102
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN PASIR TAILING TAMBANG TIMAH DAN PASIR BESI (Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand) SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO NIM I 0107018 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011

POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

  • Upload
    others

  • View
    19

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON

MENGGUNAKAN PASIR TAILING TAMBANG TIMAH DAN

PASIR BESI

(Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand)

SKRIPSI

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

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO NIM I 0107018

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011

Page 2: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON

MENGGUNAKAN PASIR TAILING TAMBANG TIMAH DAN

PASIR BESI

(Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO NIM I 0107018

Persetujuan :

Dosen Pembing I Dosen Pembimbing II Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD Dr. techn.Ir. Sholihin As’ad, MT NIP. 19691026 199503 1 002 NIP. 19671001 199702 1 001

Page 3: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN

POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON

MENGGUNAKAN PASIR TAILING TAMBANG TIMAH DAN

PASIR BESI

(Porosity and Permeability of Concrete Using Ex Tin Tailing Sand and Iron Sand)

SKRIPSI

Disusun Oleh :

MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO NIM I 0107018

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari : Rabu, 16 Maret 2011

1. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD __________________

NIP. 19691026 199503 1 002

2. Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT __________________ NIP. 19671001 199702 1 001

3. Ir. Bambang Santosa, MT __________________ NIP. 19590823 198601 1 001

4. Wibowo, ST, DEA __________________ NIP. 19681007 199502 1 001

Mengetahui, Disahkan, a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik Sipil Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001

Page 4: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul ”Porositas dan Permeabilitas

Beton Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah dan Pasir Besi”. Penyusunan

skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Semoga skripsi ini dapat berguna bagi Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas

Maret Surakarta dan teman-teman mahasiswa dalam melakukan pengembangan

penelitian.

Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala

untuk menyusun laporan skripsi ini. Untuk itu, penulis ingin mengucapkan terima

kasih kepada:

1. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

3. Bapak Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD selaku Dosen Pembimbing I.

4. Bapak Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT selaku Dosen Pembimbing II.

5. Bapak Ir. Bambang Santosa, MT selaku Dosen Pembimbing Akademis.

6. Tim validator dan penguji pendadaran tugas akhir.

7. Segenap staf Laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil, Fakultas

Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

8. Rekan rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini.

9. Segenap staf pengajar Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas

Maret, Surakarta.

Page 5: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user ix

10. Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Sipil angkatan 2007 Universitas

Sebelas Maret, Surakarta.

11. Kedua orang tua dan keluarga saya yang selalu mendukung dan mendoakan saya.

12. Semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak

langsung, yang tidak dapat penulis sebut satu per satu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu,

saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan

skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Maju terus Teknik Sipil UNS

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Februari 2011

Penulis

Page 6: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA

POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN

PASIR TAILING TAMBANG TIMAH DAN

PASIR BESI

(Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand)

SKRIPSI

Disusun oleh:

MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO NIM I 0107018

Pembimbing :

1. Kusno Adi Sambowo, ST, PhD ……………………………

N I P . 19691026 199503 1 002

2. Dr.techn.Ir.Sholihin As’ad, MT ……………………………

N I P . 19671001 199702 1 001

Page 7: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user vi

ABSTRAK

Muhammad Yanuar Ardi Prasetio, 2011. Porositas dan Permeabilitas Beton Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah dan Pasir Besi. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Kebutuhan beton sebagai bahan konstruksi yang semakin meningkat mengakibatkan Sumber Daya Alam semakin menipis. Hal tersebut memotivasi industri konstruksi untuk terus melakukan inovasi dalam pembuatan beton. Pemanfaatan pasir tailing tambang timah dan pasir besi merupakan salah satu solusi untuk menjawab masalah tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar optimum pasir tailing tambang timah dan pasir besi terhadap penurunan porositas dan permeabilitas beton. Ukuran butiran yang lebih halus diharapkan mampu mengisi pori-pori yang terkandung di dalam beton sehingga memberikan nilai porositas dan permeabilitas yang rendah Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di laboratorium. Benda uji porositas dan benda uji permeabilitas masing-masing sebanyak 33 buah. Kadar pasir tailing tambang timah dan pasir besi sebesar 0%, 20%, 40%, 60%, 80% dan 100%. Masing-masing variasi terdiri dari 3 benda uji. Benda uji porositas adalah kubus dengan dimensi 5x5x5 cm3, sedangkan benda uji permeabilitas adalah silinder beton diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm. Porositas dan permeabilitas beton diuji pada umur beton 28 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pasir tailing tambang timah dengan kadar 40% mampu menurunkan porositas sebesar 19,63% dari porositas beton normal dan penurunan permeabilitas sebesar 24,6% dari permeabilitas beton normal. Kadar optimum pasir tailing tambang timah untuk porositas adalah 44,8% dan untuk permeabilitas adalah 42.2%. Penggunaan pasir besi sebesar 80% memberikan penurunan porositas sebesar 24,94% dari porositas beton normal dan penurunan permeabilitas sebesar 23,92% dari permeabilitas beton normal. Kadar optimum pasir besi untuk porositas adalah 87,2% dan untuk permeabilitas adalah 69%. Hal ini memnunjukkan bahwa pasir tailing tambang timah dan pasir besi berfungsi baik sebagai pengisi (filler) pada campuran beton.

Kata kunci: pasir besi, pasir tailing tambang timah, permeabilitas, porositas.

Page 8: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user vii

ABSTRACT

Muhammad Yanuar Ardi Prasetio, 2011. Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand. Final Task of Civil Engineering.Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University. Surakarta The increasing need of concrete as construction material makes natural resources keep declining. It motivates the constructional industries to create more innovations in concrete’s production. The use of tin tailing sand and iron sand is one of solution to answer the issue. The objective of this research is to know the optimum content of tin tailing sand and iron sand in reducing the porosity and the permeability of concrete. The smaller the size of sand’s granule is expected can fill the pores of concrete so it can produce low porosity and permeability value. This research used experiments method in laboratory. The samples of porosity and permeability used in this research were 33 for each. The contents of tin tailing sand and iron sand were 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, and 100%. Each variant consisted of 3 samples. The sample of porosity was a cube with dimension of 5x5x5 cm3, whereas the sample of permeability was a concrete cylinder with 7,5 cm in diameter and 15 cm in height. Porosity and permeability of concrete was tested in 28 days. The result of this research shows that tin tailing sand with content of 40% can decrease porosity 19,63% from porosity of normal concrete and decrease of permeability 24,6% from permeability of normal concrete. The optimum content of tin tailing sand for porosity is 44,8% dan for permeability is 42.2%. Whereas the use of 80% iron sand shows decrease of porosity 24,94% from porosity of normal concrete and decrease of permeability 23,92% from permeability of normal concrete. The optimum iron sand for porosity is 87,2% and for permeability is 69%. This result shows that tin tailing sand and iron sand function well as the filler in concrete mixture.

Keywords: Iron sand, tin tailing sand, permeability, porosity.

Page 9: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user iv

MOTTO

“Selalu bermimpi, belajar, dan berkarya”

“Jadilah manusia kreatif dan bermanfaat bagi orang lain”

“semangat dan kerja keras”

“Gunakan hari ini untuk memikirkan masa depan, bukan untuk memikirkan hari esok yang seharusnya sudah kita

pikirkan di masa lalu”

Page 10: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user v

PERSEMBAHAN

Syukur Alhamdulillah saya panjatkan kepada ALLAH SWT atas rahmat dan hidayah-Nya. Nikmat iman dan sehat yang ALLAH SWT berikan kepada saya. Bapak Ibu, mas Febi, mas Ruri serta keluarga besar yang selalu memberikan doa dan dukungan yang tiada henti. Dosen pembimbing saya, Bapak Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD terimakasih atas ilmu yang disampaikan pada saya. Bapak Dr.(techn). Sholihin As’ad, MT terimakasih tidak pernah bosan membimbing dan menyemangati saya dari mulai lomba sampai Tugas Akhir. Para sahabat yang selalu bersama dan selalu ada ketika suka dan duka. Khairiyah Nasution, Essa Abubakar terimakasih untuk semua inspirasinya, Ferdiansyah Noviantoro, Kurnia Widiantoro dan Bahtiar Arief terimakasih atas kerjasamanya selama ini. Rahma Nindya terimakasih telah menjadi partner skripsi yang baik. Rakhmita Hidayanti terimakasih untuk semua “diskusi”nya. Juwono Dwi P, Erlina Wahyuningtyas terimakasih atas bantuannya saat pendadaran. Hafni Pertiwi terimakasih untuk semua kebaikan dan bantuannya, orang yang selalu “memaksa” agar TA saya cepat selesai. Teman-teman Teknik Sipil UNS angkatan 2007, terimakasih atas rasa hormat dan kebersamaan selama ini. Semua teman-teman dan sahabat saya dimanapun kalian berada saat ini. Hidup Indonesia. . .

Page 11: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN............................................................................ ii

HALAMAN PENGESAHAN............................................................................. iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN...................................................................... iv

ABSTRAK.......................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

DAFTAR ISI....................................................................................................... x

DAFTAR TABEL............................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xv

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ................................................................... xvii

DAFTAR LAMPIRAN......................................................................................xviii

BAB 1. PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang Masalah .............................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ........................................................................................ 3

1.3. Batasan Masalah .......................................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 4

1.5. Manfaat Penelitian ....................................................................................... 4

BAB 2. LANDASAN TEORI 5

2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 5

2.2. Landasan Teori............................................................................................. 7

2.2.1. Beton ......................................................................................................... 7

2.2.2. Bahan Penyusun Beton ............................................................................. 7

2.2.2.1. Semen Portland ...................................................................................... 7

2.2.2.2. Agregat................................................................................................... 8

2.2.2.3. Air .......................................................................................................... 11

2.2.3. Pasir Tailing Pertambangan Timah........................................................... 12

2.2.4. Pasir Besi................................................................................................... 13

2.2.5. Porositas Beton ......................................................................................... 15

2.2.6. Permeabilitas Beton .................................................................................. 16

Page 12: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

xi

BAB 3. METODE PENELITIAN 18

3.1. Pengujian Bahan Dasar Beton...................................................................... 18

3.1.1. Agregat Halus ........................................................................................... 18

3.1.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus............................................... 18

3.1.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus ........................................ 19

3.1.1.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus............................................. 19

3.1.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus .......................................................... 20

3.1.2. Agregat Kasar ........................................................................................... 21

3.1.2.1. Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar............................................. 21

3.1.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar .......................................................... 22

3.1.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar............................................................ 22

3.2. Bahan dan Benda Uji Penelitian .................................................................. 23

3.3. Alat Uji Penelitian........................................................................................ 25

3.4. Curing (Perawatan) Beton ........................................................................... 26

3.5. Pengujian Benda Uji .................................................................................... 26

3.5.1. Pengujian Porositas ................................................................................... 26

3.5.2. Pengujian Permeabilitas............................................................................ 27

3.6. Tahap Penelitian........................................................................................... 30

BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 32

4.1. Hasil Pengujian Agregat .............................................................................. 32

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ................................................................. 32

4.1.1.1. Hasil Pengujian Pasir Normal ................................................................ 32

4.1.1.2. Hasil Pengujian Pasir Tailing Eks Timah .............................................. 34

4.1.1.3. Hasil Pengujian Pasir Besi ..................................................................... 36

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ................................................................. 37

4.2. Rencana Campuran ..................................................................................... 39

4.3. Hasil Pengujian Slump ................................................................................. 43

4.4. Hasil Pengujian Porositas............................................................................. 44

4.4.1. Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Timah................... 44

4.4.2. Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Besi ...................... 46

4.5. Hasil Pengujian Permeabilitas ..................................................................... 48

Page 13: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

xii

4.5.1. Hasil Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Tailing Tambang

Timah........................................................................................................ 48

4.5.2. Hasil Pengujian Permeabilitas Beton Menggunakan Pasir Besi ............... 50

4.6. Uji Normalitas Chi-Kuadrat ........................................................................ 52

4.7. Analisis Data Hasil Pengujian...................................................................... 57

4.7.1. Analisis Hasil Pengujian Pasir Tailing Tambang Timah dan Pasir Besi .. 57

4.7.2. Analisis Hasil Pengujian Nilai Slump ....................................................... 59

4.7.3. Analisis Hasil Terhadap Pengujian Porositas ........................................... 59

4.7.3.1. Analisis Terhadap Pengujian Porositas Menggunakan Pasir

Tailing Tambang Timah ....................................................................... 59

4.7.3.2. Analisis Terhadap Pengujian Porositas Menggunakan Pasir Besi........ 61

4.7.4. Pembahasan Uji Porositas......................................................................... 63

4.7.5. Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas ............................................. 65

4.7.5.1. Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir

Tailing Tambang Timah ........................................................................ 65

4.7.5.2. Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Besi 67

4.7.6. Pembahasan Uji Permeabilitas.................................................................. 70

4.7.7. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dan Nilai Porositas ............... 70

4.7.8. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dengan Koefisien

Permeabilitas ............................................................................................ 74

4.7.9. Hubungan Antara Nilai Porositas dengan Koefisien Permeabilitas

Beton......................................................................................................... 76

BAB 5. KESIMPILAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 79

5.2. Saran............................................................................................................. 80

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 81

LAMPIRAN

Page 14: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

xvii

DAFTAR NOTASI

= debit aliran air (m3/s)

dq = volume air (m3)

dt = durasi penetrasi (s)

A = luas penampang sampel beton (m2)

dh = tingi air jatuh (m)

L = ketebalan sampel beton (m)

k = koefisien permeabilitas (m/s)

fc = kuat desak beton (MPa)

P = porositas

P0 = porositas pada kekuatan nol

e = bilangan natural

Page 15: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Contoh pasir tailing tambang timah ............................................ 13

Gambar 2.2. Contoh pasir besi ......................................................................... 14

Gambar 2.3. Hubungan porositas dan permeabilitas beton.............................. 16

Gambar 3.1. Alat uji porositas ......................................................................... 27

Gambar 3.2. Alat uji permeabilitas .................................................................. 28

Gambar 3.3. Pemasangan alat pada benda uji .................................................. 29

Gambar 3.4. Pengujian tinggi jatuh air ............................................................ 29

Gambar 3.5. Diameter resapan dan rata-rata kedalaman penetrasi……….…. 29

Gambar 3.6. Bagan alir tahap – tahap penelitian ……………………………. 31

Gambar 4.1. Gradasi agregat halus .................................................................. 34

