SKRIPSI
ANALISIS PENGGUNAAN LIMBAH KARBIT SEBAGAI SUBTITUSI AGREGAT HALUS DAN SILICAFUME SEBAGAI
SUBTITUSI SEMEN TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK BETON
oleh :
MIFTAHUL JANNAH (4517041084)
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS BOSOWA
MAKASSAR
2022
ii
iii
iv
v
KATA PENGANTAR
ِِمْسِب
ِِّاللَ
ِِنَمْح ّرلا
ِمْي ِح ّرلا
ِِ
Dengan memanjatkan puja dan puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah Subhannawataa’la,ِ atasِ segalaِ kasihِ danِ karunia-Nya memberikan kesehatan dan kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun judul skripsi ini yaitu :“ANALISIS PENGGUNAAN LIMBAH KARBIT SEBAGAI AGREGAT HALUS DAN SILICAFUME SEBAGAI SUBTITUSI SEMEN TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK BELAH BETON”. Penelitian dan pengujian skripsi ini dilakukan di laboratorium Beton Universitas Bosowa Makassar.
Penulisan skripsi ini disusun untuk memenuhi syarat akademik yang harus ditempu guna kelulusan studi Sarjana Strata Satu di Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Bosowa Makassar.
Dan meskipun penyusunan skripsi ini jauh dari kata sempurna, ketidaksempurnaan tersebut disebabkan oleh kemampuan, pengetahuan serta pengalaman penulis yang masih terbatas. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang telah membantu dalam memberi arahan dan bimbingan kepada:
1. Allahِ Subhanahuِ Waِ Ta’alaِ yangِ telahِ memberiِ petunjukِ danِ
pertolongan.
2. Kedua Orang Tua dan saudara-saudara tercinta yang telah mengasih dukungan baik dari segi moral dan materi serta pengorbanan dan doa
vi
yang selalu mengiringi tiap langkah penulis hingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini.
3. Bapak Dr. Ir. H. Syahrul Sariman, MT. selaku pembimbing I yang sudah menyisihkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan penulis sehingga terselesainya penyusan Skripsi ini.
4. Ibu Dr. Ir. Hj. Hijriah, ST., MT. selaku pembimbing II yang sudah menyisihkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan penulis sehingga terselesainya penyusan Skripsi ini.
5. Bapak Dekan, Para Wakil Dekan dan Staf Fakultas Teknik Universitas Bosowa Makassar.
6. Bapak Dr. Ir. Andi Rumpang Yusuf, M.T. selaku Ketua Jurusan Sipil beserta staf dan dosen pada Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Bosowa Makassar.
7. Teman-teman Angkatan 2017 Teknik Sipil Universitas Bosowa Makassar yang telah berjuang bersama, saling menyemangati, dan menghibur dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
8. Teman – teman Girls Squad yaitu Kikio, Dita, Nunu, Ema, Nevi, Pittos, dan Dilla. Yang selalu memberikan saya motivasi sehingga saya bisa berada di titik ini.
9. Dan untuk Teman terdekat saya Muh. Fikri Haikal DM, S.E. yang telah mensupport, memotivasi, dan membantu saya baik dari segi materi maupun fisik.
vii
10. Terutama kepada diri sendiri yang telah berjuang dan bertahan melewati berbagai tantangan dan rintangan.
11. Serta Pihak-pihak lain yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang turut memberikan sedikit atau banyak andil dan doa kepada saya dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini.
Menyadari akan segala kekurangan dan keterbatasan penulis sebagai manusia biasa, maka penulis dengan tangan terbuka menerima segala saran dan kritik yang membangun guna penyempurnaan tugas akhir ini.
Semoga kebaikan menjadi Amal Sholeh dan dibalas dengan kebaikanِyangِlebihِolehِAllahِSubhannawataa’la.ِAamiin.ِSemogaِskripsiِ
dapat bermanfaat khususnya bagi penulis, umumnya bagi rekan-rekan yang membacanya.
Makassar, Agustus 2022
Miftahul Jannah
viii Abstrak
Perkembangan teknologi dalam bidang konstruksi, menuntut kebutuhan material beton yang semakin kuat. Oleh karena itu dilakukan penelitian dalam bidang teknologi beton, guna meningkatkan kekuatan serta sifat-sifat lainnya. Limbah karbit yang tak termanfaatkan seperti halnya pozzolanic material lainnya dapat dimanfaatkan dalam bidang konstruksi. Silicafume adalah bagian dari mineral admixture berupa material pozzolan halus, dimana komposisi silika lebih banyak.limbah karbit yang di subtitusi ke pasir dengan jumlah 5% dari berat pasir serta silicafume yang disubtitusi ke semen dengan jumlah 10%, 20%, dan 30% dari berat semen. Benda uji menggunakan silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. pengujian yang di lakukan adalah kuat tekan dan kuat tarik belah beton pada umur 28 hari. Dari hasil pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah pada beton normal memiliki 25,89 Mpa dan 2,34 Mpa, lalu pada variasi limbah karbit 5% saja 26,04 Mpa dan 2,87 Mpa, variasi silicafume 10% saja 26,62 Mpa dan 3,05 Mpa, dan variasi silicafume 10%, 20% dan 30% yang mengandung limbah karbit 5% memiliki kuat tekan 26,72 Mpa, 23,78 Mpa, dan 19,72 Mpa, begitu juga dengan kuat tarik belah beton mengalami penurunan berturut-turut 3,05 Mpa, 2,97 Mpa, dan 2,77 Mpa.
Hubungan kuat tekan dan kuat tarik belah beton silicafume dan limbah karbit diperoleh dari persamaan R2 = 1 dimana Y = 0,99971x0,34.Mpa.
ix Abstract
Technological developments in the field of construction, demand a stronger need for concrete materials. Therefore, research is carried out in the field of concrete technology, in order to increase strength and other properties.Waste carbide that is not utilized as well as other pozzolanic materials can be utilized in the contruction sector. Silicfume is part of the mineral admixture in the form of fine pozzolanic material, where the composition of silice is more.. waste carbide which is substituted for sand in the amount of 5% by weight of sand and silicafume which is substituted for cement in the amount of 10%, 20%, and 30% of the weight of cement. The test object used a concrete cylinder with a diameter of 15 cm and a height of 30 cm. The tests carried out were the compressive strength and split tensile strength of the concrete at the age of 28 days. From the results of testing the compressive strength and split tensile strength in normal concrete have 25.89 Mpa and 2.34 Mpa, then the variation of 5% carbide waste is only 26.04 Mpa and 2.87 Mpa, the variation of silicafume 10% is only 26.62 Mpa and 3.05 Mpa, and variations of silicafume 10%, 20% and 30% containing 5% carbide waste had a compressive strength of 26.72 Mpa, 23.78 Mpa, and 19.72 Mpa, as well as the split tensile strength of the concrete. respectively 3.05 Mpa, 2.97 Mpa, and 2.77 Mpa respectively. The relationship between compressive strength and split tensile strength of silicafume concrete and waste carbide is obtained from the equation R2 = 1 where Y = 0,99971x0,34 Mpa.
x DAFTAR ISI
LEMBAR PENGAJUAN SEMINAR PROPOSAL TUGAS AKHIR ... i KATA PENGANTAR ... ii DAFTAR TABEL ... v DAFTAR GAMBAR ... vi BAB I PENDAHULUAN ... I-1
1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Rumusan Masalah ... I-3 1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... I-3 1.3.1 Tujuan Penelitian ... I-3 1.3.2 Manfaat Penelitian ... I-3 1.4 Pokok Bahasan dan Batasan Masalah ... I-4 1.4.1 Pokok Bahasan ... I-4 1.4.2 Batasan Masalah ... I-4 1.5 Sistematika Penulisan ... I-4 BAB II KAJIAN PUSTAKA ... II-1
2.1 Tinjauan Umum ... II-1 2.1.1 Pengertian Beton ... II-1 2.2 Bahan Penyusun Beton ... II-4 2.2.1 Semen Portland ... II-4 2.2.2 Agregat Halus ... II-5 2.2.3 Agregat Kasar ... II-7 2.2.4 Air ... II-9
xi
2.3 Material Tambahan ... II-10 2.3.1 Limbah Karbit ... II-10 2.3.2 Silicafume ... II-12 2.3.3 Kekuatan Tekan Beton ... II-14 2.3.4 Kekuatan Tarik Beton ... II-16 2.3.5 Faktor Air Semen (fas) ... II-17 2.3.6 Workabilitas Beton ... II-18 2.4 Tahapan Perencanaan Campuran ... II-19 2.4.1 Perencanaan Alat dan Bahan Penelitian ... II-19 2.4.2 Prosedur Pengujian dan Pembuatan Beton ... II-20 2.5 Penelitian Terdahulu ... II-36 BAB III METODE PENELITIAN ... III-1
3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian ... III-2 3.2 Tahapan Penelitian ... III-2 3.3 Variabel Penelitian ... III-3 3.4 Notasi dan Jumlah Sampel ... III-3 3.5 Metode Analisis ... III-4 3.5.1 Analisis Nilai Kuat Tekan... III-4 3.5.2 Hubungan Kuat Tekan dan Variabel Yang Digunakan ... III-5 3.5.3 Analisis Kuat Tarik ... III-5 3.5.4 Hubungan Kuat Tarik dan Variabel Yang Digunakan ... III-6 DAFTAR PUSTAKA ...
