TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS BETON …/Tinjauan...perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user i TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS

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

commit to user

i

TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS

BETON DENGAN ZEOLIT SEBAGAI BAHAN TAMBAH

DIBANDING ZEOLIT SEBAGAI PENGGANTI SEMEN

PADA CAMPURAN BETON

“Study on the Compressive Strength and Elasticity Modulus of Concrete Using

Zeolite as Additive Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the

Concrete Mix”

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Oleh :

ISWANTO NIM I 0107090

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011


commit to user

ii

LEMBAR PERSETUJUAN




PADA CAMPURAN BETON



Concrete Mix”

Disusun Oleh :

ISWANTO NIM I 0107090

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011

Dosen Pembimbing I

Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD NIP. 19691026 199503 1 002

Dosen Pembimbing II

Ir. Sunarmasto, MT N I P . 19560717 198703 1 003


commit to user

iii

LEMBAR PENGESAHAN




PADA CAMPURAN BETON

“Study on the Compressive Strength and Elasticity Modulus of Concrete Using Zeolite as Additive Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the

Concrete Mix”

SKRIPSI Disusun oleh:

ISWANTO

NIM I 0107090 Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarajana teknik

Pada Hari : Rabu Tanggal : 19 Oktober 2011

Tim Penguji Pendadaran : 1. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD ……………………………

N I P . 19691026 199503 1 002 2. Ir. Sunarmasto, MT ……………………………

N I P . 19560717 198703 1 003 3. Ir. Supardi, MT ……………………………

N I P . 19550504 198003 1 003

Mengetahui, Disahkan a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik sipil

Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS

Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19691026 199503 1 002 NIP 19590823 198601 1 001


commit to user

iv

LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA




PADA CAMPURAN BETON



Concrete Mix”

SKRIPSI

Disusun Oleh :

MARKUS ABU BAGYO NIM I 0107108

Pembimbing :

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

NIP. 19691026 199503 1 002

2. Ir. Sunarmasto, MT __________________ NIP. 19560717 198703 1 003


commit to user

vii

ABSTRAK Iswanto, 2011. Tinjauan Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas Beton dengan Zeolit Sebagai Bahan Tambah Dibanding Zeolit Sebagai Pengganti Semen pada Campuran Beton. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Beton dengan mutu tinggi dan ramah lingkungan dibutuhkan untuk mendirikan bangunan-bangunan sipil. Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas beton merupakan indikator utama dalam menilai mutu beton. Bahan tambah zeolit diharapkan dapat menambah mutu beton, karena zeolit bersifat seperti pozzolan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan beton zeolit sebagai bahan tambah dengan zeolit sebagai pengganti semen ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitas beton. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total benda uji 33 buah. Benda uji terdiri atas beton tanpa bahan tambah sebagai pembanding, dengan zeolit sebagai bahan tambah dan pengganti semen 5%, 10%, 15%, 20%, dan 25% terhadap berat semen. Setiap jenis campuran beton dibuat 3 benda uji. Benda uji yang digunakan adalah silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Mutu beton yang direncanakan adalah fc’ = 30 MPa. Uji tekan dan modulus elastisitas dilakukan pada umur 28 hari. Ditinjau dari variasi kadar zeolit yang dipakai didapatkan bahwa penggunaan zeolit sebagai bahan tambah 9,433% dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 9,374%, sedangkan zeolit sebagai pengganti semen 6,067% dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 1,938%. Nilai modulus elastisitas pada beton dengan zeolit sebagai bahan tambah 6,915% meningkat sebesar 4,350%, sedangkan pada beton dengan zeolit sebagai pengganti semen 10,544% dapat meningkatkan modulus elastisitas sebesar 11,518%. Kata kunci: kuat tekan, modulus elastisitas dan zeolit


commit to user

viii

ABSTRACT

Iswanto, 2011. Study on the Compressive Strength and Elasticity Modulus of Concrete Using Zeolite as Additive Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the Concrete Mix. Final Project. Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University. The environmental-friendly and high-quality concrete is needed for constructing the civil buildings. The compressive strength and elasticity modulus of concrete are the main indikator to evaluate the quality of concrete. Zeolite additive is expected to be able to increase the quality of concrete, because zeolite is like pozzolan in its properties. The main aim of the research is to find out the comparison of zeolite concrete as the additive and that as cement replacement viewed from the compressive strength and elasticity modulus of concrete. This study employed an experimental method with 33 tested objects. The tested objects consisted of concrete without additive as the control, with zeolite as the additive and cement replacement 5%, 10%, 15%, 20%, and 25% of cement weight. Each type of concrete mix was made with 3 tested objects. The tested objects used were concrete cylinders with 15 cm diameter and 30 cm height. The designed quality of concrete was fc` = 30 MPa. The compressive strength and elasticity modulus tests were carried out in the day-28. Viewed from the variations of zeolite content used, it can be found that the use of zeolite as additive of 9.433% can improve the maximum compressive strength of concrete of 9.374%, while zeolite as the cement replacement of 6.067% can improve the compressive strength of concrete of 1.938%. The elasticity modulus in the concrete with zeolite 6.915% as the additive increases by 4.350%, while in the concrete with zeolite 10.544% as cement replacement increases by 11.518%.

Keywords: compressive strength, elasticity modulus and zeolite


commit to user

x

DAFTAR ISI

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

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

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

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

ABSTRAK ......................................................................................................... vii

PENGANTAR .................................................................................................. ix

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

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

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

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL .................................................................. xviii

BAB 1. PENDAHULUAN

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

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

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

1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3

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

1.5.1. Manfaat Teoritis ....................................................................................... 4

1.5.2. Manfaat Praktis ........................................................................................ 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

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

2.1. Landasan Teori ............................................................................................ 6

2.2.1. Beton ....................................................................................................... 6

2.2.2. Semen Portland ....................................................................................... 8

2.2.3. Agregat ..................................................................................................... 10

2.2.4. Air ........................................................................................................... 14

2.2.5. Bahan Tambah ........................................................................................ 15

2.2.5.1. Bahan Tambah Zeolit ............................................................................ 15

2.2.6. Sifat-sifat Beton ...................................................................................... 21


commit to user

xi

2.2.6.1. Sifat-sifat Beton Sebelum Mengeras ..................................................... 21

2.2.6.2. Sifat-sifat Beton Setelah Mengeras ....................................................... 22

2.2.7. Kuat Tekan ............................................................................................... 22

2.2.8. Modulus Elastisitas .................................................................................. 24

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1. Bahan dan Benda Uji Penelitian ................................................................. 28

3.1.1. Pengujian Bahan Pembentuk Beton ......................................................... 29

3.1.1.1. Agregat Halus ....................................................................................... 32

3.1.1.2. Agregat Kasar ....................................................................................... 30

3.1.2. Benda Uji ................................................................................................. 34

3.1.3. Pengujian Kuat Tekan .............................................................................. 36

3.1.4. Pengujian Modulus Elastisitas ................................................................. 37

3.2. Rancang Campur (Mix Design)................................................................... 39

3.2.1. Pembuatan Benda Uji............................................................................... 39

3.2.2. Pengujian Nilai Slump .............................................................................. 40

3.2.3. Perawatan Benda Uji (Curing) ................................................................. 41

3.3. Alat Uji Penelitian ....................................................................................... 42

3.4. Variabel Penelitian ...................................................................................... 43

3.5. Tahap Penelitian .......................................................................................... 43

BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Bahan ................................................................................ 47

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ................................................................ 47

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ................................................................ 49

4.2. Rencana Campuran Adukan Beton ............................................................. 51

4.3. Hasil Pengujian ........................................................................................... 52

4.3.1. Hasil Pengujian Slump ............................................................................. 52

4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Tekan .................................................................... 53

4.3.3. Hasil Pengujian Modulus Elastisitas ........................................................ 56

4.3.4. Uji Normalitas Chi-Kuadrat .................................................................... 62

4.4. Pembahasan ................................................................................................. 64

4.4.1. Uji Slump.................................................................................................. 64

4.4.2. Kuat Tekan ............................................................................................... 64


commit to user

xii

4.4.3. Modulus Elastisitas .................................................................................. 69

4.4.4. Hubungan Antra Modulus Elastisitas dan Kuat Tekan Hasil Pengujian . 74

BAB 5. KESIMPULAN

5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 78

5.2. Saran............................................................................................................ 79

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 80

LAMPIRAN


commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dewasa ini, perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sangat pesat. Hal

tersebut diiringi dengan bertambahnya gedung-gedung pencakar langit dan

bangunan sipil lainnya. Bangunan tersebut berupa bangunan umum ataupun

bangunan pribadi. Bentuk nyata dari bangunan-bangunan tersebut antara lain:

gedung, jembatan, bendungan, jalan raya dan lain-lain. Hal ini mendorong

pelaksana konstruksi untuk memberikan yang terbaik bagi bangunan sipil.

Beton merupakan konstruksi yang sering digunakan dalam membuat bangunan-

bangunan sipil. Hampir setiap bangunan sipil menggunakan beton, baik sebagai

struktur utama maupun struktur pelengkap. Hal ini disebabkan beton mempunyai

kelebihan dibandingkan dengan bahan lain, diantaranya harganya yang relative

murah, mudah dalam pengerjaan dan perawatannya, mudah dibentuk sesuai

kebutuhan dan tahan terhadap korosi. Penggunaan beton di dalam industri

konstruksi semakin meningkat seiring dengan usaha untuk membuatnya lebih baik

dan semakin ekonomis, misalnya upaya pembuatan beton dengan mutu yang

tinggi serta biaya yang murah. Salah satunya adalah dengan memanfaatkan bahan

tambah yang mudah didapatkan dan harganya murah serta ramah lingkungan.

Di Indonesia zeolit baru dimanfaatkan sekitar 10 tahun terakhir. Namun di negara

Eropa, Amerika Serikat dan Jepang, zeolit telah digunakan secara luas di berbagai

sektor, antara lain pertanian, peternakan, perikanan, industri manufaktur dan

konstruksi. Beberapa daerah di Indonesia diperkirakan mempunyai cadangan

zeolit sangat besar dan berpotensi untuk dikembangkan, daerah tersebut antara

lain: Jawa Barat, Lampung dan Gunung Kidul.


commit to user

2

Di daerah Pandan Simping, Prambanan, Klaten merupakan daerah pengolahan

zeolit. Zeolit berupa bongkahan yang berasal dari Bedoyo, Ponjong, Gunung

Kidul tersebut diolah menjadi berbagai macam ukuran dari diameter 4 cm sampai

berukuran sangat halus. Kemudian zeolit tersebut dimanfaatkan sebagai bahan

campuran pupuk. Harganya pun relatif murah, yaitu Rp 350,- per kilogram.

Penggunaan beton semakin tinggi selaras dengan pembangunan yang ada. Maka

diperlukan beton dengan kualitas baik dan murah dari segi ekonomis serta ramah

terhadap lingkungan. Bahan tambah zeolit diharapkan dapat menambah mutu

beton, karena zeolit bersifat seperti pozzolan memiliki kandungan kimia sebagian

besar adalah silica. Kandungan silica (SiO2) pada zeolit yaitu sekitar 60% .

Kuat tekan merupakan kemampuan beton dalam menahan beban yang

diterimanya, apabilla kuat tekan beton semakin besar maka mutu beton juga

semakin baik. Kuat tekan beton ditentukan oleh perbandingan semen dengan

agregat halus, agregat kasar, air dan bahan tambah bila ada. Modulus elastisitas

suatu bahan sangat erat hubungannya dengan kekuatan suatu bahan menahan

suatu beban. Semakin tinggi modulus elastisitas, semakin kecil lendutan yang

mungkin terjadi, sedangkan hubungan kuat tekan dengan modulus elastis adalah

semakin tinggi nilai kuat tekan beton, maka modulus elastisitasnya juga akan

semakin tinggi.

Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Purwo Sulistiono (2002), zeolit

digunakan sebagai bahan tambah ke dalam campuran beton. Variasi penambahan

zeolit yang digunakan sebesar 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% dan 35% dari

berat semen.

Pada penelitian kali ini bahan tambah zeolit akan ditambahkan pada beton dengan

harapan dapat meningkatkan mutu beton. Selanjutnya beton menggunakan zeolit

sebagai bahan tambah akan dibandingkan dengan beton menggunakan zeolit

sebagai bahan pengganti semen, ditinjau dari kuat tekan dan modulus

elastisitasnya.


commit to user

3

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah tersebut, dirumuskan permasalahannya

adalah berapa besar perbandingan antara pengaruh zeolit sebagai bahan tambah

dengan zeolit sebagai bahan pengganti semen pada beton ditinjau dari kuat tekan

dan modulus elastisitasnya.

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak meluas

maka perlu adanya pembatasan sebagai berikut:

a. Mutu Beton yang disyaratkan memiliki f’c = 30 MPa pada umur 28 hari.

b. Bahan tambah zeolit berasal dari Desa Bedoyo, Kecamatan Ponjong,

Kabupaten Gunung Kidul yang telah didistribusikan ke Pandan Simping,

Prambanan, Klaten.

c. Variasi takaran zeolit sebagai bahan tambah yang sudah ditentukan (yaitu 0%

; 5% ; 10% ; 15% ; 20% dan 25% dari berat semen).

d. Variasi takaran zeolit sebagai bahan pengganti semen yang sudah ditentukan

(yaitu 0% ; 5% ; 10% ; 15% ; 20% dan 25% dari berat semen).

e. Semen yang digunakan adalah semen tipe I, OPC.

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perbandingan antara

pengaruh zeolit sebagai bahan tambah dengan zeolit sebagai bahan pengganti

semen pada beton ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitas beton.


commit to user

4

1.5. Manfaat Penelitian

1.5.1. Manfaat Teoritis

a. Memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu bahan dan struktur.

b. Memberikan pengetahuan tentang beton dengan menggunakan bahan

tambah zeolit dan beton dengan menggunakan zeolit sebagai bahan

pengganti semen ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitas beton.

1.5.2. Manfaat Praktis

Penelitian tentang penggunaan bahan tambah zeolit diharapkan akan

menunjukkan hasil yang nyata terhadap perbaikan karakteristik beton

(kuat tekan dan modulus elastisitas), sehingga dengan karakteristik

tersebut mampu meningkatkan perkembangan mutu beton.


commit to user

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Bahan mineral pembantu atau bahan tambah ditambahkan ke dalam campuran

beton dengan berbagai tujuan, antara lain untuk mengurangi pemakaian semen,

mengurangi temperature akibat reaksi hidrasi, mengurangi bleeding atau

menambah kelecakan (workability) pada beton. Mineral pembantu yang

digunakan umumnya mempunyai komponen aktif yang bersifat pozzolanik, yaitu

dapat bereaksi dengan kapur bebas (kalsium hidroksida) yang dilepaskan semen

saat proses hidrasi dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat pada

temperature normal dengan adanya air (Paul Nugraha, 2007).

