JURNAL TUGAS AKHIR ELASTISITAS DAN KUAT TEKAN BETON YANG MENGGUNAKAN AIR LAUT, PASIR LAUT, DAN SEMEN PORTLAND KOMPOSIT. Oleh : ISMI ISTIQAMAH

JURNAL TUGAS AKHIR

ELASTISITAS DAN KUAT TEKAN BETON YANG MENGGUNAKAN AIR LAUT,

PASIR LAUT, DAN SEMEN PORTLAND KOMPOSIT

Oleh :

ISMI ISTIQAMAH

D 111 12 269

JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

GOWA

2016

1

ELASTISITAS DAN KUAT TEKAN BETON YANG MENGGUNAKAN AIR

LAUT, PASIR LAUT, DAN SEMEN PORTLAND KOMPOSIT

Ismi Istiqamah, Muh. Wihardi Tjaronge, Rita Irmawati

Jurusan Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin, Makassar

Alamat Korespondensi

Ismi Istiqamah

Fakultas Teknik Jurusan Sipil

Universitas Hasanuddin Gowa, 92133

HP : 085342214202

2

ELASTISITAS DAN KUAT TEKAN BETON YANG MENGGUNAKAN AIR

LAUT, PASIR LAUT, DAN SEMEN PORTLAND KOMPOSIT

Ismi Istiqamah 1, Muh.Wihardi Tjaronge 2, Rita Irmawati 2

ABSTRAK

Salah satu bahan penyusun beton yang juga sangat berpengaruh terhadap kekuatan beton adalah air. Volume air di muka bumi sebesar 1.386 km3 , dari jumlah tersebut, 97% adalah air laut dan 3% lainnya adalah air tawar. Negara Indonesia juga merupakan Negara kepulauan dalam arti bahwa Negara yang seluruhnya terdiri dari beberapa pulau yang mencakup daratan dan lautan, di setiap titik lokasi pulau, terdapat bangunan-bangunan yang terletak di daerah pantai seperi bangunan dermaga atau pelabuhan talut dan bangunan lain. Dalam kondisi tersebut, tidak menutup kemungkinan bahwa kebutuhan akan air tawar akan sulit dijangkau sehingga membutuhkan biaya konstruksi yang lebih besar, sehingga melihat kejadian tersebut dan besarnya potrnsi sumber air laut maka ada ide untuk menggunakan air laut sebagai air pencampur beton. Kuat tekan dan modulus elastisitas adalah faktor penting dalam mendukung mutu beton. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kuat tekan dan elastisitas beton perawatan curing udara pada umur 3, 7, dan 28 hari. Material yang digunakan adalah semen portland komposit, kerikil, air laut, pasir laut yang berasal dari Pantai Barombong serta bahan tambah superplasticizer tipe glenium Master Sky 8614. Penentuan faktor air semen yaitu 32.5%. Nilai kuat tekan pada umur 3, 7, dan 28 hari berturut-turut adalah 12.59, 16.11, dan 17.23 MPa. Kuat tekan 3 dan 7 hari adalah masing-masing 73.07% dan 93.50% dari nilai kuat tekan 28 hari. Secara keseluruhan, semua benda uji menunjukkan keseragaman atau homogen jumlah kerikil.

Kata Kunci :Beton Air Laut , Kuat Tekan, Modulus Elastisitas

1_{Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin} 2

3

PENDAHULUAN Latar Belakang

Salah satu bahan penyusun beton yang juga sangat berpengaruh terhadap kekuatan beton adalah air. Menurut GEOSYSTEM an Introduction to Physical Geology pada tahun 2003, volume air di muka bumi sebesar 1.386 km3 , dari jumlah tersebut 97% adalah air laut dan 3% adalah air tawar. Negara Indonesia juga merupakan Negara kepulauan dalam arti bahwa Negara yang seluruhnya terdiri dari beberapa pulau yang mencakup daratan dan lautan, di setiap titik lokasi pulau terdapat bangunan-bangunan yang terletak di daerah pantai seperti bangunan dermaga atau pelabuhan, talut, dan bangunan yang lainnya. Dalam kondisi seperti itu, tidak menutup kemungkinan bahwa kebutuhan akan air tawar sangat sulit untuk dijangkau sehingga membutuhkan biaya konstruksi yang lebih besar dan bahkan terdapat beberapa daerah yang terisolir dengan air tawar sehingga menjadikan air laut sebagai solusi pengganti air tawar. Dari kejadian tersebut, melihat potensi sumber air laut yang begitu melimpah, maka ada ide untuk menggunakan air laut sebagai bahan pencampuran beton yang terkhusus pada lokasi-loasi bangunan yang sering beinteraksi dengan air laut.

