STUDI EKSPERIMENTAL PEMANFAATAN ABU BONGGOL JAGUNG TERHADAP KEKUATAN BETON

(1)

STUDI EKSPERIMENTAL PEMANFAATAN ABU BONGGOL JAGUNG TERHADAP KEKUATAN BETON

TUGAS AKHIR

‘’Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Negeri Padang’’

OLEH :

FELA HANIFA PUTRI 18323002/2018

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2022

(2)

KATA PENGANTAR

Puji Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang atas perkenan-Nya penulis telah berhasil menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Studi Eksperimental Pemanfaatan Abu Bonggol Jagung Terhadap Kekuatan Beton”, sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Program Studi Teknik Sipil (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.

Sebagaimana diketahui bersama, Tugas Akhir ini tidak mungkin terselesaikan dengan baik tanpa adanya dukungan, bantuan, bimbingan dan nasehat dari berbagai pihak selama penyusunan Tugas Akhir ini. Dengan ketulusan hati, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Ibuk Annisa Prita Melinda, ST., MT selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak membantu serta membimbing penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

2. Ibuk Dr. Eng. Prima Yane Putri, ST., MT dan Bapak Dr. Ari Syaiful Rahman Arifin, ST., MT selaku Dosen Penguji yang telah banyak memberikan saran dan masukan kepada penulis untuk kelancaran proses penyusunan tugas akhir ini.

3. Bapak Faisal Ashar, ST., MT., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Padang yang telah membantu serta mendukung penulis dalam penyusunan tugas akhir ini.

4. Bapak Dr. Fahmi Rizal, M.Pd., MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang yang telah membantu serta mendukung penulis dalam penyusunan tugas akhir ini.

5. Seluruh Dosen dan Staff Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Padang yang telah banyak memberikan pengetahuan, bimbingan, dan arahan selama mengikuti pendidikan.

6. Kedua orang tua tercinta, Syafri Edy dan Finni Rosita, yang selalu mendukung setiap keputusan yang penulis ambil, memberikan kasih sayang, memanjatkan do’a setiap saat, serta atas kesabaran yang luar biasa dalam

(3)

iii

setiap langkah hidup penulis. Kalian merupakan anugerah terbesar dalam hidup. Penulis berharap dapat menjadi anak yang membanggakan kalian.

7. Kakak penulis tercinta, Fuji Setiawan dan Feri Kurnia, terima kasih atas segala do’a serta dukungan selama ini.

8. Teristimewa untuk Panji Wireska selaku orang yang telah menemani, membantu, memberi support serta memberi pengarahan kepada penulis dalam proses pengerjaan tugas akhir ini.

9. Semua teman yang membantu dalam proses penelitian, Fahrul, Riski, Nazar, Wawan, Jilan, Yaumi, Sundari, Ayu, Azon, Revaldi, Adit. Terima kasih atas semua bantuan dan pertolongan selama ini. Penulis berharap setiap urusan teman-teman juga dimudahkan oleh Allah SWT.

10. Teman-teman seperjuangan, Moli, Thania, Mesla, Ipeh, Jatira, Dani, Awy, Arif, Marko, Ibal, Nugi, Danang. Terima kasih atas segala canda tawa, kebahagiaan, kesedihan dan kebersaman selama di bangku perkuliahan.

Penulis berharap semua hal baik selalu melindungi kalian.

11. Semua teman Program Studi Teknik Angkatan 2018 yang tentunya menemani dari awal perkuliahan sampai akhirnya berpisah untuk melanjutkan Langkah berikutnya. Penulis berharap hubungan baik masih terus terjalin hingga tua nanti.

(4)

ABSTRAK

STUDI EKSPERIMENTAL PEMANFAATAN ABU BONGGOL JAGUNG TERHADAP KEKUATAN BETON

Bonggol jagung merupakan bagian dari jagung yang tidak dapat dimakan dan tidak bisa dimanfaatkan sebagai makanan pokok. Pada jagung, bonggol ini merupakan tempat untuk menyimpan makanan terhadap pertumbuhan biji jagung selama biji ini melekat. Banyaknya produksi jagung di Indonesia membuat banyaknya limbah jagung. Berdasarkan basis berat jagung diperkirakan 40% - 50% adalah bonggol jagung. Hal ini menjadi salah satu alasan untuk memanfaatkan limbah bonggol jagung sebagai bahan tambah dengan menggunakan persentase dari semen pada beton.

Selanjutnya bonggol jagung akan di bakar dan disaring dengan ayakan No.

100. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh abu bonggol jagung terhadap nilai kuat tekan beton, kuat lentur beton dan kuat geser beton.

Metode yang digunakan adalah metode eksperimental dalam data kuantitatif. Benda uji yang dibuat berjumlah 36 buah dengan silinder sebanyak 12 buah ukuran 15 x 30 cm dan balok 24 buah ukuran 15 x 15 x 53 cm. Pengujian kuat lentur dan geser akan menggunakan mesin uji Universal Testing Machine. Pengujian ini akan menggunakan nilai slump yaitu 60 -180 mm. Berat jenis dari benda uji termasuk kedalam rentang 2200-2500 kg/m³. Dengan hasil pengujian kuat tekan mengalami penurunan seiring bertambahnya persentase ABJ 0%, 5%, 10% dan 15% yaitu 24,08 MPa, 23,21 MPa, 20,22 MPa, 14,70 MPa. Untuk hasil kuat lentur mengalami kenaikan penambahan ABJ 0%, 5% dan 15% yaitu 1,45 MPa, 1,65 MPa, 1,54 MPa, 1,56 MPa. Dan pada pengujian kuat geser terjadi kenaikan maksimum pada penambahan persentase ABJ 10% yaitu 20,05 kN dan mengalami penurunan penambahan ABJ 5% dan 15% yaitu 18,75 kN dan 18 kN sedangkan untuk beton normal sebesar 19,27 kN.

Dari hasil pengujian yang didapatkan bahwa penambahan ABJ berpengaruh terhadap kenaikan kuat lentur dan geser beton. Pada kuat tekan beton mengalami penurunan maksimum pada penambahan ABJ 15%

yang disebabkan oleh semakin banyak ABJ maka nilai slump semakin kecil yang menyebabkan mutu beton rendah.

Kata kunci : Abu bonggol jagung, kuat tekan , kuat lentur, kuat geser, beton normal

(5)

v DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... ii

ABSTRAK ... iv

DAFTAR ISI... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

LAMPIRAN... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 12

A. Latar Belakang Masalah... 12

B. Identifikasi Masalah ... 16

C. Batasan Masalah ... 16

D. Rumusan Masalah ... 16

E. Tujuan Tugas Akhir ... 17

F. Manfaat Tugas Akhir ... 17

BAB II KAJIAN PUSTAKA ... 18

A. Beton ... 18

B. Material Penyusun Beton ... 21

1. Semen Portland ... 21

2. Agregat ... 22

3. Air ... 24

C. Abu Bonggol Jagung ... 25

D. Uji Slump ... 28

E. Kuat Tekan ... 29

F. Tipe Pembebanan Kuat Lentur ... 30

1. Tipe pembebanan dengan dua titik pembebanan ... 31

2. Tipe pembebanan yang dibebani terpusat langsung ... 34

G. Tipe Pembebanan Kuat Geser ... 35

H. Jenis Keruntuhan ... 36

1. Keruntuhan Lentur ... 36

2. Keruntuhan Geser ... 36

3. Keruntuhan Tarik Diagonal ... 37

(6)

I. Penelitian Relevan ... 38

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 41

A. Jenis Penelitian ... 41

B. Tempat dan Waktu Penelitian ... 41

C. Pembuatan Benda Uji ... 41

D. Tahapan Pengujian Laboratorium ... 42

1. Pengujian Agregat Halus ... 42

2. Pengujian Agregat Kasar (Kerikil) ... 49

E. Mix Design ... 54

F. Pembuatan Benda Uji ... 62

G. Pencampuran Abu Bonggol Jagung ... 63

H. Perawatan Benda Uji ... 63

I. Pengujian Kuat Tekan Beton ... 64

J. Pengujian Kuat Lentur Beton ... 64

K. Pengujian Kuat Geser Beton ... 65

L. Alir Penelitian ... 67

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 70

A. Pengujian Karakteristik Agregat ... 70

B. Rekapitulasi Hasil Pengujian Karakteristik Agregat ... 82

C. Mix Design ... 83

D. Hasil Uji Slump ... 84

E. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton ... 86

F. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ... 87

G. Hasil Pengujian Kuat Lentur Beton ... 89

H. Hasil Pengujian Kuat Geser Beton ... 107

I. Pembahasan ... 120

BAB V PENUTUP ... 124

A. Kesimpulan ... 124

B. Saran ... 124

LAMPIRAN... 127

(7)

