TINJAUAN MODULUS ELASTISITAS dan POISSON …/Tinjauan...Modulus Elastisitas dan Poisson Ratio Beton Serat Performa Tinggi dengan Penambahan Silica fume, ... penyusun beton dengan penambahan

TINJAUAN MODULUS ELASTISITAS dan POISSON RATIO

BETON SERAT PERFORMA TINGGI dengan PENAMBAHAN SILICA FUME, FLY ASH dan SERAT BAJA

Observe The Modulus of Elastisity and Poisson Ratio of High Perform Concrete

Fiber With Increasing Silicafume,Fly Ash and Fiber Steel

SKRIPSI

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

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh

I 0103124 S U T R I S N O

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2009

TINJAUAN MODULUS ELASTISITAS dan POISSON RATIO

BETON SERAT PERFORMA TINGGI dengan PENAMBAHAN SILICA FUME, FLY ASH dan SERAT BAJA



SKRIPSI

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


Disusun oleh :

I 0103124 S U T R I S N O

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2009

ii

LEMBAR PERSETUJUAN SKRIPSI

TINJAUAN MODULUS ELASTISITAS dan POISSON RATIO BETON SERAT PERFORMA TINGGI dengan PENAMBAHAN SILICA FUME,

FLY ASH dan SERAT BAJA

Observe The Modulus of Elastisity and Poisson Ratio of High Perform Concrete Fiber With Increasing Silicafume,Fly Ash and Fiber Steel

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Disusun oleh :

I 0103124 S U T R I S N O

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan Dosen Pembimbing

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Wibowo, ST,DEA Ir. Slamet Prayitno, MT NIP. 19681007 199502 1 001 NIP. 19531227 198601 1 001

iii

TINJAUAN MODULUS ELASTISITAS dan POISSON RATIO BETON SERAT PERFORMA TINGGI dengan PENAMBAHAN SILICA FUME,

FLY ASH dan SERAT BAJA



SKRIPSI

Disusun Oleh :

I 0103124 S U T R I S N O

Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Universitas Sebelas Maret pada hari

Jumat, 30 Oktober 2009.

1. Wibowo, ST, DEA --------------------------- NIP. 19681007 199502 1 001 2. Ir. Slamet Prayitno, MT NIP. 19531227 198601 1 001

---------------------------

3. Endah Safitri, ST, MT --------------------------- NIP. 19701212 200003 2 001 4. Ir. Endang Rismunarsi, MT

Mengetahui, Disahkan, a.n. Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik Sipil Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS

--------------------------- NIP. 19570917 198601 2 001

Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001

iv

MOTTO

Hidup dengan melakukan kesalahan akan tampak lebih terhormat daripada selalu benar karena tidak pernah melakukan apa-apa.

(GB Shaw)

Bila kamu tidak dapat memberikan kebaikan kepada orang lain dengan kekayaanmu, berilah mereka kebaikan dengan wajahmu yang

berseri- seri dan akhlak yang baik (Nabi Muhammad SAW)

PERSEMBAHAN

Kupersembahkan skripsi ini dengan segala kerendahan hati untuk :

♠ Papa dan Mamaku, terima kasih atas pengorbanan, doa, bimbingan dan nasehatnya supaya aku sabar menjalani smua masalah.

♠ Mas pri, Mas war yang slalu memberi apa yang aku mau, slalu membantu smua problema yang aku hadapi.

♠ Ponakan Tercinta Ivan, Ireene, Steve, Havie Jangan manja terus dan jangan pernah malas untuk belajar.

♠ Eva Martina Afriana, yang slalu men-suport aku, Memberi harapan- harapan akan masa depan tentang ASA dan CINTA, Smoga Smua tercapai, AMIN....

♠ Ervin, Nani, Wimba, Wantexs, Ucup, Adam, Adita Smua temen yang slalu aku repotkan Makaseh banyak.

♠ Rekan Mahasiswa Teknik Sipil 03, Parking Dep. n Staf terima kasih untuk Smangatnya,Chayo CIVERO’03.

♠ All of My Family.

v

A B S T R A K

Sutrisno, 2009, Modulus Elastisitas dan Poisson Ratio Beton Serat Performa Tinggi dengan Penambahan Silica fume, Fly Ash dan Serat Baja, Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Beton mutu tinggi adalah beton dengan perlakuan khusus dan persyaratan yang seragam, disyaratkan terdapat kontrol terhadap pemilihan dan desain dari material penyusun beton dengan penambahan bahan tambah yang tepat. Penggunaan bahan tambah silica fume, fly ash dan serat baja pada beton mutu tinggi adalah dimaksudkan untuk memperbaiki dan meningkatkan mutu beton itu sendiri. Silica fume merupakan produk sampingan (biproduct) dari suatu proses industri silicon metal. Silica fume mengandung kadar SiO2 yang tinggi dan merupakan bahan sangat halus, berbentuk butiran, sangat kecil, dan biasanya disebut dengan mikro silika. Ukuran butirannya 100 kali lebih halus dibandingkan butiran semen. Silika fume mengandung unsur SiO2 lebih dari 85% dengan demikian silika fume dapat dikategorikan sebagai pozzoland.

Penelitian dilakukan dengan metode eksperimen di laboratorium dengan menggunakan sampel silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Rancang campur menggunakan Pendekatan dari proposal lomba kuat tekan beton oleh Universitas Kristen Petra dengan f’c rencana 100 MPa (Silinder), dengan penambahan variasi dimensi serat baja 0mm, 25mm, 50mm. Proses pengujian meliputi, uji modulus elastisitas dan rasio poisson pada umur beton 28 hari. Analisis data hasil pengujian digunakan analisis statistik dengan menggunakan regresi polinomial dengan program Microsoft Excel. Dari hasil analisis diketahui bahwa terjadi pola perubahan modulus elastisitas dan rasio poisson. modulus elastisitas rata-rata dari beton mutu tinggi dengan variasi penggantian serat baja 0mm, 25mm, 50mm,untuk umur 28 hari adalah 32.643,19453 MPa; 32.217,04895 MPa; 37.666,26744 MPa; 34.095,49381 MPa. Dapat diketahui pula bahwa nilai poisson ratio rata-rata untuk penggantian serat baja 0mm, 25mm, 50mm,untuk umur 28 hari adalah 0,2262936; 0,2376783; 0,2624827 dan 0,215622.

Kata kunci : silica fume, fly ash, serat baja,modulus elastisitas.

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat

dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul

“Tinjauan Modulus Elastisitas dan Poisson Ratio Beton Serat Performa Tinggi

dengan Penambahan Silica fume, Fly Ash dan Serat Baja ”.

Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh guna

meraih gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta. Melalui penyusunan skripsi ini mahasiswa

diharapkan mampu mempunyai daya analisa yang tajam serta membantu

memperdalam ilmu yang telah diperoleh selama masa kuliah.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya

kepada:

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf.

2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas teknik Universitas sebelas Maret

Surakarta beserta staf.

3. Prof. Dr. Ir. Sobriyah, MS, selaku Dosen Pembimbing Akademis

4. Wibowo, ST, DEA, selaku Dosen Pembimbing I skripsi.

5. Ir Slamet Prayitno, MT, selaku Dosen Pembimbing II skripsi .

6. Tim Penguji Pendadaran pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik


7. Ketua Laboratorium beserta Staf Laboran Bahan Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret Surakarta

8. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret Surakarta

9. Semua pihak yang telah banyak membantu dalam penyusunan skripsi ini yang

tidak dapat disebutkan satu per satu

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak

kekurangan, sehingga masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran

demi perbaikan ini sangat diharapkan.

vii

Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua dan dan

bagi mahasiswa Teknik Sipil pada khususnya.

Surakarta, Oktober 2009

Penulis

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

HALAMAN PERSETUJUAN

HALAMAN PENGESAHAN

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

ABSTRAK

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

DAFTAR LAMPIRAN

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

1.2. Rumusan Masalah

1.3. Batasan Masalah

1.4. Tujuan Penelitian

1.5. Manfaat Penelitian

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Pengertian Beton

2.2.2. Beton Mutu Tinggi

2.2.3 Bahan Penyusun Beton

2.2.3.1. Semen Portland

2.2.3.2. Agregat

2.2.3.3. Air

2.2.3.4. Silika Fume

2.2.3.5. Superplasticizer

2.2.3.6. Abu Terbang (Fly Ash)

2.2.3.6.1. Sifat- sifat Fisika Abu Terbang

i

ii

iii

iv

v

vi

viii

xi

xii

xiii

xiv

1

4

4

5

5

6

10

10

10

14

14

16

19

21

22

25

26

ix

2.2.4. Sifat- sifat Beton Segar

2.2.4.1. Kemudahan Pengerjaan (workability)

2.2.4.2. Pemisahan Air (Bleeding)

2.2.5. Sifat- sifat Beton Setelah Mengeras

2.2.5.1. Kekuatan (Strength)

2.2.5.2. Ketahanan (Durability)

2.2.5.3. Rangkak dan Susut

2.2.6. Modulus Elastisitas

2.2.6. Poisson Ratio

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tinjauan Umum

3.2. Benda Uji

3.3. Tahapan dan Prosedur Penelitian

3.4. Peralatan Penelitian

3.5. Pengujian Bahan Dasar

3.5.1. Pengujian Agregat Halus

3.5.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus

3.5.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik

3.5.1.3. Pengujian Specific Grafity

3.5.1.4. Pengujian Gradasi

3.5.2. Pengujian Agregat Kasar

3.5.2.1. Pengujian Specific Grafity

3.5.2.2. Pengujian Abrasi

3.5.2.3. Pengujian Gradasi

3.5.2.4. Pengujian Berat Satuan

3.6. Perancangan Campuran Beton

3.7. Pembuatan Benda Uji

3.8. Pengujian Nilai Slump

3.9. Perawatan Benda Uji (Curing)

3.10. Pengujian Tegangan Regangan Silinder Beton

3.11. Analisis Hasil

27

27

30

30

30

31

31

32

32

34

34

34

35

38

39

40

40

41

42

44

45

45

47

48

49

50

50

51

52

52

54

x

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengujian Agregat

4.1.1. Pengujian Agregat Halus

4.1.2. Pengujian Agregat Kasar

4.2. Perancangan Campuran Adukan Beton

4.3. Pengujian Nilai Slump

4.4. Pengujian Berat Jenis Beton

4.5. Pengujian Modulus Elastisitas dan Poisson Rasio

4.5.1. Perhitungan Modulus Elastisitas

4.5.2. Perhitungan Poisson Ratio

4.6. Pembahasan


4.6.2. Poissin Ratio

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

5.2. Saran

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

55

55

55

60

63

63

65

66

66

71

75

75

76

76

77

xv

xvi

xi

DAFTAR TABEL

Hal.

Tabel 2.1 Klasifikasi High strength Concrete, High Performance 10

Concrete

Tabel 2.2 Susunan unsur semen 14

Tabel 2.3 Jenis-jenis Semen Portland 15

Tabel 2.4 Gradasi Agregat Kasar 17

Tabel 2.5 Gradasi Agregat Halus 18

Tabel 2.6 Sifat fisik dari beberapa bahan 21

Tabel 2.8 Penggunaan Beton pada Tingkat Workabilitas yang 28

Berbeda-beda

Tabel 3. 1 Pengelompokan Benda uji 35

Tabel 3. 2 Tabel Perubahan Warna 42

Tabel 4. 1 Hasil pengamatan setelah pencucian 55

Tabel 4. 2 Pengaruh kandungan zat organik terhadap persentase

penurunan kekuatan beton

56

Tabel 4. 3 Berat pasir yang tertinggal 57

Tabel 4. 4 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus 58

Tabel 4. 5 Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar 60

Tabel 4. 6 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar 61

Tabel 4. 7 Kebutuhan bahan untuk beton ringan tiap variasi serat 63

Tabel 4. 8 Nilai slump adukan beton 64

Tabel 4. 9 Berat jenis beton 65

Tabel 4. 10 Hasil Persamaan Regresi Polinomial Fungsi Tegangan-

Regangan

66

Tabel 4. 11 Hasil perhitungan modulus elastisitas beton mutu tinggi

umur 28 hari

70

Tabel 4. 12 Hasil persamaan regresi fungsi regangan aksial-lateral 71

Tabel 4. 13 Hasil perhitungan poisson ratio beton mutu tinggi umur

28 hari

74

xii

DAFTAR GAMBAR

Hal.

Gambar 2. 1 Kurva hubungan tegangan-regangan untuk beton

mutu sedang dan mutu tinggi

12

Gambar 2. 2 Pengaruh superplasticizer terhadap workability untuk

tiga jenis campuran beton

23

Gambar 2. 3 Ekspansi akibat dari desak 32

Gambar 3. 1 Bagan Alir Tahap-tahap Pelaksanaan Penelitian. 38

Gambar 4. 1 Kurva Daerah Susunan Gradasi Agregat Halus (pasir) 60

Gambar 4. 2 Grafik Gradasi Agregat Kasar 62

Gambar 4. 3 Grafik Hubungan Variasi dimensi serat dan Nilai

Slump

64

Gambar 4. 4 Grafik hubungan tegangan-regangan aksial beton

Pada beton normal umur 28 hari.

67

Gambar 4. 5 Grafik hubungan tegangan-regangan aksial beton

dengan penambahan Serat baja 25mm umur 28 hari.

67

Gambar 4. 6 Grafik perbandingan antara nilai modulus elastisitas

hasil penelitian dan validasi pada beton mutu tinggi

umur 28 hari.

70

Gambar 4. 7 Grafik hubungan regangan aksial-lateral dengan serat

baja 0mm umur 28 hari

72

Gambar 4. 8 Grafik hubungan regangan aksial-lateral dengan serat

baja 25mm umur 28 hari.

72

Gambar 4.9 Grafik perbandingan antara nilai Poisson rasio rerata

dengan variasi panjang serat baja. pada beton mutu

tinggi umur 28 hari.

74

xiii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

% = persentase

fc’ = Kuat tekan beton

Ac = Luas permukaan benda uji tertekan

Ec = Modulus Elastisitas

ε = Regangan aksial

∆l = Penurunan arah longitudinal

L = Tinggi beton relative (jarak antara dua strain gauge)

S2 = Tegangan sebesar 0,4 . f’c

S1 = Tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudinal akibat

tegangan sebesar 0,00005

ε2 = Regangan longitudinal akibat tegangan S2

μ = Angka poisson ratio

εt2 = Regangan larteral akibat tegangan S2

εt1 = Regangan lateral akibat tegangan S1

ε2 = Regangan longitudinal akibat tegangan S2

mm = milimeter

cm = centimeter

gr = gram

kg = kilogram

lt = liter

MPa = Mega Pascal

fas = Faktor air semen

ASTM = American Society for Testing and Materials

SSD = Saturated Surface Dry

SKSNI = Standar Konsep Standar Nasional Indonesia

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A : Hasil Pengujian Agregat

Lampiran B : Penghitungan Rencana Campuran Beton

Lampiran C : Hasil Pengujian Tegangan-Regangan

Lampiran D : Dokumentasi Penelitian

Lampiran E : Surat-surat Skripsi

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Beton merupakan salah satu faktor yang sangat penting di dalam bidang teknik

sipil, mengingat fungsinya sebagai salah satu elemen pembentuk struktur baik

sebagai upper structure maupun sub structure. Kemajuan pengetahuan tentang

teknologi beton memungkinkan untuk dibangunnya struktur-struktur besar baik

yang berupa gedung-gedung bertingkat maupun sarana transportasi misalnya

jembatan dengan bentang panjang, lapisan perkerasan jalan dan lapisan

perkerasan lapangan udara.

Beton merupakan bahan konstruksi yang mempunyai peranan yang semakin luas

seiring dengan laju pembangunan saat ini. Beton didapat dari pencampuran

bahan-bahan agregat halus dan kasar berupa pasir, batu, batu pecah, atau bahan

semacam lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan perekat semen, dan

air sebagai bahan pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses

pengerasan dan perawatan beton berlangsung dan juga bahan tambah

(admixture). Bahan tambah ini dapat berupa bahan kimia, serat dan bahan

buangan non kimia yang dicampurkan dengan perbandingan tertentu.

Teknologi beton yang terus berkembang menghasilkan beton mutu tinggi yang

menjadi solusi akan kebutuhan beton yang semakin meningkat tersebut. Beton

pracetak dan prategang digunakan untuk struktur-struktur seperti tiang pancang,

balok jembatan, plat lantai dan kolom untuk gedung bertingkat banyak dan

bantalan kereta api. Beton mutu tinggi dengan kuat desak yang lebih besar dari

beton normal lebih digunakan sebagai komponen beton pracetak dan prategang.

Beton mutu tinggi adalah beton dengan perlakuan khusus dan persyaratan yang

seragam yang tidak dapat selalu dicapai secara rutin hanya dengan penggunaan

material konvensional dan pencampuran secara normal, penempatan dan cara

2 perawatannya, disyaratkan terdapat kontrol terhadap pemilihan material penyusun

beton dengan penggunaan bahan tambah yang tepat. Beton mutu tinggi umumnya

dikenal sebagai beton dengan kuat desak lebih besar dari 6000 psi atau 42 Mpa

pada umur 28 hari untuk benda uji silinder. (Nawy,1996). Penggunaan beton mutu

tinggi sangat cocok untuk struktur bangunan tingkat tinggi, struktur jembatan,

tiang dan kolom dengan beban yang besar dimana akan memberikan

pengurangan dalam desain kolom dan balok dan memberikan keuntungan

penghematan ruang.

Pembuatan beton mutu tinggi yang didesain memiliki kuat tekan yang tinggi

diantaranya diperoleh dengan mengurangi nilai faktor air semen. Hal ini

diperlukan agar semua semen dapat bereaksi dengan air dan tidak meninggalkan

pori-pori dalam beton yang timbul akibat penguapan air yang berlebih. Semakin

kecil atau sedikit pori-pori dalam beton akan semakin meningkatkan kuat tekan

beton tersebut. Tetapi rasio air semen yang rendah menyebabkan beton akan sukar

dikerjakan dan tidak lecak. Untuk itu diperlukan suatu admixture yang dapat

meningkatkan workability campuran beton. Campuran beton dikatakan memiliki

workabilitas yang baik apabila memiliki sifat-sifat kohesif, plastis, mobilitas,

fluiditas, dan stabilitas yang baik. Superplasticizer atau yang disebut juga High

Range Water Reducer diperlukan untuk meningkatkan workabilitas campuran

beton. Bahan tambah ini mendispersikan butiran semen sehingga tidak terjadi

penggumpalan adukan beton. Selain itu penambahan superplasticizer

menyebabkan campuran beton mudah mengalir (flowing concrete) sehingga

berguna untuk pencetakan beton ditempat-tempat yang sulit dijangkau, seperti

tempat dengan penulangan yang rapat.

Pada beton mutu tinggi perlu adanya desain dan kontrol dari komposisi

penggunaan material yang mengandung unsur semen (cementitious), agregat, air

dan bahan tambah yang tepat. Pemilihan kualitas agregat dan dimensi butiran

agregat yang digunakan akan menentukan kekuatan beton yang direncanakan.

Penggunaan bahan cementitious termasuk didalamnya portland cement, fly ash,

silica fume, dan ampas dari pembakaran butiran tanah pozzolan alam sangat

efektif meningkatkan kekuatan dari campuran beton. Beton dengan kualitas yang

3 baik dapat diperoleh dengan penggunaan material yang terkontrol dengan proporsi

campuran yang tepat sesuai dengan target atau hasil yang diinginkan, juga diikuti

dengan perawatan (curing) yang baik pula.

Silica fume merupakan produk sampingan (biproduct) dari suatu proses industri

silicon metal. Silica fume mengandung kadar SiO2 yang tinggi dan merupakan

bahan sangat halus, berbentuk butiran, sangat kecil, dan biasanya disebut dengan

mikro silika. Ukuran butirannya 100 kali lebih halus dibandingkan butiran semen.

Silika fume mengandung unsur SiO2 lebih dari 85% dengan demikian silika fume

dapat dikategorikan sebagai pozzoland. Terdapat kelebihan tersendiri apabila kita

menggunakan silika fume dalam proses pembuatan beton mutu tinggi, kelebihan

tersebut antara lain:

1. Meningkatakan workabilitas untuk jangka waktu yang lama

2. Meningkatkan stabilitas dan keterpaduan campuran beton segar

3. Ketahanan beton meningkat drastis

4. Air resapan pada beton banyak berkurang

5. Gas didalam beton banyak berkurang

6. Peningkatan yang besar ketahanan terhadap karbonasi

7. Perembesan klorid dalam beton banyak berkurang

8. Kekuatan awal dan akhir yang tinggi

(Technical data sheet SikaFume, PT Sika Indonesia)

Sifat kurang baik dari beton yaitu getas, yang berhubungan dengan kemampuan

menahan tegangan tarik dan momen lentur. Sehingga penambahan serat baja

dalam campuran beton mutu tinggi ini diharapkan dapat memperbaiki daktilitas,

dan akan meningkatkan nilai modulus elastisitas dan poisson’s ratio. Untuk

mengetahui peningkatan kualitas dari beton mutu tinggi berserat baja ini

dilakukan beberapa pengujian meliputi modulus elastisitas dan poisson ratio.

Hubungan tegangan-regangan beton yang timbul akibat beban luar yang bekerja,

merupakan hal yang penting untuk mempelajari karakteristik dari gaya-gaya

dalam beton. Hal ini dapat digunakan untuk menyelesaikan analisis dan

perencanaan suatu bagian struktur. Dari parameter tegangan-tegangan beton ada

dua hal yang menarik untuk dikaji lebih lanjut, yaitu perbandingan (rasio) poisson

4 dan modulus elastisitas. Modulus elastisitas merupakan suatu tolak ukur umum

yang digunakan untuk pengukuran sifat-sifat elastis suatu bahan. Poisson ratio

didefinisikan sebagai perbandingan antara regangan lateral terhadap regangan

aksial pada bagian yang dibebani secara uni aksial. Dengan penambahan serat

baja diharapkan mampu meningkatkan elastisitas beton, sehingga dengan

sendirinya elastisitas beton semakin tinggi. Modulus elastisitas akan meningkat

sejalan dengan peningkatan batas elastisitas beton.

