TINJAUAN POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON …/Tinjauan... · permeabilitas beton adalah kemudahan cairan atau gas untuk melewati beton (A.M.Neville & J.J Brooks, 1987). Permeabilitas

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

commit to user

TINJAUAN POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON

DENGAN SLAG DAN AKTIVATOR SEBAGAI PENGGANTI

SEBAGIAN SEMEN

“Study on the Porosity and Permeability of Concrete Using Slag and Activator

as the Cement Replacement”

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Oleh :

GAMMARYA RIZKY ARRADHIKA NIM I 0107080

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012


commit to user


commit to user


commit to user

vi

ABSTRAK Gammarya Rizky Arradhika, 2011.Tinjauan Porositas dan Permeabilitas Beton dengan Slag dan Aktivator sebagai Pengganti Sebagian Semen. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Perkembangan industri yang cukup pesat serta semakin meningkatnya harga semen melahirkan inovasi dalam pembuatan beton. Hal inilah yang menjadikan alasan untuk memanfaatkan slag yaitu limbah industri sebagai bahan pengganti semen. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh slag dan aktivator sebagai bahan pengganti sebagian semen ditinjau dari porositas dan permeabilitas.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di laboratorium. Benda uji porositas sebanyak 33 sampel dan benda uji permeabilitas sebanyak 33 sampel. Variasi penggantian semen dengan slag sebesar 0%,10%,20%,30%,40% dan 50% serta variasi penambahan alkali aktivator sebesar 5% dan 10%. Pada masing-masing variasi terdiri dari 3 benda uji. Benda uji porositas adalah kubus dengan dimensi 5x5x5 cm3, sedangkan benda uji permeabilitas adalah silinder beton diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm. Porositas dan permeabilitas beton diuji pada umur beton 28 hari.

Penggantian slag dan aktivator pada beton untuk mengganti semen akan meningkatkan nilai porositas dan permeabilitas, dari hasil pengujian nilai porositas yang dihasilkan dari persentase slag 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% dengan penggunaan aktivator 5% adalah 5,334%; 5,401%; 6,336%: 6,315%; 6,585%; 6,826%, sedangkan untuk penggunaan aktivator 10% adalah 5,334%; 5,757%; 6,776%; 6,971%; 6,892%; 8,078%. Nilai koefisien permeabilitas beton yang dihasilkan beton dengan penggantian semen dengan slag sebesar 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% dengan penggunaan aktivator 5% adalah 4,013E-09 m/dt; 5,067E-09 m/dt; 5,609E-09 m/dt; 5,447E-09 m/dt; 5,736E-09 m/dt; 5,938E-09 m/dt, sedangkan untuk penggunaan aktivator 10% adalah 4,013E-09 m/dt; 5,526E-09 m/dt; 6,453E-09 m/dt; 6,924E-09 m/dt; 6,753E-09 m/dt; 7,423E-09 m/dt.

Kata kunci: semen, slag, alkali aktivator, porositas, permeabilitas.


commit to user

vii

ABSTRACT

Gammarya Rizky Arradhika, 2011. Study on the Porosity and Permeability of Concrete Using Slag and Activator as the Cement Replacement. Final Project. Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University. A fairly rapid industrial development and the increasing cement prices, gave brings to innovations in the manufacture of concrete. This is the reason to use slag, is an industrial waste as cement replacement. This research aims to find out the effect of slag and the activator as a partial cement replacement material in terms of porosity and permeability. This study uses an experimental method in the laboratory. The porosity tested object consisted of 33 samples and the permeability tested object consisted of 33 samples. Replacement of cement with slag variation of 0%, 10%, 20%, 30%, 40% and 50% while uses alkali activator variation of 5% and 10%. Each variation consisted of 3 tested objects. The porosity tested object was cube with 5 x 5 x 5 m3 dimension, while the permeability tested object was concrete cylinder with 7.5 cm diameter and 15 cm height. The porosity and permeability of tested object were measured in the day-28 of concrete age. Replacement of slag and the activator to replaced cement in concrete will increase the value of porosity and permeability, porosity values of the test results produced from slag percentages 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% with the use of an activator of 5% is 5.334 %, 5.401%, 6.336%: 6.315%, 6.585%, 6.826%, while for the use of activators of 10% is 5.334%, 5.757%, 6.776%, 6.971%, 6.892%, 8.078%. Value of coefficient of permeability of concrete produced by concrete with slag cement replacement of 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% with the use of an activator of 5% is 4.013 E-09 m / sec; 5.067 E-09 m / dt; 5.609 E-09 m / sec; 5.447 E-09 m / sec; 5.736 E-09 m / sec; 5.938 E-09 m / s, whereas for the use of activators of 10% is 4.013 E-09 m / sec; 5.526 E-09 m / sec; 6.453 E-09 m / sec; 6.924 E-09 m / sec; 6.753 E-09 m / sec; 7.423 E-09 m / dt. Keywords: cement, slag, alkali activators, porosity, permeability


commit to user

x

DAFTAR ISI

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

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

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

MOTTO ............................................................................................................ iv

PERSEMBAHAN .............................................................................................. v

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

PENGANTAR .................................................................................................. viii

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

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

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

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

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

BAB 1. PENDAHULUAN

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

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

1.3. Batasan Masalah ......................................................................................... 4

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

1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 5

BAB 2. LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 6

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

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

2.2.2. Semen Portland ...................................................................................... 7

2.2.3. Agregat .................................................................................................... 8

2.2.3.1. Agregat Halus ...................................................................................... 9

2.2.3.2. Agregat Kasar ...................................................................................... 10

2.2.4. Air ........................................................................................................... 12

2.2.5. Slag.......................................................................................................... 13

2.2.5.1. Sifat Fisik Slag ...................................................................................... 14


commit to user

xi

2.2.5.2. Komposisi Kimia Slag ......................................................................... 15

2.2.5.3. Reaksi Kimia Slag ................................................................................ 15

2.2.6. Alkali Aktivator ...................................................................................... 16

2.2.7. Sifat – Sifat Beton ................................................................................... 17

2.2.8. Sifat- Sifat Beton Sebelum Mengeras ..................................................... 18

2.2.9. Sifat- Sifat Beton Setelah Mengeras ........................................................ 20

2.2.9.1. Ketahanan (Durability) ......................................................................... 20

2.2.9.2. Perawatan (Curing) ............................................................................... 20

2.2.10. Porositas ................................................................................................. 21

2.2.11. Permeabilitas ......................................................................................... 21

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1. Metodologi Penelitian ................................................................................. 23

3.1.1. Benda Uji Penelitian ............................................................................... 23

3.1.2. Alat dan Bahan ......................................................................................... 27

3.1.3. Tahap dan Prosedur Penelitian ................................................................. 28

3.1.4. Perencanaan Campuran Beton ................................................................ 31

3.1.5. Pengujian Nilai Slump ............................................................................. 31

3.1.6. Pengujian Porositas .................................................................................. 31

3.1.7. Pengujian Permeabilitas ........................................................................... 32

3.2. Metodologi Pembahasan ............................................................................ 35

3.2.1. Uji Normalitas Chi-Kuadrat ................................................................... 36

BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Agregat ............................................................................. 37

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ................................................................ 37

4.1.1.1. Hasil Pengujian Agregat Kasar ............................................................. 38

4.1.1.2. Hasil Pengujian Slag ............................................................................. 40

4.2. Rencana Campuran ..................................................................................... 42

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

4.4. Hasil Pengujian Porositas............................................................................ 45

4.5. Hasil Pengujian Permeabilitas .................................................................... 47


commit to user

xii

4.7. Pembahasan ................................................................................................. 53

4.7.1. Uji Slump.................................................................................................. 53

4.7.2. Analisis Terhadap Pengujian Porositas .................................................... 54

4.7.2.1. Pembahasan Uji Porositas ..................................................................... 56

4.7.3. Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas ............................................. 57

4.7.3.1. Pembahasan Uji Permeabilitas ............................................................. 60

4.7.4. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan dan Nilai Porositas Beton .............. 62

4.7.5. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan dan Koefisien

Permeabilitas Beton ................................................................................. 66

4.7.6. Hubungan Antara Nilai Porositas dan Koefisien

Permeabilitas Beton .................................................................................. 70

BAB 5. KESIMPULAN

5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 75

5.2. Saran............................................................................................................ 77

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 78

LAMPIRAN


commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Beton adalah suatu material konstruksi yang tidak dapat dipisahkan dengan

kehidupan sosial modern. Hampir pada setiap aspek kehidupan manusia sehari-hari

tidak dapat terlepas pada beton baik secara langsung maupun tidak langsung. Sebagai

contoh jalan dan jembatan yang dilalui, dam yang digunakan untuk menyimpan air

dan untuk pengolahan air minum, pembangkit listrik, bangunan-bangunan gedung

serta menara pencakar langit juga terbuat dari beton. Semakin meluasnya penggunaan

beton dan makin meningkatnya skala pembangunan menunjukkan juga semakin

banyak kebutuhan beton di masa yang akan datang, sehingga mempengaruhi

perkembangan teknologi beton dimana akan menuntut inovasi-inovasi baru mengenai

beton itu sendiri.

Semen adalah salah satu bahan utama dan bersifat mutlak penggunaannya dalam

pembuatan beton. Perlu kita ketahui semen terbuat dari material alam yaitu batu

kapur dimana jika terjadi eksploitasi yang berlebihan akan merusak keseimbangan

alam, selain itu pencarian alternatif pengganti semen sangatlah di butuhkan apalagi

mengingat harga semen di pasaran yang cenderung meningkat yang pada akhirnya

akan menyebabkan semakin tinggi pula biaya konstruksi bangunan, maka dari itu kita

harus mampu mencari alternatif lain untuk menggantikan peranan semen atau

setidaknya sebagai pengganti semen dengan persentase tertentu yang dapat

mengurangi penggunaan semen.

Limbah-limbah industri yang tidak terkendali akan menyebabkan kerusakan

lingkungan yang tentunya akan berakibat fatal bagi kesehatan manusia, seiring

1


commit to user

2

semakin pesatnya perkembangan industri di Indonesia diperlukan suatu pola untuk

menyiasati dan mengelola permasalahan lingkungan tersebut agar kerusakan

lingkungan yang ditimbulkan dapat dihindari. Untuk menghindari hal-hal yang

kurang baik tersebut peneliti bermaksud menggunakan salah satu limbah industri

yang sebelumnya hanya bersifat sebagai sampah industri yang tidak memiliki nilai

manfaat menjadi lebih bermanfaat.

Limbah industri yang akan peneliti pergunakan adalah slag atau istilah lainnya adalah

blast-furnace-slag. Slag adalah limbah industri peleburan besi yang telah mengalami

proses pendinginan, berbentuk butiran runcing, sebagian besar mengandung oksida

besi, silikat dan kapur yang sifat fisiknya hampir sama dengan pasir alami. Pada

penelitian ini slag dicoba sebagai pengganti sebagian semen untuk melihat apakah

dapat memberikan dampak yang positif pada mutu beton. Sebelumnya slag ini harus

dihaluskan terlebih dahulu, hingga butirannya menyerupai semen. Semakin halus slag

maka semakin bagus kontribusinya bagi peningkatan mutu beton karena luas

permukaan agregat yang diselimuti akan semakin besar. Dengan komposisi

kandungan kimia dalam slag yaitu oksida besi, silikat dan kapur diharapkan slag jika

ditambahkan dengan bahan pengaktif ( aktivator ) jenis alkali dalam persentase

tertentu mampu berperan sebagai semen. Dalam hal ini sebagai pengikat agregat di

dalam suatu campuran adukan beton dan kemampuan untuk menutup pori – pori

beton. Hal ini berkaitan erat dengan porositas dan permeabilitas beton tersebut.

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

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

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

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

digunakan telah menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan beton

yang dihasilkan. Gelembung udara yang terperangkap dan air yang menguap

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

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


commit to user

3

permeabilitas beton adalah kemudahan cairan atau gas untuk melewati beton

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

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

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

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

penting untuk diketahui karena berhubungan erat dengan durabilitas beton.

Sebelumnya telah dilakukan penelitian oleh Darji Sukino Putro dan kawan - kawan

(2005) dengan slag sebagai pengganti semen sebesar 0%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%

dan 100% dan dengan penambahan aktivator 5%. Dari hasil penelitian tersebut

dihasilkan beton yang kurang baik, hal ini terjadi mungkin disebabkan oleh beberapa

faktor yaitu, terlalu besar prosentase slag untuk mengganti semen atau mungkin

penggunaan aktivator yang terlalu sedikit. Maka dari itu peneliti bermaksud

membandingkan penelitian peneliti dengan penelitian yang dilakukan sebelumnya

yaitu dengan menggunakan slag persentase kecil (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, dan

50%) dan aktivator yang sama yaitu 5%. Sedangkan alasan penggunaan aktivator

10% peneliti bermaksud untuk membandingkan dengan penelitian peneliti sendiri

dengan yang menggunakan aktivator 5%.