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Limbah Bonggol Jagung ... 13

Gambar 2 Kegagalan Lentur ... 15

Gambar 3 Kegagalan Geser ... 16

Gambar 4 Limbah bonggol jagung ... 27

Gambar 5 Pembakaran Bonggol Jagung ... 27

Gambar 6 Abu bonggol jagung ... 28

Gambar 7 benda uji perletakan dan pembebanan ... 31

Gambar 8 Garis-garis perletakan dan pembebanan ... 31

Gambar 9 patah pada 1/3 bentang tengah ... 32

Gambar 10 patah diluar 1/3 bentang tengah dan garis patah pada <5% dari bentang ... 33

Gambar 11 patah diluar 1/3 bentang tengah dan garis patah pada >5% dari bentang ... 34

Gambar 12 alat uji kuat lentur dengan balok uji sederhana yang dibebani terpusat langsung ... 34

Gambar 13 Uji Kuat Geser... 35

Gambar 14 Keruntuhan Lentur ... 36

Gambar 15 Keruntuhan Geser ... 37

Gambar 16 Keruntuhan Tarik Diagonal... 38

Gambar 17 Set up eksperimental kuat lentur dan geser balok ... 42

Gambar 18 Grafik Faktor Air Semen ... 57

Gambar 19 Grafik Persen Pasir Terhadap Kadar Total Agregat yang Dianjurkan Untuk Ukuran Butir Maksimum 20 mm ... 60

Gambar 20 Grafik Persen Pasir Terhadap Kadar Total Agregat ... 60

Gambar 21 Perkiraan Berat Isi Beton Basah ... 61

Gambar 22 Bagan Alir Penelitian ... 69

Gambar 23 Grafik Analisis Ayakan Agregat Halus ... 75

Gambar 24 Grafik Pengujian Analisis Ayakan Agregat Kasar ... 80

Gambar 25 Grafik Nilai Slump Beton ... 85

Gambar 26 Grafik Kuat Tekan Beton ... 88

Gambar 27 Grafik Kuat Lentur Beton ... 90

Gambar 28 Balok 1 ABJ 5% Sebelum Pengujian ... 91

Gambar 29 Balok ABJ 1 5% Setelah Pengujian... 91

Gambar 30 Grafik ABJ 5A ... 91

Gambar 32 Balok 2 ABJ 5% Sesudah Pengujian ... 92

Gambar 33 Grafik ABJ 5B ... 93

Gambar 34 Grafik ABJ 5% ... 93

Gambar 39 Balok ABJ 10% Sesudah Pengujian ... 96

(8)

Gambar 43 Grafik ABJ 10C ... 97

Gambar 52 Balok 1 Normal Sebelum Pengujian ... 102

Gambar 53 Balok 1 Normal Sesudah Pengujian ... 102

Gambar 54 Grafik Kontrol A ... 103

Gambar 57 Grafik Kontrol B ... 104

Gambar 58 Grafik Kontrol C ... 105

Gambar 59 Grafik Kontrol ABJ 0%... 105

Gambar 60 Perbandingan Beban Lentur Maksimum ... 106

Gambar 61 Grafik Kuat Geser Beton ... 109

Gambar 62 Grafik Perbandingan ... 109

Gambar 63 Grafik Kontrol A ... 110

Gambar 64 Grafik Kontrol B ... 111

Gambar 65 Grafik Kontrol C ... 112

Gambar 66 Kontrol ABJ 0% ... 112

Gambar 69 Grafik ABJ 5C ... 114

Gambar 73 Grafik 10 C ... 116

Gambar 75 Grafik 15A ... 117

Gambar 76 Grafik 15 B ... 118

Gambar 77 Grafik 15C ... 119

Gambar 79 Perbandingan Beban Geser Maksimum ... 120

Gambar 80 Perbandingan Persentase Kuat Tekan, Lentur dan geser ... 122

(9)

ix DAFTAR TABEL

Tabel 1 Perbandingan Kandungan ABJ dan Semen Portland ... 13

Tabel 2 Jenis pengujian dan standarisasi pengujian agregat halus ... 22

Tabel 3 Gradasi kerikil ... 24

Tabel 4 Jenis Pengujian dan Standarisasi Pengujian Agregat Kasar ... 24

Tabel 5 Nilai Slump Untuk Berbagai Perkerjaan Beton ... 29

Tabel 6 jenis benda uji, persentase serat dan jumlah benda uji ... 42

Tabel 7 Faktor Penggali kuat tekan rata – rata untuk menetapkan standar deviasi ... 55

Tabel 8 Faktor K untuk berbagai % kecacatan ... 55

Tabel 9 Perkiraan Kekuatan Tekan (Mpa) Beton dengan FAS, dan Agregat Kasar ... 56

Tabel 10 Persyaratan Jumlah Semen Minimun dan FAS Maksimum. ... 58

Tabel 11 Perkiraan Kadar Air Bebas (Kg/m3) yang Dibutuhkan... 58

Tabel 12 Batas Gradasi Butiran Pasir ... 59

Tabel 13 Berat isi Padat Agregat Halus ... 70

Tabel 14 Berat Isi Gembur Agregat Halus ... 70

Tabel 15 Berat Jenis Agregat Halus ... 71

Tabel 16 Penyerapan Agregat Halus ... 72

Tabel 17 Kadar Air Nyata Agregat Halus ... 72

Tabel 18 Kadar Air SSD Agregat Halus ... 73

Tabel 19 Hasil Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus ... 73

Tabel 20 Hasil Analisis Ayakan Agregat Halus ... 74

Tabel 21 Berat Isi Padat Agregat Kasar ... 76

Tabel 22 Berat Isi Gembur Agregat Kasar ... 76

Tabel 23 Berat Jenis Agregat Kasar ... 77

Tabel 24 Penyerapan Agregat Kasar ... 77

Tabel 25 Kadar Air SSD Agregat Kasar ... 78

Tabel 26 Kadar Lumpur Agregat Kasar ... 78

Tabel 27 Analisis Ayakan Agregat Kasar ... 79

Tabel 28 Hasil Pengujian Kekerasan Agregat Kasar ... 81

Tabel 29 Daftar Gradasi dan Berat Benda Uji ... 81

Tabel 30 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat Halus. ... 82

Tabel 31 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 82

Tabel 32 Hasil Rekapitulasi Mix Design ... 83

Tabel 33 Kebutuhan Bahan Silinder 15 x 30 cm ... 84

Tabel 34 Kebutuhan Bahan Balok 15 x 15 x 53 cm ... 84

Tabel 35 Hasil Uji Slump Silinder dan Balok ... 84

Tabel 36 Berat Benda Uji ... 86

Tabel 37 Berat Jenis Benda Uji ... 86

Tabel 38 Rata – Rata Berat Jenis Benda Uji ... 87

Tabel 39 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ... 87

Tabel 40 Hasil Pengujian Kuat Lentur ... 89

Tabel 41 Perbandingan Kuat Lentur dengan Abu Lainnya ... 89

Tabel 42 Hasil Pengujian Kuat Geser Beton ... 107

(10)

Tabel 43 Perbandingan nilai eksperimen dan teori kuat geser ... 108 Tabel 44 Perbandingan Nilai Kuat Geser dengan Abu lainnya ... 110

(11)

xi LAMPIRAN

LAMPIRAN 1. SURAT TUGAS PEMBIMBING ... 127

LAMPIRAN 2 PENGUJIAN BAHAN ... 128

LAMPIRAN 3 CATATAN KONSULTASI DOSEN ... 137

LAMPIRAN 4 MIX DESIGN ... 140

(12)

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah

Pembangunan dibidang struktur saat ini mengalami kemajuan yang demikian pesat. Seiring bertambahnya jumlah penduduk dan kebutuhan akan sarana yang menunjang aktifitas seperti perkantoran, jalan, jembatan, tempat tinggal dan sarana lainnya, beton merupakan salah satu pilihan berkembangnya teknologi dan ilmu pengetahuan, orang- orang mencari dan melakukan study penelitian terhadap bahan pengganti atau bahan tambah yang dapat digunakan dalam pembuatan beton yang merupakan bahan utama kontruksi (Maulana 2017).

Pembuatan beton yang terus menerus berkembang pesat membutuhkan material yang cukup banyak, hal ini menyebabkan turunnya sumber daya alam yang tersedia untuk keperluan pembuatan beton, sehingga pencarian bahan alternatif sebagai bahan pengganti maupun bahan tambah dari sumber daya alam lainnya atau sumber daya buatan (Maulana 2017). Salah satu alternatif yang hendak diuji dan dikembangkan sebagai salah satu solusi yakni dengan pemanfaatan limbah abu bonggol jagung sebagai bahan tambah terhadap persentase semen dalam campuran beton.