Faktor penting dalam hal yang mempengaruhi mutu beton adalah kuat tekan dan modulus elastisitasnya.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi dan membandingkan nilai kuat tekan dan modulus elastisitas beton air laut dengan perawatan curing udara selama 3,7, dan 28 hari.

TINJAUAN PUSTAKA Beton Air Laut

Penelitian tentang pengaruh air laut sebagai air pencampur terhadap sifat mekanik mortar dan beton, menunjukkan bahwa air laut dapat digunakan sebagai air pencampur dan air perendaman. Meskipun pengaturan waktu semen menjadi lebih lama dengan menggunakan air laut. Kekuatan mortar dan beton meningkat ketika menggunakan air lut sebagai air pencampuran.[13] Bahan Penyusun Beton

Semen

Semen portland adalah semen hidrolis dengan menggiling terak semen portland terutama yang terdiri atas kalsium silikat yang bersifat hidrolis dan digiling bersama-sama dengan bahan tambah berupa satu atau lebih kristal senyawa

kalsium sulfat dan boleh ditambah dengan bahan tambahan lain.[4]

Semen portland komposit terbuat dari pengikat hidrolis hasil penggilingan bersama-sama terak (klinker) semen portland dan gips dengan satu atau lebih bahan anorganik, atau hasil pencampuran antara bubuk semen portland dengan bubuk bahan anorgnaik lain.[5]

Semen mengandung empat senyawa kimia utama, yaitu C3S (3CaO.SiO2 disebut trikalsium

silikat), C2S (2CaO.SiO2 disebut dikalsium silikat),

C3A (3CaO.Al2O3 disebut trikalsium aluminat),

C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3 disebut tetrakalsium

aluminoferrit). [18]

Agregat

Agregat merupakan material yang ditambahkan ke dalam pasta semen dalam proses pembuatan beton untuk mengurangi pemakaian semen. Hal ini dilakukan karena agregat lebih murah dibandingkan dengan semen serta penambahan agregat akan membentuk beton dengan volume yang lebih stabil dan durabilitas yang lebih baik. [15]

Ada dua jenis agregat yaitu agregat halus (pasir alami dan buatan), dan agregat kasar (kerikil, betu pecah, atau pecahan-pecahan dari

blast-furnace). [14]

Admixture

Material campuran tambahan (admixture) adalah material selain air, agregat, atau semen hidrolis. Material ini digunakan sebagai bahan penyusun beton dan ditambahkan pada beton sebelum atau selama pencampurannya untuk memodifikasi properti. [17]

Superplasticizer adalah bahan tambah yang berguna untuk mengurangi penggunaan air secara signifikan dalam proses pembuatan beton namun tetap mempertahankan workability-nya. Efek dari penggunaan superplasticizer ini adalah peningkatan pada kekuatan beton, superplasticizer dapat meningkatkan kekuatan awal beton (umur 24 jam) hingga 50 sampai 75 persen. [20]

Superplasticizer memiliki peran sebagai agen pengaktif permukaan (surface active agent). Setelah terserap oleh parikel-partikel semen maka superplasticizer akan memodifikasi permukaan partikel semen yang membuat partikel-partikel semen menjadi lebih tersebar dan tidak menggumpal sehingga mampu membebaskan air yang terperangkap. Proses ini meningkatkan konsistensi pasta semen. Superplasticizer akan aktif selama beberapa waktu dan setelah pengaruhnya habis maka pasta semen menjadi lebih kaku. [20]

4

Peranan hidrasi semen dalam pengikatan klorida

Penelitian menunjukkan bahwa pasir laut dan aggregat kasar dari sungai mampu diikat oleh pasta yang terbuat dari air laut dan semen Portland komposit untuk menghasilkan kuat tekan beton struktural [9,10,11].