1.2 Rumusan Masalah

Dari permasalahan yang ada, penelitian ini akan meneliti :

1. Bagaimana pengaruh penambahan silica fume, serat baja ke dalam adukan

beton terhadap nilai modulus elastisitas dan poisson ratio

2. Berapa besar nilai modulus elastisitas dan nilai poisson ratio beton dengan

penambahan silica fume dan serat baja.

1.3 Batasan Masalah

Penelitian ini akan membatasi permasalahan sebagai berikut :

1. Mutu beton disyaratkan memiliki f’c

2. Silica fume digunakan sebagai bahan tambah semen dalam ukuran berat.

> 60 MPa pada umur beton 28 hari.

3. Kadar silica fume terbatas pada kadar 5% dari berat semen.

4. Variasi volume serat baja adalah 1% terhadap volume beton, dan panjang

serat 25 mm dan 50 mm.

5. Semen yang digunakan adalah tipe I.

6. Mix design direncanakan untuk f’c

7. Fly Ash yang digunakan berasal dari hasil sisa bakar batu bara pada PT.

Batik Keris Solo, Surakarta, Indonesia.

= 60 MPa (silinder).

8. Kadar superplasticizer dihitung 1% berdasarkan berat semen.

9. Pencampuran dengan menggunakan molen dan pemadatan dengan

vibrator.

5

10. Adukan beton yang dihasilkan dianggap homogen dan penyebaran serat

baja dianggap merata.

11. Umur beton pengujian adalah umur 28 hari.

12. Pengujian yang dilakukan adalah uji bahan dasar, pengujian nilai slump,

dan uji modulus elastisitas.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui besarnya nilai modulus elastisitas dan poisson’s ratio beton mutu tinggi dengan penambahan silica fume dan variasi serat baja.

1.5 Manfaat Penelitian

1. Manfaat teoritis :

a) Memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu bahan struktur.

b) Menambah pengetahuan tentang beton terutama penggunaan silica fume

dan serat baja sebagai bahan penambah semen.

c) Menambah pengetahuan tentang beton mutu tinggi ditinjau dari parameter

modulus elastisitas dan poisson rasionya.

2. Manfaat Praktis

a) Menambah alternatif pilihan bahan tambah silica fume dan serat baja

untuk digunakan dalam perancangan beton mutu tinggi.

b) Mengetahui kadar optimum silica fume sebagai bahan penambah semen

yang memberikan kuat desak maksimum sebagai persyaratan beton mutu

tinggi.

c) Mengetahui nilai modulus elastisitas dan poisson ratio beton mutu tinggi

dengan bahan tambah silica fume sebagai penambah semen.

6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Beton dibentuk oleh pengerasan campuran semen, air, agregat halus, agregat kasar

(batu pecah atau kerikil), udara dan kadang-kadang campuran bahan tambahan

lainnya (mulai dari bahan kimia, serat sampai bahan buangan non kimia) dengan

perbandingan tertentu. Campuran yang masih plastis ini dicor kedalam perancah

dan dirawat untuk mempercepat reaksi hidrasi campuran semen-air, yang

menyebabkan pengerasan beton. Bahan yang terbentuk ini mempunyai kuat desak

yang tinggi, dan ketahanan terhadap tarik rendah (Nawy, 1990).

Beton banyak dipakai secara luas sebagai bahan bangunan. Bahan tersebut

diperoleh dengan cara mencampurkan semen portland, air, dan agregat (dan

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

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

Campuran tersebut apabila dituang dalam cetakan kemudian dibiarkan maka akan

mengeras seperti batuan (Kardiyono Tjokrodimulyo, 1996 : 1).

Sifat yang paling penting dari suatu agregat (batu-batuan, kerikil, pasir dan lain-

lain) 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

(Murdock dan Brook, 1999).

Nilai banding berat air dan semen untuk suatu adukan beton dinamakan water

cement ratio. Agar terjadi proses hidrasi yang sempurna dalam adukan beton,

pada umumnya dipakai nilai water cement ratio (wcr) 0,40 – 0,60 tergantung

mutu beton yang hendak dicapai. Semakin tinggi mutu beton yang ingin dicapai

7

umumnya menggunakan nilai wcr rendah, sedangkan dilain pihak, untuk

menambah daya workabilitas (kelecakan, sifat mudah dikerjakan) diperlukan nilai

wcr yang lebih tinggi. (Istimawan Dipohusodo, 1990 : 3)

Kekuatan semen yang telah mengeras tergantung pada jumlah air yang diperlukan

waktu proses hidrasi berlangsung. Pada dasarnya jumlah air yang diperlukan

untuk proses hidrasi hanya kira – kira 25 persen dari berat semennya, penambahan

jumlah air akan mengurangi kekuatan setelah mengeras. Air kelebihan dari yang

diperlukan untuk proses hidrasi pada umumnya memang diperlukan pada

pembuatan beton, agar adukan beton dapat dicampur dengan baik, diangkut

dengan mudah dan dapat dicetak tanpa rongga – rongga yang besar (tidak

keropos). Akan tetapi hendaknya selalu diusahakan jumlah air sesedikit mungkin,

agar kekuatan beton tidak terlalu rendah. Kuat tekan beton sangat dipengaruhi

oleh besar pori – pori pada beton. Kelebihan air akan mengakibatkan beton

berpori banyak, sehingga hasilnya kurang kuat dan juga lebih porous (berpori).

(Kardiyono Tjokrodimulyo, 1996 : 8).

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

minimal konsisten dengan derajat workabilitas yang dibutuhkan untuk

memberikan kepadatan maksimal. Derajat kepadatan harus dipertimbangkan

dalam hubungannya dengan cara pemadatan dan jenis konstruksi, agar terhindar

dari kebutuhan akan pekerjaan yang berlebihan dalam mencapai kepadatan

maksimal. (Murdock, 1979 : 97)

Bentuk dan tekstur permukaan agregat berpengaruh pada kekuatan beton. Bentuk

yang runcing mempunyai kemampuan saling mengunci, dan permukaan yang

kasar mempunyai koefesien gesek yang tinggi dan akan menghasilkan kekuatan

tekan yang lebih tinggi. Gradasi bahan batuan yang heterogen mengurangi volume

pori yang ada dan menghasilkan beton yang padat dan berkekuatan tinggi.

(Sudarmoko, 1998)

8

Bahan tambah ialah bahan selain unsur pokok beton (air, semen dan agregat) yang

ditambahkan pada adukan beton, sebelum, segera atau selama pengadukan beton.

Tujuannya ialah mengubah satu atau lebih sifat-sifat beton sewaktu masih dalam

keadaan segar atau setelah mengeras, misalnya mempercepat pengerasan,

menambah encer adukan, menambah kuat tekan, menambah daktilitas,

mengurangi sifat getas, mengurangi retak-retak pengerasan dan sebagainya

(Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996 : 47)

Apabila semen portland dicampur dengan air, maka komponen kapur dilepaskan

dari senyawanya. Banyaknya kapur yang dilepas ini sekitar 20% dari berat

semen. Kondisi terburuknya ialah terjadi pemisahan struktur yang disebabkan

oleh lepasnya kapur dari semen. Situasi ini dapat dicegah dengan suatu mineral

silika seperti pozzolan. Mineral yang ditambahkan ini bereaksi dengan kapur bila

ada uap air membentuk bahan padat yang kuat yaitu kalsium silikat. (Nawy, 1990

: 11).

Pozzolan adalah bahan alam atau buatan yang sebagian besar terdiri dari unsur-

unsur silikat dan atau aluminat yang reaktif (Persyaratan Umum Bahan Bangunan

di Indonesia, PUBI-1982). Pozzolan sendiri tidak mempunyai sifat semen, tetapi

dalam keadaan halus (lolos ayakan 0,21 mm) bereaksi dengan air dan kapur

padam pada suhu normal (24-27 C) menjadi suatu massa padat yang tidak larut

dalam air.

Menurut ACI Committee 544 (1982), fiber reinforced concrete didefisikan

sebagai beton yang terbuat dari campuran semen, agregat halus atau agregrat

halus dan kasar serta sejumlah kecil serat. Ide dasar penambahan serat adalah

memberikan tulangan serat pada beton, yang disebar merata cara random untuk

mencegah retak-retak beton yang terlalu dini didaerah tarik akibat panas dan

hidrasi maupun akibat pembebanan (Pribadi, 1997).

Telah terbukti bahwa penambahan serat alumunium dalam beton selain dapat

memperbaiki kekuatan tarik beton dan sifat getasnya, juga dapat memperbaiki

9

sifat-sifat yang lainnya, seperti menambah kekuatan lentur beton, menambah

kekuatan geser, keuletan beton bertambah, daya tahan yang lebih besar dalam

menerima beban kejut (Harjono, 2001).

Superplasticizer mempunyai pengaruh dalam peningkatan workabilitas beton

sampai pada tingkat yang cukup besar. Bahan ini, pada kenyataannya digolongkan

pada sarana untuk menghasilkan beton yang “mengalir” tanpa terjadi pemisahan

yang umumnya terjadi pada beton dengan jumlah air yang besar. Pada alternatif

lain, bahan ini dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan beton, karena

memungkinkan pengurangan kadar air guna mempertahankan workabilitas yang

sama. (Murdock, 1979 : 93)

Kuat tekan beton mutu tinggi, beton ringan hanya sedikit peningkatan dengan

penambahan serat baja. Untuk serat baja beton mutu tinggi, beton ringan, modulus

elastisitas bervariasi dari 23.1 ke 27.9 GPa. Poisson’s rasio berubah-ubah dari

0.215 hingga 0.166. (Gao, Jianming, Sun, Wei dan Morino, Kenji, 1997)

Kemajuan teknologi dan produksi material menuju ke angka kekuatan beton yang

lebih tinggi. Tahun - tahun ini pertambahan dapat dilihat di penggunaan beton

mutu tinggi (kekuatan, f’c > 50 MPa) sudah digunakan pada proyek pembangunan

di seluruh dunia. Beton mutu tinggi (HSC) menawarkan teknik struktural yang

lebih baik secara signifikan seperti lebih tinggi compressive dan daya rentang,

kekakuan yang lebih tinggi, daya tahan yang lebih baik, dibandingkan dengan

beton normal (NSC). ( Mendis, Priyan, 2003)

10

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Pengertian Beton

Beton diperoleh dengan cara mencampurkan semen, air, agregat dengan atau

tanpa bahan tambahan (admixture) tertentu. Material pembentuk beton tersebut

dicampur merata dengan komposisi tertentu menghasilkan suatu campuran yang

plastis sehingga dapat dituang dalam cetakan untuk dibentuk sesuai dengan

keinginan. Campuran tersebut bila dibiarkan akan mengalami pengerasan sebagai

akibat reaksi kimia antara semen dan air yang berlangsung selama jangka waktu

yang panjang atau dengan kata lain campuran beton akan bertambah keras sejalan

dengan umurnya. (Istimawan Dipohusodo,1994)

2.2.2 Beton Mutu Tinggi

Beton mutu tinggi adalah sebuah istilah untuk menggambarkan beton dengan ciri

khusus dimana tidak dimiliki oleh beton normal. Beton mutu tinggi dapat

diartikan sebagai beton yang memiliki satu atau lebih karakteristik seperti: susut

yang kecil, permeabilitas yang rendah, modulus elastisitas yang tinggi atau kuat

tekan yang tinggi. Menurut American Concrete Institute (ACI), beton mutu tinggi

adalah beton dengan perlakuan khusus dan persyaratan yang seragam yang tidak

dapat selalu dicapai secara rutin hanya dengan penggunaan material konvensional

dan pencampuran secara normal, penempatan dan cara perawatannya. Disyaratkan

terdapat kontrol terhadap pemilihan dan desain dari material penyusun beton

dengan penambahan bahan tambah yang tepat.

Dalam hubungannya dengan kuat tekan beton, pengertian istilah beton mutu

tinggi telah mengalami perubahan secara significant dalam beberapa tahun

sebelumnya. Pada waktu tertentu kuat tekan 40 MPa telah dipertimbangkan

sebagai beton mutu tinggi, untuk kemudian kekuatan 60 MPa telah ditetapkan

sebagai beton mutu tinggi. Menurut L. J. Parrot (1988) definisi beton mutu tinggi

adalah beton yang workable yang memiliki kuat tekan lebih besar dari 70 MPa

11

yang dibuat dengan metode seperti pada beton normal namun dengan unsur-unsur

yang terpilih.

Dalam penelitiannya, menurut Nawy (1996) beton mutu tinggi didefinisikan

sebagai beton dengan kuat tekan yang lebih besar dari 6000 psi atau 42 Mpa pada

umur 28 hari, dapat dilihat pada tabel 2.1

Tabel 2.1 Klasifikasi High strength Concrete, High Performance Concrete

Parameter High Strength Very High Strength

Ultra High Strength

Kuat Tekan (Strength), psi (Mpa)

6000-14500 (42-100)

14500-21750 (100-150) >21750 (150)

W/(C+P) ratio 0.45-0.30 0.30-0.24 <0.24 Bahan Tambah Kimia WRA/HRWR a HRWR HRWR

Bahan Tambah Mineral Fly ash atau

dikombinasikan dengan silica fume

Silica fume Silica fumeb b

Koeffesien Permeabilitas (cm/sec)

c10 10-11 <10-12 -14

Freeze-thaw protection No freezeable water

(Sumber : Edward G Nawy, 1996)

WRA : Water Reducer Agent aHRWR : High Range Water Reducer (Superplasticizer) b

Koeffesien permeabilitas untuk beton normal adalah≈10

Dapat juga dicampur dengan fly ash

-10

Menurut L. Wahyudi dan Syahril A. Rahim, (1999) Pada umumnya beton mutu

tinggi (High Strength Concrete) dengan f’c

1. Kandungan semen tinggi

> 40 MPa (60.000 psi) memiliki sifat-

sifat sebagai berikut :

2. Rasio air-semen rendah

3. Penggunaan agregat yang mutunya lebih kuat

4. Agregat berkadar air rendah

12

5. Penggunaan material pozzolan, fly ash, ground granulated

blastfurnace slag, silica fume, dan sebagainya

Faktor yang sangat mempengaruhi beton mutu tinggi adalah interaksi antara 2

fase material, agregat dan mortar. Adanya peretakan-mikro dalam (internal

microcracking) yang dimulai dengan terjadinya retak-ikatan (bond crack) antara

agregat dan mortar yang berkembang dan menjalar dengan bertambahnya

tegangan.

Pada beton mutu tinggi, jumlah retak-mikro ikatan lebih sedikit karena sifat

kompatibilitas kekuatan dan sifat elastis agregat dengan mortar yang lebih baik

dan makin tingginya kekuatan lekatan tarik (tensile bond strength). Kekuatan

terhadap beban tetap lebih tinggi. Hubungan tegangan-regangan linear mencapai

presentase yang lebih tinggi terhadap kekuatan beton dibandingkan dengan beton

normal.

Karakteristik dari beton mutu tinggi yang membedakan dari beton normal dapat

dilihat pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Kurva hubungan tegangan-regangan untuk beton mutu sedang dan mutu tinggi (sumber : L. J. Parrot 1988)

13

Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa :

1. Sudut awal kurva-E pada beton mutu tinggi lebih curam

2. Bagian yang menaik dari kurva-E pada beton mutu tinggi lebih linear

3. Sudut dari bagian menurun kurva E lebih curam dan limit regangan lebih

rendah

Oleh karena itu rumus modulus elastisitas untuk beton normal dipandang

overesatimate dan tidak memenuhi. Untuk itu beton mutu tinggi, yaitu untuk mutu

21 < f’c

< 83 MPa, dianjurkan untuk menggunakan rumus :

GPa)9,6cf'(3,32EC +×= (A. M. Neville, 1995) (2.1)

Dengan :

Ec : Modulus Elastisitas (GPa), 1GPa = 1000 MPa

f’c : Kuat tekan rata-rata beton (MPa)

Manfaat beton mutu tinggi dibidang teknik sipil :

1. Menghasilkan beton dengan ketahanan tinggi (high durability)

2. Menghasilkan beton dengan kuat tekan awal yang tinggi dan mempercepat

pelaksanaan konstruksi

3. Meningkatkan nilai modulus elastisitas dan mengurangi efek rangkak

(creep)

4. Memungkinkan pembangunan konstruksi bangunan tingkat tinggi (high

rise contruction)

5. Memperkecil dimensi kolom, sehingga penggunaan ruang lantai lebih

effisien

6. Secara ekonomi dapat meningkatkan penggunaan box girder dan solid

girder bridge dengan design yang lebih simpel

14

Adapun kelemahan penggunaan beton mutu tinggi adalah:

1. Meningkatkan biaya beton per unit volume

2. Memerlukan kontrol kualitas terhadap mutu beton dan kebutuhan produksi

3. Workability kurang baik dan seringkali menurun dengan cepat setelah

waktu pencampuran

4. Waktu pengangkutan beton pendek dan penambahan superplasticizer

sangat kritis

5. Waktu perkerasan beton sangat cepat

6. Menghasilkan panas hidrasi yang tinggi sehingga perlu menurunkan

hidrasi semennya

7. Membutuhkan waktu lebih dari 28 hari untuk mencapai kuat tekan yang

spesifik. (Sumber : L. J. Parrot, 1988)

2.2.3 Bahan Penyusun Beton

Kualitas beton dapat ditentukan antara lain dengan pemilihan bahan-bahan

pembentuk beton yang baik, perhitungan proporsi yang tepat, cara pengerjaan dan

perawatan beton dengan baik, serta pemilihan bahan tambah yang tepat dengan

dosis optimum yang diperlukan. Bahan pembentuk beton adalah semen, agregat,

air, dan biasanya dengan bahan tambah.

2.2.3.1 Semen Portland

Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu

massa yang padat dan juga mengisi rongga-rongga diantara butiran-butiran

agregat. Semen yang dimaksud didalam konstruksi beton ialah bahan yang akan

mengeras jika bereaksi dengan air dan lazim dikenal dengan nama semen

hidraulik (hydraulic cement). Salah satu jenis semen yang biasa dipakai dalam

pembuatan beton ialah semen portland (portland cement).

Dapat dilihat Tabel 2.2

15

Tabel 2.2. Susunan unsur semen

Oksida Persen (%)

Kapur (CaO) 60 – 65

Silika (SiO2 17 – 25 )

Alumina (Al2O3 3 – 8 )

Besi (Fe2O3 0,5 – 6 )

Magnesia (MgO) 0,5 – 4

Sulfur (SO3 1 – 2 )

Soda / potash (Na2O + K2 0,5 - 1 O)

(Sumber : Kardiyono Tjokrodimulyo, 1996)

Namum pada dasarnya terdapat 4 unsur yang paling penting, yaitu :

1) Trikalsium Silikat (C3S) atau 3CaO.SiO

2) Dikalsium Silikat (C2

2S) atau 2CaO.SiO

3) Trikalsium Aluminat (C2

3A) atau 3CaO.Al2O

4) Tetrakalsium Aluminoferit (C3

4AF) atau 4CaO.Al2O3.Fe2O

3

Dalam SK SNI-1991 disyaratkan bahwa semen portland untuk pembuatan beton

harus merupakan jenis yang memenuhi syarat-syarat SII 0013-81 “Mutu dan Uji

Semen” yang klasifikasinya tertera pada Tabel 2.3 berikut ini :

Tabel 2.3 Jenis-jenis Semen Portland

Jenis Semen Karateristik Umum

Jenis I Semen portland yang digunakan untuk tujuan umum.

Jenis II Semen portland yang penggunaannya memerlukan

ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.

Jenis III Semen portland yang penggunaannya memerlukan

persyaratan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi.

16

Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut panas

hidrasi yang rendah

Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut

ketahanan yang kuat terhadap sulfat.

(Sumber : Kardiyono Tjokrodimulyo, 1996)

Hal penting dalam pelaksanaan pengecoran beton adalah pengikatan dan

pengerasan, sebab semen bereaksi dengan air mulai dari periode (set) dan

kemudian dilanjutkan pengerasan (hardening). Semen dan air akan bereaksi

menghasilkan pasta semen yang plastis dan lecak (workable). Namun setelah

selang beberapa waktu, pasta akan menjadi kaku dan mulai sukar dikerjakan.

Proses ini disebut pengikatan awal (initial set). Selanjutnya pasta semen akan

bertambah kekakuannya sehingga diperoleh padatan yang utuh. Proses ini disebut

pengikatan akhir (final set). Selanjutnya proses berlanjut sampai pasta mempunyai

kekuatan yang disebut pengerasan (hardening). Pada semen portland biasa waktu

pengikatan awal tidak boleh kurang dari 60 menit dan waktu pengikatan akhir

tidak boleh lebih dari 8 jam.

Reaksi antara semen dan air dimulai dari permukaan butir-butir semen, sehingga

kehalusan partikel semen sangat berpengaruh, karena dengan semakin halus

semen maka semakin luas permukaan spesifik semen dan akan menyebabkan

kemungkinan terjadinya reaksi antara air dengan partikel semen persatuan waktu

menjadi lebih besar, sehingga kecepatan reaksi bertambah besar.

2.2.3.2 Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam

campuran beton. Agregat ini menempati 70%-75% dari total volume beton, maka

kualitas agregat akan sangat mempengaruhi kualitas beton, tetapi sifat-sifat ini

lebih bergantung pada faktor-faktor seperti bentuk dan ukuran butiran daripada

jenis batunya. Akibatnya beton dalam jumlah besar dapat dibuat dari segala jenis

batuan alamiah, bila jumlah material cukup dan kualitas seragam. Berdasarkan

17

ukuran butiran, agregat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat halus

dan agregat kasar.

Agregat kasar adalah agregat yang semua butirannya berkisar antara 5 sampai 40

mm. Agregat halus adalah agregat yang butirannya berkisar antara 0,15 sampai 5

mm

1. Agregat kasar

Menurut SK SNI T-15-1991 disebutkan bahwa, agregat kasar adalah kerikil

sebagai hasil disintegrasi alami dari batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh

dari industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butiran antara 5 mm sampai 40

mm.

Menurut PUBI 1982, agregat kasar untuk beton harus memenuhi hal-hal sebagai

berikut :

1. Agregat kasar harus bersifat kekal, berbutir kasar dan keras serta tidak berpori.

Untuk pengujian kekerasasan ditentukan dengan bejana Rudellof atau

menggunakan mesin Los Angelos, dengan ketentuan sebagai berikut :

Bejana Rudellof = butir agregat kasar yang hancur dan melewati ayakan 2 mm,

tidak lebih dari 32% berat total.