Dari pertimbangan - pertimbangan di atas, peneliti bermaksud melakukan penelitian

tentang pengaruh penggunaan slag sebagai bahan pengganti semen sebesar 0%, 10%,

20%, 30%, 40%, dan 50% dengan penambahan aktivator sebesar 5% dan 10% pada

tinjauan porositas dan permeabilitas beton.


commit to user

4

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas, rumusan masalah adalah sebagai

berikut:

1. Berapa nilai porositas dan permeabilitas yang dihasilkan dari berbagai kadar

penggunaan slag (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, dan 50%) dari berat semen dan

aktivator sebesar 5% dan 10% dari berat slag untuk menggantikan sebagian

semen?

2. Bagaimana pengaruh slag dan aktivator sebagai pengganti sebagian semen

terhadap porositas dan permeabilitas dilihat dari variasi kadar penggantian

semen?

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak meluas

maka perlu adanya pembatasan sebagai berikut :

1. Slag diambil dari PT. Ispat Indo Surabaya yang beralamat di Jl. Gajah Mada

Kedungturi, Taman – Sidoarjo, Surabaya.

2. Prosentase slag yang digunakan dalam penelitian ini adalah 0%, 10%, 20%, 30%,

40%, dan 50% dari berat semen.

3. Aktivator yang digunakan adalah Na2CO3 dengan variasi sebesar 5% dan 10%.

4. Reaksi kimia yang timbul akibat penggantian semen tidak dibahas terlalu

mendalam.


commit to user

5

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai porositas dan permeabilitas

dari penggunaan slag pada persentase 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, dan 50% dari berat

semen dan aktivator 5% dan 10% dari berat slag. Selain itu, untuk mengetahui

pengaruh-pengaruh penggunaan slag dan aktivator sebagai pengganti sebagian semen

pada beton.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :

a. Menambah pengetahuan tentang pengaruh penggunaan slag dan aktivator sebagai

pengganti semen terhadap porositas dan permeabilitas beton.

b. Diharapkan akan menghasilkan alternatif bahan pengganti semen yang lebih

ekonomis.

c. Memberikan kontribusi terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi

beton.


commit to user

6

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Beton diperoleh dengan mencampurkan semen portland, air, dan agregat serta kadang

ditambahkan dengan bahan tambah seperti bahan kimia, serat, atau bahan buangan

non-kimia dengan perbandingan tertentu. Kelebihan dari beton adalah kuat tekan

yang tinggi sedangkan kekurangannya adalah kuat tarik yang sangat rendah.

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

Pasta semen ini selain berfungsi mengisi pori-pori diantara butiran-butiran, juga

bersifat sebagai pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat

saling terikat kuat dan terbentuklah suatu massa yang kompak dan padat. (Kardiyono

Tjokrodimulyo,1996).

Pada proses hidrasi, air dan semen akan menghasilkan Ca(OH)2 yang merupakan

bahan yang mudah larut dalam air dan bersifat basa, akan bereaksi dengan SiO2 akan

membentuk Kalsium Silikat Hidrat yang bersifat sebagai perekat sehingga dapat

meningkatkan kekuatan serta kekedapan beton (Subakti, 1994)

Jumlah pori yang terkandung pada beton mempengaruhi kekuatan dan durabilitas

pada beton. Kandungan pori yang terlalu banyak pada beton mengakibatkan beton

tersebut menjadi poros sehingga zat-zat perusak yaitu air dan gas dapat mudah masuk

ke dalam. Peluang masuknya zat-zat perusak itu ditentukan oleh besarnya nilai

permeabilitas beton. (Kardiyono Tjokrodimulyo, 1996)

Permeabilitas adalah kemampuan media yang poros untuk mengalirkan fluida. Setiap

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

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

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

6


commit to user

7

permeabel. Material dengan ruang kosong yang lebih besar biasanya mempunyai

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

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

semen yang sama. Semen yang butirannya kasar cenderung menghasilkan pasta

semen yang mengeras dengan porositas yang lebih tinggi daripada semen yang

butirannya lebih halus (Neville, 1995).

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Beton

Beton adalah pencampuran semen portland, air, dan agregat dengan atau tanpa bahan

tambahan (admixture) tertentu. Material pembentuk beton tersebut dicampur merata

dengan komposisi tertentu menghasilkan suatu campuran yang homogen sehingga

dapat dituang dalam cetakan untuk dibentuk sesuai keinginan. Campuran tersebut bila

dibiarkan akan mengalami pengerasan sebagai akibat reaksi kimia antara semen dan

air yang berlangsung selama jangka waktu panjang atau dengan kata lain campuran

beton akan bertambah keras sejalan dengan umurnya.

2.2.2. Semen Portland

Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan

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

gips sebagai bahan tambahan (PUBI-1982, dalam Tjokrodimuljo, 1996). Fungsi

semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang

padat dan juga untuk mengisi rongga-rongga antar butir agregat. Empat unsur yang

paling penting dalam semen adalah:

a. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO3

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


commit to user

8

c. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3

d. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.FeO2

Jenis-jenis semen portland yang sering digunakan dalam konstruksi serta

penggunaannya dicantumkan dalam Tabel 1.

Tabel 2.1. Jenis Semen Portland

Jenis Semen Karakteristik Umum

Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-jenis lain

Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi

Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan panas hidrasi yang rendah

Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

2.2.3. Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam

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

volume mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian

penting dalam pembuatan mortar atau beton. Berdasarkan ukuran besar butirnya,

agregat yang dipakai dalam adukan beton dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu

agregat halus dan agregat kasar.


commit to user

9

2.2.3.1. Agregat Halus

Menurut Tjokrodimuljo (1996), agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil

(antara 0,15 mm dan 5 mm). Dalam pemilihan agregat halus harus benar-benar

memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Karena sangat menentukan dalam hal

kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan

(durability) dari beton yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk mortar

bersama semen dan air, berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu kesatuan yang

kuat dan padat.

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

berikut :

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

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

hujan.

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

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

harus dicuci terlebih dahulu.

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

demikian dapat dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams Header dengan

menggunakan larutan NaOH.

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

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

(PBI 1971), harus memenuhi syarat sebagai berikut :

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

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

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


commit to user

10

Pasir di dalam campuran beton sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan

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

dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu pasir harus

dikendalikan. Oleh karena itu pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi

dan persyaratan yang ditentukan. Batasan susunan butiran agregat halus dapat dilihat

pada Tabel 2.

Tabel 2.2. Batasan Susunan Butiran Agregat Halus

Ukuran saringan (mm)

Persentase lolos saringan Daerah 1 Daerah 2 Daerah 3 Daerah 4

10,00 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15

100 90-100 60-95 30-70 15-34 5-20 0-10

100 90-100 75-100 55-90 35-59 8-30 0-10

100 90-100 85-100 75-100 60-79 12-40 0-10

100 95-100 95-100 90-100 80-100 15-50 0-15

Sumber :Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

Keterangan:

Daerah 1 : Pasir kasar

Daerah 2 : Pasir agak kasar

Daerah 3 : Pasir agak halus

Daerah 4 : Pasir halus

Pada penelitan ini menggunakan pasir agak kasar (daerah 2)

2.2.3.2. Agregat Kasar

Menurut Tjokrodimuljo (1996) disebutkan bahwa agregat kasar adalah agregat yang

mempunyai ukuran butir-butir besar (antara 5 mm dan 40 mm). Sifat dari agregat

kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap

disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini


commit to user

11

harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan

semen.

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

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

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

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

permukaan (shape and texture surface), berat jenis agregat (spesific gravity), ikatan

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

(grading).

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

sebagai berikut :

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

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

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

agregat kasar harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh

cuaca, seperti terik matahari dan hujan.

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

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

harus dicuci.

3) Agregat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton.

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

Rudelof dengan beton penguji 20 ton, yang harus memenuhi syarat-syarat :

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

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

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

boleh terjadi kehilangan berat lebih dari 50 %.


commit to user

12

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

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

PBI 1971, harus memenuhi syarat sebagai berikut :

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

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

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

maksimum 60 % dan minimum 10 % berat.

Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel.3.

Tabel 2.3. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar

Ukuran saringan (mm) Persentase lolos saringan

40 mm 20 mm 40 20 10 4,8

95-100 30-70 10-35

0-5

100 95 – 100

22-55 0-10

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

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

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

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

yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan karakteristik

penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses pembekuan waktu

musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap penyusutan.

2.2.4. Air

Air merupakan bahan dasar pembuat dan perawatan beton, air sangat penting dan

memiliki nilai ekonomis yang rendah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen,

serta untuk menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan

dan dipadatkan. Air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula

untuk bahan campuran beton. Tetapi tidak berarti air harus memenuhi persyaratan air


commit to user

13

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. Menurut Tjokrodimuljo (1996), dalam pemakaian air untuk beton

sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut:

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

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

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 Tjokrodimuljo (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 sehingga beton belum mempunyai kekuatan dalam umur 2-3 hari. Sodium

karbonat dan potasium dapat menyebabkan ikatan awal sangat cepat dan konsentrasi

yang besar akan mengurangi kekuatan beton.

2.2.5. Slag

Slag adalah hasil limbah industri peleburan besi (pig iron), berbentuk runcing (tajam)

dan sebagian besar mengandung oksida besi, silikat dan kapur serta mempunyai sifat

kimia yang stabil dan sifat fisik yang sama dengan pasir. Menurut Lewis(1982)

beberapa keuntungan penggunaan slag dalam campuran beton, adalah sebagai

berikut:

- Meningkatkan kekuatan beton.

- Meningkatkan ketahanan terhadap sulfat dalam air laut.

- Mengurangi panas hidrasi dan memperkecil porositas.


commit to user

14

Adapun kelemahan dari slag adalah beton yang dihasilkan akan berwarna kehitam-

hitaman dan tidak semua daerah mempunyai slag sehingga sulit didapat. Slag dapat

digunakan sebagai pengganti sebagian semen tetapi butirannya harus dihaluskan

seperti semen karena semakin halus slag semakin bagus kontribusinya untuk

peningkatan mutu beton (Harmonis, 2000).

Sebelum digunakan sebagai campuran beton, slag harus dihaluskan terlebih

menyerupai butiran semen. Semakin halus butiran slag akan semakin besar survace

area atau luasan permukaan sehingga slag akan semakin reaktif. Berdasarkan

penelitian pengaruh slag sebagai pengganti semen pada beton salah satunya adalah

mengurangi tingkat bleeding pada campuran beton, bila butiran slag yang digunakan

halus menyerupai semen, maka bleeding dapat tereduksi. Namun, bila butiran slag

lebih kasar dari semen, maka bleeding meningkat (R.Tixier, A.M. Arimo and B.

Mobasher, 2001).

2.2.5.1. Sifat Fisik Slag

Slag memiliki bentuk yang tidak beraturan dan memiliki tekstur kasar mendekati

runcing, berwarna abu – abu kehitaman (karena memiliki kandungan FeO yang cukup

tinggi), mempunyai sifat kimia yang stabil dan sifat fisik yang hampir sama dengan

pasir alami. Oleh karena itu, slag lebih banyak digunakan sebagai pengganti agregat

halus. Namun, slag juga dapat dimanfaatkan sebagai pengganti sebagian semen tetapi

materialnya harus dihaluskan hampir seperti semen agar didapatkan hasil yang

optimum.


commit to user

15

Gambar 2.1. Contoh Slag

2.2.5.2. Komposisi Kimia Slag

Berdasarkan hasil uji laboratorium PT Ispat Indo Surabaya, komposisi kimia dari slag

dapat dilihat di tabel 4. berikut :

Tabel 2.4. Komposisi Kimia Slag

Unsur Kadar(%)

FeO 30 - 55

CaO 25 - 30

SiO2 12 - 18

MgO 4 - 6

MnO 2 - 4

Al2O3 2 - 3

P2O5 0.5 - 3

Sumber : Laboratorium Kimia PT. Ispat Indo Surabaya


commit to user

16

2.2.5.3. Reaksi Kimia Slag

Yang perlu diperhatikan dari sifat kimia slag dalam hubungannya dengan campuran

beton adalah kandungan CaO dan SiO2. Dalam hal ini CaO bebas dalam campuran

beton akan bereaksi dengan air selama proses hidrasi.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

CaO + H2O Ca(OH)2

Reaksi ini akan menghasilkan Ca(OH)2 yang mempunyai volume besar sehingga

menyebabkan beton mengembang. Sedangkan SiO2 dalam campuran beton akan

bereaksi dengan Ca(OH)2 (calcium hidroksida) membentuk CSH (calcium silicate

hydrat), seperti dalam reaksi berikut :

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

(calsium silicate hydrat)

calsium silicate hydrat yang dihasilkan oleh reaksi tersebut merupakan bahan padat

yang akan mengurangi jumlah pori.

