TUGAS AKHIR
ANALISIS PENGGUNAAN SERBUK KACA DAN PECAHAN KERAMIK TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR BETON
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Stata Satu (S1)
Disusun oleh:
MARAYA DANUSAPUTRA ST 45 17 041 089
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK SIPIL JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BOSOWA MAKASSAR
2023
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada TUHAN YANG MAHA KUASA atas penyertaan tangan, berkat, hikmat, dan Karunia kasih-Nya kepada kita semua sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul
“ANALISIS PENGGUNAAN SERBUK KACA DAN PECAHAN KERAMIK TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT LENTUR BETON”.
Tugas Akhir ini disusun berdasarkan hasil penelitian dan pengujian yang dilakukan di Laboratorium Teknik Sipil Universitas Bosowa Makassar.
Tugas akhir ini merupakan suatu syarat akademik yang harus ditempu guna kelulusan studi Sarjana Strata Satu Dijurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Bosowa Makassar.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa di dalam tugas akhir ini banyak kendala yang dihadapi serta memerlukan proses yang tidak singkat. Perjalanan yang dilalui penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak lepas dari tangan-tangan berbagai pihak yang senantiasa memberikan bantuan, baik berupa materi maupun dorongan moril. Oleh karena itu, dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, ucapan terimakasih. Penghormatan serta penghargaan yang setinggi-tingginya penulis ucapkan kepada semua pihak yang telah membantu, yaitu kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus yang telah memberi petunjuk dan pertolongan
iii
2. Kedua orang tua yang telah memberikan dukungan moral dan materi serta pengorbanan dan doa yang selalu mengiringi tiap langkah penulis hingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini
3. Bapak Rektor Universitas Bosowa Prof. Dr. Ir. Batara Surya, ST.M.Si,.beserta para jajaran Rektorat dan seluruh karyawan / staf pegawai Unibos atas bantuan yang diberikan selama penulis mengikuti studi.
4. Bapak Dr. Ir. H. Nasrullah, ST. MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Bosowa.
5. Bapak Dr. Ir. A. Rumpang Yususf, MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Jurusan Sipil, Fakultas Teknik Universitas Bosowa.
6. Bapak Ir. Arman Setiawan, ST. MT. Selaku pembimbing I yang sudah meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan penulis sehingga dapat menyelasaikan penyusunan Tugas Akhir ini 7. Bapak Dr. Ir. Ahmad Yauri Yunus, ST. MT. Selaku pembimbing II
yang sudah meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan penulis sehingga dapat menyelasaikan penyusunan Tugas Akhir
8. Bapak Ir. Eka Yuniarto, ST, MT selaku Penasehat Akademik, yang telah membimbingku serta memberiku motivasi dan nasehat untuk menjadi anak yang berguna bagi bangsa dan negara dari Maba hingga saat ini.
iv
9. Seluruh Dosen, Asisten Lab serta staf Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Bosowa atas segala arahan dan bantuannya.
10. HMS, GMKI KOM. ELIM 45 UNIBOS, MAHASILAH 45 dan UKM PMKO, atas segala doa dan ilmunya, yang telah menjadikanku sebagai kader yang berguna serta mengubah kepribadianku yang lebih dewasa dan lebih berintelektual.
11. Megananda David Prasetya, Remsi Barrung, Zainal Abidin Hasil, Alfaolan Kala’tanga serta seluruh saudara-saudariku angkatan angkatan 2017 yang telah menjadi keluarga baru bagi penulis yang senantiasa memberikan dukungan dan semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa setiap karya buatan manusia tidak pernah luput dari kesalahan dan kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan kepada pembaca kiranya dapat memberi sumbangan pemikiran demi kesempurnaan dan pembaharuan tugas akhir ini.
semoga Tuhan Yesus kristus selalu memberkati kita dan semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat, khususnya dalam bidang keteknik sipilan.
Makassar, 2022
Maraya Danusaputra St
v
Analysis of the Use of Glass Powder and Ceramic Shards on the Compressive Strength and Flexural Strength of Concrete By:Maraya danusaputra st1, Arman Setiawan2, Ahmad Yauri Yunus 3
Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Makassar Bosowa University
Email : [email protected] ABSTRACT
In the current technological era, concrete is one of the most widely used building materials in the world, including in Indonesia, therefore good quality concrete will greatly support structural safety. Indonesia is also a developing country that has quite advanced industrial prospects. Glass waste and ceramic waste are increasing in volume every day because many human activities produce glass and ceramics. Most of the glass and ceramic waste is directly disposed of in open areas. This of course will pollute the environment, considering that glass and ceramics are non- recyclable materials. naturally repeated by nature. This Research Uses Quantitative Methods With A Pure Experimental Research Design Conducted At The Bosowa University Laboratory. The purpose of this research is to reduce the impact caused by glass waste and ceramic shards which are disposed of directly into nature. By using word powder as a partial replacement for fine aggregate (sand) constant 10%, and using ceramic shards as a partial replacement for coarse aggregate 30%, 40%, and 50%, the compressive strength results are 21.02 MPa, 21.31 MPA, and 26.21 mpa. And the resulting flexural strength is 3.87 MPa, 3.87 MPA, and 3.60 MPA.
Keywords: Glass Powder, Ceramic Fractions, Compressive Strength and Flexural Strength of Conc
vi
Analisis Penggunaan Serbuk Kaca Dan Pecahan Keramik Terhadap Kuat Tekan dan Kuat Lentur Beton
Oleh :Maraya Danusaputra St1, Arman Setiawan2, Ahmad Yauri Yunus3
Jurusan Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Bosowa Makassar Email : [email protected]
ABSTRAK
Pada era tekonologi sekarang ini, beton adalah sebagai salah satu bahan bangunan yang paling banyak digunakan didunia termasuk di Indonesia, maka dari itu kualitas beton yang baik akan sangat mendukung keamanan dari segi struktur. Indonesia juga merupakan negara berkembang yang memikili prospek industri yang cukup maju.
Limbah kaca dan limbah keramik setiap hari semakin meningkat volumenya karena banyak kegiatan manusia yang menghasilkan kaca dan keramik, sebagian besar limbah kaca dan limbah keramik langsung dibuang ke lahan terbuka, hal ini tentu saja akan mencemari lingkungan mengingat kaca dan keramik merupakan material yang tidak dapat didaur ulang secara alami oleh alam. Penelitian Ini Menggunakan Metode Kuantitatif Dengan Desain Penelitian Eksperimental Murni Yang Dilakukan Di Laboratorium Universitas Bosowa. tujuan dari penelitian ini yaitu mengungari dampak yang di timbulkan lmbah kaca dan pecahan keramik yang di buang langsung ke alam. Dengan menggunakan serbuk kata sebagai penganti sebagian agregat halus (pasir) konstan 10%, dan penggunaan pecahan keramik sebagai pengganti sebagian agregat kasar 30%, 40%, dan 50% didapat hasil kuat tekan sebesar 21,02 mpa, 21,31 mpa, dan 26,21 mpa. Dan kuat lentur yang di hasilkan sebesar 3,87 mpa, 3,87 mpa, dan 3.60 mpa.