Krisis lingkungan yang dialami dunia, memaksa kita untuk mengevaluasi kembali pemanfaatan limbah yang efisien atau menemukan penggunaan yang alternatif untuk sumber daya alam terbarukan. Salah satunya limbah bongol jagung yang dihasilkan dari sektor pertanian, industri, maupun dari limbah rumah tangga. Diperkirakan limbah bonggol jagung di Indonesia di hasilkan sekitar 5,7 juta ton pertahun (Resti et al., n.d.). Gambar di bawah ini adalah limbah bonggol jagung yang di ambil dari ladang jagung yang terdapat di Lubuk Minturun Kec, Koto Tangah, Kota Padang, Sumatera Barat.

(13)

13

Gambar 1 Limbah Bonggol Jagung (Sumber : Dokumentasi Pribadi)

Pemikiran menggunakan abu bonggol jagung (ABJ) disebabkan karna bonggol jagung yang dibakar akan menjadi abu mengandung senyawa SiO2

yang memiliki kerekatan yang sama seperti semen. Dari tabel di bawah ini dapat dilihat bahwa kandungan abu bonggol jagung memiliki beberapa kemiripan dengan semen portland. Oleh karna itu abu bonggol jagung dapat diuji sebagai bahan tambah untuk beton yang diambil dari persentase semen.

Tabel 1 Perbandingan Kandungan ABJ dan Semen Portland No Komponen Semen Portland ABJ

1 SiO2 22,0 66,38

2 Al2O3 6 7,48

3 Fe2O3 2,5 4,44

4 CaO 63,0 11,57

5 SO3 - 1,07

6 Na2O 0,3 0,41

7 K2O 0,6 4,92

8 MgO 2,6 -

9 SO2 2 -

(Sumber : (Maria, 2021) ( Nugraha dan Antoni, 2007)

(14)

Kuat tekan beton adalah besarnya beban persatuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu yang dihasilkan oleh mesin tekan (SNI 1974:2011). Jadi dalam proses pengujiannya, benda yang berasal dari beton akan ditekan menggunakan mesin tekan untuk melihat seberapa jauh kekuatan tekanannya. kuat tekan beton menjadi sifat yang paling penting dalam kualitas beton dibandingkan dengan sifat lainnya. Hal ini karena banyak sifat- sifat fisik utama beton bisa ditentukan dari berbagai kuat tekan beton seperti kuat geser beton, modulus elastisitas beton, kuat tarik belah beton, syarat kedap air, syarat keawetan beton dan lain sebagainya.

Balok merupakan salah satu komponen dari struktur yang di rencanakan mampu menahan tegangan dan regangan. Apabila balok dibebani maka akan terjadi gaya yang berkerja pada balok yaitu gaya geser dan momen lentur. Tegangan lentur pada balok diakibatkan oleh regangan yang timbul karna adanya beban luar. Apabila beban bertambah maka akan terjadi deformasi dan regangan tambahan yang mengakibatkan retak lentur disepanjang bentang balok. Bila beban semakin bertambah pada akhirnya terjadi keruntuhan elemen struktur. Taraf pembebanan yang demikian disebut keadaan limit dari keruntuhan pada lentur (James G.MacGregor,1997).

Dalam beberapa dekade terakhir, berbagai metode dikembangkan untuk meningkatkan kapasitas lentur balok. Perkembangan metode ini difokuskan pada peningkatan kuat lentur dengan cara memperkenalkan alat bantu tambahan di zona lentur balok. Kelemahannya adalah metode tersebut menghasilkan peningkatan biaya dan waktu serta upaya tambahan.

Jika sistem penguat di dalam balok beton itu sendiri dapat memberikan kekuatan lentur yang lebih baik tanpa menggunakan alat bantu tambahan di zona lentur maka akan menghasilkan struktur yang ekonomis dan juga nyaman (Igbal et al. 2013). Penelitian ini akan mengujikan pengaruh kuat tekan, kuat lentur dan kuat geser balok terhadap penambahan abu bonggol

(15)

15

jagung.

Kuat lentur balok beton adalah kemampuan balok beton yang diletakkan pada dua perletakan untuk menahan gaya dengan arah tegak lurus sumbu benda uji yang diberikan, sampai benda uji patah yang dinyatakan dalam Mega Pascal (MPa) gaya tiap satuan luas (SNI 03-4431- 1997). Sebuah balok yang diberi beban akan mengalami deformasi dan oleh sebab itu timbul momen-momen lentur sebagai perlawanan dari material yang membentuk balok tersebut terhadap beban luar. Tegangan yang timbul selama mengalami deformasi tidak boleh melebihi tegangan lentur ijin untuk bahan dari beton itu. Momen eksternal harus ditahan oleh bahan dari beton, dan harga maksimum yang dapat dicapai sebelum balok mengalami keruntuhan atau patah sama dengan momen penahan internal dari balok.

Jika tegangan lentur ijin lebih kecil dari deformasi yang terjadi maka akan terjadi kegagalan lentur.

Kuat geser beton adalah kekuatan komponen struktur atas penampang yang berfungsi untuk meningkatkan kekakuan struktur untuk menahan gaya-gaya lateral. Pada keruntuhan geser, keruntuhan yang terjadi tidak ditandai dengan peringatan terlebih dahulu. Peringatan ini biasanya dapat berupa retak atau lendutan. Retak pada keruntuhan geser ini lebih lebar daripada keruntuhan lentur. Pada keruntuhan ini balok yang di desain akan bersifat getas (brittle) (Nawy, 2010). Keruntuhan geser sangat dihindari dalam konstruksi dikarenakan tidak memberikan peluang bagi pengguna untuk menyelamatkan diri.

Gambar 2 Kegagalan Lentur Sumber : (Saputra and Sulistyo 2019)

(16)

Gambar 3 Kegagalan Geser Sumber : (Saputra and Sulistyo 2019)

Maka dari itu penelitian ini bertujuan untuk menguji kuat tekan, lentur dan geser beton serta mengetahui apakah abu bonggol jagung dapat menambah kualitas beton, yang dapat meningkatkan kuat tekan,kuat lentur dan kuat geser dari penambahan abu bonggol jagung. Sehingga dapat meningkatkan kapasitas izin lentur dan geser yang akan mengurangi kemungkinan kegagalan lentur dan geser yang akan terjadi.

B. Identifikasi Masalah

Permasalahan pada penelitian ini dapat diidentifikasi sebagai berikut : 1. Masih terjadinya kegagalan lentur dan geser pada konstruksi bangunan 2. Pemanfaatan limbah bonggol jagung yang tidak optimal

C. Batasan Masalah

Perlu Batasan masalah agar tugas akhir ini menjadi terarah dan sesuai dengan sasaran yang akan dicapai. Didalam penyusunan tugas akhir ini, adapun Batasan-batasan masalah tersebut sebagai berikut :

1. Kadar bahan tambah untuk beton yaitu 0%, 5%,10% dan 15%

2. Untuk sampel benda uji kuat tekan beton silinder dengan ukuran 15 x 30 cm untuk kuat lentur dan geser beton balok dengan ukuran 15 x 15 x 53 cm.

D. Rumusan Masalah

Adapun masalah-masalah yang akan di bahas dalam tugas akhir ini adalah :

1. Bagaimana pengaruh penambahan abu bonggol jagung terhadap kuat

(17)

17

tekan beton?

2. Bagaimana pengaruh penambahan abu bonggol jagung terhadap kuat lentur beton?

3. Bagaimana pengaruh penambahan abu bonggol jagung terhadap kuat geser beton?

E. Tujuan Tugas Akhir

Adapun tujuan dari proyek tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Mengetahui pengaruh kuat tekan beton dari penambahan abu bonggol

jagung .

2. Mengetahui pengaruh kuat lentur dari penambahan abu bonggol jagung.

3. Mengetahui pengaruh kuat geser dari penambahan abu bonggol jagung . 4. Mendapatkan komposisi optimum pengaruh penambahan abu bonggol

jagung

F. Manfaat Tugas Akhir

Adapun manfaat dari proyek tugas akhir ini dalah sebagai berikut : 1. Memberikan inovasi tentang bonggol jagung yang dapat dimanfaatkan

kembali sebagai bahan tambah terhadap beton.