Mesin Los Angelos = butir agregat kasar yang hancur tidak lebih dari 50% berat

yang diuji.

2. Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% berat pengujian

(dari berat kering), apabila melebihi 1% agregat harus dicuci sebelum dicampur

menjadi beton.

3. Bagian butir agregat kasar yang panjang dan pipih tidak melebihi 20% berat

pengujian,terutama untuk beton mutu tinggi.

4. Agregat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton,

seperti reaktif alkali.

5. Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam besarnya dan

tidak melewati saringan 4,75 mm.

18

Agregat kasar juga harus memenuhi persyaratan gradasi agregat kasar yang telah

ditentukan,

Persyaratan gradasi agregat kasar tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.4

Tabel 2.4. Gradasi Agregat Kasar

Ayakan (mm) % berat yang lewat ayakan ukuran nominal agregat

40 - 5 mm 20 - 5 mm 10 - 5 mm

50 100 - -

37,5 95 - 100 100 100

20 35 - 70 85 - 100 90 - 100

10 10 - 40 50 - 85 50 - 85

5 0 - 5 0 - 50 0 - 10

(Sumber : SK SNI S-36-1990-03)

2. Agregat halus

Agregat halus adalah pasir alam sebagai hasil disintegrasi alami batuan atau pasir

yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butiran

sebesar 5 mm. Pasir yang digunakan dalam campuran adukan beton harus

memenuhi syarat – syarat seperti tertera pada PBI 1971 Bab 3.3 , yaitu :

1. Agregat halus terdiri dari butir – butir yang tajam dan keras. Butir– butiran

agregat halus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh

cuaca, seperti terik matahari atau hujan.

2. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5%. Lumpur adalah

bagian yang dapat melalui saringan 0,063 mm. Bila kadar lumpur melampaui

5% maka agregat harus dicuci dahulu sebelum digunakan pada campuran

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

dibuktikan dengan warna dari Abrams-Harder.

4. Agregat halus terdiri dari butir-butir beraneka ragam besarnya dan apabila

diayak, harus memenuhi syarat–syarat sebagai berikut :

19

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 bekisar antara 80% sampai 95% berat.

5. Pasir laut tidak boleh dipakai sebagai agragat halus untuk semua mutu beton,

kecuali dengan petunjuk–petunjuk dari lembaga yang diakui.

Susunan besar butiran pada agregat halus harus memenuhi batas–batas seperti

tertera pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5. Gradasi Agregat Halus

Ayakan (mm)

Batas % berat yang lewat ayakan

Umum

Khusus

Kasar sedang halus

10 100 - - -

5 89 - 100 - - -

2,36 60 - 100 60 - 100 65 - 100 80 - 100

1,18 30 - 100 30 - 90 45 - 100 70 - 100

0,6 15 - 100 15 - 54 25 - 80 55 - 100

0,3 5 - 20 5 - 40 5 - 48 5 - 70

0,15 0 - 15

(Sumber : SK SNI S-36-1990-03)

2.2.3.3 Air

Air merupakan bahan yang sangat penting dalam dunia konstruksi. Berbagai

kegunaan dari air misalnya untuk pembuatan beton, pemadatan kapur, perawatan

beton, dan sebagai campuran untuk adukan pasangan dan plesteran. Di dalam

adukan beton, air mempunyai dua fungsi, yang pertama adalah untuk

memungkinkan terjadinya reaksi kimia yang menyebabkan pengikatan antara

pasta semen dengan agregrat pada saat terjadinya pengerasan, dan yang kedua

20

adalah sebagai pelincir campuran kerikil, pasir, dan semen agar mudah dalam

proses pencetakan beton.

Air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula untuk bahan

campuran beton. Tetapi tidak berarti air harus memenuhi persyaratan air minum.

Jika diperoleh air dengan standar air minum, maka dapat dilakukan pemeriksaan

secara visual yang menyatakan bahwa air tidak berwarna, tidak berbau dan cukup

jernih. Tetapi jika masih meragukan, dapat dilakukan uji laboratorium sehingga

memenuhi persyaratan, yaitu :

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

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

organik, dan sebagainya) 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.

Menurut Kardiyono Tjokrodimulyo (1996), kekuatan beton dan daya tahannya

berkurang jika air mengandung kotoran. Pengaruh pada beton diantaranya pada

lamanya waktu ikatan awal serta kekuatan beton setelah mengeras. Adanya

lumpur dalam air diatas 2 gram/liter dapat mengurangi kekuatan beton. Air dapat

memperlambat ikatan awal beton sehinggga beton belum mempunyai kekuatan

dalam umur 2-3 hari. Sodium karbonat dan potassium dapat menyebabkan ikatan

awal sangat cepat konsentrasi yang besar akan mengurangi kekuatan beton.

Air yang dibutuhkan agar terjadi proses hidrasi kira-kira 25% dari berat semen.

Penggunaan air yang terlalu banyak dapat menyebabkan berkurangnya kekuatan

beton. Disamping digunakan sebagai bahan campuran beton, air digunakan pula

untuk merawat beton dengan cara pembasahan setelah dicor dan untuk membasahi

atau membersihkan acuan.

21

2.2.3.4 Silika Fume

Silika Fume ( SF ) adalah hasil produksi sampingan dari reduksi quarsa murni (

SiO2 ) dengan batu bara di tanur listrik tinggi dalam pembuatan campuran silikon

atau ferro silikon. Silika Fume mengandung kadar SiO2 yang tinggi dan

merupakan bahan yang sangat halus, bentuk bulat dan berdiameter yang sangat

kecil sekali yaitu 1/100 kali diameter semen ( ACI, Committee, 1986 dan Modul

Silica ).

Silika Fume dalam jumlah tertentu dapat menggantikan jumlah semen, selain itu

karena Silika Fume mempunyai diameter sangat kecil, maka Silika Fume dapat

juga berperan sebagai pengisi diantara pertikel- partikel semen. Dengan adanya

Silika Fume ini distribusi porositas beton menjadi lebih kecil karena peran Silika

Fume disini selain sebagai penanggulangan terhadap serangan sulfat juga sebagai

pengisi rongga- rongga partikel semen dan agregat sehingga dapat menambah

kekedapan dan keawetan beton.

Beberapa keuntungan digunakannya Silika Fume sebagai bahan tambah yaitu :

a. Mengurangi bleeding dan segregasi

b. Memperoleh panas hidrasi

c. Memperkecil nilai slump

d. Memperendah nilai permeabilitas beton dan meningkatkan keawetan

beton.

Tabel 2.6 Sifat fisik dari beberapa bahan

Semen Silika Fume FlyAsh

Bulk Density (Kg/m3) 1200-1400 200-300 700-1000

Ignition Loss (%) 0,5 2-4 3-12

Specifik Surface (m²/g) 0,2-0,5 20 0,2-0,6

( Sumber PT.Ska Nusa Pratama )

22

2.2.3.5 Superplasticizer

Superplasticizer merupakan bahan tambah (admixture). Bahan tambah, additive

dan admixture adalah bahan selain semen, agregat dan air yang ditambahkan pada

adukan beton , sebelum atau selama pengadukan beton untuk mengubah sifat

beton sesuai dengan keinginan perencana. Penambahan additive atau admixture

tersebut ke dalam campuran beton ternyata telah terbukti meningkatkan kinerja

beton hampir disemua aspeknya, yaitu kekuatan, kemudahan pengerjaan,

keawetan dan kinerja-kinerja lainnya dalam memenuhi tuntutan teknologi

konstruksi modern.

Mengacu pada klasifikasi ASTM C494-82, dikenal 7 jenis admixture sebagai

berikut :

Tipe A : Water Reducer (WR) atau plasticizer.

Bahan kimia tambahan untuk mengurangi jumlah air yang digunakan. Dengan

pemakaian bahan ini diperoleh adukan dengan faktor air semen lebih rendah

pada nilai kekentalan adukan yang sama, atau diperoleh kekentalan adukan

lebih encer pada faktor air semen yang sama.

Tipe B : Retarder

Bahan kimia untuk memperlambat proses ikatan beton. Bahan ini diperlukan

apabila dibutuhkan waktiu yang cukup lama antara pencampuran/pengadukan

beton dengan penuangan adukan. Atau dimana jarak antara tempat

pengadukan beton dan tempat penuangan adukan cukup jauh.

Tipe C : Accelerator

Bahan kimia untuk mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton. Bahan

ini digunakan jika penuangan adukan dilakukan dibawah permukaan air, atau

pada struktur beton yang memerlukan pengerasan segera.

Tipe D : Water Reducer Retarder (WRR)

Bahan kimia tambahn berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi air dan

memperlambat proses ikatan.

Tipe E : Water Reducer Accelerator

Bahan kimia tambahan berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi air dan

mempercepat proses ikatan.

Tipe F : High Range Water Reducer (Superplasticizer)

23

Bahan kimia yang berfungsi mengiurangi air sampai 12 % atau bahkan lebih.

Penjelasan mengenai superplasticizer akan dibahas lebih lanjut.

Tipe G : High Range Water Reducer (HRWR)

Bahan kimia tambahan berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi air dan

mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton.

Bahan kimia tambahan biasanya dimasukkan dalam campuran beton dalam

jumlah yang relatif kecil dibandingkan dengan bahan-bahan utama, maka

tingkatan kontrolnya harus lebih besar daripada pekerjaan beton biasa. Hal ini

untuk menjamin agar tidak terjadi kelebihan dosis, karena dosis yang berlebihan

akan bisa mengakibatkan menurunnya kinerja beton bahkan lebih ekstrem lagi

bisa menimbulkan kerusakan pada beton.

Menurut ASTM C494 dan British Standard 5075, Superplasticizer adalah bahan

kimia tambahan pengurang air yang sangat effektif. Dengan pemakaian bahab

tambahan ini diperoleh adukan dengan faktor air semen lebih rendah pada nilai

kekentalan adukan yang sama atau diperoleh adukan dengan kekentalan lebih

encer dengan faktor air semen yang sama, sehingga kuat tekan beton lebih tinggi.

Superplasticizer juga mempunyai pengaruh yang besar dalam meningkatkan

workabilitas bahan ini merupakan sarana untuk menghasilkan beton mengalir

tanpa terjadi pemisahan (segregasi/bleeding) yang umumnya terjadi pada beton

dengan jumlah air yang besar, maka bahan ini berguna untuk pencetakan beton

ditempat-tempat yang sulit seperti tempat pada penulangan yang rapat.

Superplasticizer dapat memperbaiki workabilitas namun tidak berpengaruh besar

dalam meningkatkan kuat tekan beton untuk faktor air semen yang diberikan.

Namun kegunaan superplasticizer untuk beton mutu tinggi secara umum sangat

berhubungan dengan pengurangan jumlah air dalam campuran beton.

Pengurangan ini tergantung dari kandungan air yang digunakan, dosis dan tipe

dari superplasticizer yang dipakai. (L. J. Parrot,1998).

Untuk meningkatkan workability campuran beton, penggunaan dosis

superplasticizer secara normal berkisar antara 1-3 liter tiap 1 meter kubik beton.

Larutan superplasticizer terdiri dari 40% material aktif. Ketika superplasticizer

24

digunakan untuk menguarangi jumlah air, dosis yang digunakan akan lebih besar,

5 sampai 20 liter tiap 1 meter kubik beton.(Neville, 1995)

Adapun pengaruh superplasticizer terhadap workability dapat dilihat pada

Gambar 2.2 berikut.

Gambar 2.2 Pengaruh superplasticizer terhadap workability untuk tiga jenis campuran beton

Menurut (Edward G Nawy, 1996). Superplasticizer dibedakan menjadi 4 jenis :

1. Modifikasi Lignosulfonat tanpa kandungan klorida.

2. Kondensasi Sulfonat Melamine Formaldehyde (SMF) dengan kandungan

klorida sebesar 0.005%

3. Kondensasi Sulfonat Nephtalene Formaldehyde (SNF) dengan kandungan

klorida yang diabaikan.

4. Carboxyl acrylic ester copolymer.

Jenis SMF dan SNF yang disebut garam sulfonik lebih sering digunakan karena

lebih effektif dalam mendispersikan butiran semen, juga mengandung unsur-unsur

yang memperlambat pengerasan.

Superplasticizer adalah zat-zat polymer organik yang dapat larut dalam air yang

telah dipersatukan dengan mengunakan proses polymerisasi yang komplek untuk

menghasilkan molekul-molekul panjang dari massa molecular yang tinggi.

Molekul-molekul panjang ini akan membungkus diri mengelilingi partikel semen

25

dan memberikan pengaruh negatif yang tinggi sehingga antar partikel semen akan

saling menjauh dan menolak. Hal ini akan menimbulkan pendispersian partikel

semen sehingga mengakibatkan keenceran adukan dan meningkatkan

workabilitas. Perbaikan workabilitas ini dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan

beton dengan workability yang tinggi atau menghasilkan beton dengan kuat tekan

yang tinggi.

2.2.3.6 Abu Terbang (Fly Ash)

Abu terbang merupakan salah satu jenis pozzolan yaitu bahan alam atau buatan

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

(Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia, PUBI-1982 dalam Teknologi

Beton, Kardiyono Tjokrodimulyo, 1996). Pozzolan sendiri tidak memiliki sifat

semen, tetapi dalam keadaan halus (lolos ayakan 0.21 mm) bereaksi dengan air

dan kapur padam pada suhu normal (24 oC - 27 o

Dalam penelitian ini digunakan abu terbang (fly ash) yang berasal dari hasil sisa

bakar batu bara pada PT. Batik Keris Solo, Surakarta, Indonesia.

C) menjadi suatu masa yang

padat yang tidak larut dalam air.

Pozzolan dapat dipakai sebagai bahan tambah atau pengganti sebagian semen

portland. Bila pozzolan dipakai sebagai bahan tambah akan menjadikan beton

lebih mudah diaduk, lebih rapat air, dan lebih tahan terhadap serangan kimia.

Beberapa pozzolan dapat mengurangi pemuaian akibat proses reaksi alkali-

agregat (reaksi alkali dalam semen dengan silika dalam agregat), dengan demikian

mengurangi retak-retak beton akibat reaksi tersebut. Pada pembuatan beton massa

(mass concrete), misalnya dam, pemakaian pozzolan sangat menguntungkan

karena menghemat semen dan mengurangi panas hidrasi (Teknologi Beton,

Kardiyono Tjokrodimulyo, 1996).

Suharwanto (2000), dalam Adji Anggoro (2002) menyatakan bahwa secara umum

sifat-sifat abu terbang adalah mempunyai partikel yang berbentuk seperti bola

dengan diameter antara 0.1-0.3 µm, memiliki permukaan spesifik (spesific

surface) antara 0.2-0.6 m2/gram, kehalusan pertikelnya sebesar 70-80% lolos

26

saringan 200 (75 µm), dan berwarna abu-abu hingga coklat muda serta memiliki

kandungan silika yang tinggi.

2.2.3.6.1 Sifat-sifat Fisika Abu Terbang

Berikut ini dijelaskan mengenai sifat-sifat fisika abu terbang meliputi bentuk

partikel, kehalusan, dan berat jenisnya adalah sebagai berikut :

1. Bentuk pertikel.

Ukuran dan bentuk partikel abu terbang tergantung pada asal lokasi

pengambilan dan keseragaman batu baranya, derajat kehancuran pada saat

dibakar, temperatur dan suplai oksigen pada saat pembakaran, keseragaman

sistem pembakaran, pengumpulan dan pemisahan abu terbang pada saat

pembakaran , dan saringannya. Dalam Suharwanto (2000), menujukan bahwa

abu terbang berbentuk bulat seperti bola kecil yang amorf, dan bergerombol

yang saling berkait.

2. Kehalusan

ACI Journal, 1987 dalam Suharwanto, 2000 menyatakan bahwa ukuran abu

terbang adalah antara 1µm hingga 1mm. Semakin baik peralatan yang

digunakan untuk penyaringan dan penangkapan (elektrostatic precipitator)

abu terbang, semakin baik dan halus pula abu terbang yang dihasilkan.

Kehalusan abu terbang akan mempengaruhi kinerja beton, yaitu pada

kekuatan, ketahanan terhadap abrasi, dan kepadatan beton.

3. Berat jenis

ACI Journal, 1987 dalam Suharwanto, 2000 menyatakan bahwa berat jenis

abu terbang (fly ash) umumnya berkisar antara 1.97 hingga 3.02. Besar

kecilnya berat jenis dipengaruhi oleh asal lokasi batu bara. Proses pengujian

berat jenis abu terbang sama dengan menghitung berat jenis semen, karena

butiran partikel-partikelnya sama dengan semen.

27

2.2.4 Sifat-sifat Beton Segar

2.2.4.1 Kemudahan Pengerjaan (workability)

Menurut ACI 116R-90 Definisi dari workability adalah sifat dari campuran beton

segar yang menentukan kemudahan dan sifat homogenitas yang dengan itu beton

dapat diaduk, diangkut, dipadatkan dan diselesaikan. (Neville, 1995) menyatakan,

terdapat tiga faktor yang mempengaruhi workability campuaran beton. Yaitu rasio

air terhadap semen, rasio aggregat terhadap semen dan kandungan air. Faktor

yang utama adalah kandungan air didalam campuran beton. Yang diukur dalam

satuan kilogram atau liter dari air tiap satu meter kubik beton.

Menurut (Kardiyono Tjokrodimulyo, 1996), Unsur-unsur yang mempengaruhi

sifat kemudahan dikerjakan antara lain :

1) Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton. Makin banyak air

yang dipakai makin mudah beton segar dikerjakan.

2) Penambahan semen kedalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan

adukan beton, karena diikuti dengan bertambahnya air campuran untuk

memperoleh nilai f.a.s yang tetap.

3) Gradasi campuran pasir dan krikil. Bila campuran pasir dan krikil mengikuti

gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton akan mudah

dikerjakan.

4) Pemakaian butir-butir batuan yang bulat mempermudah cara pengerjaan

beton.

5) Pemakaiaan butir maksimum kerikil yang dipakai juga berpengaruh terhadap

tingkat kemudahan pengerjaan.

6) Cara pemadatan adukan beton menentukan sifat pengerjaan yang berbeda.

Bila cara pemadatan dilakukan dengan alat getar, maka diperlukan tingkat

kelecakan yang berbeda daripada jika dipadatkan dengan tangan, sehingga

jumlah air yang diperlukan lebih sedikit jika dipadatkan dengan tangan.

28

Untuk lebih jelasnya pengertian workabilitas dapat didefinisikan dengan sifat-sifat

sebagai berikut :

a) Compactibility, atau kemudahan adukan beton untuk dipadatkan sehingga

rongga-rongga udara yang terperangkap dalam beton dapat dikurangi.

b) Mobility, atau kemudahan adukan beton untuk dapat mengalir kedalam

cetakan disekitar tulangan dan dapat dituang dengan mudah.

c) Stability, atau kemampuan adukan beton untuk tetap sebagai massa yang

homogen, koheren (saling mengikat) dan stabil selama dikerjakan dan

digetarkan tanpa terjadi pemisahan butiran.

d) Finishibility, atau kemudahan dimana tercapai penyelesaian akhir yang baik,

terutama untuk permukaan vertikal yang dicetak dengan acian dan pelat

lantai, dimana dibutuhkan tenaga untuk menambalnya.

Faktor utama yang mempengaruhi workabilitas adalah kandungan air didalam

campuran, sedangkan faktor lainnya adalah gradasi agregat, bentuk dan tekstur

permukaan agregat, proporsi campuran serta kombinasi gradasi.

Tingkat kemudahan pengerjaan berkaitan erat dengan tingkat kelecakan

(keenceran) adukan beton. Makin cair adukan makin mudah pengerjaan. Untuk

mengetahui tingkat kelecakan adukan beton biasanya dilakukan dengan percobaan

slam (slump). Makin besar nilai slump berarti adukan beton semakin encer dan ini

berarti semakin mudah dikerjakan. Pada umumnya nilai slump berkisar antara 5

sampai 12,5 cm. (Kardiyono Tjokrodimuljo,1996 : 56)

Penggunaan campuran beton pada tingkat kemudahan pengerjaan yang berbeda-

beda berdasarkan nilai slumpnya, dapat dilihat pada tabel 2.8 berikut :

29

Tabel 2.8 Penggunaan Beton pada Tingkat Workabilitas yang Berbeda-beda

Tingkat Workabilitas

Slump (mm)

Faktor Pemadatan Penggunaan Beton yang Sesuai

Sangat Rendah 0-25 0,80-0,87

Beton yang digetarkan di jalan atau seksi lain yang lebih luas, dimana mesin getar yang kuat dapat dilakukan. Tiang yang digetarkan, balok pracetak, bantalan rel kereta api dan lainya dimana dibutuhkan kekuatan yang tinggi, misal 40 N/mm2 atau lebih pada umur 28 hari

Rendah sampai sedang 25-50 0,87-0,93

Jalan raya dengan bentuk mesin penggetar dan penghalus yang biasa, dan pemadat yang dioperasikan dengan tangan biasa atau sejenis.

Sedang sampai tinggi 50-100 0,93-0,95

Jalan raya dengan pemadatan tangan dengan slump 50-75 mm. Untuk beton bertulang biasa tanpa penggetaran dan bertulang rapat dengan penggetaran dan pompa.

Tinggi 100-175 Lebih dari 0,95

Untuk bagian dengan tulangan rapat. Pekerjaanyang sukar pencetakannya. Umumnya tidak sesuai untuk digetarkan.

(Sumber : L.J. Murdock dan K.M. Brook, 1991 :125)

Menurut Wild et al (1996), menyatakan bahwa untuk mencapai workability yang

baik dari beton, penggunaan dosis dari superplasticizer harus ditingkatkan apabila

penggunaan silica fume sebagai bahan pengganti sebagian semen ditingkatkan

dari 5% sampai 30% pada beton dengan rasio air dan binder sebear 0,45. Zhang

dan Malhotra (1995), menyatakan bahwa beton dengan memasukkan 10% silica

fume membutuhkan superplasticizer yang lebih banyak dan air-entraining

admixture untuk mendapatkan nilai slump yang sama banyaknya pada

penggunaan superplasticizer untuk beton dengan penambahan silicafume.

30

Metakaolin, dimana memiliki kemiripan dengan silicafume adalah bahan

pozzolan aktif yang sangat halus, dimungkinkan memiliki kemiripan sifat dengan

silicafume apabila digunakan sebagai bahan pengganti semen OPC didalam beton.