2.2.6. Alkali Aktivator

Slag mengandung silika dan aluminium, untuk membentuk suatu ikatan polimerisasi

dan untuk mempercepat reaksi membutuhkan bahan alkali aktivator untuk mengikat

unsur-unsur tersebut. Aktivator yang biasa digunakan sebagai bahan campuran slag

adalah Na2CO3, NaOH, Na2SiO3, yang merupakan aktivator yang paling bagus

digunakan. (Glukhofsky, 1980 :Wang Et Al, 1994). Dalam penelitian ini aktivator

yang kami gunakan adalah Na2CO3 sebesar 5% dan 10%.


commit to user

17

2.2.7. Sifat – Sifat Beton

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

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

menjadi dua, yaitu :

2.2.8. Sifat-Sifat Beton Sebelum Mengeras

Hal penting yang perlu diketahui pada sifat-sifat beton segar adalah Workabilitas atau

kemudahan pengerjaan. Workabilitas adalah tingkat kemudahan pengerjaan beton

dalam mencampur, mengaduk, menuang dalam cetakan dan pemadatan tanpa

mengurangi homogenitas beton dan beton tidak mengalami bleeding (pemisahan)

yang berlebihan untuk mencapai kekuatan beton yang diinginkan.

Untuk lebih jelasnya pengertian workabilitas dapat didefinisikan dengan istilah-istilah

sebagai berikut :

a. Mobilitas adalah kemudahan adukan beton untuk dapat mengalir dalam cetakan

dan dituang kembali.

b. Stabilitas adalah kemampuan adukan beton untuk selalu bersifat homogen, selalu

mengikat (koheren) dan stabil baik selama dikerjakan maupun digetarkan tanpa

mengalami pemisahan butiran (segregasi dan bleeding).

c. Kompaktibilitas adalah kemudahan adukan beton untuk dipadatkan, sehingga

mengurangi rongga-rongga udara dalam adukan.

d. Finishibilitas adalah kemudahan adukan beton untuk mencapai tahap akhir yaitu

mengeras dengan kondisi yang baik.

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

workability antara lain adalah berikut ini :


commit to user

18

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

dipakai semakin mudah beton segar ini dikerjakan.

b. Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan

adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan bertambahnya air campuran untuk

memperoleh nilai fas tetap.

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

gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton akan mudah

dikerjakan.

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

e. Pemakaian butir maksimum kerikil yang dipakai juga berpengaruh terhadap

tingkat kemudahan pengerjaan.

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

pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat kelecakan yang

berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit jika dipadatkan dengan

tangan.

Tingkat workabilitas harus disesuaikan dengan tujuan penggunaan beton itu sendiri

seperti pada Tabel 5.

Tabel 2.5. Penggunaan Beton pada Tingkat Workabilitas yang Berbeda-beda.

Tingkat

Workabilitas

Slump

(cm)

Faktor

Pemadatan Penggunaan Beton yang Sesuai

Sangat

Rendah 0-25 0,80-0,87

Beton yang diperlukan di jalan atau

seksi lain yang lebih luas, dimana mesin

getar yang kuat dapat dilakukan. Tiang

yang digetarkan, balok pencetak,

bantalan rel kereta api dan lainnya

dimana dibutuhkan kekuatan yang

tinggi, misal 40 N/mm2 atau lebih pada

umur 28 hari.


commit to user

19

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

slump 50-75 mm.

Untuk beton bertulang biasa tanpa

penggetaran dan bertulang rapat dengan

penggetaran dan bertulang rapat dengan

penggetaran dan pompa.

Tinggi 100-175 Lebih dari

0,95

Untuk bagian dengan tulangan rapat.

Pekerjaan yang sukar pencetakannya.

Umumnya tidak sesuai untuk

digetarkan.

Tingkat kemudahan pekerjaan berkaitan erat dengan tingkat kelecakan (keenceran)

adukan beton. Semakin encer adukan, makin mudah pekerjaan. Untuk mengetahui

tingkat keenceran adukan beton biasanya dilakukan percobaan slump atau slump test.

Semakin besar nilai slump test berarti adukan beton semakin mudah dikerjakan. Pada

umumnya nilai slump berkisar antara 50-125 mm.


commit to user

20

2.2.9. Sifat – sifat Beton Setelah Mengeras

2.2.9.1. Ketahanan (Durability)

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

yang berupa gangguan dari dalam atau dari luar tanpa mengalami kerusakan selama

bertahun-tahun. Gangguan dari luar dapat berupa cuaca, suhu, korosi dan bahan kimia

lainnya. Sedangkan gangguan dari dalam berupa reaksi kimia antara semen dengan

alkali atau sering disebut ASR (Alkali Silica Reaction) yang jika terlalu banyak dapat

menyebabkan beton retak.

2.2.9.2. Perawatan ( Curing )

Perawatan beton (curing) suatu pekerjaan menjaga agar permukaan beton segar selalu

lembab, sejak adukan beton dipadatkan sampai beton dianggap cukup keras. Hal

tersebut dilakukan untuk menjamin proses hidrasi semen (reaksi semen dan pasir)

berlangsung dengan sempurna. Apabila kelembaban permukaan beton tidak dijaga,

akan menyebabkan beton menjadi kurang kuat, dan juga timbul retak-retak. Selain

itu, kelembaban permukaan tadi juga menambah beton lebih tahan cuaca dan lebih

kedap air.

Ada beberapa metode perawatan beton yang dapat dilakukan :

a. Moist curing, yaitu perawatan yang biasa dilakukan dengan merawat beton agar

tetap basah dalam beberapa hari tertentu sejak pengecorannya.

b. Steam curing, yaitu perawatan dengan memberikan uap pada beton dalam suatu

ruangan, kamar atau tempat khusus.

c. Curing compound, yaitu perawatan beton dengan cara melapisi permukaan beton

dengan senyawa kimia.

Dalam penelitian ini perawatan beton dilakukan dengan metode moist curing.


commit to user

21

2.2.10. Porositas

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

beton tidak semuanya tertutup oleh pasta semen. Pori tersebut biasanya berisi udara

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

dengan kapiler. Kapiler ini akan tetap ada walaupun air yang digunakan telah

menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan mortar yang dihasilkan.

Nilai porositas dapat diukur dengan menggunakan perbandingan antara berat air dan

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

padat (B-A) dan dihitung dengan persamaan berikut :

懈orositas 㕐批能披批能霹果100%.............................................(2.1)

Dengan:

A = berat sampel dalam air (gr)

B = berat sampel dalam kondisi SSD (gr)

C = berat sampel kering oven (gr)

2.2.11. Permeabilitas

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

ASTM maupun BS tidak terdapat tentang deskripsi uji permeabilitas secara rinci,

namun berdasarkan Neville dan Brooks (Concrete Technology, 1987), uji

permeabilitas dapat dilakukan dengan cara sampel yang di-sealed dari air yang


commit to user

22

bertekanan pada sisi atasnya saja dan meliputi aspek banyaknya air yang mengalir

lewat pada ketebalan mortar pada waktu tertentu (seperti yang telah disyaratkan oleh

SK SNI S-36-1990-03 ayat 2.2.1.2).

Permeabilitas beton dapat pula diekspresikan sebagai koefisien permeabilitas k, yang

dievaluasi berdasarkan hukum Darcy sebagai berikut :

Ldh

kdtdq

A=

1……………………………………(2.2)

Dimana :

뾸q뾸迫 = debit aliran air

A = luas penampang sampel beton

dh = tingi air jatuh

L = kedalaman penetrasi

K = koefisien permeabilitas


commit to user

23

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Metodologi Penelitian

Metode penelitian adalah langkah-langkah yang digunakan dalam penelitian suatu

masalah, kasus, gejala, atau fenomena dengan jalan ilmiah untuk menghasilkan

jawaban yang rasional. Metode penelitian yang digunakan adalah metode

eksperimental di laboratorium yaitu dengan mengadakan suatu percobaan secara

langsung untuk mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara

variabel-variabel yang diselidiki. Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini

meliputi pengujian bahan, pengujian porositas dan pengujian permeabilitas.

Benda uji yang digunakan dalam penelitian porositas beton menggunakan benda uji

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

permeabilitas beton menggunakan silinder beton yang mempunyai diameter 7,5 cm

dan tinggi 15 cm.

3.1.1. Benda Uji Penelitian

Benda uji yang digunakan pada penelitian permeabilitas dan porositas masing-masing

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

28 hari. Perincian sampel benda uji porositas dapat dilihat di Tabel 6, sedangkan

perincian sampel benda uji permeabilitas dapat dilihat di Tabel 7.

23


commit to user

24

Tabel 3.1. Rincian Sampel Benda Uji Porositas Beton

Nama

Sampel

Persentase Slag

(%)

Persentase

Aktivator (%)

Jumlah

Benda Uji

K0-1 0 0 3

K1-1 10 5 3

K2-1 20 5 3

K3-1 30 5 3

K4-1 40 5 3

K5-1 50 5 3

K1-2 10 10 3

K2-2 20 10 3

K3-2 30 10 3

K4-2 40 10 3

K5-2 50 10 3

Keterangan:

K0-1 : Benda Uji Kubus dengan Slag untuk Mengganti Semen Sebesar 0% dan

aktivator sebesar 5%












commit to user

25











Tabel 3.2. Rincian Sampel Benda Uji Permeabilitas Beton

Nama

Sampel

Persentase Slag

(%)

Persentase

Aktivator (%)

Jumlah

Benda Uji

S0-1 0 0 3

S1-1 10 5 3

S2-1 20 5 3

S3-1 30 5 3

S4-1 40 5 3

S5-1 50 5 3

S1-2 10 10 3

S2-2 20 10 3

S3-2 30 10 3

S4-2 40 10 3

S5-2 50 10 3

Keterangan:

S1-1 : Benda Uji Silinder dengan Slag untuk Mengganti Semen Sebesar 0% dan



commit to user

26






















commit to user

27

3.1.2. Alat dan Bahan

Penelitian ini menggunakan alat uji sebagai berikut :

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

berat bahan campuran beton

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

mengeringkan agregat

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

tinggi 7,6 cm, lengkap dengan alat penumbuk.

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

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

tinggi 15 cm, sedangkan untuk benda uji porositas digunakan cetakan berbentuk

balok 5 x 5 x 5 cm3.

f. Satu set alat uji permeabilitas untuk pengujian permeabilitas.

g. Vacuum pump untuk pengujian porositas.

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

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

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

i. Desicator untuk penempatan sampel porositas.

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

kamera digital, dll.

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

a. Seman portland tipe I.

b. Air.

c. Pasir sebagai agregat halus.

d. Kerikil sebagai agregat kasar.

e. Slag dengan variasi kadar 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, dan 50% dari berat semen.

f. Aktivator Na2CO3 dengan kadar 5% dan 10 % dari berat slag.


commit to user

28

3.1.3. Tahap dan Prosedur Penelitian

Sebagai penelitian ilmiah, penelitian ini harus dilaksanakan dalam sistematika dan

urutan yang jelas dan teratur sehingga hasilnya dapat dipertanggungjawabkan. Untuk

itu pelaksanaan percobaan dibagi dalam beberapa tahap, yaitu :

a. Tahap I, Persiapan

Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang akan digunakan dipersiapkan

terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar.

b. Tahap II, Uji bahan

Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap bahan yang digunakan. Dari

pengujian-pengujian tersebut dapat diketahui apakah bahan yang akan digunakan

untuk penelitian tersebut memenuhi syarat atau tidak bila digunakan sebagai data

rancang campur adukan beton. Tahap ini dilakukan pengujian terhadap :

1) Agregat halus, antara lain dilakukan uji :

1. Kadar lumpur

2. Kadar organik

3. Spesific grafity

4. Gradasi

2) Agregat kasar, antara lain dilakukan uji :

1. Abrasi

2. Spesific grafity

3. Gradasi

c. Tahap III, Pembuatan mix design

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

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


commit to user

29

d. Tahap IV, Pembuatan benda uji

Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut:

1) Pembuatan adukan beton.

2) Pemeriksaan nilai slump.

3) Pengecoran ke dalam bekisting.

4) Pelepasan benda uji dari cetakan.

