mobilitas bagi pasta semen. Waktu ikat awal (initial setting time) adalah waktu ikat awal adalah waktu yang dibutuhkan sejak semen bercampur dengan air lalu mulai menjadi kaku.Dimana pasta semen dari kondisi plastis menjadi tidak plastis.Sementara itu, waktu ikat akhir (final setting time) adalah waktu yang dibutuhkan sejak semen bercampur dengan air lalu mulai menjadi keras. Dimana setelah initial setting time, pasta semen dalam keadaan semakin mengeras dan mampu menahan tekanan yang besar (Huang, Gao, Wang, & Ye, 2017) .
Jenis semen Portland yang di digunakan pada penelitian ini adalah jenis semen Tipe I yang disebut juga OPC (Ordinary Portland Cement). Jenis ini biasa digunakan untuk konstruksi bangunan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus untuk hidrasi panas dan kekuatan tekan awal. Kegunaan Semen Portland Tipe I diantaranya konstruksi bangunan untuk rumah permukiman, gedung bertingkat, dan jalan raya. Karakteristik Semen Portland Tipe I ini cocok digunakan di lokasi pembangunan di kawasan yang jauh dari pantai dan memiliki kadar sulfat rendah. Berikut ini adalah karakteristik kimia dari semen portland, yaitu seperti terlihat pada tabel 2.1
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Dari Semen Portland Tipe I Jenis
Semen
Komposisi Dalam Persen (%)
C3S C2S C3A C4AF CaSO4 CaO CaO
Tipe I 49 25 12 8 2.9 0.8 2.4
(Nawy, 1985:11)
2.3.2 Agregat
Agregat adalah sekumpulan butir- butir batu pecah, kerikil, pasir, atau mineral lainnya baik berupa hasil alam maupun buatan (SNI No: 1737-1989-F).
Agregat adalah material granular, misalnya pasir, kerikil, batu pecah yang dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk membentuk suatu beton semen hidraulik atau adukan. Pemilihan agregat harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
1. Agregat tidak bercampur dengan tanah liat dan lumpur.
2. Agregat dalam keadaan bersih.
3. Bebas dari sifat penyerapan.
4. Keras.
5. Gradasi ukuran dari agregat memenuhi ketentuan yang berlaku.
a. Agregat Halus
Agregat halus atau biasa disebut dengan pasir merupakan hasil disintegerasi alami dari batuan alam atau pasir buatan yang dihasilkan dari alat pemecah batu atau stone crusher. Pasir biasanya memiliki ukuran butir sekitar 5mm. Pasir atau agregat harus memiliki gradasi yang baik. Hal ini dikarenakan agregat akan mengisi ruang-ruang kosong yang tidak dapat diisi oleh material lain, dengan begitu maka beton yang dihasilkan akan padat. Jenis agregat halus dapat ditentukan dengan melakukan analisa saringan. Hasil dari analisa ini berupa angka Fineness Modulus (FM). Nilai Fineness Modulus ini dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu :
1. Pasir Kasar : 2,9 < FM < 3,2 2. Pasir Sedang : 2,6 < FM < 2,9 3. Pasir Halus : 2,2 < FM < 2,6
Selain itu ada juga batasan gradasi yang digunakan untuk agregat halus, sesuai denganASTM C 33 – 74 a. Batasan tersebut dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2.2 Batas Gradasi untuk Agregat Halus
Ukuran Saringan ASTM Persentase berat yang lolos pada tiap saringan (%)
9.5 mm (3/8 in) 100
4.76 mm (No. 4) 95 – 100
2.36 mm ( No.8) 80 – 100
1.19 mm (No.16) 50 – 85
0.595 mm ( No.30 ) 25 – 60
0.300 mm (No.50) 10 – 30
0.150 mm (No.100) 2 – 10
Sumber : ASTM C 33-74 a
Berdasarkan SNI-S-04-1989-F;28, ada beberapa persyaratan penting pasir sebagai bahan bangunan, yaitu :
1. Standar pasir adalah tidak boleh memiliki kandungan lumpur lebih dari 5%.
2. Untuk susunan jenis pasir butir besar harus memiliki kehalusan modulus 1,5 hingga 3,8. Pasir juga terdiri dari butir-butir yang berbeda
3. Jika agregat pasir memiliki kandungan lumpur lebih dari 5%, maka harus dicuci terlebih dahulu.
4. Agregat pasir halus sebaiknya terdiri dari butiran dengan tekstur tajam dan keras. Indeks kekerasan untuk jenis pasir ini adalah < 2.2.
5. Pasir dari laut tidak diperbolehkan digunakan untuk agregat halus untuk beton bermutu. Kecuali terdapat petunjuk khusus dari lembaga pemerintahan bangunan yang sudah diakui.
b. Agregat Kasar
Menurut (Standardisasi & Bsn, 2000) dalam pembuatan beton agregat kasar merupakan satu hal yang penting dalam pencampuran.Agregat kasar terdiri dari batu pecah dan kerikil.Batu pecah diperoleh dari pemecah batu sedangkan kerikil merupakan disintegrasi dari batuan. Perbedaan mendasar antar kerikil (koral) dan batu pecah (split) adalah dengan permukaan yang lebih kasar maka batu pecah lebih menjami ikatan yang kokoh dengan semen. Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh agregat kasar atau kerikil dalam campuran beton yaitu :
1. Berbutir kasar (tidak mudah hancur) dan tidak berpori agar dapat menghasilkan beton yang keras dan sifat tembus airnya kecil.