Gambar 4.2. Gradasi pasir tailing tambang timah ........................................... 35

Gambar 4.3. Gradasi pasir besi ........................................................................ 37

Gambar 4.4. Gradasi agregat kasar .................................................................. 38

Gambar 4.5. Perbandingan kurva gradasi campuran pasir tailing tambang timah

dengan batas gradasi pasir menurut ASTM C-33………………..41

Gambar 4.6 Perbandingan kurva gradasi campuran pasir besi dengan batas

gradasi pasir menurut ASTM C-33……………………………. 42

Gambar 4.7. Hubungan variasi pasir replacement dengan nilai slump ............ 43

Gambar 4.8. Hubungan variasi pasir tailing tambang timah dan nilai porositas

……………………………………………………………….… 46

Gambar 4.9. Hubungan variasi pasir besi dan nilai porositas .......................... 48

Gambar 4.10. Hubungan variasi pasir tailing tambang timah dan nilai

permeabilitas ............................................................................... 50

Gambar 4.11. Hubungan variasi pasir besi dan nilai permeabilitas ................... 52

Gambar 4.12. Perbandingan kurva gradasi pasir tailing tambang timah, gradasi

pasir besi, dan pasir normal dengan batas gradasi pasir menurut

SK-SNI-T-15-1990-03 dan ASTM C-33. ................................... 58

Gambar 4.13. Hubungan nilai porositas terhadap persentase pasir tailing tambang

timah............................................................................................ 60

Gambar 4.14. Hubungan nilai porositas terhadap persentase kadar pasir besi .. 62

Page 16: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

xvi

Gambar 4.15. Sebaran gradasi pasir pada campuran beton................................ 64

Gambar 4.16. Hubungan koefisien permeabilitas beton terhadap persentase kadar

pasir tailing timah ....................................................................... 66

Gambar 4.17. Hubungan koefisien permeabilitas beton terhadap persentase

hubungan kadar pasir besi ........................................................... 69

Gambar 4.18. Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton menggunakan pasir

tailing tambang timah………………………………………..…. 72

Gambar 4.19. Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton menggunakan pasir

besi………………………………………………………………. 72

Gambar 4.20. Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton

menggunakan pasir tailing tambang timah………………........... 74

Gambar 4.21. Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton

menggunakan pasir besi………………………………………… 75

Gambar 4.22. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton

menggunakan pasir tailing tambang timah…………………….. 77

Gambar 4.23. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton

menggunakan pasir besi……………………………………….. 77

Page 17: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat

Lampiran B. Perhitungan Rencana Campuran Beton

Lampiran C. Data Hasil Pengujian

Lampiran D. Dokumentasi Penelitian

Lampiran E. Surat-surat Skripsi

Page 18: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Jenis semen portland di Indonesia sesuai SII 0013-81 .................. 8

Tabel 2.2. Batasan susunan butiran agregat halus .......................................... 10

Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar .................................................. 11

Tabel 3.1 Tabel perubahan warna pada uji kadar zat organik pasir............... 19

Tabel 3.2 Rincian sampel benda uji porositas beton ..................................... 23

Tabel 3.3 Rincian sampel benda uji permeabilitas beton .............................. 24

Tabel 3.4 Tekanan air dan waktu penekanan ............................................... 28

Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus ........................................................ 32

Tabel 4.2. Analisis data gradasi pasir.............................................................. 33

Tabel 4.3 Hasil pengujian pasir tailing tambang timah ................................. 34

Tabel 4.4 Analisis data gradasi pasir tailing tambang timah ........................ 35

Tabel 4.5 Hasil pengujian pasir besi .............................................................. 36

Tabel 4.6 Analisis data gradasi pasir besi ...................................................... 36

Tabel 4.7 Hasil pengujian agregat kasar ....................................................... 37

Tabel 4.8 Analisis data gradasi agregat kasar ............................................... 38

Tabel 4.9 Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji porositas .................... 39

Tabel 4.10 Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji permeabilitas.............. 40

Tabel 4.11 Hasil pengujian nilai slump dengan pasir tailing tambang timah.. 43

Tabel 4.12 Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir tailing tambang

timah............................................................................................... 45

Tabel 4.13 Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir besi ............. 47

Tabel 4.14 Data hasil pengujian permeabilitas beton dengan pasir tailing

tambang timah……………………………..……………………… 49

Tabel 4.15 Data hasil pengujian permeabilitas beton dengan pasir besi ......... 51

Tabel 4.16 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji porositas menggunakan pasir tailing

tambang timah................................................................................ 53

Tabel 4.17 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji porositas menggunakan pasir besi . 54

Page 19: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

xiv

Tabel 4.18 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji permeabilitas menggunakan pasir tailing timah…………………………………………………… 55

Tabel 4.19 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji permeabilitas menggunakan pasir

besi ................................................................................................. 56

Tabel 4.20 Perbandingan Berat Lolos Kumulatif Antara Syarat ASTM C-33 dan

Gradasi Pasir Zona IV berdasar SK-SNI-T-15-1990-03………… 57

Tabel 4.21 Nilai porositas dan persentase perubahan porositas akibat penggunaan

pasir tailing tambang timah………………………………………. 60

Tabel 4.22 Nilai porositas dan persentase perubahan porositas akibat penggunaan

pasir besi………………………………………………………….. 61

Tabel 4.23 Evaluasi hasil uji permeabilitas beton pasir tailing timah menurut ACI

301-729………………………………………………….……….. 65

Tabel 4.24 Nilai permeabilitas dan persentase perubahan permeabilitas akibat

pasir tailing tambang timah............................................................ 66

Tabel 4.25. Evaluasi hasil pengujian permeabilitas terhadap standar ACI 301-729

....................................................................................................... 67

Tabel 4.26 Nilai permeabilitas dan persentase perubahan permeabilitas akibat

penggunaan pasir besi .................................................................... 68

Tabel 4.27 Hasil pengujian kuat tekan dan porositas beton.............................. 71

Page 20: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Beton merupakan bahan yang banyak dipakai dalam industri konstruksi. Hal

tersebut dikarenakan beton memiliki keunggulan dibandingkan bahan lain. Beton

memiliki kuat tekan yang tinggi. Proses pembuatannya mudah dan bahan baku

untuk membuat beton juga mudah didapat sehingga harganya relatif murah. Selain

itu beton juga memiliki ketahanan yang baik terhadap kondisi lingkungan.

Pembangunan yang berjalan dinamis memaksa industri konstruksi untuk terus

melakukan inovasi dalam pembuatan beton. Salah satunya dengan memanfaatkan

limbah hasil pertambangan atau tailing sebagai bahan baku pembuatan beton.

Tailing pertambangan timah sangat melimpah di Provinsi Bangka. Ada berbagai

komponen agregat dalam tailing timah. Selain timah, ada mineral ikutan berupa

batuan kasar dan batuan halus yaitu pasir tailing yang dijumpai di bekas

penambangan timah tersebut. Setelah dipisahkan dengan cairan, pasir halus itu

diendapkan kemudian dibuang sebagai limbah ke sungai atau ditimbun di palung

laut.

Total produksi tailing timah sangat melimpah. Produksi per tahunnya mencapai

131.610 ribu ton. Penambangan timah legal di Bangka sekitar 71.610 ribu ton per

tahun, sedangkan jumlah produksi dari pertambangan ilegal sekitar 60 ribu ton per

tahun. Setiap pengerukan 100 kg batuan hanya menghasilkan 0,35 kg timah, dan

lebih dari 99% dari sisa bahan tambang itu dibuang sebagai limbah. Hal tersebut

membuktikan bahwa sedikit sekali timah yang dihasilkan dibandingkan dengan

limbah hasil penambangannya. Pasir tailing ini harus dimanfaatkan untuk

mengurangi beban lingkungan. (Senaring, 2011)

Page 21: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

2

Belakangan diketahui bahwa pasir sisa penambangan ini baik untuk digunakan

dalam campuran pembuatan beton.

Begitu pula di Siliran, Yogyakarta. Sebagai satu-satunya penghasil pasir besi (pig

iron) di Asia Tenggara, Siliran menghasilkan pasir besi yang sangat melimpah.

Pasir besi yang dihasilkan dapat digunakan sebagai campuran dalam pembuatan

beton. Penggunaan pasir besi sebagai campuran beton diharapkan akan menambah

nilai ekonomis dari pasir besi.

Beton yang baik adalah beton yang padat. Penggunaan pasir tailing tambang

timah dan pasir besi sebagai bahan dalam campuran pembuatan beton diharapkan

dapat membuat beton lebih padat karena ukuran butirannya yang lebih kecil dari

pasir kali yang biasa digunakan dalam pembuatan beton. Padatnya suatu beton

berhubungan erat dengan porositas dan permeabilitas dari beton tersebut.

Porositas beton adalah jumlah/besarnya kadar pori yang terkandung dalam beton.

Pori-pori beton tidak semuanya tertutup oleh pasta semen. Pori tersebut biasanya

terisi udara (air void) atau berisi air (water filled space) yang saling berhubungan

dan dinamakan kapiler beton. Kapiler beton ini akan tetap ada walaupun air yang

digunakan telah menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan beton

yang dihasilkan. Gelembung udara yang terperangkap dan air yang menguap

merupakan sumber utama dari timbulnya rongga/pori dalam beton. Beton yang

memiliki jumlah pori sedikit merupakan beton kedap air, padat, dan kuat.

Sedangkan permeabilitas beton adalah kemudahan cairan atau gas untuk melewati

beton (A.M.Neville & J.J Brooks, 1987). Permeabilitas juga diartikan sifat dapat

dilewati/dimasuki zat cair atau gas. Beton yang baik adalah beton yang relatif

tidak bisa dilewati air/gas, atau dengan kata lain mempunyai permeabilitas yang

rendah. Menurut Murdock (1979), beton tidak bisa kedap air secara sempurna.

Permeabilitas penting untuk diketahui karena berhubungan erat dengan durabilitas

beton.

Page 22: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

3

Berdasarkan pertimbangan di atas, penulis bermaksud melakukan penelitian

tentang pengaruh penggunaan pasir tailing tambang timah dan pasir besi sebagai

bahan pengganti pasir pada pembuatan beton terhadap porositas dan

permeabilitasnya.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas, rumusan masalah adalah

sebagai berikut:

1. Berapa kadar optimum pasir tailing tambang timah sebagai bahan pengganti

pasir terhadap porositas dan permeabilitas beton.

2. Berapa kadar optimum pasir besi sebagai bahan pengganti pasir terhadap

porositas dan permeabilitas beton.

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak meluas

maka perlu adanya pembatasan sebagai berikut:

1. Agregat halus yang di amati untuk penelitian ini adalah agregat halus tailing

tambang timah yang tedapat di pulau Bangka.

2. Pasir Besi yang digunakan berasal dari Siliran, Yogyakarta.

3. Prosentase pasir tailing tambang timah yang digunakan dalam penelitian ini

adalah sebesar 20%,40%,60%, 80%, dan 100 % dari berat pasir.

4. Prosentase pasir besi yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebesar

20%,40%,60%, dan 80%, 100% dari berat pasir.

5. Beton normal dengan mutu beton (f’c) adalah 30 MPa, dengan factor air

semen 0,38.

6. Pengujian dilakukan di laboratorium struktur dan bahan Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Page 23: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

4

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui kadar optimum pasir tailing tambang timah sebagai bahan

pengganti pasir terhadap porositas dan permeabilitas beton.

2. Mengetahui kadar optimum pasir besi sebagai bahan pengganti pasir terhadap

porositas dan permeabilitas beton.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :

a. Menambah pengetahuan tentang pengaruh penggunaan pasir tailing tambang

timah dan pasir besi sebagai bahan pengganti pasir terhadap porositas dan

permeabilitas beton.

b. Memberikan kontribusi terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi beton.

Page 24: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

5

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Nawy (1996) mendefinisikan beton sebagai sekumpulan interaksi mekanis dan

kimiawi dari material pembentuknya. Material beton umumnya terdiri atas semen,

agregat, air dan bahan tambah. Perencana dapat mengembangkan pemilihan material

yang layak komposisinya sehingga diperoleh beton yang efisien, memenuhi kekuatan

batas yang diisyaratkan oleh perencana dan memenuhi persyaratan serviceability

yang dapat diartikan juga sebagai pelayanan yang handal dengan memenuhi kriteria

ekonomi.

Beton tersebut diperoleh dengan cara mencampurkan semen Portland, air, agregat,

maupun bahan tambah pada perbandingan tertentu. Dalam adukan beton, air dan

semen membentuk pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini selain berfungsi

mengisi pori-pori diantara butiran-butiran, juga bersifat sebagai pengikat dalam

proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terikat kuat dan

terbentuklah suatu massa yang kompak dan padat. (Tjokrodimuljo,1996).

Beton yang padat dan kuat diperoleh dengan menggunakan jumlah air yang minimal

konsisten dengan derajat workabilitas yang diberikan untuk memberikan kepadatan

maksimal. Derajat kepadatan harus dipertimbangkan dalam hubungannya dengan

cara pemadatan dan jenis konstruksi, agar terhindar dari kebutuhan akan pekerjaan

yang berlebihan dalam mencapai kepadatan maksimal. (Murdock, 1991).

Jumlah pori yang terkandung pada beton mempengaruhi kekuatan dan durabilitas

pada beton. Pasta semen yang mengeras memiliki struktur yang berpori

(Tjokrodimuljo, 1996). Kandungan pori yang terlalu banyak pada beton

Page 25: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

6

mengakibatkan beton tersebut menjadi poros sehingga zat-zat perusak dapat mudah

masuk ke dalam beton berupa cairan atau gas. Peluang masuknya zat-zat perusak itu

ditentukan oleh besarnya nilai permeabilitas beton.

Permeabilitas adalah kemampun media yang poros untuk mengalirkan fluida. Setiap

material dengan ruang kosong diantaranya disebut poros, dan apabila ruang kosong

itu saling berhubungan maka ia akan memiliki sifat permeabilitas. Maka batuan,

beton, tanah, dan banyak material lain dapat merupakan material poros dan

permeabel. Material dengan ruang kosong yang lebih besar biasanya mempunyai

angka pori yang lebih besar pula (Bowles, JE 1986).

Menurut A.M Neville & JJ Brooks (1987), permeabilitas beton dapat diartikan

kemudahan cairan atau gas untuk melewati beton. Pengujian dilakukan dengan

mensealed beton dengan air yang bertekanan. Dalam beton nilai koefisien

permeabilitas akan menurun secara substansial dengan menurunnya faktor air semen

(f.a.s).