Kuat Tekan

Kuat tekan beban beton adalah besarnya beban per satuan luas, yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan.

Kekuatan tekan

beton dapat dicapai sampai 96.526

N/mm2

atau

lebih, bergantung pada jenis campuran,

sifat-sifat agregat, serta lama dan kualitas perawatan.

Kekuatan beton yang paling umum digunakan adalah sekitar 20.684 N/mm2 sampai 41.368 N/mm2, dan beton komersial dengan agregat biasa, kekuatannya sekitar 2.068 sampai 68.947 N/mm2. [14]

Modulus Elastisitas

Kajian tentang hubungan tegangan-regangan beton perlu diketahui untuk menurunkan persamaan analisis dan perencanaan bagian struktur. Kemamuan bahan untuk menahan beban yang didukungnya dan perubahan bentuk yang terjadi pada bahan itu amat tergantung pada sifat tegangan-regangan tersebut.

METODOLOGI PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Riset

Eco Material Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Hasanuddin Gowa. Jenis penelitian ini adalah penelitian eksperimen di laboratorium berupa pengujian karakteristik agregat dan perilaku mekanik beton yang mengacu pada Standar Nasional Indonesia dan literatur-literatur yang berkaitan.

Pembuatan dan pengujian benda uji dilaksanakan di laboratorium Riset Eco Material Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Gowa.

Metode Penelitian

Setiap benda uji dicuring perawatan udara, untuk masa curing 3,7, dan 28 hari, sebelum diuji menggunakan Universal Testing Machine (Tokyo

Testing Machine Inc.) kapasitas 1000 kN dan

LVDT (Longitudinal Variable Diferencial Tranducer) 25 mm yang di sambungkan ke data

logger dan switching box dapat dilihat pada gambar

2.

Alat Penelitian

Alat yang digunakan pada penelitian ini dapat di lihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Alat penelitian

Gambar 1. Alat uji kuat tekan dan modulus elastisitas beton

Analisa Data

Data yang diperoleh pada alat uji yaitu nilai beban maksimum. Selanjutnya dapat dihitung dengan berdasarkan SNI terkait.

Kuat tekan dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini :

(1)

Modulus elastisitas secara ekesperimental dapat dihitung dengan rumus:

(2)

Modulus elastisitas beton secara teoritis dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini :

_√

(3)

√ (4)

HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Agregat

Hasil pengujian karakteristik agregat halus (pasir laut) dan agregat kasar (batu pecah) dapat dilihat pada Tabel 4. dibawah ini.

NO. ALAT KAPASITAS KEGUNAAN

1 Universal Testing

Machine 1000 kN

Untuk pengujian kuat tekan 2 Data Logger dan

Switching Box 50 Channel

Untuk merekam data secara otomatis 3 Compressometer 25 mm

Untuk mengetahui niai modulus elastisitas pada

5

Tabel 2. Hasil rekapitulasi karakteristik agregat No. Karakteristik _Agregat

Agregat Halus (Pasir Laut) Agregat Kasar (Batu Pecah) 1 Diameter 0,14 – 5 _mm 5,01 - 20 _mm 2 Modulus Kehalusan 1.90 8.10 3 Berat Jenis Spesifik*)

a. Berat Jenis Nyata 2.41 2.63

b. Berat Jenis Dasar

Kering 2.56 2.82 c.Berat Jenis Permukaan 2.47 2.70 4 Penyerapan Air 2.46% 2.57% 5 Berat Volume a. Kondisi Lepas 1.42 1.80 b. Kondisi Padat 1.69 1.90 6 Kadar Air - 1.69% 7 Kadar Lumpur 1,50% 0.50%

8 Kadar Organik _(Rendah) No. 1 -

Ket : *Diuji dengan menggunakan air laut.