2. Kerikil tidak mengandung lempung lebih dari 1%.
3. Kerikil tidak mengandung zat reaktif alkali (dapat menyebabkan pengembangan beton).
4. Diameter butiran kerikil lebih baik yang beraneka ragam besarnya, untuk saling mengisi rongga yang kosong, agar udara tidak masuk.
Tabel 2.3 Susunan Gradasi Untuk Agregat Kasar Ukuran Saringan (mm) Persentase Lolos
Kumulatif (%)
38,10 95-100
19,10 35-70
9,52 10-30
4,75 0-5
Sumber : ASTM, 1999 2.3.3 Air
Air merupakan bahan dasar yang sangat penting dalam pembentukan beton. Pada pembuatan beton air digunakan untuk bereaksi dengan semen sehingga dapat menjadi bahan perekat antara agregat halus (pasir) dan agregat kasar (kerikil) serta bahan campuran beton lainnya (Tuan, Ye, Breugel, &
Copuroglu, 2011).
Air yang dapat dipakai untuk pencampuran beton ialah air yang tidak mengandung bahan-bahan berbahaya, seperti tidak mengandung garam, minyak, gula, maupun bahan kimia lainnya. Apabila air yang mengandung bahan-bahan berbahaya digunakan dalam pencampuran beton maka kualitas beton akan turun.
Hal tersebut juga dapat mengubah sifat-sifat dari beton yang dihasilkan.Kekuatan serta mutu beton pada umumnya dipengaruhi oleh air yang digunakan dalam pencampuran. Air yang digunakan harus disesuaikan dengan batas pencampuran agar campuran beton baik. Jumlah air yang digunakan pada campuran beton dibagi menjadi dua kategori, yaitu :
2. Air resapan agregat.
Karena air sangat mempengaruhi kinerja beton, maka air yang baik untuk di gunakan ialah air yang dapat diminum. Air yang mengandung bahan-bahan ber- bahaya tidak dapat digunakan sebagai air untuk penyusun beton. Air yang akan digunakan dalam pencampuran beton baiknya memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1. Air bersih tidak mengandung minyak, alkali, garam-garaman, bahan organic yang berbahaya terhadap beton.
2. Untuk beton pratekan ataupun beton yang dekat dengan alumunium, air yang digunakan tidak boleh mengandung Cl.
3. Air yang digunakan diuji adukan standar seperti dalam ASTM C109.
2.3.4 Superplasticizer
Superplasticizer merupakan bahan tambah pada beton yang dapat meningkatkan workability pada beton.Penambahan Addtive tersebut kedalam campuran beton ternyata telah terbukti meningkatkan kinerja beton hampir di semua aspeknya, yaitu kekuatan, kemudahan pemgerjaan, keawetan dan kinerja- kinerja lainnya dalam memenuh tuntutan teknologi modern sehingga kuat tekan beton lebihtinggi. Superplasticizer juga mempuyai pengaruh yang besar dalam meningkatkan workability(Sabrina et al., 2017).
Superplasticizer termasuk dalam admixture tipe F atau disebut juga dengan HRWR (High Range Water Reducer). HRWR merupakan bahan kimia yang berfungsi mengurangi air hingga 12% atau bahkan lebih. Hal ini dapat membuat faktor air semen yang digunakan seminimum mungkin sehingga kekuatan beton akan meningkat.
Superplasticizer yang digunakan dalam campuran beton mutu tinggi ini adalah Viscocrete 8032. Viscrocrete 8032 merupakan jenis superplasticizer high range water reducer yang diproduksi oleh SIKA. Jenis ini dirancang untuk memberikan efek plasticising luar biasa, menghasilkan peningkatan karakteristik aliran, penempatan dan pemadatan serta mengurangi biaya energi untuk elemen
pracetak curing uap. Karakteristik dari Superplasticizer jenis Viscocrete 8032 akan terlihat seperti tabel 2.5.
Tabel 2.4 Karakteristik Viscocrete 8032
Uraian Keterangan
Bentuk Larutan
Warna Kekuning-kuningan
Kepadatan 1,06 ± 0,01 kg / L (pada +20 ° C) Suhu penyimpanan +5 ° C dan +30 ° C
Kandungan Klorin <0,1% b / b
( Sumber: PT. SIKA Indonesia)
2.3.5 Abu Sekam Padi
Sekam padi ( rice husk) merupakan limbah dari penggilingan padi dimana sekam yang dihasilkan merupakan bagian terbesar kedua setelah beras. Sekam padi biasanya hanya dibakar disekitar penggilingan padi dan hasil pembakaran yang berupa abu sekam padi. Sekam padi yang digunakan pada penelitian ini adalah sekam padi kering. Sekam padi merupakan bagian terluar dari butir padi pada saat proses penggilingan padi dilakukan. Lapisan keras yang meliputi kariopsis yang terdiri dari dua belahan yang disebut lemma dan palea yang saling bertautan. Pada proses penggilingan padi biasanya diperoleh sekam sekitar 20- 30%, dedak dan beras giling antara 50 63,5% dari bobot awal gabah (Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian). Berat jenis sekam padi relatif kecil, sekitar 122 kg/m3, panjang sekitar 8-10 mm dengan lebar 2-3 mm dan tebal 0,2 mm (Sabrina, Wibowo, & Supardi, 2017).