Beberapa penulis (Wild dan Khatib, 1997; Wild et al., 1995&1996;Zhang dan

Malhotra, 1995; Cheng-yi dan Feldman, 1985) menyatakan bahwa tingkat

penggantian bahan semen oleh silicafume dan metakaolin secara subtansial

meningkatkan kebutuhan air.

2.2.4.2 Pemisahan air (bleeding)

Kecenderungan air campuran untuk naik ke atas (memisahkan diri) pada baton

segar yang baru saja dipadatkan disebut bleeding. Hal ini disebabkan

ketidakmampuan bahan solid dalam campuran untuk menahan seluruh air

campuran ketika bahan itu bergerak ke bawah.

Air naik ke atas sambil membawa semen dan butir-butir halus pasir, yang pada

akhirnya setelah beton mengeras akan tampak sebagai selaput. Lapisan ini dikenal

sebagai laitance. Bleeding biasanya terjadi pada campuran beton basah (kelebihan

air) atau campuran adukan beton dengan nilai slump tinggi.

2.2.5. Sifat-sifat Beton Setelah Mengeras

2.2.5.1. Kekuatan (Strength)

Kekuatan beton dapat dilihat dari mutu beton itu sendiri. Kekuatan ini meliputi

kekuatan tekan dan kekuatan tarik. Faktor air semen (f.a.s) sangat mempengaruhi

kuat tekan beton. Semakin kecil f.a.s, sampai batas tertentu semakin tinggi kuat

tekan beton.

Kekuatan akan sesuai dengan yang direncanakan bila pada campuran beton

tersebut menggunakan semen portland dengan kekuatan yang sesuai dengan

persyaratan, proporsi campuran dengan perencanaan yang tepat sehingga tidak

terjadi penggunaan pasir yang berlebihan. Kekuatan beton akan semakin

meningkat dengan bertambahnya umur beton karena proses hidrasi semen yang

ada dalam adukan beton akan terus berjalan walaupun lambat.

31

2.2.5.2 Ketahanan (Durability)

Ketahanan beton dikatakan baik apabila dapat bertahan lama dalam kondisi

tertentu tanpa mengalami kerusakan selama bertahun-tahun. Kondisi yang dapat

mengurangi daya tahan beton dapat disebabkan faktor dari luar dan dari dalam

beton itu sendiri. Faktor luar antara lain cuaca, perubahan suhu yang ekstrim,

erosi kembang dan susut akibat basah atau kering yang silih berganti dan

pengaruh bahan kimia. Faktor dari dalam yaitu akibat reaksi agregat dengan

senyawa alkali.

Beberapa peneliti (Jones, 1992; Walter and Jones, 1991; and Kostuch et al.,

1993) memfokuskan pengaruh metakaolin dalam beton yang dapat memperkecil

porositas dan permeabilitas beton, dikarenakan adanya pengurangan sejumlah air

yang ada untuk reaksi kimia beton. metakaolin akan bereaksi dengan kalsium

hidroksida terlarut dan mengeluarkannya, dan senyawa alkali terlarut yang lain

akan dikeluarkan dari pori air.

2.2.5.3. Rangkak dan Susut

Pemberian beban pada beton, pertama-tama akan memberikan deformasi elastik

yang nilainya setara dengan hasil yang ada pada diagram tegangan-regangan

percobaan tekan beton. Pembebanan dalam jangka waktu panjang dengan

tegangan yang konstan akan mengakibatkan deformasi yang terjadi secara lambat,

yang disebut dengan rangkak (creep). Rangkak dipengaruhi oleh umur beton,

besarnya regangan, faktor air semen dan kekuatan beton.

Sedangkan proses susut (shringkage) didefinisikan sebagai perubahan bentuk

volume yang tidak berhubungan dengan beban. Apabila beton mengeras, berarti

beton tersebut mengalami susut. Hal-hal yang mempengaruhi susut antara lain

mutu agregat dan faktor air semen. Pada umumnya proses rangkak selalu

dihubungkan dengan susut karena keduanya terjadi bersamaan dan sering kali

memberikan pengaruh yang sama, yaitu deformasi yang bertambah sesuai dengan

berjalannya waktu. Zhang and Malhotra (1995) menyatakan beton bersilika fume

32

mempunyai susut kering (drying shrinkage) yang lebih rendah dibandingkan

beton normal.


Menurut (Neville, 1996) menyatakan bahwa modulus elastisitas beton dpengaruhi

oleh modulus elastisitas agregat dan perbandingan volume dari aggregat didalam

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

modulus pada suatu waktu tertentu dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan berikut :

Modulus elastisitas ( E ) =εσ (2.2)

Dimana :

Tegangan (σ) =AP Regangan (ε) =

LL∆ (2.3)

Dengan : P = beban yang diberikan (ton)

A = luas tampang melintang ( mm2

∆L = perubahan panjang akibat beban P (mm)

)

L = panjang semula (mm

2.2.7 Poisson Ratio

Bilamana beton mengalami desakan, memendek pada arah memanjang atau aksial

dan mengalami pengembangan arah melebar atau lateral. Perbandingan antara

regangan arah melebar dan arah memanjang dikenal sebagai perbandingan

poisson (poisson ratio). Pada fase elastis linier regangan lateral sebanding dengan

regangan aksial. Perubahan ditunjukkan pada Gambar 2.5 dimana garis putus-

putus menunjukkan bentuk setelah beton menerima beban. Kontraksi lateral ini

dapat dilihat dengan jelas pada karet yang direntangkan, yang merupakan batas

teratas teoritis untuk angka poisson, sedangkan pada bahan logam perubahan

ukuran lateral ini biasanya terlalu kecil untuk dilihat, tetapi perubahan ukuran

dapat dideteksi dengan alat ukur.

33

P P

E Lateral

E Aksial

Beton sebelum mengalami desakan Beton setelah mengalami desakan

Gambar 2.3 Ekspansi akibat dari desak

Poisson ratio biasanya digunakan dalam perhitungan modulus geser (G) untuk

balok dan kolom serta untuk analisis pelat. Modulus geser (G), modulus elastisitas

(E), dan poisson ratio (µ), merupakan sifat-sifat bahan elastis yang terkait satu

sama lain.

34

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Tinjauan Umum

Metode penelitian adalah langkah-langkah umum atau metode yang dilakukan

dalam penelitian suatu masalah, kasus, fenomena, atau yang lain secara ilmiah

untuk memperoleh hasil yang rasional. Penelitian ini menggunakan metode

eksperimental di laboratorium. Metode eksperimen adalah suatu penelitian untuk

mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam suatu

kondisi yang terkontrol.

Dalam penelitian ini terdiri atas variabel bebas (independent variable) dan

variabel terikat (dependent variable). Variabel bebas berupa kadar penambahan

serat baja terhadap volume beton, sedangkan variabel terikat berupa modulus

elastisitas dan poisson ratio beton. Faktor-faktor lain seperti susunan gradasi

agregat, proporsi campuran bahan, perawatan, dan yang lain dianggap sebagai

variabel yang tidak berpengaruh.

3.2 Benda Uji Benda uji yang digunakan pada penelitian ini berupa benda uji beton silinder

untuk kuat tekan dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Prosentase

silica fume sebagai bahan tambahan semen pada beton mutu tinggi adalah 5%.

Benda uji yang sudah jadi akan diuji pada umur 28 hari.

Total benda uji yang digunakan pada penelitian ini adalah 12 benda uji dengan

perincian adalah sebanyak 3 benda uji untuk setiap variasi penambahan serat baja.

Pengelompokan benda uji untuk tiap variasi dapat ditabelkan seperti di bawah ini.

35

Tabel 3.1 Pengelompokan Benda uji

Panjang serat

baja (cm)

( kadar 1%)

Kode Benda Uji

Kadar

Silica fume

(%)

Umur

(hari)

Jumlah

2,5

BSPT1.1

5 28

3 BSPT1.2

BSPT1.3

3

BSPT2.1

5 28

3 BSPT2.2

BSPT2.3

2,5 dan 3

BSPT3.1

5 28

3 BSPT3.2

BSPT3.3

-

BSPT4.1

5 28

3 BSPT4.2

BSPT4.3

3.3 Tahap dan Prosedur Penelitian Sebagai penelitian ilmiah maka penelitian harus dilaksanakan dalam sistematika

atau urutan kerja yang jelas dan teratur sehingga akan didapat hasil yang baik dan

dapat dipertanggungjawabkan. Pelaksanaan penelitian ini dibagi menjadi tahap-

tahap sebagai berikut :

1. Tahap I

Tahap I adalah tahap persiapan. Pada tahap ini semua bahan dan peralatan

yang akan digunakan dalam penelitian disiapkan terlebih dahulu sehingga

penelitian yang akan dilakukan dapat berjalan dengan lancar.

2. Tahap II

Tahap II adalah tahap uji bahan. Pada tahap ini dilakukan penelitian terhadap

agregat kasar dan agregat halus. Hal ini dilakukan untuk mengetahui sifat dan

karakteristik bahan yang akan digunakan. Selain itu juga untuk mengetahui

36

apakah agregat-agregat tersebut memenuhi persyaratan atau tidak, atau agregat

tersebut memerlukan penanganan khusus agar dapat menjadi agregat yang baik.

Hasil dari pengujian ini nantinya juga digunakan sebagai data rencana

campuran adukan beton.

3. Tahap III

Tahap III adalah tahap pembuatan benda uji yang meliputi pekerjaan sebagai

berikut: Trial mix untuk didapatkan kontrol mix design yang akan digunakan

dalam penelitian ini, pembuatan adukan beton, pemeriksaan nilai slump.

pembuatan benda uji berupa silinder beton diameter 15 cm, tinggi 30 cm

sebanyak 12 sampel.

4. Tahap IV

Tahap IV adalah tahap perawatan (curing). Pada tahap ini dilakukan

perawatan pada benda uji beton yang sudah jadi. Perawatan ini dilakukan

dengan cara dibungkus karung goni yang setiap harinya disiram air (agar

kondisi beton selalu lembab). Perawatan ini dilakukan sampai benda uji

berumur 21 hari. Kemudian beton diangin-anginkan sampai benda uji berumur

28 hari dan pengujian beton dilakukan pada saat benda uji berumur 28 hari.

5. Tahap V

Tahap V adalah tahap pengujian. Pada tahap ini dilakukan pengujian Modulus

Elastisitas beton pada umur 28 hari yang dilanjutkan analisis data.

6. Tahap VI

Tahap VI adalah tahap analisis data. Pada tahap ini data-data yang diperoleh

dari hasil pengujian kuat lentur dianalisis dengan metode statistik dengan

bantuan program Microsoft Excel untuk mendapatkan hubungan antara

variabel-variabel yang diteliti dalam penelitian.

7. Tahap VII

Tahap VII adalah tahap pengambilan kesimpulan. Pada tahap ini data yang

telah dianalisis pada tahap sebelumnya dibuat kesimpulan yang berhubungan

dengan tujuan penelitian.

37

Tahapan penelitian ini dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir pada

gambar 3.1 dibawah ini.

I

Persiapan

Tahap I

Agregat halus Agregat kasar Semen Air Bahan Tambah

Uji bahan : Kadar lumpur Kadar

organik Specific

gravity Gradasi Berat isi

Uji bahan : Abrasi Specific

gravity Gradasi Berat isi

Data Properti

Data Properti

Perhitungan Rancang Campur

Pembuatan Adukan Beton Slump Test

Pembuatan Benda Uji

Tahap III

Tahap II Yes

No

No

Yes

38

IV

V

VI

VII

Gambar 3.1 Bagan Alir Tahap-tahap Pelaksanaan Penelitian.

3.4 Peralatan Penelitian

Penelitian mempergunakan alat-alat yang tersedia di Laboratorium Bahan dan

Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :

1. Timbangan

a) Neraca halus merk Murayama Seisakusho Ltd Japan, dengan kapasitas

5 kg, ketelitian sampai 0,10 gram yang dilengkapi dengan anak timbangan.

Neraca ini digunakan untuk mengukur berat material yang berada dibawah

kapasitasnya, tetapi butuh ketelitian yang baik, misalnya dalam pengujian

agregat halus.

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

dengan ketelitian 0,1 kg. Jenis ini digunakan untuk mengukur berat

material yang jauh lebih berat dan tidak memerlukan ketelitian yang sangat

tepat.

Analisis Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Perawatan (Curing)

Pengujian Modulus Elastisitas dan Poison

rasio

Tahap IV

Tahap VII

Tahap VI

Tahap V

39

2. Susunan Ayakan

Sususan ayakan digunakan untuk mengetahui susunan butir dari agregat halus

dan agregat kasar. Ayakan yang digunakan adalah ayakan dengan merk

“Controls”, Italy, bentuk lubang ayakan adalah bujursangkar dengan ukuran

50 mm, 38.1 mm, 25 mm, 19 mm, 12 mm, 4.75 mm, 1.18 mm, 0.6 mm, 0.3

mm. 0.15 mm, dan pan.

3. Oven

Untuk keperluan pengeringan agregat maupun sampel sebagai bagian dari

langkah-langkah pengujian digunakan oven listrik merk “ Memmert ”, West

Germany dengan temperatur maksimum 220 o

4. Corong konik (Conical mould)

C, daya listrik 1500 W.

Corong konik 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 Saturated Surface Dry (SSD) agregat halus.

5. Gelas ukur dan Tabung volumetrik

Alat ini masing-masing digunakan untuk mengukur volume air untuk analisis

kadar lumpur dan analisis berat jenis agregat halus (Specific Gravity).

6. Corong / kerucut Abrams

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

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

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

untuk mengukur nilai slump adukan beton.

7. Mesin los angeles yang digunakan untuk uji keausan agregat kasar.

8. Cetakan benda uji (Begisting)

Cetakan benda uji yang digunakan adalah cetakan silinder baja dengan ukuran

diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.

9. Mesin uji desak (Compression Testing Machine)

Digunakan dalam pengujian modulus elastisitas.

10. Alat bantu

Untuk kelancaran dan kemudahan penelitian, pada saat pembuatan benda uji

digunakan beberapa alat bantu yaitu :

40

a) Vibrator yang digunakan untuk pemadatan saat pembuatan benda uji.

b) Cetok semen, digunakan untuk memindahkan bahan batuan dan

memasukkan campuran beton kedalam cetakan beton.

c) Ember untuk tempat air dan sisa adukan.

d) Cangkul untuk mengaduk campuran beton.

3.5 Pengujian Bahan Dasar Untuk mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan dasar pembentuk beton, maka

dalam penelitian ini dilakukan pengujian terhadap bahan-bahan pembentuk beton.

Pengujian ini hanya dilakukan terhadap agregat kasar dan agregat halus (pasir).

Sedangkan untuk semen, silica fume, fly ash dan serat baja tidak dilakukan

pengujian. Air yang digunakan telah sesuai dengan spesifikasi standar untuk air

dalam PBI NI 1971 pasal 3.6.

3.5.1 Pengujian Agregat Halus

3.5.1.1 Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus

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

Dengan demikian kualitas pasir akan menentukan kualitas beton yang dihasilkan.

Untuk itu pasir yang akan digunakan dalam pembuatan beton harus memenuhi

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

pasir yang tidak mengandung lumpur lebih dari 5 % dari berat keringnya. Lumpur

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

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

sebelum digunakan dalam pembuatan campuran adukan beton. Syarat-syarat

agregat halus harus sesuai dengan PBI NI - 2,1971.

1). Tujuan :

Untuk mengetahui kadar lumpur yang terkandung dalam pasir.

2). Alat dan bahan :

a). Pasir kering oven

b). Air bersih

c). Gelas ukur 250 cc

41

d). Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu

e). Timbangan

3). Cara kerja :

a). Menyiapkan pasir kering oven

b). Menimbang pasir kering oven sebanyak 100 gr

c). Mengambil tabung gelas ukur dan memasukkan pasir ke dalam tabung

d). Melakukan proses pencucian dengan cara:

• Menuangkan air ke dalam tabung berisi pasir setinggi ± 12 cm di atas

permukaan pasir.

• Menutup tabung rapat-rapat.

• Mengocok tabung sebanyak 10 kali.

• Membuang airnya.

• Mengulangi percobaan ini beberapa kali sampai airnya jernih.

e). Menuang pasir ke dalam cawan. Jika masih terdapat air, dibuang dengan

menggunakan pipet

f). Mengeringkan pasir dalam cawan tersebut dalam oven pada suhu 110 o

g). Mendiamkan pasir setelah 24 jam hingga mencapai suhu kamar

C

selama 24 jam

h). Menimbang pasir yang sudah kering

Kadar lumpur = 0

10

GGG − x 100% (3.1)

dengan: G0

G

= berat pasir awal

1

= berat pasir akhir

3.5.1.2 Pengujian Kadar Zat Organik

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

misalnya bercampur dengan lumpur maupun zat organik lainnya. Pasir sebagai

agregat halus dalam adukan beton tidak boleh mengandung zat organik terlalu

banyak karena akan mengurangi kekuatan beton yang dihasilkan. Kandungan zat

organik ini dapat dilihat dari percobaan warna Abrams Harder dengan

menggunakan larutan NaOH 3 % sesuai dengan PBI NI - 2, 1971. Menurut PBI

42

1971 agregat halus yang tidak memenuhi percobaan warna ini dapat juga dipakai

asal kekuatan tekan adukan tersebut pada umur 7 dan 28 hari tidak kurang dari 95

% dari kekuatan adukan agregat yang sama tetapi dicuci dalam larutan NaOH 3 %

yang kemudian dicuci hingga bersih dengan air pada umur yang sama.

1). Tujuan

Untuk mengetahui kadar zat organik dalam pasir berdasarkan tabel perubahan

warna seperti terlihat pada tabel 3.2 berikut ini.

Tabel 3.2 Tabel Perubahan Warna Warna Penurunan Kekuatan Jernih 0 %

Kuning muda 0 – 10 % Kuning tua 10 – 20 %

Kuning kemerahan 20 – 30 % Coklat kemerahan 30 – 50 %

Coklat tua 50 – 100 % (Sumber : Roosseno, 1954)


a). Pasir kering oven.

b). Larutan NaOH 3%

c). Gelas ukur 250 cc.

3). Cara kerja :

a). Mengambil pasir sebanyak 130 cc yang telah dioven, dan memasukkannya

ke dalam gelas ukur.

b). Menuangkan NaOH 3 % hingga volume mencapai 200 cc.

c). Mengocok selama 10 menit.

d). Meletakkan campuran tersebut pada tempat terlindung selama 24 jam.

e). Mengamati warna air yang ada pada gelas ukur, lalu membandingkan

warna hasil pengamatan dengan warna pada tabel 3.2.

43

3.5.1.3 Pengujian Specific Gravity

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

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

langkah yang tepat untuk mengerjakan bangunan tersebut. Berat jenis merupakan

salah satu variabel yang sangat penting dalam merencanakan campuran adukan

beton, karena dengan mengetahui variabel tersebut dapat dihitung volume pasir

yang diperlukan.

1). Tujuan :

a). Untuk mengetahui bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat

pasir dalam kondisi kering dengan volume pasir total.

b). Untuk mengetahui bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara

berat pasir jenuh kondisi kering permukaan dengan volume pasir total.

c). Untuk mengetahui apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara

berat pasir kering dengan volume butir pasir.

d). Untuk mengetahui daya serap air (absorbtion), yaitu perbandingan antara

berat air yang diserap dengan berat pasir kering.


a). Cawan Alluminium.

b). Volumetric flash.

c). Conical mould.

d). Neraca.

e). Pasir kering oven.

3). Cara kerja :

a). Menyiapkan pasir kering oven dalam kondisi SSD (saturated surface dry).

b). Pengamatan pasir kering oven dalam kondisi SSD dengan langkah-langkah

sebagai berikut :

(1). Pasir dimasukkan ke dalam conical mould 1/3 bagian lalu ditumbuk 10

kali.

(2). Pasir ditambah lagi hingga 2/3 bagian lalu ditumbuk 10 kali.

(3). Pasir ditambah hingga penuh lalu ditumbuk 10 kali.

44

(4). Mengangkat conical mould lalu mengukur penurunan pasir yang

terjadi. Pasir berada dalam kondisi SSD apabila penurunan yang terjadi

sebesar 1/3 tinggi conical mould.

c). Mengambil pasir dalam kondisi SSD sebanyak 500 gram dan

memasukkannya ke dalam volumetric flask dan direndam dalam air selama

24 jam.

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

e). Mengeluarkan pasir dari volumetric flash lalu menimbang volumetric flash

+ air (b).

f). Mengeringkan pasir dalam oven selama 24 jam.

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

h). Menganalisa hasil pengujian dengan rumus-rumus sebagai berikut :

Bulk Specific gravity : c - 500 b

a+

(3.2)

Bulk Specific gravity SSD : c - 500 b

500+

(3.3)

Apparent Specific gravity : c - a b

a+

(3.4)

Absorbtion : % 100x a

a-500 (3.5)

3.5.1.4 Pengujian Gradasi

Gradasi dan keseragaman diameter pasir sebagai agregat halus lebih

diperhitungkan daripada agregat kasar, karena sangat menentukan sifat pengerjaan

dan sifat kohesi campuran adukan beton. Pengujian ini bertujuan untuk

mengetahui variasi diameter butiran pasir, prosentase dan modulus kehalusannya.

Modulus kehalusan merupakan angka yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat

kehalusan butir dalam agregat. Alat yang digunakan untuk pengujian gradasi

agregat halus adalah satu set ayakan dengan susunan diameter lubang 9.5 mm,

4.75 mm, 2.36 mm, 1.18 mm, 0.6 mm, 0.30 mm, 0.15 mm, dan pan.

45

1). Tujuan :

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui variasi ukuran butiran pasir,

persentase dan modulus kehalusannya.


a). Satu set ayakan dengan susunan diameter lubang 9,5 mm, 4,75 mm, 2,36

mm, 1,18 mm, 0,85mm, 0,30 mm, 0,15 mm dan panci penampungan (pan).

b). Mesin penggetar.

c). Neraca.

d). Pasir kering oven sebanyak 2000 gram.