LAMPIRAN ...
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Hubungan tingkat workabilitas, nilai slump & tingkat kepadatan adukan ………...II-19 Tabel 2.2 Persyaratan jumlah semen minimum dan faktor air semen
………..II-31 Tabel 2.3 Perkiraan Kadar Air Bebas...………II-32 Tabel 3.1 Variasi Benda Uji………III-3 Tabel 4.1 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat Halus ... IV-1 Tabel 4.2 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat Kasar ... IV-2 Tabel 4.3 Komposisi Pencampuran Dalam Beton ... IV-3 Tabel 4.4 Komposisi Kebutuhan Bahan Campuran Beton Normal Per 3 Silinder ... IV-4 Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Normal ... IV-4 Tabel 4.6 Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Normal ... IV-6 Tabel 4.7 Komposisi Kebutuhan Bahan Campuran Beton Variasi Per 1 Silinder ... IV-7 Tabel 4.8 Nilai Slump ... IV-8 Tabel 4.9 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Variasi... IV-8 Tabel 4.10 Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton Variasi... IV-9 Tabel 4.11 Persentase Peningkatan Kuat Tekan Limbah Karbit ... IV-12 Tabel 4.12 Persentase Peningkatan Kuat Tarik Belah Beton Normal Dengan Beton Variasi ... IV-13 Tabel 4.13 Persentase Peningkatan Kuat Tekan Beton Variasi ... IV-14 Tabel 4.14 Persentase Peningkatan Kuat Tarik Belah Beton Variasi IV-16
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Agregat Halus………II-5 Gambar 2.2 Agregat Kasar………...II-7 Gambar 2.3 Limbah Karbit ...………...………...II-12 Gambar 2.4 Silicafume...II-12 Gambar 4.1 Gambar Gradasi Penggabungan Agregat ... IV-3 Gambar 4.2 Hasil Uji Kuat Tekan Beton Variasi ... IV-9 Gambar 4.3 Hasil Uji Kuat Tarik Belah Beton Variasi ... IV-10 Gambar 4.4 Perbandingan Kuat Tekan Beton Normal Menggunakan Limbah Karbit ... IV-10 Gambar 4.5 Perbandingan Kuat Tarik Belah Beton Normal Menggunakan Limbah Karbit ... IV-12 Gambar 4.6 Perbandingan Kuat Tekan Beton Normal Terhadap
Silicafume Yang Mengandung Limbah Karbit ... IV-13 Gambar 4.7 Perbandingan Kuat Tarik Belah Beton Normal Terhadap Silicafume Yang Mengandung Limbah Karbit ... IV-15 Gambar 4.8 Grafik Hubungan Kuat Tekan Dengan Kuat Tarik Belah Beton Variasi Penggunaan Limbah Karbit. ... IV-17 Gambar 4.9 Grafik Hubungan Kuat Tekan Dengan Kuat Tarik Belah Beton Variasi Penggunaan Silicafume Yang Mengandung Limbah Karbit ... IV-18
I - 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi dalam bidang konstruksi, menuntut kebutuhan material beton yang semakin kuat. Oleh karena itu dilakukan penelitian dalam bidang teknologi beton, guna meningkatkan kekuatan serta sifat-sifat lainnya. Beton merupakan campuran dari semen, kerikil, pasir, dan air. Beton memiliki beberapa kelebihan yaitu memiliki kuat tekan yang tinggi, proses pembuatannya mudah sekaligus dapat disesuaikan dengan kebutuhan, dan harganya relatif terjangkau. Pada kondisi tertentu, beton dapat diberikan bahan tambah dalam kadar tertentu yang bertujuan untuk menigkatkan kekuatan dari beton tersebut khususnya dalam hal kuat tekan dan daktilitas.
Inovasi dibidang teknologi material beton, salah satunya adalah memperbaiki sifat-sifat beton diantaranya dapat dilakukan dengan penambahan bahan tertentu yaitu admixture atau additive kedalam campuran beton. Salah satunya bahan tambah yaitu Silica Fume yang merupakan bahan yang sangat halus berukuran 0,1-1 mikron, lebih kecil dibandingkan butrian semen yang berkisar antara 5-50 mikron. Jika silicafume ditambah pada campuran beton, maka silica akan mengisi rongga-rongga diantara butiran semen sehingga penambahan Silica Fume kedalam campuran beton dengan kadar tertentu membuat kekuatan beton akan meningkat.
I - 2
Limbah karbit yang tak termanfaatkan seperti halnya pozzolanik material lainnya dapat dimanfaatkan dalam bidang konstruksi. Limbah karbit memiliki unsur kimia menyerupai semen, dari hal tersebut maka limbah karbit ini dimanfaatkan untuk campuran atau pengganti semen dalam pembuatan beton. Karbit dibuat dengan proses yang sangat sederhana. Dimana terjadi reaksi antara kalsium karbida (CaC2) dengan air (H2O) untuk menghasilkan gas acetylene (C2H2). Kalsium karbit yang merupakan hasil sampingan pembuatan gas acetylene adalah berupa padatan berwarna putih kehitaman atau keabu-abuan.
Penelitian tugas akhir ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh subtitusi agregat halus dengan limbah karbit dan subtitusi silicafume sebagai semen pada proses pengujian beton. Adapun suatu hal yang perlu dicapai adalah beton dengan kekuatan tekan yang mendekati kekuatan tekan beton normal sesuai dengan rancangan campuran bahan (mix design) yang telah dibuat dan komposisi ideal dalam pencampuran beton.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian rumusan masalah yang akan diteliti yaitu : 1. Bagaimana memperoleh beton normal dengan kuat tekan F’𝑐 25
Mpa?
2. Bagaimana pengaruh penggunaan limbah karbit terhadap kuat tekan dan kuat tarik belah beton
3. Bagaimana pengaruh penggunaan silicafume terhadap kuat tekan beton dan kuat tarik belah beton yang mengandung limbah karbit?
I - 3
4. Apa hubungan kuat tekan dan kuat tarik belah beton yang mengandung silicafume dan limbah karbit?
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian 1.3.1 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini antara lain :
1. Untuk memperoleh beton normal dengan kuat tekan F’𝑐 25 Mpa 2. Untuk menentukan pengaruh penggunaan limbah karbit terhadap
kuat tekan dan kuat tarik belah beton.
3. Untuk menentukan pengaruh penggunaan silicafume terhadap kuat tekan beton dan kuat tarik belah beton yang mengandung limbah karbit.
4. Untuk menentukan hubungan kuat tekan dan kuat tarik belah beton yang mengandung silicafume dan limbah karbit.
1.3.2 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Memberikan pengetahuan baru mengenai pengaruh penggunaan limbah karbit dan silicafume sebagai bahan tambah dalam pembuatan beton.
2. Mengurangi limbah karbit dari sisa – sisa penggunaan las bengkel.
3. Sebagai sumber ilmu pada penelitian selanjutnya yang berkaitan dengan beton.
I - 4
1.4 Pokok Bahasan dan Batasan Masalah 1.4.1 Pokok Bahasan
Pokok bahasan dalam penelitian ini meliputi :
1. Dilakukan pengujian karakteristik agregat bahan penyusun beton.
2. Membuat mix design beton normal.
3. Menganalisis subtitusi agregat halus dengan karbit sebesar 5%
terhadap kuat tekan beton dan kuat tarik beton dengan penggunaan silicafume sebagai subtitusi semen sebesar 0%, 10%, 20%, 30%.