Kata Kunci : Serbuk Kaca, Pecahan Keramik, Kuat Tekan Dan Kuat Lentur Beton
vii DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGAJUAN UJIAN TUTUP LEMBAR PENGESAHAN
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN
KATA PENGANTAR ... ii
ABSTRAK ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR NOTASI ... xiv BAB I PENDAHULUAN
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-4 1.4 POKOK BAHAN DAN BATASAN MASALAH ... I-4 1.4.1 Pokok Bahan ... I-4 1.4.2 Batasan Masalah ... I-5 1.5 SISTEMATIKA PENULISAN ... I-5
viii BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 BETON ... II-1 2.1.1 Pengertian Beton ... II-1 2.1.2 Kelebihan dan Kekurangan Beton ... II-4 2.2 BAHAN PENYUSUN BETON ... II-5 2.2.1 Semen ... II-5 2.2.2 Agregat Halus ... II-7 2.2.3 Agregat Kasar ... II-8 2.2.4 Air ... II-9 2.3 MATERIAL TAMBAHAN ... II-11 2.3.1 Material pecahan keramik ... II-11 2.3.2 Bahan Tambah serbuk kaca (glass powder) ... II-14 2.3.2.1 Karesteristik kaca ... II-15 2.3.2.2 Kandungan Kimia dalam Kaca ... II-16 2.4 KARAKTERISTIK BETON ... II-17 2.4.1 Faktor Air Sement (FAS) ... II-17 2.4.2 Workabilitas Beton ... II-18 2.4.3 Modulus Elastisitas Beton ... II-20 2.5 Tahapan Perencanaan Campuran ... II-21 2.5.1 Persiapan Alat Dan Bahan ... II-21 2.6 PENGUJIAN MATERIAL ... II-24 2.6.1 Kadar Air... II-24 2.6.2 Kadar Lumpur ... II-25
ix
2.6.3 Berat Isi ... II-26 2.6.4 Berat Jenis Dan Penyerapan Agregat Halus ... II-26 2.6.5 Analisa Saringan ... II-28 2.7 PERANCANGAN CAMPURAN BETON (MIX DESIGN) ... II-29 2.8 PENGUJIAN SLUMP ... II-33 2.9 PENGUJIAN KUAT TEKAN ... II-34 2.10 PENGUJIAN KUAT LENTUR ... II-36 2.11 PENELITIAN TERDAHULU... II-39 BAB III METODE PENELITIAN
3.1 BAGAN PENELITIAN ... III-1 3.2 TEMPAT DAN WAKTU PELAKSANAAN PENELITIAN ... III-2 3.3 LOKASI PENGAMBILAN MATERIAL ... III-2 3.4 PENGADAAN MATERIAL DAN PERSIAPAN ALAT ... III-2 3.5 PEMERIKSAAN KARAKTERISTI AGREGAT... III-5 3.6 NOTASI DAN JUMLAH SAMPEL ... III-6 3.7 METODE ANALISIS ... III-7
3.7.1 Analisis Kuat Tekan... III-7 3.7.2 Analisis Kuat lentur ... III-7 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 HASIL PENGUJIAN ... IV-1 4.1.1 Karakteristik Agregat ... IV-1 4.1.2 Gradasi gabungan agregat ... IV-3 4.1.3 Mix design ... IV-3
x
4.1.4 Workabilitas ... IV-4 4.1.5 Hasil uji kuat tekan dan beton normal... IV-5 4.1.6 Hasil kuat lentur beton normal ... IV-7 4.1.7 CAMPURAN BETON VARIASI ... IV-8 4.1.7.1 Hasil Kuat tekan beton variasi ... IV-10 4.2.7.2 Hasil kuat lentur beton varias ... IV-11 4.2. PEMBAHASAN ... IV-11 4.2.1 Pengaruh pecahan keramik dan serbuk kaca pada kuat tekan beton dan kuat lentur beton ... IV-11 4.2.1.1 Kuat Tekan ... IV-11 4.2.1.2 kuat lentur... IV-13 4.2.2 Hubungan Kuat Tekan dengan Kuat Lentur Beton Variasi IV-15 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN ... V-1 5.2 SARAN ... V-2 DAFTAR PUSTAKA
xi
DAFTAR TABEL
Halaman 2.1 Unsur Senyawa Kimia Pada Kaca ... II-17 2.2 Kandungan Kimia Serbuk Kaca ... II-17 2.3 Faktor Perkalian Deviasi Standar ... II-30 2.4 Nilan Margin Jika Data Tidak Tersedia Untuk Menetapkan Nilai
Deviasi Standari ... II-30 2.5 kekuatan rata-rata perlu jika data tidak tersedia untuk
menetapkan nilai deviasi standar ... II-31 2.6 Perkiraan kadar air bebas (Kg/m3) yang dibutuhkan untuk
beberapa tingkat kemudahan pengerjaan adukan beton ... II-32 3.1 Spesifikasi Pengjian Karasteristik Agregat Halus ... III-6 3.2 Spesifikasi Pengjian Karasteristik Agregat Kasar ... III-6 3.3 Variasi Benda Uji kuat tekan ... III-6 3.4 Variasi Benda Uji Kuat Lentur ... III-7 4.1 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat Halus ... IV-1 4.2 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat Kasar ... IV-2 4.3 Komposisi Kebutuhan Bahan Campuran Beton Normal ... IV-4 4.4 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Normal ... IV-5 4.5 Hasil Pengujian Kuat Lentur Beton Normal ... IV-7 4.6 Komposisi campuran beton normal dan beton variasi
per 1 sampel ... IV-9
xii
4.7 Rekapitulasi Hasil Nilai Kuat Tekan Rata - Rata Beton Variasi ... IV-10 4.8 Hasil Pengujian Kuat Lentur Variasi ... IV-11 4.9 Persentase Peningkatan Kuat Tekan Beton Normal Terhadap Kuat Tekan Beton Variasi ... IV-13 4.10 Persentase Peningkatan Kuat Lentur Beton Normal Terhadap Kuat Lentur Beton Variasi ... IV-14
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman 2.1 Pecahan Keramik ... II-11 2.2 Serbuk Kaca (Glass Powder) ... II-14 2.3 Hubungan antara kuat tekan dan faktor air semen (benda uji selinder
diameter 15 cm dan tinggi 30 cm)... II-18 2.4 Pembebanan benda uji pada pengujian kuat tekan ... II-36 2.5 Benda Uji, Perletakan Dan Pembebanan ... II-37 2.6 Daerah Pata Pada 1/3 Bentang Tenga Balok... II-37 2.7 Daerah Patah Diluar 1/3 Bentang Balok Dan Garis Pada < 5 %
Dari Panjang Bentang ... II-38 4.1 Grafik Gradasi Penggabungan Agregat Dari Kombinasi
Penggabungan Agregat Didapatkan Komposisi yang Akan
Digunakan Dalam Pencampuran Beton (mix design) ... IV-3 4.2 “Hasil kuat tekan beton normal dan beton variasi” ... IV-12 4.3 hasil Kuat Lentur Beton Normal dengan Kuat Lentur
Beton Variasi ... IV-13 4.4 Grafik Hubungan Kuat Tekan dengan Kuat Lentur Beton Variasi IV-17
xiv
DAFTAR NOTASI 𝑓′𝑐 = kuat tekan (MPa)
P = beban tekan (N)
A = luas penampang benda uji (mm2) fr = Kuat lentur benda uji (MPa)
P = Beban tertinggi yang terbaca pada mesin uji kuat lentur Beton (Pembacaan dalam ton sampai 3 angka di belakang koma) L = Jarak bentang antara dua garis perletakan (cm)
b = Lebar penampang lintang patah arah horizontal (cm) h = Lebar penampang lintang patah arah vertical (cm)
a = Jarak rata-rata antara penampang lintang patah dan tumpuan luar yang terdekat, diukur pada 4 tempat pada sudut dari
bentang (cm)
Ec = Modulus elastisitas beton (MPa) wc = Berat volume beton (kg/m3)
E = modulus elastisitas beton tekan (MPa) f = tegangan (MPa)
ε = regangan
Pmaks = Beban maksimum benda uji (N) Po = Panjang awal benda uji (mm) Ao = luas tampang benda uji (mm2) ΔP = perubahan panjang benda uji (mm) W = Kadar air (%)
xv W1 = Berat agregat sebelum dioven (gr) W = Kadar Lumpur (%)
W2 = Berat agregat setelah dioven (gr) W = Berat benda uji (kg)
V = Volume wadah (liter,𝑐𝑚3 )
A = Berat benda uji kondisi SSD (gr) B = Berat benda uji kondisi SSD di air (gr) C = Berat benda uji kering oven (gr)
f’cr = Kekuatan tekan rata – rata mortar (Kg ) n = Jumlah benda uji
f’c = Kekuatan tekan karakteristik (Kg ) P = Beban yang bekerja (kg)
A = Luas penampang benda uji Sr = Nilai Standart deviasi (Kg/ 𝑐𝑚2 ) f’c = Kuat Tekan benda uji (Mpa) P = Beban tekan maksimal (N) A = Luas permukaan benda uji (cm)
I-1 I. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Beton banyak digunakan secara luas sebagai bahan bangunan.
