KAJIAN KUAT TARIK LANGSUNG BETON RINGAN METAKAOLIN BERSERAT … · 2013-07-22 · sebagai bahan kajian karena beton ringan kini menjadi salah satu material yang ... Beton ringan mempunyai

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

KAJIAN KUAT TARIK LANGSUNG BETON RINGAN

METAKAOLIN BERSERAT ALUMINIUM PASCA BAKAR

(A Study on Direct Tension Strength Of Post-Burn Alumunium-Fibred

Metacaoilin Lightweight Concrete)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

SETIAWAN

I 1106055

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011


commit to user

iv

MOTTO

“Jadilah Orang yang Berguna Bagi Orang Lain”.

“Kerjakanlah Pekerjaan yang Membawa Berkah Bagimu dan Orang Yang

Kamu Cinta”

PERSEMBAHAN

“Bapak dan Ibuku”, yang tidak berhenti memberikan kasih sayang, semangat dan dukungan selama ini. “Kakakku dan seluruh keluargaku”, yang selalu aku sayangi dan ku cinta. “Seseorang”, yang masih di hati yang selalu memberi kecerahan dan kedamaian sampai saat ini. “Sahabatku, temen2 satu kelompokku, temen2 angkatan 2006, 2005, 2007, anak2 kontrakan, temen2 futsal”, terima kasih atas kebersamaannya dan dukungannya, semua tidak akan pernah aku lupa dan aku kenang sepanjang masa. “Ratna, Tri, Vian, terimakasih atas dukungan serta motivasinya, kita akan bersahabat untuk selamanya” “Pak Medi dan Ibu Endah Safitri”, terima kasih atas bimbinggannya selama ini. “Almamaterku”, Universitas Sebelas Maret Surakarta


commit to user

v

ABSTRAK

Setiawan, 2011. ”KAJIAN KUAT TARIK LANGSUNG BETON RINGAN METAKAOLIN BERSERAT ALUMINIUM PASCA BAKAR”. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Selama ini kuat tarik beton sangat sulit diukur dibandingkan kekuatan tekan. Pada penelitian ini untuk mengetahui nilai kuat tarik beton, yaitu dengan melakukan pengujian terhadap beton komposit dan baja tulangan yang nantinya akan diperoleh nilai kuat tarik pada beton. Pada penelitian dipilih beton ringan sebagai bahan kajian karena beton ringan kini menjadi salah satu material yang menjadi alternatife dalam dunia kontruksi. Beton ringan mempunyai nilai isolasi yang lebih tinggi dari pada beton normal. Adanya penambahan serat alumunium dan metakaolin bertujuan untuk meningkatkan mutu dan memperbaiki sifat-sifat beton ringan itu sendiri.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimental di laboratorium dengan

benda uji berupa balok komposit dengan ukuran 100mm x 100mm x 300mm dan baja tulangan D10 dengan menggunakan alat Universal Testing Machine. Total benda uji 45 buah yang terdiri dari 3 variasi campuran, 15 benda uji komposit beton ringan, 15 benda uji dengan penambahan serat alumunium 0,75% dari volume adukan beton, dan 15 benda uji dengan penambahan serat alumunium 0,75% dari volume adukan beton + metakaolin 0,75%dari berat semen. Benda uji dibakar dengan 5 variasi pembakaran yaitu tanpa pembakaran dengan suhu 300°C, 400°C, 500°C dan 500°C dengan curing ulang. dan setiap variasi pembakaran terdiri dari 3 buah benda uji.

Dari hasil pengujian diketahui bahwa nilai kuat tarik bertambah dengan

penambahan serat aluminium. Selain itu pengaruh peningkatan suhu tanpa pembakaran dan pembakaran 300°C, 400°C, 500°C mengakibatkan nilai kuat tarik pada beton semakin menurun. Nilai kuat tarik pada beton ringan berturut-turut adalah 0,2133; 0,2; 0,1133;0,167; pada beton ringan alumunium 0,2667; 0,19; 0,093; 0,0867; pada beton ringan metakaolin alumunium 0,2; 0,1867; 0,1667; 0,0867. Curing ulang pada beton ringan, beton ringan alumunium, beton ringan metakaolin alumunium yang dibakar 500°C terjadi perbaikan nilai kuat tarik yang besarnya 0,1933; 0,1533; 0,14 rata-rata masing-masing kenaikan adalah 42,13 % dari nilai suhu 500°C tanpa perawatan. Kata kunci : Beton Ringan, kuat tarik, Metakaolin, Pasca bakar, Serat

Aluminium


commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Dalam kontruksi bangunan, beton mempunyai peranan yang sangat penting dan

dominan. Oleh karena itu saat ini teknologi beton banyak mengalami

penyempurnaan dalam hubungannya dengan kekuatan, umur, manfaat dan

jenisnya.

Yang menjadi dasar penelitian ini adalah bagaimana memadukan keunggulan

semua material penyusun untuk mendapatkan hal yang baru. Dalam penelitian ini

menggunakan beton ringan, karena selama ini beton ringan belum mendapatkan

tempat yang luas dalam penggunaanya sebagai elemen struktur. Penyebab

sedikitnya pemakaian beton ringan sebagai elemen struktur adalah adanya

anggapan bahwa beton ringan mempunyai kuat tekan yang rendah dibandingkan

dengan beton normal. Hal ini tidak dapat dibenarkan seluruhnya karena beton

ringan dapat dibuat dengan kekutan mencapai 65 Mpa (koyati et a,1999). Bukti

berikut dapat digunakan sebagai pendukung yaitu Dhir et. Al (1984) dengan kuat

desak maksimum yang dihasilkan sebesar 60 Mpa pada umur beton satu tahun,

Vincent (2003) yang melakukan penelitian dengan menguji campuran beton

lightweight high strength (55 MPa) dan Mediyanto dkk (2003) menguji campuran

alumunium beton lightweight (33 MPa, 28 hari).

Parameter kuat tarik beton secara tepat sulit untuk diukur. Biasanya untuk

mendapatkan nilai kuat tarik beton dilakukan dengan pengujian kuat tarik belah

beton yang hasilnya digunakan untuk menentukan nilai kuat tarik beton. Selain itu

dengan mencari nilai modulus of rupture (modulus runtuh), yang hasilnya

digunakan untuk mengetahui batas beban yang bekerja pada struktur tanpa

mengalami keruntuhan.

1


commit to user

2

Seperti beton normal, selain mempunyai keunggulan, beton ringan juga

mempunyai kekurangan. Yaitu reduksi kuat tarik beton yang mencapai 30%,

modulus elastisitas yang berkisar 0,5 – 0,75 kali beton normal pada kuat desak

yang sama. Oleh karena itu perlu diupayakan untuk memperbaiki kuat tariknya,

misalnya dengan menambahkan baja tulangan pada elemen struktur yang

mengalami tegangan tarik sehingga terbentuk suatu struktur komposit yang

dikenal dengan sebutan beton bertulang. Selain itu dapat dipakai serat sebagai

bahan tambah pada beton ringan,seperti dilaporkan mediyanto dkk. (2004) bahwa

serat-serat alumunium telah dapat meningkatkan kuat tekan, kuat belah, modulus

elastisitas, MOR, dan meningkatkan kinerja beton bertulang.

Pada beton serat, analisis kontribusi kuat tarik beton serat pada tulangan bajanya

belum banyak dilakukan. Pada penelitian ini dilakukan uji tarik langsung yaitu

beton dengan baja tulangan. Pada uji ini, diharapkan dengan membandingkan

antara grafik tegangan-regangan baja dan komposit antara baja dan beton ringan

dapat diketahui besarnya nilai kuat tarik langsung beton akibat penambahan serat

alumunium. Disamping itu akan dapat dievaluasi pula peningkatan beban tarik

baik leleh maupun maksimum, daktilitas, kekakuan dan serapan energy baja

tulangan yang diselimuti oleh beton ringan metakaolin berserat alumunium.

Untuk meningkatkan kekuatan beton biasanya diberikan bahan tambah tertentu.

Salah satunya adalah metakaolin, metakaolin merupakan hasil pembakaran kaolin

(china clay) pada suhu 4500C – 9000C. Metakaolin yang digunakan dalam

campuran beton memberi konstribusi yang cukup signifikan baik sifat fisik

maupun durabilitasnya (sambowo,2003). Hal ini terlihat dari kenaikan kuat tekan,

modulus elastisitas dan modulus runtuh dari beton dimana metakaolin

ditambahkan untuk menggantikan semen sampai kadar optimumnya. Disamping

dapat meningkatkan kekuatan beton, metakaolin juga berkonstribusi dalam

memperkecil permeabilitas dan meningkatkan kepadatan. Sebagai bahan tambah,

metakaolin mempunyai ukuran partikel metakaolin lebih kecil dari semen tetapi

lebih besar dari silika fume.


commit to user

3

Kebakaran merupakan salah satu fenomena yang setiap saat bisa terjadi kapan

saja, panas atau kenaikan suhu pada saat terjadi kebakaran menjadi beban beton

yang menerimanya.

Dalam penelitian ini akan membahas kuat tarik langsung beton ringan metakaolin

berserat alumunium yang terjadi pada saat pasca bakar dan setelah perawatan.

Suhu pembakaran diberikan berdasarkan suhu leleh aluminium yaitu kira-kira

6600 C dan suhu pembakaranya adalah 3000 C, 4000 C, dan 5000 C. Perawatan

yang dimaksud adalah dengan membasahi beton dengan karung basah selama 28

hari. Beton yang mengalami perawatan setelah dibakar papa suhu 5000 C.

Pada penelitian ini diharapkan diperoleh kombinasi keunggulan yakni beton

ringan metakaolin berserat alumunium yang memiliki sifat mekanis tinggi

terhadap kuat tarik langsung.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka dapat diambil

rumusan masalah yaitu: seberapa besar pengaruh pembakaran pada suhu 3000 C,

4000 C, 5000 C dan perawatan dengan air pada:

1. beton ringan

2. beton ringan berserat alumunium

3. beton ringan metakaolin berserat alumunium

yang ditinjau pada kuat tariknya?

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan

masalah sebagai berikut :

1) Semen yang digunakan adalah PCC (Portland Compsite Cement)


commit to user

4

2) Kadar alumunium 0,75% dari volume total campuran beton yang

dipotong-potong dengan panjang 50 mm dan lebar 2 mm.

3) Kadar metakaolin 7,5% dari berat semen

4) Seluruh agregat kasar menggunakan ALWA sebagai pengganti batu pecah.

5) Suhu pembakaran adalah 3000 C, 4000 C, dan 5000 C.

1.4. Tujuan Penelitian

Secara singkat tujuan dari penelitian ini adalah : Mengevaluasi pengaruh

pembakaran pada suhu 3000 C, 4000 C, 5000 C dan perawatan dengan air pada

beton ringan, beton ringan berserat alumunium, beton ringan metakaolin berserat

alumunium.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang ingin diperoleh dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Manfaat Teoritis

· Memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu bahan dan struktur.

· Mengetahui pengaruh metakaolin, serat aluminium, pembakaran, dan

perawatan dengan air pada kuat tarik langsung beton ringan.

2. Manfaat Praktis

· Memberi allternatif komposisi beton dengan berbagai bahan tambah

terhadap beban suhu.


commit to user

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Pada keadaan suhu tinggi sifat-sifat beton juga dipengaruhi oleh agregatnya.

Pengaruh agregat karbonat, agregat silikat dan agregat berbobot ringan akan

memberi pengaruh yang berbeda pada sifat-sifat beton (dan tulangan baja)selama

kebakaran atau pasca bakar.

Sisa tengan leleh baja dalam % dari awal akibat kenaikan suhu berturut-turut;

2000 C, 3000 C, 4000 C, 5000 C, 6000 C, 7000 C, dan 8000 C adalah berturut-turut;

95%, 90%, 85%, 80%, 60%, 25%, dan 20% (Brocken Brough dan Johnston,

1987)

Sisa modulus elastisitas baja dalam % dari nilai awal akibat kenaikan suhu

berturut-turut; 2000 C, 3000 C, 4000 C, 5000 C, dan 6000 C adalah berturut-turut;

95%, 90%, 85%, 80%, dan 75% (Gustafero, 1987)

Angka muai baja akibat kenaikan suhu berturut-turut; 2000 C, 3000 C, 4000 C,

5000 C, dan 6000 C adalah berturut-turut; 0,002; 0,003; 0,004; 0,006; dan 0,008

(Gustafero, 1987)

Dari peneletian yang telah dilakukan Gustaffero diketahui bahwa beton bertulang

struktural atau bersifat statis tak tentu akan mengalami perubahan tegangan bila

terbakar. Perubahan tegangan ini dapat terjadi karena gradien suhu dalam elemen-

elemen struktural atau perubahan kekuatan bahan-bahan struktural pada suhu

tinggi.