4. Pengujian kuat tekan beton dan kuat tarik belah beton.
1.4.2 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini meliputi :
1. Pada kuatِtekanِbetonِyangِdirencanakanِsebesarِF’cِ25ِMpa 2. Tidak melakukan pengujian keausan agregat .
3. Tidak melakukan pengujian waktu ikat dan berat jenis semen.
4. Tidak dilakukan pengujian berat jenis karbit dan silicafume.
5. Limbah Karbit yang digunakan berasal dari sisa pengelasan bengkel las di Gowa lalu diolah dengan cara ditumbuk kembali sehingga menjadi serbuk.
6. Silicafume yang digunakan berasal dari toko bahan bangunan yang ada di Makassar.
7. Agregat Kasar dan Agregat Halus yang digunakan berasal dari daerah Kabupaten Gowa.
I - 5 1.5 Sistematika Penulisan
Pada sistematika penulisan secara garis besar yang dapat disajikan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini memaparkan latar belakang penulisan, rumusan masalah, tujuan dan manfaat, serta sistematika penulisan.
BAB II KAJIAN PUSTAKA
Bab ini membahas tentang dasar-dasar teori mengenai karakteristik bahan-bahan campuran beton, metode perencanaan beton serta persiapan dan proses pembuatan beton sebagai acuan dalam penyusunan tugas akhir.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini berisi gambaran umum penelitian, waktu dan lokasi penelitian, diagram alur penelitian serta tahapan penelitian BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini akan diuraikan hasil pengujian material serta pengujian kuat tekan dan kuat tarik beton yang telah di lakukan di laboratorium, yang disajikan dalam bentuk tabel- tabel dan grafik, kemudian dari hasil tersebut dilakukan analisis dan pembahasan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini akan menguraikan kesimpulan pokok dari keseluruhan penelitian yang telah dilakukan dan saran yang dapat di
I - 6
berikan untuk memperbaiki hasil dari penelitian pengaruh variasi silicafume sebagai subtitusi semen dan limbah karbit sebagai subtitusi pasir pada campuran beton terhadap kuat tekan dan kuat tarik beton.
I I - 1 BAB II
KAJIAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum
2.1.1 Pengertian Beton
Beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidrolik yang lain, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentu massa padat. Seiring dengan penambahan umur, beton akan semakin mengeras dan akan mencapai kekuatan rencanaِ(f’c)ِpadaِusiaِ28ِhari.ِBeton memliki daya kuat tekan yang baik oleh karena itu beton banyak dipakai atau dipergunakan untuk pemilihan jenis struktur terutama struktur bangunan, jembatan dan jalan. Sampai saat ini beton masih menjadi pilihan utama dalam pembuatan struktur. Selain karena kemudahan dalam mendapatkan material penyusunnya, hal itu juga disebabkan oleh penggunaan tenaga yang cukup besar sehingga dapat mengurangi masalah penyedian lapangan kerja.
Hal yang menjadi pertimbangan pada proses produksinya berupa kekuatan tekan yang tinggi dan kemudahan pengerjaannya, serta kelangsungan proses pengadaan beton. Pada umumnya, beton mengandung rongga udara sekitar 1% - 2%, pasta semen (semen dan air) sekitar 25% - 40%, dan agregat (agregat halus dan agregat kasar) sekitar 60% - 75%. Untuk mendapatkan kekuatan yang baik, sifat dan karakteristik dari masing-masing bahan penyusun tersebut perlu dipelajari. Sifat beton yang meliputi : mudah diaduk, di salurkan, di cor, di padatkan dan
I I - 2
diselesaikan, tanpa menimbulkan pemisahan bahan susunan adukan dan mutu beton yang disyaratkan oleh konstruksi tetap dipenuhi.
Secara umum beton dibedakan kedalam 2 kelompok, yaitu : a. Beton berdasarkan kelas dan mutu beton.
Kelas dan mutu beton ini, di bedakan menjadi 3, dapat dilihat dalam tabel 2.1 berikut ini :
Tabel 2.1 Kelas dan Mutu Beton
Sumber : Spesifikasi umum 2018
b. Berdasarkan jenisnya, beton dibagi menjadi 6 jenis, yaitu : 1. 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
I I - 3
hasil dari pembakaran shale, lempung, slates, residu slag, residu batu bara dan banyak lagi hasil pembakaran vulkanik. Berat jenis agregat ringan sekitar 1900 kg/m atau berdasarkan kepentingan penggunaan strukturnya berkisar antara 1440–1850 kg/m3, dengan kekuatan tekan umur 28 hari lebih besar dari 17,2 Mpa.
2. 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.
3. Beton berat
Beton berat adalah beton yang dihasilkan dari agregat yang memiliki berat isi lebih besar dari beton normal atau lebih dari 2400 kg/m. Untuk menghasilkan beton berat digunakan agregat yang mempunyai berat jenis yang besar.
4. Beton massa (mass concrete)
Dinamakan beton massa karena digunakan untuk pekerjaan beton yang besar dan masif, misalnya untuk bendungan, kanal, pondasi, dan jembatan.
5. Ferro-Cement
Ferro-Cement adalah suatu bahan gabungan yang diperoleh dengan cara memberikan suatu tulangan yang berupa anyaman
I I - 4
kawat baja sebagai pemberi kekuatan tarik dan daktil pada mortar semen.
6. Beton serat (fibre concrete)
Fibre concrete adalah beton yang dalam proses pembuatannya ditambahkan bahan fiber (berserat). Serat yang ditambahkan kedalam beton bisa berupa serat sintetis atau serat alami.
2.2 Bahan Penyusun Beton
Bahan penyusun beton pada umumnya adalah campuran antara semen, pasir, krikil, dan air. Namun dapat juga diberi bahan tambah berupa mineral additive ataupun chemical additive untuk meningkatkan performa beton itu sendiri bahan – bahan penyusun beton adalah sebagai berikut 2.2.1 Semen portland
Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker, terutama yang terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan (PUBI-1982). Suatu semen jika diaduk dengan air akan terbentuk adukan yang disebut pasta semen, sedangkan jika diaduk dengan air kemudian ditambahkan pasir menjadi mortar semen dan jika ditambahkan lagi dengan kerikil atau batu pecah disebut beton. Dalam campuran beton, semen bersama air adalah sebagai kelompok yang aktif. Kelompok aktif ini berfungsi sebagai perekat atau pengikat, sedangkan kelompok pasif yaitu pasir dan kerikil berfungsi sebagai pengisi. Fungsi semen ialah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi masa yang kompak atau padat. Selain itu juga untuk mengisi
I I - 5
rongga-rongga diantara butiran agregat. Dalam campuran beton, semen menempati kira-kira 10% dari volume beton. Karena merupakan bahan aktif maka penggunaannya harus dikontrol dengan baik. Di dalam semen terkandung bahan atau senyawa kimia yang mengandung kapur, silikat, alumina dan oksida besi yang semuanya menjadi unsur-unsur pokok.
2.2.2 Agregat Halus
Agregat halus adalah pasir alam sebagai hasil disintregasi alami batuan ataupun pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir lebih kecil dari 3/16 inci atau 5 mm (lolos saringan no. 4).
Gambar 2.1 Pasir sungai
Pada umumnya agregat halus yang dipergunakan sebagai bahan dasar pembentuk beton adalah pasir alam. Sedangkan pasir yang dibuat dari pecahan batu, umumnya tidak cocok untuk pembuatan beton karena mengandung partikel yang terlalu halus yang terbawa pada saat
pembuatannya.
Agregat halus dapat digolongkan menjadi 3 jenis (Wuryati Samekto 2001:16):
I I - 6 1. Pasir Galian
Pasir galian dapat diperoleh langsung dari permukaan tanah atau dengan cara menggali dari dalam tanah. Pada umumnya pasir jenis ini tajam, bersudut, berpori, dan bebas dari kandungan garam yang membahayakan.
2. Pasir Sungai
Pasir sungai diperoleh langsung dari dasar sungai. Pasir sungai pada umumnya berbutir halus dan berbentuk bulat, karena akibat proses gesekan yang terjadi sehingga daya lekat antar butir menjadi agak kurang baik.
3. Pasir Laut
Pasir laut adalah pasir yang dipeoleh dari pantai. Bentuk butiran halus dan bulat, karena proses gesekan. Pasir jenis ini banyak mengandung garam, oleh karena itu kurang baik untuk bahan bangunan. Garam yang ada dalam pasir ini menyerap kandungan air dalam udara, sehingga mengakibatkan pasir selalu agak basah, dan juga menyebabkan pengembangan setelah bangunan selesai dibangun.
