Pembuatan dan Karakterisasi Batako Ringan Berbahan Styrofoam dan Abu Vulkanik Gunung Sinabung.
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATAKO RINGAN BERBAHAN
STYROFOAM DAN ABU VULKANIK GUNUNG SINABUNG
SKRIPSI
Diajukan Oleh :
JUAN ROY M SARAGIH
100801043
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATAKO RINGAN BERBAHAN
STYROFOAM DAN ABU VULKANIK GUNUNG SINABUNG
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
Diajukan Oleh :
JUAN ROY M SARAGIH
100801043
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
i
PERSETUJUAN
Judul
: Pembuatan dan Karakterisasi Batako Ringan Berbahan
Styrofoam dan Abu Vulkanik Gunung Sinabung.
Kategori
: Skripsi
Nama
: Juan Roy M Saragih
Nomor Induk Mahasiswa
: 100801043
Program Studi
: Sarjana (S1) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Januari 2017
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 ,
Pembimbing 1,
Drs. Syahrul Humaidi, M. Sc.
Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc. NIP.
196505171993031009
NIP. 196212231991031002
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
Prof.Dr.Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATAKO RINGAN BERBAHAN
STYROFOAM DAN ABU VULKANIK GUNUNG SINABUNG
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya.
Medan, Januari 2017
Juan Roy M Saragih
100801043
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Atas berkat dan Rahmat nya
sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi dengan judul PEMBUATAN DAN
KARAKTERISASI BATAKO RINGAN
BERBAHAN STYROFOAM DAN ABU
VULKANIK GUNUNG SINABUNG yang disusun sebagai syarat untuk mendapatkan gelar
sarjana di Universitas Sumatera Utara.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Timbangen
Sembiring, M.Sc dan Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M. Sc. Selaku dosen pembimbing saya
yang telah memberikan bimbingan, waktu, dan tenaga kepada penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini. Ucapan terima kasih juga kepada ketua dan sekretaris jurusan Departemen Fisika
Prof.Dr. Marhaposan Situmorang dan Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc, Dekan Fakultas MIPA
Dr. Kerista Sebayang, MS serta semua Staff Pengajar dan Pegawai Departemen Fisika
FMIPA USU.
Dan tidak lupa ucapan terima kasih yang setinggi – tingginya penulis sampaikan
kepada kedua orang tua yang ku sayangi Ayahanda St Edison Saragih dan Ibunda Eva Dewi
Sinaga yang setia membantu dan tak henti – hentinya memberikan dukungan beserta doa
sehingga bisa menyelesaikan studi ini, begitu juga dengan adik – adik saya yaitu Alfonso
Saragih dan Ayu Febyalola Saragih yang telah cukup banyak membantu baik dari segi materi
maupun dukungan secara moral. Begitu juga kepada sahabat – sahabat saya baik dari teman –
teman kampus Fisika 2010, rekan – rekan Ikatan Mahasiswa Fisika (IMF),beserta sahabat –
sahabat lainnya yang telah banyak membantu dan memberikan semangat.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna. Oleh karena itu penulis
akan menerima baik kritik maupun saran yang bersifat membangun dari pembaca agar skripsi
ini lebih bermanfaat dan sempurna.
Penulis
Juan Roy M Saragih
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATAKO RINGAN
BERBAHAN STYROFOAM DAN ABU VULKANIK GUNUNG SINABUNG
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pembuatan dan karakteristik batako dengan memanfaatkan : abu
vulkanik, semen, dan styrofoam. Variasi komposisi yang dibuat dalam penelitian ini meliputi
variasi styrofoam : 0 %, 12.5 %, 25 %, 37.5 %, 50 % variasi abu vulkanik yang digunakan 50
%, 37.5 %, 25 %, 12.5 %, 0 % dan semen 50 % untuk semua variasi abu vulkanik dan
styrofoam. Pengujian fisis dan mekanis yang dilakukan meliputi : densitas, daya serap air,
kuat patah dan kuat impak. Hasil terbaik yang diperoleh dari pengujian yang telah dilakukan
untuk nilai densitas yaitu pada variasi 50 % semen, 25 % abu vulkanik, 25 % styrofoam yaitu
1.86 gr/cm3. Untuk pengujian daya serap air, hasil terbaik yang diperoleh yaitu pada variasi
50 % semen, 25 % abu vulkanik, 25 % styrofoam nilai yang diperoleh yaitu 30.08 %. Untuk
pengujian kuat impak, hasil terbaik yang diperoleh yaitu pada variasi 50 % semen, 25 % abu
vulkanik, 25 % styrofoam yaitu 2029.4 J/m2. Untuk pengujian kuat patah nilai terbaik yang
diperoleh yaitu pada variasi 50 % semen, 25 % abu vulkanik, 25 % styrofoam adalah sekitar