Permeabilitas beton juga dipengaruhi dari sifat semen, untuk perbandingan air atau

semen yang sama. Semen yang butirannya kasar cenderung menghasilkan pasta

semen yang mengeras dengan porositas yang lebih tinggi daripada semen yang

butirannya lebih halus (Neville, 1995).

Page 26: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

7

2.2. Landasan Teori

2.2.1 Beton

Beton adalah batuan buatan yang diperoleh dengan mencampurkan semen portland,

air, dan agregat serta dengan atau tanpa bahan tambahan dengan perbandingan

tertentu. Bahan tambahan berupa bahan kimia, serat dan bahan buangan non kimia.

Bahan serat yaitu serat baja, plastik, dan tumbuh – tumbuhan. Kelebihan dari beton

adalah kuat tekan yang tinggi sedangkan kekurangannya adalah kuat tarik yang

sangat rendah. (Tjokrodimuljo 1996 : 2).

2.2.2 Bahan Penyusun Beton

2.2.2.1 Semen Portland

Semen Portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan

klinker yang terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips

sebagai bahan dasar pembentuk semen portland terdiri dari bahan-bahan yang

mengandung kapur, silika, alumina, dan oksida besi. Semen portland memiliki sifat-

sifat yang dapat meningkatkan kekuatan. Sifat yang paling penting dari semen

portland ini adalah mengeras melalui suatu reaksi kimia dengan air yang disebut

hidrasi, dimana hidrasi ini akan menghasilkan panas. Hidrasi ini menghasilkan

pengikatan yang terjadi pada permukaan butir Trikalsium Aluminat, sehingga akan

terjadi rekatan yang kuat antara agregat dalam campuran mortar.

Page 27: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

8

Tabel 2.1. Jenis semen portland di Indonesia sesuai SII 0013-81

Jenis

Semen Karakteristik Umum

Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak

memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-

jenis lain

Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan

ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut

persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi

Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut

persyaratan panas hidrasi yang rendah

Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut

persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

2.2.2.2 Agregat

Agregat merupakan butiran mineral alami atau buatan yang berfungsi sebagai bahan

pengisi campuran beton. Agregat sangat berpengaruh terhadap sifat ataupun kualitas

beton, sehingga pemilihan agregat merupakan bagian penting dalam pembuatan

beton. Terdapat 2 agregat yang dibutuhkan yaitu:

a. Agregat Halus

Pasir dalam campuran mortar sangat menentukan kemudahan pengerjaan

(workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari mortar yang

dihasilkan. Pasir biasanya didapatkan dari alam dengan cara memompa dari sungai

atau melalui endapan. Pada beberapa daerah pasir didapatkan melalui tambang pasir

Page 28: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

9

atau pecahan batu. Komposisi kimia pasir dan keadaan geologi mempengaruhi

kualitas pasir. Gradasi yang baik dari pasir juga memberikan efek yang penting pada

kelecakan dan ketahanan pada mortar. Pasir dengan butiran yang sangat halus tidak

praktis untuk kelecakannya, sehingga harus ditambahkan semen untuk mengisi

rongga di antara butiran yang halus tersebut untuk mendapatkan kelecakan yang baik,

sedangkan mortar yang menggunakan pasir dengan butiran yang besar biasanya

lemah karena rongga antar butiran cukup lebar sehingga tegangan tidak dapat

menyebar secara merata (Chandra dan Yusuf, 2003).

Oleh karena itu, pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan

yang telah ditentukan.

Syarat-syarat agregat halus sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.3, adalah sebagai

berikut :

1) Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras.

2) Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% (ditentukan

terhadap berat kering). Apabila kadar lumpur melampaui batas 5% maka agregat

harus dicuci dahulu sebelum digunakan dalam campuran beton.

3) Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak yang harus

dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams-Harder (dengan larutan

NaOH).

4) Agregat halus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam dan melewati ayakan

sebesar 4,75 mm.

5) Pasir laut tidak boleh digunakan sebagai agregat halus untuk semua mutu beton,

kecuali dengan petunjuk lembaga pemeriksaan bahan yang diakui.

Batasan susunan butiran agregat halus dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Page 29: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

10

Tabel 2.2. Batasan susunan butiran agregat halus

Persentase lolos saringan Ukuran

saringan

(mm)

Daerah

1

Daerah

2

Daerah

3 Daerah 4

10,00

4,80

2,40

1,20

0,60

0,30

0,15

100

90-100

60-95

30-70

15-34

5-20

0-10

100

90-100

75-100

55-90

35-59

8-30

0-10

100

90-100

85-100

75-100

60-79

12-40

0-10

100

95-100

95-100

90-100

80-100

15-50

0-15

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

Keterangan:

Daerah 1 : Pasir kasar

Daerah 2 : Pasir agak kasar

Daerah 3 : Pasir agak halus

Daerah 4 : Pasir halus

b. Agregat Kasar

Agregat kasar adalah agregat yang mempunyai ukuran butir-butir besar (antara 5 mm

dan 40 mm). Sifat dari agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan

daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya.

Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus

mempunyai ikatan yang baik dengan semen.

Sifat-sifat bahan bangunan sangat perlu untuk diketahui, karena dengan mengetahui

sifat dan karakteristik dari bahan tersebut, kita dapat menentukan langkah-langkah

yang diambil dalam menangani bahan bangunan tersebut. Sifat-sifat dari agregat

kasar yang perlu untuk diketahui antara lain ketahanan (hardness), bentuk dan tekstur

Page 30: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

11

permukaan (shape and texture of surface), berat jenis agregat (specific gravity),

ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir (finenes modulus), dan gradasi

agregat (grading).

Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar

Persentase lolos saringan Ukuran saringan

(mm) 40 mm 20 mm

40

20

10

4,8

95-100

30-70

10-35

0-5

100

95 – 100

22-55

0-10

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

2.2.2.3 Air

Air merupakan bahan dasar penyusun mortar yang paling penting. Air yang

digunakan dalam campuran mortar mempunyai fungsi sebagai peningkat kelecakan

dalam pembuatan mortar dan berperan penting dalam reaksi kimia yang disebut juga

reaksi hidrasi. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen dan menyebabkan

terjadinya pengikatan antara pasta semen dengan agregat, sedangkan fungsi lain

adalah sebagai bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan

dipadatkan. Jumlah air dalam pembuatan mortar harus cukup supaya terjadi rekatan

yang benar-benar kuat antara partikel di dalam campuran mortar, tetapi jumlahnya

tidak boleh berlebih karena akan menimbulkan rongga-rongga pada mortar dan

kekuatannya akan menurun. Secara umum air yang dapat digunakan dalam campuran

adukan mortar adalah air yang apabila dipakai akan menghasilkan mortar dengan

kekuatan lebih dari 90 % dari mortar yang memakai air suling.

Page 31: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

12

2.2.3 Pasir Tailing Pertambangan Timah

Tailing adalah bahan-bahan yang dibuang setelah proses pemisahan material berharga

dari material yang tidak berharga dari suatu proses pertambangan. Tailing merupakan

limbah hasil pengolahan bijih sudah dianggap tidak berpotensi lagi untuk

dimanfaatkan, akan tetapi dengan hasil penelitian dan kemanjuan teknologi saat ini

tailing tersebut masih dapat dimanfaatkan untuk bahan bangunan. Umumnya

keberadaan tailing mudah didapat dan dekat lokasi tambang tanpa harus melakukan

pengupasan tanah penutup, eksplorasi, dan lokasinya mudah dijangkau.

Pemanfaatan tailing sebagai bahan bangunan memiliki banyak manfaat. Antara lain

mengurangi eksploitasi sumber daya alam. Penambangan Sumber Daya Alam yang

terus menerus mengakibatkan kesediaan material menipis dan mengakibatkan

dampak kerusakan alam. Pemanfaatan tailing sebagai bahan pembuatan beton secara

tidak langsung akan memberikan kontribusi terhadap penghematan pemakaian energi.

Kandungan kimia pasir tailing tambang timah antara lain FeTiO2 sebanyak 37%-

31%; Fe2O3 sebanyak 11,85%-15,17%; ZrSiO4 sebanyak 23,15%-26,14%; dan

sisanya merupakan silika dioksida SiO2 dan SnO2. (Denny Widhiyatna, 2006)

Komposisi tailing dengan ukuran yang halus membuat banyak tailing dimanfaatan

sebagai media tanam untuk reklamasi, pengurukan lahan reklamasi dengan sistem

cutt and fill serta pembuatan bahan bangunan dan agregat. Dalam pembuatan bahan

bangunan dan beton ini, tailing digunakan sebagai bahan utama dan ditambahkan

beberapa bahan aditif lainnya.

Page 32: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

13

Gambar 2.1. Contoh pasir tailing tambang timah

2.2.4 Pasir Besi

Pasir besi adalah pasir yang banyak mengandung besi. Pasir besi banyak terdapat di

daerah pantai, contohnya di sepanjang pantai selatan Kabupaten Lumajang, pantai

Buton di Kabupaten Cilacap maupun di Siliran, Yogyakarta. Pasir besi biasanya

dimanfaatkan sebagai bahan baku pada industri logam besi.

Pasir besi mempunyai komposisi oksida besi (Fe2O3), silika dioksida (SiO2), dan

Magnesium (MgO) dan ukuran butiran 80-100 mesh berpotensi untuk digunakan

sebagai cementitious dalam produksi beton mutu tinggi. Hasil penelitian nilai kuat

tekan silinder beton dengan tambahan 5% serbuk pasir besi menunjukkan hasil yang

maksimum yaitu mengalami kenaikan kuat tekan sebesar 3,64% dibandingkan

dengan beton mutu normal tanpa tambahan serbuk pasir besi. Modulus elastisitas

beton dengan 5% serbuk pasir besi mengalami peningkatan sebesar 8,68%

dibandingkan dengan beton normal tanpa tambahan serbuk pasir besi. (Akhmad

Suryadi, 2001).

Pada daerah Siliran, pasir besi masih tersedia secara melimpah. Tersedianya jumlah

pasir besi dalam jumlah juga banyak dapat dimanfaatkan sebagai campuaran

Page 33: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

14

pembuatan beton. Namun, penelitian yang ada sekarang ini umumnya memanfaatkan

pasir besi sebagai bahan pengganti semen.

Pasir besi Kulon Progo memiliki kandungan kimia yang sebagian besar berupa Fe2O3

sebanyak 58%-60%; TiO2 sebanyak 7%-9%; V2O5 sebayak 0,5%-0,6%; Al2O3

sebanyak 3,3%-3,5%; SiO2 sebanyak 0,03-0,05%, P2O5 sebanyak 0,24-0,26%.

(Project Information Brief, Indo Mines, 2006).

Pasir besi dapat memperbaiki interface antara mortar dan agregat kasar. Kandungan

unsur magnesium yang cukup kecil dapat mengurangi timbulnya pemekaran

(efflorence) dalam struktur beton terutama bila senyawa tersebut diikat oleh air.

Gejala efflorence ini muncul seiring dengan masa-masa pertumbuhan kekuatan beton,

dimana kuat tekan beton cenderung menurun seiring dengan berkembangnya umur

beton (Qomariah, 2006).

Gambar 2.2. Contoh pasir besi

Page 34: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

15

2.2.5 Porositas Beton

Porositas beton adalah jumlah/besarnya kadar pori yang terkandung dalam beton.

Pori-pori beton tidak semuanya tertutup oleh pasta semen. Pori tersebut biasanya

terisi udara (air void) atau berisi air (water filled space) yang saling berhubungan dan

dinamakan kapiler beton. Kapiler beton ini akan tetap ada walaupun air yang

digunakan telah menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan beton

yang dihasilkan. Gelembung udara yang terperangkap dan air yang menguap

merupakan sumber utama dari timbulnya rongga/pori dalam beton. Beton yang

memiliki jumlah pori sedikit merupakan beton kedap air, padat, dan kuat. Kepadatan

beton diperoleh dengan cara mereduksi perbandingan air semen seminimal mungkin

sejauh kemudahan pengerjaan campuran beton (workability) masih konsisten untuk

dipadatkan dengan baik.

Beton mempunyai kecenderungan berisi rongga akibat adanya gelembung-gelembung

udara yang terbentuk selama atau sesudah pencetakan. Hal ini penting terutama untuk

memperoleh campuran yang mudah untuk dikerjakan dengan menggunakan air yang

berlebihan daripada yang dibutuhkan guna persenyawaan kimia dengan semen. Air

ini menggunakan ruangan dan bila kemudian kering maka akan meninggalkan

rongga-rongga udara. Dapat ditambahkan bahwa selain air yang mengawali

pemakaian ruangan dan kelak menjadi rongga, terjadi juga rongga-rongga udara

langsung pada jumlah persentase yang kecil. Hal ini adalah terdapatnya pengurangan

volume absolut dari semen dan air setelah reaksi kimia dan terjadi pengeringan

sedemikian rupa sehingga pasta semen sudah keringakan menempati volume yang

lebih kecil disbanding dengan pasta yang masih basah, berapapun perbandingan air

yang digunakan.

Nilai porositas dapat diukur dengan menggunakan perbandingan antara berat air dan

udara yang berada dalam sampel (B-C) dengan berat sampel padat/volume mortar

padat (B-A) dan dihitung dengan persamaan 2.1

Page 35: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

16

( a ) ( b )

……………………………………………………(2.1)

Dengan:

A = berat sampel dalam air (gr)

B = berat sampel dalam kondisi SSD (gr)

C = berat sampel kering oven (gr)

2.2.6 Permeabilitas Beton

Permeabilitas adalah sifat dapat dilewati/dimasuki zat cair atau gas. Jadi

permeabilitas beton adalah kemudahan cairan atau gas melewati beton. Beton yang

baik adalah beton yang relatif tidak bisa dilewati air/gas, atau dengan kata lain

mempunyai permeabilitas yang rendah.

Pada Gambar 2.3 di bawah ini menggambarkan hubungan antara porositas dan

permeabilitas beton.

Gambar 2.3. Hubungan porositas dan permeabilitas beton

(a) Permeabilitas tinggi - pori-pori kapiler terhubung oleh lintasan besar

(b) Permeabilitas rendah - pori-pori kapiler terbagi dalam ruas-ruas dan hanya

terhubung sebagian.