Beton yang secara fundamentil jelek kualitasnya, tidak dapat diubah menjadi baik

kualitasnya menjadi beton baik, dengan bahan campuran macam apapun (L.J.

Murdock, K.M. brook, 1979).

Beton sebagai sekumpulan interaksi mekanis dan kimiawi dari material

pembentuknya. Perencana dapat mengembangkan pemilihan material yang layak

komposisinya sehingga diperoleh beton yang efisien, memenuhi kekuatan batas

yang disyaratkan oleh perencana dan memenuhi persyaratan serviceability yang

dapat diartikan juga sebagai pelayanan yang handal dengan memenuhi kriteria

ekonomi (Nawy, 1985:8).

Pozzolan adalah bahan yang bereaksi dengan kapur ikat bebas selama pengikatan

semen, termasuk daya tahannya terhadap agresi sulfat, air kotor, dan lail-lain. Di

dalam bahan pozzolan terdapat sedikit atau tidak ada sama sekali sifat-sifat

semennya. Bahan ini digunakan untuk penambah atau untuk pengganti semen

sampai dengan 70 % dari semen. Bahan ini mereduksi kecepatan pengerasan


commit to user

6

beton dan ini adalah salah satu keberatan dari penggunaannya. Bukti-bukti yang

ada menunjukkan bahwa kekuatan batas dengan mengganti sekurang-kurangnya

20 % dari semen dengan pozzolan hampir tidak ada beda dengan bilamana semen

saja yang digunakan (L.J. Murdock, K.M. brook, 1979).

Pada penelitian yang dilakukan oleh Purwo Sulistiono (2002), zeolit digunakan

sebagai bahan tambah ke dalam campuran beton. Variasi penambahan zeolit yang

digunakan sebesar 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% dan 35% dari berat

semen. Dari hasil analisis didapat bahwa penambahan mineral zeolit dapat

meningkatkan nilai kuat tekan dan modulus elastisitas beton. Pada beton normal

diperoleh nilai kuat desak rata-rata 23,258 MPa dan nilai modulus elastisitas

23417.228 MPa. Nilai kuat desak beton maksimum didapatkan dari beton dengan

penambahan kadar mineral zeolit 19,083%, yaitu 25,462 MPa. Nilai modulus

elastisitas beton maksimum didapatkan dari beton dengan penambahan kadar

mineral zeolit 21,985%, yaitu 24176,646 MPa (Purwo sulistiono, 2002).

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Beton

Beton diperoleh dengan cara mencampurkan semen Portland, air, agregat (dan

kadang-kadang bahan tambah, yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia

tambahan, serat, sampai bahan buangan non-kimia) pada perbandingan tertentu.

Dalam adukan beton, air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen.

Pasta semen ini selain mengisi pori-pori diantara butiran-butiran agregat halus

juga bersifat sebagai perekat atau pengikat dalam proses pengerasan, sehingga

butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa

yang kompak dan padat (Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996).


commit to user

7

Beton sering digunakan dalam konstruksi bangunan dikarenakan mempunyai

banyak sekali keuntungan diantaranya adalah:

a. Bahan pembentuk beton mudah didapat dengan harga relatif murah.

b. Beton tahan terhadap aus dan juga api atau kebakaran.

c. Beton segar mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk apapun dengan

ukuran seberapapun sesuai keinginan, cetakan dapat dipakai beberapa kali

sehingga ekonomis dan menjadi lebih murah.

d. Perawatannya mudah dan murah.

e. Beton segar dapat disemprotkan ke permukaan beton lama yang retak maupun

diisikan ke dalam retakan beton dalam proses perbaikan dan dapat

dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang

posisinya sulit.

f. Beton sangat kuat dalam menahan tekan serta mempunyai sifat tahan terhadap

perkaratan dan pembusukkan oleh kondisi lingkungan. Bila dibuat dengan

cara baik kuat tekannya sama dengan batuan alami.

Beton juga mempunyai kelemahan yang perlu ditinjau oleh perencanaan dalam

merencanakan struktur bangunan, antara lain:

a. Beton mempunyai kuat tarik rendah, sehingga mudah retak, oleh karena itu

perlu diberi baja tulangan atau serat.

b. Beton sulit untuk kedap air sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, air

yang membawa kandungan garam dapat merusak beton.

c. Beton segar mengerut pada saat pengeringan dan beton keras mengembang

jika basah sehingga dilatasi (contraction joint) perlu diadakan pada beton yang

panjang atau lebar untuk memberi tempat bagi susut pengerasan dan

pengembangan beton.

d. Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan didetail secara

seksama agar setelah dikompositkan dengan baja tulangan menjadi bersifat

daktail, terutama pada struktur tahan gempa.


commit to user

8

2.2.2. Semen Portland

Semen Portland dibuat dengan beberapa langkah, sehingga sangat halus dan

memiliki sifat adesif maupun kohesif. Semen diperoleh dengan membakar secara

bersamaan, suatu campuran dari calcareous (yang mengandung kalsium karbonat

atau batu gamping) dan argillaceous (yang mengandung alumina) dengan

perbandingan tertentu. Secara umum kandungan Semen Portland ialah : kapur,

silica, dan alumina. Ketiga bahan dasar tersebut dicampur dan dibakar dengan

suhu 1550 C dan menjadi klinker. Setelah itu kemudian dikeluarkan, didinginkan

dan dihaluskan sampai halus seperti bubuk kemudian ditambahkan gips atau

kalsium sulfat (CaSO4) kira-kira 2 sampai 4 persen sebagai bahan pengontrol

waktu pengikatan (Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996).

Komposisi kimia semen Portland pada umumnya terdiri dari CaO, SiO2, Al2O3

dan Fe2O3 yang merupakan oksida dominan, sedangkan oksida yang lain

jumlahnya hanya beberapa persen dari berat semen. Keempat oksida utama

tersebut didalam semen berupa senyawa C3S, C2S, C3A dan C3AF dengan

perbandingan tertentu pada setiap produk semen, tergantung pada komposisi

bahan bakunya. Komposisi kimia semen Portland dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Komposisi kimia semen portland Oksida Persen ( % )

Kapur (CaO)

Silika (SiO2)

Alumina (Al2O3)

Besi (Fe2O3)

Magnesia (MgO)

Sulfur (SO3)

Soda/potash (Na2O + K2O)

60 – 65

17 – 25

3 – 8

0,5 – 6

0,5 – 4

1 – 2

0,5 – 1

(Sumber: Kardiyono Tjokrodimuljo, 1995)


commit to user

9

Senyawa-senyawa utama semen Portland yatiu C3S, C2S, C3A dan C4AF memiliki

sifat yang menentukan sifat kekuatan semen, sifat-sifat senyawa tersebut antara

lain :

a. Trikalsium Silikat (C3S) atau 3CaO.SiO2

Senyawa ini mengalami hidrasi sangat cepat disertai pelepasan sejumlah

besar panas, selain itu juga berpengaruh besar terhadap pengerasan semen

terutama sebelum mencapai umur 14 hari. Senyawa ini juga kurang tahan

terhadap agresi kimiawi, dan mengalami disintegrasi oleh sulfat tanah yang

dapat menyebabkan retak-retak pada beton.

b. Dikalsium Silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2

C2S bereaksi dengan air lebih lambat sehingga berpengaruh terhadap

pengerasan semen setelah berumur lebih dari 7 hari dan memberikan

kekuatan akhir. Unsur ini juga membuat semen tahan terhadap serangan

kimia dan juga mengurangi besar susut pengeringan.

c. Trikalsium Aluminat (C3A) atau 3CAO.Al2O3

Senyawa ini mengeras dalam beberapa jam dengan melepas sejumlah panas.

Kuantitas yang terbentuk dalam ikatan menentukan kekuatan beton pada

umur 14 hari. Senyawa ini juga mudah bereaksi dengan sulfat sehingga

menyebabkan terjadinya retak-retak pada beton.

d. Tetrakalcium Aluminoferrit (C4AF) atau 4CAO.Al2O3.Fe2O3

Senyawa ini tidak terlalu mempengaruhi kekuatan dan sifat semen. C4AF

hanya berfungsi mempercepat dan menyempurnakan reaksi pada dapur

pembakaran proses pembentukan semen.

Senyawa kimia yang terkandung dalam semen merupakan bahan yang reaktif

terhadap air. Apabila semen bercampur dengan air, maka senyawa-senyawa

tersebut akan bereaksi menghasilkan suatu pasta yang akan mengeras menurut

waktu. Proses bereaksinya semen dengan air itulah yang dinamakan hidrasi

semen.

Reaksi hidrasi ini berlangsung sangat lambat dan bertambah lambat sejalan

dengan bertambahnya waktu. Hal ini disebabkan makin terbentuknya lapisan


commit to user

10

pasta semen yang menyelimuti butiran semen. Menurut Paulus Nugraha (1988 :

28), secara teoritis proses hidrasi akan berhenti bila tebal lapisan mencapai 25µm.

Perubahan komposisi kimia semen yang dilakukan dengan cara mengubah

persentase 4 komponen utama semen dapat menghasilkan beberapa jenis semen

sesuai dengan tujuan pemakaiannya. Adapun klasifikasi semen Portland menurut

SII 0013-81 dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Jenis-jenis semen portland Jenis Semen Karakteristik Umum

Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan

persyaratan khusus

Jenis II Semen portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan

terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III Semen portland yang penggunaannya memerlukan persyaratan

kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan

Jenis IV Semen portland yang penggunaannya menuntut panas hidrasi

rendah

Jenis V Semen portland yang penggunaannya menuntut persyaratan sangat

tahan terhadap sulfat

( Sumber: Paul Nugraha, 2007)

2.2.3. Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi

dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60% - 80%

dari volume mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu

bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton. Berdasarkan ukuran besar

butirnya, agregat yang dipakai dalam adukan beton dapat dibedakan menjadi dua

jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar.

Susunan untuk butiran (gradasi) yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan

(density) maksimum dan porositas (voids) minimum. Sifat penting dari suatu


commit to user

11

agregat (baik kasar maupun halus) ialah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap

benturan yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan

karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses

pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap

penyusutan.

a. Agregat Halus

Agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil (antara 0,15 mm dan 5 mm).

Dalam pemilihan agregat halus harus benar-benar memenuhi persyaratan yang

telah ditentukan, karena sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan

(workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton

yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk mortar bersama semen dan air,

berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat.

Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 33, syarat-syarat agregat halus (pasir) adalah

sebagai berikut:

1) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran tajam dan keras, bersifat kekal dalam

arti tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti panas matahari dan

hujan.

2) Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% terhadap jumlah

berat agregat kering. Apabila kandungan lumpur lebih dari 5%, agregat halus

harus dicuci terlebih dahulu.

3) Agregat halus tidak boleh mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak.

Hal demikian dapat dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams Header

dengan menggunakan larutan NaOH.

4) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran yang beranekaragam besarnya dan

apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1

(PBI 1971), harus memenuhi syarat sebagai berikut :

(a) Sisa di atas ayakan 4 mm, harus minimum 2% berat.

(b) Sisa di atas ayakan 1 mm, harus minimum 10% berat.

(c) Sisa di atas ayakan 0,25 mm, harus berkisar antara 80% - 90% berat.


commit to user

12

Persyaratan gradasi agregat halus dapat dilihat dalam Tabel 2.3 berikut ini :

Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat halus ASTM C 33-74a

Ukuran Saringan ( mm ) Persentase Lolos ( % )

9,5 100

4,75 95 – 100

2,36 80 – 100

1,18 55 – 85

0,60 25 – 60

0,3 10 – 30

0,15 2 – 10

Sumber : Murdock & Brook (1979)

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 permukaan (shape and texture surface), berat jenis

agregat (specific gravity), ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir

(fines modulus), dan gradasi agregat (grading).

Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 3.4 syarat-syarat agregat kasar (kerikil) adalah

sebagai berikut:

1) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir keras dan tidak berpori. Agregat

kasar yang mengandung butir-butir pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah


commit to user

13

butir-butir pipih tersebut tidak melebihi 20% dari berat agregat seluruhnya.

Butir-butir agregat kasar harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur

oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan.

2) Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% yang ditentukan

terhadap berat kering. Apabila kadar lumpur melampaui 1% maka agregat

kasar harus dicuci.

3) Agergat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton,

seperti zat-zat yang reaktif alkali.

4) Kekerasan butir-butir agregat kasar yang diperiksa dengan bejana penguji dari

Rudelof dengan bola pejal sebanyak 12 buah, yang harus memenuhi syarat-

syarat :

(a) Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5-19 mm lebih dari 24% berat.

(b) Tidak terjadi pembubukan sampai 19-30 mm lebih dari 22% berat.

Kekerasan ini dapat juga diperiksa dengan mesin Los Angeles. Dalam hal

ini tidak boleh terjadi kehilangan berat lebih dari 50%.

5) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam besarnya dan

apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1

PBI 1971, harus memenuhi syarat sebagai berikut :

(a) Sisa diatas ayakan 31,5 mm harus 0% berat .

(b) Sisa diatas ayakan 4 mm harus berkisar antara 90% dan 98% berat.

(c) Selisih antara sisa-sisa kumulatif diatas dua ayakan yang berurutan,

maksimum 60% dan minimum 10% berat.


commit to user

14

Persyaratan gradasi untuk agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.4 berikut ini :

Tabel 2.4. Persyaratan gradasi agregat kasar ASTM C 33-74

(Sumber: Murdock & Brook, 1979)

2.2.4. Air

Dalam pembuatan beton, air merupakan salah satu faktor penting, karena air dapat

bereaksi dengan semen, yang akan menjadi pasta pengikat agregat. Air juga

berpengaruh terhadap kuat desak beton, karena kelebihan air akan menyebabkan

penurunan pada kekuatan beton itu sendiri. Selain itu kelebihan air akan

mengakibatkan beton menjadi bleeding, yaitu air bersama-sama semen akan

bergerak ke atas permukaan adukan beton segar yang baru saja dituang. Hal ini

akan menyebabkan kurangnya lekatan antara lapis-lapis beton dan dapat menjadi

kelemahan beton.

Air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut:

a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.

b. Tidak mengandung garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dan

lain-lain) lebih dari 15 gram/liter.

c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.

d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.

Ukuran Saringan (mm) Persentase lolos (%)

25 95-100

19 -

12,5 25-60

9,5 -

4,75 0-10

2,36 0-5


commit to user

15

2.2.5. Bahan Tambah

Bahan tambah didefinisikan sebagai material selain air, agregat, dan semen yang

dicampurkan ke dalam beton atau mortar yang ditambahkan sebelum atau selama

pengadukan berlangsung. Bahan tambah digunakan untuk memodifikasi sifat dan

karakterisik dari beton atau mortar misalnya untuk dapat dengan mudah

dikerjakan, penghematan, atau untuk tujuan lain (ASTM C.125-1995).