5


commit to user

6

Angka muai beton ringan akibat kenaikan suhu berturut-turut; 2000 C, 3000 C,

4000 C, 5000 C, 6000 C, 7000 C, dan 8000 C adalah berturut-turut; 0,0011; 0,0020;

0,0027; 0,0040; 0;0051; 0,0062; dan 0,0073 (Gustafero, 1987)

Sisa modulus elastisitas beton ringan dalam % dari nilai awal kenaikan suhu

berturut-turut; 2000 C, 3000 C, 4000 C, 5000 C, 6000 C, dan 7000 C, adalah

berturut-turut; 65%, 55%, 40%, 38%, 35%, dan 30% (Crus, 1987)

Sisa tengan beton ringan dalam % dari awal akibat kenaikan suhu berturut-turut;

2000 C, 3000 C, 4000 C, 5000 C, 6000 C, 7000 C, 8000 C, dan 8500 C adalah

berturut-turut; 95%, 92%, 90%, 95%, 75%, 60%, dan 50% (Abram, 1987)

Mediyanto (2004) melaporkan bahwa dengan kadar serat alumunium 0,75% dari

volume beton (yang merupakan kadar aluminium yang menghasilkan sifat

mekanis maksimum), serat aluminium telah dapat meningkatkan kuat tekan, kuat

belah, MOR dengan meningkatkan kwalitas matriknya baik karena proses fiber

bridging, dowel action, dan aksi kompositnya. secara rinci penelitian tersebut

menyimpulkan bahwa beton ringan yang diberi serat alumunium dapat mencapai

kuat tekan 33,12 MPa, peningkatan berturut-turut ; kuat tarik belah, MOR

kapasitas momen, daktilitas, dan beban retak pertama karena penambahan serat

alumuniumadalah berturut-turut sebesar 16,2%; 22,7%; 21,00%; 72,40%; dan

55,60%.

Dari hasil penelitian terhadap pengujian kuat tarik belah dan MOR (usia beton

ringan 28 hari), pada saat pengujian pembakaran pada suhu 3000C,4000C,5000C

mengalami penurunan pada nilai kuat tarik belah dan MOR terhadap suhu kamar,

setelah dilakukan perawatan (curing) pada beton ringan berserat alumunium yang

dibakar pada suhu 5000C mengalami kenaikan pada nilai kuat tarik belah dan

MOR juga diikuti dengan kenaikan terhadap suhu 5000C mencapai 120,00 %

untuk kuat tarik belah dan juga kenaikan mencapai 33,33% untuk pengujian

MOR. (Mediyanto,2009).


commit to user

7

Mengacu pada penelitian mediyanto (2009) yang menggunakan serat alumunium

dengan kadar 0,75% dari volume adukan beton dan kadar metakolin sebesar 7,5%

dari berat semen, maka penelitian lanjutannya menggunakan kadar yang sama.

2.2. Dasar Teori

2.2.1. Fire Resistance

Daya tahan terhadap api didefinidikan sebagai lamanya bahan bertahan terhadap

kebakaran standar sebelum titik kritis akhir pertama dicapai. Sifat-sifat baja dan

beton dan beton akan dipengaruhi oleh factor lingkungan, antaranya adalah suhu.

Pada suhu yang sama pada suhu kebakaran, kekuatan dan modulus elastisitas

berkurang. Selain itu sifat beton pada suhu tinggi dipengaruhi juga (dalam batas

tertentu) oleh agregat. Pengaruh agregat karbonat, agregat silikat dan agregat

silikat ringan akan memberikan pengaruh yang berbeda pada sifat-sifat beton (dan

tulangan baja) selama kebakaran atau pasca bakar (Gustaferro, 1987).

2.2.2. Beton Ringan

Menurut Kardiyono Tjokrodimulyo (1996), beton ringan adalah beon yang

mempunyai berat jenis kurang dari 1800 kg/m3 karena pada dasarnya beton

normal mempunyai berat jenis 2400 kg/m3. Beton ringan digunakan untuk

mengurangi berat struktur itu sendiri dan mengurangi penghantaran panasnya.

Beton ringan dapat direduksi dengan kekuatan yang lebih besar dari 30 MPa dan

bahkan high performance dengan penambahan additive yang diperhitungkan.

Murdock dan Brook menyebutkan bahkan penulangan beton ringan, sehingga

selimut harus titambah ketebalannya 10 mm dari pada beton normal yang padat.

Hal ini disebabkan beton ringan lebih mudah terkarbonasi dari pada beton biasa.

Kekurangan beton ringan yang harus ditingkatkan adalah reduksi kuat tarik beton

yang mencapai 30% terhadap beton normal, modulus elastisitas yang berkisar 0,5

– 0,7 kali beton normal pada kuat desak yang sama, serta niali deformasi,


commit to user

8

penyusutan dan perayapan yang lebih besar dari beton normal. Sehingga ntuk

memikul beban yang sama diperlukan tulangan tambahan (Murdock dan Brook,

1999 : 394-395).

2.2.3. Pengertian Beton Ringan dengan Bahan Tambah Serat Aluminium

dan Metakaolin

Beton ringan dengan bahan tambah serat aluminium dan metakaolin adalah suatu

material bangunan yang dibuat dengan cara mendaur ulang aluminium bekas dan

mencampurkannya dengan pasir, semen portland, metakaolin serta air dengan

perbandingan tertentu. Penggunaan beton metakaolin berseat aluminium dapat

dilakukan sama seperti proses pengecoran beton pada biasanya, misalnya

pengecoran dinding partisi atau dak atap.

2.2.4. Material Penyusun Beton Ringan dengan Bahan Tambah Metakaolin

dan Serat Alumunium

Material pennyusun beton ringan dengan bahan tambah serat aluminium dan

metakaolin terdiri dari semen, metakaolin, agregat halus, air dan serat aluminium.

Kualitas atau mutu beton dapat ditentukan antara lain dengan cara pemilihan

bahan-bahan penyusun beton yang baik, perhitungan proporsi campuran yang

tepat, cara pengerjaan dan perawatan beton yang baik serta cara pemilihan bahan

tambah yang tepat dengan dosis optimum yang diperlukan.

2.2.4.1. Semen Portland

Fungsi semen yaitu untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa

yang padat dan mengisi juga rongga-rongga diantara butir-butir agregat.

Dalam konsep PBI, 1971 ditentukan bahwa semen yang dipergunakan untuk

pembuatan beton hanya semen portland dan semen portland pozzolan. Semen

yang digunakan dalam pembuatan beton termasuk dalam semen hidraulis

(hydraulic cement), artinya semen akan bekerja sebagai bahan pengikat bila


commit to user

9

dicampur dengan air yang pada akhirnya bahan pengikat ini akan mengeras.

Sement Portland merupakan semen hidraulis yang dihasilkan dengan cara

menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang

bersifat hidraulis dengan gips sebagai bahan tambahnya. Penambahan air pada

bahan ini akan menghasilkan suatu pasta yang jika mengering akan mempunyai

kekuatan seperti batu.

Berdasarkan tujuan pemakaiannya, semen portland di Indonesia dibagi menjadi

lima jenis seperti tertera pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Jenis-jenis Semen Portland

Jenis Semen Karakteristik Umum Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak

memerlukan persyaratan khusus Jenis II Semen portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan

terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang Jenis III Semen portland yang penggunaannya memerlukan persyaratan

awal yang tinggi setelah terjadi pengikatan Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut panas

hidrasi yang rendah Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut

ketahanan yang kuat terhadap sulfat (Sumber : Kardiyoni Tjokrodimuljo, 1996)

Pada penelitian ini digunakan Semen Portland Komposit (PCC), kekuatan kelas

42,5 R

1) PCC yang digunakan untuk konstruksi beton umum mirip dengan Semen

Portland jenis I dengan kekuatan yang kompatibel.

2) Perbedaan dengan semen Portland tipe I hanya pada penambahan zat adiktif

pada semen PCC.

3) Umum digunakan untuk bangunan, jalan, jembatan


commit to user

10

2.2.4.2. Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisian

dalam campuran mortar dan beton. Agregat ini akan menempati sebanyak 60%

sampai 80% dari volume mortar atau beton. Meskipun hanya sebagai bahan

pengisi, namun agregat sangat berpengaruh terhadap sifat mortar atau beton,

sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan

mortar atau beton.

Berdasarkan ukuran besar butirnya, agregat yang dipakai dalam adukan beton

dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :

a. Agregat Halus

Agregat halus merupakan batuan halus yang terdiri dari butiran sebesar 0,14–

5mm yang didapat dari hasil penghancuran batuan alam (natural sand) atau dapat

juga dengan memecahnya (artificial sand), tergantung dari kondisi pembentukan

terjadi.

Persyaratan gradasi agregat halus dapat dilihat dalam Tabel 2.2. berikut ini :

Tabel 2.2 Persyaratan gradasi agregat halus ASTM C 33-74

Ukuran Saringan

(mm)

Persentase Lolos Saringan

(%)

9,5 100

4,75 95 – 100

2,36 80 – 100

1,18 50 – 85

0,85 25 – 60

0,30 10 – 30

0,15 2 - 10

0,00 0

(Sumber : Murdock & Brook, 1979)


commit to user

11

b. Agregat Kasar

Agregat kasar adalah agregat yang ukuran butirannya sudah melebihi 5 mm (PBI

1971). Agregat kasar untuk beton dapat berupa kerikil atau batu pecah. Kerikil

adalah bahan yang terjadi sebagai hasil desintegrasi alami dari batu-batuan dan

berbentuk agak bulat serta permukaannya yan licin, sedangkan batu pecah (kricak)

ialah bahan yang diperoleh dari batu yang digiling / dipecah menjadi pecahan-

pecahan berukuran 5 – 70mm.

Persyaratan gradasi untuk agregat kasar dapat dilihat pada tabel 2.3. berikut ini :

Tabel 2.3 Persyaratan gradasi untuk agregat kasar ASTM C 33

Ukuran Saringan

(mm)

Persentase Lolos

(%)

38 100

25 95 - 100

19 -

12,5 35 - 70

9,5 -

4,75 10 - 30

2,36 0 - 5

1,18 -

0,6 -

0,3 -

0,00 -

(Sumber : Murdock & Brook, 1979)

Agregat kasar yang digunakan pada penelitian kali ini adalah agregat ringan

berupa Artificial Light Weight Coarse Agregate (ALWA) yang diproduksi oleh

Badan Penelitian dan Pengembangan Pekerjaan Umum Cilacap, Jawa Tengah,

Indonesia.

Berdasarkan Supranggono (1991), dalam Ahmad Khaerun (2004) beberapa

keuntungan penggunaan ALWA pada kontruksi bangunan, antara lain


commit to user

12

1. Dapat menghemat biaya kontruksi, karena berat jenisnya rendah

2. Banguna dengan bentang yang panjang dapat dibuat dengan biaya yang lebih

murah

3. Biaya transport dan penbuatan elemen pracetak lebih murah

ALWA ini dibuat dari partikel lempung yang dapat mengembang (expanded

clay). Pada tahap persiapan, lempung dipecah menjadi bagian-bagian yang kecil

dengan diameter antara 5 sampai 20 mm, kemudian dikeringkan dan dibakar

dengan cepat (5 sampai 10 menit) dalam tungku pembakaran yang dapat berputar

dengan suhu antara 11500C sampai 12500C.

2.2.4.3. Air

Air diperlukan pada pembuatan beton agar terjadi reaksi kimiawi dengan semen

untuk membasahi agregat dan untuk campuran agar mudah pengerjaannya. Pada

umumnya air dapat dipakai untuk campuran beton. Di dalam adukan beton, air

mempunyai dua fungsi, yang pertama adalah untuk memungkinkan terjadinya

reaksi kimia yang menyebabkan pengikatan antara pasta semen dengan agregat

pada saat terjadinya pengerasan, dan yang kedua adalah sebagai pelincir campuran

kerikil, pasir, dan semen agar mudah dalam proses pencetakan beton.

2.2.4.4. Metakaolin

Metakaolin adalah pozzolan yang terbentuk dari pembakaran mineral kaolin pada

kisaran suhu 450-9000C, dan metakaolin akan terbentuk secara sempurna pada

kisaran suhu 700-8000C. (RMC Group, 1996)

Metakaolin mengurangi penetrasi klorida sehingga resiko terjadi korosi pada

beton yang bersentuhan langsung dengan klorida berkurang. Karena efek

keuntungan pada kualitas pasta semen, metakaolin meningkatkan kuat tekan pada

umur 28 hari. Daya tahan terhadap abrasi juga meningkat dengan penggunaan

metakaolin. (Sabir, 2001)


commit to user

13

Metakaolin mengandung SiO2 sebanyak 54,64% dan Al2O3 sebanyak 42,87%

yang merupakan unsur utama semen, sehingga dapat digunakan sebagai bahan

tambah semen. Proses kalnisasi kaolin menjadi metakaolin menurut reaksi kimia

adalah sebagai berikut :

Panas

Al2SiO5(OH)4 Al2O3SiO2 + 2H2O

Dalam penelitian ini digunakan metakaolin dengan suhu pembakaran 7500 C.

Metakaolin juga telah diuji untuk mengetahui unsur kimiawi dan prosentasenya

oleh Balai Penyelidikan dan Pengembangan Teknologi Kegunungapian,

Yogyakarta.

Hasil pengujian komposisi dan bentuk fisik disajikan dalam tabel 2.4 dan 2.5

berikut ini :

Tabel 2.4 Komposisi senyawa kimia metakaolin

Komposisi Kimia Prosentase (%)

SiO2 73,35

Al2O3 15,74

Fe2O3 4,28

CaO 1,94

H2O 0,11

MnO 0,03

MgO 0,48

K2O 1,35

Na2O 1,60

TiO2 0,00

HD 1,00

Sumber : Balai Penyelidikan dan Pengembangan Teknologi kegunungapian, DIY


commit to user

14

Tabel 2.5 Komposisi Fisik Metakaolin

Bentuk Fisik Bubuk

Warna Putih

Berat Jenis (Specifik Gravity) 2,6

Berat isi (Bulk Density) 400 kg/m3

Presentase max tertinggal ayakan 44 micron 0,05 %

Presentase max tertinggal ayakan 16 micron 2 %

Sumber : Power Pozz, 2002 & RMC Group, 1996

Partikel metakaolin yang lolos ayakan 44 micron hampir 100 %, sedangkan pada

semen jumlah presentase yang lolos ayakan 44 micron 80 %.