Page 36: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

17

Faktor air semen yang digunakan akan mempengaruhi besarnya koefisien

permeabilitas. Makin tinggi faktor air semen akan menyebabkan nilai koefisien

permeabilitas makin tinggi. Hal ini dapat dipahami karena makin banyak air tersisa

yang tidak digunakan untuk proses hidrasi semen akan memberikan pori-pori yang

besar sehingga beton akan porous dan sangat mudah dilalui air (permeable). Pada

pembuatan beton-beton yang mensyaratkan kedap air harus digunakan faktor air

semen yang rendah sehingga koefisien permeabilitas akan rendah juga.

Faktor-faktor lain yang mempengaruhi besarnya permeabilitas beton (Ardiarsa,

2001):

a) Mutu dan porositas dari agregat yang digunakan dalam adukan beton.

Penggunaan agregat yang porous akan meningkatkan permeabilitas.

b) Umur beton.

Permeabilitas beton akan menurun seiring bertambahnya umur beton.

c) Gradasi agregat dalam adukan beton.

Agregat dengan gradasi yang kasar serta terlalu banyak pasir aka menyebabkan

workabilitas turun sehingga memerlukan tambahan air untuk kemudahan

pengerjaan yang baik, yang berdampak meningkatnya permeabilitas.

d) Perawatan (curing) beton.

Curing yang baik akan berpengaruh terhadap permeabilitas beton.

Permeabilitas beton dapat diekspresikan sebagai koefisien permeabilitas k, yang

dievaluasi berdasarkan hukum Darcy pada persamaan 2.2 berikut :

…………………………………………………………………..(2.2)

Dimana :

= debit aliran air (m3/dt)

A = luas penampang sampel beton (m2)

Page 37: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

18

dh = tingi air jatuh (m)

L = kedalaman penetrasi (m)

k = koefisien permeabilitas (m/dt)

Page 38: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

18

BAB 3

METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental di laboratorium

yaitu dengan mengadakan suatu percobaan secara langsung untuk mendapatkan

suatu data atau hasil yang menghubungkan antara variabel-variabel yang

diselidiki. Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian

bahan, pengujian porositas dan pengujian permeabilitas.

3.1. Pengujian Bahan Dasar Beton

Pengujian bahan dasar beton ditujukan untuk mengetahui kelayakan karakteristik

bahan penyusun beton yang nantinya dipakai dalam rancang campur (mix design).

Pengujian bahan dasar beton dilakukan terhadap agregat halus dan agregat kasar.

Agregat halus terdiri dari pasir kali, pasir tailing tambang timah dan pasir besi

3.1.1. Agregat Halus

3.1.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus

Pengujian kadar lumpur bertujuan untuk mengetahui kandungan lumpur dalam

pasir. Agregat halus yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir kali, pasir

tailing tambang timah, dan pasir besi.

Kadar lumpur yang disyaratkan PBI 1971 untuk pasir yang digunakan dalam

campuran beton maksimal adalah 5%. Maka bila pasir mengandung lumpur 5%

dari dari berat keringnya, pasir tersebut harus dicuci. Kandungan lumpur yang

berlebihan dalam pasir dapat menurunkan kekuatan beton karena kandungan

lumpur akan mengganggu lekatan antara partikel dalam pencampuran beton.

Kadar lumpur pasir dihitung dengan persamaan 3.1 sebagai berikut :

Page 39: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

19

.......................................................................(3.1)

dengan :

G0 = berat pasir awal (100 gram)

G1 = berat pasir akhir (gram)

3.1.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui banyak sedikitnya kandungan zat

organik dalam agregat halus. Pengujian kandungan zat organik pada agregat halus

menggunakan larutan NaOH 3% pada percobaan perubahan warna Abrams

Harder sesuai dengan PBI 1971. Kandungan zat organik yang terlalu banyak

dapat menimbulkan pori pada beton. Kadar zat organik pada pasir berdasarkan

perubahan warnanya dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Tabel perubahan warna pada uji kadar zat organik pasir

Warna Prosentase kandungan zat organik

Jernih

Kuning muda

Kuning tua

Kuning kemerahan

Coklat kemerahan

Coklat

0 %

0 – 10%

10 – 20%

20 – 30%

30 – 50%

50 – 100%

Sumber : Prof.Rooseno

3.1.1.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus

Pengujian specific gravity agregat halus mengacu pada ASTM C 128. Pengujian

ini ditujukan agar mendapatkan :

a. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi

kering dengan volume pasir total

Page 40: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

20

b. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam

kondisi kering permukaan dengan volume pasir total

c. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam

kondisi kering dengan volume butir pasir

d. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat

pasir kering

Untuk menganalisis hasil pengujian dengan persamaan 3.2 s/d 3.5 sebagai berikut:

Bulk Specific Gravity cdb

a-+

= .......................................................... (3.2)

Bulk Specific Gravity SSD cdb

d-+

= ........................................................... (3.3)

Apparent Specific Gravity cab

a-+

= ........................................................... (3.4)

Absorbsion %100´-

=a

ad ............................................................................. (3.5)

dengan :

a = berat pasir kering oven (gram)

b = berat volumetricflash berisi air (gram)

c = berat volumetricflash berisi pasir dan air (gram)

d = berat pasir dalam keadaan kering permukaan jenuh (500 gram)

3.1.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk memeriksa susunan atau variasi susunan

agregat halus dan angka kehalusan (modulus kehalusan) agregat halus tersebut.

Gradasi pada pasir sebagai agregat halus sangat penting untuk diketahui karena

menentukan sifat pengerjaan dan sifat kohesi dari campuran beton. Pengujian

gradasi agregat halus menggunakan standar pengujian ASTM C 136.

Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.6 sebagai berikut :

Page 41: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

21

................................................................... (3.6)

dengan :

d = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan

e = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal

3.1.2. Agregat Kasar

3.1.2.1. Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar

Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian adalah kerikil berdiameter

maksimum 20 mm. Standar pengujian yang digunakan adalah ASTM C127.

Pengujian ini ditujukan untuk mengetahui :

a. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi

kering dengan volume kerikil total

b. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat kerikil jenuh

dalam kondisi kering permukaan dengan volume kerikil total

c. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam

kondisi kering dengan volume butir kerikil

d. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat

kerikil kering

Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.7 s/d 3.10 sebagai

berikut:

Bulk Specific Gravity hg

f-

= ............................................................... (3.7)

Bulk Specific Gravity SSD hg

g-

= ............................................................... (3.8)

Apparent Specific Gravity hf

f-

= .............................................................. (3.9)

Absorbsion %100´-

=h

hg ........................................................................... (3.10)

Page 42: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

22

dengan :

f = berat agregat kasar (3000 gram)

g = berat agregat kasar setelah direndam 24 jam dan dilap (gram)

h = berat agregat kasar jenuh (gram)

3.1.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui variasi diameter butiran kerikil,

prosentase dan modulus kehalusannya

Pengujian gradasi agregat kasar menggunakan standar pengujian ASTM C 136.

Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.11 sebagai berikut :

................................................................ (3.11)

dengan :

m = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal selain dalam pan

n = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal

3.1.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan persentase keausan agregat kasar.

Standar pengujian abrasi pada agregat kasar menggunakan ASTM C 131, dengan

menggunakan mesin Los Angeles. Keausan agregat tidak boleh lebih dari 50%.

Prosentase berat yang hilang dihitung dengan menggunakan persamaan 3.12

sebagai berikut :

...........................................

(3.12)

dengan:

i = berat agregat kasar kering oven yang telah dicuci, sebelum pengausan

(gram)

Page 43: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

23

j = berat agregat kasar kering oven yang tertahan ayakan 2,3 mm dan telah

dicuci, setelah pengausan (gram)

3.2 Bahan dan Benda Uji Penelitian

Benda uji yang digunakan dalam penelitian porositas beton menggunakan benda

uji berbentuk balok dengan ukuran 5 x 5 x 5 cm3. Sedangkan benda uji untuk

permeabilitas beton menggunakan silinder beton yang mempunyai diameter 7,5

cm dan tinggi 15 cm.

Benda uji yang digunakan pada penelitian permeabilitas dan porositas masing-

masing terdiri dari 3 buah sampel. Pengujian benda uji dilakukan setelah benda uji

berumur 28 hari. Perincian sampel benda uji porositas dapat dilihat di Tabel 3.2,

sedangkan perincian sampel benda uji permeabilitas dapat dilihat di Tabel 3.3.

Tabel 3.2. Rincian sampel benda uji porositas beton

No Jenis Beton Jenis Pasir Nama Sampel Jumlah

Sampel

1 Beton

Normal

Pasir Normal K-PK 3

Pasir tailing eks timah 20 % K-PT-1 3 2

Beton

Normal Pasir Besi 20 % K-PB-1 3

Pasir tailing eks timah 40 % K-PT-2 3 3

Beton

Normal Pasir Besi 40 % K-PB-2 3

Pasir tailing eks timah 60 % K-PT-3 3 4

Beton

Normal Pasir Besi 60 % K-PB-3 3

Pasir tailing eks timah 80% K-PT-4 3 5

Beton

Normal Pasir Besi 80% K-PB-4 3

Pasir tailing eks timah 100% K-PT-5 3 6 Beton

Normal Pasir Besi 100% K-PB-5 3

Jumlah 33

Page 44: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

24

Keterangan:

K-PK : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Normal.

K-PT-1 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 20%.

K-PB-1 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 20%

K-PT-2 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 40%.

K-PB-2 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 40%.

K-PT-3 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 60%.

K-PB-3 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 60%.

K-PT-4 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 80%.

K-PB-4 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 80%.

K-PT-5 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 100%.

K-PB-5 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 100%.

Tabel 3.3. Rincian sampel benda uji permeabilitas beton

No Jenis Beton Jenis Pasir Nama Sampel Jumlah

Sampel

1 Beton

Normal

Pasir Normal S-PK 3

Pasir tailing eks timah 20 % S-PT-1 3 2 Beton

Normal Pasir Besi 20 % S-PB-1 3

Pasir tailing eks timah 40 % S-PT-2 3 3 Beton

Normal Pasir Besi 40 % S-PB-2 3

Pasir tailing eks timah 60 % S-PT-3 3 4 Beton

Normal Pasir Besi 60 % S-PB-3 3

Pasir tailing eks timah 80% S-PT-4 3 5 Beton

Normal Pasir Besi 80% S-PB-4 3

Pasir tailing eks timah 100% S-PT-5 3 6 Beton

Normal Pasir Besi 100% S-PB-5 3

Jumlah 33

Page 45: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

25

Keterangan:

S-PK : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Normal.

S-PT-1 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 20%.

S-PB-1 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 20%

S-PT-2 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 40%.

S-PB-2 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 40%.

K-PT-3 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 60%.

S-PB-3 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 60%.

S-PT-4 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 80%.

S-PB-4 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 80%.

S-PT-5 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah100%.

S-PB-5 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi Sebesar 100%.

3.3 Alat Uji Penelitian

Penelitian ini menggunakan alat uji sebagai berikut :

a. Timbangan dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg yang digunakan untuk mengukur

berat bahan campuran beton

b. Oven dengan temperatur 220 oC dan daya listrik 1500 W yang digunakan

untuk mengeringkan agregat

c. Conical mould dengan ukuran diameter atas 3,8 cm, diameter bawah 8,9 cm,

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

mengukur keadaan SSD agregat halus

d. Kerucut Abrams yang terbuat dari baja untuk mengukur nilai slump.

e. Cetakan benda uji untuk uji permeabilitas berupa silinder diameter 7,5 cm dan

tinggi 15 cm, sedangkan untuk benda uji porositas digunakan cetakan

berbentuk balok 5 x 5 x 5 cm3.

f. Satu set alat uji permeabilitas untuk pengujian permeabilitas.

g. Vacuum pump untuk pengujian porositas.

h. Ayakan dengan ukuran diameter saringan 25 mm; 19 mm; 12,5 mm; 9,5 mm;

4,75 mm; 2,36 mm; 1,18 mm; 0,6 mm; 0,3 mm; 0,15 mm; pan dan mesin

penggetar ayakan (vibrator) yang digunakan untuk pengujian gradasi agregat.

Page 46: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

26

i. Desicator untuk penempatan sampel porositas.

j. Alat bantu lain yaitu gelas ukur, pipet, cangkul, ember, alat tulis, stopwatch,

kamera digital, dll.

3.4 Curing (Perawatan) Beton

Perawatan beton dilakukan setelah beton mengeras kira-kira satu atau dua hari

setelah dilakukan pengecoran. Tujuan dari curing ini adalah menjaga kelembaban

beton saat proses hidrasi semen berlangsung. Perawatan beton yang baik akan

berpengaruh terhadap porositas dan permeabilitas beton.

3.5 Pengujian Benda Uji

3.5.1. Pengujian Porositas

Langkah pengujian sebagai berikut:

a. Menyiapkan benda uji lalu dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 1000 C

selama 24 jam

b. Benda uji dikeluarkan dari oven dan diangin-anginkan pada suhu kamar

(250C) kemudian ditimbang dan didapatkan berat benda uji kondisi kering

oven (C)

c. Benda uji dimasukkan ke dalam desicator guna proses pemvacuuman benda

uji dengan vacuum pump. Proses pemvacuuman benda uji dilakukan selama

24 jam. Setelah divacuum, benda uji dialiri air sampai semua benda uji benar-

benar terendam air. Perendaman benda uji juga dalam kondisi vacuum dan

dilakukan selama 24 jam. Setelah perendaman selama 24 jam kemudian

ditimbang dalam air dan di dapatkan berat benda uji dalam air (A).

d. Benda uji dikeluarkan dari air dan dilap permukaanya untuk mendapatkan

kondisi SSD kemudian sampel ditimbang dan didapatkan berat benda uji

kondisi SSD setelah perendaman (B).

Page 47: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

27

Untuk mengetahui nilai porositas dapat diukur dengan menggunakan

perbandingan antara berat air dan udara yang berada dalam sampel (B-C) dengan

berat sampel padat/volume mortar padat (B-A).