Gambar 2.1 Tumpukan sekam padi di sekitar kilang padi
Abu sekam padi merupakan hasil dari sisa pembakaran sekam padi.Selama proses pembakaran abu sekam padi ini mengandung sekitar 85-95% silika yang sebagian besar dalam keadaan tidak berbentuk/Amorf. Abu sekam padi memiliki banyak manfaat, salah satunya untuk meningkatkan kekuatan beton, Karena abu sekam padi mempunyai sifat pozzolannik dan memiliki kandungan silica amorphus yang relatif tinggi. Untuk mendapatkan beton dengan kekuatan tekan yang cukup tinggi perlu beberapa cara yang dapat dilakukan diantaranya perlu diperhatikan komponen - komponen penyusunnya. (Rashad, 2015)
Gambar 2.2 Sekam padi yang telah dibakar menjadi abu sekam padi
Tabel 2.5 Kandungan Unsur Kimia Abu sekam padi
NO. Parameter Satuan Hasil Metode
1 Silika % 90,2 Gravimetri
2 Besi Oksidasi (Fe2O3) % 0,10 AAS
3 Kalsium Oksidasi (CaO) % 2,27 Titrimetri
4 Kalium Oksidasi % 0,34 ASS
Sumber : Baristand Industri Medan, 2019
Tabel 2.6 Komposisi Umum Oksida-Oksida dari Semen Portland Tipe I
Oksida % Berat
CaO 63
SiO2 22
Fe2O3 2,5
K2O 0,6
(Paul Nugraha, 2007)
Kandungan abu sekam padi dari desa Hutanabolon, Kecamatan Tukka, Kabupaten Tapanuli Tengah yaitu SiO2 90,2%, Fe2O3 0,10%, CaO 2,27%, dan K2O 0,34%. Kandungan SiO2 pada abu sekam padi lebih tinggi dari kandungan SiO2 pada semen, mengindikasikan bahwa limbah ini dapat di manfaatkan sebagai alternative subtitusi pengganti sebegian semen seperti pada tabel 2.6.
2.4 Pengujian Benda Uji
Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini meliputi pengujian segar, beton keras serta absorbsi beton pada beton yang mengeras.
2.4.1 Pengujian pada beton segar
Tahapan dari pengujian nilai slump flow ialah sebagai berikut :
1. Kerucut Abrams diletakkan terpancung pada alas yang rata yang tidak menyerap air dengan lubang kerucut berdiamater 10 cm berada
2. Masukkan adukan beton segar kedalam kerucut secara perlahan sampai kerucut penuh.
3. Permukaan kerucut diratakan.
4. Kerucut diangkat perlahan-lahan ke atas (vertikal).
5. Ukur lebar slump flow dengan mistar dengan meletakkan mistar pada diameter terpanjang dan terpendek pada adukan beton segar
Gambar 2.5. Kerucut Abrams (Sumber : ASTM C.142)
Ada terdapat tiga tahapan penting yang ada pada beton segar, yaitu :Workability (kemudahanpengerjaan), Segregation ( pemisahan kerikil), serta Bleeding (pemisahan air).
a. Workability (kemudahan pengerjaan)
Slump pada dasarnya merupakan salah satu pengetesan sederhana untuk mengetahui workability beton segar sebelum diterima dan diaplikasikan dalam pekerjaan pengecoran. Konsistensi dari adukan beton dapat diperiksa dengan menguji nilai slump berdasarkan ASTM C 1611. Percoban ini menggunakan corong baja yang berbentuk konus berlubang pada kedua ujungnya, yang disebut kerucut Abrams. Bagian bawah berdiameter 20 cm, bagian atas berdiameter 10 cm, dan tinggi 30 cm (disebut sebagai kerucut Abrams).
b. Segregation (pemisahan kerikil)
Segregation adalah pemisahan agregat kasar dari adukannya akibat campuran yang kurang lecak. Apabila hal tersebut terjadi maka beton akan mengalami keropos berupa sarang-sarang kerikil. Penyebab segregasi ini disebabkan oleh :
1. Kurangnya semen sebagai pengikat.
2. Gradasi agregat yang kurang baik.
3. Terlalu banyak air dalam campuran.
4. Besar ukuran agregat lebih dari 40 mm.
5. Campuran beton terlalu kering atau terlalu basah.
6. Permukaan butir agregat kasar, semakin kasar permukaan agregat makaakan semakin mudah timbul segregasi.
c. Bleeding (pemisahan air)
Bleeding adalah “Mixing water” yang naik kepermukaan beton sesaat setelah beton selesai di cor dan partikel agregat kasar turun ke bawah. Air ini naik ke permukaan dengan membawa semen dan butir-butir pasir halus yang pada saat beton mengeras akan membentuk selaput. Penyebab bleeding ini di sebabkan oleh beberapa faktor, yaitu :
1. Campuran terlalu basah (W/C ratio terlalu tinggi) atau adanya penambahan air pada saat pengecoran.
2. Rancangan campuran beton yang kurang baik singga tidak cukup material halus untuk menahan “laju” air kepermukaan beton.
2.4.2 Pengujian pada beton keras 2.4.2.1 Pengujian Kuat Tekan Beton
Menurut SNI 03-1974-2011 kuat tekan beton adalah besarnya beban per satuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila di bebani dengan gaya tekan tertentu, yang di hasilkan oleh mesin tekan. Penujian kuat tekan beton mengunakan alat compression test machine serta benda uji standard yang dapat digunakan dalam benda uji kuat tekan beton adalah silinder.
Beberapa faktor utama yang mempengaruhi mutu dari kekuatan beton, adalah proporsi bahan-bahan penyusunnya, metode perencanaan, perawatan, dan keadaan pada saat penecoran dilaksanakan,yang terutama dipengaruhi oleh lingkungan setempat. Dari faktor-faktor utama tersebut termasuk didalamnya beberapa faktor lain yang mempengaruhi kekuatan tekan beton, yaitu faktor air semen dan kepadatan, umur beton,jenis semen, jumlah semen dan sifat agregat.