5) Perawatan beton selama 28 hari.

e. Tahap V, Pengujian

Pada tahap ini dilakukan pengujian porositas dan permeabilitas beton pada umur

28 hari. Pengujian dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan Universitas

Sebelas Maret Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil.

f. Tahap VI, Analisis data

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

mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang diteliti

dalam penelitian.

g. Tahap VII, Pengambilan kesimpulan

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

berhubungan dengan tujuan penelitian.


commit to user

30

Agregat Kasar Slag +Aktivator Semen

Uji Bahan:

- kadar kumpur

- kadar organik

- specific gravity

- gradasi

- kadar air

Uji Bahan :

- abrasi

- specific gravity

- gradasi

- kadar air

Perhitungan Rancang Campur (Mix Design)

Pembuatan Adukan Beton

Pengujian Nilai Slump

Pembuatan Benda Uji

Perawatan (Curing)

Pengujian Porositas dan Permeabilitas Beton

Analisis Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Tahap III

Tahap II

Tahap VI

Tahap V

Tahap IV

Tahap VII

Agregat Halus

Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap – tahap Penelitian

Air

Mulai

Uji absorpsi Uji absorpsi


commit to user

31

3.1.4. Perencanaan Campuran Beton

Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran

adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik.

Penelitian ini menggunakan rancang campur beton yang mengacu pada peraturan

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

3.1.5. 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 :

a. Membasahi cetakan dan pelat.

b. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh.

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

cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat sebanyak 25 kali

tusukan secara merata.

d. Segera setelah selesai penusukan, meratakan permukaan benda uji dengan tongkat

dan menyingkirkan semua sisa benda uji yang ada disekitar cetakan.

e. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas.

f. Mengukur slump yang terjadi.

3.1.6. Pengujian Porositas

Langkah pengujian sebagai berikut:

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

selama 24 jam


commit to user

32

b. Benda uji dikeluarkan dari oven dan diangin-anginkan pada suhu kamar (250C)

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

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

dengan vacuum pump. Proses pemvacuuman benda uji dilakukan selama 24 jam.

Setelah divacuum, benda uji dialiri air sampai semua benda uji benar-benar

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

selama 24 jam. Setelah perendaman selama 24 jam kemudian ditimbang dalam air

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

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

SSD kemudian sampel ditimbang dan didapatkan berat benda uji kondisi SSD

setelah perendaman (B).

Untuk mengetahui nilai porositas dapat diukur dengan menggunakan perbandingan

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

padat/volume mortar padat (B-A).

Porositas ⣸ 批能披批能霹果100% ..……………………………………………(3.1)

Dengan:

A = berat sampel dalam air (gr)

B = berat sampel dalam kondisi SSD (gr)

C = berat sampel kering oven (gr)

Gambar 3.2. Alat Uji Porositas


commit to user

33

3.1.7. Pengujian Permeabilitas

Langkah pengujian sebagai berikut:

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

mencapai berat konstan

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

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

dengan diikat dengan klem pada atas permukaan beton.

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

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

seperti tampak pada Tabel 8. dibawah ini :

Tabel 3.3. Tekanan Air dan Waktu Penekanan Uji Permeabilitas

Tekanan Air ( kg/cm2) Waktu (jam)

1 48

3 24

7 24

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

yang diletakkan pada penyangga, diamkan selama 1 jam untuk mengetahui

penurunan air yang terjadi dan tinggi air jatuh.

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

air dan koefisien permeabilitas dapat dihitung berdasarkan hukum Darcy,

sebagaimana persamaan (2.2).


commit to user

34

Benda uji

Air bertekanan

Compressor

Gambar alat uji permeabilitas digambarkan pada Gambar 3.2 di bawah ini.

Gambar 3.3. Alat Uji Permeabilitas

Gambar 3.4. Pemasangan Alat pada Benda Uji

Gambar 3.5. Pengujian Tinggi Jatuh Air dan Diameter Resapan

Air bertekanan

Sampel beton


commit to user

35

Permeabilitas beton dapat diekspresikan sebagai koefisien permeabilitas k, yang

dievaluasi berdasarkan hukum Darcy sebagai berikut:

Ldh

kdtdq

A=

1................................................(3.2)

Keterangan :

dq/dt = debit aliran air (m3/dt)

A = Luas penampang sampel beton (m)

dh = tinggi air jatuh (m)

L = kedalaman penetrasi(m)

k = koefisien permeabilitas (m/dt)

3.2. Metodologi Pembahasan

Penelitian ini betujuan untuk mengetahui pengaruh serta nilai slag dan aktivator

sebagai pengganti semen terhadap porositas dan permeabilitas beton. Pembahasan

mengenai mix design dan hasil pengujian laboratorium akan diolah menggunakan

software Microsoft Office dimana nantinya akan diperoleh data yang menuju pada

kesimpulan penelitian. Dalam penelitian ini diharapkan benda uji seragam, akan

tetapi hal itu tidak memungkinkan karena tiap kondisi pencampuran memiliki

komposisi agregat yang berbeda-beda sehingga kemungkinan mempunyai benda uji

yang seragam tidak dapat dipenuhi. Untuk itu perlu dilihat keseragaman dari tiap

kondisi pencampuran yang mewakili suatu karakter tertentu. Pengujian yang

digunakan adalah uji normalitas metode chi-kuadrat.


commit to user

36

3.2.1 Uji Normalitas Chi-Kuadrat

Uji chi-kuadrat ini digunakan untuk menyelidiki apakah perbedaan dari proporsi

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

itu disebabkan oleh faktor kebetulan saja (chance).

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

menggunakan tingkat signifikasi sebesar 95%.

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

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

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

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

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


commit to user

37

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Agregat

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Pengujian terhadap agregat halus yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi

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

berat jenis. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.1. Perhitungan

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

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan

Kandungan zat organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat

Kandungan lumpur 2 % Maks 5 % Memenuhi syarat

Bulk specific gravity 2,53 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,55 gr/cm3 2,5 - 2,7 Memenuhi syarat

Apparent specific

gravity

2,59 gr/cm3 - -

Absorbtion 0,60 % - -

Modulus halus 2,83 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat

Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-136 dapat

dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.

37


commit to user

38

Tabel 4.2. Analisis Data Gradasi Pasir Normal

Diameter Ayakan (mm)

Tertahan Berat Lolos Kumulatif

(%)

Syarat ASTM C-33

Berat (gr)

Presentase (%)

Kumulatif (%)

9,5 0 0 0 100 100 4,75 32 1,07 1,07 98,93 95 - 100 2,36 269 8,99 10,06 89,94 80 - 100 1,18 550 18,38 27,37 71,56 50 - 85 0,85 891 29,78 58,22 41,77 25 - 60 0,3 925 30,92 89,14 10,86 10 - 30 0,15 243 8,12 97,26 2,74 2 – 10

0 82 2,74 100 0 0 Jumlah 2992 100 383,12 - -

Gambar 4.1. Gradasi Agregat Halus (Pasir Lokal)

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar

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

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

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

sedangkan Tabel 4.4 menyajikan hasil analisis ayakan terhadap sampel agregat kasar

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

lengkap terdapat pada Lampiran A.

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4 5 6 7 8

Kum

ulat

if Lo

los

(%)


batas bawah

batas atas

hasil uji


commit to user

39

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Agregat Kasar Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan

Bulk specific gravity

2,44 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,48 gr/cm3 - - Apparent specific

gravity 2,53 gr/cm3 - -

Absorbtion 1,40 % - -

Abrasi 42 % Maksimum 50 %

Memenuhi syarat

Modulus halus butir

7,2204 5 - 8 Memenuhi syarat

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

dilihat pada Tabel 4.4. dan Gambar 4.2.

Tabel 4.4. Analisis Data Gradasi Agregat Kasar


Tertahan Berat Lolos Kumulatif

(%)

Syarat ASTM C-33

Berat (gr)

Presentase (%)

Kumulatif (%)

25 0 0 0 100 100 19 12 0,41 0,41 99,59 90 – 100

12,5 1301 44,94 45,35 54,65 - 9,5 941 32,50 77,86 22,14 20 – 55 4,75 595 20,55 98,41 1,59 0 – 10 2,36 46 1,59 100 0 0 – 5 1,18 0 0 100 0 - 0,85 0 0 100 0 - 0,3 0 0 100 0 0,15 0 0 100 0 Pan 0 0 100 0 -

Jumlah 2647 100 822,04 0 -

Dari Tabel 4.4 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan ASTM

C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.2.


commit to user

40

Gambar 4.2. Gradasi Agregat Kasar (Batu Pecah)

4.1.3. Hasil Pengujian Slag

Slag merupakan bahan sisa dari pengecoran besi (piq iron), dimana prosesnya

memakai dapur yang bahan bakarnya dari udara yang ditiupkan (blast). Pada

peleburan baja, biji besi atau besi bekas dicairkan dengan kombinasi batu gamping,

delomite atau kapur, pembuatan baja dimulai dari dengan menghilangkan ion – ion

pengotor baja, diantaranya alumonium, silicon dan phosphor. Untuk menghilangkan

ion – ion pengotor tersebut, diperlukan kalsium yang terdapat pada batukapur.

Campuran kalsium, alumonium, silicon dan phosphor membentuk slag yang bereaksi

pada temperature 1600º C dan membentuk cairan, bila cairan ini didinginkan maka

akan terjadi kristal yang sebagian besar akan berbentuk seperti agregat kasar.

Pengujian kandungan kimia slag yang berasal dari limbah peleburan baja dan besi

telah diteliti oleh laboratorium kimia PT Ispat Indo Surabaya dan dapat dilihat pada

tabel 4.5.

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25

Kum

ulat

if Lo

los

(%)


batas bawah

batas atas

hasil uji


commit to user

41

Tabel 4.5. Komposisi Kimia Slag

Unsur Kadar(%)

FeO 30 - 55

CaO 25 - 30

SiO2 12 - 18

MgO 4 - 6

MnO 2 - 4

Al2O3 2 - 3

P2O5 0.5 - 3 Sumber : Laboratorium Kimia PT. Ispat Indo Surabaya

Hasil pengujian kemampuan menyerap air (absorpsi) antara semen dengan slag

sesuai ASTM C-128 dapat dilihat dari tabel 4.6.

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Absorpsi Semen Portland dan Slag.

Simbol Keterangan Berat (gram)

Semen Portland Slag

a Kondisi Kering 22 22

b Kondisi Basah 29,5 28

Absorption (Semen Portland) = %100´-a

ab = %100

22225,29

´-

= 34 %

Absorbtion (Slag) = %100´-a

ab = %100

222228

´-

= 22 %

Dari hasil uji absorpsi di atas, terlihat bahwa daya serap semen portland lebih tinggi

daripada daya serap slag.


commit to user

42

4.2. Rencana Campuran

Perhitungan rencana campuran adukan beton menggunakan standar Dinas Pekerjaan

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

per 1 m3 yaitu :

a. Semen = 490 kg

b. Pasir = 595,03 kg

c. Kerikil = 970,84 kg

d. Air = 225 liter

(Mix design selengkapnya dapat dilihat pada lampiran B)

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

Tabel 4.7. dan Tabel 4.8.

Tabel 4.7. Kebutuhan Bahan untuk Setiap Adukan (3 benda uji porositas)

Variasi Slag

Semen (kg)

Pasir (kg)

Kerikil (kg)

Air (liter)

Slag (kg)

Aktivator Na2CO3(kg)

0% 0,20 0,25 0,39 0,10 0,00 - -

10% 0,18 0,25 0,39 0,10 0,02 0,001 0,002

20% 0,16 0,25 0,39 0,10 0,04 0,002 0,004

30% 0,14 0,25 0,39 0,10 0,06 0,003 0,006

40% 0,12 0,25 0,39 0,10 0,08 0,004 0,008

50% 0,10 0,25 0,39 0,10 0,10 0,005 0,01

Total material yang dibutuhkan untuk membuat 18 sampel porositas:

a. Air = 1.1 liter

b. Semen = 2,22 kg

c. Pasir = 2,695 kg

d. Kerikil = 4,398 kg

e. Slag = 0,30 kg

f. Aktivator Na2CO3 = 0,045 kg


commit to user

43

Tabel 4.8. Kebutuhan Bahan untuk Setiap Adukan (3 benda uji permeabilitas)

Variasi Slag

Semen (kg)

Pasir (kg)

Kerikil (kg)

Air (liter)

Slag (kg)

Aktivator Na2CO3(kg)

0% 1,07 1,30 2,11 0,50 0,0000 - -

10% 0,963 1,30 2,11 0,50 0,107 0,00535 0,0107

20% 0,856 1,30 2,11 0,50 0,214 0,0107 0,0214

30% 0,746 1,30 2,11 0,50 0,321 0,01605 0,0321

40% 0,642 1,30 2,11 0,50 0,428 0,0214 0,0428

50% 0,535 1,30 2,11 0,50 0,535 0,02675 0,0535

Total material yang dibutuhkan untuk membuat 18 sampel permeabilitas:

a. Air = 5,5 liter

b. Semen = 11,76 kg

c. Pasir = 14,28 kg

d. Kerikil = 23,30 kg

e. Slag = 3,21 kg

f. Aktivator Na2CO3 = 0,24075 kg

4.3 Hasil Pengujian Slump

Dari pengujian nilai slump tampak bahwa dengan adanya slag dan aktivator sebagai

bahan pengganti sebagian semen akan mempengaruhi workability, yang diperlukan

untuk memudahkan proses pengadukan, pengangkutan, penuangan, dan pemadatan.