3). Cara kerja :

a). Menyiapkan pasir yang telah dioven sebanyak 2000 gram.

b). Memasang ayakan dengan susunan sesuai dengan urutan besar diameter

lubang dan yang terbawah adalah pan.

c). Memasukkan pasir kedalam ayakan teratas kemudian ditutup rapat.

d). Memasang susunan ayakan tersebut pada mesin penggetar dan digetarkan

selama 5 menit, kemudian mengambil susunan ayakan tersebut.

e). Memindahkan pasir yang tertinggal dalam masing-masing ayakan ke

dalam cawan lalu ditimbang.

f). Menghitung prosentase berat pasir tertinggal pada masing-masing ayakan.

g). Menghitung modulus kehalusan dengan menggunakan rumus :

Modulus kehalusan pasir = ed (3.6)

Dengan : d = Σ prosentase komulatif berat pasir yang tertinggal selain

dalam pan

e = Σ prosentase berat pasir yang tertinggal

3.5.2 Pengujian Agregat Kasar

3.5.2.1 Pengujian Specific Gravity

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

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

langkah yang tepat untuk mengerjakan bangunan tersebut. Berat jenis merupakan

46

salah satu variabel yang sangat penting dalam merencanakan campuran adukan

beton, karena dengan mengetahui variabel tersebut dapat dihitung volume kerikil

yang diperlukan.

1). Tujuan :

Pengujian specific gravity agregat kasar yang dalam penelitian ini

menggunakan kerikil dengan ukuran diameter maksimum 20 mm, bertujuan :

a). Untuk mengetahui bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat

kerikil dalam kondisi kering dengan volume kerikil total.

b). Untuk mengetahui bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara

berat kerikil jenuh dalam kondisi kering permukaan dengan volume kerikil

total.

c). Untuk mengetahui apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara

berat kerikil kondisi kering dengan selisih antara berat butiran pada kondisi

kering dengan berat dalam air .

d). Untuk mengetahui daya serap air (absorbtion), yaitu perbandingan antara

berat air yang diserap oleh kerikil jenuh dalam kondisi kering permukaan

dengan berat kerikil kering.


a). Oven

b). Bejana dan kontainer.

c). Neraca.

d). Kerikil.

e). Air.

3). Cara kerja :

a). Mencuci kerikil lalu dimasukkan dalam oven dengan suhu 110 °C selama

24 jam.

b). Mengambil kerikil kering lalu ditimbang sebanyak 3000 gram dan

didiamkan hingga mencapai suhu ruang (a)

c). Merendam kerikil dalam air selama 24 jam, lalu dikeringkan dengan kain

lap agar permukaan kerikil kering, lalu menimbang kerikil tersebut (b).

47

d). Memasang kontainer pada neraca, lalu menuangkan air dalam bejana

hingga kontainer terendam seluruhnya dan mengatur posisi agar neraca

seimbang.

e). Memasukkan kerikil dalam kontainer hingga seluruhnya terendam air.

f). Menimbang kerikil tersebut (c).

g). Menganalisa hasil pengujian dengan rumus-rumus sebagai berikut :

Bulk Specific gravity : c - b

a (3.7)

Bulk Specific gravity SSD : c - b

b (3.8)

Apparent Specific gravity : c - a

a (3.9)

Absorbtion : % 100x a

a-b (3.10)

3.5.2.2 Pengujian Abrasi

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kekerasan batuan atau daya

tahan aus batuan, dalam hal ini adalah agregat kasar akibat gesekan atau

perputaran yang dinyatakan dalam persentase.

Tujuan :

1). Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kekerasan kerikil, persentase

dan modulus kehalusannya.


a). Set ayakan dengan susunan diameter lubang 12.5 mm, 9.5 mm, 4.75 mm,

dan panci penampungan (pan).


c). Mesin Los Angeles.

d). Neraca.

e). Kerikil kering oven sebanyak 5000 gram.

3). Cara kerja :

a). Menyiapkan kerikil kering oven dengan suhu 110oC selama 24 jam.

48

b). Menimbang kerikil yang lolos saringan 12,5 mm dan tertampung saringan

9,5 mm sebanyak 2,5 kg, serta yang lolos saringan 9,5 mm dan tertampung

saringan 4,75 mm sebanyak 2,5 kg

c). Memasukkan hasil ayakan ke dalam mesin los angeles dan diputar

sebanyak 500 kali

d). Setelah diputar, menimbang hasil perputaran yang tertahan pada ayakan 2

mm.

Persentase berat yang hilang = %100×−a

ba (3.11)

dengan: a = berat kerikil kering oven mula-mula

b = sisa kerikil kering oven di atas ayakan

3.5.2.3 Pengujian Gradasi

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui variasi diameter agregat kasar,

prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus kehalusan merupakan angka

yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehalusan butir dalam agregat. Alat

yang digunakan untuk pengujian gradasi agregat kasar adalah satu set ayakan

dengan susunan diameter lubang 25 mm, 19 mm, 12.5 mm, 9.5 mm, 4.75 mm,

2.36 mm, 1.18 mm, 0.85 mm, 0.30 mm, 1.15 mm dan pan.

1). Tujuan :

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui variasi ukuran butiran kerikil,

persentase dan modulus kehalusannya.


a). Satu set ayakan dengan susunan diameter lubang 25 mm, 19 mm, 12.5

mm, 9.5 mm, 4.75 mm, 2.36 mm, 1.18 mm, 0.85 mm, 0.30 mm, 1.15 mm

dan pan.

b). Mesin penggetar (vibrator).

c). Neraca.

d). Kerikil kering oven sebanyak 3000 gram.

3). Cara kerja :

a). Menyiapkan kerikil kering oven dalam suhu 110 oC

49

b). Mengambil dan menimbang kerikil sebanyak 3000 gr

c). Mengambil dan menyusun ayakan dengan urutan dari bawah ke atas: pan;

1.15 mm; 0.30 mm; 0.85 mm; 1.18 mm; 2.36 mm; 4.75 mm; 9.5 mm;

12.5 mm; 19 mm; dan 25 mm

d). Meletakkan ayakan pada mesin penggetar atau vibrator.

e). Memasukkan kerikil pada ayakan paling atas dan menghidupkan vibrator

selama ± 5 menit

f). Menuangkan sisa butiran yang tertahan pada masing-masing ayakan di

atas cawan dan menimbangnya satu persatu

g). Mencatat hasil untuk setiap ayakan.

Persentase berat yang hilang = a

ba − x 100% (3.11)

dengan: a = berat awal pasir (gr)

b = berat setelah diayak (gr)

Modulus Kehalusan = ( )

100100% −∑ kum

(3.12)

3.5.2.4 Pengujian Berat Satuan

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui berat per satuan volume agregat.

Dengan menggunakan alat bantu berupa cetakan silinder baja.

1). Tujuan :

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui berat per satuan volume agregat.


a). Cetakan Silinder.


c). Timbangan.

d). Kerikil kering oven.

3). Cara kerja :

a). Menyiapkan cetakan silinder dan mengukur beratnya

b). Mengisi silinder dengan kerikil dan mengukur beratnya

50

c). Mengukur volume silinder

Berat satuan = c

ab − (3.13)

dengan: a = berat silinder (gr)

b = berat silinder + kerikil (gr)

c = volume silinder (cm3

)

3.6 Perancangan Campuran Beton Rencana campuran antara semen, air dan agregat-agregat sangat penting untuk

mendapatkan kekuatan beton yang sesuai dengan yang diinginkan. Perancangan

campuran adukan beton dimaksudkan untuk memperoleh kualitas beton yang

seragam. Dalam penelitian ini digunakan rancang campur beton yang

direncanakan dengan fc’ = 60 Mpa. Langkah-langkah perancangannya sebagai

berikut :

1. Menentukan kuat tekan beton pada umur 28 hari dan nilai slump yang di

isyaratkan.

2. Mencari nilai G pada tabel (Tabel Nilai G untuk berbagai besar butir dan mutu

agregat) berdasarkan ukuran agregat kasar, mutu agregat dan nilai slump yang

diisyaratkan.

3. Menghitung harga rasio semen-air dengan rumus Bolomey.

4. Menetukan jumlah semen berdasarkan harga rasio semen-air dan nilai slump

yang diisyaratkan berdasarkan grafik (Grafik nilai slump dan rasio semen-air).

5. Menghitung rasio kerikil dengan pasir berdasrkan grafik (Grafik rasio kerikil-

pasir dan kadar semen) untuk kadar semen yang telah dihitung dan besar

butiran maksimum agregat kasar.

6. Menghitung kemampatan beton berdasarkan tabel (Tabel koefisien)

kemampatan beton untuk berbagai kondisi nilai slump.

7. Menghitung volume absolute dari seluruh benda padat.

8. Menghitung kadar agregat kasar, agregat halus, semen Portland dan air

efektif.

51

9. Penyesuaian campuran berdasarkan kondisi agregat dan densitas yang

diinginkan, dan menghitung kadar serat berdasar prosentase yang

direncanakan.

3.7 Pembuatan Benda Uji

Langkah-langkah pembuatan benda uji dalam penelitian ini diuraikan sebagai

berikut:

1). Menyiapkan material (air, semen, pasir, silica fume, plasticizer, fly ash,

kerikil, dan serat baja ) dan peralatan yang akan digunakan untuk campuran

beton.

2). Menyiapkan cetakan silinder beton (Bekisting).

3). Menimbang masing-masing material berdasarkan perhitungan mix design

beton.

4). Membuat adukan beton dengan cara mencampurkan material yang telah

ditimbang ke dalam molen, dengan urutan kerikil terlebih dahulu, kemudian

pasir, semen, silica fume, fly ash, air dan plasticizer. Kemudian serat baja

ditaburkan terakhir ke dalam adukan.

5). Memeriksa nilai slump dari adukan beton tersebut.

6). Selanjutnya dilakukan pengecoran dengan menuangkan adukan beton kedalam

cetakan dan memberi tanda untuk masing-masing benda uji.

7). Setelah cetakan terisi penuh dilakukan pemadatan, kemudian permukaan

diratakan dan dibiarkan selama 24 jam.

8).

Setelah 24 jam cetakan dibuka kemudian benda uji dirawat

3.8 Pengujian Nilai Slump Slump beton adalah besaran kekentalan (viscosity)/plastisitas dan kohesif dari

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

sebagai berikut :

1). Kerucut Abrams bagian dalam dan luar dibersihkan dengan air.

2). Cetakan kerucut diletakkan di atas pelat baja.

52

3). Dengan memegang kaki kerucut kuat-kuat, adonan beton dimasukkan

hingga 1/3 tinggi kerucut, kemudian dipadatkan dengan cara

menumbuknya menggunakan tongkat besi ujung bulat sebanyak 25 kali.

4). Pengisian diselesaikan sampai dua lapis berikutnya dan dipadatkan dengan

cara yang sama seperti sebelumnya sampai cetakan terisi penuh,

selanjutnya pada bagian atas diratakan dengan cetok.

5). Kemudian cetakan diangkat perlahan-lahan tegak lurus ke atas.

6). Mengukur penurunannya dari tinggi mula-mula, besar penurunan ini

disebut nilai slump.

3.9 Perawatan Benda Uji (Curing) Perawatan beton adalah suatu pekerjaan menjaga agar permukaan beton segar

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

Hal ini dimaksudkan untuk menjamin agar proses hidrasi dapat berlangsung

dengan baik dan proses pengerasan terjadi dengan sempurna sehingga tidak terjadi

retak-retak pada beton dan mutu beton dapat terjamin.

Pada penelitian ini perawatan dilakukan dengan cara menyelimuti benda uji

dengan karung goni basah mulai hari kedua dan setiap harinya dilakukan

penyiraman air. Perawatan ini dilakukan sampai benda uji berumur 21 hari.

Kemudian beton diangin-anginkan selama 7 hari atau sampai benda uji berumur

28 hari dan diadakan pengujian balok uji beton pada umur ke-28 hari.

3.10 Pengujian Tegangan Regangan Silinder Beton Benda uji yang digunakan dalam pengujian ini adalah silinder beton dengan

diameter 15 cm dan tinggi 30 cm sebanyak 3 buah untuk setiap kondisi

penambahan kadar serat baja. Pengujian ini bertujuan untuk mengamati besarnya

perubahan panjang (regangan) arah longitudinal (aksial) dan perubahan panjang

arah radial (lateral) silinder beton akibat pembebanan serta besarnya beban (P)

pada saat beton mulai retak. Pengujian ini menggunakan mesin uji desak (

Compression Testing Machine) dan alat ukur regangan dial (extensometer).

53

Adapun langkah-langkah pengujiannya adalah sebagai berikut :

a. Menghitung tinggi dan diameter benda uji.

b. Pasang alat compressometer pada posisi nol baik dial arah longitudinal dan

arah lateral kemudian letakkan pada mesin uji desak.

c. Pengujian dilakukan dengan beban pada kecepatan yang konstan dan beban

bertambah secara kontinyu setiap 2 ton.

d. Untuk pengambilan data dengan cara mencatat besar regangan arah radial

untuk setiap penambahan tekanan sebesar 2 ton yang dapat dibaca dari alat

compressometer dan extensometer.

e. Menghitung regangan (ε) yang terjadi dengan rumus :

ε = 310.4,25 −∆ xll (3.14)

Dengan : ∆l = penurunan arah longitudinal

L = tinggi beton relative (jarak antara dua strain gauge)

25,4 . 10-3

Untuk mendapatkan besarnya kuat tekan beton pada benda uji silinder dengan

rumus :

= konversi satuan dial dari inch ke mm

f’c = AcP (3.15)

Dengan :

f’c = kuat tekan beton salah satu benda uji (MPa)

P = beban desak maksimum (N)

Ac = luas permukaan benda uji tertekan (mm2

)

Modulus elastisitas ditentukan berdasarkan rekomendasi ASTM C 469-94, yaitu

modulus chord. Adapun perhitungan modulus elastisitaas chord (Ec) adalah :

Ec = MPaSS00005,02

12

−−

ε (3.16)

54

Dengan :

S2

S

= tegangan sebesar 0,4 . f’c

1

ε

= tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudinal akibat

tegangan sebesar 0,00005

2 = regangan longitudinal akibat tegangan S

2

Poisson ratio ditentukan berdasarkan rekomendasi ASTM C 469-94, dengan

rumus :

µ = 00005,02

12

−

−

εεε tt

(3.17)

Dengan :

εt2 = regangan lateral akibat tegangan S

εt

2

1 = regangan lateral akibat tegangan S

ε

1

2 = regangan longitudinal akibat tegangan S

S2

1

S

= tegangan yang sesuai dengan reganga arah longitudinal sebesar 0.00005

2 = tegangan sebesar 0.4 f’c

3.11 Analisis Hasil

Analisis data adalah proses penyederhanaan data kedalam bentuk yang lebih

mudah dibaca dan diinterpretasikan. Dalam proses ini digunakan uji statistik yang

merupakan salah satu fungsi untuk menyederhanakan data menjadi informasi yang

lebih sederhana dan mudah dimengerti. Benda uji yang digunakan dalam

penelitian ini diharapkan seragam dalam tiap kondisi pencampurannya yang

mewakili suatu karakter tertentu.

55

BAB 4

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Agregat

4.1.1 Pengujian Agregat Halus

Pengujian agregat halus yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian

kadar lumpur, kandungan zat organik, specific grafity, dan gradasi. Hasil

pengujian pasir adalah sebagai berikut:

a. Kadar Lumpur dalam Pasir

Hasil uji kadar lumpur pada pasir seberat 100 gram dapat dilihat pada Tabel 4.1

Tabel 4.1 Hasil pengamatan setelah pencucian

Pencucian ke- Pengamatan

1-3

4-6

7-9

10-20

Sangat keruh

Keruh

Agak keruh

Jernih

Berat pasir akhir (b) = 94,25 gr

Perhitungan kadar lumpur dalam pasir menggunakan Persamaan 3.11

Kandungan lumpur = a

ba − x 100%

= %100100

75,5 x

= %75,5=

Kandungan lumpur dalam agregat halus tidak boleh lebih dari 5 % (PBI 1971

pasal 3.3 ayat 3).

56

Dari hasil perhitungan diperoleh kandungan lumpur dalam pasir adalah 5,75 %,

sehingga pasir perlu dicuci bila akan digunakan sebagai agregat halus.

Setelah pencucian:

Berat pasir akhir (b) = 97 gr

Perhitungan kadar lumpur dalam pasir menggunakan Persamaan 3.1

Kandungan lumpur = %1000

10 xG

GG −

= %3%100100

3=x

Dari hasil perhitungan diperoleh kandungan lumpur dalam pasir setelah pencucian

adalah 3 %, sehingga pasir tersebut memenuhi syarat sebagai agregat halus

b. Kandungan Zat Organik

Setelah dikocok diperoleh hasil bahwa warna larutan NaOH 3% menjadi kuning

muda. Menurut Tabel 4.2 pasir mengandung zat organik yang dapat menurunkan

kekuatan beton dengan penurunan sebesar 0-10% sehingga pasir dapat digunakan

sebagai agregat halus.

Tabel 4.2 Pengaruh kandungan zat organik terhadap persentase penurunan

kekuatan beton

Warna Penurunan Kekuatan

Jernih

Kuning muda

Kuning tua

Kuning kemerahan

Coklat kemerahan

Coklat tua

0%

0-10%

10-20%

20-30%

30-50%

50-100% Sumber: Prof. Ir. Rooseno

57

c. Specific Grafity

Berat pasir SSD (a) = 500 gr

Berat pasir kering oven (b) = 488.85 gr

Berat volumetric + air (c) = 724.85 gr

Berat volumetric + pasir + air (d) = 1035.25 gr

Perhitungan Bulk Specific Grafity, Bulk Specific Grafity SSD, Apparent Specific

Grafity, dan Absorbsion dapat dilihat pada Persamaan 3.2- 3.5.

Bulk Specific Gravity cb

a−+

=500

57,225.103550085.724

85.488=

−+=

Bulk Specific Gravity SSD cb −+

=500500 64,2

25.103550085.724500

=−+

=

Apparent Specific Gravity cba

a−+

= 74,225.103585.72485.488

15,485=

−+=

Absorption %100500×

−=

aa %36.2%100

85.48885.488500

=×−

=

Menurut ASTM C.128-79 syarat Bulk Specific Gravity SSD antara 2.5 - 2.7,maka

pasir sampel memenuhi syarat dan layak digunakan sebagai agregat halus beton.

d. Gradasi

Hasil uji gradasi pasir dapat dilihat pada Tabel 4.3. Hasil analisa gradasi pasir

menurut ASTM C.33-97 dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.3 Berat pasir yang tertinggal

Diameter Ayakan (mm) Pasir Tertinggal (gram)

9,50

4,75

2,36

1,18

0,85

0

135,76

243,36

372,24

473,27

58

0,30

0,15

pan

1205,10

335,85

231,38

Jumlah 1983

Perhitungan presentase berat agregat yang hilang dapat dihitung dengan

Persamaan 3.11

Berat awal pasir (a) = 2000 gr

Berat setelah diayak (b) = 1983 gr

Persentase berat yang hilang = a

ba − x 100%

= 2000

19832000 − x 100%

= 0,85%

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus

Ukuran

Ayakan

(mm)

Tertahan Lolos

Kumulatif

(%)

Syarat

ASTM Berat (gr) Persentase

(%)

Kumulatif

(%)

9,50 0 0 0 100 100

4,75 135,76 4,53 4,53 95,47 95 – 100

2,36 243,36 8,12 12,65 87,35 80 – 100

1,18 372,24 12,42 25,07 74,93 50 – 85

0,85 473,27 15,79 40,86 59,14 34 – 70

0,30 1205,10 40,21 81,07 18,93 10 – 30

0,15 335,85 11,21 92,28 7,72 2 – 10

0,00 231,38 7,72 100 0 0

Jumlah 2996,92 100 356,46

59

Modulus Halus = ( )

100100% −∑ kom

= 5646,2100

10046,356=

−

Agregat yang hilang %103,0%1003000

92,29963000=

−= x

Persentase berat pasir yang hilang adalah sebesar 0,85% < 1% sehingga pasir

memenuhi syarat sebagai bahan campuran beton. Selain itu, diperoleh Modulus

Kehalusan sebesar 2,4634. Berdasarkan ASTM C.33-97 Modulus Kehalusan

adalah 2,3<MK<3,1 sehingga pasir memenuhi syarat. Hubungan antara %

kumulatif agregat yang lolos dengan diameter ayakan dapa dilihat pada Gambar

4.1.

Gambar 4.1. Kurva Daerah Susunan Gradasi Agregat Halus (pasir)

Berdasarkan Gambar 4.1 di atas dapat dilihat bahwa pasir tersebut berada di

dalam gradasi yang diizinkan sehingga pasir tersebut memenuhi syarat sebagai

bahan campuran adukan beton.

Gradasi Agregat Halus

Diameter Saringan (mm)

Kum

ulat

if Lo

los

(%)

Batas Minimum Batas Maximum Hasil Pengujian

60

4.1.2 Pengujian Agregat kasar

a. Specific Grafity

Pengujian specific grafity

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar :

Simbol Keterangan Berat (gr)

a kerikil kering oven 3000

b Berat kerikil kondisi SSD 3071,5

c Berat kerikil dalam air 1880

Bulk Specific Grafity cb

a−

= = 518,218805,3071

3000=

−

Bulk Specific Gravity SSD cb

b−

= = 578,218805,30715,3071

=−

Apparent Specific Grafity ca

a−

= = 679,218803000

3000=

−

Absorption %100×−

=a

ab = %38,2%1003000

30005,3071=×

− .

b. Abrasi

Berat Agregat kasar kering oven mula-mula (a) = 5000 gr

Sisa Agregat kasar kering oven di atas ayakan 2,36 (b) = 3750 gr

Perhitungan presentase berat Agregat kasar yang hilang dapat dihitung dengan

Persamaan 3.11.


ba

= %1005000

37505000×

−

%25=

61

Abrasi yang terjadi 25% dan ini memenuhi standar yang disyaratkan, yaitu

kurang dari 50% (PBI 1971 pasal 3.4 ayat 5).

c. Gradasi

Hasil analisa gradasi Agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 4.6

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar

Ukuran

Ayakan

(mm)

Tertahan Lolos

Komulatif

(%)

Syarat

ASTM Berat (gr) Persentase

(%)

Komulatif

(%)

25 0 0 0 100 100

19 194 6.475 6.475 93.523 90-100

12,5 2105 70.261 76.736 23.272 20-55

9,5 515 17.189 93.925 6.010 0-10

4,75 107 3.572 97.497 2.471 0-5

2,36 75 2.503 100 0 -

1,18 0 0 100 0 -

0,85 0 0 100 0 -

PAN 0 0 100 0 -

Jumlah 2996 100 674.633

Perhitungan presentase berat agregat yang hilang dapat dihitung dengan

Persamaan 3.6.