Kuat tekan yang terjadi dapat di hitung dengan menggunakan persamaan berikut:
𝑓′𝑐= 𝑃𝐴
Dimana, f’c = kuat tekan beton (N/mm2 atau MPa) P = beban maksimum (N)
A = luas bidang tekan (mm2) 2.4.2.2 Absorbsi ( Daya serap )
Absorbsi adalah banyaknya air yang diserap benda uji beton. Besarnya absorbsi juga dapat menyebabkan menurunnya kekuatan beton, karena pori-pori yang ada menyebabkan ikatan antar partikel pada suatu material berkurang.
Semakin banyak pori yang terkandung dalam beton maka akan semakin besar pula penyerapan air sehingga ketahanannya akan berkurang. Nilai absorbsi sangat berkaitan dengan berat jenis maupun porositas suatu bahan, karena nilai absorbsi yang besar mengindikasikan banyaknya rongga-rongga yang terdapat dalam material tersebut. (Thanh & Ludwig, 2016)
Besarnya penyerapan air pada beton dihitung menggunakan rumus : Ab = Mb − Mk
Mk × 100% (2.1)
Dimana, Ab = Absorbsi (%)
Mb = Berat benda uji dalam keadaan jenuh air (gram) Mk = Berat benda uji dalam keadaan kering konstan (gram)
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Umum
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimental dengan memanfaatkan abu sekam padi sebagai substitusi semen pada beton dengan persentase 0%, 5%, 10%, 15%, 20% dan penambahan superplasticizer. Benda uji dibuat dengan ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm. Benda uji dirawat dengan menggunakan air PDAM. Proses pengujian kuat tekan dilakukan setelah hari ke 7 dan 28. Pengujian yang akan dilakukan pada penelitian ini ialah pengujian kuat tekan beton, dan absorbsi beton.
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian 3.2.1 Lokasi
Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Bahan dan Rekayasa Beton, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik-USU.
3.2.2 Waktu Penelitian
Penelitian akan dilaksanakan pada awal Oktober 2019 dan pengujian akan dilakukan pada awal November 2019.
3.3 Prosedur Penelitian
Berikut tahapan-tahapan dalam proses penelian yang akan dilakukan dari awal hingga akhir:
3.3.1 Diagram Alir
Mulai
Persiapan Bahan bbbahanBahan
Semen Air Pasir Kerikil Superplasticizer Abu sekam padi
Pemeriksaan Bahan
Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) Metode ACI
Pembuatan Benda Uji Silinder
Ukuran 15 x 20 cm Slump Test
Beton Normal
Semen
Air PDAM
Pasir
Kerikil
Superplasticizer
Beton Dengan campuran Abu Sekam Padi
Subtitusi menggunakan abu sekam padi sebesar 5%, 10%, 15%, 20%
Semen
air PDAM
Pasir
Kerikil
Superplasticizer
Superplasticizer
Superplasticizer A
A
Perawatan Benda Uji (Curing)
Pengujian Benda Uji :
Pengujian kuat tekan beton umur 7 hari, dan 28 hari
Pengujian Absrobsi beton
Analisis hasil data
Kesimpulan dan Saran
Selesai
3.4 Pemeriksaan Properties Material 3.4.1 Analisa Ayakan Agregat Halus
a. Tujuan Percobaan
1. Menentukan gradasi atau distribusi butiran pasir.
2. Mengetahui modulus kehalusan pasir.
b. Prosedur Percobaan
1. Ambil pasir yang telah kering oven (110 ± 5)oC.
2. Sediakan 2 sampel pasir masing-masing 1000 gram dengan menggunakan sample splitter.
3. Susun ayakan berturut-berturut dari atas ke bawah: 9,52 mm;
4. 4,76 mm; 2,38 mm; 1,19 mm; 0,60 mm; 0,30 mm; 0,15 mm dan pan.
5. Tempatkan susunan ayakan tersebut di atas shieve shaker machine.
6. Masukkan sampel 1 pada ayakan tersebut di atas shieve shaker machine.
7. Mesin dihidupkan selama 5 (lima) menit.
8. Timbang sampel yang tertahan pada masing-masing ayakan.
9. Lakukan percobaan di atas untuk sampel 2.
c. Rumus
𝐹𝑀 = ∑%𝐾𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 𝑇𝑒𝑟𝑡𝑎ℎ𝑎𝑛 𝐴𝑦𝑎𝑘𝑎𝑛 100
Dimana, FM = Fineness Modulus (modulus kehalusan)
Derajat kehalusan (kekasaran) suatu agregat ditentukan olehmodulus kehalusan (fineness modulus) dengan batasan-batasan sebagai berikut:
- Pasir halus : 2,20 < FM ≤ 2,60 - Pasir sedang : 2,60 < FM ≤ 2,90 - Pasir kasar : 2,90 < FM ≤ 3,20
d. Hasil : Finenes Modulus (FM) =2,596
3.4.2 Berat Isi Agregat Halus a. Tujuan Percobaan
Untuk menentukan berat isi pasir.
b. Prosedur Percobaan 1. Cara Merojok
Bejana besi ditimbang dan diisi dengan pasir sampai 1/3 tinggi bejana tersebut, lalu dirojok sebanyak 25 kali secara merata pada pemukaannya.
Pasir ditambah lagi hingga 2/3 tinggi bejana tersebut dan dirojok 25 kali secara merata pada permukaannya. Lalu pasir diisi hingga penuh dan dirojok 25 kali secara merata lalu permukaanya diratakan.
Timbang bejana + pasir.
Pasir dikeluarkan dan bejana dibersihkan lalu diisi air hingga penuh, timbang berat bejana + air dan ukur suhu air didalam bejana.
Percobaan dilakukan untuk 2 sampel.