Pengujian ini dilakukan pada setiap adukan beton dengan cement replacement sebesar

0%, 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.9.


commit to user

44

Tabel 4.9. Hasil Pengujian Nilai Slump

Variasi Slag (%)

Variasi Aktivator (%)

Nilai Slump (cm)

0 -

8,5 -

10 5 8,7

10 8,9

20 5 8,8

10 9,1

30 5 9,2

10 9,4

40 5 9,5

10 9,5

50 5 9,7

10 9,8

Gambar 4.3. Hubungan Variasi Slag dan Aktivator Sebagai Pengganti Sebagian

Semen dengan Nilai Slump

6

8

10

0 10 20 30 40 50

Nila

i Slu

mp

Variasi Kadar Slag

Variasi SlagdenganAktivator 5%

Variasi SlagdenganAktivator 10%


commit to user

45

4.4. Hasil Pengujian Porositas

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

5 cm3 untuk tiap variasi kadar abu vulkanik merapi. Pengujian ini dilakukan dengan

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

Besarnya nilai porositas dapat dihitung dengan menggunakan rumus (2.1) 閘ngna轨tia䣨纵顾石固邹纵顾石故邹时100%

Dimana :

A= Berat benda uji dalam air (gram)

B = Berat benda uji dalam kondisi SSD (gram)

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

Untuk perhitungan porositas benda uji dengan nama benda uji K0-1 adalah sebagai

berikut:

Berat benda uji dalam air (A) = 1173 gram

Berat benda uji dalam kondisi SSD (B) = 325 gram

Berat benda uji dalam kondisi kering oven (C) = 316 gram

閘ngna轨tia䣨纵顾石固邹纵顾石故邹时100% 䣨纵325石316邹纵325石173邹时100% 䣨 5,921

Untuk hasil pengujian porositas selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.10.


commit to user

46

Tabel 4.10. Hasil Pengujian Porositas Beton

Benda uji porositas Berat SSD

Berat dalam

air

Berat kering oven

Porositas

Porositas rata-rata

Kode Nomer Variasi Semen

Slag (%) Aktivator(%) (gram) (gram) (gram) (%) (%)

K0-1 A

0 - 325 173 316 5,921

5,334 B 325 177 316 6,081 C 321 171 315 4,000

K1-1

A

10 5 328 171 318 6,369

5,401 B 322 169 314 5,229 C 325 173 318 4,605

K1-2

A

10 10 311 171 295 11,429

5,757 B 320 176 311 6,250 C 322 170 314 5,263

K2-1

A

20 5 322 176 313 6,164

6,336 B 324 175 315 6,040 C 320 173 310 6,803

K2-2

A

20 10 316 177 307 6,475

6,776 B 319 170 309 6,711 C 313 173 303 7,143

K3-1 A

30 5 320 172 311 6,081

6,315 B 316 173 307 6,294 C 315 178 306 6,569

K3-2

A

30 10 319 169 309 6,667

6,971 B 321 172 311 6,711 C 317 171 306 7,534

K4-1

A

40 5 306 179 298 6,299

6,585 B 307 176 298 6,870 C 319 174 312 4,828

K4-2

A

40 10 311 179 302 6,818

6,892 B 304 171 295 6,767 C 309 168 299 7,092

K5-1

A

50 5 308 168 298 7,143

6,826 B 304 171 295 6,767 C 303 166 294 6,569

K5-2 A

50 10 301 169 290 8,333

8,078 B 301 171 291 7,692 C 303 169 292 8,209

Keterangan:

= data tidak disertakan dalam perhitungan


commit to user

47

Hasil pengujian porositas beton pada pada tabel 4.9 disajikan pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Hubungan Variasi Penggantian Semen dengan Nilai Porositas

4.5. Hasil Pengujian Permeabilitas

Pemeriksaan permeabilitas pada benda uji dilakukan dengan menggunakan alat uji

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

pengujian ini adalah mengetahui sejauh mana pengaruh variasi penggunaan pozzolan abu

vulakanik Merapi sebagai pengganti sebagian semen terhadap penetrasi dan koefiien

permeabilitas beton. Koefisien permeabilitas dapat diketahui dengan menggunakan

rumus Darcy dan dihitung dengan persamaan (2.2).

Ldh

kdtdq

A=

1

Diameter selang = ¼ inc = 0,00635 m

Waktu aliran = 3600 dt

Contoh perhitungan permeabilitas benda uji dengan nama benda uji PB-00-1:

· dq = 0,25. π . 0,006352.0,018 = 0,000057 m3

· A = 0,25. π . 0,03 = 0,0007069m2

0

2

4

6

8

10

0 10% 20% 30% 40% 50%

Nila

i por

osita

s (%

)

Variasi Slag(%)

BetondenganVariasi Slagdan Aktivator5%



commit to user

48

· L = 1,2 cm = 0,012 m

· dt = 3600 dt

· dh = 70 cm = 0,7 m

· Koefisien Permeabilitas, (k) : ᴸ族껈萍痞祖䣨族囊拟祖族껈婆껈迫祖 : ᴸ 䣨族囊拟祖族껈婆껈迫祖族捻껈萍祖䣨族囊ᬈ,ᬈᬈᬈ呢ᬈlm祖族ᬈ,ᬈᬈᬈᬈ闹呢侐lᬈᬈ 祖族ᬈ,ᬈ囊挠ᬈ,呢祖䣨 3,840E石09桂/圭t

Perhitungan pengujian permeabilitas secara lengkap disajikan pada lampiran. Hasil

pengujian permeabilitas dapat dilihat pada tabel 4.11. dan 4.12. berikut:

Tabel 4.11. Data Hasil Pengujian Permeabilitas Beton Variasi Penggantian Semen

dengan Slag dan Aktivator 5%

Benda uji permeabilitas Penurunan

Diameter

Dalam A dQ Koefisien permeabilitas

k rata-rata

Kode No Variasi Semen

Slag (%)

Aktivator (%)

(cm) (cm) (cm) (m2) (m3) (m/dt) (m/dt)

S0-1

A

0% -

1,8 3 1,2 0,0007069 0,000057 3,840E-09

4,013E-09 B 1,7 3,2 1,3 0,0008042 0,000054 3,453E-09

C 1,9 3,1 1,5 0,0007548 0,000060 4,745E-09

S1-1

A

10% 5%

2,2 3,9 1,9 0,0011946 0,000070 4,397E-09

5,067E-09 B 2,4 4 2,1 0,0012566 0,000076 5,040E-09

C 2,6 3,8 2 0,0011341 0,000082 5,762E-09

S2-1

A

20% 5%

2,6 4 2 0,0012566 0,000082 5,200E-09

5,609E-09 B 2,6 3,9 2,2 0,0011946 0,000082 6,017E-09

C 3,8 4,4 2 0,0015205 0,000120 6,281E-09

S3-1

A

30% 5%

2,7 4,2 2,1 0,0013854 0,000086 5,143E-09

5,447E-09 B 2,8 4 2 0,0012566 0,000089 5,600E-09

C 2,8 4,1 2,1 0,0013203 0,000089 5,597E-09

S4-1

A

40% 5%

3,3 4,7 3,5 0,0017349 0,000105 8,366E-09

5,736E-09 B 3,2 4,6 2,4 0,0016619 0,000101 5,808E-09

C 3,4 4,9 2,5 0,0018857 0,000108 5,665E-09

S5-1

A

50% 5%

3,8 4,8 2,1 0,0018096 0,000120 5,542E-09

5,938E-09 B 3,9 4,6 2,4 0,0016619 0,000124 7,078E-09

C 3,4 4,8 2,2 0,0018096 0,000108 5,195E-09

Keterangan: = data tidak disertakan dalam perhitungan


commit to user

49

Tabel 4.12. Data Hasil Pengujian Permeabilitas Beton Variasi Penggantian Semen

dengan Slag dan Aktivator 10%

Benda uji permeabilitas Penurunan

Diameter Dalam A dQ

Koefisien permeabilitas k rata-rata

Kode Nomer Variasi Semen

Slag (%)

Aktivator (%) (cm) (cm) (cm) (m2) (m3) (m/dt) (m/dt)

S0-1

A

0% -

1,8 3 1,2 0,0007069 0,000057 3,840E-09

4,013E-09 B 1,7 3,2 1,3 0,0008042 0,000054 3,453E-09

C 1,9 3,1 1,5 0,0007548 0,000060 4,745E-09

S1-2

A

10% 10%

4,6 4,2 2,4 0,0013854 0,000146 1,001E-08

5,526E-09 B 2,9 4,4 2,3 0,0015205 0,000092 5,513E-09

C 3,2 4,3 2 0,0014522 0,000101 5,538E-09

S2-2

A

20% 10%

4,1 3,8 3,3 0,0011341 0,000130 1,499E-08

6,453E-09 B 3,6 4,4 2,2 0,0015205 0,000114 6,546E-09

C 3,5 4,3 2,1 0,0014522 0,000111 6,361E-09

S3-2

A

30% 10%

4,1 4,9 2,6 0,0018857 0,000130 7,104E-09

6,924E-09 B 4 4,8 2,3 0,0018096 0,000127 6,389E-09

C 3,9 4,9 2,8 0,0018857 0,000124 7,277E-09

S4-2

A

40% 10%

4,2 4,9 2,7 0,0018857 0,000133 7,557E-09

6,753E-09 B 4 4,9 2,6 0,0018857 0,000127 6,931E-09

C 3,9 5,2 2,5 0,0021237 0,000124 5,770E-09

S5-2

A

50% 10%

4,6 4,8 2,3 0,0018096 0,000146 7,348E-09

7,423E-09 B 4,5 4,9 2,5 0,0018857 0,000143 7,497E-09

C 4,3 3,3 2,6 0,0008553 0,000136 1,643E-08

Keterangan:

= data tidak disertakan dalam perhitungan


commit to user

50

Hubungan antara koefisien permeabilitas dengan variasi slag dan aktivator.

Gambar 4.5. Hubungan Variasi Slag dan Aktivator dengan Nilai Koefisien

Permeabilitas.

4.6. Uji Normalitas Chi-Kuadrat

Uji chi-kuadrat dimaksudkan untuk mengetahui apakah perbedaan dari proporsi

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

itu disebabkan oleh faktor kebetulan saja (chance).

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

menggunakan tingkat signifikasi sebesar 95%.