2. Membuka wawasan dan pengetahuan tentang abu bonggol jagung terhadap kuat tekan, lentur dan geser beton

3. Diharapkan penelitian ini dapat memberikan sebuah inovasi terhadap pemanfaatan limbah untuk dunia konstruksi kedepannya

(18)

BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Beton

Beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air dengan atau tanpa bahan tambah membentuk massa padat (SNI 03-2834-2000 2000). Menurut SNI 03- 2834-2000 beton normal memiliki berat 2200-2500 kg/m3 dengan menggunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa dipecah. Menurut A.Junaidi (2015) beton merupakan salah satu bahan konstruksi pekerjaan sipil yang sangat berperan penting dalam pembangunan. Beton memiliki keistimewaan antara lain adalah mudah dibentuk sesuai dengan keinginan, memiliki nilai kuat tekan yang tinggi dan memiliki ketahanan dalam jangka panjang dengan perawatan yang sederhana dan relaif murah karena menggunakan bahan dasar dari bahan lokal.

Beton memiliki sifat mekanik lemah terhadap kuat tarik. Oleh sebab itu, perlunya dilakukan sebuah penemuan baru yaitu dengan penambahan bahan dalam beton agar memperbaiki sifat mekanik beton tersebut. Bahan tambah merupakan bahan yang digunakan selain dari unsur pokok beton (semen, agregat, dan air) yang ditambahkan pada adukan beton.

Penambahan bahan tambah ini bertujuan untuk mengubah sifat beton dalam keadaan segar atau setelah mengeras. Contohnya dengan cara menambah kuat tekan, mengencerkan adukan, mempercepat pengerasan, menambah daktilitas, mengurangi retak pada pengerasan, mengurangi sifat getas dan sebagainya. Tjokrodimuljo (2007).

Dibandingkan dengan bangunan lain, beton memiliki beberapa sifat yang menguntungkan seperti:

1. Mudah dibentuk sesuai dengan keperluan konstruksi.

2. Mampu memikil beban yang berat.

3. Tahan terhadap temperature yang tinggi dan biayai pemeliharaan yang kecil.

(19)

19

Akan tetapi, beton juga memiliki beberapa kekurangan yaitu:

1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak.

2. Kedap air pada beton tidak sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, dan air yang membawa kandungan garam dapat merusABJan beton.

3. Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan didetail secara seksama setelah dikompositkan dengan baja tulangan menjadi bersifat daktail, terutama pada struktur tahan gempa.

4. Memerlukan bekisting dan perancah (untuk beton yang di cor ditempat) sehingga memerlukan biaya untuk keperluan bekisting dan perancah.

Menurut Mulyono (2004), Berdasarkan beratnya beton dibedakan menjadi tiga yaitu beton berat, ringan dan sedang. Selain itu, beton juga dapat dibedakan berdasarkan material penyusunnya. Berikut ini jenis-jenis beton yang digunakan dalam beberapa konstruksi:

1. Beton Ringan

Berdasarkan Mulyono (2004), agregat yang digunakan untuk memproduksi beton ringan menggunakan agregat ringan juga. Agregat yang digunakan umumnya merupakan hasil pembakaran, lempung, slates, residu slag, shale, residu batu-bara, dan banyak lagi dari hasil pembakaran vulkanik. Berat jenis agregat ringan sekira 1900 kg/m3 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 merupakan beton yang mempunyai berat satuan 2200 Kg/m3 sampai 2400 Kg/m3 dan dibuat mengunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa pecah.

3. Beton berat

Beton berat adalah beton yang dihasilkan dari agregat yang mempunyai berat isi lebih besar dari beton normal atau lebih dari 2400 kg/m3. Beton yang mempunyai berat yang tinggi ini biasanya digunakan

(20)

untuk kepentingan tertentu seperti menahan radiasi, menahan benturan dan lainnya (Mulyono, 2004).

4. Beton serat (fibre concrete)

Beton serat merupakan campuran beton ditambah serat, umunya berupan benang-benang dengan ukuran 5-500m, dengan panjang sekitar 25 mm. Bahan serat dapat berupa serat asbestos, selat plastik (poly- propylene), serat alam, atau potongan kawat baja. Kelemahan dari beton ini yaitu sulit dikerjakan namun, beton ini memeilii kelebihan antara lain kemungkinan terjadi segregasi kecil, daktail, dan tahan benturan (Mulyono, 2004)

Menurut (SNI 2847:2019) untuk kegunaan beton umum berat ringan dan berat normal nilai minimum fc’ adalah 17 MPa dan tidak ada nilai batasan. Untuk beton sistem rangka pemikul momen khusus dan dinding struktural khusus maka nilai fc’ nya minimal 21 MPa dan maksimal 35 MPa.

Berdasarkan Pd T-07-2005-B, beton menurut mutu dan penggunaanya terbagi atas :

1. Mutu Tinggi

Kuat tekan beton ini bernilai fc’ 35 – 65 MPa. Beton ini umumnya digunakan untuk beton prategang seperti tiang pancang beton prategang, gelagar beton prategang, pelat beton prategang dan sejenisnya.

2. Mutu Sedang

Kuat tekan beton ini bernilai fc’ 20 - <35 MPa. Beton ini umumnya digunakan untuk beton bertulang seperti pelat lantai jembatan, gelagar beton bertulang, diafragma, kerb, beton pracetak, gorong – gorong beton bertulang, bangunan bawah jembatan.

3. Mutu Rendah

Kuat tekan beton ini bernilai fc’ 15 - <20 MPa. Beton ini umumnya digunakan struktur beton tanpa tulangan seperti beton siklop, trotoar dan pasangan batu kosong yang diisi adukan, pasangan batu.

(21)

21

Untuk beton yang bernilai kuat tekan 10 - <15 MPa, beton ini digunakan untuk lantai kerja, penimbunan kembali dengan beton.

B. Material Penyusun Beton 1. Semen Portland

Semen portland merupakan semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menggiling terak semen portland terutama yang terdiri atas kalsium silikat yang bersifat hidrolis dan digiling bersama-sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih bentuk kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh ditambah dengan bahan tambahan lain (SNI 15-0129-2004 2004).

SNI 15-2049-2004 membagi semen portland menjadi 5 jenis:

a. Jenis I

Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan-persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis- jenis lain.

b. Jenis II

Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.

c. Jenis III

Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan tinggi pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi.

d. Jenis IV

Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kalor hidrasi yang rendah.

e. Jenis V

Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan yang tinggi tehadap sulfat.

Menurut Mulyono (2003) mengemukakan bahwa nilai optimum faktor air semen akan menghasilkan kuat desak maksimum. Pada umumnya nilai faktor air minimum beton normal berada di kisaran 0,4 dan maksimum 0,65. Pada golongan beton mutu tinggi atau sangat tinggi

(22)

faktor pada air semen dapat dimaknai sebagai proses water to cementious ratio.

2. Agregat

Didalam beton, agregat mempunyai peran penting dalam menentukan besarnya. Volume agregat biasanya mencapai 60-80% di dalam beton.

Agregat ini harus bergradasi sedemikian rupa sehingga seluruh massa beton sehingga beton menjadi benda yang utuh, rapat dan homogen dimana agregat yang berukuran kecil berfungsi sebagai pengisi celah yang ada di antara agregat berukuran besar (Nawy,1990).

a. Agregat halus

Agregat halus dapat berupa pasir alam, pasir hasil olahan atau gabungan dari kedua pasir tersebut. Agregat halus juga dapat berasal dari batu yang dipecahkan dan lolos ayakan 4,8 mm. Agregat halus bermanfaat untuk mengisi rongga-rongga dari agregat kasar dari bahan penyusun beton. Agregat yang bebas dari bahan organik, lempung, partikel yang lebih kecil dari saringan No.100, atau bahan- bahan lain yang dapat merusak campuran beton merupakan agregat yang baik. Serbuk baja halus dan serbuk besi pecah digunakan sebagai agregat halus untuk beton penahan radiasi.

Tabel 2 Jenis pengujian dan standarisasi pengujian agregat halus No Jenis Pengujian Standarisasi Pengujian

1 Uji Kadar Air Pasir 3,0-5,0 % (SNI 03-1971-2011) 2 Uji Kadar Lumpur Pasir Max 5% (SNI 03-4142-1996) 3 Uji Berat Jenis Pasir 1,6-3,2 (SNI 1970:2008) 4 Uji Berat Isi Pasir 1,4-1,9 (SNI 03-4804-1998) 5 Modulus Kehalusan 2,2-3,1 (SNI 03-1968-1990) 6 Kadar Organik Warna Standar No 3 (SNI 2816-2014) 7 Peyerapan 0,2-2 % (SNI 1970-2008) (Sumber Standarisasi Nasional)

(23)

23

b. Agregat kasar

Agregat kasar adalah batuan yang ukuran butirnya lebih besar dari 4.80 mm (4.75 mm). Agregat dengan ukuran lebih besar dari 4.80 mm dibagi lagi menjadi dua, yang berdiameter antara 4.80 - 40 mm disebut kerikil beton dan yang lebih dari 40 mm disebut kerikil kasar (Mulyono, 2004). Agregat kasar dapat berupa kerikil, pecahan kerikil, batu pecah, terak tanur tiup atau beton semen hidrolis yang dipecah.