Agregat yang hilang = %133,0%1003000

29963000=×

−

Perhitungan Modulus Kehalusan dapat dihitung dengan Persamaan 3.12

Modulus Halus = ( )

100100% −∑ kom

=100

100633,674 −

746,5=

62

Hubungan antara % kumulatif Agregat kasar yang lolos dengan diameter ayakan

dapat dilihat pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Grafik Gradasi Agregat Kasar

Modulus halus dan gradasi dari agregat kasar berada diantara batas maksimum

dan minimum. Hal ini menandakan bahwa agregat kasar yang akan digunakan

telah memenuhi syarat yang telah ditetapkan ASTM C-330. Modulus halus

agregat kasar berkisar antara 5 – 8 (Tjokrodimulyo, 1996).

d. Berat Satuan

Berat satuan agregat dapat dihitung dengan Persamaan 3.13.

Berat silinder (a) = 11735 gr

Berat silinder + Agregat Kasar (b) = 16340 gr

Volume silinder (c) = 5301,44 gr

Berat satuan = c

ab −

= 44,53011173516340 − = 0,87 gr/cm

Gradasi Agregat Kasar

0

20

4060

80

100

120

PAN 0.85 1.18 2.36 4.75 9.5 12.5 19 25


Kum

ulat

if Lo

los

(%)

Batas Maks Hasil Pengujian Batas Min

3

63

4.2 Perancangan Campuran Adukan Beton

Penelitian ini menggunakan pendekatan dari proposal lomba kuat tekan beton oleh

Universitas Kristen Petra sebagai dasar perhitungan rancang campur adukan

beton. Kadar penambahan serat baja yang digunakan sebagai bahan tambah telah

ditentukan yaitu 1% terhadap volume beton. Variasi dimensi Serat baja yang

digunakan mempunyai panjang 25mm, 50 mm, dan campuran keduanya.

Tahap-tahap perhitungan campuran adukan beton secara lengkap dapat dilihat

pada Lampiran B dan hasil perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 4.7.

Tabel 4.7 Kebutuhan bahan untuk beton ringan tiap variasi serat

Variasi

Serat 1%vol.

total

Kebutuhan Bahan Semen

(kg)

Pasir

(kg)

Krikil

(kg)

Air

(lt)

Superplasticizer

(kg)

Fly Ash

(kg)

Silica fume

(kg)

0mm 9,58 15,17 16,25 3,785 0,08332 3,855 0.67

25mm 9,58 15,17 16,25 3,785 0,08332 3,855 0,67

50mm 9,58 15,17 16,25 3,785 0,08332 3,855 0,67

Campuran

(25+50)mm 9,58 15,17 16,25 3,785 0,08332 3,855 0,67

4.3 Pengujian Nilai Slump Pada penelitian ini untuk menguji workabilitas adukan beton digunakan pengujian

slump. Pengujian dilakukan pada tiap-tiap campuran adukan beton dengan

penambahan Variasi dimensi serat 25mm, 50mm, dan campran kedua dimensi

besar kadar serat 1% dari vol. total. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.7

berikut:

64

Tabel 4.8 Nilai slump adukan beton

Variasi dimensi serat

Nilai Slump (mm) Tingkat Workabilitas

25mm dan 50mm 90 Sedang-tinggi

50mm 90 Sedang-tinggi

25mm 90 Sedang-tinggi

0,00mm 95 Tinggi

Hubungan antara Variasi dimensi serat dengan nilai slump dapat dilihat pada

Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Variasi dimensi serat dan Nilai Slump

0

20

40

60

80

100

120

Nilai

Slump (mm)

0.00 25mm 50mm campuran Variasi dimensi serat

Grafik Hubungan Variasi dimensi serat dengan Nilai Slump

90

95 90 90

65

4.4 Pengujian Berat Jenis Beton

Berat jenis beton didapat dari berat silinder beton (W) dibagi volume silinder (V).

Contoh perhitungan untuk prosentase penambahan serat 0%:

Berat rata-rata silinder beton = 3

25,1118,111,11 ++

= 11,177 kg

• Volume silinder beton (V) = 41 x π x (0,15)2

= 0,0053

x 0.3 m

Berat jenis =

3

VW =

0053,0177,11 = 2108,868 kg/m

Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.8.Hasil perhitungan berat jenis

selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran C.

3

Tabel 4.9. Berat jenis beton

Variasi dimensi

serat

(mm)

Berat Rata-rata

Silinder Beton

(kg)

Berat Jenis Beton

(kg/m3)

0mm 11,177 2108,868

25mm 11,317 2135,220

50mm 11,617 2191,824

Campuran ( 25mm dan 50mm )

11,357 2142,767

66

4.5 Pengujian Modulus Elastisitas dan Rasio Poisson

4.5.1 Perhitungan Modulus Elastisitas

Data yang diambil dari seluruh benda uji dilakukan dengan mesin penguji tekan

dan alat pengukur regangan, pengambilan data tegangan dan regangan dicatat

pada setiap penambahan beban dengan laju pembebanan yang konstan dan

pengujian dilakukan pada benda uji silinder beton umur 28 hari.

Kurva tegangan-regangan diperoleh dengan memplotkan data-data tegangan

setiap kenaikan 2 ton beban aksial dengan regangan yang terjadi pada setiap

variasi metakaolin. Data tersebut dapat dilihat pada Lampiran C, dengan

menggunakan analisis regresi polinomial orde 2 pada microsoft excel, didapatkan

grafik tegangan-regangan dan persamaan regresi koefesien polinomial.

Tabel 4.10. Hasil Persamaan Regresi Polinomial Fungsi Tegangan-Regangan

Panjang No.

Sampel

Persamaan Regresi

Serat Baja Umur 28 Hari

0 mm 1 y = -6.289x2 + 30.79x + 2.353

2 y = -5.733x2 + 31.38x + 1.642

3 y = -5.217x2 + 31.51x + 2.085

25 mm 1 y = -6.147x2 + 35.25x + 2.409

2 y = -5.669x2 + 33.21x + 2.850

3 y = -5.239x2 + 29.94x + 3.037

50 mm 1 y = -7.009x2 + 34.54x + 5.294

2 y = -6.783x2 + 34.75x + 2.859

3 y = -8.853x2 + 43.90x + 0.399

Campuran 25 mm dan 50 mm

1 y = -6.644x2 + 36.29x + 2.075

2 y = -6.616x2 + 34.16x + 2.239

3 y = -6.745x2 + 32.81x + 2.540

Dengan : y = tegangan (MPa), x = regangan

Selanjutnya dari persamaan regresi polinomial pada tabel 4.9 tersebut dapat

dihitung nilai modulus elastisitas dengan persamaan turunan fungsi tersebut.

Sebagai contoh kita ambil persamaan regresi tegangan regangan pada benda uji

67

beton dengan panjang serat baja 0 mm dan 25 mm umur 28 hari. Adapun grafik

hubungan tegangan-regangan untuk contoh tersebut adalah sebagai berikut:

Gambar 4.4 Grafik hubungan tegangan-regangan aksial beton

Pada beton normal umur 28 hari.

Gambar 4.5 Grafik hubungan tegangan-regangan aksial beton

dengan penambahan Serat baja 25mm umur 28 hari.

y = -6.289x2 + 30.79x + 2.353R² = 0.994

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500

Tega

ngan

(M

Pa)

Regangan

Grafik Tegangan-Regangan 01

Series1Poly. (Series1)

y = -6.147x2 + 35.25x + 2.409R² = 0.986

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000

Tega

ngan

(M

Pa)

Regangan

Grafik Tegangan-Regangan 01

Series1Poly. (Series1)

68

Adapun perhitungan modulus elastisitas dari persamaan tersebut adalah sebagai

berikut:

1) Silinder beton dengan penamabahan serat baja 0% untuk umur 28 hari

Persamaan regresi tegangan-regangan untuk sampel beton dengan penamabahan

serat baja 0mm pada umur 28 hari yaitu:

y = -6,289x2

44792,2079,30578,120 =⇒=+−⇒= xxdxdy

+ 30,79x + 2,353

y = -6,289 (2,447922) + 30,79 (2,44792) + 2,353

= 40,03880 MPa

Kemudian dihitung nilai Modulus Elastisitas (Ec) :

S = 0,4. f’c = 0,4 . 40,03880 MPa

= 16,01552 MPa

Dengan persamaan regresi tegangan-regangan :

S = -6,289 ε2 + 30,79 ε + 2,353

Untuk S2 = 16,01552 MPa didapat ε2 = 0,4934712

ε = 0,00005 didapat S1

12

12

εε −

− ss

= 2,3545395 MPa

Sehingga nilai modulus Elastisitas (Ec) =

= 310)05,00,4934712(

2,3545395 - 16,01552−− x

= 30.769,96999 MPa

Validasi Modulus Elastisitas beton dengan kuat tekan mencapai 83 MPa

digunakan formula :

EC cf ' = (3,32 + 6,9)1000 MPa (Neville, 1996)

= (3,32 40,03880 + 6,9)1000 MPa

= 27.907,70499 MPa < Ec penelitian (30.769,96999 MPa)

69

2) Silinder Beton dengan serat baja 25mm untuk umur 28 hari

Persamaan regresi tegangan-regangan untuk sampel beton dengan serat baja

25mm untuk umur 28 hari :

Y = -6,147 x2

86725,2025,35294,120 =⇒=+−⇒= xxdxdy

+ 35,25 x + 2,409

y = - 6,147 (2,86725)2 + 35,25 (2,86725) + 2,409 = 52,944322 MPa

Kemudian dihitung nilai modulus elastisitas (Ec) :

S = 0,40 f’c = 0,4 . 52,944322

= 21,17773 MPa

Dengan persamaan regresi tegangan-regangan :

S ={ -6,147 ε2 + 35,25 ε + 2,409 }x 10-3

Untuk: S2 = 21,17773 MPa didapat ε2 = 0,59396825

ε = 0,00005 didapat S1

12

12

εε −

− ss

= 2,410763

Sehingga nilai modulus elastisitasnya adalah :

Modulus Elastisitas (E c) =

= 30.05).105(0,5939682410763,221,17773

−−−

= 34.500,11467 MPa

Validasi Modulus Elastisitas beton dengan kuat tekan mencapai 83 MPa

digunakan formula :

EC cf ' = 3,32 + 6,9 Gpa (Neville, 1996)

= 3,32 944322,52 + 6,9

= 31.057,26588 MPa < Ec penelitian (34.500,11467 MPa)

Dari contoh perhitungan diatas dapat kita dapatkan nilai modulus elastisitas untuk

variasi serat baja yang lain, hasil selengkapnya dapat kita lihat pada Tabel 4.11.

70

Tabel 4.11. Hasil perhitungan modulus elastisitas beton mutu tinggi umur 28 hari

Panjang Serat

Baja No.

Sampel

Ec Perhitungan Ec Rerata Ec Validasi (MPa)

MPa MPa Ec = (3,32 √f'c + 6,9)x1000

0mm 1 30769.96999

32643.19453 29090.75314 2 36505.98011

3 30653,63348

25mm 1 34500.11467

32217.04895 30383.75285 2 32574.51808

3 29576.51409

50mm 1 35482.16025

37666.26744 30365.30534 2 34619.20391

3 42897.43817

Campuran (25mm dan

50mm)

1 35601.51875

34095.49381 29594.19164 2 33818.4776

3 32866.48507

Dari perhitungan diatas dapat dibuat grafik antara nilai modulus elastisitas hasil

penelitian dan validasi pada silinder beton mutu tinggi setiap variasi panjang serat

baja.

Gambar 4.6 Grafik perbandingan antara nilai modulus elastisitas hasil

penelitian dan validasi pada beton mutu tinggi umur 28 hari.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

0mm 25mm 50mm Campuran

Ec penelitian (Mpa)

Ec validasi (Mpa)

71

4.5.2 Perhitungan Poisson Ratio Dari data perubahan panjang arah longitudinal /aksial (∆L) dan perubahan lebar

arah lateral / aksial (∆r) dicari hubungan regangan aksial dan regangan lateral.

Kurva regangan aksial dan regangan lateral dapat diperoleh dengan meregresi

titik-titik pasangan regangan aksial-regangan lateral yang terdapat pada lampiran

ke dalam sumbu x dan y, dengan menggunakan program Microsoft Excel pada

analisa regresi linier didapat kurva regangan aksial dan regangan lateral seperti

pada Tabel 4.11. Selanjutnya dari persamaan regresi pada Tabel 4.11 tersebut

dapat dihitung nilai poisson ratio dengan persamaan fungsi tersebut. Sebagai

contoh kita ambil persamaan regresi regangan aksial-lateral pada benda uji beton

dengan penggantian Perbandingan serat baja 0 dan 25mm umur 28 hari. Untuk

grafik hubungan regangan aksial-lateral dapat dilihat pada Gambar 4.7 dan 4.8

dibawah.

Tabel 4.12. Hasil persamaan regresi fungsi regangan aksial-lateral

Panjang Serat Baja

No. Sampel

Persamaan Regresi

Umur 28 Hari

0mm 1 y = 4.409x - 0.030

2 y = 4.929x + 0.010

3 y = 4.013x + 0.039

25mm 1 y = 4.124x - 0.057

2 y = 4.321x - 0.064

3 y = 4.182x + 0.019

50mm 1 y = 4.404x - 0.168

2 y = 4.047x - 0.051

3 y = 3.192x + 0.032

Campuran (25mm dan

50mm)

1 y = 3.968x - 0.043

2 y = 4.604x - 0.049

3 y = 5.571x - 0.002

72

Gambar 4.7 Grafik hubungan regangan aksial-

lateral dengan serat baja 0mm umur 28 hari

Gambar 4.8 Grafik hubungan regangan aksial-

lateral dengan serat baja 25mm umur 28 hari.

y = 4.409x - 0.030R² = 0.995

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500

Reg

anga

n Ak

sial

Regangan Lateral

Grafik Regangan Aksial-Lateral

Series1Linear (Series1)

y = 4.124x - 0.057R² = 0.978

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500

Reg

anga

n Ak

sial

Regangan Lateral

Grafik Regangan Aksial-Lateral

Series1Linear (Series1)

73

Adapun perhitungan poisson ratio dari persamaan tersebut adalah sebagai berikut:

1) Silinder beton dengan serat baja 0mm untuk umur 28 hari

Persamaan regresi untuk beton dengan serat baja 0mm pada umur 28 hari

y = 4.409x - 0.030

Regangan lateral pada saat regangan longitudinal akibat tegangan

S2 (ε2 = 0.4934712)

Εt2 11872788,0409,4

030,00,4934712=

+=


S1 = (ε1 = 0,05)

Εt1 0181447,0409,4

030,005,0=

+ =

2268088,005,04934712,0

0181447.011872788,0=

−−

Angka Poisson :

µ =

2) Silinder beton dengan serat baja 25mm untuk umur 28 hari

Persamaan regresi untuk beton serat baja 25mm pada umur 28 hari

y = 4.124x - 0.057


S2 (ε2 = 0.59396825)

Εt2 157848751,0124.4

057,059396825,0=

+=


S1 = (ε1 = 0,05)

Εt1 02594568,0124,4

057,005,0=

+ =

2424830332,005,059396825,0

02594568,0151272066,0=

−−

Angka Poisson :

µ =

Dari contoh perhitungan diatas dapat kita dapatkan nilai poisson ratio untuk

variasi serat baja yang lain, hasil selengkapnya dapat kita lihat pada Tabel 4. 13

74

Tabel 4.13 Hasil perhitungan poisson ratio beton mutu tinggi umur 28 hari

Serat baja No.

Sampel

Umur Pengujian 28 Hari

Poisson Ratio Poisson Ratio Rerata

0mm 1 0.2268088

0.2262936 2 0.2028810

3 0.2491910

25mm 1 0.2424830

0.2376783 2 0.2314319

3 0.2391200

50mm 1 0.2270675

0.2624827 2 0.2470970

3 0.3132837

Campuran (25mm dan

50mm)

1 0.2520162

0.215622 2 0.2172022

3 0.1795010

Dari perhitungan diatas dapat dibuat grafik antara nilai Poisson rasio rerata

dengan variasi panjang serat baja.

Gambar 4.9 Grafik perbandingan antara nilai Poisson rasio rerata dengan

variasi panjang serat baja. pada beton mutu tinggi umur 28 hari.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0mm 25mm 50mm Campuran

Nilai Poisson Rasio

75

4.6.Pembahasan 4.6.1.Modulus Elastisitas

Sejalan dengan variasi penambahan dimensi serat baja akan meningkatan nilai

modulus elastisitas sampai kadar optimum pada dimensi serat baja 50mm, dimana

modulus elastisitas akan maksimum. Nilai modulus elastisitas akan lebih

dipengaruhi dari agregatnya, semakin baik mutu agregat yang digunakan akan

meningkatkan nilai modulus elastisitas beton tersebut.

Dari Tabel 4.11. hasil penelitian mengenai modulus elastisitas dapat diketahui

bahwa nilai modulus elastisitas rata-rata untuk kadar serat baja 0mm, 25mm,

50mm, dan campuran ( 25mm dan 50mm ) beton mutu tinggi umur 28 hari adalah

32.643,19453; 32.217,04895; 37.666,26744 dan 34.095,49381 MPa

Dari data diatas memperlihatkan bahwa nilai modulus elastisitas optimum dicapai

pada variasi serat baja 50mm yang memberikan nilai modulus elastisitas

maksimum untuk pengujian. Peningkatan nilai modulus elastisitas tersebut antara

lain disebabkan karena adanya kontribusi dari serat terhadap volume adukan beton

yang semakin padat. Serat yang ditambahkan masih dapat menyebar secara

random dimana serat seolah-olah berfungsi sebagai tulangan. Selain itu, jumlah

pasta semen yang diperlukan untuk merekatkan agregat dan serat dalam adukan

masih mencukupi. Jumlah pasta semen yang cukup sangat diperlukan agar serat

dapat melekat sempurna dalam beton untuk mendukung kekuatannya

4.6.2.Poisson Ratio

Dari Tabel 4. 12 hasil penelitian untuk nilai poisson ratio dapat diketahui bahwa

nilai poisson ratio rata-rata untuk variasi serat baja 0mm, 25mm, 50mm dan

campuran ( 25mm dan 50mm ) beton mutu tinggi umur 28 hari adalah 0,2262936;

0,2376783; 0,2624827 dan 0,215622. Data tersebut memperlihatkan penurunan

nilai poisson ratio sampai kadar variasi serat baja maksimum 50mm. Variasi serat

baja sampai kadar optimum memberikan pengaruh kekuatan lekatan tarik yang

makin baik, sehingga kekuatan untuk menahan beban akan lebih baik.

76

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil perngujian, analisa data dan pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat

disimpulkan sebagai berikut :

1. Beton dengan variasi serat baja dan silica fume memiliki workabilitas yang lebih

rendah dibanding beton tanpa variasi serat baja. Semakin besar kandungan

variasi serat baja akan semakin menurunkan nilai workabilitas. Kebutuhan air

akan semakin meningkat sejalan dengan peningkatan kandungan serat baja,

untuk mencapai tingkat workabilitas yang baik dengan faktor air semen yang

sama penggunaan dosis superplasticizer harus ditingkatkan pula.

2. Modulus elastisitas rata-rata dari beton mutu tinggi dengan kadar serat baja

0mm, 25mm, 50mm, dan campuran ( 25mm dan 50mm ) beton umur 28 hari

adalah 32.643,19453; 32.217,04895; 37.666,26744 dan 34.095,49381 MPa.

3. Nilai poisson ratio rata-rata rata dari beton mutu tinggi dengan variasi serat baja

0mm, 25mm, 50mm dan campuran ( 25mm dan 50mm ) beton mutu tinggi umur

28 hari adalah 0,2262936; 0,2376783; 0,2624827 dan 0,215622.

77

5.2. Saran

Untuk lebih memperdalam kajian dari penelitian yang sudah dilakukan, maka perlu

dilakukan penelitian lanjutan yang merupakan pengembangan tema maupun

metodologi. Adapun saran untuk penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut :

1. Dapat dilakukan penelitian dengan nilai f’c > 80 Mpa.

2. Dapat dilakukan penelitian dengan berbagai variasi ukuran dan kadar serat baja.

untuk mendapatkan kadar optimum yang lebih spesifik.

3. Dapat di gunakan tipe- tipe semen yang lain.

4. Dapat di gunakan Fly ash dari daerah/ pabrik yang lain.

5. Perlu dilakukan pengujian modulus elastisitas pada umur beton yang lebih besar

dari 28 hari, hal ini mengingat beton mutu tinggi dengan tambahan silicafume,

serat baja dan fly ash membutuhkan waktu yang lebih lama untuk bereaksi dalam

beton supaya didapatkan modulus elastisitas yang specifik.

6. Penelitian lebih lanjut tentang reaksi kimia dalam beton akan lebih melengkapi

penelitian yang sudah dilakukan.

7. Dial Gauge hendaknya bisa digantikan dengan model digital , sehingga dapat

meminimalkan faktor-faktor kesalahan pembacaan.

xv

DAFTAR PUSTAKA

ASTM. 1918. Concrete and Material Agregates (Including Manual of Agregates

and Concrete Testing). Philadelphia.

Anonim. 2004. Pedoman Penulisan Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret Surakarta. Surakarta.

Anonim. 1982. Peraturan Umum Bahan Bangunan Indonesia (PUBI). Jakarta .

Dipohusodo Istimawan, 1994, Struktur Beton Bertulang, Gramedia Jakarta.

Edward G. Nawy, (alih bahasa : Bambang Suryoatmono), 1990, Beton Bertulang : Suatu Pendekatan Dasar, PT. Eresco, Bandung.

Edward G. Nawy, (alih bahasa : Bambang Suryoatmono), 2001, Beton Prategang,

PT. Erlangga, Jakarta. Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996, Teknologi Beton, Nafiri, Yogyakarta. G. Wahyudi, Syahril A Rahim, 1999, Struktur Beton Bertulang, PT Gramedia

Pustaka Utama, Jakarta.