Secara umum bahan tambah dapat dibedakan menjadi dua yaitu bahan tambah

kimia (chemical admixture) dan bahan tambah mineral (additive). Bahan tambah

admixture ditambahkan saat pengadukan atau pada saat dilakukan pengecoran.

Bahan ini biasanya dimaksudkan untuk memperbaiki kinerja beton atau mortar

saat pelaksanaan pekerjaan, sedangkan bahan tambah additive yaitu yang bersifat

lebih mineral yang juga ditambahkan pada saat pengadukan.

Bahan tambah lain yang biasa digunakan di dalam beton yaitu serat. Penambahan

serat ke dalam beton akan meningkatkan kuat tarik beton yang pada umumnya

sangat rendah. Pertambahan kuat tarik akan memperbaiki kinerja komposit beton

serat dengan kualitas yang lebih bagus dibandingkan dengan beton konvesional

(As’ad, 2008).

Beberapa jenis bahan tambahan yang digunakan dalam campuran beton, dipilih

bahan tambah mineral zeolit pada penelitian ini, karena selain dapat menambah

kuat tekan beton, bahan tambah zeolit juga mudah didapat. Bahan tambah zeolit

termasuk ke dalam bahan tambah mineral (additive).

2.2.5.1. Bahan Tambah Zeolit

Zeolit adalah senyawa zat kimia alumino-silikat berhidrat dengan kation natrium,

kalium dan barium. Secara umum, zeolit memiliki molekular sruktur yang unik,

dimana atom silikon dikelilingi oleh 4 atom oksigen sehingga membentuk

semacam jaringan dengan pola yang teratur. Di beberapa tempat di jaringan ini,


commit to user

16

atom Silicon digantikan dengan atom aluminium, yang hanya terkoordinasi

dengan 3 atom oksigen. Atom aluminium ini hanya memiliki muatan 3+,

sedangkan Silicon sendiri memiliki muatan 4+. Keberadaan atom Aluminium ini

secara keseluruhan akan menyebabkan zeolit memiliki muatan negatif. Muatan

negatif inilah yang menyebabkan zeolit mampu mengikat kation (Wikipedia

bahasa Indonesia).

Zeolit mempunyai beberapa sifat antara lain, mudah melepas air akibat

pemanasan, tetapi juga mudah mengikat kembali molekul air dalam udara lembab.

Oleh sebab sifatnya tersebut maka zeolit banyak digunakan sebagai bahan

pengering. Disamping itu zeolit juga mudah melepas kation dan diganti dengan

kation lainnya, misal zeolit melepas natrium dan digantikan dengan mengikat

kalsium atau magnesium. Sifat ini pula menyebabkan zeolit dimanfaatkan untuk

melunakkan air. Zeolit dengan ukuran rongga tertentu digunakan pula sebagai

katalis untuk mengubah alkohol menjadi hidrokarbon sehingga alkohol dapat

digunakan sebagai bensin (Wikipedia bahasa Indonesia).

Contoh zeolit dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Contoh zeolit

Komposisi kimia mineral zeolit pada umumnya terdiri dari SiO2, Al2O3, Fe2O3 dan

CaO yang merupakan oksida dominan. Sedangkan oksida yang lain jumlahnya

hanya beberapa persen dari berat semen. Komposisi kimia mineral zeolit dapat

dilihat pada Tabel 2.5.


commit to user

17

Tabel 2.5. Komposisi kimia mineral zeolit Oksida Persen ( % )

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

Na2O

K2O

MnO

TiO2

P2O5

H2O

HD

62,75

15,48

0,83

3,42

0,87

1,32

1,39

0,05

0,35

0,04

0,38

13,12

(Sumber: laboratorium kimia, Dirjen Geologi dan Sumberdaya Mineral,

Direktorat Vulkanologi Yogyakarta)

Secara umum zeolit memiliki beberapa kegunaan dalam berbagai bidang.

Kegunaan zeolit tersebut antara lain:

a. Bidang Pertanian, digunakan untuk menetralkan tanah asam dan sebagai

penyerap pupuk.

b. Bidang Peternakan, digunakan untuk campuran pakan ternak yaitu untuk

meningkatkan kualitas telur.

c. Bidang Perikanan, digunakan sebagai penyerap ammonia yang dikeluarkan

ikan melalui kotoran.

d. Bidang Bangunan, digunakan untuk campuran beton.

e. Bidang Industri, digunakan sebagai penjernih minyak, penyerap warna, filter

industri kertas dan panel energi matahari.

f. Bidang Lingkungan, digunakan sebagai penghilang atau penyerap bau ion

Ca2+, gas N2, O2, CO2 dari asap kendaraan.


commit to user

18

Zeolit memiliki struktur berongga dan biasanya rongga ini diisi oleh air dan kation

yang bisa dipertukarkan dan memiliki ukuran pori tertentu. Oleh sebab itu zeolit

dapat dimanfaatkan sebagai penyaring molekuler, penukar ion, penyerap bahan

dan katalisator. Adapun sifat-sifat zeolit adalah sebagai berikut:

a. Dehidrasi

Sifat dehidrasi mineral zeolit akan berpengaruh terhadap sifat absorbsinya.

Zeolit dapat melepaskan molekul air dari dalam rongga permukaan yang

menyebabkan medan listrik meluas ke dalam rongga utama dan akan efektif

berinteraktif dengan molekul yang akan terabsorbsi.

b. Absorbsi

Dalam keadaan normal ruang hampa dalam Kristal zeolit terisi oleh molekul

air bebas yang berada disekitar kation. Bila Kristal zeolit dipanaskan 300o C –

400o C maka air tersebut akan keluar sehingga zeolit dapat berfungsi sebagai

penyerap gas atau cairan. Beberapa jenis mineral zeolit dapat menyerap gas

sebanyak 30% dari beratnya dalam keadaan kering.

c. Penukar ion

Ion-ion dalam mineral zeolit berguna untuk menjaga kenetralan zeolit. Ion-ion

ini dapat bergerak bebas sehingga pertukaran ion yang terjadi tergantung

ukuran dan muatan maupun jenis zeolitnya.

d. Katalis

Ciri paling khusus dari mineral zeolit secara praktis akan menentukan sifat

khusus mineral ini adalah adanya ruang kosong yang akan membentuk saluran

di dalam strukturnya. Bila zeolit digunakan dalam proses penyerapan atau

katalis maka akan terjadi difusi molekul ke dalam ruang bebas antara Kristal.

e. Penyaring/pemisah

Distribusi diameter dari pori-pori zeolit lebih efektif dalam menyaring

molekul, memisahkan molekul berdasarkan perbedaan ukuran, bentuk dan

polaritas molekul daripada media berpori lainnya.


commit to user

19

a. Zeolit pada Klasifikasi Bahan Pozzolan

Telah disebutkan diatas bahwa pozzolan adalah bahan alam atau buatan yang

sebagian besar terdiri dari unsur-unsur silikat dan aluminat yang reaktif. Pozzolan

dapat dipakai sebagai bahan tambah atau pengganti sebagian semen Portland. Bila

dipakai sebagai pengganti sebagian semen portland umumnya berkisar 10% - 35%

dari berat semen. Bila pozzolan dipakai sebagai bahan tambahan akan menjadikan

beton lebih tahan terhadap serangan kimia. Pozzolan sendiri tidak memiliki sifat

semen, tetapi dalam keadaan halus (lolos ayakan 0,21mm ) bereaksi dengan air

dan kapur pada suhu normal (24o-27o C) menjadi suatu massa yang padat yang

tidak larut dalam air. Mineral zeolit dapat diklasifikasikan sebagai bahan pozzolan

semen karena mineral zeolit mengandung silica yang cukup banyak (62,75%).

Mielenz (1986) mengklasifikasikan pozzolan alam seperti pada Tabel 2.6 berikut

ini :

Tabel. 2.6. Klasifikasi pozzolan alam menurut Mielenz (1986)

Activity type Essential active constituent

1 Vulcanic glass

2 opal

3a Kaolinite-type clay

3b Montmorollinite-type clay

3c Illite-type clay

3d Mixed clay with vermiculite

3e Attapul gite-type clay

4 zeolite

5 Hidrated oxidesof aluminium

6 Non-pozzolanas

(Sumber: Mielenz, 1986)

Pada klasifikasi tersebut di atas, menurut Mielenz (1986), hanya tipe 1, 2 dan

4 yang merupakan pozzolan alamiah, sedangkan tipe 3 dan 5 bereaksi dengan

kapur setelah melalui proses pembakaran.


commit to user

20

Menurut paulus nugraha (1989:262), pengaruh penggunaan pozzolan dalam

campuran beton adalah:

1. Menghemat biaya karena dapat digunakan sebagai pengganti semen dengan

konsekuensi memperlambat pengerasan sehingga kekuatan awal beton rendah.

2. Mengurangi retak akibat panas hidrasi karena adanya bahan pozzolan,

kandungan C3A dalam semen berkurang sehingga temperature awal dapat

diturunkan.

3. Mengurangi muai akibat reaksi alkali-agregat sehingga retak-retak pada beton

dapat dikurangi.

4. Meningkatkan ketahanan beton terhadap garam, sulfat dan air asam.

Berkurangnya senyawa C3A yang sifatnya paling menonjol mengalami

disintergrasi oleh sulfat air tanah karena penambahan pozzolan mengakibatkan

beton lebih tahan terhadap sulfat.

b. Reaksi Kimia Mineral Zeolit

Pada umumnya semen memiliki 4 unsur penting yaitu: C3S (trikalsium silikat),

C2S (dikalsium silikat), C3A (trikalsium aluminat) dan C4AF (tetrakalsium

aluminoferit). Reaksi kimia antara kalsium silikat, dikalsium silikat, dan air

adalah sebagai berikut :

2 C2S + 4 H2O (C3H2S3) + Ca(OH)2 + kalor

2 C3S + 6 H2O (C3H2S3) + 3 Ca(OH)2 + kalor

Hasil utama dari proses diatas adalah C3S4H3 atau C-S-H (kalsium silikat hidrat)

yang biasa disebut tobermorite, berbentuk gel (gelatine) yang dapat mengkristal,

sedang kapur atau Ca(OH)2 diragukan sumbangannya pada pengerasan semen.

Dalam jangka panjang komponen ini cenderung melemahkan. Banyaknya kapur

yang tersisa ini sekitar 20% dari berat semen. Kondisi terburuknya adalah terjadi

pemisahan struktur yang disebabkan oleh lepasnya kapur dari semen. Situasi ini

harus dicegah dengan menambahkan pada semen suatu mineral silica seperti

pozzolan. Dengan menambahkan mineral zeolit pada campuran beton, maka SiO2

yang terkandung dalam mineral zeolit akan mengikat Ca(OH)2 sehingga


commit to user

21

membentuk komponen C-S-H gel baru yang cenderung meningkatkan kekuatan

beton.

Zeolit dalam campuran beton diharapkan akan memberikan reaksi pozzolanik

sehingga akan meningkatkan mutu beton. Reaksi ini sering disebut sebagai reaksi

sekunder dan reaksi ini berlangsung lebih lambat dan berlaku lebih lama, sehingga

mutu beton diatas umur 28 hari masih dapat meningkat. Dengan demikian, waktu

pengerasan beton dengan penambahan mineral zeolit menjadi lebih lama bila

dibandingkan dengan beton normal.

Reaksinya sebagai berikut:

Ca(OH)2 + SiO2 + H2O CaO . SiO2 . 2HO

Menurut West (1984) penambahan pozzolan memberikan keunggulan ketahanan

terhadap sulfat dan kuat tekan yang lebih tinggi dari beton normal.

2.2.6. Sifat-sifat Beton

Sifat-sifat beton meliputi sifat fisik, kimia, mekanik baik yang dapat dilihat atau

yang hanya dengan bantuan mikroskop. Tetapi dalam segi kondisi beton dapat

dibagi menjadi dua, yaitu:

2.2.6.1. Sifat-sifat Beton Sebelum Mengeras

Salah satu sifat beton sebelum mengeras (beton segar) adalah kemudahan

pengerjaan (workability). Workability adalah tingkat kemudahan pengerjaan beton

dalam mencampur, mengaduk, menuang dalam cetakan dan pemadatan tanpa

mengurangi homogenitas beton dan beton tidak mengalami bleeding (pemisahan)

yang berlebihan untuk mencapai kekuatan beton yang diinginkan.

Menurut Kardiyono Tjokrodimuljo (1996), unsur-unsur yang mempengaruhi

sifat workability antara lain adalah berikut ini:

a. Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton, makin banyak air yang

dipakai makin mudah beton segar ini dikerjakan.


commit to user

22

b. Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan

adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan bertambahnya air campuran

untuk memperoleh nilai fas tetap.

c. Gradasi campuran pasir dan kerikil, bila campuran pasir dan kerikil mengikuti

gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton akan mudah

dikerjakan.

d. Pemakaian butir-butir batuan yang bulat mempermudah cara pengerjaan beton.

e. Pemakaian butir maksimum kerikil yang dipakai juga berpengaruh terhadap

tingkat kemudahan pengerjaan.

f. Cara pemadatan adukan beton menetukan sifat pengerjaan yang berbeda. Bila

cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat kelecakan

yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit jika

dipadatkan dengan tangan.

2.2.6.2. Sifat-sifat Beton Setelah Mengeras

Sifat dari beton setelah mengeras antara lain adalah mempunyai kekuatan dan

ketahanan. Kekuatan (strength) adalah sifat dari beton yang berkaitan dengan

mutu dari beton tersebut untuk menerima beban dari luar. Kekuatan beton antara

lain adalah kekuatan tekan, kekuatan tarik dan kekuatan geser.

Ketahanan (durability) adalah gaya tahan beton terhadap suatu kondisi atau

gangguan yang berupa gangguan dari dalam atau dari luar tanpa mengalami

kerusakan selama bertahun-tahun. Gangguan dari luar dapat berupa cuaca, suhu,

korosi dan bahan kimia lainnya. Sedangkan gangguan dari dalam berupa reaksi

kimia antara semen dengan alkali atau sering disebut ASR (Alkali Silica Reaction)

yang jika terlalu banyak dapat menyebabkan beton retak.

2.2.7. Kuat Tekan

Kuat tekan adalah besarnya beban persatuan luas, yang menyebabkan benda uji

hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu pada mesin uji. Kuat tekan beton


commit to user

23

ditentukan oleh perbandingan semen dan agregat halus, agregat kasar dan air dari

berbagai jenis campuran. Perbandingan air terhadap semen merupakan faktor

utama dalam penentuan kuat tekan beton.