Bahan tersebut diperoleh dengan cara mencampurkan semen Portland, air dan agregat (dan kadang-kadang bahan tambahan yang sangat variasi mulai dari bahan kimia tambahan, serat, sampai bahan buangan non kimia) pada perbandingan tertentu. Campuran tersebut apabila dituangkan dalam cetakan kemudian dibiarkan maka akan mengeras seperti batuan (Tjokrodimuljo, 1996).
Perkembangan teknologi dalam kehidupan manusia setiap tahun selalu meningkat. Perkembangan ini memberikan dampak positif dan negatif terhadap kehidupan sehari-hari. Dampak negatif yang paling utama adalah limbah yang dihasilkan dari kegiatan manusia, limbah ini sebagian besar langsung dibuang ke alam tanpa dilakukan pengolahan.
Limbah kaca merupakan limbah yang banyak dihasilkan dari kehidupan masyarakat terutama dikota-kota besar, limbah kaca setiap hari semakin meningkat volumenya karena banyak kegiatan manusia yang menghasilkan kaca, sebagian besar limbah kaca langsung dibuang ke lahan terbuka, hal ini tentu saja akan mencemari lingkungan mengingat kaca merupakan material yang tidak dapat didaur ualng secara alami oleh alam.
I-2
Oleh karena itu harus dilakukan suatu inovasi untuk mengurangi limbah kaca, salah satunya dengan memanfaatkan limbah kaca yang ada sebagai salah satu material campuran beton. Dalam hal ini kaca akan dijadikan sebagai pengganti sebagian agregat halus pada campuran beton. Dengan menggunakan kaca sebagai pengganti sebagian agregat halus diharapkan dapat menjadi material alternatif campuran beton dan diharapkan akan mengurangi limbah kaca yang dapat merusak lingkungan.
Selain itu, dalam setiap proses produksi atau proses pekerjaan konstruksi, selalu dijumpai hasil produk atau sisa bahan bangunan yang tidak digunakan lagi dan dibuang sebagai limbah. Jika limbah ini dibuang secara sembarangan tentunya akan menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan. Maka perlu upaya untuk memanfaatkan limbah yang ada sehingga dapat mengurangi pencemaran lingkungan. Limbah keramik adalah salah satu contoh limbah yang dihasilkan dari pabrik keramik atau hasil pekerjaan renovasi bangunan. Keramik terbuat dari tanah liat atau lempung yang mengalami proses pengerasan dengan pembakaran pada temperatur tinggi. Khoirul Sodik (2009) menggunakan limbah pecahan keramik sebagai pengganti sebagian agregat kasar dalam campuran beton. Dalam penelitian ini, limbah pecahan lantai keramik akan digunakan sebagai pengganti sebagian agregat kasar dalam campuran beton.
I-3
Untuk penelitian ini, penulis mencoba meneliti dan mengkaji jenis variasi limbah serbuk kaca dan limbah keramik sebagai pengganti sebagian agregat kasar dan agregat halus terhadap kuat tekan dan kuat kentur beton dengan perendaman 28 hari.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian yang telah dipaparkan maka dapat dirumuskan masalah yang akan diteliti yaitu :
1. Bagaimana cara memperoleh campuran benton normal dengan keuatan tekan f’c = 25 Mpa.?
2. Berapa kuat tekan yang menggunakan serbuk kaca dan pecahan keramik.?
3. Berapa kuat tekan lentur beton yang menggunakan serbuk kaca dan pecahan keramik.?
4. Bagaimana hubungan antara kuat tekan dan kuat lentur yang menggunakan serbuk kaca dan pecahan keramik.?
1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian 1.3.1 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan ini adalah :
1. Untuk memperoleh campuran benton normal dengan keuatan tekan f’c = 25 Mpa.
2. Untuk mengetahui besar kuat tekan yang menggunakan serbuk kaca dan pecahan keramik.
I-4
3. Untuk mengetahui besar kuat lentur yang menggunakan serbuk kaca dan pecahan keramik.
4. Untuk mengetahui hubungan antara kuat tekan dan kuat lentur beton yang menggunakan serbuk kaca dan pecahan keramik.
1.3.2 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini yaitu:
1. Memanfaatkan limbah serbuk kaca sebagai pengganti sebagian agregat halus terhadap kuat tekan dan kuat lentur beton.
2. Memanfaatkan limbah keramik sebagai pengganti sebagian agregat kasar terhadap kuat tekan dan kuat lentur beton.
3. Mengurangi limbah kaca dan limbah pecahan keramik yang dibuang kelingkungan.
4. Sebagai bahan bahan alternatif baru pembuatan beton dengan menggunakan limbah serbuk kaca dan pecahan keramik sebagai bahan tambah agregat halus dan agregat kasar pada campuran beton.
1.4 Pokok Bahasan dan Batasan Masalah 1.4.1 Pokok Bahasan
Penelitian ini dibatasi ruang lingkupnya meliputi :
1. Kuat tekan beton yang direncanakan berdasarkan mix design dengan mutu beton yang diinginkan adalah 25 Mpa.
I-5
2. Jumlah material pecahan keramik yang digunakan bervariasi dan Beton bervariasi terhadap terhadap kuat tekan dan kuat lentur beton.
3. Benda uji dibuat pada cetakan cilynder (t=15 cm, dan d=30cm) 4. Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur 28 hari 1.4.2 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini antara lain : 1. Kuat tekan beton yang direncanakan sebesar f’c 25 Mpa.
2. Material pecahan keramik yang digunakan berasal dari sisah pemakain dari sebuah gedung atau dibelih di tempat bangunan.
3. Semen yang digunakan adalah semen Portland Cemen Composite (PCC).
4. Metode mix design (SNI 2847 -2013) 1.5 Sistematika Penulisan
Agar penelitian ini tersusun secara sistematis, maka penulis membuat perincian penulisan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini menguraikan secara singkat tentang latar belakang, maksud dan tujuan, rumusan masalah, batasan masalah, sistematika penulisan.
I-6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Menguraikan Tinjauan pustaka, Landasan Teori, dan berbagai Literatur yang berhubungan dengan masalah yang akan dibahas.
BAB III METODE PENELITIAN
Pada bab ini menguraikan mengenai metodologi penelitianya meliputi lokasi pengujian, waktu pengujian, bahan, dan pengujian kuat tekan dan kuat lentur beton.
BAB IV ANALISA PEMBAHASAN
Berisikan pengolahan data dan pembahasan berupa hasil pengujian material dan pengujian kuat tekan beton serta mengolah data tersebut dengan memakai rumus-rumus yang telah ditentukan
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Merupakan tahap akhir dari penyusunan tugas akhir yang menguraikan kesimpulan secara garis besar dan hasil penelitian yang dilakukan serta saran yang disampaikan untuk pembaca dan penelitian selanjutnya
II-1 II. BAB II
KAJIAN PUSTAKA 2.1 Beton
2.1.1 Pengertian Beton
Beton merupakan fungsi dari bahan penyusunnya yang terdiri dari bahan semen hidrolik (Portland cement), agregat kasar, agregat halus, air dan bahan tambah (admixture atau additive). Untuk mengetahui dan mempelajari perilaku elemen gabungan (bahan-bahan penyusun beton), kita memerlukan pengetahuan mengenai karakteristik masing-masing komponen. (Mulyono, 2003)
Beton merupakan sebuah bahan bangunan yang terbuat dari kombinasi agregat dan pengikat semen. Bentuk paling umum dari beton adalah beton semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral (biasanya kerikil dan pasir), semen dan air. Beton yang sudah mengeras dapat juga dikatakan sebagai batuan tiruan, dengan rongga-rongga antara butiran yang besar (agregat kasar atau batu pecah), dan diisi oleh batuan kecil (agregat halus atau pasir), dan pori-pori antara agregat halus diisi oleh semen dan air (pasta semen). Pasta semen juga berfungsi sebagai perekat atau pengikat pada proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat sehingga dapat terbentuklah suatu kesatuan yang padat dan tahan lama. (Hadi & Mataram, 2019)
Menurut (Kusnadi, 2010) beton adalah bahan konstruksi bangunan sipil yang paling banyak digunakan saat ini. Hal tersebut dikarenakan
II-2
beton memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan bahanbahan konstruksi lain diantaranya karena harga yang relatif murah (ekonomis), kemampuan menahan gaya tekan yang tinggi, dapat dibentuk sesuai kebutuhan konstruksi yang diinginkan, mudah dalam perawatannya serta ketahanan yang baik terhadap cuaca dan lingkungan sekitar. Oleh karena itu beton dianggap sangat penting untuk terus dikembangkan. Salah satu kelemahan pada struktur beton adalah berat per meter kubiknya yang cukup besar. Hal ini tentunya akan sangat berpengaruh terhadap besarnya beban mati yang akan bekerja pada struktur bangunan.
Penentuan beban mati pada struktur bangunan dapat diminimalkan dengan cara penggunaan beton ringan, seperti yang dilakukan oleh Neville (1987).
a. Berdasarkan jenisnya, beton dibagi menjadi 6 jenis, yaitu : 1. Beton ringan
Beton ringan merupakan beton yang dibuat dengan bobot yang lebih ringan dibandingkan dengan bobot beton normal. Agregat yang digunakan untuk memproduksi beton ringan pun merupakan agregat ringan juga. Agregat yang digunakan umumnya merupakan hasil dari pembakaran shale, lempung, slates, residu slag, residu batu bara dan banyak lagi hasil pembakaran vulkanik.
Berat jenis agregat ringan sekitar 1900 kg/m atau berdasarkan kepentingan penggunaan strukturnya berkisar antara 1440–1850
II-3
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 kawat baja sebagai pemberi kekuatan tarik dan daktil pada mortar semen.
6. Beton serat (fibre concrete)
II-4
Beton serat (fibre concrete) adalah bahan komposit yang terdiri dari beton dan bahan lain berupa serat. Serat dalam beton ini berfungsi mencegah retak-retak sehingga menjadikan beton lebih daktil daripada beton normal.
2.1.2 Kelebihan dan Kekurangan Beton
Menurut (Mulyono, 2003) dalam keadaan yang mengeras, beton bagaikan batu karang dengan kekuatan tinggi. Dalam keadaan segar, beton dapat diberi bermacam bentuk, sehingga dapat digunakan untuk membentuk seni arsitektur atau semata-mata untuk tujuan dekoratif. Beton juga akan memberikan hasil akhir yang bagus jika pengolahan akhir dilakukan dengan cara khusus, umpamanya diekspose agregatnya (agregat yang mempunyai bentuk yang bertekstur seni tinggi diletakkan dibagaian luar, sehingga nampak jelas pada permukaan betonnya).
Secara umum kelebihan dan kekurangan beton adalah:
a. Kelebihan
- Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi
- Mampu memikul beban yang berat - Tahan terhadap temperature yang tinggi - Biaya pemeliharaan yang kecil
b. Kekurangan
- Bentuk yang telah dibuat sulit diubah
- Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi
II-5 - Berat
- Daya pantul suara yang besar.
2.2 Bahan Penyusun Beton 2.2.1 Semen
Semen Portland adalah semen hidraulis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidraulis dengan gips sebagai bahan tambahan. Unsur utama yang terkandung dalam semen dapat digolongkan ke dalam empat bagian yaitu: trikalsium silikat (C3S), dikalsium silikat (C2S), trikalsium aluminat (C3A) dan tetrakalsium aluminoferit (C4AF), selain itu pada semen juga terdapat unsur-unsur lainnya dalam jumlah kecil, misalnya:
MgO, TiO2, Mn2O3, K2O dan Na2O. Soda atau potasium (Na2O dan K2O) merupakan komponen minor dari unsur-unsur penyusun semen yang harus diperhatikan, karena keduanya merupakan alkalis yang dapat bereaksi dengan silika aktif dalam agregat sehingga menimbulkan disintegrasi beton.
Unsur C3S dan C2S merupakan bagian terbesar (70% - 80%) dan paling dominan dalam memberikan sifat semen, bila semen terkena air maka C3S akan segera berhidrasi dan memberikan pengaruh yang besar dalam proses pengerasan semen terutama sebelum mencapai umur 14 hari. Unsur C2S bereaksi dengan air lebih lambat sehingga hanya berpengaruh setelah beton berumur 7 hari. Unsur C3A bereaksi sangat cepat dan memberikan kekuatan setelah 24 jam, semen yang megandung
II-6
unsur C3A lebih dari 10% akan berakibat kurang tahan terhadap sulfat.
Unsur yang paling sedikit dalam semen adalah C3AF sehingga tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kekerasan pasta semen atau beton. Perubahan komposisi kimia semen yang dilakukan dengan cara mengubah persentase 4 komponen utama semen dapat menghasilkan beberapa jenis semen sesuai dengan tujuan pemakaiannya. mengenal 5 jenis semen seperti diuraikan di bawah ini.
1. Jenis I, yaitu semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan-persyaratan khusus.
2. Jenis II, yaitu semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.
3. Jenis III, yaitu semen Portland yang dalam penggunaannnya menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi.
4. Jenis IV, yaitu semen Portland yang dalam penggunaannya menuntut panas hidrasi yang rendah.
5. Jenis V, yaitu semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat yang sangat baik.
Proses hidrasi yang terjadi pada semen Portland dapat dinyatakan dalam persamaan kimia sebagai berikut:
II-7
2(2CaO.SiO2) + 6H2O 3.CaO. 2SiO2. 3H2O + 3Ca(OH) 2
2(2CaO.SiO2) + 4H2O 3.CaO. 2SiO2. 3H2O + Ca(OH) 2 Hasil utama dari proses hidrasi semen adalah C3S2H3 (tobermorite) yang berbentuk gel dan panas hidrasi selama reaksi berlangsung. Hasil yang lain berupa kapur bebas Ca(OH)2yang merupakan sisa dari reaksi antara C3S dan C2S dengan air, kapur bebas ini dalam jangka panjang cenderung melemahkan beton karena dapat bereaksi dengan zat asam maupun sulfat yang ada di lingkungan sekitar sehingga menimbulkan proses korosi pada beton
2.2.2 Agregat Halus
Agregat halus pada umumnya berbutir lebih kecil dari 4,80 mm, contoh agregat halus seperti, pasir, baik berupa pasir alami atau dari hasil pemecahan batu. Pasir alam dapat diperoleh dari dalam tanah, dasar sungai, atau dari tepi laut, (Tjokrodimuljo, 2010). Pasir merupakan bahan pengisi yang digunakan dengan semen untuk membuat adukan. Adapun syarat-syarat pasir yang baik untuk digunakan dalam campuran beton, antara lain sebagai berikut ini.
a) Pasir harus terdiri dari butir-butir tajam dan keras. Hal ini dikarenakan dengan adanya bentuk pasir yang tajam, maka kaitan antar agregat lebih baik.
b) Butirnya harus bersifat kekal. Sifat kekal ini berarti pasir tidak mudah hancur.
II-8
c) Pengaruh cuaca, sehingga beton yang dihasilkan juga tahan terhadap pengaruh cuaca.
d) Pasir tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% dari berat kering pasir.
e) Lumpur yang ada menghalangi ikatan antara pasir dan pasta semen, jika konsentrasi lumpur tinggi maka beton yang dihasilkan akan berkualitas rendah.
f) Pasir tidak boleh mengandung bahan organik terlalu banyak.
2.2.3 Agregat Kasar
Agregat kasar pada umumnya berbutir lebih besar dari 4,80 mm, contoh agregat kasar seperti, kerikil, kericak, batu pecah, atau split. Kerikil sebagai hasil desintregasi alami dari batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari indrustri pemecahan batu dan mempunyai ukuran butir antara 5 mm sampai 40 mm. Menurut SNI 03 – 2847 – 2002, bahwaagregat kasar (kerikil/batu pecah) yang akan dipakai untuk membuat campuran beton harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut ini:
a) Kerikil atau batu pecah harus terdiri dari butir-butir yang keras dan tidak berpori serta mempunyai sifat kekal (tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca seperti terik matahari atau hujan).
Agregat yang mengandung butir-butir pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah butir-butir pipih tersebut tidak melebihi 20% dari berat agregat seluruhnya.
II-9
b) Agregat kasar tidak boleh mengandung bahan yang reaktif terhadap alkali jika agregat kasar digunakan untuk membuat beton yang mengalami basah dan lembab terus menerus atau yang akan berhubungan dengan tanah basah. Agregat yang reaktif terhadap alkali boleh untuk membuat beton dengan semen yang kadar alkalinya dihitung setara Natrium Oksida tidak lebih dari 0,6%, atau dengan menambahkan bahan yang dapat mencegah terjadinya pemuaian yang dapat membahayakan oleh karena reaksi alkali agregat tersebut.
c) Agregat kasar tidak boleh mengandung bahan-bahan yang dapat merusak beton seperti bahan-bahan yang reaktif sekali dan harus dibuktikan dengan percobaan warna dengan larutan NaOH.
d) Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1%
(terhadap berat kering) dan apabila mengandung lebih dari 1%, agregat kasar tersebut harus dicuci.
e) Besar butir agregat kasar maksimum tidak boleh lebih daripada 1/5 jarak terkecil antara bidang-bidang samping cetakan, 1/3 dari tebal pelat atau ¾ dari dari jarak bersih minimum antara batang-batang atau berkas tulangan.
2.2.4 Air
Air merupakan salah satu bahan dasar dalam pembuatan beton yang penting dan paling murah diantara bahan yang lainya. Penggunaan
II-10
air digunakan untuk mereaksikan semen sehingga menghasilkan pasta semen yang berfungsi untuk mengikat agregat. Penggunaan air juga berpengaruh pada kuat tekan beton, dan pada penggunaan fas yang terlalu tinggi mengakibatkan bertambahnya kebutuhan air sehingga mengakibatkan pada saat kering beton mengandung banyak pori yang nantinya berdampak pada kuat tekan beton yang rendah.
Menurut Standar SK SNI 2847-2013, air harus bersih dan bebas dari bahan-bahan merusak yang mengandung oli, asam, alkali, garam, bahan organik sehingga air yang digunakan dianggap memenuhi syarat. Dan air yang digunakan pada campuran beton harus memenuhi ASTM C1602/C1602M-06 Standard Specification for Mixing Water Used in the Production of Hydraulic Cement Concrete (Standar Spesifikasi untuk Air Campuranyang Digunakan dalam Produksi Beton Semen Hidrolis).Air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang didalamnya tertanam logam aluminium, termasuk air bebas yang terkandung dalam agregat,tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang membahayakan.
II-11 2.3 Material Tambahan
2.3.1 Material Pecahan Keramik
Gambar 2.1 Pecahan Keramik
Bahan keramik adalah suatu unsur bangunan yang dipergunakan untuk melapisi lantai atau dinding yang biasanya berbentuk plat persegi dan tipis yang dibuat dari tanah atau campuran tanah liat dan bahan mentah keramik lainnya. Keramik dibuat dengan di bakar dengan suhu tertentu sehingga mempunyai sifat-sifat fisik khusus. Menurut Frik, Hdan Ch. Koesmartadi (1999) keramik dapat digolongkan menjadi 4, yaitu : 1. Keramik kasar
Keramik kasar terbuat dari tanah liat (pasir kuarsa, tanah pekat, silb termasuk abu tertentu) yang dibakar pada suhu 1000°- 1400°C. Jika dibutuhkan glasir maka keramik kasar dilapisi dengan campuran felspar, kuarsa, kaolin, kapurspar dan dolomit yang diadukdengan air. Pada proses pembakaran glasir ini terjadinya lapisan seperti kaca tipis.
Kegunaan keramik kasar berupa:
a. Pipa keramik kasar (sebagai pipa saluran air kotor)
II-12
b. Bata klinker (sebagai dinding batu merah yang terbuka terhadap udara)
c. Ubin tanah liat (sebgai ubin lantai yang agak alamiah)
d. Genting tanah liat berglasir (sebagai genting keramik flam atau pres)
2. Keramik halus
Terbuat dari tanah liat yang halus sekali dengan campuran jerami yang digiling (tembikar merah) atau dengan tambahan kaolin, kuarsa, felspar, atau bubuk magnesium-silika yang dibakar (pembakaran tunggal) pada suhu 1330°. Kecuali barang tembikar yang berwarna agak merah, maka keramik halus biasanya berwarna putih kekuning-kuningan. Keramik halus umumnya dilapisi glasir (tembikar). Kegunaan keramik halus di dalam pembangunan berupa perlengkapan saniter (wastafel, kloset, urinoir, dan sebagainya
3. Keramik pelapis dinding (fayence)
Keramik fayence terbuat dari tanah pekat putih yang halus sekali dan mengandung kaolin, felspar, kuarsa atau bubuk megnesium silikat sehingga warna menjadi putih. Setelah dicetak atau dibentuk keramik fayence dikeringkan dan dilapisi glasir (tembikar) yang mengadung banyak timah-oksid dan selama tembikar masih basah dilaksanakn proses pewarnaan. Kemudian dibakar pada suhu 1100°C (pembakaran ganda).
II-13
Kegunaan keramik fayence di dalam penbangunan berupa : tegel diding dan baran pecah belah.
4. Porselen (tembikar putih)
Terbuat dari 50 % kaolin, 25 % felspar, dan 25 % kuarsa. Sesudah dicetak atau dibentuk porselen dibakar pada suhu 1200° - 1300°C.
Setelah dingin di beriglasir halus (tembikar putih) dan dibakar kedua kalinya pada suhu 1380° - 1450°C selama 24 jam sehingga menjdi lapisan seperti kaca tipis. Warna porselen biasanya putih dan jika perlu pewarnaan dapat dilakukan dengan kobalt-oksid (biru) atau krom-oksid (hijau) sebagai lapisan bawah glasir atau dengan cara memberi motif di atas tembikar putih(pembakaranganda).Kegunaan porselen dalam pembangunan berupa : barang pecah belah.Limbah pecahan keramik adalah sisa atau pecahan keramik dari keramik lantai sebuah bangunan.
Dengan menggunakan limbah keramik peneliti bermaksud memberdayakan sumber daya lokal yang berupa pemanfaatan barang- barang rusak yang sudah tidak bisa dipakai sebagaimana mestinya. Salah satu sumber daya lokal di sekitar kita yang dapat dimanfaatkan contohnya pecahan keramik, pecahan keramik yang peneliti manfaatkan adalah pecahan dari keramik ubin/ lantai. Dipilihnya pecahan keramik sebagai penelitian ini dikarenakan banyak masyarakat yang kurang maksimal memanfaatkan pecahan dari bahan keramik. Umumnya barang-barang yang terbuat dari bahan keramik yang sudah pecah atau rusak dibuang begitu saja, namun ada juga yang memanfaatkannya sebagai penghias
II-14
pot bunga dengan cara di tempel. Biasannya pecahan keramik yang sudah pecah atau rusak dijadikan timbunan seperti sampah, pada penelitian ini pecahan keramik dimemanfaatkann sebagai bahan pengganti sebagian agregat kasar pada pembuatan beton normal.
2.3.2 Bahan Tambahan Serbuk Kaca (Glass Powder)
Gambar 2.2 Serbuk Kaca (Glass Powder)
Kaca Merupakan salah satu produk industri kimia yang paling akrab dengan kehidupan kita sehari-hari. Dipandang dari segi fisika kaca merupakan zat cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair, namun kaca sendiri berwujud padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikelpartikel silika tidak “sempat”
menyusun diri secara teratur. Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai oksida an-organik yang tidak mudah menguap, yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya.
II-15
Kaca memiliki sifat-sifat yang khas dibanding dengan golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat kaca ini terutama dipengaruhi oleh keunikan silika (SiO2) dan proses pembentukannya. Reaksi yang terjadi dalam pembuatan kaca secara ringkas pada persamaan :
Na2CO3+ a. SiO2 Na2O. a. SiO2 + CO2
CaCo3 + b. SiO2 CaO.b. SiO2 + CO2
Na2SO4+ c. SiO2+ C Na2O. c. SiO2+ SO2 + SO2 + CO 2.3.2.1 Karakteristik kaca
Karakteristik Serbuk Kaca Karakteristik yang berpotensi menguntungkan dari serbuk kaca yang telah memenuhi syarat sebagai pengganti agregat halus pada pembuatan beton sebagai berikut :
1. Kaca merupakan bahan yang tidak menyerap air atau zero water absorption sehingga dapat mengisi rongga-rongga pada beton secara maksimal sehingga beton bersifat kedap air dan akan memiliki tingkat durabilitas yang tinggi, mengingat kaca adalah material yang tidak menyerap air .
2. Kaca tidak mengandung lumpur seperti agregat alam.
3. Kaca dalam hal ini adalah serbuk kaca mempunyai sifat sebagai pozzoland yang dapat meningkatkan kuat tekan dari beton.
4. Kaca memiliki kandungan silika yang cukup tinggi. Sehingga kaca dapat dibuat sebagai bahan campuran dalam pembuatan beton.
II-16
5. Serbuk kaca butir-butiranya tajam dan memiliki ketahanan yang kuat.
6. Kaca merupakan bahan tahan oleh pengaruh cuaca .
7. Kaca merupakan bahan tahan terhadap panas yang cukup tinggi 8. Kaca tidak mengandung bahan yang berbahaya, sehingga pada
saat pengerjaan beton aman bagi manusia.
9. Serbuk kaca juga dapat digunakan sebagai bahan pengisi pori atau filler,sehingga diharapkan akan diperoleh beton yang lebih padat dengan porositas minimum sehingga kekuatan beton dapat meningkat.
10. Kaca memiliki ketahanan yang tinggi terhadap abrasi dan karakteristik ini adalah karakteristik yang langka terdapat dalam agregat alami lainnya, adapun pengunaan aditif untuk agregat alami agar bisa mencapai kekuatan yang sama tetapi harganya mahal sehingga .
2.3.2.2 Kandungan Kimia dalam Kaca
Kandungan Kimia dalam Kaca Ada beberapa kandungan kaca berdasarkan jenis-jenis kaca, yaitu: clearglass, amber glass, green glass, pyrex glass, dan fused silica .Kandungan bahan kimia dalam berbagai jenis kaca serta kandungan kimia di dalam bubuk kaca yaitu seperti SiO2, Al2O3, Fe2O3, dan CaO seperti Tabel 2.2 di bawah ini.
II-17 Tabel 2.1 Unsur Senyawa Kimia Pada Kaca
Jenis Kaca Clear Glass Amber Glass
Green
Glass Pyrex Glas Fused Silica SiO2 73,2 – 73,5 71,5 – 72 71,27 81 99,87
A12O 1,7 – 1,9 1,7 – 1,8 2,22 2 -
Na2O+K2O 13,6 – 14,1 13,8 – 4 13,06 4 -
CaO+MgO 10,7 – 10,8 11 12,17 - -
SO 0,2 – 0,24 0,12 – 0,14 0,052 - -
Fe O 0,04 – 0,05 0,3 0,509 3,37 -
Cr2O3 - 0,01 0,43 12,0 – 13,0 -
Beberapa kandungan kimia serbuk kaca tersebut yaitu SiO2, Al2O3, Fe2O3, dan CaO seperti yang ada pada tabel dibawah :
Tabel 2.2 Kandungan Kimia Serbuk Kaca
Unsur Kadar (%)
SiO2 61,72%
AL2O3 3,45%
Fe2O3 0,18%
CaO 2,59%
2.4 Karasteristik Beton 2.4.1 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 faktorair semen, nilai faktor air semen yang rendah akan menyebabkan kesulitandalam hal pengerjaan dilapangan dan akhirnya menyebabkan
II-18
mutu betonmenjadi rendah. Umumnya nilai faktor air semen minimum yang diberikansekitar 0,4 dan maksimum 0.65. Rata-rata ketebalan lapisan yangmemisahkan antar partikel dalam beton sangat tergantung pada faktor airsemen yang digunakan dan kehalusan butir semennya.
Gambar 2.3 Hubungan antara kuat tekan dan faktor air semen (benda uji selinder diameter 15 cm dan tinggi 30 cm)
2.4.2 Workabilitas Beton
Sifat ini merupakan ukuran dari tingkat kemudahan campuran untuk diaduk, diangkut, dituang dan dipadatkan tanpa menimbulkan pemisahan Bahan susunan pembentuk beton. Taiji saji (1984) menguraikan bahwa sifat workabilitas beton segar ditandai dengan enam karakter yaitu : konsistensi,plasticity (plastisitas), placeability (kemudahan dituang), flowability(keenceran), finishability (kemudahan dirapikan), dan pumpability(kemudahan dipompa). Sedang Newman dalam Murdock
II-19
(1999)menuliskan bahwa sekurang-kurangnya tiga sifat yang terpisah dalammendefinisikan 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.Tingkat kompakbilitas campuran tergantung pada nilai faktor airsemennya. Semakin kecil nilai faktor air semen, adukan beton semakinkental dan kaku sehingga makin sulit untuk dipadatkan. Sebaliknya semakinbesar nilai factor air semen adukan beton semakin encer dan semakin sulituntuk mengikat agregat
sehingga kekuatan beton yang dihasilkan
semakinrendah.Pengamatan workabilitas beton di lapangan pada umumnyadilakukan dengan slump test. Pengetesan ini merupakan petunjuk dari sifatmobilitas dan stabilitas beton. Neville (1981) menuliskan bahwa slump testbermanfaat untuk mengamati variasi keseragaman campuran. Pada betonbiasa, pengujian slump dilakukan untuk mencatat konsistensi dalam satuanmm penurunan benda uji beton segar selama pengujian. Selain ituworkabilitas dapat juga diamati dengan mengukur faktor kepadatan, yaiturasio antara berat aktual beton dalam silinder dengan berat beton dalam kondisi padat pada silinder yang sama. Faktor kepadatan
II-20
memberikanindikasi bahwa tingkat kemampuan beton tersebut dipadatkan.
2.4.3 Modulus Elastisitas Beton
Menurut Murdock dan Brook, tolak ukur yang umum dari sifat elastis suatu bahan adalah modulus elastisitas, yang merupakan perbandingan dari desakan yang diberikan dengan perubahan bentuk per- satuan panjang, sebagai akibat dari desakan yang diberikan itu (Kusumo, 2013). Menurut Wang & Salmon, berbeda dengan baja, maka modulus elastisitas beton adalah berubah-ubah menurut kekuatan. Modulus elastisitas juga tergantung pada umur beton, sifat-sifat dari agregat dan semen, kecepatan pembebanan, jenis dan ukuran dari benda uji (Kusumo, 2013).
Untuk menghitung modulus elastisitas ada beberapa cara yang dapat digunakan, diantaranya dengan menggunakan rumus pada SNI 2847-2013 untuk modulus elastisitas pada beton mutu tinggi, yaitu:
Ec1 = wc1,50.043√𝑓′𝑐 untuk 1440 <wc< 2500 kg/m3
Ec = 4700√𝑓′𝑐 untuk beton normal Keterangan:
Ec = Modulus elastisitas beton (MPa) wc = Berat volume beton (kg/m3) 𝑓′𝑐 = Kuat tekan beton (MPa)
II-21
Dalam penelitian ini nilai modulus elastisitas didapat dengan melakukan pengujian langsung di laboratorium dengan mengamati perubahan panjang dengan compressometer. Untuk memperoleh nilai modulus elastisitas beton digunakan perhitungan secara umum yang dapat dituliskan sebagai berikut :
E = εf
f = P𝑚𝑎𝑘𝑠𝐴
0
ε = 0,5 x ΔP𝑃
0
Keterangan :
E = modulus elastisitas beton tekan (MPa) f = tegangan (MPa)
ε = regangan
Pmaks = Beban maksimum benda uji (N) Po = Panjang awal benda uji (mm) Ao = luas tampang benda uji (mm2) ΔP = perubahan panjang benda uji (mm) 2.5 Tahapan Perencanaan Campuran
2.5.1 Persiapan Alat dan Bahan Penelitian a) Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini sebagai berikut : a. Semen : Semen Portland Komposit (PCC) Type I
II-22
b. Air : Air PDAM yang terdapat di laboratorium c. Agregat Halus : Pasir
d. Agregat Kasar : Batu Pecah Dan Sebagian pecahan keramik’
e. Bahan Tambah : serbuk kaca b) Peralatan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini sebagai berikut :
1. Pengujian Analisa Saringan Agregat Kasar dan Agregat Halus 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
2. Pengujian Berat Jenis Agregat Kasar dan Agregat Halus
a. Keranjang kawat ukuran 3,35 mm atau 2,36 mm (No. 6 atauno.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
f. Piknometer kapasitas 500 ml
II-23 g. Air suling
h. Bejana tempat air
3. Pengujian Berat Isi Agregat Kasar dan Agregat Halus 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
4. Pengujian Kadar air Agregat Kasar dan Agregat Halus a. Timbangan ngan dengn keteitian 0,1%
a. Oven
b. Talam logam berkapasitas besar
5. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Kasar dan Agregat Halus a. Saringan no. 16 dan no. 200
b. Wadah pencuci benda uji berkapasitas besar (Wajan) c. Oven
d. Timbangan dengan ketelitian 0,1%
6. Pencampuran material (Mix Design)
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
II-24 e. Timbangan
f. Peralatan tambahan : sendok, talam, ember, sendok perata g. Alat penggetar
7. 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
8. Pengujian Kuat Tekan Beton a. Bak perendaman
b. Mesin tekan / Compressor test c. Timbangan
d. Satu set alat pelapis (capping) 9. Pengujian Kuat Lentur Beton
a. Bak perendaman
b. Mesin uji Kuat lentur / hydraulics concrete beam test c. Timbangan
d. Satu set alat pelapis (capping) 2.6. Pengujian Material
Material yang dipakai, sehingga pengujian yang dilakukan menghasilkan nilai yang sebenarnya. Adapun pengujian ini meliputi sebagai berikut :
II-25 1.6.1 Kadar Air
Kadar air merupakan perbandingan antara berat air yang terkandung dalam agregat dengan berat agregat dalam keadaan kering yang dinyatakan dengan persen (%). Berat air yang terkandung dalam agregat besar sekali pengaruhnya pada pekerjaan yang menggunakan agregat terutama beton. Dengan diketahuinya kadar air yang terkandung dalam agregat, maka perencanaan mix design menjadi lebih akurat karena adanya faktor koreksi kadar air campuran beton pada saat akan dilakukan pengecoran di lapangan.
Adapun rumus kadar air ditunjukkan pada persamaan 1 berikut:
W = 𝑊1−𝑊2𝑊2 – 100% (2)
Dengan:
W : Kadar air (%)
W1: Berat agregat sebelum dioven (gr) W2: Berat agregat setelah dioven (gr)
2.6.2 Kadar lumpur
Agregat yang cocok untuk menghasilkan mortar yang baik adalah harus bebas dari lempung, lanau dan bahan organik yang akan mengurangi kekuatannya. Adapun rumus kadar lumpur ditunjukkan pada persamaan 2 berikut:
II-26
W = 𝑊1−𝑊2𝑊1 – 100% (3)
Dengan:
W : Kadar Lumpur (%)
W1: Berat agregat sebelum dioven (gr) W2: Berat agregat setelah dioven (gr)
2.6.3 Berat isi
Berat isi agregat adalah perbandingan antara berat dengan volume yang ditempatinya. Menentukan berat isi agregat dapat dilakukan dalam keadaan lepas dan keadaan padat. Adapun rumus berat volume ditunjukkan pada persamaan 3 berikut:
Berat volume agregat = 𝑊𝑉 (4)
Dengan:
W : Berat benda uji (kg) V : Volume wadah (liter,𝑐𝑚3 )
2.6.4 Berat Jenis dan penyerapan untuk agregat halus:
Berat jenis kering adalah perbandingan antara berat kering dan berat air yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu. Adapun rumus berat jenis kering ditunjukkan pada persamaan 4 berikut :
II-27
Berat jenis kering = 𝐴−𝐵𝐶 (5)
Dengan:
A : Berat benda uji kondisi SSD (gr) B : Berat benda uji kondisi SSD di air (gr) C : Berat benda uji kering oven (gr)
1. Berat jenis permukaan (kering SSD) yaitu perbandingan antara berat kering permukaan jenuh dengan berat air yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu.
Adapun rumus berat jenis permukaan ditunjukkan pada persamaan 5 berikut :
Berat jenis kering = 𝐴−𝐵𝐴 (6)
Dengan:
A : Berat benda uji kondisi SSD (gr) B : Berat benda uji kondisi SSD di air (gr)
Berat jenis semu adalah perbandingan antara berat agregat kering oven dengan berat air yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu. Adapun rumus berat jenis semu ditunjukkan pada persamaan 6 berikut :
Berat jenis semu = 𝐶−𝐵𝐶 (7)
II-28 Dengan:
B : Berat benda uji kondisi SSD (gr) C : Berat benda uji kering oven(gr)
2. Penyerapan adalah presentase yang menyatakan kebutuhan air yang akan diserap oleh agregat sehingga jenuh permukaan kering (JPK). Adapun rumus penyerapan ditunjukkan pada persamaan 6 berikut :
Berat jenis semu = 𝐴−𝐶𝐶 x 100% (8)
Dengan:
A : Berat benda uji kondisi SSD (gr) C : Berat benda uji kering oven(gr)
2.6.5 Analisa saringan
Analisa saringan agregat adalah salah satu analisa untuk mengetahui distribusi ukuran agregat dengan menggunakan ukuran saringan standar tertentu yang ditunjukan dengan lubang saringan (mm) dan untuk menilai apakah agregat halus yang akan digunakan cocok untuk produksi mortar. Selain itu juga mendapatkan presentasi agregat halus dalam campuran. Adapun rumus modulus kehalusan ditunjukkan pada persamaan 7 berikut:
F = 𝛴% 𝑘𝑜𝑚𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 𝑡𝑒𝑟𝑡𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑠𝑎𝑟𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑛𝑜 4 𝑠/𝑑 100
100 (9)
II-29
2.7 Perancangan Campuran Beton (Mix Design)
Perencanaan campuran mortar (mix design) menggunakan metode DOE (Department of Environment) berasal dari inggris (The British Mix Design Method), tercantum dalam Design of Normal Concrete Mixes telah menggantikan Road Note No.4 sejak tahun 1975. Di Indonesia DOE digunakan sebagai standar perencanaan Dinas Pekerjaan Umum dan dimuat dalam buku standar SNI 3847 - 2013. Metode ini digunakan karena merupakan metode yang paling sederhana dengan menghasilkan hasil yang akurat. Langkah metode ini secara garis besar dapat diuraikan sebagai berikut :
A. Penentuan kuat tekan yang disyaratkan (f’c).
Penentuan kuat tekan ini disyaratkan dengan perencanaan struktural dan kondisi setempat.
B. Penetapan nilai deviasi standar (s)
Deviasi standar ditetapkan berdasarkan tingkat mutu pengendalian pelaksanaan pencampuran betonnya.semakin baik mutu pelaksanaannya maka semakin kecil nilai deviasi standarnya.Jika jumlah data hasil pengujian kurang dari 30 benda uji sehingga dilakukan koreksi terhadap nilai standar deviasi dengan suatu faktor perkalian pada tabel 2.4 berikut ini.
II-30
Tabel 2.3 faktor perkalian deviasi standar
Jumlah pengujian Faktor modifikasi untuk nilai deviasi standar benda uji
Kurang dari 15 Tabel 2,5
15 1,16
20 1,08
25 1,03
30 atau lebih 1,00
Sumber SNI – 2847 – 2013
C. Perhitungan nilai tambah (margin)
m = 1,34 . s MPa atau m = 2,33 s – 3,5 MPa(diambil nilai yang terbesar dari kedua persamaan tersebut).
Apabila tidak tersedia catatan hasil uji terdahulu untuk perhitungan deviasi standar yang memenuhi ketentuan, maka nilai margin harus didasarkan pada tabel 2.5 berikut ini.
Tabel 2.4 Nilai margin jika data tidak tersedia untuk menetapkan nilai deviasi standar.
Persyaratan kuat tekan f’c Mpa Margin (m), MPa
Kurang dari 21 Mpa 7,0
21 s/d 35 8,3
Lebih dari 35 10,0
II-31 Sumber : SNI – 2847 – 2013
D. Menetapkan kuat tekan rata-rata rencana.
Jika pelaksanaan tidak mempunyai catatan atau pengalaman hasil pengujian beton pada sebelumnya yang memenuhi persyaratan tersebut maka kekuatan rata-rata perlu f’cr harus ditetapkan dari tabel 2.6 berikut ini.