Karakteristik Air Laut

Komposisi kimia yang terkandung pada air laut pantai barombong yang diuji di laboratorium Oceanografi Fakultas Ilmu Kelautan dan Perikanan Universitas Hasanuddin Makassar memiliki berat jenis 1.029 gram/cm3, pH 8.53, salinitas 18% dan kandungan Cl- sebesar 5303.70 mg/l.

Superplasticizer

Superplasticizer yang digunakan dalam pengujian ini. Kadar superplasticizer yang digunakan dalam pencampuran beton adalah sebesar 800-1500 ml per 100 kg semen.

Mix Design Concrete

Rancangan campuran beton didesain dengan

slump rencana 5 ± 2 cm. Komposisi campuran

beton untuk 1 m³ dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 3. Komposisi campuran beton untuk (kg/m3)

No Material Kg 1 Air laut 129.81 2 Semen 415.38 3 Pasir laut 741.00 4 Batu pecah 1125.90 5 Superplasticizer 5.52 Total 2417.62

Jumlah kandungan klorida adalah 699.13 gram atau setara 0.22% dari berat semen. Kandungan klorida terebut telah memenuhi syarat kadar ion klorida (Cl) larut air maksimum, yaitu sebesar 1% dari berat semen

.

Pengujian Slump Test

Nilai slump merupakan indeks untuk mengukur tingkat kelecakan atau keenceran pada campuran beton sekaligus merupakan ukuran mudah tidaknya suatu adukan beton untuk dikerjakan. Hasil

Pada pengujian ini, nilai slump yang dihasilkan memenuhi nilai slump rencana yaitu 5 ± 2 cm.

Hasil pengamatan visual menunjukkan bahwa beton segar tidak mengalami segregasi dan bleeding. Hal ini juga menunjukkan bahwa beton segar telah tercampur dengan baik.

Gambar 2. Nilai slump Berat Volume Beton Segar

Berat volume beton segar dan berat volume teori berturut-turut adalah 2138.75 dan 2417.62 kg/m3

Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada sat beton berumur 3, 7, dan 28 hari dengan menggunakan silinder berukuran 100mm x 200mm, masing-masing sebanyak 3 buah

Tabel 4. Hasil Pengujian Kuat Tekan (MPa)

Umur/ Hari Sampel Kuat Tekan (MPa) Kuat Tekan Rata-rata(MPa) 3 1 12.87 12.59 2 12.28 3 12.64 7 1 16.38 16.11 2 16.00 3 15.95 28 1 17.04 17.23 2 15.30 3 19.36

6

Pada kuat tekan 3 dan7 hari adalah masing-masing 73,07% dan 93.50% dari nilai kuat tekan 28 hari.

Modulus Elastisitas

Hasil pehitungan modulus elastisitas eksperimental dan teoritis pada umur beton 28 hari berturut-turut adalah 17040.837, 20215.224, dan 18293.179 MPa. Hasil perhitungan menunjukkan nilai modulus elastisitas eksperimental dan teoritis bebeda, di mana modulus elastisitas secara eksperimental lebih kecil dibandingkan modulus elastisitas secara teoritis yang langsung ditinjau dengan kuat tekan, dan nilai modulus elastisitas secara teoritis yang ditinjau dengan berat beton. Namun nilai modulus elastisitas yang ditinjau langsung dengan kuat tekan lebih besar dibandingkan nilai modulus elastisitas secara teoritis yang ditinjau dengan berat beton.

KESIMPULAN

1. Nilai kuat tekan dari hasil pengujian pada umur 3,7, dan 28 hari berturut-turut adalah 12.59, 16.11, dan 17.23 MPa. Seiring bertambahnya umur beton maka semakin besar pula kuat tekan yang dicapai.

2. Nilai modulus elastisitas beton pada umur 28 hari sebesar 17040.837 MPa.

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonim. 1980. Standar Industri Indonesia (SII)

0052-80. Mutu dan Cara Uji Agregat.

Departemen Perindustrian Republik Indonesia. 2. Anonim. 1996. Metode Pengujian Modulus

Elastisitas dan Rasio Poison Beton dengan Kompresometer (SNI 03-4169-1996).

Departemen Pekerjaan Umum.

3. Anonim. 2000. Tata Cara Pembuatan Rencana

Campuran Beton Normal (SNI 03-2834-2000).

Departemen Pekerjaan Umum.

4. Anonim. 2004. Semen Potland – SNI

15-2049-2004. BSNI. Jakarta

5. Anonim. 2004. Semen Portland Komposit (SNI

15-7064-2004). Departemen Pekerjaan Umum.

6. Anonim. 2011. Cara Uji Kuat Tekan Beton

Dengan Benda Uji Silinder (SNI 03-1974-2011).Departemen Pekerjaan Umum.

7. Anonim. 2013. Persyaratan Beton Struktural

Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2013).

Departemen Pekerjaan Umum.

8. Erniati, M.W. Tjaronge, Rudy Djamaluddin,

Victor Sampebulu, Microstructure

Characteristics of Self Compacting Concrete using Sea Water, International journal of

Applied Engineering Research: Vol 9. Number 22 (2014) pp 18087-18095.

9. Erniati, M.W. Tjaronge, Rudy Djamaluddin, Victor Sampebulu, Compressive Strength and

Slump Flow of Self Compactig Concrete Uses Fresh Water and Sea Water, ARPN Journal of

Engineering and Applied Sciences: Vol 10. Number 6(2015) pp 2373-2377.

10. Erniati, M.W. Tjaronge, Rudy Djamaluddin, Victor Sampebulu, Porosity and Microstructure

Phase of Self Compacting Concrete Using Sea Water as Mixing Water and Curing, submitted

on International Conference on Key

Engineering Materials (ICKEM 2015) March 21-23, 2015, it will be published on Advanced Material Research, vol 1119

11. Irmawaty, Rita. 2013. Effect Of Seawater As

Mixing Water On The Mechanical Properties Of Mortar and Concrete.

12. Marinescu, M.V.A. and Brouwers, H.J.H., Free

And Bound Chloride Contents In Cementitious Materials. June 2010. 8th fib Phd Symposium

in Kgs. Lyngby, Denmark.

13. Mohammed, T.U., Hamada, H. and Yamaji, T. 2004. Performance of seawater-mixed Concrete

in the Tidal Environment. Cement and Concrete

Research 34 : 593-603, Japan.

14. Nawy E.G. Juli 2010. Beton Bertulang-Suatu

Pendekatan Dasar, Cetakan Keempat. Bandung.

15. Neville, A. M. 2005. Properties of Concrete. Prentice Hall. Malaysia.

16. Otsuki, Nobuaki. 2011. Possibility Of Sea

Water As Mixing Water In Concrete.

Conference on Our World in Concrete & Structures. Tokyo Institute of Technology, Japan.

17. Tjaronge. M. W dkk. 2011. Effect of Sea

Water on The Strength of Porous Concrete Containing Portland.

18. Tjaronge, M. W. 2012. Teknologi Bahan Lanjut

– Semen dan Beton Berongga. CV. Telaga

Zamzam. Makassar.

19. Tjaronge M.W, Hamada. H., R. Irmawaty and Y Sagawa. 2013. Influence of the Curing

Method on Compressive Strength and Porosity of Concrete Mixed With Sea Water, Marine Sand and Fly Ash, The 7th International

Conference On Asian and Pasific Coasts, 24-26 September, Bali, Indonesia.

20. Tjaronge. M.W, Rita Irmawaty, Sakti Adji Adisasmita, Arwin Amiruddin, dan Hartini. 2014. Compressive Strength and Hydration

Process of Self Compacting Concrete (SCC) Mixed with Seawater, Marine Sand, and Portland Composite Cement, Advanced Materials Research. 935(2014): 242-246. 21. Tjaronge, M. W. 2014. Teknologi Material

Beton yang Berwawasan Lingkungan dan Aplikasinya Pada Pembangunan Berkelanjutan.