Kekuatan tekan beton diwakili dengan tegangan tekan maksimum fc’ dengan

satuan N/mm2 atau MPa dan juga memakai satuan kg/cm2. Kekuatan tekan beton

merupakan sifat yang paling penting dari beton keras. Umumnya kuat tekan beton

berkisar antara nilai 10-65 MPa. Untuk struktur beton bertulang pada umumnya

menggunakan kuat tekan pada umur 28 hari berkisar 17-35 MPa, untuk beton

prategang digunakan beton dengan kuat tekan lebih tinggi, berkisar antara 30-45

MPa.

Beton relatif kuat menahan tekan. Keruntuhan beton sebagian disebabkan karena

rusaknya ikatan pasta dan agregat. Besarnya kuat tekan beton dipengaruhi oleh

sejumlah faktor antara lain:

a. Faktor air semen. Hubungan faktor air semen dan kuat tekan beton secara

umum adalah bahwa semakin rendah nilai faktor air semen, semakin tinggi

kuat tekan betonnya. Namun kenyataannya, pada suatu nilai faktor air semen

semakin rendah, maka beton semakin sulit dipadatkan. Dengan demikian, ada

suatu nilai faktor air semen yang optimal dan menghasilkan kuat tekan yang

maksimal.

b. Jenis semen dan kualitasnya mempengaruhi kekuatan rata-rata dan kuat batas

beton.

c. Jenis dan lekuk-lekuk (relief) bidang permukaan agregat. Kenyataan

menunjukkan bahwa penggunaan agregat batu pecah akan menghasilkan beton

dengan kuat tekan yang lebih besar daripada agregat alami.

d. Efisiensi dari perawatan (curing). Kehilangan kekuatan sampai 40% dapat

terjadi bila pengeringan terjadi sebelum waktunya. Perawatan adalah hal yang

sangat penting pada pekerjaan di lapangan dan pada pembuatan benda uji.

e. Suhu. Pada umumnya kecepatan pengerasan beton bertambah dengan

bertambahnya suhu. Pada titik beku kuat tekan akan tetap rendah untuk waktu

yang lama.


commit to user

24

f. Umur pada keadaan yang normal. Kekuatan beton bertambah dengan

bertambahnya umur, tergantung pada jenis semen. Misalnya semen dengan

kadar alumina tinggi menghasilkan beton yang kuat hancurnya pada 24 jam,

sama dengan semen portland biasa pada 28 hari. Pengerasan berlangsung terus

secara lambat sampai beberapa tahun.

Nilai kuat tekan beton didapat melalui pengujian standar menggunakan mesin uji

dengan cara memberikan beban tekan bertingkat dengan kecepatan peningkatan

beban tertentu atas benda uji silinder beton (diameter 150 mm, tinggi 300 mm)

sampai hancur.

Kuat tekan beton dapat dihitung dengan Persamaan 2.1.

fc’ = A

P max ……………………………………………………..………… (2.1)

Dengan :

fc’ = kuat tekan beton yang didapat dari benda uji (MPa)

Pmax = beban tekan maksimum (N)

A = luas permukaan benda uji (mm2)

2.2.8. Modulus Elastisitas

Modulus elastisitas merupakan suatu ukuran yang menunjukkan kekakuan dan

ketahanan beton untuk menahan deformasi (perubahan bentuk). Suatu bahan

apabila dibebani maka akan mengalami deformasi. Perbandingan nilai deformasi

dengan ukuran awal benda uji disebut regangan. Modulus elastisitas merupakan

perbandingan antara tegangan dan regangan dalam arah aksial. Semakin tinggi

modulus elastisitas suatu bahan maka bahan tersebut semakin kuat menahan

tegangan aksial akibat pembebanan dengan regangan yang sekecil mungkin.

Biasanya sruktur yang mempunyai nilai modulus elastisitas yang besar akan

bersifat getas atau kaku, umumnya material itu akan memiliki kuat tekan yang


commit to user

25

tinggi. Parameter ini sangat penting karena menunjukkan kemampuan beton untuk

menahan beban maksimal sebelum struktur mengalami regangan atau lendutan.

Pada umumnya bahan, termasuk beton, memiliki daerah awal pada diagram

tegangan-regangannya dimana bahan berkelakuan secara elastis dan linier.

Kemiringan diagram tegangan-regangan dalam daerah elastis linier itulah yang

dinamakan Modulus Elastisitas (E) atau Modulus Young (Timosenko dan Gere,

1987).

Kajian tentang hubungan tegangan-regangan beton perlu diketahui untuk

menurunkan persamaan analisis dan perencanaan suatu bagian struktur.

Kemampuan bahan untuk menahan beban yang didukungnya dan perubahan

bentuk yang terjadi pada bahan itu amat tergantung pada sifat tegangan dan

regangan tersebut.

Pada baja terjadi perubahan bentuk secara elastis pada pembebanan di bawah

elastis, sehingga beban uji kembali pada bentuk semula bila pembebanan

ditiadakan. Beton berubah bentuk mengikuti regangan elastis dan sebagian

mengalami regangan plastis. Hal ini digambarkan pada Gambar 2.2 yang

memperlihatkan kurva tegangan-regangan tipikal yang diperoleh dari percobaan

benda uji silinder beton dan dibebani tekan uniaksial selama beberapa menit.

Gambar 2.2. Kurva tegangan regangan beton yang diberi tekanan

(Nawy, 1990: 44)


commit to user

26

Bagian kurva ini (sampai sekitar 40% fc’) pada umumnya dapat dianggap linier

untuk tujuan praktis. Setelah mendekati 70% tegangan hancur, material banyak

kehilangan kekakuannya sehingga kurva tidak linier lagi.

Modulus elastisitas yang besar menunjukkan kemampuan menahan tegangan

yang cukup besar dalam kondisi regangan yang masih kecil, artinya bahwa

beton tersebut mempunyai kemampuan menahan tegangan yang cukup besar

akibat beban-beban yang terjadi pada suatu regangan (kemungkinan terjadi retak)

yang kecil.

Faktor yang mempengaruhi modulus elastisitas antara lain:

a. Kelembaban

Beton dengan kandungan air yang lebih tinggi mempunyai modulus

elastisitas yang lebih tinggi daripada beton dengan spesifikasi yang sama.

b. Agregat

Nilai modulus dan proporsi volume agregat dalam campuran mempengaruhi

modulus elastisitas beton. Semakin tinggi modulus agregat dan semakin besar

proporsi agregat dalam beton, semakin tinggi pula modulus elastisitas beton

tersebut.

c. Umur beton

Modulus elastisitas semakin besar seiring dengan bertambahnya umur beton

seperti kuat tekannya, namun modulus elastisitas bertambah lebih cepat

daripada kekuatan.

d. Mix Design beton

Jenis beton memberikan nilai modulus elastisitas yang berbeda pada umur

dan kekuatan yang sama.

Murdock dan Brook (1991), modulus elastisitas yang sebenarnya atau modulus

pada suatu waktu tetentu dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.2 - 2.4.

Modulus elastisitas (E)es

= ………………….………………………………….…………..……...… (2.2)


commit to user

27

Tegangan (σ) AP

= ………………………………………………….…………………………………….. (2.3)

Regangan (ε)llD

= ………………………………………………………………...…………...………… (2.4) Dengan: P = beban yang diberikan (ton)

A = luas tampang melintang (mm2)

Δl = perubahan panjang akibat beban P (mm)

l = panjang semula (mm)

Berdasarkan rekomendasi ASTM C 469-94, perhitungan modulus elastisitas beton

yang digunakan adalah modulus chord, adapun perhitungan modulus elastisitas

chord (Ec) dapat dilihat pada persamaan 2.5.

Modulus elastisitas (Ec)00005,0

2

12

--

=e

SS ……….………………………….…………..……… (2.5)

Dengan:

Ec = modulus elastisitas (MPa)

S2 = tegangan sebesar 40% x fc’ (MPa)

S1 = tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudinal akibat

tegangan sebesar 0,00005 (MPa)

e2 = regangan longitudinal akibat tegangan S2


commit to user

28

BAB 3

METODE PENELITIAN

Metode penelitian merupakan langkah-langkah penelitian suatu masalah, kasus,

gejala atau fenomena tertentu dengan jalan ilmiah untuk menghasilkan jawaban

yang rasional. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode

eksperimen. Eksperimen pengujian dilakukan terhadap beberapa model elemen

struktur untuk mendapatkan suatu hasil yang menegaskan hubungan antara

variabel yang diselidiki.

Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi kuat tekan dan modulus elastisitas

dari beton yang menggunakan zeolit sebagai bahan tambah dan beton yang

menggunakan zeolit sebagai bahan pengganti semen. Dari identifikasi tersebut

akan dianalisis perbandingan antara beton yang menggunakan zeolit sebagai

bahan tambah dan beton yang menggunakan zeolit sebagai bahan pengganti

semen dalam campuran beton.

3.1. Bahan dan Benda Uji Penelitian

Bahan pembentuk beton harus diuji terlebih dahulu untuk mengetahui kelayakan

penggunaan bahan tersebut di dalam beton yang akan dibuat. Apabila terdapat

material yang tidak layak digunakan, maka akan ada tindakan sebagai solusi dari

ketidaklayakan tersebut. Pengujian ini disebut pengujian pendahuluan. Hal ini

dimaksudkan agar beton dapat mencapai mutu yang diinginkan sesuai

perencanaan, fc’= 30 MPa.


commit to user

29

3.1.1. Pengujian Bahan Pembentuk Beton

Pengujian bahan pembentuk beton dimaksudkan untuk mengetahui kelayakan

karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya akan digunakan dalam rancang

campur (mix design) terhadap satu target tertentu. Pengujian bahan dasar beton

hanya dilakukan terhadap agregat halus dan agregat kasar.

3.1.1.1. Agregat Halus

a) Pengujian Kadar Lumpur

Pada penelitian ini, pasir digunakan sebagai agregat halus. Pasir berfungsi sebagai

pengisi rongga-rongga yang terbentuk dari campuran pasta semen dan agregat

kasar. Salah satu spesifikasi pasir yang dapat digunakan dalam campuran beton

yaitu kandungan lumpurnya tidak melebihi 5% dari berat keringnya.

Sesuai dengan PBI 1971 (N-20 atau ASTM), pasir yang mengandung lumpur 5%

dari berat keringnya harus dicuci, karena kandungan lumpur yang berlebihan

dalam pasir dapat mengganggu lekatan antara partikel dalam pencampuran beton

sehingga dapat menurunkan kekuatan beton.

Kadar lumpur pasir dihitung dengan persamaan 3.1 sebagai berikut:

狘ŖhŖϜꁰrƼúrϜ 皐啤钳能啤前啤前果100% ......................................................................(3.1)

Dengan:

G0 = berat pasir awal (100 gram)

G1 = berat pasir akhir (gram)

b) Pengujian Kadar Zat Organik

Kandungan zat organik pada pasir umumnya besar. Hal ini terjadi karena pasir

sebagai bahan dasar pembentuk beton biasanya diambil dari sungai dan sangat


commit to user

30

kotor. Aliran air sungai yang membuat zat organik atau semacamnya dapat

terbawa dan mengendap pada pasir. Kandungan zat organik dapat membahayakan

bila terlalu banyak terdapat pada campuran beton. Sifat zat organik yang mudah

terurai membuatnya cepat membusuk sehingga menimbulkan pori pada beton.

Kandungan zat organik pada pasir dapat diuji menggunakan larutan NaOH 3%

pada percobaan perubahan warna Abrams Harder sesuai dengan PBI 1971 (N-20

atau ASTM). Pada Tabel 3.1 dapat dilihat kadar zat organik pada pasir

berdasarkan prubahan warnanya.

Tabel 3.1. Tabel perubahan warna

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

c) Pengujian Specific Gravity

Pengujian specific gravity agregat halus dengan berpedoman pada ASTM C 128

ditujukan agar mendapatkan:

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

kering dengan volume pasir total

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

kondisi kering permukaan dengan volume pasir total

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

kondisi kering dengan volume butir pasir

iv. 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:


commit to user

31

Bulk Specific Gravity cdb

a-+

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

Bulk Specific Gravity SSD cdb

d-+

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

Apparent Specific Gravity cab

a-+

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

Absorbtion %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)

d) Pengujian Gradasi

Gradasi pada pasir sebagai agregat halus menentukan sifat workability dan kohesi

dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat halus sangat diperhatikan.

Pengujian gradasi agregat halus menggunakan standar pengujian ASTM C 136.

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi diameter butiran

pasir, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus kehalusan adalah angka

yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehausan butir pasir.

Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.6 sebagai berikut:

橘ohrgr nĠŖgr Ŗ)úŖ 轨Ϝ皐聘乒 ................................................................... (3.6)

Dengan:

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

e = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal


commit to user

32

3.1.1.2. Agregat Kasar

a) Pengujian Specific Gravity

Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian adalah kerikil atau batu pecah

dengan diameter maksimum 20 mm. Standar pengujian yang digunakan pada

pengujian specific gravity agregat kasar adalah ASTM C 127. 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)

Dengan:

f = berat agregat kasar (3000 gram)

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

h = berat agregat kasar jenuh (gram)


commit to user

33

b) Pengujian Gradasi

Gradasi pada pasir sebagai agregat kasar menentukan sifat pengerjaan dan sifat

kohesi dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat kasar sangatlah

diperhatikan. Pengujian gradasi agregat kasar menggunakan standar pengujian

ASTM C 136. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi

diameter butiran kerikil, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus

kehalusan adalah angka yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehalusan

butir pasir.

Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.11 sebagai berikut:

橘ohrgr nĠŖgr Ŗ)nϜ轨轨g皐屏坡................................................................ (3.11)

Dengan:

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

n = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal

c) Pengujian Abrasi

Agregat kasar harus memiliki ketahanan terhadap keausan akibat gesekan. Standar

pengujian abrasi pada agregat kasar menggunakan ASTM C 131, dengan

menggunakan mesin Los Angeles. Bagian yang hilang akibat gesekan tidak boleh

lebih dari 50%. Prosentase berat yang hilang dihitung dengan menggunakan

persamaan 3.12 sebagai berikut:

梨Ϝo n)棍Ŗ n畀nϜŖ棍൸Ŗ)龟Ġ轨gŖ)龟皐平能凭平果100% ........................................... (3.12)

Dengan:

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

j = berat agregat kasar kering oven yang tertahan ayakan 2.3 mm dan telah

dicuci, setelah pengausan (gram)


commit to user

34

3.1.2. Benda Uji

Benda uji yang digunakan untuk uji kuat tekan dan uji modulus elastisitas adalah

silinder dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Benda uji dapat dilihat

pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Benda uji

Benda uji seperti pada gambar di atas pada penelitian ini dibuat untuk diuji kuat

tekan beton dan modulus elastisitasnya. Benda uji dibuat sebanyak 33 buah, yaitu:

Ø 3 buah benda uji normal

Ø 15 buah benda uji dengan zeolit sebagai bahan tambah

Ø 15 buah benda uji dengan zeolit sebagai bahan pengganti semen

Nama dan spesifikasi benda uji, dapat dilihat pada Tabel 3.2 dan Tabel 3.3.


commit to user

35

Tabel 3.2. Perincian benda uji silinder beton (zeolit sebagai bahan tambah)

Kode Tinggi (mm)

Diameter (mm)

Komposisi zeolit sebagai bahan

tambah

Umur rencana

Jumlah

BZ00 300 150 0% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus

elastisitas)


elastisitas)

BZ10 300 150 10% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus elastisitas)




elastisitas) Tabel 3.3. Perincian benda uji silinder beton (zeolit sebagai bahan pengganti

semen)

Kode Tinggi (mm)

Diameter (mm)

Komposisi zeolit sebagai bahan

pengganti semen

Umur rencana

Jumlah

BZS05 300 150 5% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus

elastisitas)


elastisitas)


elastisitas)

BZS20 300 150 20% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus elastisitas)

BZS25 300 150 25% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus elastisitas)

Keterangan:

BZ00 = Beton normal (benton tanpa bahan tambah)

BZ = Beton dengan bahan tambah zeolit (dengan masing-masing

variasi penambahan, yaitu: 5% ; 10% ; 15% ; 20% dan 25%

dari berat semen)

BZS = Beton dengan zeolit sebagai pengganti semen (dengan

masing-masing variasi pengganti semen, yaitu: 5% ; 10% ;

15% ; 20% dan 25% dari berat semen)


commit to user

36

b e n d a u j ib e t o n n o r m a l

300 mm

1 5 0 m m

P

3.1.3. Pengujian Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada saat beton berumur 28 hari. Benda uji

yang digunakan dalam pengujian ini adalah silinder beton dengan diameter 150

mm dan tinggi 300 mm sebanyak 3 buah untuk setiap jenis penggunaan variasi

kadar zeolit, baik sebagai bahan tambah ataupun sebagai bahan pengganti semen.

Pengujian ini bertujuan untuk mengamati besarnya beban (P) maksimum atau

beban pada saat beton hancur dengan menggunakan alat uji kuat tekan

(Compression Testing Machine). Tata cara pengujian yang umum dipakai adalah

standar ASTM 39 atau yang disyaratkan PBI 1989.

Pada pengujian kuat tekan beton, benda uji diberi beban (P) dari atas perlahan

demi perlahan sampai beton tersebut hancur, terlihat dalam Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Pembebanan benda uji pada pengujian kuat tekan

Foto pengujian kuat tekan dapat dilihat pada Gambar 3.3.


commit to user

37

Gambar 3.3. Alat uji kuat tekan (Compression Testing Machine)

Langkah-langkah pengujian kuat tekan beton adalah sebagai berikut:

a. Menyiapkan benda uji silinder beton yang akan diuji.

b. Meletakkan benda uji silinder beton pada alat uji kuat tekan (CTM).

c. Mengatur jarum Compression Testing Machine tepat pada posisi nol.

d. Menyalakan Compression Testing Machine kemudian membaca jarum

penunjuk beban sampai silinder beton hancur.

e. Mencatat besarnya nilai beban tekan maksimum yang kemudian digunakan

untuk menghitung nilai kuat tekan silinder beton.

3.1.4. Pengujian Modulus Elastisitas

Pengujian modulus elastisitas dilakukan setelah beton berumur 28 hari. Benda uji

yang digunakan dalam pengujian ini adalah silinder beton dengan diameter 150

mm dan tinggi 300 mm sebanyak 3 buah untuk setiap jenis penggunaan variasi

kadar zeolit, baik sebagai bahan tambah ataupun sebagai bahan pengganti semen.


commit to user

38

Benda uji pada pengujian modulus elastisitas mengalami beban yang sama dengan

pengujian kuat tekan beton. Namun, beban (P) yang diberikan hanya sampai ±

40% dari kuat tekan beton rencana (fc’) 30 MPa. Sketsa dari pembebanan benda

uji terlihat dalam Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Pembebanan benda uji pada pengujian modulus elastisitas

Pengujian modulus elastisitas bertujuan untuk mengamati besarnya perubahan

panjang (regangan) arah longitudinal (aksial) silinder beton akibat pembebanan

serta besarnya beban (P) pada saat beton mulai retak dengan menggunakan alat uji

kuat tekan (Compression Testing Machine) dan alat ukur regangan dial

(extensometer) yang dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5. Alat uji modulus elastisitas (CTM & extensometer)

300

mm

1 5 0 m m

P


commit to user

39

Langkah-langkah pengujian modulus elastisitas beton adalah sebagai berikut :

a. Menimbang berat, mengukur tinggi dan diameter benda uji.

b. Memasang dan mengatur jarum compressometer dan extensometer pada posisi

nol arah longitudinal pada mesin uji tekan.

c. Pengujian dilakukan dengan beban pada kecepatan yang konstan, yaitu setiap

penambahan 20 kN.

d. Untuk pengambilan data dengan cara mencatat besarnya perubahan panjang

(Δl) untuk setiap penambahan tekanan sebesar 20 kN yang dapat dibaca dari

jarum compressometer dan extensometer.

e. Menghitung regangan (ε) yang terjadi.

3.2. Rancang Campur (Mix Design)

Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran

adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik.

Penelitian ini menggunakan rancang campur beton yang mengacu pada peraturan

SK.SNI.T-15-1990-03 dengan target kuat tekan (fc’) 30 MPa.

3.2.1. Pembuatan Benda Uji

Langkah-langkah pembuatan benda uji:

a. Menyiapkan dan menimbang bahan-bahan campuran adukan beton sesuai

dengan rancang campur adukan beton (mix design).

b. Mencampur bahan-bahan tersebut sampai homogen dengan cara dimasukkan

ke dalam alat aduk beton dengan jumlah sesuai keperluan.

c. Mengukur nilai slump adukan setelah tercampur homogen.

d. Memasukkan adukan ke dalam cetakan silinder dengan diameter 15 cm dan

tinggi 30 cm hingga penuh sambil dipadatkan dengan menggunakan vibrator.

e. Setelah cetakan penuh dan padat, permukaannya diratakan dan diberi kode

benda uji di atasnya, kemudian didiamkan selama 24 jam.

f. Setelah 24 jam cetakan dibuka dan dilakukan curing selama 27 hari.


commit to user

40

Proses dari pembuatan benda uji silinder beton dapat dilihat pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6. Pembuatan benda uji

3.2.2. Pengujian Nilai Slump

Slump beton adalah besaran kemampuan pengerjaan (workability) beton segar.

Menurut SK-SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah sebagai

berikut:

a. Membasahi cetakan dan pelat.

b. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh.

c. Mengisi cetakan sampai penuh dengan 3 lapisan, tiap lapis berisi kira-kira 1/3

isi cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat sebanyak

25 kali tusukan secara merata.

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

tongkat dan semua sisa benda uji yang ada disekitar cetakan harus

disingkirkan.

e. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas.

f. Mengukur slump yang terjadi.

Pengujian nilai slump yang terjadi pada adukan beton dapat dilihat pada

Gambar 3.7.


commit to user

41

Gambar 3.7. Pengujian nilai slump

3.2.3. Perawatan Benda Uji (Curing)

Perawatan dilakukan dengan cara merendam beda uji dalam air dengan fungsi

agar air dalam beton tidak menguap dengan cepat, sehingga proses hidrasinya

sempurna dengan demikian mutu beton yang terjadi dapat sesuai dengan mutu

rencana. Perawatan benda uji dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. Benda uji yang telah berumur 24 jam dilepas dari cetakan silinder.

b. Selanjutnya benda uji direndam dalam bak air selama 27 hari seperti terlihat

pada Gambar 3.8.

c. Setelah benda uji direndam selama 27 hari, benda uji diangkat dan diangin-

anginkan sampai berumur 28 hari untuk selanjutnya dilakukan pengujian.


commit to user

42

Gambar 3.8. Perawatan benda uji (curing)

3.3. Alat Uji Penelitian

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain:

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

berat bahan campuran beton.

b. Ayakan dengan ukuran diameter saringan 9,5 mm; 4,75 mm; 2,36 mm; 1,18

mm; 0,85 mm; 0,3 mm; 0,15 mm; pan dan mesin penggetar ayakan (vibrator)

yang digunakan untuk pengujian gradasi agregat.

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

untuk mengeringkan agregat.

d. 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.

e. Kerucut Abrams yang terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm,

diameter bawah 20 cm, tinggi 30 cm, lengkap dengan tongkat baja penusuk

yang ujungnya ditumpulkan dengan panjang 60 cm dan dimeter 16 mm. Alat

ini digunakan untuk mengukur nilai slump adukan beton.

f. Cetakan benda uji berupa cetakan silinder baja dengan ukuran diameter 15 cm

dan tinggi 30 cm.


commit to user

43

g. Mesin los angeles, digunakan untuk ujin keausan agregat kasar.

h. Dial gauge yang digunakan untuk mengukur besarnya perubahan panjang

(regangan) silinder beton akibat pembebanan serta besarnya beban (P) pada

saat beton mulai retak.

i. Compression Testing Machine dengan kapasitas 2000kN digunakan untuk

pengujian kuat desak beton dan extensometer untuk menghitung regangan.

j. Alat bantu lain:

1) Gelas ukur kapasitas 250 ml untuk uji agregat

2) Gelas ukur 2000 ml untuk menakar air

3) Cetok semen

4) Ember

5) Alat tulis

6) Formulir penelitian

7) Kamera Digital

8) Cangkul

3.4. Variabel Penelitian

Variabel adalah segala sesuatu yang akan menjadi obyek pengamatan penelitian.

Variabel juga dapat diartikan sebagai faktor–faktor yang berperan penting dalam

peristiwa atau gejala yang akan diteliti. Ada dua variabel dalam penelitian ini

yaitu variabel bebas dan variabel tak bebas. Variabel bebas dalam penelitian ini

adalah beton normal, beton dengan bahan tambah zeolit dan beton dengan zeolit

sebagai bahan pengganti semen. Sedangkan variabel tak bebas adalah kuat tekan

dan modulus elastisitas beton.

3.5. Tahap Penelitian

Dalam penelitian ilmiah, penelitian harus dilaksanakan dalam sistematika dan

urutan yang jelas dan teratur, sehingga akan diperoleh hasil yang memuaskan dan


commit to user

44

dapat dipertanggungjawabkan. Oleh karena itu, pelaksanaan penelitian dibagi

dalam beberapa tahap. Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian selengkapnya

adalah sebagai berikut:

a. Tahap I, Persiapan

Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang akan digunakan dipersiapkan

terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar.

b. Tahap II, Uji bahan

Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap bahan yang digunakan. Dari

pengujian-pengujian tersebut dapat diketahui apakah bahan yang akan

digunakan untuk penelitian tersebut memenuhi syarat atau tidak bila

digunakan sebagai data rancang campur adukan beton. Tahap ini dilakukan

pengujian terhadap:

1. Agregat halus, antara lain dilakukan uji: Kadar lumpur, Kadar organic,

Spesific grafity, Gradasi

2. Agregat kasar, antara lain dilakukan uji: Abrasi, Spesific grafity, Gradasi

c. Tahap III, Pembuatan mix design

Pada tahap ini dilakukan pembuatan mix design dengan kuat tekan rencana 30

Mpa. Hasil mix design tersebut dipakai untuk pembuatan benda uji silinder

beton.

d. Tahap IV, Pembuatan benda uji

Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut:

1) Pembuatan adukan beton.

2) Pemeriksaan nilai slump.

3) Pengecoran ke dalam bekisting.

4) Pelepasan benda uji dari cetakan.

5) Perawatan beton selama 28 hari.

e. Tahap V, Pengujian

Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tekan dan modulus elastisitas beton

pada umur 28 hari. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Struktur Jurusan

Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS.


commit to user

45

f. Tahap VI, Analisis data

Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil pegujian dianalisis untuk

mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang diteliti

dalam penelitian.

g. Tahap VII, Pengambilan kesimpulan

Pada tahap ini, data yang telah dianalisa dibuat suatu kesimpulan yang

berhubungan dengan tujuan penelitian.

Tahapan penelitian dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir pada

Gambar 3.9.


commit to user

46

Gambar 3.9. Bagan alir tahap-tahap metode penelitian

Perhitungan Rancang Campur (Mix Design)

Pembuatan Benda Uji Silinder d: 15 cm, t: 30 cm

Pembuatan Adukan Beton

Perawatan (Curing)

Pengujian Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas

Analisis Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Tahap I

Tahap II

Tahap III

Tahap IV

Tahap V

Tahap VI

Tahap VII

Mulai

Persiapan

Agregat Kasar Air Agregat Halus Semen Bahan Tambah atau

bahan pengganti

Pemeriksaan nilai slump Sesuai (Mix Design)

Ya

Tidak

Uji Bahan:

- kadar lumpur - kadar organik - specific gravity - gradasi -agregat SSD -absorbsi

Uji Bahan:

- abrasi - specific gravity - gradasi -absorbsi


commit to user

47

BAB 4

HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Bahan

Hasil penelitian dan pembahasan terhadap hasil yang diperoleh sesuai tinjauan

peneliti akan disajikan di dalam bab ini. Sedangkan data rinci hasil pemeriksaan

bahan dasar dan penyusun beton disajikan dalam lampiran A.

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Pengujian terhadap agregat halus yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi

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

dan berat jenis. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.1 di bawah

ini. Namun, untuk perhitungan serta data-data pengujian secara lengkapnya

terdapat pada Lampiran A.

Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus

Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan

Kandungan Zat Organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat

Kandungan Lumpur 2 % Maks 5 % Memenuhi syarat

Bulk Specific Gravity 2,47 gr/cm3 - -

Bulk Specific SSD 2,51 gr/cm3 - -

Apparent Specific Gravity 2,58 gr/cm3 - -

Absorbtion 1,83 % - -

Modulus Halus 2,44 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat

Dari Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa hasil pengujian terhadap agregat halus atau

pasir yang diuji telah memenuhi syarat.


commit to user

48

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

dapat dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.

Tabel 4.2. Hasil pengujian gradasi agregat halus

Diameter ayakan (mm)

Berat tertahan Berat lolos

kumulatif (%)

ASTM C-33 Gram % Kumulatif

(%) 9,5 0 0 0 100 100 4,75 12 0,4 0,4 99,6 95 - 100 2,36 157 5,24 5,64 84,36 80 - 100 1,18 394 13,15 18,79 81,21 50 - 85 0,85 709 25,66 42,45 57,55 25 - 60 0,3 1128 37,64 80,09 19,91 10 - 30 0,15 489 16,31 96,4 3,6 2 - 10

0 108 3,6 100 0 0 Jumlah 2997 100 343.77 - -

Dari Tabel 4.2 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan

ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Gradasi agregat halus

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

0 2 4 6 8 10

Kum

ulat

if L

olos

( %

)

Diameter Ayakan (mm)

Gradasi Agregat Halus

HasilPengujian

ASTM batasatas

ASTM batasbawah


commit to user

49

Dari analisis saringan, agregat halus atau pasir yang diuji telah memenuhi syarat

batas yang ditentukan oleh ASTM C-33, yaitu dengan modulus halus agregat

halus antara 2,3 - 3,1.