..……………………………………………(3.13)

Dengan:

A = berat sampel dalam air (gr)

B = berat sampel dalam kondisi SSD (gr)

C = berat sampel kering oven (gr)

Gambar 3.1. Alat uji porositas

3.5.2. Pengujian Permeabilitas

Langkah pengujian sebagai berikut:

a. Setelah mencapai umur 28 hari, sampel beton dikeringkan dengan oven

sampai mencapai berat konstan

b. Selang air bertekanan dipasang pada permukaan atas sampel dengan cara

memberi lubang sebesar pipa selangnya. Pipa selang yang berisi air di-sealed,

dengan diikat dengan klem pada atas permukaan beton.

c. Sampel dikenakan air bertekanan 1 kg/cm2 selama 48 jam, dilanjutkan air

bertekanan 3 kg/cm2 selama 24 jam dan air bertekanan 7 kg/cm2 selama 24

jam, seperti tampak pada Tabel 3.4 dibawah ini :

Page 48: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

28

Benda uji

Air bertekanan

Compressor

Tabel 3.4. Tekanan air dan waktu penenkanan

Tekanan Air ( kg/cm2) Waktu (jam)

1 48

3 24

7 24

d. Selang air bertekanan dilepas, kemudian dipasang selang transparan berisi air

yang diletakkan pada penyangga, diamkan selama 1 jam untuk mengetahui

penurunan air yang terjadi dan tinggi air jatuh.

e. Kemudian sampel dibelah dan diukur kedalaman penetrasi air, diameter

sebaran air dan koefisien permeabilitas dapat dihitung berdasarkan hukum

Darcy, sebagaimana persamaan (2.2).

Gambar alat uji permeabilitas digambarkan pada Gambar 3.2 dibawah ini.

Gambar 3.2. Alat uji permeabilitas

Page 49: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

29

Gambar 3.3. Pemasangan alat pada benda uji

Gambar 3.4. Pengujian tinggi jatuh air

Gambar 3.5. Diameter resapan dan rata-rata kedalaman penetrasi

Air bertekanan

Sampel beton

Page 50: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

30

3.6 Tahap Penelitian

Tahapan pelaksanaan penelitian sebagai berikut :

a. Tahap I

Tahap ini melakukan studi literatur serta mempersiapkan bahan dan alat uji

penelitian.

b. Tahap II

Tahap ini melakukan pengujian bahan yang akan digunakan dengan tujuan

untuk mengetahui sifat dan karakterstik bahan.

c. Tahap III

Tahap ini melakukan rancang campur (mix design) untuk pembuatan silinder

beton.

d. Tahap IV

Tahap ini melakukan penetapan campuran adukan beton, pembuatan adukan

beton, pengujian nilai slump, pengecoran ke dalam cetakan silinder dan kubus,

dan perawatan beton dengan merendam benda uji dalam zat cair.

e. Tahap V

Tahap ini melakukan pengujian porositas dan permeabilitas beton yang telah

berumur 28 hari. Pengujian dilakukan di Laboratorium Bahan Jurusan Teknik

Sipil Fakultas Teknik UNS.

f. Tahap VI

Tahap ini melakukan analisis data hasil pengujian untuk mendapatkan

kesimpulan hubungan antara variabel – variabel yang diteliti dalam penelitian.

g. Tahap VII

Tahap ini melakukan pengambilan kesimpulan dari hasil analisis pengujian

yang berhubungan dengan tujuan penelitian.

Tahapan penelitian dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir pada

Gambar 3.6.

Page 51: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

31

Persiapan

Mulai

Agregat Kasar Air Semen

Uji Bahan:

- kadar kumpur

- kadar organik

- specific gravity

- gradasi

- kadar air

Uji Bahan :

- abrasi

- specific gravity

- gradasi

- kadar air

Perhitungan Rancang Campur (Mix Design)

Pembuatan Adukan Beton

Pengujian Nilai Slump

Pembuatan Benda Uji

Perawatan (Curing)

Pengujian Porositas dan Permeabilitas Beton

Analisis Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Tahap I

Tahap III

Tahap II

Tahap VI

Tahap V

Tahap IV

Tahap VII

Agregat Halus

Pasir Pasir Pasir

Kali Tailing eks Besi

timah

Gambar 3.6. Bagan alir tahap – tahap penelitian

Pasir Replacement

0%,20%,40%,60%,80%,100%

Page 52: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

32

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Agregat

Hasil pengujian dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik dari agregat yang

dipakai dalam campuran beton.

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Agregat halus yang diuji meliputi pasir normal, pasir tailing tambang timah dan pasir

besi.

4.1.1.1 Hasil Pengujian Pasir Normal

Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus

Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan

Kandungan zat organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat

Kandungan lumpur 4 % Maks 5 % Memenuhi syarat

Bulk specific gravity 2,48 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,5 gr/cm3 - -

Apparent specific gravity 2,45 gr/cm3 - -

Absorbtion 1,01 % - -

Modulus halus 2,79 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat

Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33 dapat

dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.

32

Page 53: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

33

Tabel 4.2. Analisis data gradasi pasir

Tertahan Diameter

Ayakan

(mm)

Berat

(gr)

Presentase

(%)

Kumulatif

(%)

Berat Lolos

Kumulatif

(%)

Syarat

ASTM

C-33

9,5 0 0 0 100 100

4,75 135 4,50 4,50 95,50 95 - 100

2,36 400 13,34 17,85 82,15 80 - 100

1,18 494 16,48 34,32 65,68 50 - 85

0,85 350 11,67 46,00 54,00 25 - 60

0,3 1193 39,79 85,79 14,21 10 - 30

0,15 250 8,34 94,13 5,87 2 - 10

0 176 5,87 100 0 0

Jumlah 2998 100 382,59

Dari Tabel 4.2 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.1. Pengujian terhadap agregat halus yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi

pengujian kadar lumpur, kandungan zat organik, specific gravity, dan gradasi agregat.

Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.1. Perhitungan serta data-data

pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A.

Page 54: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

34

Gambar 4.1 Gradasi agregat halus

4.1.1.2. Hasil Pengujian Pasir Tailing Tambang Timah

Hasil pengujian pasir tailing tambang timah disajikan pada Tabel 4.3

Tabel 4.3. Hasil pengujian pasir tailing tambang timah

Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan

Kandungan zat organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat

Kandungan lumpur 0,05 % Maks 5 % Memenuhi syarat

Bulk specific gravity 2,605 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,463 gr/cm3 - -

Apparent specific gravity 2,67 gr/cm3 - -

Absorbtion 2,01 % - -

Modulus halus 2,67 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat

Untuk hasil pengujian gradasi pasir tailing tambang timah dan syarat batas dari

ASTM C-33 dapat dilihat pada Tabel 4.4. dan Gambar 4.2.

Page 55: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

35

Tabel 4.4. Analisis data gradasi pasir tailing tambang timah

Tertahan Diameter

Ayakan

(mm)

Berat

(gr)

Presentase

(%)

Kumulatif

(%)

Berat Lolos

Kumulatif

(%)

Syarat

ASTM

C-33

9,5 0 0 0 100 100

4,75 0 0 0 100 95 - 100

2,36 20 0,672 0,672 99,328 80 - 100

1,18 160 5,378 6,050 93,950 50 - 85

0,85 345 11,597 17,647 82,353 25 - 60

0,3 2105 70,756 88,403 11,597 10 - 30

0,15 300 10,084 98,487 1,513 2 - 10

0 45 1,513 100 0,000 0

Jumlah 2975 100 367,76

Gambar 4.2 Gradasi pasir tailing tambang timah

Page 56: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

36

4.1.1.3. Hasil Pengujian Pasir Besi

Hasil pengujian pasir besi disajikan pada Tabel 4.5

Tabel 4.5. Hasil pengujian pasir besi

Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan

Kandungan zat organik Jernih Kuning Memenuhi syarat

Kandungan lumpur 2,2 % Maks 5 % Memenuhi syarat

Bulk specific gravity 2,648 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,7 gr/cm3 - -

Apparent specific gravity 2,8 gr/cm3 - -

Absorbtion 2,04 % - -

Modulus halus 1,642 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat

Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33 dapat

dilihat pada Tabel 4.6. dan Gambar 4.3.

Tabel 4.6. Analisis data gradasi pasir besi

Tertahan Diameter

Ayakan

(mm)

Berat

(gr)

Presentase

(%)

Kumulatif

(%)

Berat Lolos

Kumulatif

(%)

Syarat

ASTM

C-33

9,5 0 0 0 100 100

4,75 0 0 0 100,000 95 - 100

2,36 0 0,000 0,000 100,000 80 - 100

1,18 0 0,000 0,000 100,000 50 - 85

0,85 10 0,336 0,334 99,666 25 - 60

0,3 2165 72,773 72,742 27,258 10 - 30

0,15 550 18,487 91,137 8,863 2 - 10

0 265 8,908 100,000 0,000 0

Jumlah 2990 100 264,214

Page 57: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

37

Gambar 4.3 Gradasi pasir besi

4.1.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar

Pengujian terhadap agregat kasar split (batu pecah) yang dilaksanakan dalam

penelitian ini meliputi pengujian berat jenis (specific gravity), keausan (abrasi) dan

gradasi agregat kasar. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.7.

Perhitungan serta data-data pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A.

Tabel 4.7. Hasil pengujian agregat kasar

Jenis pengujian Hasil

Pengujian Standar Kesimpulan

Bulk specific gravity 2,57 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,68 gr/cm3 - -

Apparent specific gravity 2,62 gr/cm3 - -

Absorbtion 2,23 % - -

Abrasi 24,3 % Maksimum 50

% Memenuhi syarat

Page 58: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

38

Modulus halus butir 5,1806 5 - 8 Memenuhi syarat

Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33 dapat

dilihat pada Tabel 4.8. dan Gambar 4.4.

Tabel 4.8. Analisis data gradasi agregat kasar

Tertahan

Diameter

Ayakan

(mm)

Berat

(gr)

Presentas

e

(%)

Kumulatif

(%)

Berat Lolos

Kumulatif

(%)

Syarat

ASTM

C-33

19 0 0 0 100 100

12,5 155 5,86 5,86 94,14 90 – 100

9,5 1047 39,55 45,41 54,59 -

4,75 698 26,37 71,78 28,22 20 – 55

2,36 615 23,23 95,01 4,99 0 – 10

1,18 132 4,99 100 0 0 – 5

0,85 0 0 100 0 -

Pan 0 0 100 0 -

Jumlah 2647 100 618,06 0 -

Page 59: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

39

Gambar 4.4 Gradasi agregat kasar

4.2 Rencana Campuran

Perhitungan rencana campuran adukan untuk mutu beton f’c 30 MPa menggunakan

standar Dinas Pekerjaan Umum ( SK SNI T-15-1990-03 ) , dari perhitungan tersebut

didapat kebutuhan bahan per 1 m3 yaitu :

a. Semen = 592,1 kg

b. Pasir = 555,9 kg

c. Kerikil = 906,99 kg

d. Air = 225 liter

Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji porositas dan permeabilitas disajikan pada

Tabel 4.9 dan Tabel 4.10.

Tabel 4.9. Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji porositas

Semen Pasir Kerikil Air Pasir replacement Kadar Pasir replacement (kg) (kg) (kg) (liter) (kg)

0% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.000

20% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.042

40% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.083

60% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.125

80% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.167

100% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.208

Total material yang dibutuhkan untuk membuat 33 sampel porositas adalah sebagai

berikut :

a. Air = 0,924 liter

b. Semen = 2,442 kg

c. Pasir total = 2,365 kg

d. Kerikil (batu pecah) = 3,542 kg

e. Pasir tailing tambang timah = 0,625 kg

f. Pasir besi = 0,625 kg

g. Pasir Kali = Pasir total – (pasir tailing + pasir besi)

= 2,365 – (0,625 + 0,625)

Page 60: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

40

= 1,115 kg

Tabel 4.10. Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji permeabilitas

Kadar Pasir replacement

Semen (kg)

Pasir (kg)

Kerikil (kg)

Air (liter)

Pasir replacement

(kg)

0% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.000

20% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.221

40% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.442

60% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.663

80% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.884

100% 1.177 1.105 1.802 0.447 1.105

Total material yang dibutuhkan untuk membuat 33 sampel permeabilitas adalah

sebagai berikut :

a. Air = 4,917 liter

b. Semen = 12,947 kg

c. Pasir total = 12,155 kg

d. Kerikil (batu pecah) = 19,822 kg

e. Pasir tailing tambang timah = 3,417 kg

f. Pasir besi = 3,417 kg

g. Pasir Kali = Pasir total – (pasir tailing + pasir besi)

= 12,529 – (3,315 + 3,315)

= 5,899 kg

Gradasi campuran pasir tailing tambang timah dan pasir besi ditunjukkan pada

Gambar 4.5 dan 4.6

Page 61: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

41

Page 62: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

41

Gambar 4.5. Perbandingan kurva gradasi campuran pasir tailing tambang timah dengan batas gradasi pasir menurut ASTM C-

33

Page 63: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

42

Gambar 4.6. Perbandingan kurva gradasi campuran pasir besi dengan batas gradasi pasir menurut ASTM C-33

Page 64: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

43

4.3. Hasil Pengujian Slump

Pengujian nilai slump tampak bahwa penambahan pasir tailing eks timah dan pasir

besi akan mempengaruhi workability, yang diperlukan untuk memudahkan proses

pengadukan, pengangkutan, penuangan, dan pemadatan. Pengujian ini dilakukan pada

setiap adukan beton dengan pasir replacement sebesar 20 %, 40 %, 60 %, 80% dan

100 %. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.11. berikut :

Tabel 4.11. Hasil pengujian nilai slump dengan pasir tailing tambang timah

Nilai Slump (cm) Variasi Pasir

Pasir Tailing Pasir Besi

0% 10

20% 10 10

40% 10 10

60% 9,5 9,5

80% 9 9

100% 9 8,5

Hubungan antara variasi pasir tailing tambang timah dengan nilai slump dapat dilihat

pada Gambar 4.7.

Page 65: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

44

Gambar 4.7. Hubungan variasi pasir replacement dengan nilai slump 4.4 Hasil Pengujian Porositas

4.4.1 Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Tailing Tambang

Timah Pengujian porositas dilakukan terhadap 3 benda uji berupa kubus berdimensi 5 x 5 x

5 cm3 untuk tiap variasi kadar pasir tailing eks timah. Pengujian ini dilakukan dengan

menimbang beratnya pada kondisi kering oven, kondisi dalam air dan kondisi SSD.