1.90 Mpa.
Kata kunci : batako ringan, abu vulkanik, styrofoam, semen
Universitas Sumatera Utara
FABRICATION AND CHARACTERIZATION
OF LIGHT CONCRETE BASED ON
STYROFOAM AND SINABUNG VOLCANIC ASH
ABSTRACT
The research has been done on making and characterizing concrete block by using: volcanic
ash, cement, and styrofoam. Variations of composition prepared in this research include
variation of Styrofoam (0 %, 12.5 %, 25 %, 37.5 %, 50 %), variation of volcanic ash (50 %,
37.5 %, 25 %, 12.5 %, 0 %) of cement for all variations of volcanic ash and styrofoam.
Physical and mechanical testing performed include: density, water absorption, fracture
strength and impact strength. The best results for the density test were on the variation of 50
% of cement, 25 % of volcanic ash and 25 % of styrofoam which was 1.86 gr/cm3. For water
absorption test, the best results were obtained on the variation of 50 % of cement, 25 % of
volcanic ash and 25 % Styrofoam with the value obtained was 30.08%. For the impact
strength test, the best results were obtained on the variation of 25 % of cement, 25 % of
volcanic ash and 25 % of styrofoam, which was 2029.4 J/m2. For the fracture strength test,
the best value were obtained on the variation of 50 % of cement, 25 % of volcanic ass and 25
% of Styrofoam,which was about 1.90 MPa.
Keywords: lightweight concrete blocks, volcanic ash, styrofoam, cement
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Grafik
Daftar Gambar
Halaman
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
ix
Bab 1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Sistematika Penulisan
Bab 2. Tinjauan Pustaka
2.1 Batako
2.2 Klasifikasi Batako
2.3 Beton
2.3.1 Beton Serat (Fiber Reinforced Concrete )
2.3.2 Beton Ringan (Lighweight Concrete )
2.3.3 Perancangan Campuran Beton
2.3.4 Sifat-sifat Beton
2.4 Agregat
2.5 Debu Vulkanik
2.6 Batako Styrofoam
2.7 Semen Portland
2.8 Karakteristik Bahan
2.8.1 Pengujian Fisis
2.8.1.1 Densitas
2.8.1.2 Daya Serap Air
2.8.2 Pengujian Mekanis
2.8.2.1 Kuat Impak
2.8.2.2 Kuat Patah
Bab 3. Metodologi Penelitian
3.1 Tempat Penelitian
3.2 Peralatan dan Bahan
3.2.1 Peralatan
3.2.2 Bahan
3.3 Variabel dan Parameter Penelitian
3.4 Preparasi sampel batako styrofoam
1
2
2
2
2
3
4
5
6
6
6
7
8
8
9
11
11
13
13
13
14
14
15
17
17
18
18
18
Universitas Sumatera Utara
3.5 Prosedur Penelitian
3.5.1 Perlakuan Pada Styrofoam
3.5.2 Perlakuan Pada Abu Vulkanik
3.5.3 Pencampuran
3.5.4 Pencetakan
3.6 Diagram Alir
3.7 Pengujian Sampel Batako Styrofoam
3.7.1 Densitas
3.7.2 Daya Serap Air
3.7.3 Kuat Impak
3.7.4 Kuat Patah
Bab 4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Pengujian Fisis
4.1.1 Pengujian Densitas
4.1.2 Pengujian Daya Serap Air
4.2 Pengujian Mekanis
4.2.1 Kuat Impak
4.2.2 Kuat Patah
Bab 5. Kesimpulan Dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
Daftar Pustaka
Lampiran
19
19
19
19
20
21
21
21
21
22
23
24
25
27
27
28
29
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi dalam Abu Vulknik Sinabung Berdasarkan
Fraksi Massa
Tabel 2.2 Komposisi Utama semen Portland
10
12
Tabel 2.3 Jenis Semen Portland Utam
12
Tabel 3.1 Komposisi pencampuran bahan baku batako ringan
18
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Densitas Batako Ringan Menggunakan Abu
Vulkanik dan Styrofoaam
22
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Daya Serap Air Batako Ringan Menggunakan
Abu Vulkanik dan Styrofoam
23
Tabel 4.3 Hasil Kuat Impak Batako Ringan Menggunakan Abu Vulkanik dan
Styrofoam
24
Tabel 4.4 Hasil Kuat Patah Batako Ringan Menggunakan Abu Vulkanik dan
Styrofoam
26
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1 Hubungan antara Densitas dengan Styrofoam
Grafik 4.2 Hubungan antara Daya Serap Air dengan Styrofoam
Grafik 4.4 Hubungan antara Kuat Impak dengan Styrofoam
Grafik 4.5 Hubungan antara Kuat Patah dengan Styrofoam
Halaman
23
24
25
26
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 bentuk-bentuk batako :
a) batako padat ; b) dan c) batako berlubang
Gambar 2.2 Ilustrasi alat uji impak
Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Batako Ringan
5
15
20
Universitas Sumatera Utara
STYROFOAM DAN ABU VULKANIK GUNUNG SINABUNG
SKRIPSI
Diajukan Oleh :
JUAN ROY M SARAGIH
100801043
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATAKO RINGAN BERBAHAN
STYROFOAM DAN ABU VULKANIK GUNUNG SINABUNG
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
Diajukan Oleh :
JUAN ROY M SARAGIH
100801043
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
i
PERSETUJUAN
Judul
: Pembuatan dan Karakterisasi Batako Ringan Berbahan
Styrofoam dan Abu Vulkanik Gunung Sinabung.