Tabel 2.5 kekuatan rata-rata perlu jika data tidak tersedia untuk menetapkan nilai deviasi standar.
Kekuatan tekan disyaratkan, MPa Kekuatan tekan rata-rata perlu, MPa
f’c < 21 f’cr = f’c + 7,0
21 ≤ f’c ≤ 35 f’cr = f’c + 8,3
f’c < 35 f’cr = 1,10 f’c + 5,0
Sumber : SNI – 2847 – 2013
Standar deviasi dapat dihitung dengan rumus :
Sr = √𝛴 (𝑓′𝑐−𝑓 𝑐𝑟)2
𝑛− 1 (10)
Dengan :
f’cr : Kekuatan tekan rata – rata mortar (Kg ) n : Jumlah benda uji
f’c : Kekuatan tekan karakteristik (Kg ) P : Beban yang bekerja (kg)
II-32 A : Luas penampang benda uji Sr : Nilai Standart deviasi (Kg/ 𝑐𝑚2 )
E. Menetapkan jenis semen yang digunakan dalam campuran.
Jenis atau type semen yang dipakai harus dinyatakan dalam design campuran mortar. Umumnya semen type I dan III yang banyak dipakai yaitu semen cepat mengeras (pengikatan awal rendah).
F. Menetapkan jenis agregat halus.
Penetapan jenis agregat yang akan digunakan apakah menggunakan pasir alam, karena hal ini mempengaruhi kekuatan dan kadar air bebas.
Tabel 2.6 Perkiraan kadar air bebas (Kg/m3) yang dibutuhkan untuk beberapa tingkat kemudahan pengerjaan adukan beton.
Slump (mm) 0 – 10 10 - 30 30 – 60 60 – 180
V.B (det) -- -- -- --
Ukuran maks.
Agregat (mm)
Jenis
agregat Kadar air bebas dalam (kg / 𝑚3)
10 Alami
Batu pecah
150 100
180 205
205 230
225 250
20 Alami
Batu pecah 135
170 160
190 180
210 190
225
40 Alami
Batu pecah 115
155 140
175 160
190 175
205 Sumber SNI 03-2834-2000
G. Menetapkan faktor air semen.
a. Menetapkan FAS berdasarkan jenis semen yang dipakai dan kuat tekan rata-rata selinder/kubus dengan umur rencana.
II-33
b. Menetapkan berdasarkan jenis semen dan agregat yang digunakan dan kuat tekan rata-rata pada umur yang direncanakan.
H. Penetapan kadar air bebas
Penetapan besar kadar air bebas (air yang diluar air jenuh) ditetapkan berdasarkan nilai slump yang dipilih, ukuran maksimum agregat, dan type agregat. Hal ini dapat dilihat pada tabel 2.5.
I. Penetapan kadar semen (kg / 𝑚3).
Kadar semen = 𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑖𝑟 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑠 𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑎𝑖𝑟 𝑠𝑒𝑚𝑒𝑛
2.8 Pengujian Slump
Pengujian Slump adalah pengujian yang dilakukan untuk mengetahui seberapa kental adukan beton yang akan di produksi agar mencapai kuat tekan beton rencana.
Alat pengukuran slump adalah sebagai berikut:
a.. Kerucut Abrams :
Kerucut terpancung, dengan bagian atas dan bawah terbuka Diameter atas 10 cm
Diameter bawah 20 cm
Tinggi 30 cm b. Batang besi penusuk :
Diameter 16 mm
II-34
Panjang 60 cm
Ujung dibulatkan
c. Alas : rata, tidak menyerap air
Ukuran 900mm x 900mm
Prosedur Pengujian adalah sebagai berikut :
Basahi “slump cone” dan letakan ditempat yang datar, lembab, tidak menyerap/halus permukaan. Isi “cone” sampai penuh kemudian ratakan permukaan bagian atas dengan sendok semen, kemudian Tarik kerucut abrams keatas secara perlahan sampai mortar mengalir secara sempurna , setelah itu ukur diameter mortar dengan alat meteran dimana yang dihitung adalah diameter terbesar.
2.9 Kuat Tekan Beton
Menurut Mulyono, kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi kekuatan struktur dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan (Kusumo, 2013).
Nilai kuat tekan beton didapat dari pengujian standar dengan benda uji yang lazim digunakan berbentuk silinder. Dimensi benda uji standar adalah tinggi 300 mm, diameter 150 mm. Tata cara pengujian yang umumnya dipakai adalah standar ASTM C39-86. Kuat tekan masing-
II-35
masing benda uji ditentukan oleh tegangan tekan tertinggi (fc') yang dicapai benda uji umur 28 hari akibat beban tekan selam percobaan (Dipohusodo, 1996).
Rumus yang digunakan untuk mendapatkan nilai kuat tekan beton berdasarkan percobaan di laboratorium adalah sebagai berikut (Antono,1995)
𝑓′𝑐 = PA ...(1) Keterangan:
𝑓′𝑐 = kuat tekan (MPa) P = beban tekan (N)
A = luas penampang benda uji (mm2)
Beton akan mempunyai kuat tekan yang tinggi jika tersusun dari bahan lokal yang berkualitas baik. Bahan penyusun beton yang perlu mendapat perhatian adalah agregat, karena agregat mencapai 70-75%
volume beton (Dipohusodo, 1996). Oleh karena kekuatan agregat sangat berpengaruh terhadap kekuatan beton maka hal-hal yang perlu diperhatikan pada agregat adalah:
a. permukaan dan bentuk agregat, b. gradasi agregat, dan
c. ukuran maksimum agregat.
II-36
Gambar 2.4 Pembebanan benda uji pada pengujian kuat tekan 2.10 Kuat Lentur Beton
Lentur adalah keadaan gaya kompleks yang berkaitan dengan melenturnya balok sebagai akibat adanya beban transversal. Aksi lentur menyebabkan serat pada permukaan balok mengalami tarik dan tekan.
Tegangan ini bekerja tegak lurus pada permukaan penampang struktur . Kekuatan balok yang mengalami lentur tergantung pada distribusi material pada penampang, juga jenis materialnya. Sebagai reaksi atas adanya lentur yang bekerja pada penampang struktur maka penampang akan memberikan gaya perlawanan (aksi) untuk mengimbangi gaya tarik dan tekan yang terjadi pada penampang. (Mulyono, 2003)
Beban-beban yang bekerja pada struktur, baik yang berupa beban gravitasi (berarah vertikal) maupun beban-beban lain, seperti beban angin (dapat berarah horizontal), atau juga beban karena susut dan beban karena perubahan temperatur, menyebabkan adanya lentur dan deformasi pada elemen struktur. Lentur pada balok merupakan akibat dari adanya regangan yang timbul karena adanya beban luar.. Apabila bebannya bertambah, maka pada balok terjadi deformasi dan regangan tambahan yang mengakibatkan timbulnnya retak lentur di sepanjang bentang balok.
II-37
Bila bebannya semakin bertambah, pada akhirnya dapat mengakibatkan keruntuhan elemen struktur. Pada saat beban luar mencapai taraf Pembebanan disebut keadaan batas keruntuhan karena lentur.(Nawy, 2009). Dengan demikian kuat lentur dapat didefinisikan kemampuan
Gambar 2.5 Benda uji, Perletakan dan Pembebanan
Rumus-rumus perhitungan yang digunakan dalam pengujian lentur adalah:
1. Untuk pengujian dimana bidang patah terletak di daerah pusat (daerah 1/3 jarak titik perletakan bagian tengah), maka kuat lentur Beton dihitung persamaan sebagai berikut :
fr=𝑏.ℎ𝑃.𝐿2
II-38
Gambar 2.6 Daerah patah pada 1/3 bentang tengah balok
2. Untuk pengujian dimana patahnya benda uji ada di luar pusat (daerah 1/3 jarak titik perletakan bagian tengah), dan jarak antara titik pusat dan titik patah kurang dari 5 % dari jarak titik antar perletakan maka kuat lentur beton dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
fr=𝑏.ℎ𝑃.𝑎2
Gambar 2.7 Daerah patah di luar 1/3 bentang tengah balok dan garis patah pada < 5 % dari panjang bentang.
Keterangan :
fr : Kuat lentur benda uji (MPa)