Secara umum keuntungan penggunaan metakaolin antara lain adalah :

1. Sebagai pengisi pori-pori beton (filler effect)

Ukuran partikel yang lebih kecil dari semen tetapi lebih besar dari silica fume

memungkinkan metakaolin untuk mengisi pori-pori yang tidak terisi oleh

semen, sehingga meningkatkan kepadatan dan kekuatan beton, memperkecil

permeabilitas dan mengurangi porositas beton.

2. Sebagai pozzolan

Metakaolin sebagai pozzolan yang mengandung silika (SiO2) akan bereaksi

dengan kapur (Ca(OH)2) hasil reaksi hidrasi semen akan menghasilkan

kalsium silikat hidrat (C-S-H) yang memiliki sifat perekat.

Reaksi hasil hidrasi semen dan metakaolin adalah :

C3S/C2S (clinker) + H2O C-S-H + Ca (OH)2

Ca(OH)2 + MK C-S-H pozz + Crystaline products (C2AHS8)

Ketika semen portland bereaksi dengan air dihasilkan C-S-H yang merupakan

bahan stabil yang membentuk kekerasan, kekuatan dan keawetan pada beton,

namun reaksi ini juga menghasilkan kristal kapur (Ca(OH)2) yang dalam

jangka waktu panjang akan melemahkan beton karena mudah larut dan

bereaksi dengan sulfat. Penambahan metakaolin dapat mengurangi efek


commit to user

15

merugikan dari kapur karena metakaolin akan bereaksi dengan kapur dan

menghasilkan C-S-H dan crystalline products.

2.2.4.5. Serat Alumunium

Telah banyak peneliti yang mencoba mencari alternatif bahan yang dapat

memperbaiki kelemahan sifat-sifat beton, terutama berbagai macam jenis bahan

serat. Beberapa macam serat dapat dipakai untuk memperbaiki sifat-sifat beton

yang telah dilaporkan oleh ACI Committee 54 (1902) dan Soroushian & Bayasi

(1987). Sifat-sifat dasar (basic properties) dari berbagai macam serat disajikan

pada tabel 2.6 di bawah ini :

Tabel 2.6 Spesifikasi serat-serat yang sering digunakan :

Fiber

Spesific

grafity

Tensite

Strenght

Young’s

Modulus

(103 ksi)

Comman

Diameters (in)

Comman

Length

(in)

Steel 7,86 100-300 30 0,0005-0,04 0,5-1,5

Glass 2,7 Up to 180 11 0,004-0,003 0,5-1,5

Poly propilen 0,91 Up to 100 0,14-1,2 Up to 0,1 0,5-1,5

Carbon 1,6 Up to 100 Up to 7,2 0,0004-0,0008 0,5-1,5

Soroushian dan Bayasi, 1987

Dalam penelitian ini menggunakan bahan tambah berupa alumunium.

Berdasarkan pada penelitian beton ringan berserat alumunium oleh Mediyanto

(2003) beberapa sifat dan perilaku beton yang dapat diperbaiki setelah

penambahan serat adalah :

a. Kekuatan terhadap lentur dan tarik

b. Ketahanan terhadap beban kejut (impact)

c. Sifat daktilitas beton

d. Ketahanan terjadap keausan (abrasion)

e. Kekutan geser beton


commit to user

16

Keunggulan inilah yang dijadikan dasar dalam pemilihan serat alumunium dalam

pembuatan beton normal berserat, delain dikarenakan serat alumunium memiliki

unit densitas yang lebih rendah dari serat baja.

Karakteristik serat alumunium yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai

ukuran panjang 50 mm dan lebar 2 mm, berat jenis sekitar 2,212 t/m3, dengan

variasi prosentase campuran maksimal 1 % dari volume adukan beton.

2.2.4.6. Baja Tulangan

Beton kuat terhadap tekan tetapi lemah terhadap atrik sehingga perlu tulangan

untuk memikul beban-beban yang bekerja pada beton. Jenis-jenis baja tulangan

yang sering digunakan untuk beton bertulang dapat diliha pada Tabel 2.7 berikut:

Tabel 2.7. Jenis-jenis baja tulangan

Mutu baja Tulangan Sebutan Fy karakteristik yang memberi

regangan plastis 0.2% (kg/cm2)

U22 Baja Lunak 2200

U24 Baja Lunak 2400

U32 Baja Sedang 3200

U39 Baja Keras 3900

U48 Baja Keras 4800

(sumber: PBI 1971/N2 tabel 13, 71:29)

2.2.5. Kuat Tarik Beton

Kuat tarik beton berkisar seper-delapan belas kuat desak pada waktu umurnya

masih muda, dan berkisar seper-dua puluh sesudahnya. Kuat tarik merupakan

bagian penting di dalam menahan retak-retak akibat perubahan kadar air dan suhu.

Pengujian kuat tarik biasanya diadakan untuk pembuatan kontruksi jalan raya dan

lapangan terbang (L.J. Murdock dan K.M. Brook, 1991).


commit to user

17

Kekuatan tarik beton relative rendah. Kekuatan tarik lebih sulit diukur

dibandingkan dengan kekuatan tekan karena masalah penjepitan (griping) pada

mesin. Beton berbobot ringan hampir selalau mempunyai kekuatan tarik yang

lebih kecil dibandingkan dengan beton berbobot normal (E.G. Nawi, 1990).

Tujuan utama penambahan serat ke dalam beton adalah untuk menambah kuat

tarik beton, mengingat kuat tarik beton yang sangat rendah. Kuat tarik beton yang

sangat rendah mengakibatkan beton mudah retak, yang pada akhirnya mengurangi

keawetan beton (Kardiyono Tjokrodimulyo).

Untuk mengetahui besarnya kuat tarik beton harus terlebih dahulu diketahui

besarnya kuat tarik beton komposit dan besarnya kuat tarik baja polos. Dari

besarnya masing-masing akan diketahui besarnya kuat tarik betn ringan yang

merupakan selisih dari besarnya kuat tarik beton komposit dengan besarnya kuat

tarik baja polos dibagi dengan luas penampang benda uji.

P 1

6 0 c m

G a m b a r 2 .1 P e n g u j i a n k u a t t a r i k l a n g s u n gp a d a b a j a t u l a n g a n D 1 0

P 2

b

h

P 2

6 0 c m

G a m b a r 2 .2 P e n g u j ia n k u a t ta r ik la n g s u n gp a d a b e n d a u j i


commit to user

18

Kuat tarik langsung beton ringan dihitung dengan rumus tegangan yaitu gaya

persatuan luas atau dapat dirumuskan sebagai berikut :

AP

=s (2.1)

)( 12 PPP -= (2.2)

hbA ´= (2.3)

hb

PP

´-

=)( 12s (2.4)

Dimana :

s = tegangan tarik langsung beton ringan (Mpa)

P = gaya yang diterima beton komposit (N)

P1 = gaya pada baja tulangan

P2 = gaya pada benda uji

b = Lebar balok benda uji (mm)

h = Tinggi balok benda uji (mm)

2.2.6. Pengaruh Suhu Tinggi pada Beton

Kebakaran hakekatnya merupakan reaksi kimia dari combusuble material dengan

oksigen yang dikenal dengan reaksi pembakaran yang menghasilkan panas. Panas

pada pembakaran ini diteruskan pada beton dengan berbagai macam mekaisme

yaitu :

1. Secara radiasi, pancaran panas diterima oleh permukaan beton hingga

permukaan beton menjadi panas, pancaran panas akan sangat potensi jika suhu

sumber panas terlalu tinggi.

2. Panas konveksi, selama pembakaran terjadi tiupan angin/udara melewati

sumber panas. Udara ini bertiup/bersinggungan dengan permukaan beton

hingga beton menjadi panas. Bila tiupan angin menjadi kencang maka panas

yang dipindahkan dengan cara konveksi makin banyak.


commit to user

19

Setelah permukaan beton menerima panas atau kalor, mengakibatkan shu

permukaan beton lebih tinggi dibanding suhu bagian dalam beton. Adanya beda

suhu didalam masa beton mengakibatkan terjadi perambatan panas secara

konduksi (penghantaran).

Apabila kebakaran yang tidak dikendalikan akan berkembang menurut tiga

periode yaitu periode pertumbuhan (growth), periode pembakaran tetap (steady

combustion) dan periode menghilang (decay). Pada periode pertumbuahan suhu

yang timbul masih rendah, jarang melebihi 2500C. Pada periode pembakaran

tetap, suhu meningkat dengan cepat dan dapat mencapai suhu lebih dari 10000C,

tergantung pada jenis dan banyaknya bahan yang dapat terbakar. Pada suatu

ruangan gedung terbakar, suhu maksimum yang dapat dicapai adalah sekitar

12000C, sedangkan shu rata-rata dalam tersebut adalah 8000C-9000C, periode

menghilang dimulai jika seluruh bahan sudah mulai terurai secara kimiawi.

Menurut Al-Mutairi dan Al-Saleh, 1997 (dalam Raharjo, 2002), beton dalam

lingkungan beban temperature yang sangat tinggi akan mengalami hal-hal sebagai

berikut :

1. Kuat desak akan sangat berkurang pada temperature di atas 3000C

2. Kekuatan tarik akan langsung berkurang dan akan berangsur-angsur

berkurang dengan semakin meningkatnya temperature panas.

3. Warna beton akan berubah sejalan dengan perubahan temperature, yang

mana perubahan warna ini sangat tergantung dari jenis agregat.

4. Perbedaan sifat termal antar semen dan agregat menimblkan tegangan geser

internal.

5. Perubahan panas dalam inti beton yang terpanaskan megakibatkan kerusakan

pada kohesi antara agregat dan semen dalam bentuk retakan yang kemudian

diikuti dengan fenomena disintegrasi struktur beton.

6. Pelepasan elemen beton (spalling).

7. Pelepasan peledakan (explosive spalling) dalam 30 menit pertama eksposur

pada panas yang berlebihan.


commit to user

20

8. Pengelupasan (sloughing-off) yang merupakan pemisahan bertahap yang

tidak membahayakan yang terjadi pada balok dan kolom pada temperature

rendah.

9. Retakan beton yang terbagi dalam retakan ringan atau retak rambut dan retak

lebar atau besar.

10. Pada temperature sampai 3000C beton akan mengalami pengurangan

kandungan air yang mengakibatkan pengurangan sedikit tertahap kemampuan

menahan desak.

11. Pada temperature diatas 6000C beton menjadi warna putih keabu-abuan,

sedangkan di atas 9000C warna beton menjadi lebih buram. Dalam kondisi

kedua temperature tersebut beton telah menjadi lemah dan rapuh (brittle).

12. Perilaku beton pada termperatur yang tinggi dalam hal-hal tertentu tergantung

pada jenis agregat yang dikandung. Jenis beton ringan akan mengalami

kerusakan akibat panas api yang tinggi, berupa pelemahan permukaan beton.

Secara umum beton merupakan material bangunan yang memiliki ketahanan

terhadap api/panas yang lebih baik dibanding dengan jenis material yang lain,

seperti kayu atau baja. Selain keunggulan tersebut beton juga relative lebih mudah

untuk diperbaiki karena kehilangan kekuatan beton akibat dehidrasi dapat terbatas

pada lapisan permukaan.

2.2.7. Sifat – sifat Beton pada Temperatur Tinggi

Sifat dari bahan beton pada temperature tinggi dipengaruhi oleh jenis agregat

yang digunakan pada campuran beton. Beberapa agregat yang digunakan pada

campuran beton dapat mengalami perubahan sifat kimiawi pada temperature yang

tinggi.

Dari pengalaman visual dapat juga diperkirakan suhu yang pernah dialami oleh

beton. Warna beton yang terbakar dapat menunjukkan tingkat kebakaran.

Perubahan warna permukaan beton yang dipanaskan dipengaruhi temperature

karena kandungan logam. Hubungan antar suhu, warna dan kondisi beton

disajikan dalam tabel 2.8


commit to user

21

Tabel 2.8 Hubungan antar suhu warna dan kondisi beton terbakar

Suhu Warna Kondisi beton

00C – 3000C

3000C – 6000C

6000C – 9000C

>9000C

Normal

Merah jambu

Putih keabu-abuan

Kuning muda

Tidak mengalami penurunan kekuatan

Mengalami penurunan kekuatan

Tidak mempunyai kekuatan lagi

Tidak mempunyai kekuatan lagi

(Sumber : Nugraha 1989)

Perubahan warna dapat memberikan perkiraan suhu bakar, dan kekuatan beton

residu. Perubahan warna beton dari abu-abu tua (normal) ke merah muda-merah

bata bila terbakar pada suhu 3000C – 6000C, beton mengalami penurunan

kekuatan 0-50%. Warna abu-abu terjadi pada beton pasca bakar 6000C – 9000C

dan sisa kekuatan 50-15% (Neville, 1977: 440).

Dari penelitian Mahotra (1982), disebutkan ada tiga sifat beton yang terpenting

dalam hubungannya dengan meningkatnya termperatur yaitu sifat fisik, mekanik

dan termal.

1. Sifat fisik

Akibat pertama dari pemanasan beton adalah menguapnya air ke permukaan

melalui saluran-saluran kapiler, jika terperatur beton lebih dari 1000C. Hilangnya

kelembaban akan menyebabkan kepadatan beton sedikit berkurang tetapi hal ini

dapat diabaikan.

Beton akan mengalami retak atau kehilangan kekuatan bila dipanasi sampi suhu

2500C, karena senyawa C-S-H terhidrasi pada suhu tinggi serta tidak ada

kesesuaian antara perubahan volume agregat dan pasta semen. Perbedaan

koefisien muai panas bahan penyusun beton menimbulkan tegangan intern, bila

melebihi tegangan ikat, maka timbul retak di antara pasta semen dan agregat.