2. Cara Menyiram
Bejana besi ditimbang dan kemudian diisi pasir dengan cara menyiram dengan sekop setinggi ± 5cm dari bagian atas sampai bejana penuh, lalu ratakan permukaannya.
Timbang bejana + pasir.
Pasir dikeluarkan dan bejana dibersihkan lalu diisi dengan air hingga penuh. Timbang berat bejana + air dan ukur suhu air didalam bejana.
Percobaan dilakukan untuk 2 sampel.
c. Rumus
𝑝 = 𝑚 𝑣 Dimana:
ρ = Berat isi pasir (g/cm3) m = Berat pasir (g) v = Volume bejana (cm3) d. Hasil :
Cara Merojok :1622,33 % Cara Longgar :1530,60 %
3.4.3 Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Halus a. Prosedur Percobaan
1. Menentukan berat jenis kering, berat jenis semu dan berat jenis SSD pada pasir.
2. Menentukan penyerapan (absorbsi) pasir.
b. Prosedur Percobaan
1. Sediakan pasir secukupnya.
2. Rendam sampel pasir selama ± 24jam.
3. Pasir dikeluarkan dan didinginkan hingga kondisi SSD.
4. Untuk menentukan pasir dalam keadaan SSD, masukkan pasir kedalam mould hingga 1/3 bagian, rojok 25 kali, isi kembali hingga 2/3 bagian, rojok 25 kali, isi kembali sampai penuh dan rojok 25 kali. Setelah itu, Mould diangkat perlahan, apabila pasir masih runtuh pada bagian tepinya berarti pasir dalam kondisi SSD
5. Pisahkan pasir yang telah mencapai kondisi SSD dalam 2 bagian masing-masing seberat 500 gram. Bagian yang pertama dimasukkan kedalam oven ± 24 jam, dan bagian kedua dimasukkan kedalam piknometer dan diisi air lalu digoncang- goncang agar udara didalam pasir keluar, ditandai dengan keluarnya buih atau gelembung. Buih yang keluar tersebut
dituang dengan cara mengisi piknometer sampai air dalam piknometer melimpah, setelah buih habis isi piknometer dengan air hingga batas yang ditentukan.
6. Timbang berat piknometer + pasir + air.
7. Buang isi piknometer lalu isi air dengan air bersih hingga batas air maksimum.
8. Timbang berat piknometer + air.
9. Untuk pasir yang diovenkan, setelah kering lakukan penimbangan.
10. Ulangi percobaan untuk sampel 2.
c. Rumus
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐽𝑒𝑛𝑖𝑠 𝐾𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 = 𝐴 𝐵 + 500 − 𝐶 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐽𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑆𝑆𝐷 = 500
𝐵 + 500 − 𝐶 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐽𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑆𝑒𝑚𝑢 = 𝐴
𝐵 + 𝐴 − 𝐶
𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑠𝑖 = 500−𝐴
𝐴 𝑥 100%
Dimana :
A = Berat pasir kering (gram) B = Berat piknometer + air (gram)
C = Berat piknometer + pasir + air (gram) Hasil pengujian harus memenuhi persyaratan:
Berat jenis kering < Berat jenis SSD < Berat jenis semu.
d. Hasil :
Berat jenis kering = 2,47 % Berat Jenis SSD = 2,54 % Berat Jenis Semu =2,66 % Absorbsi = 2,88 %
3.4.4 Pemeriksaan Kadar Lumpur Agregat Halus a. Tujuan Percobaan
Menentukan persentase kandungan kadar lumpur pada pasir b. Prosedur Percobaan
1. Sediakan 2 sampel pasir masing-masing 500 gram dalam keadaan kering oven melalui sample splitter.
2. Tuang pasir kedalam ayakan no.200 dan disiram dengan air melalui kran sambil digoyang-goyang.
3. Pada saat pencucian, pasir harus diremas-remas sehingga air yang keluar melalui ayakan terlihat jernih dan bersih.
4. Air yang masih ada di pan bersama pasir, disedot dengan alat penghisap air.
5. Usahakan pasir didalam pan tidak tumpah keluar.
6. Sampel didalam pan dikeringkan dalam oven selama 24jam.
7. Sampel yang ada didalam pan diangkat dan ditimbang lalu dicatat. Persentase selisih antara berat mula-mula dan berat kering setelah pencucian adalah kadar lumpur yang terkandung dalam material.
8. Lakukan percobaan untuk 2 buah sampe.
c. Rumus
𝐾𝐿 = 𝐵𝑀−𝐵𝐾
𝐵𝑀 𝑥 100%
Dimana :
KL = Kandungan kadar lumpur agregat (%) BM = Berat sampel mula-mula (gram)
BK = Berat sampel setelah dikeringkan 24 jam (gram) Pasir yang layak digunakan ialah pasir yang memiliki kadar lumpur dibawah 5%.
d. Hasil = 2,2 %
3.4.5 Pemeriksaan Kadar Liat Agregat Halus (Clay Lump) a. Tujuan Percobaan
Menentukan persentase kandungan kadar liat pada pasir b. Prosedur Percobaan
1. Pasir sisa pencucian penentuan kadar lumpur yang sudah kering dijadikan 2 sampel dan dijadikan berat awal mula-mula direndam dalam aquades selama ± 24jam.