Kategori
: Skripsi
Nama
: Juan Roy M Saragih
Nomor Induk Mahasiswa
: 100801043
Program Studi
: Sarjana (S1) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Januari 2017
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 ,
Pembimbing 1,
Drs. Syahrul Humaidi, M. Sc.
Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc. NIP.
196505171993031009
NIP. 196212231991031002
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
Prof.Dr.Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATAKO RINGAN BERBAHAN
STYROFOAM DAN ABU VULKANIK GUNUNG SINABUNG
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya.
Medan, Januari 2017
Juan Roy M Saragih
100801043
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Atas berkat dan Rahmat nya
sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi dengan judul PEMBUATAN DAN
KARAKTERISASI BATAKO RINGAN
BERBAHAN STYROFOAM DAN ABU
VULKANIK GUNUNG SINABUNG yang disusun sebagai syarat untuk mendapatkan gelar
sarjana di Universitas Sumatera Utara.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Timbangen
Sembiring, M.Sc dan Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M. Sc. Selaku dosen pembimbing saya
yang telah memberikan bimbingan, waktu, dan tenaga kepada penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini. Ucapan terima kasih juga kepada ketua dan sekretaris jurusan Departemen Fisika
Prof.Dr. Marhaposan Situmorang dan Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc, Dekan Fakultas MIPA
Dr. Kerista Sebayang, MS serta semua Staff Pengajar dan Pegawai Departemen Fisika
FMIPA USU.
Dan tidak lupa ucapan terima kasih yang setinggi – tingginya penulis sampaikan
kepada kedua orang tua yang ku sayangi Ayahanda St Edison Saragih dan Ibunda Eva Dewi
Sinaga yang setia membantu dan tak henti – hentinya memberikan dukungan beserta doa
sehingga bisa menyelesaikan studi ini, begitu juga dengan adik – adik saya yaitu Alfonso
Saragih dan Ayu Febyalola Saragih yang telah cukup banyak membantu baik dari segi materi
maupun dukungan secara moral. Begitu juga kepada sahabat – sahabat saya baik dari teman –
teman kampus Fisika 2010, rekan – rekan Ikatan Mahasiswa Fisika (IMF),beserta sahabat –
sahabat lainnya yang telah banyak membantu dan memberikan semangat.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna. Oleh karena itu penulis
akan menerima baik kritik maupun saran yang bersifat membangun dari pembaca agar skripsi
ini lebih bermanfaat dan sempurna.
Penulis
Juan Roy M Saragih
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI BATAKO RINGAN
BERBAHAN STYROFOAM DAN ABU VULKANIK GUNUNG SINABUNG
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pembuatan dan karakteristik batako dengan memanfaatkan : abu
vulkanik, semen, dan styrofoam. Variasi komposisi yang dibuat dalam penelitian ini meliputi
variasi styrofoam : 0 %, 12.5 %, 25 %, 37.5 %, 50 % variasi abu vulkanik yang digunakan 50
%, 37.5 %, 25 %, 12.5 %, 0 % dan semen 50 % untuk semua variasi abu vulkanik dan
styrofoam. Pengujian fisis dan mekanis yang dilakukan meliputi : densitas, daya serap air,
kuat patah dan kuat impak. Hasil terbaik yang diperoleh dari pengujian yang telah dilakukan
untuk nilai densitas yaitu pada variasi 50 % semen, 25 % abu vulkanik, 25 % styrofoam yaitu
1.86 gr/cm3. Untuk pengujian daya serap air, hasil terbaik yang diperoleh yaitu pada variasi
50 % semen, 25 % abu vulkanik, 25 % styrofoam nilai yang diperoleh yaitu 30.08 %. Untuk
pengujian kuat impak, hasil terbaik yang diperoleh yaitu pada variasi 50 % semen, 25 % abu
vulkanik, 25 % styrofoam yaitu 2029.4 J/m2. Untuk pengujian kuat patah nilai terbaik yang
diperoleh yaitu pada variasi 50 % semen, 25 % abu vulkanik, 25 % styrofoam adalah sekitar