Sesuai dengan SNI 03 - 2847 - 2002, bahwa agregat kasar merupakan agregat yang mempunyai ukuran butir antara 5,00 mm sampai 40 mm.

Batu pecah alami adalah agregat kasar yang umum digunakan.

Batu ini dapat berasal dari, jenis sedimen, gunung api atau jenis metamorf. Kelebihan dari batu pecah ini adalah menghasilkan kekuatan yang tinggi terhadap beton akan tetapi, batu pecah juga memiliki kelemahan dibandingkan dengan jenis agregat lain diantaranya kurang memeberikan kemudahan pengerjaan dan pengecoran.

a. Kerikil alami, kerikil didapat dari proses alami yaitu dari pengikisan tepi maupun dasar sungai oleh air sungai yang mengalir. Kerikil ini dapat mempermudah pengerjaannya akan tetapi, kerikil ini memiliki kekuatan yang lebih rendah dari pada batu pecah.

b. Agregat kasar buatan, agregat ini biasa digunakan untuk beton ringan. Bahan yang digunakan berupa slag atau shale.

c. Agregat untuk pelindung nuklir dan berbobot berat. Agregat kasar yang termasuk disini barit, magnatit, baja pecah dan limonit.

Pada zaman atom ini perlunya perlindungan dari radiasi nuklir yang disebabkan banyaknya pembangkit atom dan stasin tenaga nuklir maka diperlukan beton yang dapat melindungi dari sinar x, neutron dan gama.

(24)

Tabel 3 Gradasi kerikil

Lubang Ayakan (mm)

Persen Bahan Butiran Yang Lewat Ayakan Berat Butir Maksimum

40 mm 20 mm

40 95-100 100

20 30-70 95-100

10 10-35 25-55

4,8 0-5 0-10

(Sumber: Tjokrodimulyo, 2007)

Tabel 4 Jenis Pengujian dan Standarisasi Pengujian Agregat Kasar No Jenis Pengujian Standarisasi Pengujian

1 Uji Daya Serap Air Kerikil 0,2 – 2 % (SNI 1969:2008) 2 Uji Kadar Lumpur Kerikil 0,2 – 1 % (SNI 03-4141:2008) 3 Uji Berat Jenis Kerikil 1,6 – 3,2 (SNI 1969:2008) 4 Uji Berat Isi Kerikil 1,4 – 1,9 (SNI 03-4804-1998) 5 Analisis Ayakan Kerikil SNI 2417-2008

6 Kekerasan Bejana Los Angeles SNI 2417-2008 (Sumber Standarisasi Nasional)

3. Air

Menurut Mulyono (2004), air digunakan pada beton untuk memicu proses kimiawi semen dan memberikan kemudahan dalam pengerjaan beton untuk membasahi agregat. Air yang digunakan pada beton adalah air yang tidak mengandung senyawa berbahaya yang tercemar garam, minyak, lumpur dan bahan kimia lainnya serta jika dicampurkan pada beton tidak akan menurunkan kualitas beton bahkan sampai mengubah sifat beton. Untuk menggunakan air pada beton hendaknya harus diperiksa dahulu di laboratorium.

Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan-bahan merusak yang mengandung, asam alkali, garam, oli, bahan organik, atau bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap

(25)

25

beton atau tulangan (SNI-03-2847-2002). Air alami yang dapat diminum dapat memenuhi syarat untuk air yang digunakan pada beton. Apabila ketidakmurnian dalam air campuran berlebihan, dapat mempengaruhi tidak hanya kuat beton, waktu pengikatan (setting time) stabilitas volume (perubahan panjang), tetapi dapat juga mengakibatkan pengefloran (efflorescence) atau korosi tulangan. Konsentrasi tinggi dari bahan solid yang dapat larut dalam air, sebaiknya dihindari.

Air yang tidak dapat dikonsumsi tidak boleh digunakan pada beton. Kecuali syarat berikut terpenuhi (Badan Standardisasi Nasional 2002):

a. Air dari sumber yang sama harus menjadi dasar untuk pemilihan proporsi campuran beton.

b. Hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90% dari kekuatan benda uji yang dibuat dengan air yang dapat diminum.

C. Abu Bonggol Jagung

Bonggol jagung merupakan bagian dari jagung yang tidak dapat dimakan dan dimanfaatkan sebagai makanan pokok. Pada jagung, bonggol ini merupakan tempat untuk menyimpan makanan terhadap pertumbuhan biji jagung selama biji ini melekat. Panjang bonggol bervariasi antara 8 – 12 cm (Effendi dan Sulistiati, 1991). Bonggol jagung juga berfungsi sebagai tempat pembentukan dan Gudang penyimpan makanan untuk biji jagung.

Bonggol biasanya terdapat pada ruas batang ke-6 sampai ke-8 dari atas dan pada ruas dibawahnya terdapat 5-7 bonggol yang tidak berkembang secara sempurna (Iriany et al, 2009).

Banyaknya produksi jagung di Indonesia membuat banyaknya limbah jagung. Berdasarkan basis berat jagung diperkirakan 40% - 50% adalah bonggol jagung (Richana et.al., 2004). Bila produksi jagung tahun 2012 adalah 18,96 juta ton pipilan kering (BPS,2012) maka akan dihasilkan jagung

(26)

sekitar 15,425 juta ton. Hal ini menjadi salah satu alasan untuk memanfaatkan limbah bonggol jagung sebagai bahan tambah dengan menggunakan persentase dari semen pada beton.

Bahan tambah merupakan bahan yang ditambahkan pada campuran beton untuk tujuan tertentu. Bahan yang ditambahkan ke dalam campuran beton pada saat atau selama pencampuran berlangsung disebut dengan admixture. Fungsi dari bahan ini adalah untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih cocok untuk pekerjaan tertentu dan menghemat biaya (Mulyono, 2004).

Alasan lainnya pemilihan pemanfaatan limbah abu bonggol jagung sebagai bahan tambah terhadap beton karna bonggol jagung yang dibakar dan menjadi abu mengandung senyawa SiO2 yang memiliki kerekatan yang sama seperti semen. Menurut (Christiawan,2009) abu pembakaran limbah pertanian umumnya mengandung silika karena limbah tersebut mengandung serat.Salah satu bahan limbah yang juga memiliki kandungan Silika (SiO2) adalah bonggol jagung. Dimana jika limbah bonggol jagung di abukan, abu dari bonggol jagung tersebut memiliki kandungan senyawa kimia yang sama dengan kandungan senyawa kimia penyusun semen yaitu Silika (SiO2) yang ada pada pozzolan sebesar 66,83% (Berutu, 2020).

Untuk pemanfaatan bonggol jagung sebagai bahan tambah beton ini diperlukan proses pembakaran limbah bonggol jagung dalam upaya mengurai komposisi senyawa kimia yang terdapat pada limbah bonggol jagung agar pemanfaatannya lebih maksimal. Pada penelitian ini limbah bonggol jagung akan diambil di ladang jagung tepatnya di daerah Lubuk Minturun Kec, Koto Tangah, Kota Padang, Sumatera Barat.

(27)

27

Gambar 4 Limbah bonggol jagung (Sumber : Dokumentasi Pribadi)

Gambar 5 Pembakaran Bonggol Jagung (Sumber : Dokumentasi Pribadi)

(28)

Gambar 6 Abu bonggol jagung (Sumber : Dokumentasi Pribadi)

Limbah bonggol jagung ini akan dijemur terlebih dahulu sebelum di bakar. Setelah bonggol jagung dijemur selanjutnya akan dibakar. Abu yang didapatkan dari hasil pembakaran bonggol jagung ini akan disaring menggunakan saringan No. 100.

D. Uji Slump

Untuk menentukan konsistensi dan tingkat kekakuan campuran beton segar maka akan dilakukan uji slump. Hal ini dilakukan untuk menilai workability dari beton yang dibuat. Cara uji slump ialah salah satu cara untuk mengukur kelecakan beton segar, yang dipakai pula untuk memperkirakan tingkat kemudahan dalam pengerjaannya. Dimana semakin besar nilai slump berarti beton segar makin encer dan ini makin mudah dikerjakan. Hasil pengujian ini dilakukan terhadap dalam perkerjaan perencanaan campuran beton dan pengendalian mutu beton pada pelaksanaan pembetonan.