Warna beton yang terbakar akan mengalami perubajan seperti tabel 2.8


commit to user

22

2. Sifat Mekanis

Hasil penelitian Neville menunjukkan bahwa kenaikan temperature

mengakibatkan penurunan kuat desak beton. Pada beton dengan agregat alami

terjadi kenaikan kuat desak pada temperature 2000C – 3000C, tetapi kuat desak

pada temperature 4000C tidak lebih dari 90% dari kuat desak normalnya dan kuat

tekan pada temperature 7000C tidak lebih dari 30% kuat tekan normalnya.

Penurunan drastic juga akan terjadi pada tegangan lenturnya. Beton dengan

agregat alami sangat lentur pada temperature 4000C tidak lebih dari 30% tegangan

lentur normal.

3. Sifat Termal

Thermal ceductivity adalah keadaan beton dalam kondisi kering. Thermal

ceductivity beton ditentukan oleh faktor-faktor antar jenis agregat porosias beton

dan kadar kelembaban. Peningkatan suhu beton menyebabkan keluarnya air yang

terkandung di dalam pori-pori beton. Indikator secara fisis pasca bakar (pasca

reaksi kebakaran) akan memberikan cirri bahwa beton tersebut sangat porous. Hal

ini disebabkan keluarnya air-air Kristal dari fasa mineral untuk kebakaran yang

hebat diperkirakan mempunyai suhu permukaan beton yang tinggi dan fenomena

ini memungkunkan terjadinya reaksi dekomposisi dari massa semen dan hidrasi

sangat besar


commit to user

23

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Uraian Umum

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen yaitu

metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan langsung untuk

mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara variabel-variabel

yang diselidiki. Metode ini dapat dilakukan di dalam ataupun di luar laboratorium.

Dalam penelitian ini akan dilakukan di dalam laboratorium. Penelitian ini

dilakukan dengan mengadakan suatu pengujian terhadap beton ringan, beton

ringan berserat alumunium dan beton ringan metakaolin berserat alumunium

terhadap kuat tarik langsung pada pasca bakar dan setelah mendapat perawatan.

Untuk uji kuat tarik langsung menggunakan sampel balok beton berdimensi 10 x

10 x 30 cm, dimana sampel dengan tulangan (As = 3 f 10 mm) dan diuji pada

umur 28 hari. Untuk uji kuat tarik langsung menggunakan mesin yang ada di

laboratorium Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil.

3.2. Benda Uji Penelitian

Benda uji yang digunakan untuk uji kuat tarik langsung adalah balok berukuran

10cm x 10cm x 30cm sebanyak 45 buah. 15 buah untuk beton ringan, 15 untuk

beton ringan berserat alumunium dan 15 lagi untuk beton ringan metakaolin

berserat alumunium untuk lebih jelasnya disajikan dalam tabel 3.1

23


commit to user

24

Tabel 3.1 Jumlah dan ukuran penampang balok uji tarik langsung

Kode

Panjang

balok

(mm)

Penampang

(mm2) dan

jumlah

tulangan

Volume

serat dan

MK (%)

Jumlah sampel

BR 300 100x100

As= 3 f 10

0,00

3 tanpa pembakaran

3 pembakaran 3000C

3 pembakaran 4000C

3 pembakaran 5000C

3 pembakaran 5000C+curing

BRF 300 100x100

As= 3 f 10

0,75 %

Alumunium

BRMF 300 100x100

As= 3 f 10

0,75%

Alumunium

Dan

7,5%

Metakaolin

B eton 10cm x 10cm x 30cm

3 Ø 10

60 cm

Ø 1010 cm 10 cm

Gambar 3.1 Gambar Benda Uji


commit to user

25

3.3. Alat – Alat yang Digunakan

Penelitian ini menggunakan alat-alat yang ada pada Laboratorium Bahan

Bangunan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Adapun alat-alat yang dipakai pada penelitian ini antara lain:

1. Timbangan

Ada dua jenis timbangan yang digunakan dalam penelitian ini :

a) Neraca merk Murayama Seisakusho Ltd Japan, dengan kapasitas 5 kg

dengan ketelitian hingga 0,10 gram. Alat ini digunakan untuk menimbang

berat material yang berada di bawah kapasitasnya.

b) Timbangan “Bascule” merk DSN Bola Dunia, dengan kapasitas 150 kg

dengan ketelitian 0,10 kg. Jenis ini digunakan untuk mengukur berat

material yang jauh lebih berat dan tidak memerlukan ketelitian yang

sangat tepat.

2. Ayakan

Ayakan yang digunakan adalah merk Control Italy, bentuk lubang ayakan

bujur sangkar dengan ukuran 38 mm, 25 mm, 19,0 mm, 12,5 mm, 9,5 mm,

4,75 mm, 2,36 mm, 1,18 mm, 0,85 mm, 0,30 mm, 0,15 mm dan pan.

3. Mesin penggetar ayakan.

Mesin penggetar ayakan yang digunakan adalah mesin penggetar dengan

merk ”Controls italy, mesin digunakan sebagai dudukan sekaligus penggetar

ayakan. Penggunaannya untuk uji gradasi agregat halus maupun kasar.

4. Oven

Oven yang digunakan merk Binder, dengan temperatur maksimum 300o C,

daya listrik 1500 W, digunakan untuk mengeringkan material (pasir dan

kerikil).


commit to user

26

5. Corong konik / Conical mould

Corong konik dengan ukuran diameter atas 3,8 cm, diameter bawah 8,9 cm

dan tinggi 7,6 cm lengkap dengan alat penumbuk. Alat ini digunakan untuk

mengukur keadaan Saturated Surface Dry (SSD) agregat halus.

6. Corong / Kerucut Abrams

Kerucut Abrams terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm dan

diameter bawah 20 cm, tinggi 30 cm dilengkapi dengan tongkat baja yang

ujungnya ditumpulkan, panjang 60 cm diameter 16 mm. Alat ini digunakan

untuk mengukur nilai slump adukan beton.

7. Mesin Los Angeles

Mesin Los Angeles dengan merk ”Controls”, italy, yang dilengkapi dengan

12 buah bola baja. Alat ini digunakan untuk menguji ketahanan aus (abrasi)

agregat kasar.

8. Cetakan benda uji

Digunakan untuk mencetak benda uji beton yang berbentuk balok. Cetakan

benda uji yang digunakan adalah cetakan balok dengan ukuran panjang 10

cm, lebar 10 cm dan tinggi 30 cm, dilengkapi tongkat pemadatan yang sama

dengan tongkat penumbuk untuk slump test guna mendapatkan pemadatan

yang sempurna.

9. Alat bantu

Untuk kelancaran dan kemudahan penelitian, pada saat pembuatan benda uji

digunakan beberapa alat bantu yaitu:

a) Vibrator yang digunakan untuk pemadatan saat pembuatan benda uji

b) Cetok semen, digunakan untuk memindahkan bahan batuan dan

memasukkan campuran beton kedalam cetakan beton.

c) Gelas ukur kapasitas 250 ml digunakan untuk meneliti kandungan zat

organik dan kandungan lumpur agregat halus.


commit to user

27

d) Ember untuk tempat air dan sisa adukan.

e) Cangkul untuk mengaduk campuran beton.

f) Gelas ukur dengan kapasitas 1000 ml, untuk mengkur kebutuhan air.

10. Satu Set Alat Uji Kuat Tarik Langsung yaitu mesin UTM (Universal Testing

Machine)

3.4. Tahap dan Prosedur Penelitian

Sebagai penelitian ilmiah, penelitian dilaksanakan dalam sistematika dengan

urutan yang jelas dan teratur agar hasil yang didapat baik dan dapat

dipertanggungjawabkan. Oleh karena itu, pelaksanaan penelitian ini dibagi

beberapa tahapan, yaitu :

1. Tahap I (Tahap Persiapan)

Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang dibutuhkan dipersiapkan

terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar.

2. Tahap II (UJi Bahan)

Tahap ini dilakukan penelitian terhadap agregat kasar dan agregat halus. Hal

ini dilakukan untuk mengetahui sifat dan karakteristik bahan tersebut. Selain

itu juga untuk mengetahui apakah bahan uji tersebut memenuhi syarat atau

tidak.

3. Tahap III (Tahap Pembuatan Benda Uji)

Pada tahap ini dilaksanakan pekerjaan sebagai berikut :

a. Penetapan rancang campur (mix design) adukan beton.

b. Pembuatan adukan beton.

c. Pemeriksaan nilai slump.

d. Pembuatan benda uji.


commit to user

28

4. Tahap IV (Tahap Perawatan Benda Uji/Curing)

Pada tahap ini dilakukan perawatan terhadap benda uji yang telah dibuat pada

tahap III. Perawatan dilakukan dengan cara merendam benda uji pada hari

kedua selama 7 hari, kemudian diangin-anginkan hingga waktu dilakukan

pengujian terhadap benda uji yaitu 28 hari.

5. Tahap V (Tahap Pengujian Benda Uji)

Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tarik langsung terhadap benda uji.

Setelah umur 28 hari, sebagian dilakukan pengujian, sebagian diuji setelah

dibakar pada suhu berturut-turut: 300 0 C, 400 0 C, dan 500 0 C. Sebagian

dari yang dibakar 500 0C, diuji setelah dilakukan perawatan dengan

membasahi air selama 28 hari. Cara pembasahan yaitu dengan karung goni

yang diselimutkan dalam kondisi basah dengan air.

6. Tahap VI (Analisis Data)

Pada tahap ini data yang diperoleh dari hasil pengujian lalu dianalisis untuk

mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel – variabel yang

diteliti dalam penelitian.

7. Tahap VII (Kesimpulan)

Pada tahap ini dibuat suatu kesimpulan berdasarkan data yang telah dianalisis

yang berhubungan langsung dengan tujuan penelitian.

Tahap-tahap penelitian ini dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir

pada gambar 3.2 sebagai berikut :


commit to user

29

Persiapan

Semen Agregat Halus Agregat ALWA Air

Perhitungan Rencana Campuran

Pembuatan Adukan Beton

Pembuatan Benda Uji

Tahap I

Tahap II

Tahap III

MULAI

Data properti

Uji Slump

Tidak

Ya

Beton Ringan Beton Ringan BerseratAlumunium

Beton Ringan MetakaolinBerserat Alumunium

Alumunium Metakaolin

Uji Lab

MemenuhiStadar

Tidak

Ya

Data propertiData properti Data properti

A


commit to user

30

Perawatan tiap jenis beton

Pengujian kuat tarik langsung tiapjenis beton

Analisis Data

Kesimpulan

Tahap IV

Tahap V

TAhap VI

Tahap VII

500 °-3 buah + Curing(Tiap jenisbeton)

SELESAI

Pengujian kuat tarik langsung 3buah sampel tiap jenis beton

Pengujian kuat tarik lansung tiapjenis beton

300 °-3 buah sampel400 °-3 buah sampel500 °-3 buah sampel

Pembakaran benda uji tiap jenisbeton

300 °-3 buah sampel400 °-3 buah sampel500 °-6 buah sampel

A

Gambar 3.2. Bagan alir tahap-tahap metode penelitian


commit to user

31

3.5. Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Beton

Pengujian terhadap bahan-bahan pembentuk beton perlu dilakukan untuk

mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan penyusun beton tersebut. Pengujian

ini dilakukan terhadap agregat halus dan agregat kasar. Pengujian dilakukan

dengan standar ASTM & SK SNI, sedangkan air yang digunakan dalam adukan

beton sesuai dengan standar air dalam PBI 1971 pasal 3.6

3.5.1. Standar Pengujian Terhadap Agregat Halus

Pengujian untuk agregat halus dilaksanakan berdasarkan standar ASTM dan

disesuaikan dengan spesifikasi bahan menurut ASTM & PBI 1971. Standar

pengujian terhadap agregat halus adalah sebagai berikut :

a. ASTM C-40 : Standar penelitian untuk pengujian kandungan zat organik

dalam agregat halus.

b. ASTM C-117 : Standar penelitian untuk pengujian agregat yang lolos

saringan no. 200 dengan pencucian (tes kandungan

lumpur).

c. ASTM C-128 : Standar penelitian untuk menentukan specific gravity dari

agregat halus.

d. ASTM C-136 : Standar penelitian untuk analisis saringan agregat halus.

Spesifikasi bahan untuk agregat halus adalah sebagai berikut :

a. ASTM C-33 : Spesifikasi standar untuk agregat halus.

b. PBI 1971 : Spesifikasi standar untuk agregat halus.

3.4.1. Standar Pengujian Agregat Kasar

Pengujian untuk agregat halus dilaksanakan berdasarkan standar ASTM dan

disesuaikan dengan spesifikasi bahan menurut ASTM & PBI 1971. Standar

pengujian terhadap agregat kasar adalah sebagai berikut :

a. ASTM C-127 : Standar penelitian untuk menentukan specific gravity dari

agregat kasar.


commit to user

32

b. ASTM C-131 : Standar penelitian untuk pengujian keausan agregat kasar.

c. ASTM C-136 : Standar penelitian untuk analisis saringan agregat kasar.

Spesifikasi bahan untuk agregat kasar adalah sebagai berikut :

a. ASTM C-33 : Spesifikasi standar untuk agregat kasar.

b. PBI 1971 : Spesifikasi standar untuk agregat kasar.

3.6. Pengujian Bahan Dasar Beton

Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui sifat dan karateristik dari material

pembentuk beton. Pengujian dilakukan sesuai dengan standar yang ada. Dalam

penelitian ini hanya dilakukan pengujian terhadap agregat halus dan kasar,

sedangkan terhadap semen tidak dilakukan pengujian.

3.6.1. Pengujian Agregat Halus

3.6.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus

Pasir adalah salah satu bahan dasar pembentuk beton yaitu sebagai agregat halus.