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

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

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

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

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

0.0E+00

1.0E-09

2.0E-09

3.0E-09

4.0E-09

5.0E-09

6.0E-09

7.0E-09

8.0E-09

0% 10% 20% 30% 40% 50%

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as

(m/d

t)

Variasi Slag dan Aktivator

BetondenganVariasi Slag danAktivator 5%

BetondenganVariasi SlagdanAktivator10%


commit to user

51

Tabel 4.13. Uji Chi-Kuadrat Untuk Hasil Uji Porositas

Kode Nomer o e

(o-e)2/e x2 x20,95;(n-1) Porositas Porositas rata-rata (10-9m/dt) (10-9m/dt)

K0-1 1 5,92

5,334 0,0646

0,085 0,103

2 6,08 0,1046 0,103 3 4,00 0,3336 0,103

K1-1 1 6,37

5,401 0,1736

0,099 0,103

2 5,23 0,0055 0,103 3 4,61 0,1173 0,103

K1-2 1 11,43

5,757 5,5886

0,042 0,103

2 6,25 0,0423 0,103 3 5,26 0,0423 0,103

K2-1 1 6,16

6,336 0,0046

0,018 0,103

2 6,04 0,0138 0,103 3 6,80 0,0344 0,103

K2-2 1 6,47

6,776 0,0134

0,011 0,103

2 6,71 0,0006 0,103 3 7,14 0,0198 0,103

K3-1 1 6,08

6,315 0,0086

0,006 0,103

2 6,29 0,0001 0,103 3 6,57 0,0103 0,103

K3-2 1 6,67

6,971 0,0173

0,030 0,103

2 6,71 0,0126 0,103 3 7,53 0,0595 0,103

K4-1 1 6,30

6,585 0,0151

0,015 0,103

2 6,87 0,0151 0,103 3 4,83 0,5716 0,103

K4-2 1 6,82

6,892 0,0010

0,004 0,103

2 6,77 0,0027 0,103 3 7,09 0,0069 0,103

K5-1 1 7,14

6,826 0,0158

0,009 0,103

2 6,77 0,0006 0,103 3 6,57 0,0104 0,103

K5-2 1 8,33

8,078 0,0096

0,011 0,103

2 7,69 0,0220 0,103 3 8,21 0,0025 0,103

Keterangan: = data tidak memenuhi syarat dalam uji Chi-Kuadrat


commit to user

52

Tabel 4.14. Uji Chi-Kuadrat untuk Hasil Uji Permeabilitas

Kode Nomer

o e

(o-e)2/e x2 x20,95;(n-1)

Permeabilitas

Permeabilitas rata

(10-9m/dt) (10-9m/dt)

S0-1 A 3,84

4,01 0,0074

0,073 0,103

B 3,45 0,0780 0,103 C 4,75 0,1337 0,103

S1-1 A 4,40

5,07 0,0884

0,061 0,103

B 5,04 0,0001 0,103 C 5,76 0,0955 0,103

S1-2 A 10,01

5,53 3,6462

0,000030 0,103

B 5,51 0,000030 0,103 C 5,54 0,000030 0,103

S2-1 A 5,20

5,83 0,0686

0,036 0,103

B 6,02 0,0058 0,103 C 6,28 0,0345 0,103

S2-2 A 14,99

6,45 11,3000

0,001 0,103

B 6,55 0,0013 0,103 C 6,36 0,0013 0,103

S3-1 A 5,14

5,45 0,0169

0,008 0,103

B 5,60 0,0043 0,103 C 5,60 0,0041 0,103

S3-2 A 7,10

6,92 0,0047

0,021 0,103

B 6,39 0,0412 0,103 C 7,28 0,0181 0,103

S4-1 A 8,37

5,74 1,2060

0,001 0,103

B 5,81 0,0009 0,103 C 5,66 0,0009 0,103

S4-2 A 7,56

6,75 0,0959

0,081 0,103

B 6,93 0,0047 0,103 C 5,77 0,1431 0,103

S5-1 A 5,54

5,94 0,0264

0,113 0,103

B 7,08 0,2187 0,103 C 5,19 0,0931 0,103

S5-2 A 7,35

7,42 0,0008

0,001 0,103

B 7,50 0,0008 0,103 C 16,43 10,9239 0,103

Keterangan: = data tidak memenuhi syarat dalam uji Chi-Kuadrat


commit to user

53

Dari Tabel 4.13 dan 4.14. dapat dilihat bahwa tidak semua benda uji dapat diterima

karena tidak memenuhi persyaratan X2 < X2(0,95;(n-1)). Benda uji yang tidak diterima

tidak dipergunakan dalam perhitungan selanjutnya.

4.7. Pembahasan

4.7.1. Uji Slump

Workability merupakan faktor yang penting dalam pembuatan adukan beton.

Workability yang memadai sangat diperlukan untuk memudahkan proses

pengadukan, pengangkutan, penuangan, dan pemadatan. Dari pengujian nilai slump

tampak bahwa penggunaan slag sebagai pengganti sebagian semen yang digunakan

pada saat rancang campur (mix design) akan mempengaruhi workability.

Sesuai dengan Tabel 4.7. dan Gambar 4.3. menunjukkan bahwa semakin banyak slag

yang ditambahkan ke dalam beton nilai slump semakin tinggi. Hal tersebut

dikarenakan nilai daya serap (absorbtion) slag yaitu sebesar 22% lebih rendah

dibanding dengan nilai daya serap semen yaitu sebesar 34% (tabel 4.6.). Hal yang

menyebabkan nilai daya serap slag lebih rendah adalah kandungan FeO yang sangat

besar pada slag yaitu hampir 60%. Fe atau besi adalah logam yang tidak mampu

menyerap air dengan baik. Sehingga semakin banyak menggunakan slag sebagai

pengganti semen, maka daya ikat air dan agregat akan semakin rendah. Hal ini

menyebabkan air yang seharusnya digunakan untuk pasta tidak menyatu dengan

agregat, sehingga kadar air dalam campuran beton tidak meresap sebagaimana

mestinya. Keadaan demikian menyebabkan nilai slump akan semakin tinggi dan

meningkatkan workability.


commit to user

54

4.7.2. Analisis Terhadap Pengujian Porositas

Dari hasil perhitungan, nilai porositas dan prosentase perubahannya dapat disajikan

dalam tabel berikut.

Tabel 4.15. Nilai Porositas dan Persentase Perubahan Nilai Porositas Akibat Variasi Penggantian Semen dengan Slag dan Aktivator 5%

Kadar Penggantian Semen dengan Slag dan Aktivator 5%

Porositas (%) Selisih Porositas(%) Presentase Selisih (%)

0% 5,334044571 0,000 0,000 10% 5,40114936 -0,067 -1,258 20% 6,335791035 -1,002 -18,780 30% 6,314710147 -0,981 -18,385 40% 6,584720803 -1,251 -23,447 50% 6,826372501 -1,492 -27,977

Berdasarkan Tabel 4.14 dari variasi kadar penggantian semen dengan slag dan

aktivator sebesar 5% yang dipakai tampak bahwa penggunaan slag 50% dan aktivator

5% dapat memperbesar nilai porositas beton sebesar -27,977% pada pengujian beton

umur 28 hari.

Gambar 4.6. Hubungan Nilai Porositas Beton dengan Variasi Penggantian Semen dengan Slag dan Aktivator 5%

Berdasarkan Gambar 4.6. dapat dilihat bahwa semakin besar presentase penggantian

semen dengan slag dan aktivator 5%, maka semakin tinggi nilai porositas beton. Dari

grafik dapat diketahui bahwa hubungan antara nilai porositas beton dengan variasi

penggantian semen dengan slag dan aktivator 5% memiliki rumus linear Y = 3,140 +

5,347

y = 3.1404x + 5.3477

0

2

4

6

8

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%Nila

i por

osita

s (%

)

Variasi Slag dengan Aktivator 5%

Beton dengan Variasi Slag dan Aktivator 5%

BetondenganVariasi SlagdanAktivator5%

X

Y


commit to user

55

Tabel 4.16. Nilai Porositas dan Persentase Perubahan Nilai Porositas Akibat Variasi Penggantian Semen dengan Slag dan Aktivator 10%.

Kadar penggantian Semen dengan Slag dan Aktivator 10% Porositas (%)

Selisih Porositas(%)

Presentase Selisih (%)

0% 5,334044571 0,000 0,000 10% 5,756578947 -0,423 -7,921 20% 6,776362228 -1,442 -27,040 30% 6,970774213 -1,637 -30,685 40% 7,41486112 -2,081 -39,010 50% 8,07819875 -2,744 -51,446

Berdasarkan Tabel 4.15. dari variasi kadar penggantian semen dengan slag dan

aktivator sebesar 10% yang dipakai tampak bahwa penggunaan slag 50% dan

aktivator 10% dapat memperbesar nilai porositas beton sebesar -51,446% pada

pengujian beton umur 28 hari.

Gambar 4.7. Hubungan Nilai Porositas Beton dengan Variasi Penggantian Semen dengan Slag dan Aktivator 10%


semen dengan slag dan aktivator 10%, maka semakin tinggi nilai porositas beton.

Dari grafik dapat diketahui bahwa hubungan antara nilai porositas beton dengan

variasi penggantian semen dengan slag dan aktivator 10% memiliki rumus linear Y =

4,949x + 5,397

y = 4.9494x + 5.3974

0

2

4

6

8

10

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Nila

i por

osita

s (%

)

Variasi Slag dengan Aktivator 10%



X

Y


commit to user

56

4.7.2.1 Pembahasan Uji Porositas

Berdasarkan hasil pengujian porositas beton dengan variasi kadar penggantian semen

dengan slag dan aktivator 5% yang disajikan pada Tabel 4.14 dan Gambar 4.6 dapat

diketahui bahwa nilai porositas beton yang paling tinggi terjadi pada variasi slag pada

kadar 50% dengan nilai porositas 6,826%. Berdasarkan hasil pengujian porositas

beton dengan variasi kadar penggantian semen dengan slag dan aktivator 10% yang

disajikan pada Tabel 4.15. dan Gambar 4.7. dapat diketahui bahwa nilai porositas

beton yang paling tinggi terjadi pada variasi slag pada kadar 50% dengan nilai

porositas 8,078%.

Semakin meningkatnya nilai porositas beton seiring bertambahnya kadar slag

disebabkan karena reaksi hidrasi C3S dan C2S yang dihasilkan dari semen tidak

berlangsung sempurna layaknya semen. Reaksi hidrasi akan berlangsung sempurna

pada semen apabila mempunyai kandungan kapur sekitar dua pertiga bagian semen,

sedangkan kandungan silikanya sekitar seperlima bagian semen. Pada slag yang

kandungan kapurnya hanya sekitar seperempat bagian, saat ditambahkan air maka

proses reaksi kimia yang terjadi menjadi tidak sempurna, sehingga beton yang

dihasilkan beton mempunyai banyak rongga – rongga udara dan meningkatkan nilai

porositas.

Sedangkan jika dilihat dari faktor penggunaan aktivatornya, beton dengan

penggunaan aktivator 10% lebih tinggi tingkat porositasnya dibanding beton dengan

penggunaan aktivator 5%. Berdasarkan hipotesa kami sebelum penelitian, dengan

penambahan jumlah aktivator menjadi 10% akan meningkatkan kualitas beton,

namun setelah diadakan penelitian ternyata dengan penambahan jumlah aktivator

justru memperburuk kualitas beton. Hal ini dikarenakan Na2Co3 jika bereaksi dengan

CaO yang terdapat pada semen dan slag akan menghasilkan Na2O dan CaCo3

(kalsium karbonat), sifat dari kalsium karbonat jika mengalami pemanasan suhu yang

cukup lama akan terpecah dan menjadi serbuk remah yang lunak dan juga


commit to user

57

menghasilkan CO2. Hal ini terjadi karena pada reaksi tersebut setiap molekul dari

kalsium akan bergabung dengan 1 atom oksigen dan molekul lainnya akan berikatan

dengan oksigen dan menghasilkan CO2 (karbon dioksida) yang tentunya akan

semakin menambah kandungan gas pada beton dan meningkatkan tingkat porositas

beton. Jadi semakin banyak penggunaan aktivator Na2Co3 akan menyebabkan beton

semakin poros.

Nilai porositas yang semakin tinggi menunjukkan bahwa beton tersebut semakin

banyak pori sehingga memiliki tingkat durabilitas yang semakin rendah.

Berdasarkan hasil tersebut maka semakin besar kadar slag untuk mengganti semen

dan semakin tinggi kadar penggunaan aktivator semakin tinggi pula tingkat

porositasnya.

4.7.3. Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas

Dari hasil perhitungan, nilai koefisien permeabilitas dapat dilihat pada Tabel 4.17.

Tabel 4.17. Evaluasi Hasil Uji Permeabilitas Beton dengan Variasi Penggantian Semen dengan Slag dan Aktivator

Nama benda uji

Koefisien permeabilitas (m/dt)

ACI 301-729 (revisi 1975)

1,5 . 10-11 m/dt S0-1 4,013E-09 Tidak Memenuhi S1-1 5,067E-09 Tidak Memenuhi S2-1 5,609E-09 Tidak Memenuhi S3-1 5,447E-09 Tidak Memenuhi S4-1 5,736E-09 Tidak Memenuhi S5-1 5,938E-09 Tidak Memenuhi S0-1 4,013E-09 Tidak Memenuhi S1-2 5,526E-09 Tidak Memenuhi S2-2 6,453E-09 Tidak Memenuhi S3-2 6,924E-09 Tidak Memenuhi S4-2 6,753E-09 Tidak Memenuhi S5-2 7,423E-09 Tidak Memenuhi


commit to user

58

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

koefisien permeabilitas maksimum disyaratkan sebesar 1,5 .10-11 m/s. Dari hasil

analisis pada Tabel 4.23 dapat dilihat bahwa keseluruhan nilai koefisien permeabilitas

beton dengan variasi penggantian semen dengan slag dan aktivator tidak memenuhi

syarat ACI 301-729 (revisi 1975).

Dari hasil perhitungan, nilai koefisien permeabilitas dan prosentase perubahannya

dapat disajikan dalam tabel berikut.

Tabel 4.18. Nilai Koefisien Permeabilitas dan Persentase Perubahan Nilai

Koefisien Permeabilitas Akibat Variasi Penggantian Semen dengan

Slag dan Aktivator 5%.