Cara pengujian slump yaitu dengan kerucut didirikan di atas alas yang telah dibersihkan, kemudian beton segar dimasukkan ke dalam kerucut dengan sekop kecil, kira-kira sepertiga tinggi kerucut. Dengan menggunakan

(29)

29

tumbuk 25 kali. Tambahkan dan tubuk beton sampai kerucut penuh. Angkat kerucut berlahan keatas dalam waktu 5-7 detik dan hitung berapa nilai dari slump. Pengukuran slump harus dilakukan dengan cara mengukur tegak lurus antara tepi atas cetakan dengan tinggi rata-rata benda uji. Untuk mendapatkan hasil yang lebih teliti dilakukan 2 kali pemeriksaan.

Dari hasil uji slump ini maka akan terlihat kekakuan pada campuran beton yang dapat memberikan petunjuk berapa jumlah kapasitas air yang dibutuhkan. Maka dari itu dari pengujian slump ini dapat diketahui campuran air yang pas pada beton. Dalam konstruksi, proses pengadukan beton sangat memperhatikan kadar air yang dapat menentukan workability. Campuran beton yang terlalu cair dapat menimbulkan mutu beton yang rendah dan proses pengeringan yang lambat. Sedangkan, campuran beton terlalu kering dapat menimbulkan adukan tidak merata dan sulit untuk pencetakan. Nilai toleransi slump pada beton segar ± 2cm.

Tabel 5 Nilai Slump Untuk Berbagai Perkerjaan Beton Pemakaian Beton

(Berdasarkan jenis struktur yang dibuat)

Nilai slump

Maximum Minimum

Dinding pelat pondasi dan pondasi telapak bertulang

12,5 5

Pondasi telapak tidak bertulang, kasion dan konstruksi bawah tanah

9 2,5

Pelat, balok, kolom, dan dinding 15 7,5

Perkerasan jalan 7,5 5

Pembetonan masal 7,5 2,5

(Sumber : SNI 03-2847, 2002) E. Kuat Tekan

Kuat tekan beban beton adalah besarnya beban per satuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan

(30)

tertentu, dihasilkan oleh mesin tekan (Rusmania, 2015). Menurut Tjokrodimulyo (2007) mengemukakan bahwa kuat tekan beton merupakan sifat yang penting dari beton. Biasanya kuat tekan beton berhubungan dengan sifat lain, maksudnya jika kuat tekan beton tinggi, maka sifat-sifat lainnya akan baik. Nilai kuat tekan beton didapat dari pengujian standar dengan benda uji yang digunakan berbentuk silinder. Dimensi benda uji standar adalah tinggi 300 mm dan diameter 150 mm. Kuat tekan beton dihitung dengan rumus yang digunakan untuk perhitungan kuat tekan beton adalah.

(fc’ = P / A) ( 1 )

Keterangan:

fc’ : kuat tekan beton (MPa) P : beban maksimum (N)

A : luas penampang benda uji (mm²) F. Tipe Pembebanan Kuat Lentur

Kuat lentur beton adalah kemampuan balok beton yang diletakkan pada 2 perletakan untuk menahan gaya dengan arah tegak lurus sumbu benda uji sampai benda uji patah. Kuat lentur adalah kekuatan tarik beton dalam keadaan lentur akibat momen. Kekuatan yang dikenal sebagai modulus runtuh adalah hal yang cukup penting untuk menentukan retak- retak dan lendutan dari suatu balok yang dibebani. Kuat lentur pada beton dapat ditentukan dari balok beton yang mengalami pembebanan transversal.

Kuat lentur maksimum dialami oleh serat bawah balok beton disebut sebagai modulus of rupture, yang besarnya tergantung dari panjang balok dan jenis pembebanan. Kuat lentur adalah nilai tegangan tarik yang dihasilkan dari momen lentur dibagi dengan momen penahan penampang balok uji.

Pengujian kuat lentur pada beton dilakukan dengan cara uji kuat lentur beton normal dengan dua titik pembebanan, mengacu pada SNI 4431:2011.

Sebuah balok yang diberi beban akan mengalami deformasi, dan oleh sebab itu timbul momen-momen lentur sebagai perlawanan dari material

(31)

31

yang membentuk balok tersebut terhadap beban luar. Tegangan yang timbul selama mengalami deformasi tidak boleh melebihi tegangan lentur ijin untuk bahan dari beton itu. Momen eksternal harus ditahan oleh bahan dari beton, dan harga maksimum yang dapat dicapai sebelum balok mengalami keruntuhan atau patah sama dengan momen penahan internal dari balok.

1. Tipe pembebanan dengan dua titik pembebanan

Gambar 7 benda uji perletakan dan pembebanan (Sumber : SNI 4431:2011)

Keterangan Gambar : A-A : Sumbu memanjang B : Titik – titik perletakan C : Titik – titik pembebanan

Gambar 8 Garis-garis perletakan dan pembebanan (Sumber : SNI 4431:2011)

Keterangan Gambar : L : Jarak antara dua garis perletakan

b : Gambar tampak lintang benda uji

h : Tinggi tampak lintang benda uji

(32)

P : beban tertinggi yang ditunjukkan mesin

Gambar 9 patah pada 1/3 bentang tengah

` (Sumber : SNI 4431:2011)

Dari gambar diatas dapat dilihat dimana bidang patah terletak di daerah pusat (daerah 1/3) jarak titik perletakan bagian tengah), maka kuat lentur beban dihitung menurut persamaan sebagai berikut :

σ1 = 𝑃.𝐿

𝑏ℎ² ( 2 )

Keterangan : σ1 : Kuat lentur benda uji (MPa)

P : Beban tertinggi yang terbaca pada mesin uji (pembacaan dalam ton sampai 3 angka dibelakang koma)

L : Jarak bentang antara dua garis perletakan (mm) b : Lebar Tampang lintang patah arah horizontal

(mm)

h : Lebar Tampang lintang patah arah vertical (mm) a : Jarak rata-rata antara Tampang lintang patah

dan tumpuan luar yang terdekat, diukur pada 4 tempat pada sudut dan bentang (mm)

(33)

33

Gambar 10 patah diluar 1/3 bentang tengah dan garis patah pada

<5% dari bentang (Sumber : SNI 4431:2011)

Untuk pengujian diamana patahnya benda uji ada diluar pusat (daerah 1/3 jarak titik perletakan bagian tengah), dan jarak titik pusat dan titik patah kurang dari 5% dari jarak anatara titik perletakan maka kuat lentur beton dihitung menurut persamaan sebagai berikut :

σ1 = 𝑃.𝑎

𝑏ℎ² ( 3 )

Keterangan : σ1 :Kuat lentur benda uji (Mpa)

P :Beban tertinggi yang terbaca pada mesin uji (pembacaan dalam ton sampai 3 angka dibelakang koma)

L :Jarak bentang antara dua garis perletakan (mm) b :Lebar Tampang lintang patah arah horizontal (mm) h :Lebar Tampang lintang patah arah vertical (mm) a :Jarak rata-rata antara Tampang lintang patah dan

tumpuan luar yang terdekat, diukur pada 4 tempat pada sudut dan bentang (mm)

(34)

Gambar 11 patah diluar 1/3 bentang tengah dan garis patah pada >5%

dari bentang (Sumber : SNI 4431:2011)

Untuk benda uji yang patahnya di luar pusat (daerah 1/3 jarak titik perletakan bagian tenagh) dan jarak antara titik patah lebih dari 5 % bentang, hasil pengujian tidak digunakan.

2. Tipe pembebanan yang dibebani terpusat langsung

Kuat lentur adalah nilai tegangan tarik yang dihasilkan dari momen lentur dibagi dengan momen penahan penaMpang balok uji.

Gambar 12 alat uji kuat lentur dengan balok uji sederhana yang dibebani terpusat langsung

(Sumber : SNI 4431:2011) Kuat lentur dihitung dengan persamaan :

fit = _2𝑏𝑑^3𝑃𝐿₂ ( 4 )

Keterangan :

r = Kuat Tarik Lentur [Mpa]

P = Beban maksimum yang mengakibatkan keruntuhan balok uji, (N) L = Panjang bentang di antara kedua blok tumpuan (mm)

b = Lebar balok rata-rata pada penaMpang runtuh (mm) h = Tinggi balok rata-rata pada penaMpang runtuh (mm)

(35)

35

G. Tipe Pembebanan Kuat Geser

Kuat geser adalah kekuatan suatu komponen struktur atas penampang yang berfungsi sebagai penahan gaya dari luar yang salah satunya adalah gaya tranversal. Kuat geser balok beton adalah kemampuan balok beton yang di letakkan pada dua perletakan untuk menahan gaya dengan arah tegak lurus dengan sumbu benda uji yang diberikan, sampai benda uji patah yang dinyatakan dalam Mega Pascal (MPa) gaya per satuan luas. Pembebanan akan dilakukan di 1/3 bentang untuk mendapatkan gaya geser.