Kualitas pasir sudah tentu akan mempengaruhi kualitas beton yang akan

dihasilkan. Untuk itu maka pasir yang akan digunakan harus memenuhi beberapa

persyaratan, salah satunya adalah pasir harus bersih. Pasir bersih yaitu pasir yang

tidak mengandung lumpur lebih dari 5 % dari berat keringnya. Lumpur adalah

bagian-bagian pasir yang lolos dari ayakan 0,063 mm. Apabila kadar lumpur

dalam pasir lebih dari 5 % maka pasir harus dicuci terlebih dahulu sebelum

digunakan dalam pembuatan campuran adukan beton.

a) Tujuan :

Untuk mengetahui kadar lumpur yang terkandung dalam pasir.

b) Alat dan bahan :

1. Pasir kering oven

2. Air bersih

3. Gelas ukur ukuran 250 cc

4. Oven


commit to user

33

5. Timbangan

6. Cawan

c) Cara kerja :

1. Menyiapkan sampel pasir dan mengeringkannya dalam oven.

2. Mengeringkan pasir dalam oven dengan temperatur 1100 C selama 24 jam.

3. Mengambil pasir kering oven 100 gram lalu dimasukkan ke dalam gelas

ukur 250 cc.

4. Menuangkan air ke dalam gelas ukur hingga setinggi 10 cm di atas

permukaan pasir.

5. Mengocok air dan pasir minimal 10 kali, lalu membuang airnya.

6. Mengulangi perlakuan di atas hingga air tampak bersih.

7. Memasukkan pasir kedalam cawan lalu mengeringkan pasir dalam oven

dengan temperatur 1100 C selama 24 jam.

8. Setelah selesai cawan dikeluarkan dan diangin-anginkan hingga mencapai

suhu kamar.

9. Menimbang pasir dalam cawan

Berat pasir awal G0 = 100 gram, berat pasir akhir = G1, sehingga dapat

dirumuskan :

Kadar lumpur = â钳Z â前â前 × 100 % (3.1)

10. Membandingkan dengan persyaratan PBI NI-2 1971, yaitu kadar lumpur

maksimum 5 %. Bila lebih dari 5 % maka sebelum digunakan pasir harus

dicuci terlebih dahulu.

3.6.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik dalam Agregat Halus

Pasir umumnya diambil dari sungai, maka kemungkinan pasir kotor sangat besar,

misalnya bercampur dengan lumpur maupun zat organik lainnya. Pasir sebagai

agregat halus dalam campuran beton tidak boleh mengandung zat organik terlalu

banyak karena akan mengakibatkan penurunan kekuatan beton yang dihasilkan.

Kandungan zat organik ini dapat dilihat dari percobaan warna Abrams Harder

dengan menggunakan larutan NaOH 3 % sesuai dengan persyaratan dalam

Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971 (PBI NI-2, 1971).


commit to user

34

Tabel 3.2. Pengaruh zat organik terhadap persentase penurunan kekuatan beton

No. Warna Persentase kandungan zat organik

1

2

3

4

5

6

Jernih

Kuning muda

Kuning tua

Kuning kemerahan

Coklat kemerahan

Coklat tua

0 %

0 % - 10 %

10 % - 20 %

20 % - 30 %

30 % - 50 %

50 % - 100 %

Sumber : Tabel Prof. Ir. Rooseno, 1995

a) Tujuan :

Untuk mengetahui kadar zat organik dalam pasir berdasarkan tabel perubahan

warna (tabel 3.2).

b) Alat dan bahan :

1. Pasir kering oven

2. Larutan NaOH 3 %

3. Gelas ukur 250 cc

4. Oven

5. Timbangan

6. Cawan

c) Cara kerja :

1. Mengambil pasir kering oven sebanyak 130 gr dan dimasukkan ke dalam

gelas ukur.

2. Memasukkan NaOH 3 % hingga volume mencapai 200 cc.

3. Mengocok pasir selama ± 10 menit.

4. Mendiamkan campuran tersebut selama 24 jam.

5. Mengamati warna air yang terjadi, bandingkan dengan tabel 3.3

3.6.1.3. Pengujian Spesific Gravity Agregat Halus

Berat jenis merupakan salah satu variabel yang sangat penting dalam

merencanakan campuran adukan beton, karena dengan mengetahui variabel

tersebut dapat dihitung volume pasir yang diperlukan.


commit to user

35

a) Tujuan :

1. Untuk mengetahui bulk spesific gravity, yaitu perbandingan antara berat

pasir dalam kondisi kering dengan volume pasir total.

2. Untuk mengetahui bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara

berat pasir jenuh dalam kondisi kering permukaan dengan volume pasir

total.

3. Untuk mengetahui apparent spesific gravity, yaitu perbandingan antara

berat pasir kering dengan volume butir pasir.

4. Untuk mengetahui daya serap (aborbsion), yaitu perbandingan antara berat

air yang diserap dengan berat pasir kering.

b) Alat dan bahan :

1. Cawan alumunium

2. Volumetric flash

3. Conical mould

4. Timbangan

5. Oven listrik

6. Pasir kering oven 500 gr

7. Air bersih

c) Cara kerja :

1. Membuat dalam kondisi SSD(Saturated Surface Dry) dengan cara :

a. Mengambil pasir yang telah disediakan. Dianggap kodisi lapangan

SSD.

b. Memasukkan ke dalam conical mould 1/3 tinggi lalu ditumbuk

dengan temper sebanyak 15 kali, tinggi jatuh temper 2 cm.

c. Pasir ditambah lagi hingga 2/3 tinggi lalu ditumbuk lagi sebanyak

15 kali.

d. Pasir ditambah hingga penuh lalu ditumbuk lagi sebanyak 15 kali.

e. Memasukkan pasir lagi sampai penuh kemudian diratakan

permukaanya.

f. Mengangkat conical mould lalu mengukur penurunan pasir yang

terjadi. Pasir berada dalam kondisi SSD apabila penurunan yang

terjadi sebesar 1/3 tinggi conical mould.


commit to user

36

2. Mengambil pasir dalam kondisi SSD sebanyak 500 gram dan memasukkan

ke dalam volumetric flask dan direndam dalam air selama 24 jam.

3. Menimbang berat volumetric flask + air + pasir (c).

4. Mengeluarkan pasir dari volumetric flask lalu menimbang volumetric

flask + air (b).

5. Mengeringkan pasir dalam oven selam 24 jam.

6. Menimbang pasir yang telah kering oven (a).

7. Menganalisa hasil pengujian dengan Persamaan 3.2 – 3.5 sebagai berikut :

Bulk Specific gravity : 频贫嫩 DDZ品 (3.2)

Bulk Specific gravity SSD : DD贫嫩 DDZ品 (3.3)

Apparent Specific gravity : 频贫嫩频Z品 (3.4)

Absorbtion : DDZ频频 × 100% (3.5)

3.6.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus

Gradasi adalah keseragaman diameter pasir sebagai agregat haluis lebih

diperhitungkan dari pada agregat kasar, karena sangat menentukan sifat

pengerjaan dan kohesi campuran adukan beton.

a) Tujuan :

Pengujian ini untuk mengetahui variasi diameter butiran pasir, persentase

gradasi dan modulus kehalusannya.

b) Alat dan bahan :

1. Satu set ayakan dengan susunan diameter lubang 9,5 mm, 4,75 mm,

2,36 mm, 1,18 mm, 0,85 mm, 0,30 mm, 0,15 mm, dan pan.

2. Mesin penggetar ayakan.

3. Timbangan

4. Pasir kering oven.

c) Cara kerja :

1. Menyiapkan pasir sebanyak 2000 gram.


commit to user

37

2. Memasang saringan dengan susunan sesuai dengan urutan besar diameter

lubang dan yang paling bawah adalah pan.

3. Memasukkan pasir ke dalam saringan teratas kemudian ditutup rapat.

4. Memasang susunan saringan tersebut pada mesin penggetar selama

5 menit, kemudian mengambil susunan tersebut.

5. Memindahkan pasir yang tertinggal dalam masing-masing saringan ke

dalam cawan lalu ditimbang.

6. Menghitung modulus kehalusan dengan menggunakan rumus :

Modulus kehalusan pasir = 聘乒 (3.6)

Dimana : d = å prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain

dalam pan.

e = åprosentase berat pasir yang tertinggal.

3.6.2. Pengujian Agregat Kasar ALWA

3.6.2.1. Pengujian Spesific Gravity

Mengetahui sifat-sifat bahan bangunan yang akan dicapai dalam suatu konstruksi

adalah sangat penting, karena sifat-sifat tersebut dapat ditentukan langkah-langkah

yang tepat untuk mengerjakan banguna tersebut. Berat jenis merupakan salah satu

variabel yang sangat penting dalam merencanakan campuran adukan beton,

karena dengan mengetahui variabel tersebut dapat dihitung volume pasir yang

diperlukan.

a) Tujuan :

1. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat ALWA dalam

kondisi kering dengan volume ALWA total.

2. Bulk specific gravity dalam kondisi SSD, yaitu perbandingan dari berat

ALWA jenuh dalam keadaan kering permukaan dengan volume ALWA

total.

3. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan berat butiran kondisi kering

dan selisih berat butiran dalam keadaan kering dengan berat dalam air.


commit to user

38

4. Absoption, yaitu perbandingan berat air yang diserap oleh ALWA jenuh

dalam kondisi kering permukaan dengan berat ALWA kering.

b) Alat dan bahan :

1. Oven listrik

2. Neraca

3. Bejana dan container

4. ALWA

5. Air bersih.

c) Cara kerja :

1. Mencuci ALWA lalu keringkan dalam oven pada suhu 110 °C selama 24

jam.

2. Mengambil ALWA kering permukaan lalu timbang seberat 1500 gr dan

diamkan hingga mencapai suhu kamar.

3. Merendam ALWA dalam air selama 24 jam, lalu keringkan dengan kain

lap agar permukaan ALWA kering, lalu menimbang ALWA tersebut (g).

4. Memasang container pada neraca, lalu menuangkan air dalam bejana

hingga container terendam seluruhnya dan mengatur posisinya agar neraca

seimbang. Memasukkan ALWA ke dalam container hingga seluruhnya

terendam air.

5. Menimbang ALWA tersebut (h)

6. Menganalisa hasil pengujian tersebut dengan rumus-rumus :

Bulk specific gravity : hg

f-

(3.7)

Bulk specific gravity SSD : hg

g-

(3.8)

Apparent specific gravity : hf

f-

(3.9)

Absoption :

%100xh

hg -

(3.10)


commit to user

39

3.6.2.2. Pengujian Abrasi

Agregat kasar ALWA merupakan salah satu bahan dasar beton yang harus

memenuhi standar tertentu untuk daya tahan keausan terhadp gesekan. Standar ini

dapat diketahui dengan alat yang disebut Bejana Los Angelos. Agregat kasar harus

tahan terhadap gaya aus dan bagian yang hilang karena gesekan tidak boleh lebih

dari 50 %.

a) Tujuan :

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kekerasan kerikil,

prosentase dan modulus kehalusannya.

b) Alat dan bahan :

1. Bejana Los Angelos dan 11 bola baja.

2. Neraca

3. Saringan

4. ALWA

c) Cara kerja :

1. Mencuci ALWA dari kotoran dan debu yang melekat, lalu keringkan

dalam oven pada suhu 110 °C selama 24 jam.

2. Mengambil ALWA dari oven dan membiarkannya hingga suhu kamar

kemudian mengayak dengan ayakan 12,5 mm, 9,5 mm, 4,75 mm, dengan

ketentuan : lolos ayakan 12,5 mm dan tertampung 9,5 mm sebanyak 2,5

kg. lolos ayakan 9,5 mm dan tertampung 4,75 mm sebanyak 2,5 kg.

3. Memasukan agregat kasar ALWA yang sudah diayak sebanyak 5 kg ke

mesin Los Angelos (i)

4. Mencuci lubang mesin Los Angelos rapat-rapat lalu menghidupkan mesin

dan mengatur perputaran mesin sampai 500 kali putaran.

5. Mengeluarkan ALWA lalu disaring menggunakan saringan 2,36 mm (j).

6. Menganalisa presentase berat agregat yang hilang dengan rumus :

7. Presentase berat yang hilang = %100xi

ji -

(3.11)


commit to user

40

3.6.2.3. Pengujian Gradasi

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui variasi diameter agregat kasar,

prosentase, dan modulus halusnya. Modulus kehalusan merupakan angka yang

menunjukkan tinggi rendahnya tingkat keausan butir dalam agregat.

a) Tujuan :

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui variasi ukuran butiran dan agregat

kasar, prosentase, dan modulus halusnya.

b) Alat dan bahan :

1. Satu set ayakan dengan susunan diameter lubang 38 mm, 25 mm, 19 mm,

12,5 mm, 9,5 mm, 4,75 mm, 2,36 mm, pan dan mesin penggetar.

2. Mesin penggetar.

3. Neraca.

4. ALWA kering oven.

c) Cara kerja :

1. Menyiapkan ALWA sebanyak 1500 gram.

2. Menyiapkan satu set ayakan dan menyusun berurutan mulai dari pan

(paling bawah), hingga ayakan 9,5 mm (paling atas), lalu susunan ayakan

tersebut diletakkan pada mesin penggetar.

3. Menuangkan pasir ke dalam ayakan paling atas dan menutup rapat-rapat

susunan ayakan tersebut.

4. Menghidupkan mesin penggetar selama 5 menit.

5. Setelah 5 menit matikan mesin, lalu menimbang dan mencatat berat

agregat halus yang tertinggal pada masing-masing ayakan.