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar

Pengujian terhadap agregat kasar atau kerikil yang dilaksanakan dalam penelitian

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

agregat kasar. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.3, sedangkan

Tabel 4.4 menyajikan hasil analisis ayakan terhadap sampel agregat kasar

sehingga dapat diketahui gradasinya. Perhitungan serta data-data pengujian secara

lengkap terdapat pada Lampiran A.

Tabel 4.3. Hasil pengujian agregat kasar

Jenis pengujian Hasil

pengujian Standar Kesimpulan

Bulk Specific Gravity 2,43 gr/cm3 - -

Bulk Specific SSD 2,50 gr/cm3 - -

Apparent Specific Gravity 2,61 gr/cm3 - -

Absorbtion 2,88 % - -

Abrasi 20,05% Maksimum 50 % Memenuhi syarat

Modulus Halus Butir 7,31 5 - 8 Memenuhi syarat

Dari Tabel 4.3 dapat dilihat bahwa hasil pengujian terhadap agregat kasar atau

kerikil yang diuji telah memenuhi syarat.

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

dapat dilihat pada Tabel 4.4. dan Gambar 4.2.


commit to user

50

Tabel 4.4. Hasil pengujian gradasi agregat kasar

Diameter ayakan (mm)

Berat tertahan Berat lolos kumulatif

(%) ASTM C-33

Gram % Kumulatif

(%) 25 0 0 0 100 100 19 13 0,43 0,43 99,57 90 – 100

12,5 1583 52,82 53,25 46,75 - 9,5 750 25,03 78,28 22,72 20 – 55 4,75 643 21,45 99,73 0,27 0 – 10 2,36 8 0,27 100 0 0 – 5 1,18 0 0 100 0 - 0,85 0 0 100 0 - 0,3 0 0 100 0 - 0,15 0 0 100 0 -

0 0 0 100 0 - Jumlah 2997 100 831,69 - -

Dari Tabel 4.4 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan

ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Gradasi agregat kasar

Dari analisis saringan, agregat kasar atau kerikil yang diuji telah memenuhi syarat

batas yang ditentukan oleh ASTM C-33, yaitu dengan modulus halus agregat

kasar antara 5-8.

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

0 10 20 30 40

Kum

ulat

if L

olos

( %

)

Diameter Ayakan (mm)

Gradasi Agregat Kasar

HasilPengujian

ASTM batasatas

ASTM batasbawah


commit to user

51

4.2. Rencana Campuran Adukan Beton (Metode SK SNI T-15-

1990-03)

Perhitungan rencana campuran adukan beton menggunakan standar Dinas

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

kebutuhan bahan per 1 m3 yaitu:

a. Semen : 432,69 kg

b. Agregat halus (pasir) : 591,005 kg

c. Agregat kasar (kerikil) : 1006,305 kg

d. Air : 225 liter

Hasil perhitungan campuran adukan beton dapat dilihat pada Tabel 4.5, sedangkan

tahap-tahap perhitungan campuran beton secara lengkap dapat dilihat pada

Lampiran B.

Tabel 4.5. Proporsi campuran adukan beton untuk setiap variasi

Kode Benda

Uji

Jumlah Sampel (buah)

Total Volume

(m3)

Semen (kg)

Pasir (kg)

Kerikil (kg)

Air (liter)

Zeolit (kg)

BZ0 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 0 BZ 5 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 0,3441 BZ 10 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 0,6882 BZ 15 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 1,0323 BZ 20 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 1,3764 BZ 25 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 1,7205 BZS 5 3 0,0159 6,5376 9,3996 16,0047 3,5784 0,3441 BZS 10 3 0,0159 6,1935 9,3996 16,0047 3,5784 0,6882 BZS 15 3 0,0159 5,8494 9,3996 16,0047 3,5784 1,0323 BZS 20 3 0,0159 5,5053 9,3996 16,0047 3,5784 1,3764 BZS 25 3 0,0159 5,1612 9,3996 16,0047 3,5784 1,7205 Jumlah 33 0,1749 7,5372 103,3956 176,0517 39,3624 10,3230


commit to user

52

4.3. Hasil Pengujian

4.3.1. Hasil Pengujian Slump

Pengujian nilai slump menggunakan kerucut Abrams dengan ukuran diameter atas

10 cm, diameter bawah 20 cm dan tinggi 30 cm. Dari pengujian nilai slump

tampak bahwa penambahan bahan tambah zeolit akan mempengaruhi workability,

yang diperlukan untuk memudahkan proses pengadukan, pengangkutan,

penuangan, dan pemadatan Hasil dari pengujian nilai slump disajikan dalam Tabel

4.6 dan Gambar 4.3.

Tabel 4.6. Nilai slump dari berbagai variasi zeolit sebagai bahan tambah dan

zeolit sebagai bahan pengganti

Benda Uji Kode

Sampel Nilai

(Slump) Jenis benda uji

Bahan tambah/bahan pengganti (zeolit)

Beton normal

Tidak ada BZ0 11 Bahan tambah 5% BZ 5 9 Bahan tambah 10% BZ 10 7 Bahan tambah 15% BZ 15 5 Bahan tambah 20% BZ 20 3 Bahan tambah 25% BZ 25 2 Bahan pengganti 5% BZS 5 10 Bahan pengganti 10% BZS 10 9 Bahan pengganti 15% BZS 15 9 Bahan pengganti 20% BZS 20 8 Bahan pengganti 25% BZS 25 7

Dari Tabel 4.6 didapat grafik hubungan nilai slump dengan variasi kadar zeolit

sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti semen yang ditunjukkan

dalam Gambar 4.3.


commit to user

53

Gambar 4.3. Hubungan nilai slump dengan variasi zeolit sebagai bahan tambah

dan zeolit sebagai pengganti semen

4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan dilakukan pada saat benda uji 28 hari dengan menggunakan

Compression Testing Machine untuk mendapatkan beban maksimum yaitu beban

pada saat beton hancur ketika menerima beban tersebut (Pmax).

Dari data pengujian kuat desak dapat diperoleh kuat desak maksimum beton.

Sebagai contoh perhitungan kuat tekan diambil data dari benda uji BZ0-a pada

umur 28 hari. Dari hasil pengujian didapat:

Pmax = 520 kN = 520000 N

A = 0,25 x π x D2 = 0,25 x π x 1502 mm2

= 17671,46 mm2

Maka fc’ MPa 426,29mm 17671,46

520000N

2==

Hasil pengujian kuat tekan beton pada benda uji silinder dengan diameter 15 cm

dan tinggi 30 cm dengan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti

semen pada umur 28 hari selengkapnya disajikan pada Tabel 4.7 dan Tabel 4.8.

0

2

4

6

8

10

12

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Nila

i slu

mp

(cm

)

Variasi kadar zeolit

Zeolit sebagaibahantambah

Zeolit sebagaipenggantisemen


commit to user

54

Tabel 4.7. Hasil pengujian kuat tekan beton dengan zeolit sebagai bahan tambah

umur 28 hari

No Kode benda uji

Pmax (kN)

fc' (MPa) fc' rata-rata (MPa)

1 BZ0 a 520 29,42598

28,48284 BZ0 b 490 27,72833 BZ0 c 500 28,29421

2 BZ5 a 510 28,86009

30,2748 BZ5 b 545 30,84069 BZ5 c 550 31,12363

3 BZ10 a 530 29,99186

30,36912 BZ10 b 560 31,68952 BZ10 c 520 29,42598

4 BZ15 a 540 30,55775

30,93500 BZ15 b 570 32,2554 BZ15 c 530 29,99186

5 BZ20 a 550 31,12363

29,42598 BZ20 b 505 28,57715 BZ20 c 505 28,57715

6 BZ25 a 445 25,18185

24,05008 BZ25 b 405 22,91831 BZ25 c 505 28,57715


commit to user

55

Tabel 4.8. Hasil pengujian kuat tekan beton dengan zeolit sebagai pengganti

semen umur 28 hari

No Kode benda uji

Pmax (kN)


1 BZ0 a 520 29,42598

28,48284 BZ0 b 490 27,72833 BZ0 c 500 28,29421

2 BZS5 a 490 27,72833

29,23735 BZS5 b 540 30,55775 BZS5 c 520 29,42598

3 BZS10 a 570 32,2554

31,12363 BZS10 b 520 29,42598 BZS10 c 560 31,68952

4 BZS15 a 435 24,61596

24,42733 BZS15 b 420 23,76714 BZS15 c 440 24,8989

5 BZS20 a 425 24,05008

23,29557 BZS20 b 440 24,8989 BZS20 c 370 20,93772

6 BZS25 a 400 22,63537

22,25811 BZS25 b 380 21,5036 BZS25 c 400 22,63537

Dari Tabel 4.7 dan Tabel 4.8 diperoleh grafik yang menggambarkan perbandingan

pengaruh penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dengan zeolit sebagai

pengganti semen (beton dengan kadar zeolit 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%) pada

beton dari kinerja kuat tekan yang dapat dilihat pada Gambar 4.4.


commit to user

56

Gambar 4.4. Hasil pengujian kuat tekan beton pada benda uji dengan berbagai

variasi kadar zeolit sebagai bahan tambah dan sebagai pengganti

semen

Dari grafik beton dengan zeolit sebagai bahan tambah maupun zeolit sebagai

pengganti semen, terlihat adanya peningkatan yang cukup signifikan. Hal ini

dapat ditelusuri lebih dalam pada penelitian selanjutnya.

4.3.3. Hasil Pengujian Modulus Elastisitas

Pengujian dilakukan pada benda uji silinder beton dengan menggunakan CTM

(Compression Testing Machine) dengan pembebanan secara konstan untuk

mengetahui besar beban yang diterima sampai dengan beban maksimum (saat

beton mulai retak) dan extensometer untuk mengetahui perubahan panjang yang

terjadi sehingga dapat diketahui nilai tegangan dan regangan yang terjadi pada

setiap pembebanan dengan persamaan-persamaan sebagai berikut:

Menghitung regangan (ε) yang terjadi dengan persamaan 2.4.

Regangan (ε)l

lD

= x 10-3

Dengan:

Δl = Penurunan arah longitudinal

l = Tinggi beton relatif (jarak antar dua ring dial) = 200 mm

0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 10 15 20 25

Kuat

teka

n (M

Pa)

Kadar zeolit (%)

Zeolitsebagaibahantambah

Zeolitsebagaipenggantisemen


commit to user

57

x 10-3 = Konversi satuan dial extensometer µm ke mm

Kemudian, untuk menghitung tegangan yang terjadi digunakan persamaan 2.3.

σ MPa 31,3939AP

==

Dengan:

σ = Tegangan (MPa)

P = Beban yang diberikan (N)

A = Luas tampang melintang (mm2)

Sebagai contoh perhitungan diambil dari data benda uji BZ5-B umur 28 hari pada

saat menerima beban (P) = 20 kN

Menghitung regangan yang terjadi:

ε 310ll

-D= x

3102001

-= x

000005,0 =

Menghitung tegangan (σ) yang terjadi:

σ

AP

=

22

/N150 0.25

20000 mm

´´=

p

= 1,1317685 MPa

Kurva tegangan-regangan diperoleh dengan memplotkan data tegangan pada

setiap kenaikan 20 kN beban aksial dengan regangan yang terjadi pada setiap

benda uji. Data selengkapnya dapat dilihat pada lampiran C, dengan analisa

regresi pada program Microsoft excel, didapatkan grafik tegangan-regangan dan

persamaan regresi linier.


commit to user

58

Nawy, nilai modulus elastisitas beton didapat dari kemiringan suatu garis lurus

(linier) yang menghubungkan titik pusat dengan suatu harga tegangan (sekitar

40% fc’).

Sebelum mendapatkan nilai persamaan regresi linier, terlebih dahulu dibuat kurva

regresi polynomial orde-2 dari nilai tegangan-regangan. Garis regresi linier

diambil mulai dari nilai tegangan-regangan 0 sampai terlihat kurva regresi

polynomial mulai melengkung (diambil 40% fc’). Untuk lebih jelasnya dapat

dilihat pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5. Hubungan tegangan-regangan benda uji BZ5-B umur 28 hari

Selanjutnya dari persamaan regresi linier seperti terlihat pada Gambar 4.6 dapat

dihitung nilai modulus elastisitas. Sebagai contoh diambil persamaan regresi

tegangan-regangan pada benda uji BZ5-B umur 28 hari. Untuk perbandingan,

dilakukan perhitungan modulus elastisitas benda uji BZ5-B umur 28 hari sebagai

berikut:

Diketahui:

Persamaan regresi linier: y = 25293 x

y = 25293x

0

2

4

6

8

10

12

14

0 0.00001 0.00002 0.00003 0.00004 0.00005 0.00006

Tega

ngan

( M

Pa )

Regangan

BZ5B


commit to user

59

Kemudian dihitung nilai modulus elastisitas (Ec) menggunakan persamaan 2.6.

Ec00005.0

2

12

--

=e

SS

S2 = 0,4 x fc’

= 0,4 x 30,84

= 12,336 MPa

Dengan persamaan tegangan-regangan:

y = 25293 x

Untuk: S2 = 12,33628 MPa didapat ε2 = 0,000488

ε1 = 0,00005 didapat S1 = 1,26465

Sehingga nilai modulus elastisitas betonnya adalah:

Ec00005,0

2

12

--

=e

SS

00005,0000488,026465,133628,12

--

=

= 25293 MPa

Validasi Modulus elastisitas beton dengan formula SK SNI-T-15-1991:

E = 4700 'fc´

= 4700 30,84´

= 26100,874 MPa

Validasi Modulus elastisitas beton dengan formula ACI 318-89, Revised 1992,

1996:

E = 4730 'fc´

= 4730 30,84´

= 26267,475 MPa


commit to user

60

Hasil perhitungan selanjutnya disajikan pada Tabel 4.9 dan Tabel 4.10, dimana

mencantumkan nilai modulus elastisitas beton dari perhitungan untuk setiap

variasi kadar zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti semen.