2. Setelah direndam, aquades dibuang dengan hati-hati agar tidak ada pasir yang ikut terbuang.
3. Tuangkan pasir pada ayakan no.200 dan dicuci dibawah kran air sambil diremas-remas selama ± 5menit.
4. Pasir hasil pencucian dituang kedalam pan dan dikeringkan dalam oven bersuhu (100 ± 5)oC selama ± 5menit.
5. Pasir kering hasil oven ditimbang.
6. Persentase perbandingan berat sebelum pencucian dan sesudah dikeringkan adalah kadar liat.
c. Rumus
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐿𝑖𝑎𝑡 = 𝐴−𝐵
𝐴 𝑥 100%
Dimana :
A = berat awal (gram) B = berat kering (gram)
Pasir yang layak digunakan ialah pasir yang memiliki kadar liat dibawah 1%.
d. Hasil :1,7 %
3.4.6 Analisa Ayakan Agregat Kasar a. Tujuan Percobaan
1. Menentukan gradasi atau distribusi butiran kerikil
2. Mengetahui modulus kehalusan (fineness modulus) kerikil b. Prosedur Percobaan
1. Sediakan 2 sampel kerikil dengan berat masing-masing 1000
2. Masukkan kerikil kedalam 1 set ayakan yang telah disusun sesuai ukurannya yaitu 38,1mm ; 19,1mm ; 9,52mm ; 4,76mm ; 2,38mm ; 1,19mm ; 0,60mm ; 0,30mm ; 0,15mm dan pan.
3. Tutup susunan ayakan tersebut dan letakkan diatas shieve shaker machine dan jalankan selama 10menit.
4. Setelah berhenti, timbang kerikil yang tertahan di tiap nomor ayakan tersebut.
5. Ulangi percobaan untuk sampel 2.
c. Rumus
𝐹𝑀 = ∑%𝐾𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 𝑇𝑒𝑟𝑡𝑎ℎ𝑎𝑛 𝐴𝑦𝑎𝑘𝑎𝑛 100
Dimana :
FM = modulus kehalusan (fineness modulus)
Kerikil yang layak digunakan ialah kerikil yang memiliki nilai 5,5≤ FM≤
7,5.
d. Hasil :
Fineness Modulus = 6,2855 %
3.4.7 Berat Isi Agregat Kasar a. Tujuan Percobaan
Untuk menentukan berat isi kerikil b. Prosedur Percobaan
1. Cara Merojok
Bejana besi ditimbang dan diisi dengan kerikil sampai 1/3 tinggi bejana tersebut, lalu dirojok sebanyak 25 kali secara merata pada pemukaannya.
Pasir ditambah lagi hingga 2/3 tinggi bejana tersebut dan dirojok 25 kali secara merata pada permukaannya.
Lalu kerikil diisi hingga penuh dan dirojok 25 kali secara merata lalu permukaanya diratakan.
Timbang bejana + kerikil.
Kerikil dikeluarkan dan bejana dibersihkan lalu diisi air hingga penuh, timbang berat bejana + air dan ukur suhu air didalam bejana.
Percobaan dilakukan untuk 2 sampel.
2. Cara Menyiram
Bejana besi ditimbang dan kemudian diisi kerikil dengan cara menyiram dengan sekop setinggi ± 5cm dari bagian atas sampai bejana penuh, lalu ratakan permukaannya.
Timbang bejana + kerikil.
Kerikil dikeluarkan dan bejana dibersihkan lalu diisi dengan air hingga penuh. Timbang berat bejana + air dan ukur suhu air didalam bejana.
Percobaan dilakukan untuk 2 sampel.
c. Rumus
𝑝 = 𝑚 𝑣 Dimana:
ρ = Berat isi kerikil (g/cm3) m = Berat kerikil (g)
v = Volume bejana (cm3) d. Hasil :
Cara merojok = 1384,16 % Cara Longgar = 1326,86 %
3.4.8 Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Kasar a. Tujuan Percobaan
1. Menentukan berat jenis kering, berat jenis semu dan berat jenis SSD pada kerikil.
2. Menentukan penyerapan (absorbsi) kerikil.
b. Prosedur Percobaan
1. Kerikil diayak dengan ayakan 19,1mm dan 4,76mm. Ambil kerikil yang lolos ayakan 19,1mm dan yang tertahan di ayakan 4,76mm lebih kurang 3kg.
2. Rendam kerikil tersebut dalam suatu ember dengan air selama 24jam.
3. Kerikil hasil rendaman tersebut dikeringkan dengan kain lap sehingga didapatkan kondisi kering permukaan (SSD).
4. Siapkan kerikil 2 sampel sebanyak 1250 gram masing-masing.
5. Atur keseimbangan air dan dunagan test set sampai jarum menunjukkan kesetimbangan pada saat air kondisi kering.
6. Masukkan kerikil yang dalam kondisi SSD kedalam keranjang berisi air.
7. Timbang berat air + keranjang + kerikil.
8. Keluarkan dan oven kerikil selama 24jam.
9. Timbang berat kerikil setelah oven.
10. Ulangi percobaan tersebut untuk 2 sampel.
c. Rumus
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐽𝑒𝑛𝑖𝑠 𝐾𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 = 𝐴 𝐵 − 𝐶 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐽𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑆𝑆𝐷 = 𝐵
𝐵 − 𝐶 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐽𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑆𝑒𝑚𝑢 = 𝐴
𝐴 − 𝐶 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑠𝑖 = 𝐵−𝐴
𝐴 𝑥 100%
Dimana :
A = Berat kerikil kering (gram) B = Berat kerikil SSD(gram) C = Berat kerikil dalam air (gram) Hasil pengujian harus memenuhi persyaratan:
Berat jenis kering < Berat jenis SSD < Berat jenis semu.
d. Hasil :
Berat Jenis Kering = 2,63 % Berat Jenis SSD = 2,66 % Berat Jenis Semu = 2,70 % Absorbsi = 1,10 %
3.4.9 Pemeriksaan Kadar Lumpur Agregat Kasar a. Tujuan Percobaan
Menetukan persentase kandungan kadar lumpur pada kerikil b. Prosedur Percobaan
1. Sediakan 2 sampel kerikil masing-masing 1000 gram dalam keadaan kering oven melalui sample splitter.
2. Tuang kerikil kedalam ayakan no.200 dan disiram dengan air melalui kran sambil digoyang-goyang.
3. Pada saat pencucian, kerikil harus diremas-remas sehingga air yang keluar melalui ayakan terlihat jernih dan bersih.
4. Air yang masih ada di pan bersama kerikil, disedot dengan alat penghisap air.
5. Usahakan kerikil didalam pan tidak tumpah keluar.
6. Sampel didalam pan dikeringkan dalam oven selama 24jam.
7. Sampel yang ada didalam pan diangkat dan ditimbang lalu dicatat. Persentase selisih antara berat mula-mula dan berat kering setelah pencucian adalah kadar lumpur yang terkandung dalam material.
8. Lakukan percobaan untuk 2 buah sampel.
c. Rumus
𝐾𝐿 = 𝐵𝑀−𝐵𝐾
𝐵𝑀 𝑥 100%
Dimana :
KL = Kandungan kadar lumpur agregat (%) BM = Berat sampel mula-mula (gram)
Kerikil yang layak digunakan ialah pasir yang memiliki kadar lumpur dibawah 1%.
d. Hasil : 0,85 %
3.4.10 Pemeriksaan Keausan Agregat Kasar dalam Mesin Los Angeles a. Tujuan Percobaan
Menentukan daya tahan agregat kasar (kerikil) terhadap pengausan.
b. Prosedur Percobaan
1. Timbang sampel dengan masing-masing berat kerikil :
Ø38,1mm – Ø25,4mm = 5000 gram
Ø25,4mm – Ø19,1mm = 5000 gram
2. Masukkan peluru pengaus sebanyak 12 buah kedalam mesin Los Angeles.
3. Tutup dan kunci mesin Los Angeles.
4. Putar mesin sebanyak 1000 kali putaran ± 21-23 menit.
5. Sampel dikeluarkan dari mesin dan diayak dengan ayakan Ø1,68mm.
6. Kerikil yang tertahan ayakan tersebut dicuci dan diovenkan selama 24jam.
7. Timbang sampel yang telah diovenkan.
c. Rumus
𝐾𝑒𝑎𝑢𝑠𝑎𝑛 = 𝐴−𝐵
𝐴 𝑥 100%
Dimana :
A = berat awal (gram) B = berat akhir (gram)
Persentase keausan kerikil tidak boleh lebih dari 50%.
d. Hasil :
Persentase Keausan = 23,54 %
3.5 Perencanaan Mix Design Metode ACI
Dalam tahap selanjutnya setelah dilakukan pemeriksaan material propertis adalah perencanaan mix design untuk membuat benda uji beton normal dan beton variasi limbah abu sekam padi berjumlah 30 sampel dengan mutu rencana 45 MPa.
Pada tabel ini adalah perbandingan komposisi material dan total kebutuhan material yang dibutuhkan untuk membuat seluruh benda uji.
Tabel 3.1 Mix Design untuk 1 m3 Beton Normal
Semen (kg) Kerikil (kg) Pasir (kg) Air (kg) HRWR (l)
682.519 990.932 538.793 197.931 4.095
1 1.45 0.79 0.29 0.006
Tabel 3.2 Kebutuhan Material untuk Pembuatan Beton Normal dan BetonVariasi limbah Abu Sekam padi
Material
Variasi Abu Sekam Padi
Satuan
0% 5% 10% 15% 20%
Semen 7,381 7.012 6.643 6.274 5.91 Kg
Pasir 7.33 6.091 6.091 6.091 6.091 Kg
Kerikil 10.17 11.20 11.20 11.20 11.20 Kg
Abu Sekam
Padi 0 0.369 0.738 1.107 1.476 Kg
Superplasticizer 0.046 0.046 0.046 0.046 0.046 Kg
Air 2.14 2.237 2.237 2.237 2.237 Kg
3.6 Proses Perawatan Abu Sekam Padi
Abu sekam padi yang didapat dari kilang padi masih keadaan basah dan lembab, jadi dilakukan beberapa tahap untuk mendapatkan abu sekam padi yang
1. Abu sekam padi dioven terlebih dahulu dengan suhu 200°c, agar kandungan air di dalam abu sekam padi tersebut hilang.
Gambar 3.1 Proses limbah abu sekam padi dioven
2. Setelah dioven, limbah abu sekam padi tersebut di ayak menggunakan ayakan no 200.
Gambar 3.2 Proses limbah abu sekam padi diayak
3. Hasil dari ayakan yang lolos no. 200 bisa digunkan sebagai subtitusisemen.
Gambar 3.3 Abu sekam padi yang lolos no.200
4. Setelah di ayak abu sekam padi di simpan di tempat penyimpanan agar menjaga abu sekam padi tetap kering dan tidak lembab.
3.7 Persiapan Pembuatan Benda Uji
Setelah dilakukan perhitungan mix design, maka selanjutnya dilakukan persiapan untuk melanjutkan proses pembuatan benda yang meliputi langkah- langkah berikut :
1. Siapkan alat dan benda uji yang akan dibutuhkan
2. Timbang seluruh material beton yang dibutuhkan sesuai dengan perencanaan mix design
3. Setelah ditimbang masukkan setiap material ke dalam wadah atau ember sesuai porsinya dengan perhitungan mix design agar bisa langsung dituang ke dalam mesin molen saat proses pencampuran.