Kadar Penggantian Semen dengan Slag dan

Aktivator 5%

Koefisien Permeabilitas (10-9m/dt)

Selisih Koefisien Permeabilitas

(10-9m/dt)


0% 4,013 0,000 0,000 10% 5,067 -1,054 -26,265 20% 5,609 -1,596 -39,771 30% 5,447 -1,434 -35,734 40% 5,736 -1,723 -42,935 50% 5,938 -1,925 -47,969


aktivator sebesar 5% yang dipakai tampak bahwa penggunaan slag 50% dan aktivator

5% dapat memperbesar nilai koefisien permeabilitas beton sebesar -47,969% pada

pengujian beton umur 28 hari.


commit to user

59

Gambar 4.8. Hubungan Nilai Koefisien Permeabilitas Beton dengan Variasi

Penggantian Semen dengan Slag dan Aktivator 5%.


semen dengan slag dan aktivator 5% maka semakin tinggi nilai koefisien

permeabilitas beton. Dari grafik dapat diketahui bahwa hubungan antara nilai

koefisien permeabilitas beton dengan variasi penggantian semen dengan slag dan

aktivator 5% memiliki rumus linear Y = 3E-09x + 4E-09

Tabel 4.19. Nilai Koefisien Permeabilitas dan Persentase Perubahan Nilai Koefisien

Permeabilitas Akibat Variasi Penggantian Semen dengan Slag dan

Aktivator 10%.

Kadar Penggantian Semen dengan Slag dan

Aktivator 10%

Koefisien Permeabilitas

(10-9m/dt)

Selisih Koefisien Permeabilitas

(10-9m/dt)


0% 4,013 0,000 0,000 10% 5,526 -1,513 -37,702 20% 6,453 -2,440 -60,802 30% 6,924 -2,911 -72,539 40% 6,753 -2,740 -68,278 50% 7,423 -3,410 -84,974

y = 3E-09x + 4E-09

R² = 0.7753

0

1E-09

2E-09

3E-09

4E-09

5E-09

6E-09

7E-09

0% 10% 20% 30% 40% 50%Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as (m

/dt)

Variasi Semen Replacement(%)

Beton dengan Variasi Slag dan Aktivator 5% BetondenganVariasi Slag danAktivator5%

Linear(BetondenganVariasi Slag danAktivator5%)

X

Y


commit to user

60


aktivator sebesar 10% yang dipakai tampak bahwa penggunaan slag 50% dan

aktivator 10% dapat memperbesar nilai koefisien permeabilitas beton sebesar -

84,974% pada pengujian beton umur 28 hari.

Gambar 4.9. Hubungan Nilai Koefisien Permeabilitas Beton dengan Variasi

Penggantian Semen dengan Slag dan Aktivator 10%.


semen dengan slag dan aktivator 10% maka semakin tinggi nilai koefisien

permeabilitas beton. Dari grafik dapat diketahui bahwa hubungan antara nilai

koefisien permeabilitas beton dengan variasi penggantian semen dengan slag dan

aktivator 5% memiliki rumus linear Y = 6E-09x + 5E-09

4.7.3.1. Pembahasan Uji Permeabilitas

Dari hasil pengujian permeabilitas beton dengan variasi kadar penggantian semen

dengan slag dan aktivator 5% yang disajikan pada Tabel 4.17. dan Gambar 4.8. dapat

diketahui bahwa nilai koefisien permeabilitas beton yang paling tinggi terjadi pada

kadar penggantian semen dengan slag sebesar 50 % dengan nilai koefisien

y = 6E-09x + 5E-09

01E-092E-093E-094E-095E-096E-097E-098E-099E-09

0 0.2 0.4 0.6

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as (m

/dt)

Variasi Semen Replacement(%)


Beton denganVariasi Slagdan Aktivator10%

Linear (Betondengan VariasiSlag danAktivator 10%)

X

Y


commit to user

61

permeabilitas 5,938x 10-9 m/dt. Dari hasil pengujian koefisien permeabilitas beton

dengan variasi kadar penggantian semen dengan slag dan aktivator 10% yang

disajikan pada Tabel 4.18. dan Gambar 4.9. dapat diketahui bahwa nilai koefisien

permeabilitas beton yang paling tinggi terjadi pada kadar penggantian semen dengan

slag sebesar 50 % dengan nilai koefisien permeabilitas 7,423 x 10-9 m/dt. Hal ini

dikarenakan terjadi reaksi hidrasi yang tidak sempurna pada beton yang

menyebabkan beton menjadi semakin poros yang diikuti semakin bersifat permeable

sehingga mudah dilewati oleh gas atau cairan.

Dilihat dari faktor penggunaan aktivatornya, beton dengan penggunaan aktivator 10%

lebih tinggi nilai koefisien permeabilitasnya dibanding beton dengan penggunaan

aktivator 5%. Semakin besar persentase aktivator yang digunakan akan semakin

banyak pula gas CO2 yang dihasilkan, hal ini yang menyebakan beton semakin

bersifat permeable.

Perbandingan nilai permeabilitas beton dengan slag dan aktivator 5% sebagai

pengganti sebagian semen hasil penelitian Shofi Mauludin (2005)

Gambar 4.10. Hubungan Koefisien Permeabilitas dengan Persentase Slag Shofi

Mauludin (2005)

0.00E+00

5.00E-10

1.00E-09

1.50E-09

2.00E-09

2.50E-09

3.00E-09

50 60 70 80 90 100

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as

Persentase Penggantian Semen dengan Slag (%)

Data Permeabilitas Tahun 2005


commit to user

62

Gambar 4.11. Data Hubungan Koefisien Permeabilitas dengan Persentase Slag

Dari kedua grafik diatas dapat dilihat bahwa semakin besar kadar slag untuk

mengganti semen, semakin tinggi pula nilai koefisien permeabilitas beton.

4.7.4. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan dan Nilai Porositas Beton

Porositas merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kekuatan beton. Jumlah

pori yang terkandung dalam beton akan sangat mempegaruhi kepadatan dari suatu

beton. Model yang paling umum digunakan dalam menggambarkan hubungan antara

kuat tekan dengan nilai porositas adalah dengan persamaan eksponensial yang

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

Persamaan (4.1) sebagai berikut :

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

dengan :

P = porositas (%)

P0 = porositas pada kekuatan nol (%)

fc = kuat tekan (MPa)

k = konstanta

e = bilangan natural

Hasil uji kuat tekan dan porositas beton disajikan pada tabel 4.20

0.00E+001.00E-092.00E-093.00E-094.00E-095.00E-096.00E-097.00E-09

0 10 20 30 40 50

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as

Persentase Penggantian Semen dengan Slag (%)

Data Permeabilitas Tahun 2011


commit to user

63

Tabel 4.20. Hasil Pengujian Kuat Tekan dan Porositas Beton

Nama Benda Uji

Kadar Penggantian Semen

Persentase Aktivator

Porositas (%) Kuat Tekan

(Mpa) K0-1 0% 0% 5,33404457 35,46207652

K1-1 10% 5% 5,40114936 32,06677132

K2-1 20% 5% 6,33579104 29,70892049

K3-1 30% 5% 6,31471015 22,06948379

K4-1 40% 5% 6,58472080 17,16515406

K5-1 50% 5% 6,82637250 14,33573306

K0-1 0% 0% 5,33404457 35,46207652 K1-2 10% 10% 5,75657895 29,23735032

K2-2 20% 10% 6,77636223 21,69222766

K3-2 30% 10% 6,97077421 14,14710499

K4-2 40% 10% 6,89243256 10,94042786

K5-2 50% 10% 8,07819875 10,56317173

Sumber : Data Kuat Tekan Febry Arief Purnomo (2011) Dari Tabel 4.20. dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan porositas beton.

Hubungan tersebut digambarkan pada Gambar 4.12.

Gambar 4.12. Hubungan Kuat Tekan dan Nilai Porositas Beton dengan Penggantian

Sebagian Semen dengan Slag dan Aktivator.

y = 8.0333e-0.011x R² = 0.8066

y = 8.6328e-0.013x R² = 0.8643

0123456789

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 Nila

i Por

osita

s (%

)

Nilai Kuat Tekan (Mpa)

Beton denganPenggantianSebagianSemen denganSlag danAktivator 5%

Beton denganPenggantianSebagianSemen denganSlag danAktivator 10%

X

Y


commit to user

64

Dari Gambar 4.12. dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan porositas beton. Kuat

tekan dan porositas beton berbanding terbalik, artinya semakin rendah kuat tekan

suatu beton akan terjadi porositas yang semakin tinggi. Hal tersebut disebabkan oleh

faktor kepadatan beton, beton yang kurang padat menghasilkan kuat tekan yang tidak

baik, sehingga nilai porositas yang dihasilkan akan tinggi karena jumlah pori yang

terkandung dalam beton juga tinggi.

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

dirumuskan dengan persamaan (4.1)

P = P0*e-k.fc

Dari hasil penelitian pada beton dengan variasi penggantian sebagian semen dengan

slag dan aktivator 5%, didapatkan persamaan y = 8,033-0,01x

Maka hubungan antara kuat tekan dan nilai porositas beton normal dengan variasi

penggantian sebagian semen dengan slag dan aktivator 5% dapat dirumuskan pada

persamaan 4.2

P=8,033* e-0,01fc………………………………………………………………..(4.2)

Didapatkan nilai P0 sebesar 8,033 %.

Sedangkan dari hasil penelitian pada beton dengan variasi penggantian sebagian

semen dengan slag dan aktivator 10% didapatkan persamaan

y = 8,632e-0,01x

Maka hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton dengan variasi penggantian

sebagian semen dengan slag dan aktivator 10% dirumuskan pada persamaan 4.3

sebagai berikut

P=8,632* e-0,01fc ……………………………………..……………….………...(4.3)


commit to user

65

Didapatkan nilai P0 sebesar 8,632%.

keterangan :

P = porositas (%) k = konstanta

P0 = porositas pada kekuatan nol (%) e = bilangan natural

fc = kuat tekan (MPa)

Selain rumus tersebut juga terdapat beberapa rumus yang menyatakan hubungan

antara kuat tekan dan porositas yang dituliskan dengan Persamaan 4.3 s/d 4.6 sebagai

berikut:

f’c = fc0*(1-p)n ( Balshin, 1949 ) ………………………… (4.4) f’c=fc0*e(-kr*p ( Ryshkevitch dan Duckwort, 1953 )……… . (4.5) f’c=ks*ln(po/p) ( Schiller, 1959) …………………………… (4.6) f’c= f’c0-kH*p ( Hasselmann, 1963) …………………….… (4.7) f’c= f’cmax-kl*ln(p) ( Sambowo, 2003) ……………………….… (4.8) dimana f’c = kuat desak beton

p = porositas f’c0,fcmax = kuat tekan pada porositas nol kr,kH,ks,kl = konstanta empiris

Dari grafik hubungan antara kuat tekan dan nilai porositas yang kami dapat,

kemudian di plotkan pada rumus-rumus hubungan antara kuat tekan dan nilai

porositas diatas akan didapatkan rumus pembanding sebagai berikut :

Gambar 4.13. Nilai Eksponensial, Logaritma dan Linier Hubungan Kuat Tekan dan

Nilai Porositas Beton

y = 8,033e-0,01x

y = 10,91 -1,50ln(x)

y =7,787 -0,065x

y = 13.451x-0.249

y = 8,632e-0,01x

y = 8,390-0,086x

y =11,61 -1,71ln(x)

y = 14.143x-0.264

0123456789

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 Nila

i Por

osita

s (%

)


Beton denganPenggantian SebagianSemen dengan Slagdan Aktivator 5%Beton denganPenggantian SebagianSemen dengan Slagdan Aktivator 10%

X

Y


commit to user

66

Hubungan kuat tekan dengan nilai porositas pada beton penggantian semen dengan

slag dan aktivator 5% :

f’c = 14,14*(1-p)-0,26 ( Balshin, 1949 ) ………………………… (4.9)

f’c=8,033*e-0,01p ( Ryshkevitch dan Duckwort, 1953 )……… . (4.10)

f’c=1,71*ln(8,0/p) ( Schiller, 1959) …………………………… (4.11)

f’c= 8,390-0,086p ( Hasselmann, 1963) …………………….… (4.12)

f’c= 11,61-1,71ln(p) ( Sambowo, 2003) ……………………….… (4.13)

Hubungan kuat tekan dengan nilai porositas pada beton penggantian semen dengan

slag dan aktivator 10% :

f’c = 13,45*(1-p)-0,24 ( Balshin, 1949 ) ………………………… (4.14)

f’c=8,632*e-0,01p ( Ryshkevitch dan Duckwort, 1953 )……… . (4.15)

f’c=1,50*ln(8,0/p) ( Schiller, 1959) …………………………… (4.16)

f’c= 7,787-0,065p ( Hasselmann, 1963) …………………….… (4.17)

f’c= 10,91-1,50ln(p) ( Sambowo, 2003) ……………………….… (4.18)

4.7.5. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan dan Koefisien Permeabilitas Beton

Hubungan antara nilai kuat tekan beton dan koefisien permeabilitas dalam beton

normal memiliki rumus empiris yang dituliskan dengan persamaan 4.19 sebagai

berikut : ᴸ 䣨 918 ∗ 规能囊,呢恼 ................................................................................ (4.19)

dengan :

k = koefisien permeabilitas (m/s)

fc = kuat desak beton (MPa)


commit to user

67

Hasil uji kuat tekan dan nilai koefisien permeabilitas disajikan pada tabel 4.21.