Pembebanan pada kuat geser ini dapat menggunakan sistem pembebanan center point loading dan dengan dua titik pembebanan .

Gambar 13 Uji Kuat Geser Sumber : (Saputra and Sulistyo 2019)

Untuk menghitung kuat geser nominal (Vn) masing-masing dapat dilihat pada persamaan berikut :

Analisis SNI 2847:2019 Vn = Vc + Vs

Vc = 0,17 λ√𝑓𝑐^′ ℎ𝑑

( 5 )

Keterangan :

(36)

Vn = Kuat geser nominal (N)

Vc = Kekuatan geser nominal yang diberikan oleh beton Vs = Kekuatan geser nominal yang diberikan oleh tulangan badan.

Fc’ = Kuat tekan beton (Mpa) h = Lebar balok

d = Tinggi efektif balok H. Jenis Keruntuhan

Balok dirancang untuk tahan terhadap beberapa kegagalan terhadap keruntuhan lentur, keruntuhan tarik diagonal dan keruntuhan geser. Jenis- jenis keruntuhan lentur beton sebagai berikut :

1. Keruntuhan Lentur

Pada keruntuhan jenis ini, tulangan leleh sebelum beton hancur (mencapai regangan batas tekannya). Keruntuhan jenis ini terjadi dengan rasio tulangan yang kecil. Keruntuhan ini biasanya ditandai dengan adanya peringatan terlebih dahulu seperti retak- retak atau lendutan di beton.

Gambar 14 Keruntuhan Lentur Sumber : (Saputra and Sulistyo 2019) 2. Keruntuhan Geser

Perilaku balok beton bertulang sangat berbeda dengan keruntuhan lentur. Pada keruntuhan geser, keruntuhan yang terjadi tidak ditandai dengan peringatan terlebih dahulu. Peringatan ini biasanya dapat berupa retak atau lendutan. Retak pada keruntuhan geser ini lebih lebar daripada keruntuhan lentur. Pada keruntuhan ini balok yang di desain akan bersifat getas (brittle) (Nawy, 2010).

(37)

37

Keruntuhan geser sangat dihindari dalam konstruksi dikarenakan tidak memberikan peluang bagi pengguna untuk menyelamatkan diri.

Keruntuhan geser terjadi pada perbandingan (a/d) = 1 s/d 2,5 untuk beban terpusat. Keruntuhan ditandai dengan adanya retak lentur halus vertikal di tengah bentang dan tidak terus menjalar. Hal ini dikarenakan adanya kehilangan lekatan pada perletakan antara tulangan longitudinal dengan beton di sekitarnya. Apabila terus dibebani, keruntuhan diikuti dengan timbulnya retak miring yang lebih curam daripada retak diagonal tarik secara tiba-tiba yang menjalar menuju sumbu netral. Pertemuan retak miring beton tertekan yang menjadi penyebab keruntuhan secara tiba-tiba.

Gambar 15 Keruntuhan Geser Sumber : (Saputra and Sulistyo 2019) 3. Keruntuhan Tarik Diagonal

Jenis keruntuhan ini terjadi pada balok dengan bentang sedang. Pada awal keruntuhan, terjadi retak- retak rambut ditengah bentang yang diakibatkan oleh lentur karna kekuatan tarik diagonal masih lebih kecil dari kekuatan lentur. Kemudian diikuti lepasnya lekatan beton dan tulangan didaerah perletakan sehingga akan terjadi keruntuhan secara mendadak. (keruntuhan getas) tanpa adanya peringatan.

(38)

Gambar 16 Keruntuhan Tarik Diagonal Sumber : (Saputra and Sulistyo 2019)

I. Penelitian Relevan

No Peneliti Metode Kesimpulan

1. Maria Prisila Study Penggunaan abu bonggol

(39)

39

Hederanti, Herman Parung, Junus Mara (2021)

pemanfaatan abu bonggol jagung sebagai bahan substitusi semen untuk beton normal

jagung sebagai bahan substitusi semen diketahui bahwa abu bonggol jagung tidak dapat meningkatkan nilai karakteristik beton pada variasi 5%, 10% dan 15%. Pada penggunaan abu bonggol jagung, nilai optimal dapat diperoleh hanya pada variasi dibawah 5%.

2. Rasio Hepiyanto, Mohammad Arif Firdaus (2019)

Pengaruh

penambahan abu bonggol jagung terhadap kuat tekan beton K-200

Seluruh varian melebihi target yang di inginkan nilai optimum dari subtitusi abu bonggol jagung terdapat pada varian 4%

yaitiu 33,04 Mpa 3. Sachmad

Eizco Hardiputro, Kusno Adi Sambowo, Ririt Aprilin Soekarsono (2021)

Pemanfaatan abu limbah bonggol jagung sebagai bahan tambah dengan variasi suhu pembakaran terhadap kuat tekan beton

Penambahan abu tongkol jagung berpengaruh positif terhadap peningkatan nilai kuat tekan beton. ketika ditambahkan abu bonggol jagung, kuat tekan beton pada umur 28 hari dan 14 hari pun sudah dapat melaMpaui nilai kuat tekan beton rencana yaitu 23,771 Mpa untuk umur beton 28 hari dan 22,807 Mpa untuk umur beton 14hari di kadar penambahan abu bonggol jagung sebesar 5%, di mana ketika dilakukan penambahan abu bongkol jagung selanjutnya

(40)

justru mengakibatkan terjadinya penurunan nilai kuat tekan beton.

4. Nindi Fakhrunisa, Boedya Djatmika, Adjib Karjanto (2018)

Kajian

penambahan abu bonggol jagung yang bervariasi

dan bahan

tambah

superplasticizer terhadap sifat fisik dan mekanik beton memadat sendiri

Kadar abu bonggol jagung 4%

menghasilkan nilai rata-rata kuat tekan dan modulus elastisitas yang tertinggi dengan kuat tekan sebesar 36,251 MPa dan modulus elastisitas sebesar 20.078,37 MPa.

5. Siti

Maharani, Masril, Elfania Bastian (2021)

Pengaruh

penggunaan abu bonggol jagung 5%, 7,5% dan 10%

sebagai substitusi agregat halus terhadap kuat tekan beton f’c 14,53 MPa

Semakin banyak abu bonggol jagung digunakan semakin rendah kuat tekan beton.

(41)

41 BAB III

METODOLOGI PENELITIAN A. Jenis Penelitian

Penelitian dalam tugas akhir ini termasuk jenis eksperimen. Penelitian eksperimen termasuk jenis penelitian kuantitatif. Dalam jenis penelitian eksperimen, data yang dikumpulkan dan dianalisis berupa data numerik.

Data tersebut dapat digunakan untuk menemukan pola dan rata-rata, membuat prediksi dan menguji adanya hubungan sebab akibat (Hastjarjo 2019). Tujuan dari tugas akhir ini untuk mengetahui pengaruh bahan tambah abu bonggol jagung terhadap kuat tekan, lentur dan geser beton

B. Tempat dan Waktu Penelitian

Lokasi penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bahan dan Mekanika Tanah Teknik Sipil di Universitas Negeri Padang, Jalan Prof. Dr. Hamka, Air Tawar Barat., Kec. Padang Utara, Kota Padang, Sumatera Barat, Kode Pos 25171. Penelitian ini dimulai pada bulan Mei sedangkan untuk pembuatan benda uji dimulai pada bulan Juli.

C. Pembuatan Benda Uji

Pembuatan benda uji ini dilakukan dengan cara mencampurkan abu bonggol jagung dengan beton berdasarkan persentase semen yaitu 0%, 5%, 10% dan 15%. Pengujian kuat tekan bonggol jagung ini menggunakan SNI 1974:2011 dengan menggunakan 12 sampel silinder diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Sedangkan untuk kuat lentur dan geser beton abu bonggol jagung ini menggunakan SNI 4431:2011 dengan benda uji balok sebanyak 24 sampel dengan lebar 15cm, tinggi 15 cm dan Panjang 53 cm.