Gao, Jianming, Sun, Wei dan Morino, Kenji, 1997, Cement and Concrete Composites, Elsevier Science Ltd, Great Brtain.

L. J. Parrot, 1988, A Literature Review of High Strength Concrete Properties,

British Cement Association (BCA), Wexham Springs Mendis, Priyan, 2003, Design of High- Strength Concrete Member: State- of-

The- Art, Prog. Stucture Engineering Material, John Wiley & son, Ltd, Australia.

Murdock, L. J. & Brook, K. M, (alih bahasa : Stepanus Hendarko), 1991, Bahan

dan Praktek Beton, Erlangga, Jakarta. Neville, A. M, 1975, Properties of Concrete, The English Language Book Society

and Pitman Publishing, London. Neville. A. M. dan Brooks J.J., 1987, Concrete Technology, Longman Scientific

& Technical, New York Rooseno, 1965, Beton Tulang, PT. Pembangunan Djakarta, Jakarta.

xvi

Sultan,D. 2004. Konstribusi Metakaolin Terhadap Kuat Tekan, Modulus

Elastisitas dan Poisson Ratio pada Beton Mutu Tinggi. Skripsi Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Surakarta.

Lampiran A

A-1

LABORATORIUM BAHAN BANGUNAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL Jl. Ir Sutami No. 36 A Kentingan Surakarta Telp. (0271) 647069 Fax .662118

PEMERIKSAAN AGREGAT HALUS

Pengujian : Kandungan Lumpur

Tanggal : 10 Pebruari 2009

Standar : ASTM C-117

Alat dan bahan : - Gelas ukur 250 cc - Pipet

- Oven listrik - Pasir 100 gr

- Cawan - Air bersih

- Neraca

Hasil pengujian :

Tabel A.1. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur Agregat Halus


G Pasir sebelum dicuci (kering 110 °C, 24 jam) 0 100

G Pasir setelah dicuci (kering 110 °C, 24 jam) 1 97,25

G0 – G Selisih pasir sebelum dan setelah dicuci 1 5,75

Prosentase kandungan lumpur :


10 xG

GG −

= %75,5%100100

75,5=x

Syarat :


pasal 3.3 ayat 3).

Analisa :

Dari hasil perhitungan diperoleh kandungan lumpur dalam pasir adalah 5,75 %,

sehingga pasir perlu dicuci bila akan digunakan sebagai agregat halus.

A-2




Pengujian : Kandungan Lumpur (setelah pencucian)



Alat dan bahan : - Gelas ukur 250 cc - Pipet

- Oven listrik - Pasir 100 gr

- Cawan - Air bersih

- Neraca

Hasil pengujian :

Tabel A.2. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur Agregat Halus


G Pasir sebelum dicuci (kering 110 °C, 24 jam) 0 100

G Pasir setelah dicuci (kering 110 °C, 24 jam) 1 97

G0 – G Selisih pasir sebelum dan setelah dicuci 1 3

Prosentase kandungan lumpur :


10 xG

GG −

= %3%100100

3=x

Syarat :


pasal 3.3 ayat 3).

Analisa :

Dari hasil perhitungan diperoleh kandungan lumpur dalam pasir setelah pencucian

adalah 3 %, sehingga pasir tersebut memenuhi syarat sebagai agregat halus.

A-3




Pengujian : Kandungan Zat Organik


Standar : ASTM C-40

Alat dan bahan : - Gelas ukur 250 cc - Pasir

- Oven listrik - Larutan NaOH 3 %

Hasil pengujian :

- Warna larutan hasil pengamatan : coklat kemerahan

Tabel A.3. Tabel Perubahan Warna

Warna Larutan Kadar Zat Organik

Jernih 0 %

Kuning Muda 0 % - 10 %

Kuning Tua 10 % - 20 %

Kuning Kemerahan 20 % - 30 %

Coklat Kemerahan 30 % - 50 %

Coklat Tua 50 % - 100 % Sumber : Prof. Ir. Rooseno

Syarat :

Agregat halus yang mengandung bahan organik dapat dipakai, asal kekuatan tekan

pada umur 7 hari dan 28 hari tidak kurang dari 95 % dari kekuatan adukan yang

sama tetapi dicuci dalam larutan NaOH 3 % yang kemudian dicuci hingga bersih

dengan air pada umur yang sama atau penurunan yang diperbolehkan maksimum

5 % (PBI 1971).

Analisa :

Warna larutan hasil pengamatan adalah coklat kemerahan. Hal ini menunjukkan

bahwa pasir mengandung zat organik yang dapat menurunkan kekuatan beton

(penurunan 30-50 %) sehingga pasir perlu dicuci bila akan digunakan sebagai

agregat halus.

A-4




Pengujian : Kandungan Zat Organik (setelah pencucian)


Standar : ASTM C-40

Alat dan bahan : - Gelas ukur 250 cc - Pasir

- Oven listrik - Larutan NaOH 3 %

Hasil pengujian :

- Warna larutan hasil pengamatan : jernih

Tabel A.4. Tabel Perubahan Warna

Warna Larutan Kadar Zat Organik

Jernih 0 %

Kuning Muda 0 % - 10 %

Kuning Tua 10 % - 20 %

Kuning Kemerahan 20 % - 30 %

Coklat Kemerahan 30 % - 50 %

Coklat Tua 50 % - 100 % Sumber : Prof. Ir. Rooseno

Syarat :

Agregat halus yang mengandung bahan organik dapat dipakai, asal kekuatan tekan

pada umur 7 hari dan 28 hari tidak kurang dari 95 % dari kekuatan adukan yang

sama tetapi dicuci dalam larutan NaOH 3 % yang kemudian dicuci hingga bersih

dengan air pada umur yang sama atau penurunan yang diperbolehkan maksimum

5 % (PBI 1971).

Analisa :

Warna larutan hasil pengamatan adalah jernih. Hal ini menunjukkan bahwa pasir

tidak mengandung zat organik sehingga pasir dapat digunakan sebagai agregat

halus.

A-5




Pengujian : Specific Gravity



Alat dan bahan : - Volumetrik flash

- Conical Mould + penumbuk

- Oven listrik

- Pasir 500 gr

- Neraca

- Air bersih

Hasil pengujian :

Tabel A.5. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Halus


Pasir kondisi SSD 500

a Pasir kering oven 488.85

b Berat Volumetrik + Air 724.85

c Berat Volumetrik + Pasir + Air 1035.25

Bulk Specific Gravity cb

a−+

=500

57,225.103550085.724

85.488=

−+=

Bulk Specific Gravity SSD cb −+

=500500 64,2

25.103550085.724500

=−+

=

Apparent Specific Gravity cba

a−+

= 74,225.103585.72485.488

15,485=

−+=

Absorption %100500×

−=

aa %36.2%100

85.48885.488500

=×−

=

Menurut ASTM C.128-79 syarat Bulk Specific Gravity SSD antara 2.5 - 2.7,maka

pasir sampel memenuhi syarat dan layak digunakan sebagai agregat halus beton.

A-6




Pengujian : Gradasi



Alat dan Bahan : - Satu set ayakan (9,5 mm; 4,75 mm; 2,36 mm; 1,18

mm; 0,85 mm; 0,3 mm; 0,15 mm dan PAN)

- Timbangan

- Mesin getar ayakan

- Pasir kering oven

Hasil Pengujian :

Tabel A.6. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus Ukuran Ayakan (mm)

Tertahan Lolos Kumulatif

(%)

Syarat ASTM Berat (gr) Persentase

(%) Kumulatif

(%) 9,50 0 0 0 100 100

4,75 135,76 4,53 4,53 95,47 95 – 100

2,36 243,36 8,12 12,65 87,35 80 – 100

1,18 372,24 12,42 25,07 74,93 50 – 85

0,85 473,27 15,79 40,86 59,14 34 – 70

0,30 1205,10 40,21 81,07 18,93 10 – 30

0,15 335,85 11,21 92,28 7,72 2 – 10

0,00 231,38 7,72 100 0 0

Jumlah 2996,92 100 356,46

Modulus Halus = ( )

100100% −∑ kom

= 5646,2100

10046,356=

−

Agregat yang hilang %103,0%1003000

92,29963000=

−= x

A-7



Gradasi Agregat Halus


Kum

ulat

if Lo

los

(%)

Batas Minimum Batas Maximum Hasil Pengujian

Gambar A.1. Kurva Daerah Susunan Gradasi Agregat Halus (pasir)

Syarat :

Modulus halus agregat halus berkisar antara 2.3 – 3.1 (Kardiyono Tjokrodimuljo,

1996).

Analisa :

Modulus halus dan gradasi dari agregat halus berada diantara batas maksimum

dan minimum. Hal ini menandakan bahwa agregat halus yang akan digunakan

telah memenuhi syarat yang telah ditetapkan ASTM C-136.

A-8



PEMERIKSAAN AGREGAT KASAR

Pengujian : Gradasi



Alat dan bahan : - Satu set ayakan (19.0 mm, 12.5 mm, 9.5 mm, 4.75

mm, 2.36 mm, 1,18 mm, 0,85 mm dan pan)

- Timbangan

- Mesin getar ayakan

- Kerikil kering oven

Hasil pengujian :

Tabel A.7. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Ukuran Ayakan (mm)

Tertahan Lolos Komulatif

(%) Syarat ASTM Berat (gr) Persentase

(%) Komulatif

(%) 25 0 0 0 100 100

19 194 6.475 6.475 93.523 90-100

12,5 2105 70.261 76.736 23.272 20-55

9,5 515 17.189 93.925 6.010 0-10

4,75 107 3.572 97.497 2.471 0-5

2,36 75 2.503 100 0 -

1,18 0 0 100 0 -

0,85 0 0 100 0 -

PAN 0 0 100 0 - Jumlah 2996 100 674.633

Modulus Halus = ( )

100100% −∑ kom

= 746,5100

100633,674=

− 5

Agregat yang hilang = %133,0%1003000

29963000=×

−

A-9



Gradasi Agregat Kasar

0

20

4060

80

100

120

PAN 0.85 1.18 2.36 4.75 9.5 12.5 19 25


Kum

ulat

if Lo

los

(%)

Batas Maks Hasil Pengujian Batas Min

Gambar A.2. Grafik Gradasi Agregat Kasar

Syarat :

Modulus halus agregat kasar berkisar antara 5 – 8 (Kardiyono Tjokrodimulyo,

1996).

Analisa :

Modulus halus dan gradasi dari agregat kasar berada diantara batas maksimum

dan minimum. Hal ini menandakan bahwa agregat kasar yang akan digunakan

telah memenuhi syarat yang telah ditetapkan ASTM C-136.

A-10




Pengujian : Abrasi



Alat dan bahan : - Bejana Los Angeles dan bola-bola baja

- Saringan 20 mm

- Neraca

- Kerikil

Hasil pengujian :

Tabel A.8. Hasil Pengujian Abrasi Agregat Kasar


a Berat kerikil kering oven mula-mula 5000

b Sisa kerikil kering oven di atas ayakan 2,36mm 3750


ba

= %25%1005000

37505000=×

−

Syarat : Kehilangan berat tidak boleh lebih dari 50 % (PBI 1971 pasal 3.4 ayat 5). Analisis :

Abrasi yang terjadi 25 % dan ini memenuhi standar yang disyaratkan, yaitu

kurang dari 50 %.

A-11




Pengujian : Specific Gravity



Alat dan bahan : - Bejana dan kontainer

- Oven listrik

- Kerikil 3000 gr

- Neraca

- Air bersih

Hasil pengujian :

Tabel A.9. Hasil Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar :


a kerikil kering oven 3000

b Berat kerikil kondisi SSD 3071,5

c Berat kerikil dalam air 1880

Bulk Specific Grafity cb

a−

= = 518,218805,3071

3000=

−

Bulk Specific Gravity SSD cb

b−

= = 578,218805,30715,3071

=−

Apparent Specific Grafity ca

a−

= = 679,218803000

3000=

−

Absorption %100×−

=a

ab = %38,2%1003000

30005,3071=×

−

Lampiran B

B-1



Mix Design

Perhitungan Mix Design melalui pendekatan dari proposal makalah lomba kuat

tekan beton,oleh Universitas Kristen Petra Surabaya

Untuk pengecoran 6 sampel dan silinder Ø15X30 cm, dengan margin 25%

Volume Total = 6 X [(¼ X π X 0,15²) X 0,3] X 1,25

= 0,039761 m³

Volume Kerikil = 30% X Volume total

= 30% X 0,039761

= 0,011928 m³

Berat kerikil = Gs Kerikil X Volume kerikil

= 2725 X 0,011928

= 32,50 Kg

Volume Mortar = 70% X Volume total

= 70% X 0,039761

= 0,027833 m³

Volume Pasir = 40% X volume mortar

= 40% X 0,027833

= 0,011133 m³

Berat Pasir = Gs pasir X Volume pasir

= 2725 X 0,011133

= 30,34 Kg

Volume pasta = 60% X volume mortar

= 60% X 0,027833

= 0,016700 m³

Vw / Vp = 0,83

Vw = 0,007574 m²

Berat air = Gs air X Volume air

= 1000 kg/m³ X 0,007574

= 7,57 kg

S : Fa = 2 : 1

B-2



Volume Semen = 2/3 x Vp

= 2/3 x 0,009125

= 0,006084 m³

Berat Semen =Gs semen x Volume semen

= 3150 kg/m³ x 0,006084

= 19,16 kg

Volume Fly ash = 1/3 x Vp

=1/3 x 0,009125

= 0,003042 m³

Berat fly ash = Gs fly ash x fly ash

= 2536 kg/m³ x 0,003042

=7,71 kg

Superplasticizer = 0,62% x berat powder

( Viscocrete) = 0,62% x 26,88

= 0,166644 liter

Silika Fume = 5% x berat pasta

= 5% x (Berat semen + berat fly ash)

= 5% x (19,16 + 7,71)

Serat Baja di gunakan dengan Panjang 25mm, 50mm dan kombinasi keduanya

dengan berat 1% dari volume mortar.

Lampiran C

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS SEBELAS MARET- FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

Jl. Ir. Sutami No. 36A Kentingan Surakarta 57126, Indonesia Telp.& Fax. : (0271) 634524. email : [email protected]

Hasil Pengujian Pembebanan Terhadap Sampel Dengan Bahan Campuran

Data

Sampel 4.1

Data

Sampel 4.2

Data

Sampel 4.3

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

(kN/mm) (Inch) (Inch) (kN/mm) (Inch) (Inch) (kN/mm) (Inch) (Inch) 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00

20 0.08 0.06 20 0.08 0.06 20 0.00 0.06

40 0.12 0.13 40 0.28 0.12 40 0.24 0.16

60 0.24 0.14 60 0.43 0.20 60 0.47 0.20

80 0.24 0.20 80 0.51 0.24 80 0.63 0.22

100 0.47 0.24 100 0.59 0.27 100 0.83 0.28

120 0.71 0.27 120 0.75 0.31 120 1.10 0.31

140 1.24 0.30 140 0.87 0.33 140 1.38 0.34

160 1.46 0.36 160 1.30 0.38 160 1.50 0.41

180 1.73 0.46 180 1.61 0.47 180 1.77 0.45

200 2.28 0.57 200 2.09 0.55 200 1.93 0.49

220 2.72 0.63 220 2.52 0.63 220 2.44 0.55

240 2.87 0.68 240 2.87 0.71 240 2.62 0.66

260 3.05 0.82 260 3.31 0.79 260 2.82 0.68

280 3.27 0.91 280 3.66 0.94 280 3.13 0.71

300 3.43 1.02 300 3.90 1.01 300 3.43 0.75

320 3.61 1.09 320 4.21 1.07 320 3.68 0.79

340 3.91 1.15 340 4.54 1.12 340 3.91 0.83

360 4.24 1.28 360 4.70 1.18 360 4.24 0.87

380 4.62 1.38 380 4.84 1.24 380 4.76 0.95 400 5.35 1.42 400 5.12 1.32 400 5.34 1.02

420 5.74 1.53 420 6.19 1.37 420 6.02 1.09

440 6.04 1.70 440 6.42 1.51 440 6.43 1.14

460 6.21 1.76 460 6.61 1.56 460 7.83 1.19

480 6.57 1.85 480 6.84 1.59 480 8.54 1.24

500 6.83 1.94 500 6.91 1.68 500 8.94 1.26

520 7.06 2.00 520 7.05 1.78 520 9.35 1.28 540 7.28 2.12 540 7.54 1.86 540 9.57 1.38

560 7.45 2.17 560 8.66 1.91 560 9.87 1.44

580 7.76 2.27 580 9.43 2.02 580 10.22 1.56

600 8.50 2.35 600 10.13 2.07 600 10.51 1.57

620 9.20 2.40 620 10.62 2.18 620 10.78 1.68

640 9.43 2.49 640 11.12 2.26 640 11.00 1.73

660 9.99 2.54 660 11.72 2.32 660 11.91 1.83 680 10.40 2.65 680 11.91 2.41 680 12.01 2.00

700 11.01 2.72 700 12.58 2.48 700 12.83 2.52

720 11.51 2.80 720 12.90 2.76 720 13.46 3.43

740 11.96 2.90 740 13.05 2.99 760 12.72 2.95 760 13.59 3.74 780 13.39 3.10

810 13.83 3.82

mailto:[email protected]�




Hasil Pengujian Pembebanan Terhadap Sampel Dengan Bahan Normal

Data

Sampel 1.1

Data

Sampel 1.2

Data

Sampel 1.3

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

(kN/mm) (Inch) (Inch) (kN/mm) (Inch) (Inch) (kN/mm) (Inch) (Inch) 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 20 0.00 0.06 20 0.00 0.07 20 0.00 0.05

40 0.25 0.13 40 0.28 0.11 40 0.20 0.15

60 0.43 0.15 60 0.38 0.17 60 0.31 0.17

80 0.67 0.18 80 0.67 0.24 80 0.69 0.22

100 0.75 0.24 100 1.00 0.28 100 0.87 0.28

120 0.98 0.27 120 1.17 0.31 120 0.98 0.31

140 1.30 0.30 140 1.46 0.38 140 1.32 0.34

160 1.75 0.38 160 2.01 0.44 160 1.65 0.41

180 1.91 0.46 180 2.24 0.52 180 1.94 0.46

200 2.09 0.57 200 2.48 0.55 200 2.10 0.49

220 2.78 0.65 220 2.87 0.61 220 2.77 0.55

240 2.87 0.68 240 3.11 0.66 240 2.87 0.66

260 3.28 0.82 260 3.35 0.69 260 3.24 0.68

280 3.50 0.91 280 3.78 0.76 280 3.50 0.71

300 4.07 1.03 300 4.37 0.80 300 4.02 0.85

320 4.35 1.09 320 4.57 0.87 320 4.33 0.88

340 4.69 1.14 340 4.96 0.91 340 4.65 1.01

360 5.00 1.28 360 5.43 0.99 360 5.00 1.04

380 5.35 1.35 380 5.63 1.02 380 5.35 1.16

400 6.03 1.42 400 5.87 1.10 400 5.98 1.20

420 6.93 1.54 420 6.77 1.15 420 6.54 1.31

440 7.20 1.70 440 7.17 1.22 440 6.93 1.43

460 7.60 1.75 460 7.40 1.28 460 7.35 1.50

480 8.23 1.91 480 8.07 1.34 480 7.80 1.69

500 9.06 2.02 500 8.19 1.40 500 8.11 1.75

520 9.96 2.24 520 8.70 1.54 520 8.74 1.81

540 10.24 2.41 540 9.33 2.08 540 9.17 2.16

560 10.55 2.57 560 10.15 2.14 560 9.41 2.28

580 11.26 2.72 580 10.59 2.20 580 9.57 2.54

600 11.85 2.87 600 11.00 2.35 600 9.80 2.72 620 12.48 2.92 620 11.38 2.49 620 10.43 2.87

640 13.07 3.04 640 12.05 2.53 640 10.67 2.91

660 13.86 3.13 660 12.52 2.59 660 11.42 2.96

680 14.02 3.19 680 13.23 2.62 680 11.89 3.01

700 15.04 3.24 700 13.82 2.65 700 12.43 3.06

720 15.04 3.15 720 13.23 3.09

740 14.72 3.15





Hasil Pengujian Pembebanan Terhadap Sampel Dengan Bahan Serat Baja 25mm

Data

Sampel 2.1

Data

Sampel 2.2

Data

Sampel 2.3

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

(kN/mm) (Inch) (Inch) (kN/mm) (Inch) (Inch) (kN/mm) (Inch) (Inch) 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 20 0.00 0.06 20 0.00 0.04 20 0.00 0.06 40 0.21 0.09 40 0.20 0.12 40 0.24 0.12 60 0.33 0.16 60 0.24 0.20 60 0.39 0.20 80 0.70 0.19 80 0.53 0.23 80 0.63 0.22 100 0.88 0.25 100 0.62 0.30 100 0.91 0.28 120 0.99 0.28 120 0.73 0.31 120 1.10 0.31 140 1.32 0.30 140 0.85 0.33 140 1.26 0.34 160 1.67 0.35 160 1.09 0.38 160 1.54 0.41 180 1.95 0.43 180 1.42 0.50 180 1.57 0.45 200 2.10 0.57 200 1.89 0.61 200 1.81 0.49 220 2.24 0.66 220 2.28 0.65 220 2.13 0.55 240 2.44 0.70 240 2.44 0.72 240 2.60 0.66 260 2.60 0.82 260 2.76 0.79 260 2.99 0.68 280 2.81 0.91 280 3.15 0.94 280 3.15 0.71 300 2.99 1.06 300 3.46 1.01 300 3.39 0.79 320 3.23 1.09 320 3.86 1.07 320 3.86 0.88 340 3.54 1.15 340 4.41 1.12 340 4.09 1.01 360 3.86 1.24 360 4.65 1.18 360 4.65 1.04 380 4.09 1.35 380 4.96 1.24 380 4.96 1.16 400 4.57 1.45 400 5.43 1.32 400 5.59 1.20 420 4.96 1.53 420 5.83 1.38 420 6.69 1.31 440 5.59 1.65 440 6.22 1.55 440 7.32 1.43 460 6.69 1.72 460 6.61 1.61 460 7.80 1.50 480 7.09 1.76 480 7.17 1.67 480 8.54 1.69 500 7.87 1.88 500 7.28 1.76 500 8.86 1.75 520 8.28 1.94 520 7.52 1.84 520 9.32 1.81 540 8.62 2.01 540 8.07 2.02 540 9.89 2.16 560 8.74 2.11 560 8.17 2.11 560 10.39 2.28 580 8.86 2.16 580 8.58 2.17 580 10.87 2.54 600 9.10 2.24 600 9.13 2.25 600 11.10 2.72 620 9.37 2.28 620 9.53 2.35 620 11.42 2.87 640 9.61 2.61 640 10.24 2.44 640 11.91 2.94 660 10.08 2.69 660 11.10 2.56 660 12.05 3.04 680 10.43 2.76 680 11.41 2.76 680 12.60 3.09 700 10.56 2.83 700 12.23 2.87 700 12.99 3.19 720 10.67 2.85 720 12.44 2.97 720 13.46 3.31 740 11.42 2.91 740 12.58 3.04 740 14.61 3.62 760 11.89 2.93 760 12.83 3.13