Besarnya nilai porositas dapat dihitung dengan menggunakan rumus (2.1)

Porositas

Dimana :

A= Berat benda uji dalam air (gram)

B = Berat benda uji dalam kondisi SSD (gram)

C = Berat benda uji dalam kondisi kering oven (gram)

Untuk perhitungan porositas benda uji dengan nama benda uji K-PK-2 adalah sebagai

berikut:

Berat benda uji dalam air (A) = 172 gram

Berat benda uji dalam kondisi SSD (B) = 312 gram

Berat benda uji dalam kondisi kering oven (C) = 306 gram

Page 66: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

45

= 4,255%

Untuk hasil pengujian porositas selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.12

Tabel 4.12. Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir tailing tambang

timah

Kode benda uji

Variasi pasir replacement

Berat SSD

(gram)

Berat dalam

air (gram)

kondisi kering oven

(gram)

Porositas (%)

Porositas rata-rata

(%)

K-PK-1 320 172 313 4.730

K-PK-2 312 171 306 4.255

K-PK-3

0%

315 170 309 4.138

4.37433

K-PT-1-1 332 172 325 4.375

K-PT-1-2 325 175 319 4.000

K-PT-1-3

20%

330 173 325 3.185

3.85324

K-PT-2-1 295 157 290 3.623

K-PT-2-2 320 166 315 3.247

K-PT-2-3

40%

290 154 285 3.676

3.51547

K-PT-3-1 310 165 304 4.138

K-PT-3-2 305 161 300 3.472

K-PT-3-3

60%

315 166 309 4.027

3.87900

K-PT-4-1 80% 300 155.5 294 4.152 3.92749

Page 67: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

46

K-PT-4-2 300 155.7 294 4.158

K-PT-4-3 295 151 290 3.472

K-PT-5-1 281 150.3 275 4.591

K-PT-5-2 302 160.7 295 4.954

K-PT-5-3

100%

297 153.7 290 4.885

4.80984

Hasil pengujian porositas beton pada pada tabel 4.12 disajikan pada Gambar 4.8

Gambar 4.8. Hubungan variasi pasir tailing tambang timah dan nilai porositas

4.4.2 Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Besi

Perhitungan hasil uji menggunakan persamaan 4.1. Untuk perhitungan porositas

benda uji dengan nama benda uji K-PT-2 adalah sebagai berikut:

Berat benda uji dalam air (A) = 159 gram

Berat benda uji dalam kondisi SSD (B) = 295 gram

Berat benda uji dalam kondisi kering oven (C) = 290 gram

Page 68: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

47

Untuk hasil pengujian porositas selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.13

Tabel 4.13. Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir besi

Kode Benda

Uji

Variasi pasir

replacement

Berat SSD

(gram)

Berat dalam

air (gram)

kondisi kering oven

(gram)

Porositas (%)

Porositas rata-rata

(%)

K-PK-1 320 172 313 4.730

K-PK-2 312 171 306 4.255

K-PK-3

0%

315 170 309 4.138

4.374327

K-PB-1-1 315 181.5 310 3.745

K-PB-1-2 295 159 290 3.676

K-PB-1-3

20%

310 169.7 303 4.989

4.137033

K-PB-2-1 307 167.2 302 3.577

K-PB-2-2 323 175.2 316 4.736

K-PB-2-3

40%

320 179.5 315 3.559

3.957129

K-PB-3-1 340 193 335 3.401

K-PB-3-2 360 206 354 3.896

K-PB-3-3

60%

380 210.5 374 3.540

3.612429

K-PB-4-1 80% 340 198.5 335 3.534 3.283076

Page 69: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

48

K-PB-4-2 335 190 330 3.448

K-PB-4-3 332 192.5 328 2.867

K-PB-5-1 307 178.5 302 3.891

K-PB-5-2 323 182.5 318 3.559

K-PB-5-3

100%

320 183.5 315 3.663

3.704258

Hasil pengujian porositas beton pada pada tabel 4.13 digambarkan lebih jelas pada

Gambar 4.9

Gambar 4.9. Hubungan variasi pasir besi dan nilai porositas

4.5 Hasil Pegujian Permeabilitas

4.5.1 Hasil Pegujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Tailing Tambang

Timah

Pemeriksaan permeabilitas pada benda uji dilakukan dengan menggunakan alat uji

permeabilitas AF-16 yang berada di Laboratorium Bahan Teknik Sipil UNS. Tujuan dari

Page 70: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

49

pengujian ini adalah mengetahui sejauh mana pengaruh variasi penggunaan pasir tailing

eks timah sebagai campuran aggregat halus terhadap penetrasi dan koefiien permeabilitas

beton.

Koefisien permeabilitas dapat diketahui dengan menggunakan rumus Darcy dan

dihitung dengan persamaan (2.2).

Diameter selang = ¼ inc = 0,00635 m

Waktu aliran = 3600 dt

Contoh perhitungan:

· dQ = 0,25. π . 0,006352.0,03 = 9.50077E-07 m3

· A = 0,25. π . 0,032 = 0.000706858 m2

· Koefisien Permeabilitas, (k) =

= 1.33342E-08 m/dt Perhitungan pengujian permeabilitas secara lengkap disajikan pada lampiran. Hasil

pengujian permeabilitas dapat dilihat pada tabel 4.14 berikut:

Tabel 4.14. Data hasil pengujian permeabilitas beton dengan pasir tailing tambang

timah

Kode Benda Uji

% Tailing

Penurunan (cm)

D (cm)

Dalam (cm)

A (m2) dQ (m3) Koefisien

permeabilitas (m/dt)

k rata-rata (m/dt)

SPK 1 2.5 2.5 3 0.000490874 7.9173E-07 1.92012E-08

SPK 2 3 3 2.5 0.000706858 9.50077E-07 1.33342E-08

SPK 3

0%

2.5 2.5 3 0.000490874 7.9173E-07 1.92012E-08

1.72455E-08

Page 71: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

50

S-PT- 1-1 2.5 3 2.5 0.000706858 7.9173E-07 1.11118E-08

S-PT-1-2 2 3 4 0.000706858 6.33384E-07 1.42231E-08

S-PT-1-3

20%

2 2 2.5 0.000314159 6.33384E-07 2.00012E-08

1.5112E-08

S-PT-2-1 2.5 3 3.5 0.000706858 7.9173E-07 1.55565E-08

S-PT- 2-2 2.5 3.5 3.5 0.000962113 7.9173E-07 1.14293E-08

S-PT-2-3

40%

3 4 4 0.001256637 9.50077E-07 1.20007E-08

1.29955E-08

S-PT-3-1 2.5 3 3 0.000706858 7.9173E-07 1.33342E-08

S-PT-3-2 2 3 4 0.000706858 6.33384E-07 1.42231E-08

S-PT-3-3

60%

1.5 2.5 4 0.000490874 4.75038E-07 1.5361E-08

1.43061E-08

S-PT-4-1 2 2 2 0.000314159 6.33384E-07 1.6001E-08

S-PT-4-2 1.5 2 3 0.000314159 4.75038E-07 1.80011E-08

S-PT-4-3

80%

1.5 2 3 0.000314159 4.75038E-07 1.80011E-08

1.73344E-08

S-PT-5-1 2.5 3 4 0.000706858 7.9173E-07 1.77789E-08

S-PT-5-2 2 2 3 0.000314159 6.33384E-07 2.40015E-08

S-PT-5-3

100%

2 2.5 3.5 0.000490874 6.33384E-07 1.79211E-08

1.99005E-08

Gambar 4.10. Hubungan variasi pasir tailing tambang timah dan nilai permeabilitas

4.5.2 Hasil Pegujian Permeabilitas Beton Menggunakan Pasir Besi

Page 72: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

51

Koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir besi juga diketahui dengan

menggunakan rumus darcy dan dihitung dengan persamaan (2.2)

Diameter selang = ¼ inc = 0,00635 m

Waktu aliran = 3600 dt

Contoh perhitungan:

· dQ = 0,25. π . 0,006352.0,25 = 7.9173E-07 m3

· A = 0,25. π . 0,352 = 0.000962113 m2

· Koefisien Permeabilitas, (k) =

Perhitungan pengujian permeabilitas secara lengkap disajikan pada lampiran. Hasil

pengujian permeabilitas dapat dilihat pada tabel 4.15 berikut:

Tabel 4.15. Data hasil pengujian permeabilitas beton dengan pasir besi

Kode Benda

Uji

% Pasir besi

Penurunan (cm)

D (cm) Dalam (cm)

A (m2) dQ (m3) koefisien

permeabilitas (m/dt)

k rata-rata (m/dt)

S-PK-1 2.5 2.5 3 0.000490874 7.9173E-07 1.92012E-08

S-PK-2 3 3 2.5 0.000706858 9.50077E-07 1.33342E-08

S-PK-3

0%

2.5 2.5 3 0.000490874 7.9173E-07 1.92012E-08

1.72455E-08

S-PB-1-1 2.5 3 4 0.000706858 7.9173E-07 1.77789E-08

S-PB-1-2 2.5 3.5 4 0.000962113 7.9173E-07 1.3062E-08

S-PB-1-3

20%

3 3.5 4 0.000962113 9.50077E-07 1.56744E-08

1.55051E-08

S-PB-2-1 40% 3 3.5 4 0.000962113 9.50077E-07 1.56744E-08 1.38179E-08

Page 73: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

52

Gambar 4.11. Hubungan variasi pasir besi dan nilai permeabilitas

S-PB-2-2 2.5 3 3 0.000706858 7.9173E-07 1.33342E-08

S-PB-2-3 2 3 3.5 0.000706858 6.33384E-07 1.24452E-08

S-PB-3-1 2.9 3 3 0.000706858 9.18407E-07 1.54676E-08

S-PB-3-2 2 3 2.5 0.000706858 6.33384E-07 8.88944E-09

S-PB-3-3

60%

1.5 2 2.5 0.000314159 4.75038E-07 1.50009E-08

1.31193E-08

S-PB-4-1 2 2 2 0.000314159 6.33384E-07 1.6001E-08

S-PB-4-2 1.5 2.5 3 0.000490874 4.75038E-07 1.15207E-08

S-PB-4-3

80%

2 3 2.5 0.000706858 6.33384E-07 8.88944E-09

1.2137E-08

S-PB-5-1 2.5 3 3 0.000706858 7.9173E-07 1.33342E-08

S-PB-5-2 2.5 3 3.5 0.000706858 7.9173E-07 1.55565E-08

S-PB-5-3

100%

3 3.5 3.5 0.000962113 9.50077E-07 1.37151E-08

1.42019E-08

Hasil Pengujian Permeabilitas beton menggunakan pasir besi dapat digambarkan pada

Gambar 4.11.

Page 74: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

53

4.6 Uji Normalitas Chi-Kuadrat

Uji chi-kuadrat dimaksudkan untuk mengetahui apakah perbedaan dari proporsi

sampel pertama dengan yang dari sampel kedua, sampel ketiga dan yang seterusnya

itu disebabkan oleh faktor kebetulan saja (chance).

Uji chi-kuadrat ini digunakan pada sampel lebih dari 2 (k >2) dan pada penelitian ini

menggunakan tingkat signifikasi sebesar 95%.

Dalam penelitian ini v = (n-1) = (3-1) = 2

Dengan taraf signifikasi 95% maka dari tabel distribusi x2 maka didapat

x2 (0,95;(n-1)) = 0,103

Jika x2 < x2 (0,95;(n-1)) maka sampel dapat diterima

Jika x2 > x2 (0,95;(n-1)) maka sampel tidak dapat diterima

Tabel 4.16 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji porositas menggunakan pasir tailing tambang timah

o e

Porositas Porositas rata-

rata

(o-e) 2/e X2 X2 0,95;(n-1))

4.73 0.029

4.26 0.003

4.14

4.37

0.013

0.015 0.103

4.38 0.071

4.00 0.006

3.18

3.85

0.116

0.064 0.103

3.62 0.003

3.25 0.021

3.68

3.52

0.007

0.010 0.103

4.14 3.88 0.017 0.022 0.103

Page 75: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

54

3.47 0.043

4.03 0.006

4.15 0.013

4.16 0.014

3.47

3.93

0.053

0.026 0.103

4.59 0.010

4.95 0.004

4.88

4.81

0.001

0.005 0.103

Dari Tabel 4.16 dapat dilihat bahwa semua benda uji dapat diterima karena

X2 < X2(0,95;(n-1))

Tabel 4.17. Uji chi-kuadrat untuk hasil uji porositas menggunakan pasir besi

o e

Porositas (%) Porositas rata-rata (%)

(o-e)2/e

x2 X2 0,95;(n-1))

4.73 0.0289

4.26 0.0032

4.14

4.37

0.0128

0.015 0.103

3.75 0.0371

3.68 0.0513

4.99

4.14

0.1756

0.088 0.103

3.58 0.0366

4.74 0.1534

3.56

3.96

0.0401

0.077 0.103

Page 76: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

55

3.40 0.0123

3.90 0.0223

3.54

3.61

0.0015

0.012 0.103

3.53 0.0191

3.45 0.0083

2.87

3.28

0.0526

0.027 0.103

3.89 0.0094

3.56 0.0057

3.66

3.70

0.0005

0.005 0.103

Dari Tabel 4.17 dapat dilihat bahwa semua benda uji dapat diterima karena

X2 < X2(0,95;(n-1))

Tabel 4.18. Uji chi-kuadrat untuk hasil uji permeabilitas menggunakan pasir tailing timah

o e

Permeabilitas (10-8

m/dt)

Permeabilitas rata-rata (10-8

m/dt)

(o-e)2/e x2 X2 0,95;(n-

1))

1.92 0.0222

1.33 0.0887

1.92012

1.72

0.0222

0.0444 0.103

1.11118 0.105889

1.42231 0.00522908

2.00012

1.5112

0.15818

0.089765 0.103

1.55565 0.0504693

1.14293

1.29955

0.0188764

0.025653 0.103

Page 77: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

56

1.20007 0.0076146

1.33342 0.0066028

1.42231 0.0000481

1.5361

1.43061

0.007778

0.0048097 0.103

1.6001 0.010257

1.80011 0.00256426

1.80011

1.73344

0.00256426

0.0005128 0.103

1.77789 0.0226187

2.40015 0.084511

1.79211

1.99005

0.019687

0.0042272 0.103

Dari Tabel 4.18 dapat dilihat bahwa semua benda uji dapat diterima karena

X2 < X2(0,95;(n-1))

Tabel 4.19. Uji chi-kuadrat untuk hasil uji permeabilitas menggunakan pasir besi

o e

Permeabilitas (10-8 m/dt)

Permeabilitas rata – rata(10-8 m/dt)