Tabel 2.2 Karakteristik agregat halus Jenis Pengujian Spesifikasi SNI
Analisa Saringan Daerah 1 - 4 SNI 8321 - 2016 Berat Jenis 1,6 – 3,2 SNI 1969 – 2008 Penyerapan 0,2 % – 2 % SNI 1969 – 2008
I I - 7 Berat Isi 1,4 – 1,9
gr/cm3 SNI 1973 – 2008 Kadar Air 3 % - 5 % SNI 1971 – 2011 Kadar lumpur < 5 % SNI C117 : 2017 Sumber : SNI (Standar Nasional Indonesia)
2.2.2 Agregat Kasar
Agregat kasar adalah kerikil hasil disintegrasi alami dari batuan maupun berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir antara 5.4- mm (tertahan pada saringan no.4).
Gambar 2.2 Batu Pecah
Kerikil sebagai hasil disintegrasi batuan karena diambil langsung dari alam (sungai) maka, mempunyai bentuk permukaan yang bulat tak beraturan, rata dan licin akibat gerakan-gerakan atau pengausan oleh air sehingga dapat mengurangi daya lekat dengan butiran agregat itu sendiri.
Sedangkan, batu pecah yang diperoleh dari alat pemecah batu mempunyai bentuk permukaan yang tidak rata, tidak beraturan, bersudut tajam dan lebih kasar sehingga dapat menambah daya rekat antara mortar dengan butiran agregat tersebut. Dengan demikian, dapat memperkecil segregasi dan beton yang dihasilkan lebih kuat.
I I - 8
Tabel 2.3. Karakteristik Agregat Kasar (Batu Pecah) Jenis Pengujian Spesifikasi SNI
Analisa Saringan Daerah 1 -4 SNI 8321 - 2016 Berat Jenis 1,6 – 3,2 SNI 1969 – 2008 Penyerapan 0,2 % – 4,6 % SNI 1969 – 2008
Berat Isi 1,6 – 1,9
gram/cm3 SNI 1973 – 2008 Kadar Air 0,5 % - 2 % SNI 1971 – 2011 Kadar lumpur < 1 % SNI C117 : 2017 Sumber : SNI (Standar Nasional Indonesia)
2.2.3 Air
Air merupakan bahan dasar pembuat beton yang penting. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen serta sebagai bahan pelumas antara butir-butir agregat agar dapat mudah dikerjakan dan dipadatkan.
Untuk bereaksi dengan semen, air yang diperlukan kurang lebih 25% dari berat semen. Namun, dalam kenyataannya nilai faktor air semen yang kurang dari 0,35 sulit dilaksanakan. Kelebihan air yang ada digunakan sebagai pelumas. Penambahan air untuk pelumas tidak boleh terlalu banyak karena kekuatan beton akan berkurang. Selain itu, akan menimbulkan bleeding. Hasil bleeding ini berupa lapisan tipis yang mengurango lekatan antara lapis-lapis beton.
I I - 9 Gambar 2.3
Air
Fungsi air pada campuran beton yaitu sebagai berikut :
1. Sebagai pelicin bagi agregat halus dan agregat kasar.
2. Bereaksi dengan semen untuk membentuk pasta semen.
3. Penting untuk mencairkan bahan/material semen ke seluruh permukaan agregat.
4. Membasuhi agregat untuk melindungi agregat dari penyerapan air vital yang diperlukan pada reaksi kimia.
5. Memungkinkan campuran beton mengalir ke dalam cetakan.
Penggunaan banyaknya air dapat dinyatakan dalam suatu berat atau satuan volume. Dalam praktek yang normal, air biasa diukur dengan satuan volume yaitu liter. Kuantitas (jumlah) air yang akan digunakan untuk beton dengan mutu tertentu harus dihitung setelah melalui kelembaban (kadar air) dari agregat halus dan agregat kasar. Kadar air dari agregat akan mengurangi jumlah air yang diperlukan untuk campuran beton. Sebaliknya, kadang-kadang agregat dapat menyerap air dari campuran beton. Dalam hal ini, perlu ditemukan cara untuk mengatasi penyerapan tersebut yaitu dengan meningkatkan jumlah air yang perlu
I I - 10
ditambahkan dalam campuran beton. Asal air yang dapat digunakan untuk campuran beton akan dijelaskan sebagai berikut.
1. Air yang diserap dalam agregat, yang membuat agregat dalam keadaan jenuh kering permukaan (Saturated Surface Dry=SSD).
2. Air yang ditambah selama proses pencampuran (mixing). Jumlahnya dikoreksi dengan air permukaan pada agregat dan atau tanpa air yang diserap dalam agregat, tergantung pada pengambilan dasar perhitungan dalam perbandingan air/semen (fas).
3. Air permukaan pada agregat. Jumlahnya bervariasi serta mempengaruhi jumlah air total untuk campuran beton.
2.3 Material Tambahan 2.3.1 Limbah Karbit
Karbit adalah sebuah senyawa kimia yang digunakan untuk mempercepat pematangan buah dengan rumus kimia CaC2. Senyawa murninya tidak berwarna, tapi kalsium karbida yang biasanya digunakan warnanya adalah abu-abu atau coklat dengan kandungan CaC2 hanya sekitar 80-85%. Penggunaan utamanya dalam industri adalah untuk pembuatan asetilena dan kalsium sianamida. Karbit digunakan dalam proses las karbit dan juga dapat mempercepat pematangan buah.
Limbah karbit merupakan limbah B3 yang berasal dari proses produksi gas esetilen. Berdasarkan Lampiran Peraturan Pemerintah Nomor 101 Tahun 2014 mengenai Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun. Pada penelitian yang sama diketahui bahwa unsur pembentuk utama dari semen adalah Calsium yang berasal dari batu kapur
I I - 11
(Rajiman, 2015). Menurut (Utomo, 2010) kandungan kalsium yang cukup tinggi membuat limbah karbit ini memiliki sifat-sifat fisis yang menyerupai kalsium hidroksida dalam hal senyawa kimi terbesar adalah Ca(OH)2, daya ikat terhadap air cukup tinggi, memiliki tekstur bahan berbutir, mempunyai bau yang khas, dan diameter butiran-butiran relatif lebih besar dibanding butiran lempung.
Penambahan limbah karbit merupakan upaya untuk meningkatkan unsur kalsium yang diperlukan dalam terjadinya reaksi pozzolanic bila tercampur dengan SiO2 dalam limbah karbit. Reaksi pozzolanic merupakan reaksi antara kalsium, silika atau aluminat dengan air sehingga membentuk suatu massa yang keras dan kaku yang hampir sama dengan proses hidrasi pada Portland Cement. Limbah karbit yang tak termanfaatkan seperti halnya pozzolanic material lainnya dapat dimanfaatkan dalam bidang konstruksi.
Gambar 2.4 Limbah Karbit
I I - 12 2.3.2 Silicafume
Silicafume adalah bagian dari mineral admixture berupa material pozzolan halus, dimana komposisi silika lebih banyak. Dikarenakan sifat fisik dan sifat kimianya ini, silicafume memiliki 2 pengaruh pada campuran beton yaitu sebagai filler dan bahan pozzoland yang bereaksi secara kimia.
Silicafume memiliki ukuran butiran yang sangat halus bahkan ukurannya 100 kali lebih kecil (0,1 – 0,2 µm) jika dibandingkan dengan butiran semen.
Dengan ukuran partikel yang sangat halus, silicafume memiliki kemampuan untuk mengisi ruang kosong tersebut sehingga campuran beton mengalami proses penjenuhan (lebih rapat) yang dapat meningkatkan kuat tekan dan impermeabilitasnya.
Silicafume dimasukkan kedalam campuran beton dengan jumlah yang sedikit, akan memberikan pengaruh yang besar sesuai dengan tujuan dan fungsi pemberian bahan tambah ini. Dengan demikian tingkat pengawasan harus teliti, hal ini untuk menjamin agar tidak terjadi kelebihan dosis sehingga menimbulkan akibat yang jelek seperti penurunan kekuatan atau sifat-sifat yang lain.
Keunggulan – keunggulan penggunaan silicafume pada beton,sebagai berikut:
1. Meningkatkan kuat tekan.
2. Meningkatkan kuat lentur.
3. Mengecilkan regangan.
I I - 13
4. Mencegah reaksi alkali silica dalam meningkatkan kepadatan (density).
5. Meningkatkan ketahanan terhadap abrasi dan korosi.
6. Menyebabkan temperatur beton menjadi lebih rendah sehingga mencegah terjadinya retak pada beton.
Gambar 2.5 Silicafume 2.3.3 Kekuatan tekan beton
Kuat tekan beton merupakan salah satu kinerja utama beton.
Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Walaupun dalam beton terdapat tegangan tarik yang kecil, diasumsikan bahwa semua tegangan tekan didukung oleh beton tersebut. Penentuan kekuatan tekan dapat dilakukan melalui pemeriksaan menggunakan alat uji kuat tekan dan benda uji (kubus atau slinder) pada umur 28 hari.
Dalam perencanaan suatu komponen struktur beton, biasanya diasumsikan bahwa beton memikul tegangan tekan dan bukannya
I I - 14
tegangan Tarik. Oleh karena itu kuat tekan beton pada umumnya dijadikan acuan untuk menentukan mutu atau kualitas suatu material beton. Semakin tinngi kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan (Mulyono, 2003). Pada umumnya sifat mekanik beton yang lainnya, dapat diperkirakan berdasarkan kuat tekan beton. Perancangan beton harus memenuhi kriteria perancangan standar yang berlaku. Peraturan dan tata cara perancangan tersebut antara lain adalah ASTM, ACI, JIS, ataupun SNI.
Beberapa faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan beton yaitu proporsi bahan – bahan penyusunannya, metode perencangan, perawatan dan keadaan saat pengecoran dilakasanakan.
Rumus – rumus yang digunakan untuk menghitung kekuatan tekan beton adalah :
f’cِ=ِ𝑃
𝐴 (Mpa) ...(9)
Berdasarkan rumus untuk menghitung kekuatan tekan beton rata- rata adalah sebagai berikut :
f cr = 𝛴 𝑓′𝑐𝑁 (Mpa) ...(10)
Sedangkan kekuatan tekan hancur karakteristik beton sesuai denganِperaturanِSNIِ2847ِ:ِ2013ِdenganِf’cِ≤ِ35ِMpaِdapatِdihitungِ
dengan rumus :
f’crِ=ِf’cِ+ِ1.34ِSr ...(11) f’crِ=ِf’cِ+ِ2.33.ِSrِ– 3.5...(12) Untukِf’cِ≥ِ35ِMpaِdpatِdihitungِdenganِrumusِ
I I - 15
f’crِ=ِf’cِ+ِ1.34ِSr...(13) f’crِ=ِ0.90ِf’cِ+ِ2.33ِ.ِSr...(14)
Gunakanِnilaiِf’cِyangِterbesar
Setelahِmendapatkanِnilaiِf’cِyangِterbesarِmakaِf’cِdiِbagiِjumlahِ
faktor modifikasi untuk deviasi standard benda uji.
2.3.4 Kekuatan Tarik Beton
Kekuatan tarik beton relatif rendah, kirakira 10%-15% dari kekuatan tekan beton, kadang-kadang 20%. Kekuatan ini lebih sukar untuk diukur dan hasilnya berbeda-beda dari satu bahan percobaan ke bahan percobaan yang lain dibandingkan untuk silinder-silinder tekan (Ferguson, 1986:11).
Rumus yang digunakan untuk perhitungan kuat tarik belah beton adalah:
𝑓𝑐𝑡 =
2Pπ.d.L ...(3) Dimana :
fct = kuat tarik belah (MPa) P = beban pada waktu belah (N) d = diameter benda uji silinder (mm) L = panjang benda uji silinder (mm) πِ=ِPhi
2.3.5 Faktor air semen (fas)
Secara umum diketahui semakin tinggi nilai faktor air semen, semakin rendah pula mutu kekuatan beton. Namun demikian nilai faktor air semen yang semakin rendah tidak selalu berarti mempunyai kekuatan beton yang tinggi. Terdapat batasan-batasan dalam menentukan nilai faktor
I I - 16
air semen, nilai faktor air semen yang rendah akan menyebabkan kesulitan dalam hal pengerjaan dilapangan dan akhirnya menyebabkan mutu beton menjadi rendah. Umumnya nilai faktor air semen minimum yang diberikan sekitar 0,4 dan maksimum 0.65. Rata-rata ketebalan lapisan yang memisahkan antar partikel dalam beton sangat tergantung pada faktor air semen yang digunakan dan kehalusan butir semennya. Hubungan antara faktor air semen dengan kuat tekan beton dinyatakan dalam persamaan 2.4.
f’cِ=ِ 𝐴
𝐵1.5𝑋 (2.4)
dimana :
A dan B = Nilai konstanta
x = Faktor air semen (semula dalam proporsi volume).
2.3.6 Workabilitas Beton
Sifat ini merupakan ukuran dari tingkat kemudahan campuran untuk diaduk, diangkut, dituang dan dipadatkan tanpa menimbulkan pemisahan Bahan susunan pembentuk beton. Murdock (1999) menuliskan bahwa sekurang-kurangnya tiga sifat yang terpisah dalam mendefinisikan sifat ini, yaitu:
a. Kompakbilitas kemudahan beton dipadatkan.
b. Mobilitas, kemudahan beton mengalir dalam cetakan
c. Stabilitas, kemampuan beton untuk tetap sebagai massa yang homogen, koheren dan stabil selama dikerjakan atau dipadatkan.
I I - 17
Tingkat kompakbilitas campuran tergantung pada nilai faktor air semennya. Semakin kecil nilai faktor air semen, adukan beton semakin kental dan kaku sehingga makin sulit untuk dipadatkan. Sebaliknya semakin besar nilai factor air semen adukan beton semakin encer dan semakin sulit untuk mengikat agregat sehingga kekuatan beton yang dihasilkan semakin rendah.
Pengamatan workabilitas beton di lapangan pada umumnya dilakukan dengan slump test. Pengetesan ini merupakan petunjuk dari sifat mobilitas dan stabilitas beton. Selain itu workabilitas dapat juga diamati dengan mengukur faktor kepadatan, yaitu rasio antara berat aktual beton dalam silinder dengan berat beton dalam kondisi padat pada silinder yang sama. Faktor kepadatan memberikan indikasi bahwa tingkat kemampuan beton tersebut dipadatkan.
2.4 Tahapan Perencanaan Campuran 2.4.1 Persiapan Alat dan Bahan Penelitian
a) Persiapan Bahan
Penelitian ini menggunakan bahan sebagai berikut : a. Semen : Semen Portland Komposit (PCC) Type I b. Air : Air bersih yang terdapat di laboratorium c. Agregat Halus : Pasir
d. Agregat Kasar : Batu Pecah
e. Bahan Tambah : Karbit dan Silicafume
I I - 18 a) Prosedur Pengujian
1. Pengujian Analisa Saringan Agregat Kasar dan Agregat Halus
• Peralatan
a. Timbangan ketelitian 0,2%
b. Satu set saringan
c. Oven yang dilengkapi pengatur suhu d. Alat pemisah sampel
e. Mesin pengguncang saringan f. Talam-talam
g. Kuas / sikat kuningan
• Prosedur
- Siapkan bahan yaitu Batu Pecah dan Pasir.
- Oven selama 24 jam dengan suhu ± 110ºC agar beratnya konstan.
- Susun saringan satu per satu mulai dari pan, saringan dengan ukuran terkecil hingga ukuran maksimum.
- Masukkan benda uji pada saringan teratas kemudian tutup.
- Biarkan selama 5 manit agar debu-debu agregat mengendap kembali.
- Buka saringan, dan timbang agregat pada masing-masing saringan.
- Hitung berat agregat yang tertahan pada masing-masing saringan.
I I - 19
- Hitung persentase berat tertahan, kumulatifkan untuk mendapat faktor kehalusan.
- Hitung persen lolos
- Buat grafik grafik hubungan ukuran saringan dengan persen lolos.
• Rumus
Modulus halus butir (Finnes Modulus) ialah suatu indek yang dipakai untuk ukuran kehalusan atau kekerasan butir-butir agregat. Makin besar nilai modulus halus menunjukan bahwa makin besar ukuran butir-butir agregatnya. Adapun pengujian ini dilakukan dengan mengunakan rumus sebagai berikut:
MHB = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ % 𝐾𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 𝐴𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝑇𝑒𝑟𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑎𝑙
100 (2.5)
Dimana :
MHB = Modulus halus butir
2. Pengujian Berat Jenis Agregat Kasar dan Agregat Halus
• Peralatan
a. Keranjang kawat ukuran 3,35 mm atau 2,36 mm (No. 6 atau no.8) dengan kapasitas 5 kg
b. Tempat air
c. Timbangan dengan kapasitas 1 – 5 kg dengan ketelitian 0,1% yang dilengkapi dengan alat penggantung keranjang d. Oven
e. Saringan no. 4
I I - 20 f. Piknometer kapasitas 500 ml g. Air suling
h. Bejana tempat air
• Prosedur
• Agregat Kasar
- Ambil benda uji, lalu rendam selama 24 jam untuk memastikan benda uji jenur air.