Tabel 4.9. Hasil perhitungan modulus elastisitas pada beton dengan zeolit

sebagai bahan tambah

No Kode

benda uji Ec perhitungan

(MPa) Ec rata-rata E Validasi SNI (MPa)

E Validasi ACI (MPa)

1 BZ0 a 17243

22730 25083,57815 25243,68609 BZ0 b 32323 BZ0 c 18624

2 BZ5 a 22867

22279,33333 25860,59619 26025,66383 BZ5 b 25293 BZ5 c 18678

3 BZ10 a 24608

23520,33333 25900,84617 26066,17072 BZ10 b 24823 BZ10 c 21130

4 BZ15 a 24930

26021,33333 26141,04463 26307,90236 BZ15 b 29126 BZ15 c 24008

5 BZ20 a 18806

18009,33333 25495.4871 25658,22425 BZ20 b 18137 BZ20 c 17085

6 BZ25 a 21322

19169,33333 23761,32542 23912,99345 BZ25 b 18943 BZ25 c 17243


commit to user

61

Tabel 4.10. Hasil perhitungan modulus elastisitas pada beton dengan zeolit

sebagai pengganti semen

No Kode benda

uji

Ec perhitungan

(MPa) Ec rata-rata

E Validasi SNI (MPa)

E Validasi ACI (MPa)

1 BZ0 a 17243

22730 25083,57815 25243,68609 BZ0 b 32323 BZ0 c 18624

2 BZS5 a 29763

24781 25413,63942 25575,85414 BZS5 b 25881 BZS5 c 18699

3 BZS10 a 26976

26971,33333 26220,62182 26387,98749 BZS10 b 23200 BZS10 c 30738

4 BZS15 a 24166

23894 23229,28802 23377,56007 BZS15 b 21503 BZS15 c 26013

5 BZS20 a 22842

20035,33333 22684,7759 22829,57235 BZS20 b 20050 BZS20 c 17214

6 BZS25 a 18000

20329 22173,89661 22315,43212 BZS25 b 19444 BZS25 c 23543

Dari Tabel 4.9 dan Tabel 4.10 diperoleh grafik yang menggambarkan

perbandingan modulus elastisitas beton menggunakan zeolit sebagai bahan

tambah dengan zeolit sebagai pengganti semen (beton dengan kadar zeolit 0%,

5%, 10%, 15%, 20%, 25%). Grafik modulus elastisitas tersebut dapat dilihat pada

Gambar 4.6.


commit to user

62

Gambar 4.6. Hasil perhitungan modulus elastisitas pada berbagai variasi kadar

zeolit sebagai bahan tambah dan sebagai pengganti semen

4.3.4. 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

Dari Tabel 4.11, Untuk benda uji dengan kode BZ25-c dan BZS20-c dianggap

gagal karena X2 > X2(0,95;(n-1)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Mod

ulus

ela

stis

atas

(MPa

)

Kadar zeolit

zeolit sebagaibahan tambah

zeolit sebagaipenggantisemen


commit to user

63

Tabel 4.11. Uji chi-kuadrat untuk hasil uji kuat tekan beton dengan zeolit sebagai

bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti semen

Kode benda uji

Kuat tekan (o)

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

BZ0 a 29,42598 28,48284

0,0312 0,0175 0,103 BZ0 b 27,72833 0,0200

BZ0 c 28,29421 0,0012 BZ5 a 28,86009

30,2748 0,0661

0,0335 0,103 BZ5 b 30,84069 0,0106 BZ5 c 31,12363 0,0238 BZ10 a 29,99186

30,36912 0,0047

0,0305 0,103 BZ10 b 31,68952 0,0574 BZ10 c 29,42598 0,0293 BZ15 a 30,55775

30,935 0,0046

0,0299 0,103 BZ15 b 32,2554 0,0564 BZ15 c 29,99186 0,0288 BZ20 a 31,12363

29,42598 0,0979

0,0490 0,103 BZ20 b 28,57715 0,0245 BZ20 c 28,57715 0,0245 BZ25 a 25,18185

25,5591 0,0056

0,2116 0,103 BZ25 b 22,91831 0,2728 BZ25 c 28,57715 0,3564 BZS5 a 27,72833

29,23735 0,0779

0,0462 0,103 BZS5 b 30,55775 0,0596 BZS5 c 29,42598 0,0012 BZS10 a 32,2554

31,12363 0,0412

0,0480 0,103 BZS10 b 29,42598 0,0926 BZS10 c 31,68952 0,0103 BZS15 a 24,61596

24,42733 0,0015

0,0095 0,103 BZS15 b 23,76714 0,0178 BZS15 c 24,8989 0,0091 BZS20 a 24,05008

23,29557 0,0244

0,1245 0,103 BZS20 b 24,8989 0,1104 BZS20 c 20,93772 0,2386 BZS25 a 22,63537

22,25811 0,0064

0,0128 0,103 BZS25 b 21,5036 0,0256 BZS25 c 22,63537 0,0064

Keterangan:

= data tidak memenuhi syarat dalam uji Chi-Kuadrat


commit to user

64

4.4. Pembahasan

4.4.1. Uji Slump

Workability merupakan faktor yang penting dalam pembuatan adukan beton.

Workability yang memadai sangat diperlukan untuk memudahkan proses

pengadukan, pengangkutan, penuangan dan pemadatan. Dari pengujian nilai

slump tampak bahwa penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dan sebagai

pengganti semen pada saat rancang campur (mix design) akan mempengaruhi

workability.

Nilai slump dari Tabel 4.6 baik beton dengan menggunakan zeolit sebagai bahan

tambah maupun zeolit sebagai pengganti semen mengalami penurunan seiring

dengan peningkatan pemberian variasi kadar zeolit. Nilai slump pada beton

dengan zeolit sebagai bahan tambah lebih rendah dibandingkan beton dengan

zeolit sebagai pengganti semen, hal tersebut karena adanya penambahan bahan

tambah zeolit tanpa adanya penambahan air pada beton dengan zeolit sebagai

bahan tambah. Secara keseluruhan zeolit menyebabkan campuran beton menjadi

lebih rekat dan mempengaruhi workability adukan beton, karena zeolit

mempunyai sifat absorbsi dan katalis.

4.4.2. Kuat Tekan

Dari hasil penelitian ini dapat diketahui perbandingan pengaruh variasi jumlah

kadar penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dengan zeolit sebagai pengganti

semen ditinjau dari nilai kuat tekan beton. Pengaruh variasi kadar penggunaan

zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti semen terhadap kuat

tekan beton pada umur 28 hari dapat dilihat pada Tabel 4.12 dan Tabel 4.13.


commit to user

65

Tabel 4.12. Pengaruh penggunaan kadar zeolit sebagai bahan tambah dan sebagai

pengganti semen terhadap kuat tekan beton

No Kadar zeolit (%)

Kode benda uji

Pmax (kN)


1 0 BZ0 a 520 29,42598

28,48284 BZ0 b 490 27,72833 BZ0 c 500 28,29421

2 5 BZ5 a 510 28,86009

30,2748 BZ5 b 545 30,84069 BZ5 c 550 31,12363

3 10 BZ10 a 530 29,99186

30,36912 BZ10 b 560 31,68952 BZ10 c 520 29,42598

4 15 BZ15 a 540 30,55775

30,935 BZ15 b 570 32,2554 BZ15 c 530 29,99186

5 20 BZ20 a 550 31,12363

29,42598 BZ20 b 505 28,57715 BZ20 c 505 28,57715

6 25 BZ25 a 445 25,18185

25,5591 BZ25 b 405 22,91831 BZ25 c 505 28,57715

7 5 BZS5 a 490 27,72833

29,23735 BZS5 b 540 30,55775 BZS5 c 520 29,42598

8 10 BZS10 a 570 32,2554

31,12363 BZS10 b 520 29,42598 BZS10 c 560 31,68952

9 15 BZS15 a 435 24,61596

24,42733 BZS15 b 420 23,76714 BZS15 c 440 24,8989

10 20 BZS20 a 425 2405008

23,29557 BZS20 b 440 24,8989 BZS20 c 370 20,93772

11 25 BZS25 a 400 22,63537

22,25811 BZS25 b 380 21,5036 BZS25 c 400 22,63537


commit to user

66

Tabel 4.13. Perbandingan kuat tekan pengaruh zeolit sebagai bahan tambah

dengan zeolit sebagai pengganti semen pada beton

Kadar zeolit (%)

Kuat tekan (MPa) Selisih dengan beton normal

MPa % Zeolit

sebagai bahan

tambah

Zeolit sebagai

pengganti semen

Zeolit sebagai bahan

tambah

Zeolit sebagai

pengganti semen

Zeolit sebagai bahan

tambah

Zeolit sebagai

pengganti semen

0 28,48284 28,48284 0 0 0 0 5 30,2748 29,23735 1,791965 0,75451 6,291383 2,649 10 30,36912 31,12363 1,886279 2,640791 6,622509 9,271516 15 30,935 24,42733 2,452163 -4,05551 8,609264 -14,2384 20 29,42598 24,47449 0,943138 -4,00835 3,311251 -14,0729 25 24,05008 22,25811 -4,43276 -6,22473 -15,5629 -21,8543

Berdasarkan Tabel 4.13 jika ditinjau dari variasi kadar zeolit sebagai bahan

tambah tampak bahwa penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai

pengganti semen dapat meningkatkan kuat tekan beton. Kuat tekan maksimal

dengan nilai tambah sebesar 8,609% dari beton normal yaitu dengan penambahan

zeolit sebanyak 15%, selanjutnya kuat tekan beton menurun pada penambahan

20%, sedangkan penggunaan zeolit sebagai pengganti semen menghasilkan nilai

tambah kuat tekan maksimal sebesar 9,272% dari beton normal yaitu pada

penggantian semen dengan zeolit sebanyak 10%, selanjutnya kuat tekan beton

menurun drastis pada penggunaan 15% dan 20% zeolit sebagai pengganti semen.

Pada penggunaan zeolit sebagai bahan tambah maupun sebagai pengganti semen

sebesar 25% menyebabkan kekuatan beton menurun cukup besar yaitu masing-

masing sebesar 15,563% dan 21,854% dari beton normal.

Dengan memasukkan data kuat tekan dan variasi kadar zeolit dari Tabel 4.12 ke

dalam analisa regresi pada program Microsoft excel, didapatkan grafik hubungan

kuat tekan dan variasi kadar zeolit serta persamaan polynomial untuk mengetahui

kadar optimum penggunaan zeolit yang ditampilkan pada Gambar 4.7.


commit to user

67

Gambar 4.7. Hubungan kuat tekan dengan variasi kadar zeolit pada beton

dengan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti

semen

Dari grafik pada Gambar 4.7 dapat diketahui bahwa hubungan antara kuat tekan

dan variasi kadar zeolit pada penelitian memiliki rumus empiris hasil regresi

polynomial dari grafik sebagai berikut:

枨囊实石0,030果挠十0,566果十28,483 (zeolit sebagai bahan tambah)

Nilai optimum dengan cara: 枨囊实石0,030果挠十0,566果十28,483 枨囊烛实0 枨囊烛实石0,060果十0,566 0实石0,060果十0,566 0,060果实0,566 果实9,433 枨囊实石0,030果挠十0,566果十28,483 实31,153 ∆枨囊实枨囊石枨难实31,153石28,483 实2,67 %∆枨囊实∆枨囊枨难果100% 实 2,6728,483果100% 实9,374%

y1 = -0.030x2 + 0.566x + 28.483

y2 = -0.015x2 + 0.182x + 28.483

0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 10 15 20 25 30

Kuat

teka

n (M

Pa)

Kadar zeolit (%)

Beton denganzeolit sebagaibahan tambah

Beton denganzeolit sebagaipenggantisemen


commit to user

68

Jadi kadar zeolit optimum sebagai bahan tambah terhadap kuat tekan beton

adalah 9,433% dengan kuat tekan sebesar 31,153 MPa dan nilai tambah kuat

tekan sebesar 9,374% dari beton normal.

枨挠实石0,015果挠十0,182果十28,483 (zeolit sebagai pengganti semen)

Nilai optimum dengan cara: 枨挠实石0,015果挠十0,182果十28,483 枨挠烛实0 枨挠烛实石0,030果十0,182 0实石0,030果十0,182 0,030果实0,182 果实6,067

枨挠实石0,015果挠十0,182果十28,483 实29,035 ∆枨挠实枨挠石枨难实29,035石28,483 实0,552 %∆枨挠实∆枨挠枨难果100% 实 0,55228,483果100% 实1,938%

Jadi kadar zeolit optimum sebagai pengganti semen terhadap kuat tekan beton

adalah 6,067% dengan kuat tekan sebesar 29,035 MPa dan nilai tambah kuat

tekan sebesar 1,938% dari beton normal.

Pada beton dengan menggunakan zeolit sebagai bahan tambah secara keseluruhan

dengan berbagai variasi penambahan kadar zeolit, nilai kuat tekan beton naik dari

beton normal dan optimum pada penambahan 9,433% kemudian menurun, hal

tersebut disebabkan oleh adanya penambahan zeolit tanpa adanya penambahan air

sehingga campuran beton lebih lekat dan mengakibatkan pemadatan yang kurang

sempurna sehingga kuat tekan beton menurun, sedangkan beton dengan

menggunkan zeolit sebagai pengganti semen dengan berbagai variasi kadar zeolit

nilai kuat tekan naik dari beton normal dan optimum pada kadar 6,067%,

kemudian menurun, hal tersebut disebabkan oleh zeolit tidak dapat menggantikan

semen sepenuhnya karena zeolit hanya berfungsi sebagai zat yang memanfaatkan

Ca(OH)2 sisa reaksi hidrasi semen sehingga membentuk komponen C-S-H gel

baru yang cenderung meningkatkan kekuatan beton.


commit to user

69

4.4.3. Modulus Elastisitas

Modulus elastisitas merupakan suatu ukuran nilai yang menunjukkan kekakuan

dan ketahanan beton untuk menahan deformasi (perubahan bentuk). Hal ini

membantu untuk menganalisa perkembangan tegangan regangan pada elemen

struktur yang sederhana dan untuk menentukan analisa tegangan-regangan,

momen dan lendutan pada struktur yang lebih kompleks. Modulus elastisitas

beton ditentukan dari hubungan antara tegangan-regangan beton pada daerah

elastis. Pengaruh variasi kadar penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit

sebagai pengganti semen terhadap modulus elastisitas beton pada umur 28 hari

dapat dilihat pada Tabel 4.14 dan Tabel 4.15.


commit to user

70

Tabel 4.14. Pengaruh penggunaan kadar zeolit sebagai bahan tambah dan sebagai

pengganti semen terhadap modulus elastisitas beton

No Kadar zeolit (%)

Kode benda uji

Ec perhitungan (MPa)

Ec rata-rata (MPa)