(o-e)2/e X2 X2 0,95;(n-1))

1.92012 0.0221778

1.33342 0.0887111

1.92012

1.72455

0.0221778

0.0443556 0.103

1.77789 0.0333438

1.3062E 0.0384948

1.56744

1.55051

0.000184908

0.0240078 0.103

1.56744 0.0249429

1.33342 0.00169376

1.24452

1.38179

0.0136371

0.0134246 0.103

Page 78: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

57

1.54676 0.0420333

0.888944 0.136379

1.50009

1.31193

0.0269862

0.0684661 0.103

1.6001 0.123012

1.15207 0.00312982

0.888944

1.2137

0.0868989

0.0710137 0.103

1.33342 0.00530237

1.55565 0.01292

1.37151

1.42019

0.00166862

0.0663033 0.103

Dari Tabel 4.19 dapat dilihat bahwa semua benda uji dapat diterima karena

X2 < X2(0,95;(n-1))

4.7 Analisis Data Hasil Pengujian

4.7.1 Analisis Hasil Pengujian Pasir Tailing Tambang Timah dan Pasir Besi

Menurut SK-SNI-T-15-1990-03, kekasaran pasir menurut gradasinya terdiri dari 4

zona. Tabel pembagian zona pasir berdasarkan gradasinya dapat dilihat pada Tabel

2.2

Sedangkan perbandingan gradasi pasir tailing timah dan pasir besi disajikan dalam

Tabel 4.20

Tabel 4.20. Perbandingan Berat Lolos Kumulatif Antara Syarat ASTM C-33 dan

Gradasi Pasir Zona IV berdasar SK-SNI-T-15-1990-03

Page 79: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

58

Berat Lolos

Kumulatif

(%)

Diameter

Ayakan

(mm) Pasir tailing Pasir besi

Syarat

ASTM

C-33

Zona IV

SK-SNI-T-15-1990-03

9,5 100 100 100 100

4,75 100 100 95 - 100 95-100

2,36 99,328 100 80 - 100 95-100

1,18 93,950 100 50 - 85 95-100

0,85 82,353 99,666 25 - 60 80-100

0,3 11,597 27,258 10 - 30 15-50

0,15 1,513 8,863 2 - 10 0-15

0 0 0 0 0

Grafik perbandingan kurva gradasi pasir tailing eks timah, gradasi pasir besi dan pasir

normal menurut SK-SNI-T-15-1990-03 dan ASTM C-33 dapat dilihat pada Gambar

4.12

Page 80: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

58

Gambar 4.12. Perbandingan kurva gradasi pasir tailing tambang timah, gradasi pasir besi, dan pasir normal dengan batas gradasi

pasir menurut SK-SNI-T-15-1990-03 dan ASTM C-3

Page 81: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

59

Tabel 4.18 dan Gambar 4.12 dapat menunjukkan bahwa gradasi pasir tailing tambang

timah dan pasir besi termasuk dalam zona IV, yaitu pasir halus, sehingga jumlah

persentase pasir yang lolos ayakan 1,18 dan 0,85 yang melebihi batas atas dari syarat

ASTM C-33 masuk dalam zona IV berdasarkan SK-SNI-T-15-1990-03

4.7.2 Analisis Hasil Pengujian Nilai Slump

Berdasarkan Tabel 4.11 dan Gambar 4.7 dapat dilihat bahwa nilai slump pada beton

normal lebih tinggi dibandingkan nilai slump pada beton yang menggunakan pasir

tailing tambang timah maupun pasir besi. Hal tersebut menunjukan bahwa

kemudahan pengerjaan (workability) pada beton normal lebih tinggi dari beton

dengan pasir replacement. Pasir tailing tambang timah maupun pasir besi mempunyai

ukuran yang lebih kecil (lebih halus) dari pasir kali sehingga kemudahan pengerjaan

(workability) menurun karena butiran pasir yang lebih halus akan menyerap air lebih

banyak.

4.7.3 Analisis Hasil Terhadap Pengujian Porositas

4.7.3.1 Analisis Terhadap Pengujian Porositas Menggunakan Pasir Tailing

Tambang Timah

Berdasarkan hasil perhitungan, nilai porositas dan prosentase perubahannya dapat

disajikan dalam Tabel 4.21.

Page 82: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

60

Tabel 4.21. Nilai porositas dan persentase perubahan porositas akibat penggunaan

pasir tailing tambang timah

Beton normal Beton dengan pasir tailing timah

Nama benda uji

Nilai porositas (%)

Nama benda uji

Kadar pasir replacement

Nilai porositas

(%)

Perubahan (%)

KPK 4,37433

K-PT-1

K-PT-2

K-PT-3

K-PT-4

K-PT-5

20

40

60

80

100

3,85324

3,51547

3,87900

3,92749

4,80984

-0,52109

-0,85886

-0,49533

-0,44684

0,56449

Tabel 4.20 di atas menunjukkan bahwa nilai porositas beton dengan menggunakan

pasir replacement tailing tambang timah rata-rata mengalami penurunan. Penurunan

terbesar terjadi pada kadar tailing tambang timah sebesar 40 % dengan nilai

penurunan sebesar –0,85886%.

Gambar 4.13. Hubungan nilai porositas terhadap persentase pasir tailing tambang

timah

Page 83: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

61

Gambar 4.13 menunjukkan nilai persentase tailing tambang timah sebesar 40% dari

berat pasir total memberikan porositas minimum diantara kadar pasir tailing yang lain

yaitu sebesar 3,51547 %

Perhitungan nilai optimum

y = 3.822x2 – 3.427x + 4.372

y’= 7.644x – 3.427

nilai optimum didapat dari x saat y’=0

0 = 7.644x – 3.427

x = = 0.448 = 44.8%

Perhitungan diatas menunjukkan nilai persentase tailing tambang timah yang

optimum terhadap berat agregat halus yang memberikan porositas minimum adalah

sebesar 44.8%

4.7.3.2 Analisis Terhadap Pengujian Porositas Menggunakan Pasir Besi

Menurut hasil perhitungan, nilai porositas dan persentase perubahannya dapat

disajikan dalam Tabel 4.22.

Tabel 4.22. Nilai porositas dan persentase perubahan porositas akibat penggunaan

pasir besi

Beton normal Beton dengan pasir tailing timah

Nama benda uji

Nilai porositas (%)

Nama benda uji

Kadar pasir replacement

Nilai porositas

(%)

Perubahan (%)

KPK 4,37433

K-PB-1

K-PB-2

K-PB-3

K-PB-4

K-PB-5

20

40

60

80

100

4,13703

3,95713

3,61243

3,28308

3,70426

-0,23727

-0,41717

-0,6187

-1,09122

-0,67004

Page 84: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

62

Tabel 4.22 menunjukkan bahwa porositas beton dengan menggunakan pasir besi

rata-rata mengalami penurunan. Penurunan terbesar terjadi pada kadar pasir besi

sebesar 80 % dengan nilai penurunan sebesar –1,09122%.

Gambar 4.14. Hubungan nilai porositas terhadap persentase kadar pasir besi

Gambar 4.14 memperlihatkan bahwa nilai persentase tailing tambang timah dengan

kadar angka 80% dari berat pasir total memberikan porositas minimum diantara kadar

pasir besi yaitu sebesar 3,28308 %

Perhitungan nilai optimum

y = 1.202x2 – 2.096x + 4.452

y’= 2.404x – 2.096

nilai optimum didapat dari x saat y’=0

0 = 2.404x – 2.096

x = = 0.872 = 87.2%

Menurut perhitungan diatas dapat dilihat bahwa nilai persentase pasir besi optimum

terhadap berat agregat halus yang memberikan porositas minimum adalah sebesar

87.2%.

Page 85: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

63

4.7.4 Pembahasan Uji Porositas

Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir tailing tambang timah yang

disajikan pada Tabel 4.12 dan Gambar 4.8 dapat diketahui bahwa nilai porositas

beton yang menggunakan pasir replacement tailing tambang timah paling rendah

terjadi pada kadar pasir tailing sebesar 40 % yaitu 3,51547 %. Nilai porositas yang

paling optimum terjadi dengan kadar pasir tailing tambang timah sebesar 44,8 %.

Nilai porositas yang semakin rendah menunjukkan bahwa beton tersebut semakin

padat dan memiliki durabilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan porositas

dengan kadar pasir tailing yang lainnya. Dengan hasil tersebut maka dapat diketahui

bahwa pair tailing tambang timah berfungsi baik sebagai pengisi (filler) pada

campuran beton, bukan sebagai bahan pengganti pasir secara keseluruhan. Nilai

porositas yang semakin naik pada kadar 60 % sampai dengan 100 % dikarenakan

jumlah pori yang lebih banyak.

Sedangkan hasil uji porositas yang menggunakan pasir replacement berupa pasir besi

menunjukkan bahwa porositas terendah terjadi pada kadar pasir besi 80% dari berat

pasir keseluruhan yaitu 3,28308%. Nilai porositas beton yang menggunakan pasir

besi akan optimum saat kadar pasir besi 87,2 % dari berat pasir keseluruhan. Hal

tersebut membuktikan bahwa pasir besi juga tepat sebagai filler (pengisi) pada

campuran beton. Butiran pasir besi yang lebih halus daripada pasir tailing tambang

timah membuat pasir besi tersebut mampu mengisi pori-pori beton pada kadar pasir

replacement yang lebih banyak yaitu 80% dari berat agregat halus.

Andang Widjaja (2009) mengungkapkan gradasi pasir yang bervariasi akan mengisi

pori-pori kecil sehingga massa beton menjadi padat, sedangkan agregat yang seragam

menyediakan pori-pori. Dari pernyataan tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa

naiknya nilai porositas beton yang menggunakan pasir replacement tailing timah

pada kadar 60 – 100% dan naiknya nilai porositas beton yang menggunakan pasir

Page 86: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

64

besi pada kadar 100 % disebabkan karena butiran pasir yang halus dan semakin

homogen membuat pasir tersebut tidak dapat mengisi pori-pori yang ada sehingga

porositas menjadi naik dan semakin menurunkan kualitas beton tersebut.

Selain itu pasir tailing tambang timah dan pasir besi juga mengandung silika dioksida

(SiO2) yang berfungsi sebagai pengikat pada campuran beton sehingga beton menjadi

lebih padat dan porositas beton menurun pada persentase tertentu. Sebaran gradasi

pasir pada campuran beton digambarkan pada Gambar 4.15.

(a) (b)

Gambar 4.15. Sebaran gradasi pasir pada campuran beton.

(a) Gradasi yang baik sehingga mampu mengisi pori-pori pada beton

(b) Gradasi yang semakin homogen menciptakan banyak pori

Page 87: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

65

4.7.5 Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas

4.7.5.1 Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Tailing

Tambang Timah

Menurut hasil perhitungan, nilai koefisien permeabilitas dapat pada Tabel 4.23

Tabel 4.23. Evaluasi hasil uji permeabilitas beton pasir tailing timah menurut ACI

301-729

ACI 301-729 (revisi 1975) Nama benda uji Koefisien permeabilitas

(m/dt) 1,5 . 10-11 m/dt

S-PT-1

S-PT-2

S-PT-3

S-PT-4

S-PT-5

1,5112E-08

1,29955E-08

1,43061E-08

1,73344E-08

1,99005E-08

Tidak memenuhi syarat

Tidak memenuhi syarat

Tidak memenuhi syarat

Tidak memenuhi syarat

Tidak memenuhi syarat

Berdasarkan ACI 301-729 (revisi 1975) (dalam Neville dan Brooks, 1987) nilai

koefisien permeabilitas maksimum disyaratkan sebesar 1,5 .10-11 m/s (1,5 . 10-9

cm/s). Hasil analisis pada Tabel 4.23 menunjukkan bahwa keseluruhan nilai koefien

beton normal dan beton dengan menggunakan pasir replacement tailing tambang

timah tidak memenuhi syarat ACI 301-729 (revisi 1975).

Sedangkan nilai permeabilitas dan prosentase perubahannya dapat disajikan dalam

Tabel 4.24.

Page 88: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

66

Tabel 4.24. Nilai permeabilitas dan persentase perubahan permeabilitas akibat pasir

tailing tambang timah

Beton normal Beton dengan pasir tailing timah Nama benda

uji

Nilai Permeabilita

s (m/dt)

Nama benda

uji

Kadar pasir replacement

Nilai Permeabilitas

(m/dt)

Perubahan (m/dt)

SPK

1,72455E-08

S-PT-1

S-PT-2

S-PT-3

S-PT-4

S-PT-5

20

40

60

80

100

1,5112E-08

1,29955E-08

1,43061E-08

1,73344E-08

1,99005E-08

-0,21335E-08

-0,425E-08

-0,29394E-08

0,000889E-08

0,2655E-08

Berdasarkan Tabel 4.24 dapat diketahui bahwa permeabilitas beton dengan

menggunakan pasir replacement tailing tambang timah rata-rata mengalami

penurunan terbesar terjadi pada kadar tailing tambang timah sebesar 40 % dengan

nilai penurunan sebesar -0,425E-08 m/dt.

Gambar 4.16. Hubungan koefisien permeabilitas beton terhadap persentase kadar

pasir tailing timah

Page 89: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

67

Gambar 4.16 memperlihatkan bahwa nilai persentase tailing pada angka 40% dari

berat pasir total memberikan permeabiitas minimum diantara kadar pasir tailing yaitu

sebesar 1.29955E-08 m/dt.

Perhitungan nilai optimum

y = 1.967 x2 – 1.664x + 1.725

y’= 3.934x 1.664

nilai optimum didapat dari x saat y’=0

0 = 3.934x 1.664

x = 0.422 = 42.2%

Berdasarkan perhitungan diatas dapat dilihat bahwa nilai persentase tailing optimum

terhadap berat agregat halus yang memberikan permeabilitas minimum adalah

sebesar 42.2%.