- Keluarkan benda uji dari air, lap dengan kain penyerap sampai selapur air pada permukaan hilang ( SSD ), untuk butiran yang besar pengeringan harus satu persatu.
- Timbang benda uji didalam keranjang, goncangkan batunya untuk mengeluarkan udara yang tersekap dan tentukan beratnya didalam air (Ba). Ukur suhu air untuk penyesuaian perhitungan kepada suhu standar (25ºC).
- Oven selama 24 jam.
- Dinginkan sampai suhu sampel sama dengan suhu ruangan - Timbang sampel untuk mendapat nilai kering oven (Bk).
• Agregat Halus
- Ambil benda uji, lalu rendam selama 24 jam untuk memastikan benda uji jenuh air.
- Buang air perendam hati-hati, jangan ada butiran yang hilang, tebarkan agregat diatas talam, angin-anginkan diudara panas dengan cara membalik-balikkan benda uji. Lakukan
I I - 21
pengeringan sampai tercapai keadaan kering permukaan jenuh.
- Perikda keadaan kering permukaan jenuh dengan mengisikan benda uji kedalam kerucut terpancung, padatkan dengan batang batang penumbuk sebanyak 25 kali, angkat kerucut terpancung, keadaan kering permukaan jenuh tercapai bila benda uji runtuh akan tetapi masih dalam keadaan tercetak.
- Setelah tercapai keadaan kering permukaan jenuh masukkan benda uji kedalam piknometer. Masukkan air suling sampai mencapai garis batas piknometer, putar sambil diguncang sampai tidak terlihat gelembung udara didalamnya, kemudian panaskan piknometer diatas hotplate.
- Rendam piknometer dalam air dan ukur suhu air untuk penyesuaian perhitungan kepada suhu standar 25ºC.
- Tambahkan air sampai mencapai tanda batas.
- Timbang piknometer berisi air dan benda uji sampai ketelitian 0,1 gram (Bt).
- Keluarkan benda uji, keringkan dalam oven dengan suhu (110±5)ºC sampai berat tetap, kemudian dinginkan benda uji.
- Setelah benda uji dingin kemudian timbanglah (Bk).
- Tentukan berat piknometer berisi air penuh dan ukur suhu air guna penyesuaian dengan suhu standar 25ºC.
• Rumus
I I - 22
) Pengujian berat jenis agregat kasar 1) Berat jenis kering (Bulk Specific Gravity)
𝐵𝐽 = 𝐵𝑘
𝑤2+𝐵𝑗−𝑤1 (2.6)
2) Berat jenis kering permukaan jenuh air (Saturated Surface Dry) 𝐵𝐽𝑆𝑆𝐷= 𝐵𝑗
𝑤2+𝐵𝐽−𝑤1 (2.7)
3) Penyerapan 𝐵𝐽𝐴𝑏𝑠𝑟𝑜𝑝𝑠𝑖= 𝐵𝑗−𝐵𝑘
𝐵𝑘 x100% (2.8)
Dimana :
Bk = berat jenis uji kering oven
Bj = berat jenis uji kering permukaan jenuh air w1 = berat bejana berisi benda uji + air
w2 = berat bejana berisi air
a) Pengujian berat jenis agregat halus
1) Berat Jenis Kering (Bulk Dry Spesific Graffity) 𝐵𝐽 = 𝐵2
(𝐵3+500)−𝐵1 (2.9)
2) Berat Jenis Jenuh Kering Permukaan/SSD (Bulk SSD specific graffity)
𝐵𝐽𝑆𝑆𝐷= 500
𝐵3+500)−𝐵1 (2.10)
3) Penyerapan 𝐵𝐽𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑝𝑠𝑖= 500−𝐵2
𝐵2 x100% (2.11)
Dimana :
I I - 23
B1 = Berat air + pignometer + pasir SSD B2 = Berat pasir kering
B3 = Berat air + gelas ukur
3. Pengujian Berat Isi Agregat Kasar dan Agregat Halus
• Peralatan
a. Timbangan ketelitian 0,1%
b. Talam berkapasitas besar
c. Tongkat pemadat diameter 15 mm, panjang 60 cm d. Mistar perata
e. Wadah baja berbentuk silinder
• Prosedur
- Ukur volume container (V) - Timbang container kosong (A)
- Masukkan agregat kedalam container secara hati – hati, maksimum 5 cm dari atas permukaan container dengan menggunakan sendok/skop sampai penuh.
- Ratakan permukaan container dengan alat perata.
- Timbang container + isinya (B)
• Rumus
• Berat isi gembur
Volume = (berat tabung + air ) – (berat tabung) (2.12) Gembur = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑡𝑎𝑏𝑢𝑛𝑔+𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝑔𝑒𝑚𝑏𝑢𝑟
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 (2.13)
• Berat isi padat
I I - 24
Volume = (berat tabung + air ) – (berat tabung) (2.14) Gembur = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑡𝑎𝑏𝑢𝑛𝑔+𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 (2.15)
4. Pengujian Kadar air Agregat Kasar dan Agregat Halus
• Peralatan
a. Timbangan dengn keteitian 0,1%
a. Oven
b. Talam logam berkapasitas besar
• Prosedur
- Timbang benda uji (A)
- Masukkan benda uji kedalam oven yang suhunya 110º ±5ºC selama 24 jam sehingga diperoleh berat konstan (kondisi tanpa air dalam pori).
- Keluarkan benda uji dari oven, dan dinginkan.
- Timbang benda uji dalam keadaan kering oven.
• Rumus
Kadar air agregat 𝐾𝐴 = 𝑊1−𝑊2
𝑊2 x100% (2.16)
5. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Kasar dan Agregat Halus
• Peralatan
a. Saringan no. 16 dan no. 200
b. Wadah pencuci benda uji berkapasitas besar (Wajan) c. Oven
d. Timbangan dengan ketelitian 0,1%
I I - 25
• Prosedur
- Timbang benda uji
- Cuci benda uji yang telah dicuci kedalam oven pada suhu 110º± 5ºC selama 24 jam.
- Keluarkan benda uji dari dalam oven dan dinginkan hingga mencapai suhu ruang, kemudian timbang benda uji tersebut.
• Rumus
Kadar lumpur 𝐾𝐿 = 𝑊1−𝑊3
𝑊3 x100% (2.17)
dimana :
W1 = Berat agregat W2 = Berat kering oven
W3 = Berat agregat setelah direndam 6. Pencampuran material (Mix Design)
• Peralatan
a. Cetakan silinder, dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm b. Cetakan balok, dengan lebar 15 cm, tinggi 15 cm dan
panjang 53 cm c. Tongkat pemadat
d. Mesin pengaduk / molen e. Timbangan
f. Peralatan tambahan : sendok, talam, ember, sendok perata g. Alat penggetar
I I - 26
• Prosedur
- Bersihkan bagian dalam concrete mixer.
- Timbang bahan yang akan dipakai sesuai hasil perhitungan mixdesign.
- Hubungkan concrete mixer dengan aliran listrik lalu hidupkan.
- Masukkan agregat (pasir, kerikil dan semen) kedalam mixer yang telah ditimbang.
- Masukkan air sedikit demi sedikit sambil mixer terus dijalankan.
- Setelah semua bahan dimasukkan, jalankan terus mixer selama kurang lebih 2 menit (sampai campuran kelihatan mengkilap).
- Amati campuran sambil membersihkan campuran yang melekat dibagian pinggir mixer.
- Jalankan kembali mixer selama 3 menit.
- Letakkan talam didepan mixer lalu tuangkan campuran kedalam talam, usahakan jangan ada campuran yang tertumpah diluar talam.
- Lakukan pengukuran nilai slump.
- Lakukan pengujian berat volume beton basah.
- Masukkan beton segar kedalam silinder kurang lebih 1/3 bagiannya lalu padatkan menggunakan batang pemadat
I I - 27
sebanyak 25 kali. Lakukan hal yang sama untuk lapis kedua dan ketiga.
- Ratakan permukaan atas dengan alat perata.
- Diamkan selama 24 jam.
- Buka cetakan dengan hati-hati, usahakan beton tidak menerima getaran.
- Beton yang telah dibuka dari cetakan direndam dalam bak perendam sampai pada umur pengetasan yang diinginkan.
Bila umur beton kurang dari 28 hari diperlukan faktor koreksi dari hasil pemeriksaan yang diperoleh.
- Bersihkan peralatan yang telah digunakan.