(42)

Tabel 6 jenis benda uji, persentase serat dan jumlah benda uji No Variasi

Campuran

Kuat Tekan

Kuat Lentur

Kuat Geser

Benda Uji

1. 0% 3 3 3 Silinder dan Balok

Jumlah B. Uji 12 12 12

Total 36

(Sumber : Data Pribadi)

Gambar 17 Set up eksperimental kuat lentur dan geser balok (Sumber : Data Pribadi)

D. Tahapan Pengujian Laboratorium 1. Pengujian Agregat Halus

Agregat halus merupakan pengisi yang berupa pasir. Agregat yang halus harus bebas dari bahan organik, lempung, partikel yang lebih kecil, atau bahan-bahan lain yang dapat merusak campuran. Variasi ukuran dalam suatu campuran harus mempunyai gradasi yang baik. Beberapa pengujian agregat halus yang dilakukan adalah:

a. Pengujian Berat Isi Pasir (SNI 03-4804-1998)

Pemeriksaan berat isi pasir bertujuan untuk mengetahui berat isi pasir dalam keadaan gembur maupun padat. Berikut langkah

(43)

43

pemeriksaan berat isi pasir:

1. Alat

a) Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram b) Sendok semen (sekop)

c) Literan kapasitas 1 liter d) Mesin ketuk

e) Ember/baskom 2. Bahan

a) Pasir SSD 3. Langkah Kerja

a) Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan b) Timbang literan, missal (a) gram

c) Masukkan pasir kedalam literan hingga setengah literan terisi pasir.

d) Letakan literan di atas mesin ketuk, lalu ketuk sebanyak 30 kali.

e) Masukan kembali pasir kedalam literan hingga penuh kemudian ketuk kembali sabanyak 30 kali.

f) Setelah itu ratakan literan dan timbang lalu didapatkan (b gr).

g) Lakukan pengujian sebanyak 3 kali.

Analisis data menggunakan rumus berikut:

Berat isi = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐿𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑛^𝐵−𝐴 ( 6 ) Keterangan:

A = berat gelas ukur + air penuh B = berat tabung + pasir + air penuh

b. Pengujian Berat Jenis Pasir dan Penyerapan (SNI 1970 2008)

Berat jenis pasir adalah perbandingan antara berat dari satuan volume dari suatu material terhadap berat air dari volume yang sama. Pemeriksaaan berat jenis pasir bertujuan untuk

(44)

mengetahui berat jenis pasir yang akan digunakan dalam kondisi SSD. Berikut langkah kerja pemerikasaan berat jenis pasir:

1. Alat

a) Mangkok porselen b) Gelas ukur

c) Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr d) Sendok semen

2. Bahan

a) Pasir SSD 500 gr b) Air

3. Langkah Kerja

a) Siapkan alat dan bahan

b) Rendam pasir selama ±24 jam, setelah itu keringkan.

Masukkan pasir kedalam kerucut dan tumbuk sebanyak 25 tumbukan.

c) Angkat kerucut, jika 1/3 bagian pasir runtuh maka pasir sudah SSD.

d) Ambil pasir SSD (kering permukaan) lalu timbang sebanyak 500 gr (S)

e) Masukkan air ke dalam tabung hingga penuh dan tutup dengan kaca hingga tidak ada gelembung udara, kemudian timbang (B)

f) Setelah itu keluarkan air sebagian dan masukkan pasir kedalam tabung. Jika tabung belum terisi penuh, tambahkan air hingga penuh sampai gelembung udaranya keluar dan timbang tabung (C)

g) Lakukan sebanyak 3 kali

h) Pasir dikeluarkan dari tabung lalu oven hngga berat tetap di temperatur 110±5°c. Dinginkan pasir lalu timbang beratnya (A)

(45)

45

i) Analisis data menggunakan rumus:

BJ = _{𝐵+𝑆−𝐶}^𝑆 ( 7 )

Penyerapan pasir = ^𝑆−𝐴

𝐴 𝑥 100% ( 8 )

c. Pengujian Kadar Air Pasir (SNI 03-1971-2011)

Pengujian kadar air pasir bertujuan untuk mengetahui banyaknya air yang terkandung dalam pasir. Pasir yang digunakan dalam kondisi jenuh permukaan atau saturated surface dry (SSD).

Berikut langkah kerja pemeriksaan kadar air pasir:

1. Alat

a) Sendok semen b) Mangkok porselen

c) Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr

d) Kerucut abram lengkap dengan penumbuknya e) oven

f) Kain lap g) Ember h) Tampan i) Kuas 2. Bahan

a) Pasir b) Air

3. Langkah kerja

a) Siapkan alat dan bahan b) Rendam pasir selama 24 jam.

c) Keringkan pasir secara perlahan-lahan hingga didapatkan jenuh kering muka (SSD) melalui percobaan menggunakan kerucut abraham.

d) Letakkan kerucut abraham di tempat yang datar lalu, e) Isi sepertiga bagian, tumbuk 8 kali.

f) Isi sepertiga bagian lagi, tumbuk 8 kali.

(46)

g) Isi penuh, tumbuk 9 kali (jumlah semua tumbukan 25 kali) h) Ratakan permukaan pasir, bersihkan keliling kerucut dan

angkat tegak lurus. Pekerjaan inii dilakukan 10 menit.

i) Perhatikan keadaan pasir jika runtuh sebagian maka pasir sudah dalam keadaan SSD, jika utuuh seperti kerucut maka pasir masih basah, jika pasir runtuh semua berarti pasir sudah lewat SSD dan lakukan pengujian kembali sampai pasir dalam keadaan SSD.

j) Ambil 3 x 100 gr pasir yang sudah SSD dan masukan ke dalam mangkok porselen (W1). Keringkan kedalam oven hingga kering tetap dan timbang pasir (W2).

k) Analisis data tersebut menggunakan rumus:

Kadar Air = ^{𝑊1−𝑊2}_𝑊2 𝑥 100 % ( 9 )

d. Pengujian Kadar Lumpur Pasir (SNI 03-1971-1990)

Pemeriksaan kadar lumpur pasir bertujuan untuk mengetahui persentase kadar lumpur yang terkandung dalam pasir.

Kadar lumpur dalam pasir tidak boleh lebih dari 5%. Berikut langkah kerja pemeriksaan kadar lumpur pasir:

1. Alat

a) Bejana gelas b) Kayu pengaduk

c) Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr d) Oven

e) Ember

f) Sendok semen g) Mangkok porselen

h) Ayakan dengan lubang No.200mm 2. Bahan

a) Pasir 500 gr b) Air

(47)

47

3. Langkah kerja

a) Ambil pasir ± 500 gr masukkan ke dalam oven dengan suhu 1100 C ± 50, hingga kering tetap yang diinginkan dan timbang beratnya.

b) Ambil pasir 3 x 100 gr dan masukkan ke dalam gelas, rendam selama 60 menit.

c) Setelah 60 menit, aduk pasir menggunakan kayu dan diamkan selama ± 1 menit. Tumpahkan airnya, lakukan pekerjaan ini sampai air diatas permukaan pasir tidak keruh lagi. Tuang pasir ke dalam ayakan No.200 dan masukkan ke dalam cawan porselin/nikel.

d) Panaskan dalam oven sampai berat tetap.

e) Dinginkan dan timbang (p gr).

f) Analisis data menggunakan rumus berikut:

Kadar lumpur = 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑒𝑚𝑢𝑙𝑎−𝑃

𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑒𝑚𝑢𝑙𝑎 𝑥 100 % ( 10 ) e. Pengujian Analisis Ayak Pasir (SNI 03-1968-1990)

Pengujian analisis ayak pasir bertujuan untuk mengetahui gradasi atau susunan butiran dari pasir. Berikut langkah pengujian ayak pasir:

1. Alat

a) Sendok semen b) TaMpah c) Oven d) Timbangan e) Ayakan f) standar g) Kuas 2. Bahan

Pasir kering SSD 1.500 gr 3. Langkah kerja

(48)

a) Ambil bahan kurang lebih 1.500 gr dan masukan ke dalam oven selama 24 jam hingga kering.

b) Keluarkan pasir dari oven, dinginkan dan ambil 1.000 gr.

c) Susun ayakan mulai dari ukuran 4,75mm, 2,36mm, 1,18mm, 0,6mm, 0,3mm, 0,15mm, pan.

d) Masukan pasir kering ke dalam ayakan, digoyang selama 10 menit.

e) Keluarkan dari ayakan, kemudian timbang tiap ayakan dan catat hasilnya.

f. Pengujian Zat Organik Pasir (SNI 2916-2014)

Pengujian zat organik dari agregat halus bertujuan untuk mengetahui kualitas agregat halus yang akan digunakan untuk campuran beton. Zat organik yang terkandung di dalam agregat dapat menghambat ikatan semen dan memperlambat proses perkerasan beton. Langkah- langkah pengujian zat organik agregat halus yaitu:

1. Alat

a) Botol lengkap dengan ukuran b) Skala warna

c) Tabung gelas 2. Bahan

a) Agregat halus (pasir) b) Soda api (NaOH) 3. Langkah kerja

a) Siapkan alat dan bahan.

b) Buat cairan soda api.

c) Tambahkan pasir ke dalam botol sebanyak 130 ml.

d) Tambahkan larutan Natrium Hidroksida (NaOH) 200 ml e) Lalu tutup botol dengan rapat.

f) Kocok botol selama 10 menit dan diamkan dalam 24 jam.