Tabel 4.21. Hasil Pengujian Kuat Tekan dan Nilai Koefisien Permeabilitas Beton

Nama Benda Uji

Kadar Penggantian

Semen

Persentase Aktivator

Koefisien Permeabilitas

(m/dt)

Kuat Tekan (Mpa)

S0-1 0% 0% 4,01298E-09 35,46207652

S1-1 10% 5% 5,06661E-09 32,06677132 S2-1 20% 5% 5,60889E-09 29,70892049 S3-1 30% 5% 5,44685E-09 22,06948379

S4-1 40% 5% 5,7361E-09 17,16515406

S5-1 50% 5% 5,93824E-09 14,33573306

S0-1 0% 0% 4,01298E-09 35,46207652

S1-2 10% 10% 5,52561E-09 29,23735032 S2-2 20% 10% 6,45322E-09 21,69222766

S3-2 30% 10% 6,92362E-09 14,14710499 S4-2 40% 10% 6,75259E-09 10,94042786

S5-2 50% 10% 7,42251E-09 10,56317173

Hubungan nilai kuat tekan beton dan nilai koefisien permeabilitas ditunjukkan pada

Gambar 4.14.

Gambar 4.14. Hubungan Kuat Tekan dan Nilai Koefisien Permeabilitas Beton

dengan Variasi Penggantian Sebagian Semen dengan Slag dan Aktivator

y = 1E-08x-0,29 R² = 0,695

y = 2E-08x-0.384 R² = 0.7694

0

1E-09

2E-09

3E-09

4E-09

5E-09

6E-09

7E-09

8E-09

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as (m

/dt)


Beton denganPenggantianSebagianSemendengan Slagdan Aktivator5%

Beton denganPenggantianSemendengan Slagdan Aktivator10%X

Y


commit to user

68

Dari Gambar 4.13. dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan koefisien

permeabilitas beton. Sama seperti halnya porositas, hubungan antara kuat tekan dan

permeabilitas beton juga berbanding terbalik, artinya semakin rendah nilai kuat tekan

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

semakin rendah, ruang kosong sebagai media lewatnya gas maupun cairan semakin

banyak sehingga membuat beton tersebut semakin mudah dilalui gas atau cairan.

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

permeabilitas beton dirumuskan dengan persamaan (4.20)

ᴸ 䣨 918 ∗ 规能囊,呢恼……………………………(4.20)

Dari hasil penelitian pada beton normal dengan variasi penggantian sebagian semen

dengan slag dan aktivator 5%, didapatkan persamaan y = 1E-08x-0,29

Maka hubungan antara kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton normal dengan

variasi penggantian sebagian semen dengan slag dan aktivator 5%, dapat dirumuskan

pada persamaan 4.21

K=1E-08*fc-0,29………………………………………………………………..(4.21)


semen dengan slag dan aktivator 10% didapatkan persamaan y = 2E-08x-0,38

Maka hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton dengan variasi penggantian

sebagian semen dengan slag dan aktivator 10% dirumuskan pada persamaan 4.22

sebagai berikut

K=2E-08*fc-0,38………………………………..…………………….………...(4.22)

keterangan :

k = koefisien permeabilitas (m/dt)



commit to user

69

Untuk mengetahui seberapa bagus data hasil pengujian kuat tekan dan permeabilitas,

perlu adanya pembanding dengan penelitian sebelumnya. Sebagai data pembanding

adalah Yanuar (2011) dan Markus (2011). Data hasil pembanding disajikan dalam

gambar berikut.

Gambar 4.15. Hubungan Kuat Tekan dan Koefisien Permeabilitas Beton

Menggunakan Pasir Besi (Yanuar 2011)

Gambar 4.16. Hubungan Kuat Tekan dan Nilai Koefisien Permeabilitas Beton

dengan Variasi Replacement Pasir Merapi (Markus 2011)

y = 5E-07x-0.984 R² = 0.5932

0

5E-09

1E-08

1.5E-08

2E-08

0 10 20 30 40 50

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as

(m/d

t)


y = 0.0005x-3.198 R² = 0.9776

0.0E+00

2.0E-09

4.0E-09

6.0E-09

8.0E-09

1.0E-08

29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as

(m/d

t)


X

Y

X

Y


commit to user

70

Dari gambar diatas dapat dirumuskan hubungan antara kuat tekan dengan koefisien

permeabilitas yaitu sebagai berikut :

Yanuar (2011) : k = 5E-07*fc-0.98…………………..………………….………...(4.23)

Markus (2011) : k=0,000*fc-3,19………………..…...……………….…………...(4.24)

keterangan :



4.7.6. Hubungan Antara Nilai Porositas dan Koefisien Permeabilitas Beton

Hubungan antara koefisien permeabilitas dan nilai porositas dalam beton normal

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

rumus yang dituliskan dengan Persamaan 4.7 sebagai berikut :

k = 0,023*e0,319*P ............................................................................................. (4.25)

dengan :


P = nilai porositas (%)


commit to user

71

Hasil uji kuat tekan dan nilai koefisien permeabilitas disajikan pada tabel 4.22.

Tabel 4.22. Hasil Pengujian Nilai Porositas dan Koefisien Permeabilitas Beton

Kadar Penggantian Semen dengan Slag

Aktivator Porositas (%)

Koefisien Permeabilitas (m/dt) (%)

0% 0 5,334 4,013E-09 10% 5 5,401 5,067E-09 20% 5 6,336 5,609E-09 30% 0 6,315 5,447E-09 40% 5 6,585 5,736E-09 50% 5 6,826 5,938E-09

0% 0 5,334 4,013E-09 10% 10 5,757 5,526E-09 20% 10 6,776 6,453E-09 30% 10 6,971 6,924E-09 40% 10 6,892 6,753E-09 50% 10 8,078 7,423E-09

.

Gambar 4.17. Hubungan Nilai Porositas dan Koefisien Permeabilitas Beton dengan

Variasi Penggantian Sebagian Semen dengan Slag dan Aktivator.

y = 2E-09e0.1998x R² = 0.7552

y = 2E-09e0.2089x R² = 0.8189

0.0E+001.0E-092.0E-093.0E-094.0E-095.0E-096.0E-097.0E-098.0E-099.0E-09

4 6 8 10

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as (m

/dt)

Nilai Porositas (%)

Beton denganPenggantianSebagian Semendengan Slag danAktivator 5%

Beton denganPenggantianSebagian semendengan Slag danAktivator 10%

X

Y


commit to user

72

Dari Gambar 4.14. dapat disimpulkan hubungan porositas dan permeabilitas yang

berbanding lurus. Porositas yang semakin rendah akan membuat permeabilitas yang

semakin rendah. Hal tersebut dikarenakan banyaknya pori sebagai media lewatnya

gas maupun cairan.

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

memiliki sifat permeabilitas. Dari pernyataan tersebut dapat disimpulkan bahwa

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

permeabilitas yang tinggi tergantung pada pori pori yang saling berhubungan pada

beton tersebut.

Sambowo (2003) merumuskan hubungan antara nilai porositas dan koefisien

permeabilitas sebagaimana persamaan (4.26)

k = 0,023*e0,319*P …………………………….(4.26)

Dari hasil penelitian pada beton beton dengan variasi penggantian sebagian semen

dengan slag dan aktivator 5%, didapatkan persamaan y = 2E-09e0,208x

Maka hubungan antara nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton dengan

variasi penggantian sebagian semen dengan slag dan aktivator 5% dirumuskan pada

persamaan 4.27

k=2E-09*e0,208*P…………………………………………..…………………..(4.27)


semen dengan slag dan aktivator 10% didapatkan persamaan

y = 2E-09e0,199x

Maka hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton dengan variasi

penggantian sebagian semen dengan slag dan aktivator 10% dirumuskan pada

persamaan 4.28 sebagai berikut


commit to user

73

k =2E-09e0,199*P …………………………………..………………….………...(4.28)

dengan :


P = nilai porositas (%)

Untuk mengetahui seberapa bagus data hasil pengujian kuat tekan dan permeabilitas,

perlu adanya pembanding dengan penelitian sebelumnya. Sebagai data pembanding

adalah Yanuar (2011) dan Markus (2011). Data hasil pembanding disajikan dalam

gambar berikut.

Gambar 4.18. Hubungan Nilai Porositas dan Koefisien Permeabilitas Beton

Menggunakan Pasir Besi (Yanuar 2011)

Gambar 4.19. Hubungan Nilai Porositas dan Koefisien Permeabilitas Beton dengan

Variasi Replacement Pasir Merapi (Markus 2011)

y = 4E-09e0.3023x R² = 0.9102

0

5E-09

1E-08

1.5E-08

2E-08

0 1 2 3 4 5

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as

(m/d

t)

Nilai Porositas (%)

y = 2E-09e0.1469x R² = 0.9816

4.0E-09

5.0E-09

6.0E-09

7.0E-09

8.0E-09

9.0E-09

1.0E-08

5 6 7 8 9 10 11Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as (m

/dt)

Nilai Porositas (%)

X

Y

X

Y


commit to user

74

Dari gambar diatas dapat dirumuskan hubungan antara kuat tekan dengan koefisien

permeabilitas yaitu sebagai berikut :

Yanuar (2011) : k = 4E-09e0.302*P …………………..………………….………...(4.29)

Markus (2011) : k =2E-09e0,146*P …………………..………………….………...(4.30)


commit to user

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

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

kesimpulan sebagai berikut :

1. Nilai porositas beton yang dihasilkan beton dengan penggantian semen

dengan slag sebesar 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% dengan penggunaan

aktivator 5% adalah 5,334%; 5,401%; 6,336%: 6,315%; 6,585%; 6,826%,

sedangkan untuk penggunaan aktivator 10% adalah 5,334%; 5,757%; 6,776%;

6,971%; 6,892%; 8,078%.

Nilai koefisien permeabilitas beton yang dihasilkan beton dengan penggantian

semen dengan slag sebesar 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% dengan

penggunaan aktivator 5% adalah 4,013E-09 m/dt; 5,067E-09 m/dt; 5,609E-09

m/dt; 5,447E-09 m/dt; 5,736E-09 m/dt; 5,938E-09 m/dt, sedangkan untuk

penggunaan aktivator 10% adalah 4,013E-09 m/dt; 5,526E-09 m/dt; 6,453E-09

m/dt; 6,924E-09 m/dt; 6,753E-09 m/dt; 7,423E-09 m/dt.

2. Pengaruh-pengaruh penggunaan slag dan aktivator untuk mengganti sebagian

semen antara lan ;

a. Meningkatan nilai slump.

b. Meningkatkan workability.

c. Semakin meningkatkan nilai porositas dan permeabilitas.

75


commit to user

76

5.2. Saran

Untuk menindaklanjuti penelitian ini, diperlukan beberapa koreksi yang harus

diperhatikan agar dapat dijadikan sebagai pedoman dan acuan bagi penelitian-

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

selanjutnya antara lain sebagai berikut:

1. Karena kandungan CaO yang sedikit pada slag, sebaiknya pada penelitian

selanjutnya dilakukan penambahan kapur untuk mengurangi nilai porositas

dan permeabilitas beton.

2. Perlu dilakukan penelitian menggunakan slag yang berasal dari sumber yang

berbeda dan memiliki kandungan logam yang lebih kecil.

3. Penelitian lebih lanjut untuk persentase aktivator Na2Co3 yang lebih kecil dari

5%.

4. Perlu dilakukan penelitian menggunakan aktivator yang berbeda selain

Na2Co3.

5. Karena terjadi penurunan kualitas beton, sebaiknya untuk penelitian

selanjutnya material slag digunakan sebagai bahan tambah bukan sebagai

bahan pengganti.

Documents

TINJAUAN POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON …/Tinjauan... · permeabilitas beton adalah kemudahan cairan atau gas untuk melewati beton (A.M.Neville & J.J Brooks, 1987). Permeabilitas