4.7.5.2 Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Besi

Menurut hasil perhitungan, nilai koefisien permeabilitas dapat pada Tabel 4.25

Tabel 4.25. Evaluasi hasil pengujian permeabilitas terhadap standar ACI 301-729

ACI 301-729 (revisi 1975) Nama benda uji

Koefisien permeabilitas (m/dt) 1,5 . 10-11 m/dt

S-PT-1

S-PT-2

S-PT-3

S-PT-4

S-PT-5

1,55051E-08

1,38179E-08

1,31193E-08

1,2137E-08

1,42019E-08

Tidak memenuhi syarat

Tidak memenuhi syarat

Tidak memenuhi syarat

Tidak memenuhi syarat

Tidak memenuhi syarat

Berdasarkan ACI 301-729 (revisi 1975) (dalam Neville dan Brooks, 1987) nilai

koefisien permeabilitas maksimum disyaratkan sebesar 1,5 .10-11 m/s (1,5 . 10-9

cm/s). Menurut hasil analisis pada Tabel 4.24 dapat dilihat bahwa keseluruhan nilai

Page 90: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

68

koefien beton normal dan beton dengan menggunakan pasir besi tidak memenuhi

syarat ACI 301-729 (revisi 1975).

Sedangkan nilai permeabilitas dan prosentase perubahannya dapat disajikan dalam

Tabel 4.26.

Tabel 4.26. Nilai permeabilitas dan persentase perubahan permeabilitas akibat

penggunaan pasir besi

Beton normal Beton dengan pasir besi Nama benda

uji

Nilai Permeabilitas

(m/dt)

Nama benda uji

Kadar pasir replacement

Nilai Permeabilitas

(m/dt)

Perubahan (m/dt)

SPK 1,72455E-08

S-PB-1

S-PB-2

S-PB-3

S-PB-4

S-PB-5

20

40

60

80

100

1,55051E-08

1,38179E-08

1,31193E-08

1,2137E-08

1,42019E-08

-0,17404E-08

-0,34276E-08

-0,3498E-08

-0,41262E-08

-0,30436E-08

Tabel 4.26 menunjukkan bahwa permeabilitas beton dengan menggunakan pasir

replacement pasir besi rata-rata mengalami penurunan terbesar terjadi pada kadar

pasir besi sebesar 80 % dengan nilai penurunan sebesar -0,41262E-08 m/dt.

Page 91: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

69

Gambar 4.17. Hubungan koefisien permeabilitas beton terhadap persentase

hubungan kadar pasir besi

Gambar 4.17 memperlihatkan bahwa nilai persentase tailing pada angka 80% dari

berat pasir total memberikan permeabilitas minimum diantara kadar pasir besi yaitu

sebesar 1,2137E-08 m/dt.

Perhitungan nilai optimum

y = 0.975 x2 – 1.347x + 1.749

y’= 1.95x 1.347

nilai optimum didapat dari x saat y’=0

0 = 1.95x 1.347

x = 0.69 = 69%

Menurut perhitungan diatas dapat dilihat bahwa nilai persentase pasir besi optimum

terhadap berat agregat halus yang memberikan permeabilitas minimum adalah

sebesar 69%.

Page 92: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

70

4.7.6 Pembahasan Uji Permeabilitas

Hasil pengujian permeabilitas beton menggunakan pasir tailing tambang timah yang

disajikan pada Tabel 4.14 Dan Gambar 4.10 dapat diketahui bahwa nilai

permeabilitas beton yang terendah terjadi pada kadar pasir tailing tambang timah

sebesar 40% yaitu 1,29955E-08 m/dt. Nilai permeabilitas optimum dapat tercapai

dengan kadar pasir tailing tambang timah sebesar 42.2 %. Sedangkan nilai

permeabilitas beton yang menggunakan pasir besi paling rendah terjadi pada kadar

pasir besi 80 % yaitu 1,2137E-08 m/dt dan penggunaaan pasir besi sebanyak 69 %

juga akan memberikan nilai permeabilitas paling optimum.

Sama hal nya seperti porositas beton, semakin rendahnya nilai permeabilitas beton

menunjukkan bahwa beton tersebut semakin impermeable sehingga sulit dilewati

oleh gas atau cairan. Beton yang padat dan sulit dilewati oleh gas maupun cairan

membuat durabilitas beton semakin baik.

Pada hasil pengujian permeabilitas ini pasir tailing timah dan pasir besi baik sebagai

pengisi pada campuran beton.

4.7.7 Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dan Nilai Porositas

Porositas merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kekuatan beton. Jumlah

pori yang terkandung dalam beton akan sangat mempegaruhi kepadatan dari suatu

beton. Model yang paling umum digunakan dalam menggambarkan hubungan antara

kuat tekan dengan porositas adalah dengan persamaan eksponensial yang

dikemukakan oleh Roy dan Gouda (1973) dengan rumus yang dituliskan dengan

Persamaan (4.1) sebagai berikut :

P = P0*e-k.fc ............................................................................................................ (4.1)

Page 93: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

71

dengan :

P = porositas (%)

P0 = porositas pada kekuatan nol (%)

fc = kuat tekan (MPa)

k = konstanta

e = bilangan natural

Hasil uji kuat tekan dan porositas beton disajikan pada tabel 4.27

Tabel 4.27. Hasil pengujian kuat tekan dan porositas beton

Variasi pasir

replacement Kuat Tekan Porositas

Jenis Pasir

(%) (MPa) (%) Pasir normal 0 33,20 4,37433

20 35,08 3,85324 40 38,67 3,51547 60 37,16 3,87900 80 36,22 3,92749

Pasir tailing eks timah

100 31,69 4,80984 20 35,39 4,37433 40 36,23 3,95713 60 37,18 3,61243 80 42,65 3,28308

Pasir besi

100 32,46 3,70426 Sumber: Rahma Nindya Ayu Hapsari (2011)

BerdasarkanTabel 4.27 dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan porositas beton.

Hubungan tersebut digambarkan pada Gambar 4.18 dan Gambar 4.19

Page 94: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

72

Gambar 4.18. Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton

menggunakan pasir tailing tambang timah

Gambar 4.19. Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton

menggunakan pasir besi

Gambar 4.18 dan Gambar 4.19 menunjukkan hubungan antara kuat tekan dan

porositas beton. Semakin tinggi kuat tekan suatu beton maka porositasnya yang

semakin rendah. Hal tersebut dikarenakan beton yang padat memliki kuat tekan yang

baik, sehingga porositasnya juga akan menurun karena jumlah porinya yang

Page 95: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

73

terkandung dalam beton tersebut sedikit. Gambar 4.19 menunjukkan bahwa

hubungan yang kurang baik antara kuat tekan dan porositas beton menggunkan pasir

besi, dapat dilihat dari R2 sebesar 0,547.

Menurut Roy dan Gouda (1973) hubungan kuat tekan dan porositas beton

dirumuskan dengan persamaan (4.1)

P = P0*e-k.fc

Berdasarkan hasil penelitian pada beton dengan menggunakan pasir tailing tambang

timah, didapatkan persamaan y = 17.16e-0.04x

Hubungan antara kuat tekan dan nilai porositas beton menggunakan pasir tailing

tambang timah dapat dirumuskan pada persamaan 4.2

P = 17.16*e-0.04.fc…………………………………………………………………..(4.2)

Didapatkan nilai P0 sebesar 17.16 %.

Hasil penelitian pada beton yang menggunakan pasir besi didapatkan persamaan y =

8.166e-0.04x

Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton menggunakan pasir besi dirumuskan

pada persamaan 4.3 sebagai berikut

P = 8.166*e-0.02.fc……………………………………..………………….………...(4.3)

Didapatkan nilai P0 sebesar 8.166 %.

keterangan :

P = porositas (%)

P0 = porositas pada kekuatan nol (%)

fc = kuat tekan (MPa)

k = konstanta

e = bilangan natural

Page 96: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

74

4.7.8 Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dengan Koefisien Permeabilitas

Hubungan antara nilai kuat tekan beton dan koefisien permeabilitas dalam beton

normal memiliki rumus empiris yang dituliskan dengan persamaan 4.1 sebagai

berikut :

..................................................................................... (4.4)

dengan :

k = koefisien permeabilitas (m/s)

fc = kuat desak beton (MPa)

Hubungan nilai kuat tekan beton dan nilai koefisien permeabilitas ditunjukkan pada

Gambar 4.20 dan Gambar 4.21

Gambar 4.20. Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton

menggunakan pasir tailing tambang timah

Page 97: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

75

Gambar 4.21. Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton

menggunakan pasir besi

Gambar 4.20 dan Gambar 4.21 menunjukkan hubungan antara kuat tekan dan

koefisien permeabilitas beton. Sama seperti halnya porositas, hubungan antara kuat

tekan dan permeabilitas beton juga berbanding terbalik, artinya semakin tinggi kuat

tekan suatu beton akan terjadi permeabilitas yang semakin rendah. Jika kuat tekan

beton tinggi, ruang kosong sebagai media lewatnya gas maupun cairan sedikit

sehingga membuat beton tersebut tidak mudah dilalui gas atau cairan.

Menurut Roy dan Gouda (1973) hubungan antara kuat tekan dan koefisien

permeabilitas beton dirumuskan dengan persamaan (4.4)

Menurut hasil penelitian pada beton dengan menggunakan pasir tailing tambang

timah, didapatkan persamaan y = 1E-05x-1.86

Hubungan antara kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir

tailing tambang timah dapat dirumuskan pada persamaan 4.5

Page 98: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

76

k = 1E-05*fc-1.86…………………………………………………………………..(4.5)

Hasil penelitian pada beton yang menggunakan pasir besi didapatkan persamaan y =

5E-07x-0.98

Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir besi

dirumuskan pada persamaan 4.6 sebagai berikut

k = 5E-07*fc-0.98……………………………………..………………….………...(4.6)

keterangan :

k = koefisien permeabilitas (m/s)

fc = kuat desak beton (MPa)

4.7.9 Hubungan Antara Nilai Porositas dengan Koefisien Permeabilitas Beton

Hubungan antara koefisien permeabilitas dan nilai porositas dalam beton normal

memiliki rumus yang umum yang dikemukakan oleh Sambowo (2003) dengan

rumus yang dituliskan dengan Persamaan 4.7 sebagai berikut :

k = 0,023*e0,319*P ................................................................................................. (4.7)

dengan :

k = koefisien permeabilitas (m/s)

P = nilai porositas (%)

Gambar 4.22 dan Gambar 4.23 menunjukkan kurva hubungan antara porositas dan

koefisien permeabilitas beton .

Page 99: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

77

Gambar 4.22. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton

menggunakan pasir tailing tambang timah

Gambar 4.23. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton

menggunakan pasir besi

Gambar 4.22 dan Gambar 4.23 menunjukkan hubungan porositas dan permeabilitas.

Porositas yang semakin tinggi akan membuat permeabilitas yang semakin tinggi. Hal

tersebut dikarenakan banyaknya pori sebagai media lewatnya gas maupun cairan.

Page 100: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

78

Menurut Bowles JE (1986), ruang kosong pada beton yang saling berhubungan akan

memiliki sifat permeabilitas. Dari pernyataan tersebut dapat disimpulkan bahwa

jumlah pori yang banyak belum tentu membuat beton tersebut akan memiliki nilai

permeabilitas yang tinggi tergantung pada pori pori yang saling berhubungan pada

beton tersebut.

Sambowo (2003) merumuskan hubungan antara nilai porositas dan koefisien

permeabilitas sebagaimana persamaan (4.7)

k = 0,023*e0,319*P

Menurut hasil penelitian pada beton dengan menggunakan pasir tailing tambang

timah, didapatkan persamaan y = 5E-09e0.306x

Hubungan antara nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton menggunakan

pasir tailing tambang timah dapat dirumuskan pada persamaan 4.8

k = 5E-09*e0.319*P……………………………………………..…………………..(4.8)

Hasil penelitian pada beton yang menggunakan pasir besi didapatkan persamaan y =

4E-09e0.302x

Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir besi

dirumuskan pada persamaan 4.9 sebagai berikut

k = 4E-09e0.302*P ……………………………………..………………….………...(4.9)

dengan :

k = koefisien permeabilitas (m/s)

P = nilai porositas (%)

Page 101: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

79

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh pengujian, analisis data, dan

pembahasan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikutsebagai

berikut :

1. Porositas beton terendah menggunakan pasir tailing tambang timah terjadi pada

kadar pasir tailing 40 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar

3,51547%. Penggunaan pasir tailing tambang timah sebesar 40% memberikan

penurunan sebesar 19,63% dari porositas beton normal. Kadar pasir tailing

tambang timah yang paling optimal sebesar 44,8% dari berat agregat halus.

2. Permeabilitas beton terendah menggunakan pasir tailing tambang timah terjadi

pada kadar pasir tailing 40 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar

1,299955x10-8m/dt. Penggunaan pasir tailing tambang timah sebesar 40%

memberikan penurunan sebesar 24,6% dari permeabilitas beton normal. Kadar

pasir tailing tambang timah yang paling optimal sebesar 42,2% dari berat agregat

halus.

3. Porositas beton terendah menggunakan pasir besi terjadi pada kadar pasir besi

sebesar 80 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar 3,28308%.

Penggunaan pasir besi sebesar 80% memberikan penurunan sebesar 24,94% dari

porositas beton normal. Kadar pasir besi yang paling optimal sebesar 87,2% dari

berat agregat halus.

4. Permeabilitas beton terendah menggunakan pasir besi terjadi pada kadar pasir besi

sebesar 80 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar 1,2137 x10-8m/dt.

Penggunaan pasir besi sebesar 80% memberikan penurunan sebesar 23,92% dari

Page 102: POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN …

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

commit to user

80

permeabilitas beton normal. Kadar pasir besi yang paling optimal sebesar 69% dari

berat agregat halus.

5. Penggunaan pasir tailing tambang timah dan pasir besi mampu menjadi pengisi

(filler) pada campuran beton. Butiranya yang lebih halus dari pasir kali membuat

pasir tailing tambang timah dan pasir besi mampu mengisi pori yang ada didalam

beton. Porositas dan permeabilitas dengan menggunakan pasir tailing tambang

timah naik pada kadar 60-100%, sedangkan porositas dan permeabilitas beton

menggunakan pasir besi naik pada kadar 100% dari berat agregat halus. Hal

tersebut dikarenakan gradasi pasir yang semakin seragam sehingga kepadatan

beton berkurang. Namun butiran pasir besi yang lebih halus lebih mampu mengisi

ruang kosong pada beton sehingga porositas dan permeabilitas beton

menggunakan pasir besi menurun pada kadar 80%, lebih banyak dari kadar pasir

tailing tambang timah sebesar 40%.

5.2 Saran

Saran yang diberikan agar penelitian ke depan lebih baik adalah mencoba

menggunakan pasir normal yang masuk pada zona IV sehingga perbandingan antara

beton normal dan beton dengan pasir replacement pada zona IV lebih mudah

dianalisis.