780 12.43 3.04 780 13.28 3.27 800 13.23 3.10

820 14.72 3.31






Data

Sampel 3.1

Data

Sampel 3.2

Data

Sampel 3.3

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

Baban Desak

Arah Aksial

Arah Lateral

(kN/mm) (Inch) (Inch) (kN/mm) (Inch) (Inch) (kN/mm) (Inch) (Inch) 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00

20 0.08 0.06 20 0.00 0.06 20 0.00 0.06

40 0.16 0.11 40 0.20 0.13 40 0.24 0.17

60 0.28 0.15 60 0.28 0.16 60 0.47 0.20

80 0.39 0.19 80 0.43 0.20 80 0.63 0.23

100 0.45 0.24 100 0.50 0.27 100 0.83 0.28

120 0.54 0.27 120 0.59 0.30 120 1.02 0.31

140 0.65 0.30 140 0.79 0.33 140 1.14 0.32

160 0.78 0.36 160 1.02 0.38 160 1.54 0.41

180 0.87 0.46 180 1.42 0.47 180 1.70 0.45

200 1.02 0.57 200 1.69 0.55 200 1.93 0.51

220 1.18 0.63 220 2.03 0.63 220 2.44 0.55

240 1.30 0.68 240 2.35 0.71 240 3.07 0.65

260 1.50 0.82 260 2.64 0.79 260 3.35 0.68

280 1.85 0.91 280 3.15 0.94 280 3.43 0.75

300 2.27 0.99 300 3.93 1.01 300 3.61 0.83

320 2.48 1.09 320 4.16 1.07 320 3.76 0.88

340 2.89 1.15 340 4.61 1.12 340 3.91 1.02

360 3.13 1.21 360 5.06 1.18 360 4.17 1.04

380 3.28 1.31 380 5.24 1.24 380 4.36 1.14 400 3.69 1.43 400 5.39 1.33 400 4.52 1.20

420 4.05 1.54 420 5.47 1.37 420 4.69 1.31

440 4.80 1.67 440 5.74 1.54 440 4.94 1.43

460 5.10 1.76 460 6.05 1.61 460 5.15 1.50

480 5.43 1.86 480 6.14 1.75 480 5.48 1.69

500 6.54 1.94 500 6.30 1.92 500 5.76 1.75

520 7.36 2.10 520 6.85 2.01 520 6.26 1.81 540 7.87 2.18 540 7.44 2.08 540 6.46 2.16

560 8.66 2.24 560 8.15 2.17 560 6.84 2.28

580 9.15 2.33 580 9.13 2.20 580 6.98 2.54

600 9.41 2.45 600 9.69 2.28 600 7.28 2.64

620 9.69 2.52 620 9.92 2.48 620 7.61 2.69

640 10.06 2.59 640 10.05 2.80 640 8.15 2.75

660 10.39 2.61 660 10.55 2.87 660 8.42 2.78 680 11.10 2.61 680 10.87 3.05 680 8.60 2.89

700 11.73 2.72 700 11.73 3.13 700 9.06 2.95

720 12.13 2.79 720 12.47 3.27 720 9.36 3.00

740 12.83 2.87 740 13.15 3.31 740 9.83 3.06

760 13.19 3.04 760 13.90 3.43 760 10.21 3.09

780 13.33 3.09 780 14.85 3.50 780 10.71 3.24

800 13.48 3.25 810 15.74 3.70 800 11.02 3.36

820 13.69 3.31

820 11.65 3.42

840 13.77 3.43

840 12.35 3.50

850 14.06 3.68

860 13.02 3.60

880 14.96 3.90


Perhitungan besarnya kuat tekan beton pada benda uji silinder dengan rumus :

f’c = AcP

Dengan :

f’c = kuat tekan beton salah satu benda uji (MPa)

P = beban desak maksimum (N)

Ac = luas permukaan benda uji tertekan (mm2

)

Contoh Perhitungan pada sampel 1.1 beton dengan penambahan serat baja 0mm,

pada P = 700kN/mm :

f’c = 15015014.325.0

1000700xxx

x

f’c = 39,632 MPa


pada P = 820kN/mm :

f’c = 15015014.325.0

1000820xxx

x

f’c = 46,426 MPa


pada P = 850kN/mm :

f’c = 15015014.325.0

1000850xxx

x

f’c = 48,100 MPa

Contoh Perhitungan pada sampel 4.1 beton dengan penambahan serat baja

Campuran, pada P = 810kN/mm :

f’c = 15015014.325.0

1000810xxx

x

f’c = 45,8599 MPa

Perhitungan regangan (ε) yang terjadi dengan rumus :

ε = 310.4,25 −∆ xll

Dengan : ∆l = penurunan arah longitudinal

L = tinggi beton relative (jarak antara dua strain gauge)

25,4 . 10-3

= konversi satuan dial dari inch ke mm

Contoh perhitungan regangan (ε)pada sampel 1.1 beton dengan penambahan serat

baja 0mm, denganΔl = 15,04

ε = 310.4,25200

04.15 −x

ε = 310.910,1 − mm


baja 25mm, denganΔl = 14,72

ε = 310.4,25200

14,72 −x

ε = 310.86944,1 − mm


baja 25mm, denganΔl = 14.06

ε = 310.4,25200

14,06 −x

ε = 310.7856,1 − mm


campuran, denganΔl = 13,83

ε = 310.4,25200

13,83 −x

ε = 310.7564,1 − mm




Hasil Pengujian Pembebanan Terhadap Sampel Dengan Bahan Normal

Sampel 01 Sampel 02 Sampel 3 W(kg) 11.1 W(kg) 11.180 W(kg) 11.250 L(m) 0.300 L(m) 0.300 L(m) 0.300 D (m) 0.150 D (m) 0.150 D (m) 0.150

BJ (kg/m3) 2093.772 BJ (kg/m3) 2108.862 BJ (kg/m3) 2122.066 Tegangan Regangan Regangan Tegangan Regangan Regangan Tegangan Regangan Regangan

(MPa) Aksial Lateral (MPa) Aksial Lateral (MPa) Aksial Lateral x 0.001 x 0.001 x 0.001 x 0.001 x 0.001 x 0.001

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.132 0.000 0.008 1.132 0.000 0.009 1.132 0.000 0.006 2.264 0.032 0.016 2.264 0.035 0.014 2.264 0.025 0.019 3.396 0.055 0.019 3.396 0.048 0.022 3.396 0.040 0.022 4.528 0.085 0.023 4.528 0.085 0.030 4.528 0.087 0.028 5.660 0.095 0.031 5.660 0.127 0.036 5.660 0.110 0.035 6.792 0.124 0.034 6.792 0.149 0.040 6.792 0.124 0.039 7.924 0.165 0.038 7.924 0.185 0.048 7.924 0.168 0.043 9.056 0.222 0.048 9.056 0.255 0.056 9.056 0.210 0.052

10.188 0.243 0.058 10.188 0.285 0.066 10.188 0.246 0.058 11.320 0.265 0.073 11.320 0.315 0.070 11.320 0.267 0.062 12.452 0.353 0.082 12.452 0.365 0.078 12.452 0.352 0.070 13.584 0.365 0.086 13.584 0.395 0.084 13.584 0.365 0.084 14.716 0.416 0.104 14.716 0.425 0.088 14.716 0.412 0.086 15.848 0.445 0.116 15.848 0.480 0.096 15.848 0.445 0.090 16.980 0.517 0.131 16.980 0.555 0.102 16.980 0.510 0.108 18.112 0.553 0.138 18.112 0.580 0.110 18.112 0.550 0.112 19.244 0.595 0.145 19.244 0.630 0.116 19.244 0.590 0.128 20.376 0.635 0.162 20.376 0.690 0.126 20.376 0.635 0.132 21.508 0.680 0.171 21.508 0.715 0.130 21.508 0.680 0.147 22.640 0.766 0.180 22.640 0.745 0.140 22.640 0.760 0.152 23.772 0.880 0.195 23.772 0.860 0.146 23.772 0.830 0.167 24.904 0.915 0.216 24.904 0.910 0.155 24.904 0.880 0.182 26.036 0.965 0.222 26.036 0.940 0.162 26.036 0.934 0.190 27.168 1.045 0.243 27.168 1.025 0.170 27.168 0.990 0.215 28.300 1.150 0.256 28.300 1.040 0.178 28.300 1.030 0.222 29.432 1.265 0.284 29.432 1.105 0.196 29.432 1.110 0.230 30.564 1.300 0.306 30.564 1.185 0.264 30.564 1.165 0.274 31.696 1.340 0.326 31.696 1.289 0.272 31.696 1.195 0.289 32.828 1.430 0.345 32.828 1.345 0.280 32.828 1.215 0.322 33.960 1.505 0.365 33.960 1.397 0.298 33.960 1.245 0.346 35.092 1.585 0.371 35.092 1.445 0.316 35.092 1.325 0.364 36.235 1.660 0.386 36.235 1.530 0.321 36.235 1.355 0.369 37.367 1.760 0.398 37.367 1.590 0.329 37.367 1.450 0.376 38.500 1.780 0.405 38.500 1.680 0.333 38.500 1.510 0.382

39.632 1.910 0.412 39.632 1.755 0.337 39.632 1.578 0.389 40.764 1.910 0.400 40.764 1.680 0.393 41.897 1.870 0.400









0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.132 0.000 0.007 1.132 0.000 0.005 1.132 0.000 0.007 2.264 0.027 0.012 2.264 0.025 0.015 2.264 0.030 0.015 3.396 0.042 0.020 3.396 0.030 0.025 3.396 0.050 0.025 4.528 0.089 0.024 4.528 0.067 0.029 4.528 0.080 0.028 5.660 0.112 0.032 5.660 0.079 0.038 5.660 0.115 0.035 6.792 0.126 0.036 6.792 0.093 0.040 6.792 0.140 0.039 7.924 0.168 0.038 7.924 0.108 0.042 7.924 0.160 0.043 9.056 0.212 0.045 9.056 0.139 0.048 9.056 0.195 0.052 10.188 0.248 0.055 10.188 0.180 0.063 10.188 0.200 0.057 11.320 0.267 0.072 11.320 0.240 0.078 11.320 0.230 0.062 12.452 0.285 0.084 12.452 0.290 0.083 12.452 0.270 0.070 13.584 0.310 0.089 13.584 0.310 0.091 13.584 0.330 0.084 14.716 0.330 0.104 14.716 0.350 0.100 14.716 0.380 0.086 15.848 0.357 0.116 15.848 0.400 0.120 15.848 0.400 0.090 16.980 0.380 0.134 16.980 0.440 0.128 16.980 0.430 0.100 18.112 0.410 0.139 18.112 0.490 0.136 18.112 0.490 0.112 19.244 0.450 0.146 19.244 0.560 0.142 19.244 0.520 0.128 20.376 0.490 0.157 20.376 0.590 0.150 20.376 0.590 0.132 21.508 0.520 0.172 21.508 0.630 0.158 21.508 0.630 0.147 22.640 0.580 0.184 22.640 0.690 0.168 22.640 0.710 0.152 23.772 0.630 0.194 23.772 0.740 0.175 23.772 0.850 0.166 24.904 0.710 0.210 24.904 0.790 0.197 24.904 0.930 0.182 26.036 0.850 0.219 26.036 0.840 0.204 26.036 0.990 0.190 27.168 0.900 0.223 27.168 0.910 0.212 27.168 1.085 0.215 28.300 1.000 0.239 28.300 0.925 0.224 28.300 1.125 0.222 29.432 1.052 0.246 29.432 0.955 0.234 29.432 1.184 0.230 30.564 1.095 0.255 30.564 1.025 0.257 30.564 1.256 0.274 31.696 1.110 0.268 31.696 1.038 0.268 31.696 1.320 0.289 32.828 1.125 0.274 32.828 1.090 0.275 32.828 1.380 0.322 33.960 1.156 0.285 33.960 1.160 0.286 33.960 1.410 0.346 35.092 1.190 0.289 35.092 1.210 0.298 35.092 1.450 0.364 36.235 1.220 0.332 36.235 1.300 0.310 36.235 1.512 0.374 37.367 1.280 0.342 37.367 1.410 0.325 37.367 1.530 0.386 38.500 1.325 0.351 38.500 1.449 0.350 38.500 1.600 0.393

39.632 1.341 0.359 39.632 1.553 0.364 39.632 1.650 0.405 40.764 1.355 0.362 40.764 1.580 0.377 40.764 1.710 0.420 41.897 1.450 0.369 41.897 1.598 0.386 41.897 1.856 0.460 43.029 1.510 0.372 43.029 1.630 0.398 44.161 1.578 0.386 44.161 1.686 0.415 45.294 1.680 0.394 46.426 1.870 0.420









0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.132 0.010 0.007 1.132 0.000 0.008 1.132 0.000 0.007 2.264 0.020 0.014 2.264 0.025 0.016 2.264 0.030 0.021 3.396 0.035 0.019 3.396 0.035 0.020 3.396 0.060 0.025 4.528 0.049 0.024 4.528 0.055 0.026 4.528 0.080 0.029 5.660 0.057 0.030 5.660 0.064 0.034 5.660 0.105 0.035 6.792 0.068 0.034 6.792 0.075 0.038 6.792 0.130 0.039 7.924 0.082 0.038 7.924 0.100 0.042 7.924 0.145 0.041 9.056 0.099 0.046 9.056 0.130 0.048 9.056 0.195 0.052

10.188 0.110 0.058 10.188 0.180 0.060 10.188 0.216 0.057 11.320 0.130 0.072 11.320 0.215 0.070 11.320 0.245 0.065 12.452 0.150 0.080 12.452 0.258 0.080 12.452 0.310 0.070 13.584 0.165 0.086 13.584 0.299 0.090 13.584 0.390 0.083 14.716 0.190 0.104 14.716 0.335 0.100 14.716 0.425 0.086 15.848 0.235 0.115 15.848 0.400 0.120 15.848 0.435 0.095 16.980 0.288 0.126 16.980 0.499 0.128 16.980 0.458 0.105 18.112 0.315 0.138 18.112 0.528 0.136 18.112 0.478 0.112 19.244 0.367 0.146 19.244 0.585 0.142 19.244 0.497 0.129 20.376 0.398 0.154 20.376 0.642 0.150 20.376 0.529 0.132 21.508 0.416 0.167 21.508 0.666 0.158 21.508 0.554 0.145 22.640 0.468 0.182 22.640 0.684 0.169 22.640 0.574 0.152 23.772 0.514 0.196 23.772 0.695 0.174 23.772 0.596 0.166 24.904 0.610 0.212 24.904 0.729 0.195 24.904 0.628 0.182 26.036 0.648 0.224 26.036 0.768 0.204 26.036 0.654 0.190 27.168 0.690 0.236 27.168 0.780 0.222 27.168 0.696 0.215 28.300 0.830 0.246 28.300 0.800 0.244 28.300 0.732 0.222 29.432 0.935 0.267 29.432 0.870 0.255 29.432 0.795 0.230 30.564 1.000 0.277 30.564 0.945 0.264 30.564 0.820 0.274 31.696 1.100 0.285 31.696 1.035 0.275 31.696 0.869 0.289 32.828 1.162 0.296 32.828 1.160 0.280 32.828 0.887 0.322 33.960 1.195 0.311 33.960 1.230 0.290 33.960 0.924 0.335 35.092 1.230 0.320 35.092 1.260 0.315 35.092 0.967 0.342 36.235 1.278 0.329 36.235 1.276 0.355 36.235 1.035 0.349 37.367 1.320 0.332 37.367 1.340 0.365 37.367 1.069 0.353 38.500 1.410 0.331 38.500 1.380 0.387 38.500 1.092 0.367

39.632 1.490 0.346 39.632 1.490 0.398 39.632 1.150 0.375 40.764 1.540 0.354 40.764 1.584 0.415 40.764 1.189 0.381 41.897 1.630 0.365 41.897 1.670 0.420 41.897 1.248 0.389 43.029 1.675 0.386 43.029 1.765 0.436 43.029 1.297 0.392 44.161 1.693 0.392 44.161 1.886 0.445 44.161 1.360 0.412 45.294 1.712 0.413 45.837 1.999 0.470 45.294 1.399 0.427 46.426 1.739 0.420 46.426 1.480 0.434 47.558 1.749 0.436 47.558 1.568 0.445 48.100 1.785 0.467 48.691 1.653 0.457 49.823 1.900 0.495





Hasil Pengujian Pembebanan Terhadap Sampel Dengan Bahan Campuran




0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.132 0.010 0.007 1.132 0.010 0.007 1.132 0.000 0.007 2.264 0.015 0.016 2.264 0.035 0.015 2.264 0.030 0.020 3.396 0.030 0.018 3.396 0.055 0.025 3.396 0.060 0.025 4.528 0.030 0.026 4.528 0.065 0.030 4.528 0.080 0.028 5.660 0.060 0.030 5.660 0.075 0.034 5.660 0.105 0.035 6.792 0.090 0.034 6.792 0.095 0.039 6.792 0.140 0.039 7.924 0.158 0.038 7.924 0.110 0.042 7.924 0.175 0.043 9.056 0.185 0.046 9.056 0.165 0.048 9.056 0.190 0.052

10.188 0.220 0.058 10.188 0.205 0.060 10.188 0.225 0.057 11.320 0.290 0.072 11.320 0.265 0.070 11.320 0.245 0.062 12.452 0.345 0.080 12.452 0.320 0.080 12.452 0.310 0.070 13.584 0.364 0.086 13.584 0.365 0.090 13.584 0.333 0.084 14.716 0.387 0.104 14.716 0.420 0.100 14.716 0.358 0.086 15.848 0.415 0.115 15.848 0.465 0.120 15.848 0.398 0.090 16.980 0.436 0.130 16.980 0.495 0.128 16.980 0.435 0.095 18.112 0.458 0.138 18.112 0.535 0.136 18.112 0.467 0.100 19.244 0.497 0.146 19.244 0.577 0.142 19.244 0.497 0.105 20.376 0.538 0.162 20.376 0.597 0.150 20.376 0.539 0.110 21.508 0.587 0.175 21.508 0.615 0.158 21.508 0.605 0.121 22.640 0.680 0.180 22.640 0.650 0.168 22.640 0.678 0.129 23.772 0.729 0.194 23.772 0.786 0.174 23.772 0.764 0.139 24.904 0.767 0.216 24.904 0.815 0.192 24.904 0.816 0.145 26.036 0.789 0.224 26.036 0.839 0.198 26.036 0.995 0.151 27.168 0.835 0.235 27.168 0.869 0.202 27.168 1.085 0.157 28.300 0.867 0.246 28.300 0.878 0.213 28.300 1.135 0.160 29.432 0.897 0.254 29.432 0.895 0.226 29.432 1.187 0.162 30.564 0.925 0.269 30.564 0.957 0.236 30.564 1.215 0.175 31.696 0.946 0.275 31.696 1.100 0.242 31.696 1.253 0.183 32.828 0.986 0.288 32.828 1.198 0.257 32.828 1.298 0.198 33.960 1.080 0.298 33.960 1.287 0.263 33.960 1.335 0.200 35.092 1.168 0.305 35.092 1.349 0.277 35.092 1.369 0.213 36.235 1.197 0.316 36.235 1.412 0.287 36.235 1.397 0.220 37.367 1.269 0.322 37.367 1.489 0.295 37.367 1.512 0.232 38.500 1.321 0.336 38.500 1.512 0.306 38.500 1.525 0.254

39.632 1.398 0.345 39.632 1.598 0.315 39.632 1.630 0.320 40.764 1.462 0.355 40.764 1.638 0.350 40.764 1.710 0.435 41.897 1.519 0.368 41.897 1.657 0.380 43.029 1.615 0.375 43.029 1.726 0.475 44.161 1.700 0.394 45.837 1.757 0.485





Grafik Tegangan dan Regangan pada beton mutu tinggi dengan penambahan serat baja 0mm :















Grafik Tegangan dan Regangan pada beton mutu tinggi dengan penambahan serat baja campuran :


Lampiran D

D-1



Gambar D-1 Mesin Los Angelos

Gambar D-2 Ayakan dan Mesin Penggetar Ayakan

D-2



Gambar D-3 Timbangan Gambar D-4 Compression Testing Machine (Alat Uji Modulus Elastisitas)

D-3



Gambar D-5 Vibrator

D-4



Dokumentasi Persiapan Pembuatan Sampel:

Gambar D-6 Serat baja sesuai dimensi nya.

Gambar D-7 Menimbang Silica fume

D-5



Gambar D-8 Menimbang Fly Ash

Gambar D-9 Pencucian Agregat kasar dan Agregat halus

D-6



Gambar D-10 Superplasticizer Dokumentasi Pembuatan Sampel :

D-7



Gambar D-11 Memasukkan Semua bahan dalam molen

Gambar D-12 Alat Uji Nilai Slump

D-8



Gambar D-13 Mengukur ketinggiannya

D-9



Gambar D-14 Memadatkan adonan dalam cetakan ( begisting )

Gambar D-15 Penomoran Sampel

D-10



Dokumentasai Pengujian Modulus Elastisitas :

Gambar D-16 Memasang Sampel Pada Pengujian Modulus Elastisitas

Gambar D-17 Mencatat Sampel Pada Pengujian Modulus Elastisitas

D-11



Gambar D-18 Beban Max. Tercatat 730 kN


D-12




Documents

TINJAUAN MODULUS ELASTISITAS dan POISSON …/Tinjauan...Modulus Elastisitas dan Poisson Ratio Beton Serat Performa Tinggi dengan Penambahan Silica fume, ... penyusun beton dengan penambahan