7. Pengujian Kuat Tekan Beton a. Bak perendaman
b. Mesin tekan / Compressor test c. Timbangan
d. Satu set alat pelapis (capping) 8. Pengujian Slump Beton
a. Cetakan berup kerucut terpancung b. Tongkat pemadat
c. Pelat logam dengan permukaan kokoh, rata dan kedap air d. Sendong cekung
e. Mistar
2.1.1 Perancangan Campuran Beton
I I - 28
Langkah-langkah pembuatan rencana campuran beton normal dilakukan sebagai berikut:
a) Ambilِkuatِtekanِbetonِyangِdisyaratkanِfِ‘cِpadaِumurِtertentu;
b) Hitung kuat tekan beton rata-rataِyangِditargetkanِf’cr,ِdenganِ
rumus :
f’crِ=ِf’cِ+ِ1.34ِSr (2.18)
f’crِ=ِf’cِ+ِ2.33.ِSrِ– 3.5 (2.19) c) Tetapkan jenis semen
d) Tentukan jenis agregat kasar dan agregat halus, agregat ini dapat dalam bentuk tak dipecahkan (pasir atau koral) atau dipecahkan;
e) Tentukan faktor air semen dengan cara grafik :
Grafik 2.1
Grafik hubungan antara Kuat tekan dan Faktor Air Semen
I I - 29
f) Tetapkan factor air semen maksimum (dapat ditetapkan sebelumnya atau tidak). Jika nilai factor air semen yang diperoleh lebih kecil dari yang dikehendaki, maka yang dipakai Tabel 2.4. Persyaratan jumlah semen minimum dan faktor air semen maksimum untuk berbagai macam pembetonan dalam lingkungan khsusus
Lokasi Jumlah Semen
Minimum per m3 beton (Kg)
Nilai Faktor Air Semen Maksimum
Beton di dalam ruang bangunan : a. Keadaan keliling non-korosif b. Keadaan keliling korosif
disebabkan oleh kondensasi atau uap korosif
Beton diluar ruangan bangunan : a. Tidak terlindung dari hujan dan
terik matahari langsung b. Terlindung dari hujan dan terik
matahari langsung Beton masuk kedalam tanah : a. Mengalami keadaan basah dan
kering berganti-ganti
b. Mendapat pengaruh sulfat dan alkali dari tanah
Beon yang kontinu berhubungan : a. Air tawar
b. Air laut
275
325
325
275
325
0,60
052
0,60
0,60
0,55
Lihat tabel 5
Lihat tabel 6
g) Menetapkan nilai slump
I I - 30
h) Menetapkan ukuran agregat maksimum jika tidak ditetapkan lihat tabel 2.5
i) Menentukan nilai kadar air bebas Tabel 2.5 dan grafik 2.4
Tabel 2.5 Perkiraan kadar air bebas (Kg/m3) yang dibutuhkan untuk beberapa tingkat kemudahan pengerjaan adukan beton
Slump (mm) 0-100 10-30 30-60 60-80 Ukuran besar butir
agregat maksimum
Jenis agregat --- --- --- ---
10
Batu tak
dipecahkan Batu pecah
150 180
180 205
205 230
225 250
20
Batu tak
dipecahkan Batu pecah
135 170
160 190
180 210
195 225
40
Batu tak
dipecahkan Batu pecah
115 155
140 175
160 190
175 205
Catatan: Koreksi suhu udara :
Untuk suhu di atas 25 oc, setiap kenaikan 5 oc harus ditambah air 5 liter per m2 adukan beton
j) Menghitung jumlah semen yang besarnya adalah kadar semen adalah kadar air bebas dibagi faktor air semen;
k) Jumlah semen maksimum jika tidak ditetapkan, dapat diabaikan;
l) Menentukan jumlah semen seminimum mungkin. Jika tidak lihat table 2.5 jumlah semen yang diperoleh dari perhitungan jika perlu disesuaikan;
I I - 31
m) Menentukan factor air semen yang disesuaikan jika jumlah semen berubah karena lebih kecil dari jumlah semen minimum yang ditetapkan (atau lebih besar dari jumlah semen maksimum yang disyaratkan), maka factor air semen harus diperhitungkan kembali;
q) Menentukan susunan butir agregat halus (pasir kalau agregat halus sudah dikenal dan sudah dilakukan analisa ayak menurut standar yang berlaku,
r) Menentukan susunan agregat kasar
s) Menentukan persentase pasir dengan perhitungan t) Hitung berat jenis relative agregat
u) Menentukan berat isi beton menurut Grafik 2.2
Grafik 2.2
Grafik perkiraan berat isi beton basah
I I - 32
v) Menghitung kadar agregat gabungan yang besarnya adalah berat jenis beton dikurangi jumlah kadar semen dan kadar air bebas;
w) Menghitung kadar agregat halus yang besarnya adalah hasil kali persen pasir dengan agregat gabungan
x) Menghitung kadar agregat kasar yang besarnya adalah kadar agregat gabungan dikurangi kadar agregat; dari langkah-langkah tersebut di atas butir 1 sampai dengan 23 sudah dapat diketahui susunan campuran bahan-bahan untuk 1m3 beton; Proporsi campuran, kondisi agregat dalam keadaan jenuh kering permukaan; Koreksi proporsi campuran menurut perhitungan y) Membuat campuran uji, ukur dan catatlah besarnya slump serta
kekuatan tekan yang sesungguhnya, perhatikan hal berikut:
1) Jika harga yang didapat sesuai dengan harga yang diharapkan, maka susunan campuran beton tersebut dikatakan baik. Jika tidak, maka campuran perlu dibetulkan;
2) Kalau slumpnya ternyata terlalu tinggi atau rendah, maka kadar air perlu dikurangi atau ditambah (demikian juga kadar semennya, karena factor air semen harus dijaga agartetap tak berubah);
3) Jika kekuatan beton dari campuran ini terlalu tinggi atau rendah, maka factor air semen dapat atau harus ditambah atau dikurangi.
I I - 33 2.5 Penelitian Terdahulu
1. Pengaruh Limbah Karbit / Calcium Carbit Sebagai Bahan
Subtitusi Semen Pada Beton; oleh Liberty Juniasy Somalinggi, Frans Phengkarsa, Lisa Febriani ; Jurusan Teknik Sipil
Universitas Kristen Indonesia Paulus Makassar;2020 :
Penelitian ini memanfaatkan limbah karbit sebagai pengganti sebagai semen dalam pembuatan beton yang bertujuan untuk mengetahui nilai optimum penambahan limbah karbit yang berfungsi sebagai pengganti sebagian semen terhadap kuat tekan, kuat tarik belah, dan modulus elastisitas beton. Variasi limbah karbit sebesar 0%, 4%, 6%, dan 8%. Hasil pengujian bahan limbah karbit 0%
menunjukkan kuat tekan 35,47 Mpa, kuat tarik belah 2,59 Mpa, dan modulus elastisitas 16957,76 Mpa. Variasi 4% limbah karbit, kuat tekan 37,64 Mpa, kuat tarik belah 2,66 Mpa, dan modulus elastisitas 17170,87 Mpa. Variasi 6% limbah karbit, kuat tekan 33,60 Mpa, kuat tarik belah 2,50 Mpa, dan modulus elastisitas 16635,53 Mpa. Variasi 8% limbah karbit, kuat tekan 35,48 Mpa, kuat tarik belah 2,50 Mpa, dan modulus elastisitas 16429,19 Mpa. Hasil Penelitian menunjukkan bahwa beton dengan 4% limbah karbit mendapatkan hasil uji paling optimum untuk semua pengujian.
I I - 34
2. Pengaruh Limbah Karbit Sebagai Bahan Pengganti Sebagian
Semen Terhadap Kuat Tekan Mortar; oleh Reindy Kitnasdha, Fepy Supriani, Yuzuar Afrizal; Jurusan Teknik Sipil Universitas UNIB;2019 :
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi persentase dari penambahan limbah karbit sebagai bahan pengganti sebagian semen terhadap kuat tekan mortar normal pada umur 28 hari. Benda uji mortar berbentuk kubus dengan sisi-sisinya 50 mm yang terdiri dari mortar normal dan 8 variasi yang jumlah nya sebanyak 8 benda uji pada setiap variasinya. Keseluruhan benda uji berjumlah 144 benda uji mortar. Variasi serbuk limbah karbit yang digunakan adalah 5%, 10%, 15%, 20%,25%,30%, 35%, dan 40%. Serbuk limbah karbit menggunakan dua metode pengeringan yaitu dijemur 7 hari dibawah sinar matahari dan dioven selama 24 jam dengan temperatur 40ºC. Benda uji direndam selama 27 hari dan pengujian kuat tekan tekan mortar dilakukan pada umu 28 hari. Hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai kuat tekan mortar normal sebesar 7,28 Mpa.
