PENGARUH TEMPERATUR AIR TERHADAP KUAT TEKAN BETON PADA BETON SCC (SELF COMPACTING CONCRETE)
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian
Pendidikan Sarjana Teknik Sipil
Disusun Oleh :
NOVAN PRIA UTAMA 11 0424 032
BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
LEMBAR PENGESAHAN
Pengaruh Temperatur Air Terhadap Kuat Tekan Beton Pada Beton SCC
(
Self Compacting Concrete
)
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil NIP. 19770623 200501 2 001
Penguji I : Penguji II :
M. Agung Putra Handana, S.T.,M.T Rahmi Karolina, ST., M.T NIP. 19821206 201012 1 005 NIP. 19820318 200812 2 001
Mengesahkan :
Koordinator PPSE Ketua
Departemen Teknik Sipil FT USU Departemen Teknik Sipil FT USU
Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP. 19560326 198103 1 003 NIP. 19561224 198103 1 002
BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Novan Pria Utama
NIM : 11 0424 032
Dengan ini menyatakan bahwa Tugas Akhir saya ini dengan judul “Pengaruh Temperatur Air Terhadap Kuat Tekan Beton Pada Beton SCC (Self Compacting Concrete)” bebas plagiat.
Apabila di kemudian hari terbukti terhadap plagiat dalam Tugas Akhir saya
tersebut, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan
perundang-undangan.
Demikian pernyataan ini saya perbuat untuk dipergunakan sebagaimana mestinya.
Medan, Januari 2016
Penyusun,
Novan Pria Utama
ABSTRACT
The development of technology for the use of concrete as a construction material that can be solidified concrete result by its own weight or called SCC (Self Compacting Concrete). This research was done experimentally in the laboratory to determine the effect of water temperature on the compressive strength of concrete SCC. Variations in the temperature of the water mixture concrete used is 5ºC, 15ºC, normal temperature (28ºc), 50 ºC and 75 ºC. Testing of concrete used in the form of tests on the test fresh concrete as a requirement to test the workability of SCC include testing Slump flow to determine the passing ability, J-ring flow to determine the filling ability and V-funnel for Segregation resistance. In this test variations in water temperature the mixture at a temperature of 5 ° C, 15 ° C and normal temperatures meet standard workability of SCC, while the temperature of 50 ºC and 75 ºC not meet. Testing the hard concrete SCC made with testing concrete compressive strength and tensile strength of concrete sides, it is to get a conclusion on the effects on the quality of concrete. Testing the compressive strength of concrete at 5 ° C higher 25.70%, temperature 15 ° C higher 19.74%, 28 ° C (normal temperature) is higher 10.46%, temperature 50 ° C higher 0.80 % and at a temperature of 75 ° C lower 1.16% of the quality plan 25 Mpa.
ii
ABSTRAK
Perkembangan teknologi terhadap pemanfaatan beton sebagai bahan konstruksi menghasilkan beton yang bisa memadat dengan beratnya sendiri atau yang disebut dengan SCC (Self Compacting Concrete.. Penelitian ini dilakukan secara eksperimental di laboratorium yang untuk mengetahui pengaruh temperatur air terhadap kuat tekan beton SCC. Variasi suhu air campuran beton yang digunakan adalah 5ºc, 15ºc, suhu normal (28ºc), 50 ºc dan 75 ºc. Pengujian beton yang digunakan berupa pengujian terhadap pengujian beton segar sebagai persyaratan terhadap pengujian workability SCC antara lain pengujian Slump flow
untuk mengetahui passing ability, J-ring flow untuk mengetahui filling ability dan
V-funnel untuk Segregation Resistance. Pada pengujian ini variasi suhu air campuran pada suhu 5 ºc, 15 ºc dan suhu normal memenuhi persyratan
workability SCC, sedangkan untuk suhu 50 ºc dan 75 ºc tidak memenuhi. Pengujian beton keras SCC dilakukan dengan pengujian kuat tekan beton dan kuat tarik belah beton, hal ini untuk mendapatkan kesimpulan terhadap pengaruhnya terhadap mutu beton. Pengujian kuat tekan beton pada suhu 5°c lebih tinggi 25,70%, suhu 15°c lebih tingggi 19,74%, 28°c (suhu normal) lebih tinggi 10,46%, suhu 50°c lebih tinggi 0,80% dan pada suhu 75°c lebih rendah 1,16% dari mutu rencana 25 Mpa.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melilmpah kan
dan memberikan pengetahuan, pengalaman, kekuatan, dan juga kesempatan
kepada penulis, sehingga mampu menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat utama yang harus dipenuhi untuk
mencapai gelar sarjana teknik dari Universitas Sumetera Utara dengan judul
“PENGARUH TEMPERATUR AIR TERHADAP KUAT TEKAN BETON
SCC (SELF COMPACTING CONCRETE)”.