6. Menghitung modulus kehalusan dengan menggunakan rumus

7. Modulus kehalusan = ed

(3.12)

dimana :

d = ∑ persentase komulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan.

e = ∑ persentase berat pasir yang tertinggal


commit to user

41

3.6.3. Pengujian Kuat Tarik Baja Tulangan

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui tegangan luluh dan tegangan

maksimum baja sehingga diketahui mutu baja yang digunakan. Hal ini dilakukan

untuk menghindari lelehnya baja tulangan sebelum benda uji mengalami kondisi

keruntuhan, yang ditandai dengan tergelincirnya baja tulangan atau terbelahnya

beton setelah gaya tarik diterapkan pada ujung tulangan. Pengujian ini

menggunakan alat UTM (Universal Testing Machine).

Tegangan leleh baja dapat dihitung menggunakan persamaan 3.13, yaitu:

A

Plelehleleh =s (3.13)

A

Pmaksmaks =s (3.14)

dengan:

σleleh = tegangan leleh baja (kgf/mm2)

Pleleh = gaya tarik leleh baja (kgf)

σmaks = tegangan maksimum baja (kgf/mm2)

Pmaks = gaya tarik maksimum baja (kgf)

3.7. Perencanaan Campuran Beton

Dalam penelitian ini digunakan campuran adukan beton. Cara yang digunakan

dalam perencanaan campuran adukan beton merupakan cara yang

direkomendasikan oleh Dinas Pekerjaan Umum. Perhitungan perencanaan

campuran beton disajikan dalam lampiran.


commit to user

42

3.8. Pembuatan Benda Uji

Langkah-langkah pembuatan benda uji dalam penelitian ini dapat diuraikan

sebagai berikut :

1. Menyiapkan material (semen, metakaolin, agregat halus, ALWA, air,

metakaolin dan serat aluminium ) dan peralatan yang akan digunakan untuk

campuran beton.

2. Menyiapkan cetakan beton.

3. Menimbang masing-masing material berdasarkan perhitungan mix design

beton.

4. Membuat adukan beton dengan cara manual, mengaduk material yang telah

ditimbang menggunakan cangkul atau cetok semen dan serat aluminium

disebar secara random.

5. Memeriksa nilai slump dari adukan beton tersebut.

6. Selanjutnya dilakukan pengecoran dengan menuangkan adukan beton ke

dalam cetakan dan memberi tanda untuk masing-masing sampel.

7. Kemudian dilakukan pemadatan. Setelah cetakan terisi penuh maka

permukaan diratakan dan dibiarkan selama 24 jam.

8. Merawat beton dengan cara merendamnya dalam air sampai waktu pengujian

dan pembakaran.

3.9. Pengujian Nilai Slump

Slump beton adalah besaran kekentalan ( viscocity ) atau plastisitas dan kohesif

beton segar. Menurut SK SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah

sebagai berikut :

1. Membasahi cetakan dan pelat dengan kain basah

2. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh


commit to user

43

3. Mengisi cetakan sampai penuh dalam 3 lapisan dimana tiap lapisan berisi kira-

kira ⅓ isi cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat

sebanyak 25 x tusukan

4. Segera setelah selesai penusukan, ratakan permukaan benda uji dengan

tongkat dan semua sisa benda uji yang ada di sekitar cetakan harus

disingkirkan

5. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas

6. Mengukur nilai slump yang terjadi

3.10. Perawatan Benda Uji

Perawatan beton adalah suatu pekerjaan menjaga agar permukaan beton segar

selalu lembab sejak adukan beton dipadatkan sampai beton dianggap cukup keras.

Hal ini di maksudkan untuk menjamin agar proses hidrasi dapat berlangsung

dengan baik dan proses pengerasan terjadi dengan sempurna sehingga tidak terjadi

retak-retak pada beton dan mutu beton dapat terjamin.

Perawatan ini dilakukan dengan cara merendam beton ke dalam bak selama 7 hari.

Kemudian beton diangin-anginkan selama 21 hari atau sampai benda uji berumur

28 hari dan diadakan pengujian beton.

3.11. Pembakaran Benda Uji

Setelah melakukan perawatan benda uji selama 28 hari, proses selanjutnya yaitu

sebagian besar benda uji dibakar dengan ketentuan variasi suhu 300° C, 400° C,

dan 500°C. Pembakaran benda uji dilakukan di tungku pembakaran kerajinan

keramik di desa Bayat, Klaten.


commit to user

44

3.12. Perawatan Benda Uji Pasca Bakar

Setelah benda uji mengalami pembakaran maka proses selanjutnya adalah

perawatan tahap II. Pada tahap ini, benda uji yang telah dibakar 5000 C sebagian

akan mendapatkan perawatan ulang dengan cara diselimuti dengan kain goni

basah samapi benda uji berumur 28 hari terhitung sejak selesainya prses

pembakaran benda uji.

3.13. Pengujian Kuat Tarik Beton

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui nilai kuat leleh beton komposit.

Adapun langkah-langkah pengujian kuat tarik beton komposit adalah sebagai

berikut:

1. Benda uji dipasang pada mesin uji sesuai dengan arah tariknya.

2. Meletakkan kertas millimeter pada mesin uji untuk mendapatkan grafik

hubungan antara bebab (P) dengan perubahan panjang (ΔL)

3. Menghidupkan alat uji kuat tarik dan mengamati jarum penunjuk manometer

sesuai dengan besarnya pembebanan.

4. Pada saat pembebanan dimualai mesin uji akan menggambar grafik hubungan

antara (P) dengan perubahan panjang (ΔL) dari baja komposit tersebut secara

otomatis.

5. Pada saat beban maksimum yyang mampu ditahan oleh benda uji terlampaui

dan benda uji patah, maka salah satu jarum akan kembali keposisi angka nol.

Sedangkan jarum lainnya tetap menunjukan nilai kuat leleh beton komposit.

6. Melakukan percobaan berulang ulang sesuai variasi bahan tambahnya dan

mencatat pengaruh variasi bahan tambahnya.


commit to user

45

3.14. Analisis Data dan Pembahasan

Analisis data adalah proses penyederhanaan data ke dalam bentuk yang lebih

mudah dibaca dan diinterpretasikan. Dalam proses pengolahan data yang

diperoleh dari hasil pengujian ini dipakai microsoft excell untuk menyajikan data

menjadi informasi yang lebih sederhana, mudah dimengerti dan dipahami oleh

setiap pembaca yang kemudian dilakukan pembahasan guna menarik kesimpulan.


commit to user

46

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Agregat

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Pengujian agregat halus yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian

kandungan zat organik, kadar lumpur, spesific gravity, dan gradasi. Hasil

pengujian agregat halus dapat dilihat dalam tabel 4.1. Perhitungan dan data-data

pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A.

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

No Jenis Pengujian Hasil

Pengujian Standar Kesimpulan

1 Kandungan zat

organik Jernih kuning muda Memenuhi syarat

2 Kandungan lumpur 2.3 % Maksimum 5 % Memenuhi syarat

3 Bulk spesific gravity 2,43 - -

4 Bulk spesific gravity

SSD 2,50 - -

5 Modulus halus butir 2,69 2,3 - 3,1 Memenuhi syarat

Sumber: Hasil penelitian

Hasil pengujian gradasi agregat halus serta persyaratan batas dari ASTM C 33-97

dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan Gambar 4.1. Perhitungan dan analisis dari gradasi

agregat halus dapat dilihat pada Lampiran A.

46


commit to user

47

Tabel 4.2. Hasil pengujian gradasi agregat halus dan Syarat ASTM C 33

No Diameter

Ayakan

Berat Tertahan Berat Lolos

Kumulatif

(%)

ASTM

C 33-48 Berat

(gram) %

Kumulatif

(%)

1 9.5 0 0.000 0.000 100.000 100

2 4.75 50 1.807 1.68067 98.3193 95-100

3 2.36 350 11.765 13.4454 86.5546 85-100

4 1.18 485 16.303 29.7479 70.2521 50-85

5 0.85 320 10.756 40.5042 59.4958 25-60

6 0.3 1105 37.143 77.6471 22.3529 10-30

7 0.15 450 15.126 92.7731 7.22689 2-10

8 PAN 215 7.2269 100 0 0

Jumlah 2975 100 348.236

Modulus kehalusan ditentukan dengan rumus :

Modulus Kehalusan (MK) = 100

100-å tertinggalkomilatifberat

= 100

100236,348 -

= 2,48

Agregat yang hilang = 3000

%100)2975300( x-

= 0,833 %

Dari tabel 4.2 gradasi agregat halus di atas dapat digambarkan grafik gradasi

beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C33-97 sebagai berikut :


commit to user

Gambar 4.1 Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Halus

Dari gambar 4.1. dapat dilihat gradasi agregat halus yang diuiji berada pada batas

maksimum dan minimum, sehingga

syarat dan layak digunakan dalam pembuatan benda uji.

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar

Pengujian yang dilakukan terhadap agregat kasar

spesific gravity, abrasi (keausan), dan pengujian

yang telah dilakukan dapat dilihat pada tabel 4.3. Pengujian gradasi kasar menurut

ASTM C 33-97 dapat dilihat pada Tabel 4.

pengujian dan analisis selengkapnya dapat dilihat dalam Lampiran A.

0

20

40

60

80

100

120

0 0.15

Kum

ulat

if Lo

los

(%)

GRADASI AGREGAT HALUS

% Kum Pengujian

Gambar 4.1 Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Halus


maksimum dan minimum, sehingga agregat halus yang digunakan memenuhi

syarat dan layak digunakan dalam pembuatan benda uji.

Hasil Pengujian Agregat Kasar ALWA

Pengujian yang dilakukan terhadap agregat kasar (ALWA) meliputi pengujian

abrasi (keausan), dan pengujian gradasi. Hasil-hasil pengujian


dapat dilihat pada Tabel 4.4 dan Gambar 4.2. Data hasil

pengujian dan analisis selengkapnya dapat dilihat dalam Lampiran A.

0.3 0.85 1.18 2.36 4.75 9.5

Diameter Saringan (mm)

GRADASI AGREGAT HALUS

% Kum Pengujian % Kum Min % Kum Max

48


agregat halus yang digunakan memenuhi

meliputi pengujian

hasil pengujian


Data hasil

9.5


commit to user

49

Tabel 4.3. Hasil pengujian agregat kasar

No Jenis Pengujian Hasil

Pengujian Standar Kesimpulan

1 Bulk spesific gravity 1.308 - -

2 Bulk spesific gravity

SSD 1.478 - -

3 Abrasi 27.2 % Maksimum 50

% Memenuhi syarat

4 Modulus halus butir 6.84 5-8 Memenuhi syarat

Sumber : Hasil Penelitian

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Gradasi agregat kasar (ALWA)

No Diameter

Ayakan

Berat tertinggal Berat Lolos

Kumulatif

(%)

ASTM

C33 Berat

(gram) %

Kumulatif

(%)

1 25,00 0 0 0 100 100

2 19,00 28.5 1.91 1.91 98.09 90-100

3 12,50 534 35.77 37.68 62.32 -

4 9,50 261.5 17.52 55.2 44.8 25-55

5 4,75 521 34.90 90.1 9.89 0-10

6 2,36 147.7 9.89 100 0 0-5

7 1,18 0 0 100 0 -

8 0,85 0 0 100 0 -

9 0,3 0 0 100 0 -

10 0,15 0 0 100 0 -

11 Pan 0 0 100 0 -

Jumlah 1492.7 100 784.29


commit to user

50

Modulus Kehalusan (MK) = 100

100-å tertinggalkomilatifberat

= 100

10029.784 -

= 6,84

Agregat yang hilang = 3000

%100)7.14921500( x-

= 0,48 %

Dari tabel 4.4 gradasi agregat kasar di atas dapat digambarkan grafik gradasi

beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C33-84 sebagai berikut :

Gambar 4.2 Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Kasar

Dari Gammbar 4.2. dapat dilihat gradasi agregat kasar yang telah diuji berada

dalam maksimum dan minimum, sehingga agregat kasar yang digunakan

memenuhi syarat dan layak digunakan dalam pembuatan beton benda uji.

0

20

40

60

80

100

120

Pan 0.15 0.3 0.85 1.18 2.36 4.75 9.5 12.5 19 25

Kum

ulat

if Lo

los

(%)

Diameter Saringan (mm)

GRADASI AGREGAT KASAR ALWA

Hasil Pengujian Batas Minimum Batas Maksimum


commit to user

51

4.2. Hasil Pengujian Metakaolin

Metakaolin dibuat dengan cara memanaskan kaolin (china clay) pada suhu 450oC

- 900 oC, selama 6 sampai 9 jam. Dalam pengujian ini Kaolin yang digunakan

berasal dari Desa Semin, Gunung Kidul, Yogyakarta. Pengujian yang dilakukan

dikhususkan untuk pengujian kandungan unsur kimia yang terdapat pada

metakaolin. Pengujian unsur kimia metakaolin dilakukan oleh Badan Vulkanologi

dan Gunung Berapi, Daerah Istimewa Yogyakarta. Hasil pengujian dapat dilihat

pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Kandungan Kimia Metakaolin

Komposisi Kimia Prosentase (%)

SiO2 73,35

Al2O3 15,74

Fe2O3 4,28

CaO 1,94

MgO 0,48

K2O 1,35

Na2O 1,60

Sumber: Balai Penyelidikan dan Pengembangan Teknologi Gunung Api

Yogyakarta

4.3. Hasil Pengujian Alumunium

Untuk mengetahui kuat tarik alumunium sebelum digunakan pada campuran maka

dilakukan uji tarik. Sampel yang digunakan adalah lembaran alumunium dengan

panjang 50 mm dan lebar 2 mm dengan tebal 0.18 mm. Hasil pengujian disajikan

dalam Tabel 4.6. berikut:


commit to user

52

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Kuat Tarik Alumunium

Kode Gaya (kgf) Gaya rerata (kgf) Berat jenis (t/m3)

A11 110 112.5

2.21

A12 115 2.21

Sumber: Dari hasil pengujian

4.4. Hasil Hitungan Rencana Campuran Beton

Perhitungan rencana campuran beton ringan (mix design) menggunakan metode

Dreux – Corrise, dari perhitungan tersebut didapat kebutuhan bahan untuk 1 m³

beton ringan metakaolin serat aluminium yaitu :

· Air = 160 liter

· Semen = 400 kg

· Pasir = 634.9 kg

· ALWA = 644.064 kg

· Superplasticier sika viscocrete 5 : 1 % dari berat semen : 4 kg

· Aluminium : 0.75 % dari volume total campuran beton : 14.0922 kg

· Metakaolin : 7.5 % dari volume semen : 30 kg

4.5. Pengujian Nilai Slump

Dari masing-masing campuran adukan beton tersebut dilakukan pengujian slump.