Gambar 3.4 Mempersiapkan Material yang Dibutuhkan Sesuai dengan Mix Design
4. Oleskan vaselin pada bagian dalam cetakan beton.
Gambar 3.5 Proses mempersiapkan cetakan dan pengolesan vaseli
3.8 Pembuatan Benda Uji
Setelah seluruh alat dan benda uji dipersiapkan dengan baik dan benar, maka selanjutnya dimulailah proses pembuatan benda uji yang dilakukan sesuai tahap berikut ini :
1. Nyalakan mesin molen dan juga bersihkan bagian dalam molen yang menyisakan gumpalan-gumpalan.
2. Masukkan pasir, kerikil dan juga semen ke dalam mesin molen sesuai dengan mix design.
Gambar 3.6 Proses Pengadukan untuk Pembuatan Beton
3. Kemudian masukkan air, limbah karbit dan superplasticizer dengan menggunakan gelas ukur.
Gambar 3.7 Superplasticizer (HRWR) Tipe F
4. Setelah campuran beton diaduk cukup merata maka campuran tersebut dikeluarkan dari mesin molen ke dalam bejana.Campuran beton segar tersebut kemudian dilakukan pengujian slump. Setelah dilaukan pengujian slump, beton segar dimasukkan ke dalam masing-masing cetakan yang sudah dipersiapkan sebelumnya
5. Beton segar yang sudah dimasukkan ke dalam cetakan kemudian dirojok menggunakan batang rojok dengan 25 kali pada 1/3 tinggi cetakan, lanjutkan ke 2/3 tinggi cetakan sebanyak 25 kali. Ratakan permukaan dengan skrap.
Gambar 3.8 Pemadatan Campuran Beton Segar dengan Alat Batang Perojok 6. Tandai benda uji yang telah dibuat agar tidak terjadi kesalah ketika akan
melakukan pengujian benda uji.
3.9 Perawatan Benda Uji
Untuk pengerjaan selanjutnya adalah perawatan benda uji. Benda uji yang sebelumnya dibuat dan dicetak akan melalui proses perawatan dalam jangka waktu tertentu agar terawat dengan baik dan nantinya akan menghasilkan hasil sempurna sesuai dengan perencanaan. Berikut adalah tahap-tahap dalam perawatan benda uji :
1. Benda uji yang sudah selesai dibuat, dibiarkan mengikat kuat dan mencapai suhu ruangan
2. Kemudian benda uji direndam ke dalam kolam air bertujuan untuk menghindari kehilangan air pada beton akibat penguapan dan menjaga agar mutu beton yang direncanakan dapat tercapai.
Gambar 3.9 Benda Uji direndam dalam Air
3.10 Pengujian Benda Uji
Pengujian kuat tekan dilakukan dalam 2 tahap yaitu 7 hari dan 28 hari.
Untuk tahap – tahap dalam pengujian benda uji yaitu sebagai berikut : 1. Lakukan pengepingan pada kedua sisi beton silinder dengan belerang
cair panas, agar kedua sisi sama rata. Sehingga, pengujian yang dilakukan menghasilkan data yang akurat.
Gambar 3.10 Pengepingan Benda Uji
2. Sebelum dilakukan uji kuat tekan, benda uji ditimbang terlebih dahulu.
Gambar 3.11Penimbangan Berat Beton
3. Nyalakan mesin kuat tekan atau compression machine test terlebih dahulu sebelum melakukan pengujian.
4. Kemudian letakkan benda uji di dalam mesin kuat tekan secara tegak lurus.
Gambar 3.12 Benda Uji dimasukkan kedalam mesin kuat tekan 5. Jalankan mesin dan berikan beban tekan secara konstan.
6. Pembebanan terus dilakukan hingga mesin berhenti memberi beban dan mengeluarkan hasil kuat tekan, yang menandakan beton telah retak atau hancur oleh beban maksimum yang mampu diterima.
7. Catat angka yang kuat tekan tertera di dalam mesin tersebut.
Gambar 3.13 Hasil dari Mesin Kuat Tekan
8. Keluarkan benda uji yang sudah retak atau hancur dan masukkan kembali benda uji yang baru. Lakukan prosedur tersebut kembali hingga seluruh benda uji selesai diuji.
Gambar 3.14 Benda uji yang selesai di uji 3.11 Pengolahan Data
Saat seluruh benda uji beton telah selesai diuji dan hasil dari pengujian telah dicatat dengan baik dan benar, selanjutnya adalah melakukan analisis dan pengolahan data. Karena data hasil pengujian masih berupa data-data mentah, maka harus dilakukan olah data dan dianalisa lebih lanjut untuk menunujukkan korelasi antara satu pengujian dengan pengujian lainnya agar pada akhirnya bisa ditarik sebuah kesimpulan atas keseluruhan penelitian yang telah selesai dilaksanakan.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil pengujian Slump Test
Nilai slump test biasa dikaitkan dengan kemudahan dalam pengerjaan beton atau workability. Adapun unsur-unsur yang mempengaruhi nilai slump ialah sebagai berikut :
1. Gradasi dan bentuk permukaan agregat 2. Faktor air semen
3. Volume udara pada adukan beton 4. Karakteristik semen
5. Bahan tambahan
Berdasarkan uji slump test, didapatkan hasil sebagai berikut : Tebel 4.1 Hasil pengujian slump test pada tiap variasi Nama Sampel Variasi Nilai Slump (cm)
Bn Normal 12.7
B5 5% 11.5
B10 10% 10.8
B15 15% 9.5
B20 20% 8
12,7
11,5 10,8
9,5
8
0 2 4 6 8 10 12 14
Normal 5% 10% 15% 20%
Absorbsi (%)
Variasi Abu sekam padi