Dalam proses penyusunan tugas akhir ini, penulis telah mendapatkan
bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, sudah selayaknya
penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara;
2. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M. Eng. Sc, sebagai Koordinator Program
Pendidikan Sarjana Ekstensi Jurusan Teknik Sipil;
3. Ibu Nursyamsi, S.T., M. T., sebagai dosen pembimbing yang telah
membimbing penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini dari awal hingga
selesai;
4. Seluruh dosen penguji yang telah memberi masukan pada tugas akhir ini;
5. Seluruh dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan
Teknik Sipil;
6. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada kedua orangtua,
saudara yang telah memberikan banyak dukungan dan doa yang tulus kepada
iv
7. Kepada asisten-asisten Laboratorium Beton dan Bahan Rekayasa Teknik Sipil
USU yang telah banyak membantu dan memberikan masukan;
8. Kepada seluruh rekan-rekan mahasiswa Program Pendidikan Sarjana Ekstensi
Jurusan Teknik Sipil, terutama kepada Winner, Jusak, Andri, Zulfan dan
semua teman-teman yang tidak dapat saya sebutkan namanya satu persatu
yang telah memberikan dukungan untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
Walaupun penulis sudah berupaya semaksimal mungkin, namun penulis
juga menyadari kemungkinan terdapat kekurangan dan kesilapan di dalam laporan
ini. Hal ini disebabkan keterbatasan pengetahuan, pengalaman dan kemampuan
penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat
membangun dari para pembaca yang nantinya dapat memperbaiki laporan
selanjutnya sehingga dapat lebih baik lagi.
Semoga laporan ini dapat memberikan informasi, manfaat dan
pengetahuan bagi para pembaca.
Medan, Januari 2016
Hormat saya
Penulis,
DAFTAR ISI
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
2.1.1. Kelebihan dan Kekurangan Beton ... 6
2.1.2. Problematika Beton ... 7
2.1.3. Sifat dan Karakterstik yang Dibutuhkan pada Perencangan Beton .. 8
2.2. SEMEN PORTLAND ... 9
2.2.1. Sifat dan Karakteristik Semen Portland ... 11
2.3. Agregat ... 16
vi
2.3.2. Agregat Halus... 19
2.4. Air ... 20
2.5. Bahan Kima Pembantu ... 21
2.5.1. Superplasticizer ... 25
2.5.2. Retarder ... 27
2.6. Pengaruh Temperatur Pada Beton ... 27
2.6.1. Pembetonan Pada Musim Dingin ... 29
2.6.2. Pembetonan Pada Cuaca Panas ... 30
2.7. Self Compacting Concrete ... 30
2.7.1. Rasional Mix Design ... 32
2.7.2. Karakteristik Self Compacting Concrete (SCC) ... 34
2.7.3. Pengujian Beton Segar Self Compacting Concrete (SCC) ... 35
2.7.4. Pengujian Beton Keras Self Compacting Concrete (SCC) ... 42
2.8. Prosedur Proporsi Campuran Beton Kekuatan Tinggi ... 44
2.9. Kontrol Kualitas Pekerjaan Beton ... 52
2.9.1. Rata-rata ... 53
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN... 53
3.1. Pendahuluan ... 53
3.2. Persiapan Alat dan Bahan ... 53
3.3. Perancangan Campuran Beton Normal ... 56
3.4. Trial Mix ... 56
3.5. Pembuatan Benda Uji ... 57
3.6. Uji Tekan ... 59
BAB 4 HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN... 61
4.1. Umum ... 61
4.2. Analisa Data ... 61
4.2.1. Mix Design Beton Normal ... 61
4.2.2. Trial Mix Self Compacting Concrete ... 65
4.2.3. Pengujian Workabilitas Beton Segar dengan Variasi Suhu Air Campuran ... 70
4.2.4. Pengujian Beton Keras dengan Variasi Suhu Air Campuran ... 80
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 86
5.1. KESIMPULAN ... 86
5.2. SARAN ... 87
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2. 1 Unsur-unsur Beton ...6
Tabel 2. 2 Kekuatan Tekan Beton Relatif sesuai dengan Pengaruh Jenis Semen yang Digunakan ...14
Tabel 2. 3 Karakteristik Senyawa Penyusun Semen Portland ...15
Tabel 2. 4Pengaruh sifat agregat pada sifat beton...17
Tabel 2. 5 Identify blocking assessment ...39
Tabel 2. 6Slump yang dianjurkan untuk Beton dengan HRWR atau Tanpa HRWR ...45
Tabel 2. 7 Perkiraan Ukuran Maksimum Agregat ...45
Tabel 2. 8 Volume Agregat Kasar yang dianjurkan per Unit Volume Beton ...46
Tabel 2. 9 Estimasi Pertama Air Campuran yang dibutuhkan dan Kadar Udara Beton Segar Berdasarkan Penggunaan Pasir dengan 35% Voids ...48
Tabel 4. 1 Campuran Dasar Per M3 ...65
Tabel 4. 3 Hasil pengujian Workabilitas self compacting concrete Trial
Mix I ...66
Tabel 4. 4 Campuran Trial Mix II ...67
Tabel 4. 5 Hasil pengujian Workabilitas self compacting concrete Trial Mix II...67
Tabel 4. 6 Campuran Trial Mix III...68
Tabel 4.7 Hasil pengujian Workabilitas self compacting concrete Trial Mix III ...68
Tabel 4.8 Campuran Trial Mix IV ...69
Tabel 4.9 Hasil pengujian Workabilitas self compacting concrete Trial Mix IV ...69
Tabel 4.10 Hasil Pengujian Beton Segar SCC ...70
Tabel 4.11 Kriteria Hasil Pengujian Beton Segar SCC...78
Tabel 4.12 Pengujian Kuat Tekan SCC ...80
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2. 1 Perbedaan beton biasa dan beton SCC dalam hal jumlah
mortar yang lebih banyak dan kerikil yang lebih sedikit ...32
Gambar 2.2 Komposisi material penyusun SCC ...34
Gambar 2.3 J-Ring ...40
Gambar 2.4 V Funnel Test ...42
Gambar 3.1 Bagan metodologi penelitian ...55
Gambar 4.1 Hasil Pengujian Slump Flow dan J-ring Flow ...71
Gambar 4.2 Hasil Pengujian V-funnel dan V-funnel ATt 5 minutes ...71
Gambar 4.3 Hasil Pengujiaan dan Perhitungan Filling Ability...78
Gambar 4.4 Hasil Pengujiaan dan Perhitungan Passing Ability ...79
Gambar 4.4 Hasil Pengujiaan dan Perhitungan Passing Ability ...79
Gambar 4.5 Grafik Pengaruh Suhu Air Terhadap Kuat Tekan Beton ...81
Gambar 4. 6 Pengaruh Variasi Suhu Air Campuran Terhadap Kuat Tekan Beton (%)...82
Gambar 4.7 Grafik Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ...84
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
A = Luas tampang benda uji
ACI = American Concrete Institute
ASTM = American Society for Testing and Material
BK = Berat sampel setelah dikeringkan selama 24 jam
BM = Berat sampel mula-mula
BS = British Standard
f’c = Kuat tekan beton yang disyaratkan
f’ct = Kuat tarik belah beton
KL = Kadar lumpur agregat
P = Beban maksimum yang dapat ditahan benda uji
PC = Portland Cement
SCC = Self Compacting Concrete
SII = Standar Industri Indonesia
SNI = Standar Nasional Indonesia
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Hasil Pengujian Materail
Lampiran 2. Mix Design
Lampiran 3. Hasil Pengujian workablity Beton Segar SCC
Lampiran 4. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton dan Kuat Tarik Belah Beton