Kenaikan kuat tekan mortar terbesar serbuk limbah karbit yang dijemur dibawah sinar matahari variasi 5% sebesar 201,24% dan penurunan kuat tekan mortar terjadi pada variasi 40% sebesar 15,11%
dari nilai kuat tekan mortar normal.
I I - 35
3. Pengaruh Subtitusi Limbah Karbit Terhadap Karakteristik
Beton; oleh Hendra Taufik, Zulfikar Djauhari, Mardani
Sebayang, Mahdi Muhandis; Jurusan Teknik Sipil Universitas Riau;2017 :
Penelitian ini bertujuan mengkaji pemanfaatan limbah karbit sebagai bahan subtitusi semen pada campuran beton. Persentase limbah karbit yang digunakan adalah sebesar 5%, 10%, 15%, dan 20% dari berat semen. Selanjutnya dilakukan perbandingan terhadap beton yang tidak menggunakan limbah karbit. Pengujian dilakukan menggunakan benda uji kubus berukuran 15x15x15 cm dengan total jumlah sampel sebanyak 40 sampel. Delapan sampel dugunakan untuk masing-masing variasi pengujian kuat tekan, porositas, absorpsi, dan permeabilitas dilakukan pada beton berumur 28 hari.
Hasil menunjukkan bahwa pemakaian limbah karbit 5% memberikan peningkatan terhadap kuat tekan beton dan memperkecil porositas, absorpsi, dan kedalaman rembesan beton. Kuat tekan yang diperoleh pada umur 28 hari untuk variasi pemakaian limbah karbit 0%,5%10%,15% dan 20% masing-masing adalah sebesar 22,10 Mpa;
25,08 Mpa, 18,78 Mpa, dan 16,01 Mpa. Pengujian porositas yang diperoleh untuk masing-masing variasi adalah sebesar 7,48%; 6,81%;
8,09%; 8,80%; dan 10,72%. Pengujian absorpsi yang diperoleh untuk masing-masing variasi adalah sebesar 3,38%; 3,10%; 3,37%; 4,07%
dam 5,06%. Pengujian rembesan yang diperoleh untuk masing-
I I - 36
masing variasi adalah sebesar 2,82 cm; 2,63 cm; 3,43 cm; 3,47cm dan 8,50 cm.
4. Pengaruh Kuat Tekan Mortar Campuran Silica Fume Sebagai
Subtitusi Semen dengan Air Laut Sebagai Rendaman; oleh Rizal Pratama Firyanto; Teknik Sipil Universitas Surabaya;2017:
Pada penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan presentase penambahan 0%, 5%, 8%, 12% dan 15% dari berat semen, masing-masing variasi 3 buah dengan cetakan benda uji silinder berukuran Ø 60 mm x 120 mm. Pengujian untuk tes tekan mortar dilaksanakan pada umur 7,14,21 dan 28 hari curing air PAM dan laut, Sedangkan untuk tes resapan mortar hanya umur 28 hari curing air PAM saja. Hasil yang diperoleh hasil kuat tekan pada presentase 8% silicafume didapat 312.574 Kg/Cm² dan campuran 15% silicafume didapat 209.365 Kg/Cm². Sedangkan dari hasil perbedaan presentase kenaikan kuat tekan mortar curing air PAM campuran silicafume 0% sampai 15% pada umur 28 hari didapatkan pada presentase 5% mengalami kenaikan sebesar 4.348% dan presentase 8% mengalami kenaikan sebesar 15.217% dari beton normal.
5. Kajian Pengaruh Variasi Komposisi Silica Fume Terhadap
Parameter Beton Memadat Mandiri Dengan Kuat Tekan Beton Mutu Tinngi; oleh Sherli Pramudhita Hapsari, Wibowo, Endah Safitri; Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta;2017:
I I - 37
Penambahan silica fume yang memiliki butiran lebih halus jika dibandingkan semen bertujuan untuk meningkatkan kuat tekan, sedangkan superplasticizer jenis Viscocrete 1003 digunakan untuk workabailitas yang baik pada beton. Nilai w/b pada penelitian kali ini dijaga konstan sebesar 0,27, kadar superplasticizer adalah 1,7% dan variasi kadar silica fume sebesar 0%, 8%, 9%, 10%, dan 11%.
Pengujain beton segar dilakukan dengan 3 metode, yaitu flow table test, l-boz test, dan v-funnel test. Dari hasil pengujian tersebut, silica fume dengan kadar 8% memberikan hasil terbaik yang mana memenuhi seluruh persyaratan dari masing-masing metode. Semakin tinggi kadar silica fume maka workabilitas beton semakin berkurang.
Hal ini terjadi karena sifat silica fume yang menyerap air. Pengujian beton keras dilakukan pada umur 14 hari dan 28 hari. Hasil kuat tekan terbaik didapatkan pada kadar silica fume sebesar 9% dengan kekuatan 76,02 MPa. Sementara itu dari hasil analisis data menunjukkan bahwa kuat tekan optimum terjadi pada kadar silica fume sebesar 9,34%.
6. Pengaruh Penambahan Silica Fume Terhadap Kuat Tekan
Reactive Powder Concrete; oleh Partogi H. Simatupang, Judi K.
Nasjono, Kresensia G. Mite; Jurusan Teknik Sipil;2017:
Reactive powder concrete merupakan campuran yang meniadakan agregat kasar. Dalam penelitian ini komposisi dari silica fume adalah 0%, 9%, 18%, 27%, 36% dan 45% dari masa semen.
I I - 38
Benda uji yang digunakan adalah berbentuk silinder dengan ukuran 5 cm x 10 cm. Setiap variasi terdapat 5 benda uji, sehingga total pengujian adalah 30 benda uji. Dan umur rencana 14 hari. Hasil percobaan 1 kuat tekan rerata untuk semua variasi yang dihasilkan <
40 MPa, maka dilakukan percobaan 2 yaitu dengan ditambahkan volume dari superplasticiter sebanyak 2 kali data awal. Terdapat 2 benda uji setiap variasi sehingga total keseluruhan adalah 12 benda uji. Hasil percobaan 2 kuat tekan rerata untuk variasi 0%= 42,02 MPa, 9%= 43,29 MPa, 18%= 45,83 MPa, 27%= 48,38 MPa, 36%= 43,29 MPa dan 45%= 42,02 MPa. Presentase optimal silica fume adalah 26,28%.
7. Penggunaan limbah karbit sebagai subtitusi semen dan
bahan tambah polimer terhadap kuat tekan beton; oleh Indra B. Paliling, Arman Setiawan, Hijriah; Universitas Bosowa Makassar; Teknik Sipil; 2022
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kuat tekan beton dengan variasi limbah karbit sebagai subtitusi semen dan bahan tambah polymer. limbah karbit yang di subtitusi ke semen dengan jumlah 5%, 15%, dan 25% dari berat semen serta polimer (polcon) dengan perbandingan 1:200 terhadap jumlah air. Benda uji menggunakan silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
Pengujian yang dilakukan adalah kuat tekan beton pada umur 28 hari.
Dari hasil pengujian yang dilakukan kuat tekan beton variasi limbah
I I - 39
karbit mengalami penurunan dengan jumlah limbah karbit 5%, 15%, dan 25% secara berturut-turut yaitu -29,9%, -39,66%, dan -65,84%
dibandingkan dengan beton normal. Setelah ditambahkan polimer, kuat tekan pada penggunaan limbah karbit 5% mengalami peningkatan terhadap kuat tekan sebesar 0,10%. Dan pada beton dengan penggunaan limbah karbit sebanyak 15% dan 25%
mengalami peningkatan kuat tekan dibandingkan dengan beton variasi tanpa polimer namun tidak melebihi kuat tekan beton yang direncanakan.
I I I - 1 BAB III
METODE PENELITIAN 3.1 Bagan Alur Penelitian
Tahapan pelaksanaan penelitian ini dapat dilihat dari garis besar diagram alir dibawah ini :
Mulai
Kajian Pustaka
Persiapan Penelitian : - Peralatan - Material
Pengujian Material : - Agregat Kasar - Agregat Halus
Penambahan Variasi : Karbit dan Silicafume - Pengujian Kuat Tekan Beton Karbit - Pengujian Kuat Tarik Beton Karbit
Hasil dan Pengolahan Data
Pembahasan dan Kesimpulan
Selesai Mix Design
Pengujian beton normal a. Uji Kuat Tekan f’cِ=ِ25Mpaِ
Tidak
Ya