Nilai slump diperlukan untuk mengetahui tingkat workabilitas dari campuran

beton. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.7 sebagai berikut :

Tabel 4.7 Hasil Pengujian Nilai Slump

No Jenis Campuran Nilai Slump (cm)

1

2

3

Beton Ringan

Beton Ringan Berserat Aluminium

Beton Ringan Metakaolin Berserat Aluminium

14

10

7


commit to user

53

4.6. Hasil Pengujian Kuat Tarik dan Analisis Data

4.6.1. Hasil Pengujian Kuat Tarik

Pengujian kuat tarik dilakukan menggunakan alat Universal Testing Machine.

Pengujian yang dilakukan yaitu kuat tarik baja, beton ringan, beton ringan berserat

alumunium, beton ringan metakaolin berserat alumunium.hasil pengujian

disajikan dalam Tabel 4.8, Tabel 4.9, Tabel 4.10 dn Tabel 4.11 berikut:

Tabel 4.8. Hasil Pengujian Kuat Tarik Baja

Diameter

(mm)

Luas

Penampang

(mm2)

Suhu

(oC)

P

Leleh

(kg)

P Leleh

Rerata

(kg)

P

Max

(kg)

P Max

Rerata

(kg)

9,61 Suhu

Ruang

2600 2546.67

3740

3500 9,53 2500 3500

9,84 2540 3260

9,79

300o

2600

2660

3700

3800 9,82 2640 3800

9,65 2740 3900

9,61

400o

2620

2620

3880

3700 9,61 2720 3700

9,84 2520 3520

9,75

500o

2880

2773.33

3760

3853.33 9,58 2720 3920

9,64 2720 3880

9,75 500o

+

Curing

2720

2720

3800

3826.67 9,54 2740 3820

9,54 2700 3860


commit to user

54

Tabel 4.9. Hasil Pengujian Beton Ringan

Kode

Benda

Uji

Luas

Penampang

(mm2)

Suhu

(oC)

P

Leleh

(kg)

P Leleh

Rerata

(kg)

P

Max

(kg)

P Max

Rerata

(kg)

BR-1 100x100 Suhu

Ruang

2620

2600

3700

3800 BR-2 100x100 2580

3700

BR-3 100x100 4000

BR-1 100x100

300o

2880

2980

3940

4073.33 BR-2 100x100 3080

4280

BR-3 100x100 4000

BR-1 100x100

400o

2720

2733.33

3700

2833.33 BR-2 100x100 2700 3860

BR-3 100x100 2780 3940

BR-1 100x100

500o

2860

2880

3860

3986.67 BR-2 100x100 2900 4060

BR-3 100x100 2880 4040

BR-1 100x100 500o

+

Curing

2960 2980

3800

4040 BR-2 100x100 4100

BR-3 100x100 3000 4220


commit to user

55

Tabel 4.10. Hasil Pengujian Beton Ringan Berserat Alumunium

Kode

Benda

Uji

Luas

Penampang

(mm2)

Suhu

(oC)

P

Leleh

(kg)

P Leleh

Rerata

(kg)

P

Max

(kg)

P Max

Rerata

(kg)

BRF-1 100x100 Suhu

Ruang

2900

2813.33

3880

3833.33 BRF-2 100x100 2820 3860

BRF-3 100x100 2720 3760

BRF-1 100x100

300o 2810 2935

4000

4066.67 BRF-2 100x100 3800

BRF-3 100x100 3060 4400

BRF-1 100x100

400o

2840

2713.33

3800

3793.33 BRF-2 100x100 2680 3740

BRF-3 100x100 2620 3840

BRF-1 100x100

500o

2720

2860

3760

3933.33 BRF-2 100x100 2680 3840

BRF-3 100x100 3180 4200

BRF-1 100x100 500o

+

Curing

2920

2873.33

4020

3926.67 BRF-2 100x100 2900 3880

BRF-3 100x100 2800 3880


commit to user

56

Tabel 4.11. Hasil Pengujian Beton Ringan Metakaolin Berserat Alumunium

Kode

Benda

Uji

Luas

Penampang

(mm2)

Suhu

(oC)

P

Leleh

(kg)

P Leleh

Rerata

(kg)

P

Max

(kg)

P Max

Rerata

(kg)

BRMF-1 100x100 Suhu

Ruang

3040 2870

4050

3770 BRMF-2 100x100 3760

BRMF-3 100x100 2700 3500

BRMF-1 100x100

300o

2720

2846.67

3840

4060 BRMF-2 100x100 2920 4060

BRMF-3 100x100 2900 4280

BRMF-1 100x100

400o 2760 2730

4040

3946.67 BRMF-2 100x100 3880

BRMF-3 100x100 2700 3920

BRMF-1 100x100

500o

3020

2960

4100

3893.33 BRMF-2 100x100 2900

3800

BRMF-3 100x100 3780

BRMF-1 100x100 500o

+

Curing

2900

2860

3900

3913.33 BRMF-2 100x100 2880 3860

BRMF-3 100x100 2800 3980


commit to user

4.6.2. Analisis Data

Pada penelitian ini yang digunakan untuk analisis adalah data saat benda uji

mengaami leleh ( P leleh). Adapun

4.12, 4.13, 4.14, 4.15 dan 4.1

Tabel 4.12. Perubahan P leleh

Kode benda

Uji

P leleh

(kg)

BR-1 2620 BR-2

2580 BR-3

BRF-1 2900 BRF-2 2820 BRF-3 2720

BRMF-1 3040

BRMF-2 BRMF-3 2700

Gambar 4.3. Diagram P leleh Tanpa pembakaran

2450

2500

2550

2600

2650

2700

2750

2800

2850

2900

Nila

i P L

eleh

Jenis Beton


mengaami leleh ( P leleh). Adapun perubahan nilai P leleh disajikan dalam table

dan 4.16 berikut:

Perubahan P leleh Tanpa Pembakaran

P leleh rata-

rata (kg) Perubahan (%)

2600

2813.33 8.205

2870 10.384

Diagram P leleh Tanpa pembakaran

Jenis Beton

Beton Ringan

Beton Ringan alumunium

Beton Ringan Metakaolin alumunium

57


an dalam table


commit to user

58

Tabel 4.13. Perubahan P leleh pada Pembakaran suhu 3000C

Kode

benda Uji

P leleh

(kg)

P leleh rata-


BR-1 2880 2980

BR-2

3080 BR-3

BRF-1 2810 2935 -1.533 BRF-2

BRF-3 3060 BRMF-1 2720

2846.67 -4.474 BRMF-2 2920 BRMF-3 2900

Gambar 4.4. Diagram P leleh pada Pembakaran suhu 3000C


Kode benda

Uji

P leleh

(kg)

P leleh rata-


BR-1 2720 2733.33

BR-2 2700 BR-3 2780

BRF-1 2840 2713.33 -0.732 BRF-2 2680

BRF-3 2620 BRMF-1

2760 2730 -0.122 BRMF-2 BRMF-3 2700

250025502600265027002750280028502900295030003050

Nila

i P L

eleh

Jenis Beton

Beton Ringan




commit to user

59

Gambar 4.5. Diagram Nilai P leleh pada Pembakaran suhu 4000C


Kode

benda Uji

P leleh

(kg)

P leleh rata-


BR-1 2860 2880

BR-2 2900 BR-3 2880

BRF-1 2720 2860 -0.694 BRF-2 2680

BRF-3 3180 BRMF-1 3020

2960 2.778 BRMF-2 2900

BRMF-3

Gambar 4.6. Diagram Nilai P leleh pada Pembakaran suhu 5000C

2500

2550

2600

2650

2700

2750

Nila

i P L

eleh

Jenis Beton

Beton Ringan



25002550260026502700275028002850290029503000

Nila

i P L

eleh

Jenis Beton

Beton Ringan




commit to user

60

Tabel 4.16. Perubahan P leleh pada suhu 5000 dan perawatan

Kode benda

Uji

P leleh

(kg)

P leleh rata-


BR-1 2980

BR-2 2960 BR-3 3000

BRF-1 2920 2873.33 -3.579 BRF-2 2900

BRF-3 2800 BRMF-1 2900

2860 -4.027 BRMF-2 2880 BRMF-3 2800

Gambar 4.7. Diagram NIlai P leleh pada Pembakaran suhu 5000+Perawatan

Kuat tarik beton dihitung dengan rumus tegangan yaitu gaya per satuan luas atau

dapat dirumuskan sebagai berikut:

AP

=s (2.1)

)( 12 PPP -= (2.2)

hbA ´= (2.3)

hb

PP

´-

=)( 12s (2.4)

2500

2550

2600

2650

2700

2750

2800

2850

2900

2950

3000

3050

Nila

i P L

eleh

Jenis Beton

Beton Ringan




commit to user

61

Dimana : s = tegangan tarik langsung beton ringan (Mpa) P = gaya yang diterima beton komposit (N) P1 = gaya pada baja tulangan P2 = gaya pada benda uji b = Lebar balok benda uji (mm) h = Tinggi balok benda uji (mm)

Berdasarkan tabel 4.7, 4.8, 4.9 dan 4.10 dapat dilakukan hitungan untuk

mengetahui besarnya nilai kuat tarik beton ringan, yang merupakan selisih dari

nilai P leleh balok komposit dengan P leleh baja tulangan dibagi dengan luas

penampang balok

Contoh hitungan kuat tarik beton untuk benda uji BR tanpa pembakaran

Diketahui: P leleh komposit = 2600

P leleh baja = 2546.67

Luas penampang = 100 mm x 100 mm = 10000 mm2

Sehingga diperoleh besarnya

Kuat tarik beton (f’ct) = 10000

)67.25462600( - = 0.0053 kg/mm2 = 0.05 Mpa

Hasil hitungan selengkapnya disajikan dalam tabel 4.17 berikut:

Tabel 4.17. Hasil Hitungan Kuat Tarik Beton Tanpa Pembakaran

Kode Benda

Uji

P Leleh Komposit

(kg)

P Leleh Baja

(kg)

Kuat Tarik Beton

(MPa)

BR 2600 2546.67 0.053

BRF 2813.33 2546.67 0.2667

BRMF 2870 2546.67 0.323

Tabel 4.18. Hasil Hitungan Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 3000C

Kode Benda

Uji

P Leleh Komposit

(kg)

P Leleh Baja

(kg)

Kuat Tarik Beton

(MPa)

BR 2980 2660 0.32

BRF 2935 2660 0.275

BRMF 2846.67 2660 0.1867


commit to user

62


Kode

Benda Uji

P Leleh Komposit

(kg)

P Leleh Baja

(kg)

Kuat Tarik Beton

(MPa)

BR 2733.33 2620 0.1133

BRF 2713.33 2620 0.0933

BRMF 2730 2620 0.11


Kode Benda

Uji

P Leleh Komposit

(kg)

P Leleh Baja

(kg)

Kuat Tarik Beton

(MPa)

BR 2880 2773.33 0.1067

BRF 2860 2773.33 0.0867

BRMF 2960 2773.33 0.19

Tabel 4.21. Hasil Hitungan Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 5000C dan

Perawatan

Kode Benda

Uji

P Leleh Komposit

(kg)

P Leleh Baja

(kg)

Kuat Tarik Beton

(MPa)

BR 2980 2720 0.26

BRF 2873.33 2720 0.1533

BRMF 2860 2720 0.14

Perubahan nilai kuat tarik beton dengan suhu ruang, 3000C, 4000C, 5000C dan

5000C+perawatan dapat dilihat dalam Tabel 4.22, 4.23, 4.24, 4.25 dan 4.26

berikut:

Tabel 4.22. Perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Tanpa Pembakaran

Kode Benda

Uji

Nilai Kuat Tarik

Beton (MPa)

Perubahan

(%)

BR 0.053 -

BRF 0.2667 80

BRMF 0.323 83.505


commit to user

63

Gambar 4.8. Diagram Nilai kuat tarik beton Tanpa Pembakaran

Tabel 4.23. Perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Pada Pembakaran Suhu 3000C

Kode Benda

Uji

Nilai Kuat Tarik

Beton (MPa)

Perubahan

(%)

BR 0.32 -

BRF 0.275 -14.063

BRMF 0.1867 41.667

Gambar 4.9. Diagram Nilai kuat tarik beton pada Pembakaran suhu 3000C

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Kua

t Tar

ik

Jenis Beton

Beton Ringan


Betn Ringan Metakaolin alumunium

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Kua

t Tar

ik

Jenis Beton

Beton Ringan




commit to user

64

Tabel 4.24. Perubahan nilai Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 4000

Kode Benda

Uji

Nilai Kuat Tarik

Beton (MPa)

Perubahan

(%)

BR 0.1133 -

BRF 0.0933 -17.647

BRMF 0.11 -2.941


Tabel 4.25. Perubahan Nilai Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 5000C

Kode Benda

Uji

Nilai Kuat Tarik

Beton (MPa)

Perubahan

(%)

BR 0.1067 -

BRF 0.0867 -18.75

BRMF 0.187 75


0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Kua

t Tar

ik

Jenis Beton

Beton Ringan



0

0.05

0.1

0.15

0.2

Kua

t Tar

ik

Jenis Beton

Beton Ringan




commit to user

65

Tabel 4.26. Perubahan Nilai Kuat Tarik Beton pada Pembakaran Suhu 5000 dan

perawatan

Kode Benda

Uji

Nilai Kuat Tarik

Beton (MPa)

Perubahan

(%)

BR 0.26 -

BRF 0.1533 -41.026

BRMF 0.14 -46.154

Gambar 4.12. Diagram Nilai kuat tarik beton pada Pembakaran suhu 5000 dan

perawatan

Pengaruh peningkatan suhu terhadap nilai kuat tarik beton disajikan dalam tabel

4.27, sampai 4.32 berikut:

Tabel 4.27. Penghitungan perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Ringan (BR) dengan

Variasi Suhu

Kode

benda uji

Suhu

(0C)

Nilai kuat tarik beton

(MPa)

Penurunan

(%)

BR Suhu Ruang 0.053

BR 300 0.32 83.333

BR 400 0.1133 -64.583

BR 500 0.1067 -5.88

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Kua

t Tar

ik

Jenis Beton

Beton Ringan




commit to user

Gambar 4.13. Diagram Hubungan

(BR)

Tabel 4.28. Penghitungan perubahan nilai kuat tarik

Ulang

Kode

benda uji

Suhu

(0C)

BR 500

BR 500+Curing

Gambar 4.14. Diagram Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton

Ringan (BR)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Kua

t Tar

ik

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Kua

t Tar

ik

Hubungan Suhu terhadap Nilai Kuat Tarik Beton

Penghitungan perubahan nilai kuat tarik beton Ringan setelah


(MPa)

Penurunan

(%)

0.1067

Curing 0.26 58.974

Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton

(BR)

Tanpa Pembakaran

300

400

500

500

500+Perawatan

66

Suhu terhadap Nilai Kuat Tarik Beton Ringan

setelah Curing



commit to user

67

Tabel 4.29. Penghitungan perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Ringan Alumunium

(BRF) dengan Variasi Suhu

Kode

benda uji

Suhu

(0C)


(MPa)

Penurunan

(%)

BRF Suhu Ruang 0.2667

BRF 300 0.275 3.0303

BRF 400 0.0933 66.061

BRF 500 0.0867 7.143

Gambar 4.15. Diagram Hubungan Suhu terhadap Nilai Kuat Tarik Beton Ringan

Alumunium (BRF)

Tabel 4.30. Penghitungan perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Ringan Alumunium

(BRF) setelah Curing Ulang

Kode

benda uji

Suhu

(0C)


(MPa)

Penurunan

(%)

BRF 500 0.0867

BRF 500+Curing 0.1533 43.478

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Kua

t Tar

ik Tanpa Pembakaran

300

400

500


commit to user

68

Gambar 4.16. Diagram Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton

Ringan Alumunium (BRF)

Tabel 4.31. Penghitungan Perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Ringan Metakaolin

Alumunium (BRMF) dengan Variasi Suhu

Kode

benda uji

Suhu

(0C)


(MPa)

Penurunan

(%)

BRMF Suhu Ruang 0.323

BRMF 300 0.1867 42.268

BRMF 400 0.11 -41.071

BRMF 500 0.1867 41.071

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

Kua

t Tar

ik

500

500+Perawatan


commit to user

Gambar 4.17. Diagram Hubungan

Metakaolin Alumunium

Tabel 4.32. Penghitungan perubahan N

Alumunium setelah

Kode

benda uji

Suhu

(0C)

BRMF 500

BRMF 500+Curing

Gambar 4.18. Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton

Metakaolin Alumunium

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Kua

t Tar

ik

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

Kua

t Tar

ik

Diagram Hubungan Suhu terhadap Nilai Kuat Tarik Beton

Metakaolin Alumunium (BRMF)

Penghitungan perubahan Nilai Kuat Tarik Beton Ringan Metakaolin

setelah Curing Ulang


(MPa)

Penurunan

(%)

0.1867

Curing 0.14 -33.333


Metakaolin Alumunium (BRMF)

Tanpa Pembakaran

300

400

500

500

500+Perawatan

69

Suhu terhadap Nilai Kuat Tarik Beton Ringan

Beton Ringan Metakaolin

Pengaruh Perawatan terhadap Nilai Kuat Tarik Beton Ringan


commit to user

70

4.7. Pembahasan

1. Dari tabel 4.27 nilai kuat tarik beton ringan sebelum, setelah dibakar dan

setelah dilakukan perawatan adalah

a. Suhu kamar : 0.053

b. Suhu 3000C : 0.32

c. Suhu 4000C : 0.1133

d. Suhu 5000C : 0.1067

e. Suhu 5000C+curing : 0.26

2. Dari tabel 4.29 nilai kuat tarik beton ringan alumunium sebelum, setelah

dibakar dan setelah dilakukan perawatan adalah


b. Suhu 3000C : 0.275

c. Suhu 4000C : 0.0933

d. Suhu 5000C : 0.0867


3. Dari tabel 4.31 nilai kuat tarik beton ringan alumunium metakolin sebelum,

setelah dibakar dan setelah dilakukan perawatan adalah


b. Suhu 3000C : 0.1867

c. Suhu 4000C : 0.11

d. Suhu 5000C : 0.1867


Pada penelitian ini jelas terlihat bahwa serat berperan penting dalam proses

peningkatan kuat tarik beton. Hal ini dibuktikan dengan penambahan serat nilai

kuat tariknya naik 80% dibandingkan dengan beton ringan tanpa serat hal ini

dapat dilihat pada gambar 4.8 diatas. Seperti yang dikemukakan oleh suhendro

(2002) disebabkan karena adanya dowel action (aksi lekatan antar muka pada

serat dengan beton). Dengan adanya mekanisme dowel action dalam beton telah

terbukti secara efektif menunda terjadinya retakan-retakan mikro beton yang pada

akhirnya mampu meningkatkan secara dramatis berbagai sifat mekanik beton.


commit to user

71

Sementara setelah beton dibakar pada suhu 3000C, 4000C, 5000Cnilai kuat

tariknya mengalami penurunan berturut-turut niali tersebut sebesar 14.06%;

17.65%; 18.75%. Hal ini disebabkan karena beton serat sangat komplek. Dengan

adanya serat panas rambatan menjadi lebih cepat, sehingga beton mengalami

kenaikan suhu karena pengaruh induksi panas yang sangat kuat.

Untuk benda uji dengan penambahan metakaolin nilai kuat tarik beton juga

mengalami peningkatan yaitu sebesar 83.5% dapat dilihat pada tabel 4.22. Hal ini

sesuai apa yang dikemukakan oleh Jirawat S. (2001) bahwa metakaolin

mempunyai ukuran rata-rata partikel yang lebih kecil dari pada ukuran rata-rata

partikel semen sehingga dapat bekerja untuk mengisi ruang antar butiran semen

dan dapat memperkuat ikatan antar partikel-partikelnya.

Pada kondisi pasca bakar dengan suhu diatas 3000C baja tulangan akan cepat

memuai. Hal ini disebabkan karena baja akan cepat mengembang bila dikenai

panas serta cepat menyusut bila panas yang ada dihilangkan. Inilah yang

menyebabkan adanya rongga antara baja tulangan dengan beton.

(Athur raharjo 2002)

Dari data-data diatas pada setiap penambahan suhu pembakaran terjadi penurunan

kuat tarik, baik pada beton ringan, beton ringan alumunium, maupun beton ringan

alumunium metakolin. Dapat terlihat jelas pada gambar 4.13 sampai 4.18

hubungan kuat tarik dengan kenaikan suhu pembakaran. Hal ini sesuai dengan apa

yang dikemukakan oleh Al-Mutairi dan Al-Shaleh bahwa kekuatn tarik beton

akan langsung berkurang dan berangsur-angsur berkurang dengan semakin

meningkatnya suhu.

Pada suhu 3000C terjadi penurunan kuat tarik pada beton ringan berserat

alumunium metakaolin yaitu besarnya penurunan adalah 42.47% hal ini

disebabkan oleh beberapa faktor yaitu pada suhu 3000C sudah terjadi transformasi

bentuk beton, terjadi proses evolusi dalam struktur pori yang terdiri dari

kehilangan air bebas pada suhu kamar sampai suhu 1000C dan kehilangan air pada


commit to user

72

CSH atau air terikat mulai terjadi pada suhu 1500C serta tidak adanya kesesuaian

antara perubahan volume agregat.

Penurunan yang terjadi pada pembakaran suhu 4000C, terjadi karena pada suhu ini

terjadi tegangan internal yang disebabkan oleh perbedaan suhu antar lapisan

beton. Besarnya penurunan berturut-turut adalah 64.58%; 66.06%; 41.07%, pada

suhu ini pasta semen yang sudah terhidrasi terurai kembai, dari C-S-H menjadi

kapur bebas CaO, SiO2, dan uap air pengisi pori-pori beton, sehingga dengan

pengurangan jumlah unsure C-S-H tersebut, kekuatan beton mulai terganggu.

Selain itu juga terjadi proses karbonasi, yaitu terbentuknya kalsium karbonat yang

berwarna keputih-putihan dan merubah warna pada beton menjadi lebih terang.

Pada pembakaran suhu 4000C-5000C terjadi penurunan nilai kuat tarik yang

besranya berturut-turut 5.88%; 7.14%; 41.07% hal ini disebabkan karena kalsium

hidroksida mengalami dihidrasi dan berubah menjadi kalsium oksida yang

kekuatannya menjadi lebih rendah sekali. Penurunan pada suhu ini juga

disebabkan volume agregat tidak stabil, hal ini menyebabkan beton mengalami

ledakan (spalling), selain itu meledaknya beton dipengaruhi oleh volume dan

permukaan pori meningkat serta menimbulkan tekanan pori yang menyebabkan

beton mengalami spalling, hal ini mulai terjadi pada suhu 1500C-5000C.

Setelah dilakukan perawatan ulang, beton pada suhu 5000C, mengalami kenaikan.

Pada beton ringan kuat tariknya mengalami kenaikan sebesar 58.97%, sedangkan

pada beton ringan alumunium sebesar 43.478% dan pada beton ringan alumunium

metakaolin nilainya turun 33.03%.

Kenaikan pada beton yang dilakukan perawatan ulang disebabkan adanya

perubahan αCSH menjadi βCSH, dimana perubahan β ini menguntungkan, karena

nilainya lebih besar dari α, walaupun nilainya tidak bias kembali seperti sebelum

terbakar.


commit to user

73

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah diuraikan dapat ditarik

kesimpulan sebagai berikut:

1. Penambahan suhu pembakaran mengakibatkan penurunan kuat tarik pada

beton. Nilai kuat tarik rata-rata beton sebelum dan setelah dilakukan

pembakaran berturut-turut adalah:

v Beton Ringan:

a. Suhu kamar : 0.053 MPa

b. Suhu 3000C : 0.32 MPa

c. Suhu 4000C : 0.1133 MPa

d. Suhu 5000C : 0.1067 MPa

Penurunan kuat tarik beton ringan dalam % dari nilai awal akibat kenaikan

suhu berturut-turut: 3000C, 4000C dan 5000C adalah berturut-turut: 83.33%,

64.58%, 5.88%. Peningkatan nilai kuat tarik beton yang telah dilakukan

curing ulang adalah sebesar 0.26 MPa atau naik 58.97%

v Beton Ringan Alumunium


b. Suhu 3000C : 0.275 MPa

c. Suhu 4000C : 0.0933 MPa

d. Suhu 5000C : 0.0867 MPa



66.06%, 7.143%. Peningkatan nilai kuat tarik beton yang telah dilakukan

curing ulang adalah sebesar 0.1533MPa atau naik 43.478%


commit to user

73

v Beton Ringan Alumunium metakaolin


b. Suhu 3000C : 0.1867 MPa

c. Suhu 4000C : 0.11 MPa

d. Suhu 5000C : 0.1867 MPa



41.07%, 41.07%. Nilai kuat tarik beton yang telah dilakukan curing ulang

mengalami penurunan sebesar 0.14 MPa atau turun 33.03%

2. Nilai kuat tarik beton mengalami penurunan seiring dengan penambahan

suhu pembakaran, hal ini disebabkan hilangnya kandungan air dalam pori-

pori beton dan perbedaan koefisien muai dari material penyusun beton

3. Perlakuan curing ulang pada beton pasca bakar dapat meningkatkan kekuatan

beton, hal inni terbukti dengan naiknya kuat tarik beton setelah dilakukan

curing ulang selama 28 hari.

5.2. Saran

Untuk menindaklanjuti penelitian ini kiranya dilakukan beberapa koreksi yang

diperlukan agar penelitian-penelitian selanjutnya dapat lebih baik.

Adapun saran-saran untuk penelitian selanjutnya antara lain :

1. Perlu dilakukan penelitian dengan kadar alumunium dan metakaolin yang

berbeda.

2. Perlu dilakukan penilitian yang mengatur suhu pembakaran dengan waktu

tertentu.

3. Perlu benda uji lebih dari tiga untuk mengatasi kesalahan data.

74

Documents

KAJIAN KUAT TARIK LANGSUNG BETON RINGAN METAKAOLIN BERSERAT … · 2013-07-22 · sebagai bahan kajian karena beton ringan kini menjadi salah satu material yang ... Beton ringan mempunyai