1 0 BZ0 a 17243

22730 BZ0 b 32323 BZ0 c 18624

2 5 BZ5 a 22867

22279,33333 BZ5 b 25293 BZ5 c 18678

3 10 BZ10 a 24608

23520,33333 BZ10 b 24823 BZ10 c 21130

4 15 BZ15 a 24930

26021,33333 BZ15 b 29126 BZ15 c 24008

5 20 BZ20 a 18806

18009,33333 BZ20 b 18137 BZ20 c 17085

6 25 BZ25 a 21322

19169,33333 BZ25 b 18943 BZ25 c 17243

7 5 BZS5 a 29763

24781 BZS5 b 25881 BZS5 c 18699

8 10 BZS10 a 26976

26971,33333 BZS10 b 23200 BZS10 c 30738

9 15 BZS15 a 24166

23894 BZS15 b 21503 BZS15 c 26013

10 20 BZS20 a 22842

20035,33333 BZS20 b 20050 BZS20 c 17214

11 25 BZS25 a 18000

20329 BZS25 b 19444 BZS25 c 23543


commit to user

71

Tabel 4.15. Perbandingan modulus elastisitas pengaruh zeolit sebagai bahan

tambah dengan zeolit sebagai pengganti semen pada beton

Kadar zeolit (%)

Modulus elastisitas (MPa)

Selisih dengan beton normal MPa %

zeolit sebagai bahan

tambah

zeolit sebagai

pengganti semen


tambah

zeolit sebagai

pengganti semen


tambah

zeolit sebagai

pengganti semen

0 22730,00 22730,00 0,00 0.00 0 0 5 22279,33 24781,00 -450,67 2051,00 -1,9827 9,023317 10 23520,33 26971,33 790,33 4241,33 3,477049 18,65963 15 26021,33 23894,00 3291,33 1164,00 14,48013 5,120985 20 18009,33 20035,33 -4720,67 -2694,67 -20,7684 -11,8551 25 19169,33 20329,00 -3560,67 -2401,00 -15,6651 -10,5631

Berdasarkan Tabel 4.14 ditinjau dari variasi kadar zeolit sebagai bahan tambah

dan zeolit sebagai pengganti semen tampak bahwa penggunaan zeolit dapat

meningkatkan modulus elastisitas beton. Penggunaan zeolit sebagai bahan tambah

menghasilkan nilai tambah modulus elastisitas maksimal sebesar 14,48% dari

beton normal yaitu dengan penambahan zeolit sebanyak 15%, selanjutnya nilai

modulus elastisitas menurun pada penambahan zeolit sebanyak 20%, sedangkan

penggunaan zeolit sebagai pengganti semen menghasilkan nilai tambah modulus

elastisitas maksimal sebesar 18,66% dari beton normal yaitu pada penggantian

semen dengan zeolit sebanyak 10%, selanjutnya modulus elastistas beton

menurun pada penggunaan 15% dan 20% zeolit sebagai pengganti semen. Pada

penggunaan zeolit sebagai bahan tambah maupun sebagai pengganti semen

sebesar 25% menyebabkan modulus elastisitas beton menurun cukup besar yaitu

masing-masing sebesar 15,6651% dan 10,5631% dari beton normal.

Dengan memasukkan data modulus elastisitas dan variasi kadar zeolit dari Tabel

4.14 ke dalam analisa regresi pada program Microsoft excel, didapatkan grafik

hubungan modulus elastisitas dan variasi kadar zeolit serta persamaan polynomial

untuk mengetahui kadar optimum penggunaan zeolit yang ditampilkan pada

Gambar 4.8.


commit to user

72

Gambar 4.8. Hubungan modulus elastisitas dengan kadar zeolit pada beton

dengan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti

semen

Dari grafik pada Gambar 4.8 dapat diketahui bahwa hubungan antara kuat tekan

dan variasi kadar zeolit pada penelitian memiliki rumus empiris hasil regresi

polynomial dari grafik sebagai berikut:

枨囊实石20,68果挠十286果十22730 (zeolit sebagai bahan tambah)

Nilai optimum dengan cara: 枨囊实石20,68果挠十286果十22730 枨囊烛实0 枨囊烛实石41,36果十286 0实石41,36果十286 41,36果实286 果实6,915 枨囊实石20,68果挠十286果十22730 实23718,830 ∆枨囊实枨囊石枨难实23718,830石22730 实988,83 %∆枨囊实∆枨囊枨难果100% 实988,8322730 果100% 实4,350%

y1 = -20.68x2 + 286.0x + 22730

y2 = -23.55x2 + 496.6x + 22730

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0 5 10 15 20 25 30

Mod

ulus

ela

stis

itas (

MPa

)

Kadar zeolit (%)

zeolitsebagaibahantambah

zeolitsebagaipengganti semen


commit to user

73

Jadi kadar zeolit optimum sebagai bahan tambah terhadap modulus elastisitas

beton adalah 6,915% dengan modulus elastisitas sebesar 23718,830 MPa dan nilai

tambah modulus elastisitas sebesar 4,350% dari beton normal.

枨挠实石23,55果挠十496,6果十22730 (zeolit sebagai pengganti semen)

Nilai optimum dengan cara: 枨挠实石23,55果挠十496,6果十22730 枨挠烛实0 枨挠烛实石47,10果十496,6 0实石47,10果十496,6 47,10果实496,6 果实10,544 枨挠实石23,55果挠十496,6果十22730 实25347,957 ∆枨挠实枨挠石枨难实25347,957石22730 实2617,957 %∆枨挠实∆枨挠枨难果100% 实2617,95722730 果100% 实11,518%

Jadi kadar zeolit optimum sebagai pengganti semen terhadap modulus elstisitas

beton adalah 10,544% dengan modulus elastisitas sebesar 25347,957 MPa dan

nilai tambah modulus elastisitas sebesar 11,518% dari beton normal.

Pada beton dengan menggunakan zeolit sebagai bahan tambah secara keseluruhan

dengan berbagai variasi penambahan kadar zeolit, nilai modulus elastisitas beton

naik dari beton normal dan optimum pada penambahan 6,915% kemudian

menurun, hal tersebut disebabkan oleh adanya penambahan zeolit tanpa adanya

penambahan air sehingga campuran beton lebih lekat dan mengakibatkan

pemadatan yang kurang sempurna sehingga kuat tekan beton menurun, sedangkan

beton dengan menggunkan zeolit sebagai pengganti semen dengan berbagai

variasi kadar zeolit nilai kuat tekan naik dari beton normal dan optimum pada

kadar 10,544% kemudian menurun, hal tersebut disebabkan oleh faktor

kelembaban, karena beton dengan kandungan air yang lebih tinggi mempunyai

modulus elastisitas yang lebih tinggi.


commit to user

74

4.4.4. Hubungan Antara Modulus Elastisitas dan Kuat Tekan Hasil Pengujian

Dari hasil pengujian diketahui bahwa peningkatan modulus elastisitas diikuti pula

dengan peningkatan kuat tekan. Maka dari itu dapat dicari rumus empiris

hubungan antara modulus elastisitas dengan kuat tekan hasil penelitian yang dapat

dilihat pada Tabel 4.16 , Gambar 4.9 dan Gambar 4.10.


commit to user

75

Tabel 4.16. Data kuat tekan dan modulus elastisitas perhitungan

No Kode

benda uji Kuat tekan

(MPa) Akar f'c Ec perhitungan

(MPa) Rumus empiris

1 BZ0 a 29,42598 5,4246 17243 3178,684 BZ0 b 27,72833 5,2658 32323 6138,324 BZ0 c 28,29421 5,3192 18624 3501,259

2 BZ5 a 28,86009 5,3722 22867 4256,575 BZ5 b 30,84069 5,5534 25293 4554,475 BZ5 c 31,12363 5,5789 18678 3347,998

3 BZ10 a 29,99186 5,4765 24608 4493,395 BZ10 b 31,68952 5,6293 24823 4409,572 BZ10 c 29,42598 5,4246 21130 3895,238

4 BZ15 a 30,55775 5,5279 24930 4509,845 BZ15 b 32,2554 5,6794 29126 5128,373 BZ15 c 29,99186 5,4765 24008 4383,836

5 BZ20 a 31,12363 5,5789 18806 3370,942 BZ20 b 28,57715 5,3458 18137 3392,782 BZ20 c 28,57715 5,3458 17085 3195,991

6 BZ25 a 25,18185 5,0182 21322 4248,975 BZ25 b 22,91831 4,7873 18943 3956,922 BZ25 c 28,57715 5,3458 17243 3225,547

7 BZS5 a 27,72833 5,2658 29763 5652,166 BZS5 b 30,55775 5,5279 25881 4681,881 BZS5 c 29,42598 5,4246 18699 3447,092

8 BZS10 a 32,2554 5,6794 26976 4749,811 BZS10 b 29,42598 5,4246 23200 4276,835 BZS10 c 31,68952 5,6293 30738 5460,316

9 BZS15 a 24,61596 4,9614 24166 4870,756 BZS15 b 23,76714 4,8752 21503 4410,732 BZS15 c 24,8989 4,9899 26013 5213,151

10 BZS20 a 24,05008 4,9041 22842 4657,747 BZS20 b 24,8989 4,9899 20050 4018,133 BZS20 c 20,93772 4,5758 17214 3761,986

11 BZS25 a 22,63537 4,7577 18000 3783,369 BZS25 b 21,5036 4,6372 19444 4193,05 BZS25 c 22,63537 4,7577 23543 4948,437

Dengan memasukkan data 税勘c′ dan modulus elastisitas dari Tabel 4.16 ke dalam

analisa regresi pada program Microsoft excel, didapatkan grafik hubungan 税勘c′ dan modulus elastisitas serta persamaan linier yang ditampilkan pada Gambar 4.9

dan Gambar 4.10.


commit to user

76

Gambar 4.9. Hubungan modulus elastisitas dan kuat tekan pada beton dengan

zeolit sebagai bahan tambah

Gambar 4.10. Hubungan modulus elastisitas dan kuat tekan pada beton dengan

zeolit sebagai pengganti semen

Dari grafik pada Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 dapat diketahui bahwa hubungan

antara modulus elastisitas dan kuat tekan pada penelitian memiliki rumus empiris

sebagai berikut:

Ec = 4069 税勘c′ (beton dengan zeolit sebagai bahan tambah)

y = 4069.8x

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

4.0000 5.0000 6.0000

Ec (

MPa

)

f'c^0.5 (MPa)

hubungan kuattekan danmoduluselastisitas

Linear(hubungan kuattekan danmoduluselastisitas)

y = 4510.8x

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

4.00000 5.00000 6.00000

Ec (

MPa

)

f'c^0.5 (MPa)

hubungan kuattekan danmoduluselastisitas

Linear(hubungan kuattekan danmoduluselastisitas)


commit to user

77

Ec = 4510 税勘c′ (beton dengan zeolit sebagai pengganti semen)

(Rumus empiris hasil regresi linear dari grafik)

Sedangkan hubungan antara modulus elastisitas dan kuat tekan dalam beton

normal memiliki rumus empiris sebagai berikut:

Ec = 4730 . 税勘c′ (ACI 318-89, Revised 1992,1996)

Ec = 4700 . 税勘c′ (SK SNI-T-15-1991)

Dengan:

Ec = Modulus elastisitas (MPa)

f’c = Kuat tekan (MPa)

Kuat tekan dan modulus elastisitas mempunyai nilai berbanding lurus secara teori.

Namun dalam penelitian ini kuat tekan beton dengan menggunakan zeolit sebagai

bahan tambah lebih baik daripada beton dengan menggunakan zeolit sebagai

pengganti semen, sedangkan modulus elastisitas beton dengan menggunakan

zeolit sebgai bahan tambah tidak lebih baik daripada beton dengan menggunakan

zeolit sebagai pengganti semen, hal tersebut disebabkan oleh faktor kelembaban.

Secara keseluruhan hubungan antara modulus elastisitas dan kuat tekan beton

dalam penelitian ini mempunyai nilai modulus elastisitas yang lebih rendah jika

dibandingkan dengan standar dalam (SK SNI-T-15-1991) dan (ACI 318-89,

Revised 1992,1996).


commit to user

678

78

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil pengujian, analisis data, dan pembahasan maka dapat ditarik beberapa

kesimpulan sebagai berikut:

1. Kadar optimum penggunaan zeolit sebagai bahan tambah terhadap nilai kuat

tekan berdasarkan analisa regresi persamaan polynomial program Microsoft

excel sebanyak 9,433% terhadap berat semen dapat meningkatkan kuat tekan

dengan nilai tambah sebesar 9,374% dari beton normal, sedangkan kadar

optimum penggunaan zeolit sebagai pengganti semen sebanyak 6,067%

terhadap berat semen dapat meningkatkan kuat tekan dengan nilai tambah

sebesar 1,938% dari beton normal.

2. Beton dengan menggunakan zeolit sebagai bahan tambah mempunyai kuat

tekan yang lebih baik daripada beton dengan menggunakan zeolit sebagai

pengganti semen, hal tersebut karena pada beton dengan menggunakan zeolit

sebagai bahan tambah memiliki semen yang lebih banyak sehingga pasta yang

berfungsi mengikat agegat lebih banyak maka dihasilkan beton dengan kuat

tekan yang lebih besar.

3. Kadar optimum penggunaan zeolit sebagai bahan tambah terhadap nilai

modulus elastisitas berdasarkan analisa regresi persamaan polynomial program

Microsoft excel sebanyak 6,915% terhadap berat semen dapat menghasilkan

nilai tambah modulus elastisitas sebesar 4,350% dari beton normal, sedangkan

kadar optimum penggunaan zeolit sebagai pengganti semen sebanyak

10,544% terhadap berat semen dapat menghasilkan nilai tambah modulus

elastisitas sebesar 11,518% dari beton normal.

4. Beton dengan menggunakan zeolit sebagai pengganti semen mempunyai nilai

modulus elastisitas yang lebih baik daripada beton dengan menggunakan


commit to user

79

zeolit sebagai bahan tambah, hal tersebut karena pada beton dengan

menggunakan zeolit sebagai pengganti semen memiliki kelembaban air yang

lebih tinggi sehingga nilai modulus elastisitas yang lebih tinggi.

5. Penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti semen

dapat mengurangi nilai slump, sehingga mempengaruhi workability adukan

beton. Semakin besar penggunaan kadar zeolit, maka akan semakin rendah

nilai slump beton tersebut.

5.2. Saran

Untuk menindaklanjuti penelitian ini, diperlukan beberapa koreksi yang harus

diperhatikan agar dapat dijadikan sebagai pedoman dan acuan bagi penelitian-

penelitian selanjutnya agar dapat lebih baik. Adapun saran-saran untuk penelitian

selanjutnya antara lain sebagai berikut:

1. Pastikan bahwa alat dan bahan yang akan digunakan berada dalam kondisi

yang baik.

2. Ketelitian merupakan salah satu hal yang penting di dalam penelitian.

3. Pelajari prosedur penggunaan alat dan pengujian yang akan dilakukan.

Documents

TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS BETON …/Tinjauan...perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user i TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS