TUGAS AKHIR
ANALISIS KUAT TEKAN BETON YANG MENGGUNAKAN SEMEN TYPE PPC DAN PCC DENGAN BAHAN TAMBAH SERBUK KAYU
Disusun oleh : AHMAD ALIF 45 12 041 056
JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BOSOWA MAKASSAR
2019
viii ABSTRAK
ANALISIS KUAT TEKAN BETON YANG MENGGUNAKAN SEMEN TYPE PPC DAN PCC DENGAN BAHAN TAMBAH SERBUK KAYU
Ahmad Alif1), Arman Setiawan 2), Nurhadijah yunianti 3)
Abstrak
Beton merupakan suatu komposit dari bahan yang terdiri dari agregat halus, agregat kasar, air, semen atau bahan lain yang berfungsi sebagai bahan pengikat hidrolis dengan atau tanpa menggunakan bahan tambahan. Bahan-bahan tersebut kemudian dicampur dengan komposisi tertentu yang telah ditentukan sehingga menghasilkan beton yang bermutu, awet, mudah dikerjakan, ekonomis dan mempunyai kekuatan yang tinggi.
Tujuan utama penelitian ini adalah memodifikasi formula beton normal agar memiliki kuat tekan lebih tinggi dari kuat tekan normal,dengan penambahan Serbuk kayu sebagai bahan tambah semen
Proses penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknik Sipil Universitas Bosowa Makassar. Pengujian menggunakan Standar Nasional Indonesia. Benda uji yang dibuat sebanyak 18 sampel dengan benda uji silinder diameter 15 cm tinggi 30 cm Hasil penelitian memperlihatkan bahwa beton dengan penambahan serbuk kayu sebagai subtitusi semen ,penambahan serbuk kayu sebesar 0,75%, 1% dan 1,5 % mencapai kuat tekan optimum rata - rata 21.06 MPa
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGAJUAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
ABSTRAK ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GRAFIK ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xv BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Pembatasan Masalah... I-3 1.3 Rumusan Masalah ... I-5 1.4 Tujuan Penelitian ... I-5 1.5 Manfaat Penelitian ... I-6 1.6 Sistematika Penulisan ... I-6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengeertian Beton Beton ... II-1 2.2 Beton Ringan ... II-5 2.3 Material ... II-11
2.3.1 Serbuk Kayu ... II-11 2.3.2 Agregat ... II-14
x
2.3.3 Semen Portland ... II-15 2.3.4 Air ... II-17 2.4 Karakteristik Beton Ringan ... II-19 2.4.1 Kuat Tekan (compressive strength) ... II-19 2.4.2 Uji Berat Jenis dan Penyerapan Agregat ... II-20 2.4.3 Uji Kadar Lumpur ... II-21 2.4.4 Uji Analisa Saringan ... II-21 2.4.5 Uji Bobot Isi ... II-24 2.4.6 Perancangan Campuran Beton (mix design) ... II-25 2.5 Metode Kolerasi ... II-31 2.6 Metode Regresi ... II-33 2.7 Pengertian Beton ... II-35 2.7.1 Keunggulan dan Kelemahan Beton ... II-35 2.7.2 Sifat Beton ... II-36 2.7.3 Bahan Penyusun Beton ... II-37 2.7.3.1 Semen Portland ... II-37 2.7.3.2 Agregat... II-38 2.7.4 Perawatan Beton ... II-41 2.7.4.1 Perancangan Campuran Adukan Beton ... II-41 2.7.4.2 Slump ... II-42 2.7.4.3 Kuat Tekan Beton ... II-42 2.7.5. Penelitian Terdahulu ... II-44
x BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian ... III-1 3.2 Penentuan Mix Design Beton Kontrolfc’ 20 Mpa ... III-2 3.3 Variabel Penelitian ... III-3 3.4 Metode Pengujian ... III-3 3.4.1. Pengujian Karakteristik Agregat ... III-3 3.4.2. Pengujia Kuat Tekan ... III-4 BAB IV HASIL DAN PEMBAHAN
4.1 Hasil Pengujian
4.1.1 Karateristik Agregat... IV-1 4.1.2 Gradasi Gabungan Agregat ... IV-3 4.2 Beton Normal ... IV-3 4.2.1 Komposisi Beton Normal ... IV-3 4.2.2 Penujian Slump Test ... IV-4 4.2.3 Hasil Kuat Tekan Beton Normal ... IV-5 4.3 Beton Variasi ... IV-6 4.3.1 Komposisi Beton Variasi ... IV-6 4.4 Kuat Tekan Beton ... IV-8 BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ... V-1 5.2 Saran ... V-1 Daftar Pustaka ... xi
x Lembar Asistensi
Lampiran Dokumentasi
xiiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Syarat gradasi agregat kasar (ASTM C 33-03) ... II-17 Tabel 2.2 ASTM C 33-03 syarat besar butir agregat halus ... II-18 Tabel 2.3 Perbandingan Kekuatan pada Berbagai Benda Uji ... II-22 Tabel 2.4 Faktor Konversi Untuk Kuat Tekan Beton 28 hari... II-22
Tabel 2.5 Penetapan nilai slump adukan beton ... II-23 Tabel 2.6 Klasifikasi Kekuatan Bata (SNI 15-2094-2000) ... II-35 Tabel 3.1 Pemeriksaan Agregat Halus ... III-41 Tabel 3.2 Pemeriksaan Agregat Kasar ... III-41 Tabel. 3.3 Notasi dan Jumlah Sampel ... III-43
Tabel 4.1 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat Halus ... IV-1
Tabel 4.2 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat Kasar ... IV-2
Tabel 4.3 Komposisi kebutuhan bahan campuran beton Normal ... IV-4
Tabel 4.4 Komposisi kebutuhan bahan campuran beton ... IV-4
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Normal ... IV-6
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Variasi... IV-8
xivi
DAFTAR GRAFIK
Halaman
Grafik 4.1 Gradasi penggabungan agregat ... IV-3
Grafik 4.2 Kuat tekan beton variasi rata-rata ... IV-10
Grafik 4.3 Kuat tekan beton variasi ... IV-9
Grafik 4.4 Kuat tekan beton variasi PCC dengan serbuk kayu ... IV-9
Grafik 4.5 Perbandingan Kuat Tekan Beton Variasi ... IV-11
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Hubungan faktor air semen dan kuat tekan beton ... II-26 Gambar 2.2 Kuat tekan beton untuk berbagai jenis semen... II-27 Gambar 2.3 Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton ... II-27 Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian ... III-45
xv
DAFTAR LAMPIRAN
A. PENGUJIAN KARAKTERISTIK AGREGAT HALUS A.1 Analisa Saringan Agregat Halus
A.2 Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus A.3 Kadar Lumpur Agregat Halus
A.4 Kadar Air Agregat Halus
A.5 Berat Isi / Berat Volume Agregat Halus A.6 Rekapitulasi Hasil Pengamatan
B. PENGUJIAN KARAKTERISTIK AGREGAT KASAR B.1 Analisa Saringan Agregat Kasar
B.2 Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Kasar B.3 Kadar Lumpur Agregat Kasar
B.4 Kadar Air Agregat Kasar
B.5 Berat Isi / Berat Volume Agregat Kasar B.6 Rekapitulasi Hasil Pengamatan
C. PERHITUNGAN COMBINED GRADING D. PERHITUNGAN MIX DESIGN
D.1 Rancang Campuran Beton Normal 20 MPa D.2 Rancang Campuran Beton Variasi
E. PENGUJIAN KUAT TEKAN E.1 Kuat Tekan Beton Normal E.2 Kuat Tekan Beton Variasi F. DOKUMENTASI
I - 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Beton merupakan bahan bangunan yang sangat populer digunakan dalam dunia jasa konstruksi. Tidak ada bahan buatan manusia yang digunakan melebihi dari beton di dunia ini. Informasi terakhir menunjukkan bahwa “konsumsi” beton dunia telah mencapai sekitar 8,8 milyar ton per tahun, ekivalen dengan 1,3 ton untuk tiap manusia di bumi.
Jumlah ini nampaknya cenderung akan meningkat mengikuti perkembangan jumlah penduduk serta ilmu pengetahuan dan teknologi.
Sejalan dengan hal tersebut, penelitian tentang beton tentunya akan terus dilaksanakan untuk menjawab tuntutan perkembangan zaman dan kondisi lingkungan.
Beton merupakan salah satu bahan bangunan yang masih sangat banyak dipakai dalam pembangunan fisik. Harganya yang relatif murah dan kemudahan dalam pelaksanaannya membuat beton semakin tak tergantikan dalam dunia konstruksi. Namun selain keuntungan yang dimilikinya, beton juga memiliki beberapa kekurangan.
Diketahui bahwa kinerja beton banyak dipengaruhi oleh bahan pembentuknya yaitu air, semen dan agregat, sehingga pengawasan
I - 2
terhadap mutu dari bahan-bahan tersebut harus diperhatikan dengan seksama agar diperoleh kualitas beton sesuai dengan yang direncanakan.
Sebagai upaya untuk menghemat biaya produksi, mengurangi eksploitasi alam akibat penambangan bahan baku semen serta untuk mengatasi permasalahan lingkungan, belakangan ini telah dikembangkan jenis semen portland khusus yaitu Portland Pozzolan Cement (PPC) diproduksi dari campuran klinker semen portland, gips dan bahan mineral yang mempunyai sifat pozzolan (SNI 15-0302-2004), dan Portland Composit Cement (PCC) merupakan perekat hidrolis yang dihasilkan dari penggilingan bersama-sama klinker semen portland dan gips dengan satu atau lebih bahan anorganik (SNI 15-7064-2004). tentunya kedua jenis semen tersebut akan memiliki karakter yang berbeda dibandingkan dengan semen portland tipe I.
Namun demikian, sejauh mana perbedaan yang dihubungkan dengan perkembangan kekuatan beton yang dihasilkan dengan menggunakan masing-masing dari ketiga jenis semen tersebut masih perlu dipelajari.
Di sisi lain diketahui bahwa penggunaan agregat (halus dan kasar) dalam pembuatan beton dapat mencapai sekitar 75% dari keseluruhan bahan yang diperlukan untuk membuat beton. Dengan demikian perhatian terhadap pemilihan jenis maupun karakter dari agregat mendapatkan porsi yang cukup tinggi pula dalam fabrikasi beton.
I - 3
Sehubungan dengan hal tersebut, dalam penelitian ini akan dicari besar pengaruh jenis semen maupun jenis agregat kasar terhadap kuat tekan beton dihubungkan dengan waktu hidrasinya. Maka dari itu penulis mengangkat judul skripsi yaitu ANALISIS KUAT TEKAN BETON YANG MENGGUNAKAN SERBUK KAYU DENGAN SEMEN TYPE PPC DAN PCC
Oleh karena itu penelitian ini ditujukan untuk menemukan kegunaan dari serbuk kayu, sehingga dimungkinkan dapat dimanfaatkan sebagai agregat untuk campuran pembuatan bahan bangunan. Dengan demikian selain dapat mengurangi pencemaran lingkungan akibat penumpukan limbah serbuk kayu, juga dapat menambah nilai ekonomis dari serbuk kayu tersebut.
1.2 Pembatasan Masalah
Agar tidak terjadi perluasan masalah pada penelitian ini maka diberikan suatu batasan permasalahan yang akan ditinjau, sehingga bisa diperoleh sebuah penelitian yang sistematis. Adapun batasan permasalahan tersebut adalah sebagai berikut :
1. Beton yang diolah, dicetak, dan dirawat pada umur 28 hari.
2. Material yang digunakan :
I - 4 a. Semen PPC & PCC
b. Pasir c. Batu pecah
d. Air di laboratorium e. Serbuk Kayu Jati Putih
3. Pengujian yang dilakukan adalah : Kuat Tekan
4. Benda uji yang digunakan untuk uji kuat tekan dan absorpsi adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm sebanyak 3 buah pada masing-masing variasi beton.
5. Mutu beton yang digunakan adalah 20 Mpa
6. Penambahan serbuk kayu 1% dari jumlah penggunaan semen.
7. Pengujian tahap 2 dilakukan setelah mengetahui nilai maksimum pada variasi penambahan serbuk kayu kemudian dilakukan perbandingan antara beton normal dengan variasi mutu beton yang menggunakan serbuk kayu jati putih.
8. Pemeriksaan slump (slump test) dilakukan setiap pengecoran untuk mengetahui kelecakan (workability)
9. Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur 28 hari untuk semua variasi.
I - 5 1.3 Rumusan Masalah
Dari uraian yang dipaparkan di latar belakang terdapat beberapa rumusan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini, yaitu :
1. Pengaruh penggunaan semen PCC (Portland Composite Cement) dengan serbuk kayu terhadap kuat tekan beton?
2. Pengaruh penggunaan semen PPC (Portland Pozolan Cement) dengan serbuk kayu terhadap kuat tekan beton?
3. Bagaimana mengurangi pencemaran lingkungan akibat penumpukan limbah serbuk kayu ?
1.4. Tujuan Penelitian
Dilakukannya penelitian ini mempunyai maksud dan tujuan, yaitu sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan semen PPC (Portland Composite Cement) dengan serbuk kayu terhadap kuat tekan beton.
2. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan semen PPC (Portland Pozolan Cement) dengan serbuk kayu terhadap kuat tekan beton.
I - 6
3. Untuk mengurangi pencemaran lingkungan akibat penumpukan limbah Serbuk Kayu.
1.5. Manfaat Penelitian
Dengan adanya penelitian ini diharapkan mempunyai manfaat yang ingin dicapai, diantaranya adalah:
1. Menambah pengetahuan tentang analisis penggunaan PCC dengan serbuk kayu terutama pengaruhnya terhadap kuat tekan beton.
2. Menambah pengetahuan tentang analisis penggunaan Semen PPC dengan serbuk kayu terutama pengaruhnya terhadap kuat tekan beton.
3. Agar supaya masyarakat dapat mengetahui pencemaran lingkungan akibat penumpukan limbah Serbuk kayu .
I - 7 1.6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir “ANALISIS KUAT TEKAN BETON MENGGUNAKAN SEMEN TYPE PCC DAN SEMEN TYPE PPC DENGAN BAHAN TAMBAH SERBU KAYU” disusun sebagai berikut :
BAB 1 PENDAHULUAN
Berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, pembatasan masalah, manfaat penelitian, sistematika penulisan.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Membahas landasan teori dan dasar-dasar dari pelaksanaan penelitian.
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
Berisi tentang alur penelitian dan metode pengujian.
BAB 4 HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Membahas tentang hasil dan analisa pengujian slump dan kuat tekan beton.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Memuat kesimpulan dan saran dari hasil penelitian.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Pengertian Beton Beton
Pengertian Beton Beton merupakan suatu elemen struktur yang terdiri dari partikel-partikel agregat yang dilekatkan oleh pasta yang terbuat dari semen portland dan air. Pasta itu mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel agregat dan setelah beton segar dicorkan, ia akan mengeras sebagai akibat dari reaksi-reaksi kimia eksotermis antara semen dan air sehingga membentuk suatu bahan struktur yang padat dan dapat tahan lama, (Ferguson, 1991, dalam Muhammad Ikhsan Saifuddin, 2012). Mulyono (2004), mengungkapkan bahwa beton merupakan fungsi dari bahan penyusunannya yang terdiri dari bahan semen hidrolik, agregat kasar, agregat halus, air dan bahan tambah.
Sedangkan Sagel, dkk, (1994), menguraikan bahwa beton adalah suatu komposit dari bahan batuan yang direkatkan oleh bahan ikat. Mutu beton dipengaruhi oleh bahan pembentukannya serta cara pengerjaannya.
Semen mempengaruhi kecepatan pengerasan beton. Selanjutnya kadar lumpur, atas pengerjaan yang mencakup cara penuangan, pemadatan, dan perawatan, yang pada akhirnya mempengaruhi kekuatan beton. Menurut Mulyono (2004) secara umum beton dibedakan kedalam 2 kelompok, yaitu :
1. Beton berdasarkan kelas dan mutu beton. Kelas dan mutu beton ini, di bedakan menjadi 3 kelas, yaitu :
a. Beton kelas I adalah beton untuk pekerjaan-pekerjaan non struktutral.
Untuk pelaksanaannya tidak diperlukan keahlian khusus. Pengawasan mutu hanya dibatasi pada pengawasan ringan terhadap mutu bahanbahan, sedangkan terhadap kekuatan tekan tidak disyaratkan pemeriksaan. Mutu kelas I dinyatakan dengan B0.
b. Beton kelas II adalah beton untuk pekerjaan-pekerjaan struktural secara umum. Pelaksanaannya memerlukan keahlian yang cukup dan harus dilakukan di bawah pimpinan tenaga-tenaga ahli. Beton kelas II dibagi dalam mutu-mutu standar B1, K 125, K 175, dan K 225. Pada mutu B1, pengawasan mutu hanya dibatasi pada pengawasan terhadap mutu bahanbahan sedangkan terhadap kekuatan tekan tidak disyaratkan pemeriksaan. Pada mutu-mutu K 125 dan K 175 dengan keharusan untuk memeriksa kekuatan tekan beton secara kontinu dari hasil-hasil pemeriksaan benda uji.
c. Beton kelas III adalah beton untuk pekerjaan-pekerjaan struktural yang lebih tinggi dari K 225. Pelaksanaannya memerlukan keahlian khusus dan harus dilakukan di bawah pimpinan tenaga-tenaga ahli. Disyaratkan adanya laboratorium beton dengan peralatan yang lengkap serta dilayani oleh tenaga-tenaga ahli yang dapat melakukan pengawasan mutu beton secara kontinu.
Adapun pembagian kelas dan mutu beton ini, dapat dilihat dalam tabel 2.1 berikut ini :
Tabel 2.1 Kelas dan mutu beton
(Sumber: Mulyono. T, 2004 dalam Anwar, 2011.)
2. Berdasarkan jenisnya, beton dibagi menjadi 6 jenis, yaitu :
a. Beton ringan Beton ringan merupakan beton yang dibuat dengn bobot yang lebih ringan dibandingkan dengan bobot beton normal. Agregat yang digunakan untuk memproduksi beton ringan pun merupakan agregat ringan juga. Agregat yang digunakan umumnya merupakan hasil dari pembakaran shale, lempung, slates, residu slag, residu batu bara dan banyak lagi hasil pembakaran vulkanik. Berat jenis agregat ringan sekitar 800-1800 kg/m3 atau berdasarkan kepentingan
penggunaan strukturnya berkisar 1400 kg/m3 , dengan kekuatan tekan umur 28 hari antara 6,89 Mpa sampai 17,24 Mpa menurut SNI 08-1991- 03.
b. Beton normal Beton normal adalah beton yang menggunakan agregat pasir sebagai agregat halus dan split sebagai agregat kasar sehingga mempunyai berat jenis beton antara 2200 kg/m3 – 2400 kg/m3 dengan kuat tekan sekitar 15 – 40 Mpa.
c. Beton berat Beton berat adalah beton yang dihasilkan dari agregat yang memiliki berat isi lebih besar dari beton normal atau lebih dari 2400 kg/m3 . Untuk menghasilkan beton berat digunakan agregat yang mempunyai berat jenis yang besar.
d. Beton massa (mass concrete) Dinamakan beton massa karena digunakan untuk pekerjaan beton yang besar dan masif, misalnya untuk bendungan, kanal, pondasi, dan jembatan.
e. Ferro-Cement Ferro-Cement adalah suatu bahan gabungan yang diperoleh dengan cara memberikan suatu tulangan yang berupa anyaman kawat baja sebagai pemberi kekuatan tarik dan daktil pada mortar semen.
f. Beton serat (fibre concrete) Beton serat (fibre concrete) adalah bahan komposit yang terdiri dari beton dan bahan lain berupa serat. Serat dalam beton ini berfungsi mencegah retak-retak sehingga menjadikan beton lebih daktil daripada beton normal.
Disamping beton memiliki pengelompokan, beton pun memiliki kelebihan dan kekurangan. Berikut ini kelebihan dan kekurangan dari beton, yaitu (Mulyono.
T, 2004) : 1. Kelebihan :
- Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi - Mampu memikul beban yang berat
- Tahan terhadap temperatur tinggi - Biaya pemeliharaan yang kecil.
2. Kekurangan :
- Bentuk yang dibuat sulit untuk diubah
- Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi - Berat
- Daya pantul suara yang besar.
2.2. Beton Ringan
Beton ringan didapat dari pencampuran bahan-bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir, batu kerikil (batu apung) atau bahan semacam lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan perekat semen, dan air sebagai bahan pembantu, guna keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung. Agregat halus dan kasar disebut sebagai bahan susun dasar campuran merupakan komponen utama beton. Nilai kekuatan serta daya tahan (durability) beton merupakan fungsi dari banyak faktor, diantaranya ialah nilai banding campuran dan mutu bahan susun,
metode pelaksanaan pengecoran, pelaksanaan finishing, temperatur, dan kondisi perawatan pengerasannya. Nilai kuat tariknya hanya berkisar 9%- 15% saja dari kuat tekannya (Dipohusodo Istimawan, 1994). Menurut SNI.T- 08-1991-03 kuat tekan beton ringan minimal adalah 17,24 MPa.
Menurut SK SNI T-03-3449-2002 atau SNI 03-3449-2002 yaitu Tata Cara Rencana Pembuatan Campuran Beton Ringan dengan Agregat Ringan, bahwasanya beton ringan struktural adalah beton yang memiliki agregat ringan atau campuran agregat kasar ringan dan pasir alam sebagai pengganti agregat halus ringan dengan ketentuan tidak boleh melampaui berat isi maksimum beton 1850 kg/m3 dan harus memenuhi ketentuan kuat tekanan dan kuat tarik belah beton untuk tujuan struktural.
Berdasarkan tujuan konstruksinya, telah dijelaskan jenis agregat ringan yang dapat dipilih dan kuat tekan minimum serta maksimum dari beton ringan yang disyaratkan seperti dalam tabel berikut ini :
Tabel 2.2 Jenis agregat ringan yang dipilih berdasarkan tujuan konstruksi
(Sumber: Tata Cara Rencana Pembuatan Campuran Beton Ringan, 2002.) Beton ringan merupakan beton yang memiliki bobot ringan. Beton ringan sendiri dalam dunia konstruksi, memiliki sejarah yang sudah dikenal dunia dalam beberapa produk. Produk beton sangat ringan yang sudah banyak dikenal dalam dunia konstruksi yaitu Autoclaved Aerated Concrete (AAC) dan Cellular Lightweight Concrete (CLC). Keduanya didasarkan pada gagasan yang sama yaitu menambahkan gelembung udara ke dalam mortar akan mengurangi berat beton yang dihasilkan secara drastis. Perbedaan beton ringan AAC dengan CLC dari segi proses pengeringan yaitu AAC mengalami pengeringan dalam oven autoklaf bertekanan tinggi sedangkan beton ringan jenis CLC yang mengalami proses pengeringan alami. CLC sering disebut juga sebagai Non-Autoclaved Aerated Concrete (NAAC).
Beton ringan AAC ini pertama kali dikembangkan di Swedia pada tahun 1923 sebagai alternatif material bangunan untuk mengurangi penggundulan hutan. Beton ringan AAC ini kemudian dikembangkan lagi oleh Joseph Hebel di Jerman pada tahun 1943. Di Indonesia sendiri beton ringan mulai dikenal sejak tahun 1995, saat didirikannya Pabrikasi AAC di Karawang, Jawa Barat.
Beton ringan AAC adalah beton selular dimana gelembung udara yang ada disebabkan oleh reaksi kimia, adonan AAC umumnya terdiri dari pasir kwarsa, semen, kapur, sedikit gypsum, air, dan alumunium pasta sebagai bahan pengembang (pengisi udara secara kimiawi).
Setelah adonan tercampur sempurna, nantinya akan mengembang selama 7- 8 jam. Alumunium pasta yang digunakan dalam adonan tadi, selain berfungsi sebagai pengembang ia berperan dalam mempengaruhi kekerasan beton. Volume aluminium pasta ini berkisar 5-8 persen dari adonan yang dibuat, tergantung kepadatan yang diinginkan.
Adonan beton aerasi ini lantas dipotong sesuai ukuran. Adonan beton aerasi yang masih mentah ini, kemudian dimasukkan ke autoclave chamber atau diberi uap panas dan diberi tekanan tinggi. Suhu di dalam autoclave chamber sekitar 183oC. Hal ini dilakukan sebagai proses pengeringan atau pematangan.
Saat pencampuran pasir kwarsa, semen, kapur, gypsum, air, dan alumunium pasta, terjadi reaksi kimia. Bubuk alumunium bereaksi dengan kalsium hidroksida yang ada di dalam pasir kwarsa dan air sehingga membentuk hidrogen. Gas hidrogen ini membentuk gelembung-gelembung udara di dalam campuran beton tadi. Gelembung-gelembung udara ini menjadikan volumenya menjadi dua kali lebih besar dari volume semula. Di akhir proses pengembangan atau pembusaan, hidrogen akan terlepas ke atmosfir dan langsung digantikan oleh udara. Ronggarongga udara yang terbentuk ini yang membuat beton ini menjadi ringan.
Beton ringan CLC adalah beton selular yang mengalami proses curing secara alami. CLC adalah beton konvensional yang mana agregat kasar (kerikil) diganti dengan gelembung udara, dalam prosesnya mengunakan
busa organik yang sangat stabil dan tidak ada reaksi kimia ketika proses pencampuran adonan, foam/busa berfungsi hanya sebagai media untuk membungkus udara.
Pabrikasi dan peralatan yang digunakan untuk menghasilkan CLC juga standard, sehingga produksi dengan mudah dapat pula diintegrasikan ke dalam pabrikasi beton konvensional. Hanya pasir, semen, air dan foam yang digunakan dan kepadatan yand didapatkan dapat disesuaikan mulai dari 350 kg/m³ sampai 1.800 kg/m³ dan kekuatan dapat juga dicapai dari serendah 1,5 sampai lebih 30 N/mm².
Pada CLC Gelembung udara di dalam beton benar-benar terpisah satu sama lain, sehingga penyerapan air jauh lebih sedikit dan baja tidak perlu dilapisi dengan lapisan anti korosi, beton dengan kepadatan diatas 1.200 kg/m3 juga tidak memerlukan plaster, seperti pada AAC, hanya cukup di cat saja. Penyerapan air lebih rendah daripada di AAC dan masih cukup baik dibandingkan dengan beton konvensional. CLC sama halnya dengan beton konvensional kekuatan akan bertambah seiring dengan waktu melalui kelembapan alamiah pada tekanan atmosfir saja. Meskipun tidak seringan AAC, CLC tetap menawarkan penurunan bobot isi yang cukup besar dibandingkan dengan beton konvensional dan isolasi termal 500% lebih tinggi dan tahan api. Karena sangat praktis maka beton CLC menawarkan banyak ruang lingkup pengaplikasian, mulai dari isolasi atap rumah pada kepadatan
serendah 350 kg/m³ sampai dengan produksi panel dan lantai beton dengan kepadatan 1800 kg/m³.
Berdasarkan metode di atas, penulis berkeinginan untuk mencoba membuat beton dengan bahan lokal sebagai pengisi untuk mengurangi bobot yaitu serbuk kayu.
- Hasil Penelitian yang yang serupa Dari hasil studi literatur yang dilakukan, ditemukan beberapa jurnal yang memiliki topik serupa yaitu penelitian mengenai kuat tekan terhadap beton dengan pencampuran serbuk kayu.
Berikut ini salah satu tabel hasil penelitian mengenai pengaruh campuran serbuk kayu terhadap kuat tekan beton.
Tabel 2.3 Hasil penelitian serupa mengenai pengaruh pencampuran serbuk kayu terhadap kuat tekan beton
(Sumber : Muhammad Ikhsan Saifuddin, 2013)
Tabel 2.4 Hasil rerata penelitian yang serupa
(Sumber : Muhammad Ikhsan Saifuddin, 2013)
2.3. Material
Dalam pembuatan beton ringan, komposisi material yang dibutuhkan memiliki sifat yang sedikit berbeda dari beton normal. Jelas pada beton ringan ini, harus menggunakan material yang tergolong ringan atau tidak memiliki bobot yang besar sehingga tidak mengganggu bobot dari beton ringan yang akan terbentuk ini.
2.3.1. Serbuk kayu
Serbuk kayu atau serbuk gergaji merupakan limbah industri penggergajian kayu. Selama ini limbah kayu banyak menimbulkan masalah dalam penanganannya yang selama ini dibiarkan membusuk, ditumpuk, dan dibakar yang kesemuannya berdampak negatif terhadap lingkungan sehingga penanggulangannya perlu dipikirkan.
Salah satu jalan yang dapat ditempuh adalah memanfaatkannya menjadi produk yang bernilai tambah dengan teknologi aplikatif dan kerakyatan sehingga hasilnya mudah disosialisasikan kepada masyarakat.
Serbuk kayu adalah sisa-sisa dari pengolahan kayu yang dapat digunakan sebagai bahan tambah untuk kuat tekan beton. Menurut Arif (2006), penambahan serat berupa serabut kelapa dengan volume fraksi (Vf) sebanyak 0,25 % dari volume total beton, dan panjang serat 90 mm ke dalam adukan beton, memiliki pengaruh terhadap perubahan nilai kuat geser, beban retak pertama, workability, kuat tekan dan modulus elastisitas. N. Balaguru, P. Shah (1992), serbuk kayu merupakan salah satu serat alami (cellulose fibers) yang dapat digunakan sebagai zat tambah dalam campuram beton.
Kayu terdiri dari selulosa (cellulose), hemiselulosa, dan lignin. Lignin merupakan unsur dari sel kayu yang mempunyai pengaruh yang buruk terhadap kekuatan serat (fibers). Kuat tarik selulosa (cellulose) setelah diteliti sebesar 2000 Mpa sedangkan unsur lignin dalam kayu dapat menurunkan kuat tarik sebesar 500 Mpa. Pada pembebanan tekan biasanya kayu bersifat elastis sampai batas proposional. Terhadap tarikan, sifat-sifat elastisitas untuk kayu tergantung dari keadaan lengas. Kayu yang berkadar lengas rendah memperlihatkan batas elastisitas yang agak rendah, sedangkan kayu yang berkadar lengas tinggi terdapat perubahan yang permanen pada pembebanan. Berikut ini terdapat kadar lengas pada kayu yaitu
(Felix Yap, 1964, dalam Muhammad Ikhsan Saifuddin, 2012) :
a. Kadar lengas kayu berat : 40 % b. Kadar lengas kayu ringan : 200 %
c. Fiber Saturation Point (FSP) 24 % - 30 % Sesudah FSP, pada pengeringan selanjutnya akan memperlihatkan kebaikan sifat-sifat mekanisnya disertai arah tangensial ± 7 % arah radial 5 % dan arah aksial kecil sekali.
d. Kadar lengas kering mutlak (kering dalam oven) adalah 0 %.
Berdasarkan penelitian kekuatan tarik kayu lebih tinggi daripada kekuatan tekan yaitu 2- 3 kali lebih besar. Bahan penambah yang dipakai pada penelitian ini adalah serbuk kayu Akasia sisa pengergajian pabrik pengolahan kayu ataupun sisa dari limbah konstruksi lainnya.
Kayu Akasia Mangium dimasa depan dapat digunakan untuk substitusi kayu-kayu komersial. Bahan kayu Akasia Mangium diambil dari (HTI) berumur 7 tahun dengan kadar air kering udara 13,78-14,89 % ; kerapatan 0,60-0,62 gr/cm2 ; berat jenis 0,59-0,61 ; kekuatan tekan sejajar serat 319,54-361,70 kg/cm2 ; kekuatan tegak lurus serat 117,197 kg/cm2 ; kekuatan lentur (MOR) 509,25- 680,50 kg/cm2 ; keteguhan belah 80,25- 110,90 kg/cm2 ; kekuatan tarik 98,27- 133,03 kg/cm2 ; kekuatan geser sejajar serat 93,53-149,43 kg/cm2 dan kekerasan 453-565 kg/cm2 . (Effendi Arsad, 2011, sifat fisik dan kekuatan mekanik kayu akasia mangium (Acacia mangium Willd) dari hutan tanaman industri Kalimantan Selatan). Gambar 2.1 Serbuk kayu akasia
2.3.2. Agregat
Agregat adalah butiran mineral yang merupakan hasil disintegrasi alami batu-batuan atau juga hasil mesin pemecah batu dengan memecah batu alami. Agregat merupakan salah satu bahan pengisi pada beton, namun demikian peranan agregat pada beton sangatlah penting. Kandungan agregat dalam beton kira-kira mencapai 70 % - 75 % dari volume beton. Agregat sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian yang penting dalam pembuatan beton. Agregat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu agregat halus dan agregat kasar yang didapat secara alami atau buatan.
Untuk menghasilkan beton dengan kepadatan yang baik, diperlukan gradasi agregat yang baik pula. Gradasi agregat adalah distribusi ukuran kekasaran butiran agregat. Gradasi diambil dari hasil pengayakan dengan lubang ayakan 10 mm, 20 mm, 30 mm, dan 40 mm untuk kerikil. Untuk pasir lubang ayakan 4,8 mm, 2,4 mm, 1,2 mm, 0,6 mm, 0,3 mm, dan 0,15 mm.
Penggunaan bahan batuan dalam adukan beton berfungsi : 1. Menghemat penggunaan semen portland.
2. Menghasilkan kekuatan yang besar pada beton.
3. Mengurangi susut pengerasan.
4. Mencapai susunan beton dengan gradasi beton yang baik.
5. Mengontrol workability adukan beton dengan gradasi bahan batuan yang baik.
Cara membedakan jenis agregat yang paling banyak dilakukan adalah dengan berdasakan pada ukuran butiran-butirannya. Agregat yang mempunyai butir-butir yang besar disebut agregat kasar yang ukurannya lebih kasar dari 4,8 mm. Sedangkan butir agregat yang kecil disebut agregat halus yang memiliki ukuran lebih kecil dari 4,8 mm. Menurut SK-SNI-T-15- 1990-03 kekasaran pasir dibagi menjadi empat kelompok menurut gradasinya, yaitu pasir halus, agak halus, agak kasar, dan kasar.
Dalam penelitian ini serbuk kayu jati putih sebagai bahan tambah yang akan di kombinasikan dengan semen type PCC dengan pembanding PPC.
2.3.3. Semen Portland
Semen merupakan serbuk yang halus yang digunakan sebagai perekat antara agregat kasar dengan agregat halus. Apabila bubuk halus ini dicampur dengan air selang beberapa waktu akan menjadi keras dan dapat digunakan sebagai pengikat hidrolis. Semen jika dicampur dengan air akan membentuk adukan yang disebut pasta semen, jika dicampur dengan agregat halus (pasir) dan air, maka akan terbentuk adukan yang disebut mortar, jika ditambah lagi dengan agregat kasar (kerikil) maka akan terbentuk adukan yang biasa disebut beton. Semen bersama air sebagai kelompok aktif sedangkan pasir dan kerikil sebagai kelompok pasif yang berfungsi sebagi pengisi. Sesuai dengan tujuan pemakaiannya semen portland dibagi menjadi 5 (lima) tipe, yaitu :
Tipe I : Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan-persyaratan khusus.
Tipe II : Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.
Tipe III : Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut kekuatan awal yang tinggi.
Tipe IV : Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan panas hidrasi rendah.
Tipe V : Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan sangat tahan terhadap sulfat.
Fungsi semen ialah bereaksi dengan air menjadi pasta semen. Pasta semen berfungsi untuk melekatkan butir-butir agregat agar menjadi suatu kesatuan massa yang kompak/padat. Selain itu pasta semen mengisi rongga-rongga antara butirbutir agregat. Walaupun volume semen hanya kira-kira 10% saja dari volume beton, namun karena merupakan bahan perekat yang aktif dan mempunyai harga yang mahal dari pada bahan dasar beton yang lain perlu diperhatikan/dipelajari secara baik. (Tjokoridimulyo, 2004, dalam Muhammad Ikhsan Saifuddin, 2012)
Gambar 2.3 Semen portland (semen baturaja) 2.3.4. Air
Faktor air sangat mempengaruhi dalam pembuatan beton, karena air dapat bereaksi dengan semen yang akan menjadi pasta pengikat agregat. Air juga berpengaruh terhadap kuat tekan beton, karena kelebihan air akan menyebabkan penurunan kekuatan beton itu sendiri. Selain itu, kelebihan air akan menurunkan mutu dan mengakibatkan beton mengalami bleding, yaitu air akan bergerak ke atas permukaan adukan beton segar yang baru saja dituang. Hal ini akan menyebabkan kurangnya lekatan antara lapis-lapis beton dan mengakibatkan beton menjadi lemah. Air pada campuran beton akan berpengaruh pada :
1. Mutu beton.
2. Sifat workability adukan beton.
3. Besar kecilnya nilai susut beton.
4. Kelangsungan reaksi hydrasi semen portland.
5. Perawatan keras adukan beton guna menjamin pengerasan yang baik.
Air adalah bahan untuk mendapatkan kelecakan yang perlu untuk penggunaan beton. Jumlah air yang digunakan tentu tergantung pada sifat material yang digunakan. Air yang mengandung kotoran yang cukup banyak akan mengganggu proses pengerasan atau ketahanan beton. Pengaruh kotoran secara umum dapat menyebabkan :
1. Gangguan pada hidrasi dan pengikatan.
2. Gangguan pada kekuatan dan ketahanan.
3. Perubahan volume yang dapat menyebabkan keretakan.
4. Korosi pada tulangan baja maupun kehancuran beton.
5. Bercak-bercak pada campuran beton.
Air untuk pembuatan beton minimal memenuhi syarat sebagai air minum yang tawar, tidak berbau, dan tidak mengandung bahan-bahan yang dapat merusak beton, seperti minyak, asam, alkali, garam atau bahan-bahan organis lainnya yang dapat merusak beton atau tulangannya. (Tata Cata Perhitungan Standar Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002)
Selain untuk reaksi pengikatan, dapat juga untuk perawatan sesudah beton dituang. Air untuk perawatan (curing) harus memiliki syarat-syarat yang lebih tinggi dari air untuk pembuatan beton. Keasamannya tidak boleh PHnya
> 6, juga tidak dibolehkan terlalu sedikit mengandung kapur.
2.4 Karakteristik Beton Ringan
Beton ringan ini dibuat dari campuran : semen, pasir, kerikil, air, dan serbuk kayu. Campuran beton kemudian dicetak dan dirawat (curing) selama 28 hari.
Karakteristik beton yang diukur adalah kuat tekan (compressive strength) dan bobot isi.
Selain itu, dalam pembuatan beton ringan ini juga melalui tahap pemeriksaan atau pengujian material yaitu uji berat jenis dan penyerapan agregat, uji kadar lumpur, uji analisa saringan, dan uji bobot isi atau berat isi dari agregat baik gembur maupun padatnya, sedangkan untuk semen portlandnya langsung diambil dari spesifikasi dalam semen portlandnya itu sendiri.
2.4.1. Kuat tekan (compressive strength)
Pemeriksaan kuat tekan beton dilakukan untuk mengetahui kuat tekan beton ringan pada umur 28 hari yang dihasilkan apakah sesuai dengan yang telah disyaratkan. Pada mesin uji tekan benda diletakkan dan diberikan beban sampai benda runtuh, yaitu pada saat beban maksimum bekerja (Mulyono. T, 2004).
Kuat tekan beton dapat di hitung dengan rumus :
P = - - - (2.1) Dengan :
F = gaya maksimum dari mesin tekan, N
A = luas penampang yang diberi tekanan, cm 2 P = kuat tekan, N/cm2
Pada mesin uji tekan benda diletakkan dan diberikan beban sampai benda runtuh, yaitu pada saat beban maksimum bekerja seperti gambar di bawah ini.
Gambar 2.4 Sampel beton kubus yang akan di uji 2.4.2. Uji berat jenis dan penyerapan agregat
Pengujian berat jenis penyerapan terhadap agreagat yang digunakan dalam komposisi pembuatan beton ringan ini berguna untuk mendapatkan hasil berat jenis SSD dari agregat serta mendapatkan prosentase penyerapan dari agregat itu sendiri (Pedoman Uji Bahan, Politeknik Negeri Sriwijaya). Pengujian ini dilakukan dengan rumus akhir yaitu :
BJ SSD = - - - -(2.2) Dengan :
BJ SSD = Berat Jenis SSD A = Berat Benda Uji SSD, gram.
C = Berat Piknometer + Air, gram.
D = Berat Piknometer + Air + Benda Uji SSD, gram.
2.4.3. Uji Kadar Lumpur
Pengujian kadar lumpur terhadap agreagat yang digunakan dalam komposisi pembuatan agregat ringan ini berguna untuk mengetahui seberapa banyak lumpur yang terdapat pada suatu agregat yang akan digunakan untuk pembuatan beton ringan, karena kadar lumpur juga mempengaruhi mutu beton ringan itu sendiri.
Untuk agregat kasar, kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 70 mikron (0,074 mm) maksimum 1%. Sedangkan untuk agregat halus, kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 70 mikron (0,074 mm atau No.200) dalam persen maksimum (SK-SNI-T -15-1990-03). - Untuk beton yang mengalami abrasi sebesar 3%. - Untuk AH sebesar 5%. Pengujian ini dilakukan dengan rumus :
KL = 100% - - - -(2.3) Dengan :
KL = Kadar Lumpur Agregat, %.
BA = Berat Agregat, gram.
BAK = Berat Agregat Konstan, gram.
2.4.4. Uji analisa saringan
Pengujian analisa saringan agregat halus ini dimaksudkan untuk mengetahui gradasi agregat kasar maupun agregat halus dengan menggunakan hasil analisa saringan atau ayakan yang kemudian data yang
dihasilkan dapat digambarkan kedalam grafik gradasi. Dalam hal ini agregat halus akan didapatkan zona agregat halus yang mempengaruhi porositas, selain itu juga berpengaruh terhadap sifat kedap air, dan berpengaruh terhadap kepadatan. Sedangkan agregat kasarnya akan didapatkan ukuran agregat kasar yang sedang diteliti. Untuk agregat halus, sebelum dimasukkan ke dalam analisa saringan harus dalam kondisi konstan terlebih dahulu agar tidak menyerap air.
Ada pun yang akan kita dapat dalam hasil pengujian yaitu, MHB ( Modulus Halus Butir) ialah suatu indeks yang di pakai untuk mengukur kehalusan atau kekerasan butir-butir agregat (Abrams, 1918). MHB didefenisikan sebagai jumlah persen kumulatif dari persen agregat yang tertinggal di atas satu set ayakan (18, 19, 9.6, 4.8, 2.4, 1.2, 0.6, 0.3, dan 0.15 mm), kemudian nilai tersebut di bagi dengan seratus (ilsley, 1942).
Makin besar nilai MHB suatu agregat semakin besar butiran agregatnya. Umumnya agregat halus mempunyai MHB sekitar 1.50 – 3.8.
Nilai ini juga dipakai sebagai dasar untuk perbandingan dari campuran agregat. Untuk agregat campuran nilai MHB yang biasa bisa dipakai sekitar 5.0 – 6.0.
Selain MHB ada pula dinamakan gradasi agregat. Gradasi dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu menerus, seragam, dan sela. Untuk mendapatkan campuran beton yang baik kadang-kadang kita harus mencampur beberapa jenis agregat. Untuk itu pengetahuan mengenai
gradasi inipun menjadi penting. Dalam pekerjaan beton yang banyak dipakai adalah agregat normal dengan gradasi yang harus memenuhi standar, namun untuk keperluan yang khusus sering dipakai agregat ringan atau agregat berat.
- Gradasi agregat normal SK. SNI T-15-1990-03 memberikan syarat-syarat untuk agregat halus yang diadopsi dari British Standar di Inggris. Agregat halus dikelompokan dalam empat zone (daerah) seperti dalam tabel berikut ini :
Tabel 2.5 Batas gradasi agregat halus
(Sumber: Mulyono. T, 2004 dalam Anwar, 2011.)
Keterangan :
- Daerah Gradasi I = Pasir Kasar - Daerah Gradasi II = Pasir Agak Kasa - Daerah Gradasi III = Pasir Halus - Daerah Gradasi IV = Pasir Agak Halus 2.4.5. Uji bobot isi
Standar metode pengujian ini untuk menghitung berat isi dalam kondisi padat atau gembur dan rongga udara dalam agregat. Ukuran butir agregat kasar adalah 5mm – 40mm, agregat halus terbesar 5mm.pengujian dalam kondisi padat dilakukan dengan cara tusuk. Dalam kondisi gembur dengan cara sekop atau sendok. Bobot isi kering udara agregat dihitung dalam kondisi kering oven dan kering permukaan. Pada kondisi padat dan gembur memiliki berat isi yang berbeda karena pada berat isi gembur masih terdapat rongga – rongga udara, berbeda dengan berat isi padat yang dipadatkan dengan cara ditisuk sehingga berat isi padat lebih berat daripada berat isi gembur karena berat isi padat tidak memiliki rongga udara.Berat isi pada agregat sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti berat jenis, gradasi agregat, bentuk agregat, diameter maksimum agregat. Dalam SII No. 52 – 1980, berat isi untuk aggregat beton disyaratkan harus lebih dari 1.2 – 1,5 gr/.
Adapun dalam pengujian ini digunakan rumus : a. Bobot isi gembur
- Volume = (berat tabung + air ) – (berat tabung) - - - (2.4)
- Gembur =
- - - (2.5) b. Bobot isi padat
- Volume = (berat tabung + air ) – (berat tabung) - - - (2.6) - Padat =
- - - (2.7) 2.4.6. Perancangan campuran beton (mix design)
Perencanaan campuran beton merupakan pemilihan dari bahan-bahan beton yang memadai, serta menentukan proposi masing-masing bahan untuk menghasilkan beton yang ekonomis dengan kualitas yang baik. Syarat-syarat beton keras ditentukan oleh jenis struktur dan teknik pengecoran (perletakan, pengangkatan dan pemadatan). Berikut dapat dilihat kerangka perhitungan untuk perencanaan campuran beton sebagai berikut:
a. Kuat tekan beton
1. Standar deviasi Kuat tekan rata-rata yang dihitung dari standar deviasi.
Standar deviasi yang didapat dapat dilihat pada persamaan 2.8.
s = √∑
- - - (2.8) dimana :
s = Standar deviasi
x1 = Kuat tekan beton yang didapat dari masing-masing benda uji x = Kuat tekan beton rata-rata
n = Jumlah nilai hasil uji
Hasil yang akan digunakan untuk menghitung standar deviasi harus sebagai berikut :
- Mewakili bahan-bahan prosedur pengawasan mutu dan kondisi produksi yang serupa dengan pekerjaan yang diusulkan.
- Mewakili kuat tekan beton yang disyaratkan f’c yang nilainya dalam batas 7 MPa dari nilai fcr yang ditentukan
- Paling sedikit terdiri dari 30 hasil uji yang berurutan atau dua kelompok hasil uji diambil dalam produksi selama jangka waktu tidak kurang dari 45 hari.
2. Nilai tambah
Nilai tambah dihitung dengan persamaan 2.9 dibawah ini :
M = 1,64x Sr - - - (2.9) dimana :
M = Nilai tambah
1,64 = Tetapan static yang nilainya tergantung pada persentase kegagalan hasil uji sebesar maksimum 5%
3. Kuat tekan rata-rata
Kuat tekan rata-rata dihitung menggunakan persamaan 2.10 dan 2.11 berikut:
fcr = f’c + M - - - (2.10) fcr = f’c + 1,64 Sr - - - (2.11) Tabel 2.6 Faktor pengali untuk standar deviasi bila data kurang dari 30
(Sumber : SNI 03-2834-1993) b. Pemilihan faktor air semen
Faktor air semen yang diperlukan untuk mencapai kuat tekan rata-rata yang ditargetkan didasarkan pada :
1. Hubungan kuat tekan dan faktor air semen sesuai dengan bahan dan kondisi pekerjaan yang diusulkan. Bila tidak tersedia data hasil penelitian sebagai pedoman dapat dipergunakan tabel 2 dan grafik 1 atau 2 dalam SNI 03-2834-1993.
2. Untuk lingkungan khusus, faktor air semen didapat maksimum.
c. Nilai slump Slump ditetapkan sesuai dengan kondisi pelaksanaan pekerjaan agar diperoleh beton yang mudah dituangkan, dipadatkan dan diratakan.
d. Besar butir agregat maksimum Besar butir agregat maksimum tidak boleh melebihi sebagai berikut :
- Seperlima jarak terkecil antara bidang-bidang samping dari cetakan;
- Sepertiga dari tebal pelat;
- Tiga perempat dari jarak bersih maksimum diantara batang-batang atau berkas-berkas tulangan.
e. Kadar air bebas Kadar air bebas dapat ditentukan sebagai berikut :
- Agregat tak dipecah dan agregat dipecah digunakan nilai-nilai pada tabel 1 dan grafik 1 atau 2 dalam SNI 03-2834-1993.
- Agregat campuran (tak dipecah dan dipecah), dihitung menurut persamaan 2.12 berikut :
wh + wk - - - (2.12) Keterangan :
Wh = perkiraan jumlah air untuk agregat halus
Wk = perkiraan jumlah air untuk agregat kasar pada tabel 3.
Tabel 2.7 Perkiraan kekuatan tekan beton (Mpa) Beton dengan FAS dan agregat kasar yang biasa di pakai di Indonesia.
(Sumber : SNI 03-2834-1993)
f. Berat jenis relatif agregat Berat jenis relatif agregat ditentukan sebagai berikut :
1. Diperoleh dari data hasil uji atau bila tidak tersedia dapat dipakai nilai dibawah ini :
- Agregat tak pecah : 2,5
- Agregat dipecah : 2,6 atau 2,7
2. Berat jenis agregat gabungan dihitung dengan persamaan 2.24 sebagai berikut : Berat jenis agregat gabungan = (% Agg. Halus x BJ Agg. Halus) + (% Agg. Kasar x BJ Agg. Kasar) - - - (2.13) g. Proposi campuran beton
Proposi campuran beton (semen, air, agregat halus dan agregat kasar) harus dihitung dalam kg/m3 adukan. 2.5 Uji Validitas Data Dalam penelitian, data mempunyai kedudukan yang paling tinggi, karena data merupakan penggambaran variabel yang diteliti dan berfungsi sebagai alat pembuktian hipotesis. Benar tidaknya data, sangat menentukan bermutu tidaknya hasil penelitian. Sedang benar tidaknya data, tergantung dari baik tidaknya instrumen pengumpulan data. Pengujian instumen biasanya terdiri dari uji validitas dan reliabilitas.
Validitas adalah tingkat keandalan dan kesahihan alat ukur yang digunakan. Intrumen dikatakan valid berarti menunjukkan alat ukur yang dipergunakan untuk mendapatkan data itu valid atau dapat digunakan untuk mengukur apa yang seharusnya diukur. Dengan demikian, instrumen yang valid merupakan instrumen yang benar-benar tepat untuk mengukur apa yang hendak di ukur. Sedangkan Uji reliabilitas berguna untuk menetapkan apakah instrumen yang dalam hal ini kuesioner dapat digunakan lebih dari satu kali, paling tidak oleh responden yang sama akan menghasilkan data yang konsisten. Dengan kata lain, reliabilitas instrumen mencirikan tingkat konsistensi.
2.5.1. Metode korelasi
Analisis korelasi adalah metode statistika yang digunakan untuk menentukan kuatnya atau derajat hubungan linier antara dua variabel atau lebih.Semakin nyata hubungan linier (garis lurus), maka semakin kuat atau tinggi derajat hubungan garis lurus antara kedua variabel atau lebih.Ukuran untuk derajat hubungan garis lurus ini dinamakan koefisien korelasi.Korelasi menyatakan derajat hubungan antara dua variabel tanpa memperhatikan variabel mana yang menjadi perubah. Karena itu hubugan korelasi belum dapat dikatakan sebagai hubungan sebab akibat.Untuk Interpretasi koefisien nilai r pada korelasi dan pengunaan teknik korelasi dapat dilihat pada tabel 2.8 dan 2.9.
Gambar 2.5 Bentuk hubungan dan kekuatan hubungan korelasi Keterangan :
- Hubungan positif menyatakan hubungan semakin besar nilai pada variabel X, diikuti pula perubahan dengan semakin besar nilai pada variabel Y
- Hubungan negatif menyatakan hubungan semakin besar nilai pada variabel X, diikuti pula perubahan dengan semakin kecil nilai pada variabel Y.
- r = 1,00 menyatakan hubungan yang sempurna kuat; r = 0,50 menyatakan hubungan sedang; dan 0,00 menyatakan tidak ada hubungan sama sekali (dua variabel tidak berhubungan).
Tabel 2.8 Interpretasi koefisien korelasi nilai r
(Sumber: Statistika teori dan aplikasi, 2009) Tabel 2.9 Penggunaan teknik korelasi
(Sumber: Statistika teori dan aplikasi, 2009)
Metode perhitungan korelasi dapat dilihat pada persamaan korelasi product moment berikut.
dimana :
rxy = Hubungan Variabel X dan Y X = Nilai Variabel X
Y = Nilai Variabel Y 2.5.2. Metode regresi
Regresi adalah pengukur hubungan dua variabel atau lebih yang dinyatakandengan bentuk hubungan atau fungsi. Untuk menentukan bentuk hubungan(regresi) diperlukan pemisahan yang tegas antara variabel bebas yang sering diberi simbul X dan variabel tak bebas dengan simbul Y. Pada regresi harus ada variabel yang ditentukan dan variabel yang menentukan atau dengan kata lain adanya ketergantungan variabel yang satu dengan variabel yang lainnya dan sebaliknya. Kedua variabel biasanya bersifat kausal atau mempunyai hubungan sebab akibat yaitu saling berpengaruh.
Sehingga dengan demikian, regresi merupakan bentuk fungsi tertentu antara variabel tak bebas Y dengan variabel bebas X atau dapat dinyatakan bahwa regresi adalah sebagai suatu fungsi Y = f(X). Bentuk regresi tergantung pada fungsi yang menunjangnya atau tergantung pada persamaannya.
Menurut Gujarati (2003) asumsi utama yang mendasari model regresi linear klasik dengan menggunakan model OLS (Ordinary Least Squares) adalah:
- Model regresi linear, artinya linear dalam parameter seperti persamaan berikut.
- Yi=bl+b2Xi+ui - - - (2.19) - Nilai X diasumsikan non-stokastik, artinya nilai X dianggap tetap dalam sampel yang berulang;
- Nilai rata-rata kesalahan adalah nol, atau E(ui/Xi) = 0;
- Homoskedastisitas, artinya variance kesalahan sama untuk setiap periode (Homo = sama, Skedastisitas = sebaran) dan dinyatakan dalam bentuk matematis Var (ui/Xi) = 62;
- Tidak ada autokorelasi antar kesalahan (antara ui dan uj tidak ada korelasi) atau secara matematis Cov (ui,uj/Xi,Xj)= 0;
- Antara ui dan Xi saling bebas, sehingga Cov (ui/Xi) = 0;
- Jumlah observasi, n, harus lebih besar daripada jumlah parameter yang diestimasi (jumah variabel bebas);
- Adanya variabilitas dalam nilai X, artinya nilai X harus berbeda.
2.6.1. Pengertian Beton
Menurut SNI-03-2847-2002, beton ialah campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang lain, agregat halus agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk masa padat. Agregat halus yang digunakan biasanyaadalah pasir alam maupun pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu,sedangkan agregat kasar yang dipakai biasanya berupa batu alam maupun batuanyang dihasilkan oleh industri pemecah batu. Beton sendiri sekarang banyak digunakan pada konstruksi bangunan gedung saat ini karena proses pengerjaannya yang cukup mudah.
(Tjokrodimuljo, 2007).
2.6.2. Keunggulan dan Kelemahan Beton
Beton dibandingkan dengan bahan bangunan lain mempunyai beberapa kelebihan, antara lain yaitu (Tjokrodimuljo, 2007)
1. Harganya relatif murah karena menggunakan bahan-bahan dasar yang umumnya tersedia di dekat lokasi pembangunan, kecuali semen portland.
2. Termasuk bahan yang awet, tahan aus, tahan kebakaran, tahan terhadap pengkaratan atau pembusukan oleh kondisi lingkungan, sehingga biaya perawatan murah.
3. Kuat tekannya cukup tinggi sehingga jika dikombinasikan baja tulangan yang kuat tariknya tinggi dapat.
4. Beton segar dapat dengan mudah diangkat maupun dicetak dalam bentuk dan ukuran sesuai keinginan.
Walaupun beton mempunyai beberarapa kelebihan beton juga memiliki beberapa kekurngan, menurut Tjokrodimuljo kekurangan beton dibagi menjadi tiga yaitu :
1. Bahan dasarpenyusun beton agregat halus maupun agregat kasar bermacam-macam sesuai dengan lokasi pengambilannya.
2. Beton keras mempunyai beberapa kelas kekuatan sehingga harus disesuaikan dengan bagian bangunan yang akan dibuat.
3. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga getas atau rapuh dan mudah retak. Oleh karena itu perlu diberikan cara- cara mengatasinya.
2.6.3. Sifat Beton
Beberapa sifat beton yang ddimiliki beton dan sering di pakai adalah (Tjokrodimuljo, 2007):
1) Kekuatan.
2) Berat jenis.
3) Modulus Elastisitas.
4) Susutan Pengerasan.
5) Kerapatan Air.
2.6.4. Bahan Penyusun Beton
Seperti yang diuraikan diatas bahan penyusun beton normal ialah semen portland, agregat halus (pasir), agregat kasar (batu pecah atau kerikil) dan air.
2.6.4.1. Semen Portland
Seperti yang diuraikan diatas bahan penyusun beton normal ialah semen portland, agregat halus (pasir), agregat kasar (batu pecah atau kerikil) dan air.
Semen Portland Portland Cement (PC) atau semen adalah bahan yang bertindak sebagai bahan pengikat agregat, jika dicampur dengan air semen menjadi pasta. Dengan proses waktu dan panas, reaksi kimia akibat campuran air dan semen menghasilkan sifat perkerasan pasta semen.
Semen Portland dibuat melalui beberapa langkah, sehingga sangat halus dan memiliki sifat adhesive maupun kohesif. Semen diperoleh dengan membakar karbonat atau batu gamping dan argillaceous (yang mengandung aluminia) dengan perbandingan tertentu. Bahan tersebut dicampur dan dibakar dengan suhu 1400º C-1500º C dan menjadi klinker. Setelah itu didinginkan dan dihaluskan sampai seperti bubuk. Lalu ditambahkan gips atau kalsium sulfat ( ) kira–kira 2–4 % persen sebagai bahan pengontrol waktu pengikatan. Bahan tambah lain kadang ditambahkan pula untuk membentuk semen khusus misalnya kalsium klorida untuk menjadikan semen yang cepat mengeras.
Semen biasanya dikemas dalam kantong 40 kg/ 50 kg (Sutikno, 2003:2) . Beberapa properti kima dan fisik dari semen .
Table 1. Properti kimia dan fisik semen
Sumber : Made, 2009 2.6.4.2. Agregat
Agregat pada beton adalah sebagai bahan pengisi, walaupun hanya bahan pengisi akan tetapi agregat sangat berpengaruh pada sifat-sifat beton sehingga pemilihan agregat sangat penting dalam pembuatan beton. Agregat sendiri menempati 70 % volume beton. Pada umumnya agregat dibedakan menjadi tiga kelompok.
Untuk beton normal sendiri agregat yang digunakan adalah agregat halus dan agregat kasar. Menurut standar SK SNI S-04-1989-F, agregat untuk bahan bangunan sebaiknya memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1. Agregat Halus
a) . Butir-butirnya tajam dan keras, dengan indeks kekerasan ≤ 2,2
b) . Kekal, tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca. Jika diuji dengan larutan garam Natrium Sulfat bagian yang hancurmaksimum 12 %, jika dengan garam Magnesium Sulfat maksimum 18 %,
c) . Tidak mengandung lumpur lebih dari 5 %
d) . Tidak mengandung zat organis terlalu banyak, yang dilakukan dengan percobaan warna dengan larutan 3% NaOH, yaitu warna cairan di atas endapan agregat halus tidak boleh lebih gelap daripada warna standar
e) . Modulus butir antara 1,50-3,80 dan dengan variasi butiran sesuai standar gradasi
f) . Khusus untuk beton dengan tingkat keawetan tinggi, agregat harus reaktif terhadap alkali, g. Agregat halus dari laut atau pantai, boleh dipakai asalkan dengan petunjuk dari lembaga pemeriksaan bahan- bahan yang diakui.
2. Agregat Kasar
a) Butir-butirnya keras dan tidak berpori, indeks kekerasan ≤ 5% bila diuji dengan goresan batang tembaga. Bila diuji dengan bejana Rudeloff atau Los .
b) Kekal, tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca. Jika diuji dengan larutan garam Natrium Sulfat bagian yang hancur maksimum 12 %, jika diuji dengan larutan garam Magnesium Sulfat maksimum 18 %, c) Tidak mengandung lumpur lebih dari 1 %,
d) Tidak boleh mengandung zat-zat yang reaktif terhadap alkali, e) Butiran agregat yang pipih dan panjang tidak bolek lebih dari 20 % f) Modulus halus butir antara 6-7,10 dengan variasi butir sesuai standar
gradasi,
g) Ukuran butir maksimum tidak boleh melebihi dari: 1/5 jarak terkecil antar bidang-bidang samping cetakan, 1/3 tebal pelat beton, ¾ antar tulangan atau berkas tulangan.
3. Air
Air merupakan bahan dasar pembuat beton yang penting namun harganya palingmurah. Dalam pembuatan beton air diperlukan untuk (Tjokrodimuljo, 2007) :
1. Bereaksi dengan semen Portland
2. Menjadi bahan pelumas antara butirbutir agregat, agar mudah dikerjakan. Menurut spesifikasi bahan bangunan A, air sebaiknya memenuhi syarat SK SNI S-04-1989 F
Kualitas beton akan berkurang jika air yang digunakan mengandung kotoran, pengaruh lainnya pada saaat pengikatan awal adukan beton.
2.6.5. Perawatan Beton
Perawatan beton ialah suatu tahap akhir pekerjaan pembetonan, yaitu menjaga agar permukaan beton segar selalu lembab, sejak dipadatkan sampai proses hidrasi cukup sempurna (kira- kira selama 28 hari).
Kelembaban permukaan beton itu harus dijaga agar air di dalam beton segar tidak keluar. (Tjokrodimuljo, 2007 ). Untuk menghindari terjadinya retakretak pada beton karena proses hidrasi yang terlalu cepat, maka dilakukan perawatan beton dengan cara :
a) Menaruh beton segar di dalam ruangan yang lembab b) Menaruh beton segar di atas genangan air
c) Menaruh beton segar di dalam air
2.6.5.1. Perancangan Campuran Adukan Beton
Perancangan campuran adukan beton bertujuan untuk mengetahui komposisi atau proporsi jumlah bahan yang dibutuhkan untuk suatu campuran adukan beton. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan
campuran beton adalah kuat tekan yang direncanakan pada umur 28 hari, sifat mudah dikerjakan (workability), sifat awet dan ekonomis. Adapun perancangan campuran adukan beton ini menggunakan SK SNI : 03- 2834- 2002 (Tjokrodimuljo, 2007)
2.6.5.2. Slump
Pada setiap pengerjaan beton, ada hal hal yang penting yang harus diperhatikan salah satu diantaranya adalah kelecakan beton segar.
Kelecakan beton biasanya di periksa dengan uji slump untuk dapat memperoleh nilai slump yang kemudian dipakai sebagai tolak ukur kelecakan beton segar untuk kemudahannya dalam mengerjakan. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kelecakan beton antara lain (Tjokrodimuljo) :
1. Jumlah air yang dipakai dalam adukan beton 2. Jumlah pasta dalam campuran adukan, 3. Gradasi agregat
4. Bentuk butiran agregat
5. Besar butir maksimum agregat.
2.6.5.3. Kuat Tekan Beton
Kinerja dalam sebuah beton dapat dibuktikan dengan nilai kuat tekan beton. Kuat tekan beton merupakan kemampuan beton untuk menerima beban persatuan luas (Mulyono, 2004). Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton, antara lain (Tjokrodimuljo, 2007) :
1. Umur beton Kuat tekan beton akan bertambah tinggi dengan bertambahnya umur beton. Laju kenaikan kuat tekan beton mula- mula cepat, lama-lama laju kenaikan semakin lambat. Laju
kenaikan tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain : faktor air semen, suhu sekeliling beton, semen portland dan faktor lain yang sama dengan faktor-faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton.
2. Faktor Air Semen Faktor Air Semen (FAS) ialah perbandingan berat antar air dan semen portland didalam campuran adukan beton. Semakin tinggi nilai fas maka kuat tekan beton akan semakin tinggi pula, nilai fas juga sangat berpengaruh pada jumlah semen yang dibutuhkan pada suatu campuran beton
3. Kepadatan betonKekuatan beton berkurang jika kepadatan beton berkurang. Beton yang kurang padat berarti berisi rongga sehingga kuat tekannya berkurang. Pengaruh kepadatan beton terhadap kuat tekan bisa.
4. Jumlah pasta semen Pasta semen dalam beton berfungsi untuk merekatkan butir-butir agregat. Pasta semen akan berfungsi secara maksimal jika seluruh pori antar butirbutir agregat terisi penuh dengan pasta semen, serta seluruh permukaan butir agregat terselimuti pasta semen.
5. Jenis semen Semen portland untuk pembuatan beton terdiri beberapa jenis. Masingmasing jenis semen portland mempunyai sifat tertentu, misalnya cepat mengeras dan sebagainya, sehingga mempengaruhi juga terhadap kuat tekan betonnya. 6) Sifat agregat Agregat terdiri atas agregat halus dan agregat kasar. Beberapa sifat agregat yang mempengaruhi kekuatan beton (Tjokrodimuljo, 2007:75) :
III-1 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Bagan Alir Penelitian
START
Studi Literatur
Persiapan Material
1. Pasir 4. Serbuk Kayu
2. Batu Pecah
3. Semen PPC & PCC
Pemeriksaan Material (Agregat) - Analisa Saringan
- Kadar Lumpur
- Berat Jenis dan Penyerapan - Kadar Air
Pengujian Kuat Tekan Umur 28
hari
Pembuatan Benda Uji Tidak
Mix Design Beton Normal
20 MPa
A
III-2
Gambar 3.1 Flow Chart (Bagan alir penelitian) 3.2 Penentuan Mix Design Beton Kontrolfc’ 20 MPa
Mix design dilakukan untuk mengetahui proporsi kebutuhan material (kerikil, pasir, semen dan air) dalam campuran beton. Metode rancangan adukan beton yang dipakai adalah metode yang biasa dipakai oleh Departemen Pekerjaan Umum yaitu metode DOE (Departemen of Environment) yang merupakan pengembangan dari metode rancangan adukan beton cara Inggris (The British Mix Design Method).
Analisis Data
Kesimpulan dan Saran Pengujian Kuat tekan beton
variasi umur 28 hari
Selesai Mix Design Beton Analisis
Pembuatan Dan Perawatan Beton Analisis
A
III-3 3.3 Variabel Penelitian
Pada penelitian ini pengujian kuat tekan dilakukan sebanyak satu kali yaitu pada umur 28 hari.Dengan melakukan variasi pendekatan terhadap variasi komposisi campuran beton kontrol, diharapkan akan didapat data mengenai porsentase variasi penggunaan semen type ppc dan pcc dengan bottom ash terhadap kuat tekan beton. Adapun variabel penelitian beton variasi seperti tercantum pada tabel 3.1 berikut ini.
Tabel 3.1. Variabel penelitian dan notasi sampel
NO URAIAN NOTASI JUMLAH
BENDA UJI
1 PPC : Serbuk Kayu =100 : 0,75 BPCCK 0,75% 3
2 PCC : Serbuk Kayu = 100 : 1 BPCCK 1% 3
3 PPC : Serbuk Kayu = 100 : 1,5 BPCCK 1,5% 3
3.4 Metode Pengujian
3.4.1 Pengujian Karakteristik Agregat
Sebelum pembuatan benda uji beton, dilakukan pengujian terhadap karakteristik agregat halus dan kasar. Pemeriksaan karakteristik agregat yang dilakukan dalam penilitian ini mengacu pada ASTM yang meliputi:
III-4 Tabel 3.2 Pemeriksaan Agregat Halus
No Jenis Pemeriksaan Standar
Yang Digunakan
1 Pemeriksaan Analisa Saringan ASTM C33
2 Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan ASTM C127
3 Pemeriksaan Kadar Air ASTM C566
4 Pemeriksaan kadar lumpur ASTM C117
Tabel 3.3 Pemeriksaan Agregat Kasar
No Jenis Pemeriksaan Standar
Yang Digunakan
1 Pemeriksaan Analisa Saringan ASTM C33
2 Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan ASTM C127
3 Pemeriksaan Kadar Air ASTM C566
4 Pemeriksaan kadar lumpur ASTM C117
3.4.2 Pengujian Kuat Tekan
Sifat yang paling penting dari beton adalah kuat tekan beton.
Kuat tekan biasanya berhubungan dengan sifat-sifat lain, maksudnya apabila kuat tekan beton tinggi,sifat-sifat lainnya juga baik (TjokrodimulyoK, 1995). Pengujian kuat tekan beton dilakukan mengikuti standar SNI 1974 - 2011.