1.90 Mpa.
Kata kunci : batako ringan, abu vulkanik, styrofoam, semen
Universitas Sumatera Utara
FABRICATION AND CHARACTERIZATION
OF LIGHT CONCRETE BASED ON
STYROFOAM AND SINABUNG VOLCANIC ASH
ABSTRACT
The research has been done on making and characterizing concrete block by using: volcanic
ash, cement, and styrofoam. Variations of composition prepared in this research include
variation of Styrofoam (0 %, 12.5 %, 25 %, 37.5 %, 50 %), variation of volcanic ash (50 %,
37.5 %, 25 %, 12.5 %, 0 %) of cement for all variations of volcanic ash and styrofoam.
Physical and mechanical testing performed include: density, water absorption, fracture
strength and impact strength. The best results for the density test were on the variation of 50
% of cement, 25 % of volcanic ash and 25 % of styrofoam which was 1.86 gr/cm3. For water
absorption test, the best results were obtained on the variation of 50 % of cement, 25 % of
volcanic ash and 25 % Styrofoam with the value obtained was 30.08%. For the impact
strength test, the best results were obtained on the variation of 25 % of cement, 25 % of
volcanic ash and 25 % of styrofoam, which was 2029.4 J/m2. For the fracture strength test,
the best value were obtained on the variation of 50 % of cement, 25 % of volcanic ass and 25
% of Styrofoam,which was about 1.90 MPa.
Keywords: lightweight concrete blocks, volcanic ash, styrofoam, cement
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Grafik
Daftar Gambar
Halaman
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
ix
Bab 1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Sistematika Penulisan
Bab 2. Tinjauan Pustaka
2.1 Batako
2.2 Klasifikasi Batako
2.3 Beton
2.3.1 Beton Serat (Fiber Reinforced Concrete )
2.3.2 Beton Ringan (Lighweight Concrete )
2.3.3 Perancangan Campuran Beton
2.3.4 Sifat-sifat Beton
2.4 Agregat
2.5 Debu Vulkanik
2.6 Batako Styrofoam
2.7 Semen Portland
2.8 Karakteristik Bahan
2.8.1 Pengujian Fisis
2.8.1.1 Densitas
2.8.1.2 Daya Serap Air
2.8.2 Pengujian Mekanis
2.8.2.1 Kuat Impak
2.8.2.2 Kuat Patah
Bab 3. Metodologi Penelitian
3.1 Tempat Penelitian
3.2 Peralatan dan Bahan
3.2.1 Peralatan
3.2.2 Bahan
3.3 Variabel dan Parameter Penelitian
3.4 Preparasi sampel batako styrofoam
1
2
2
2
2
3
4
5
6
6
6
7
8
8
9
11
11
13
13
13
14
14
15
17
17
18
18
18
Universitas Sumatera Utara
3.5 Prosedur Penelitian
3.5.1 Perlakuan Pada Styrofoam
3.5.2 Perlakuan Pada Abu Vulkanik
3.5.3 Pencampuran
3.5.4 Pencetakan
3.6 Diagram Alir
3.7 Pengujian Sampel Batako Styrofoam
3.7.1 Densitas
3.7.2 Daya Serap Air
3.7.3 Kuat Impak
3.7.4 Kuat Patah
Bab 4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Pengujian Fisis
4.1.1 Pengujian Densitas
4.1.2 Pengujian Daya Serap Air
4.2 Pengujian Mekanis
4.2.1 Kuat Impak
4.2.2 Kuat Patah
Bab 5. Kesimpulan Dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
Daftar Pustaka
Lampiran
19
19
19
19
20
21
21
21
21
22
23
24
25
27
27
28
29
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi dalam Abu Vulknik Sinabung Berdasarkan
Fraksi Massa
Tabel 2.2 Komposisi Utama semen Portland
10
12
Tabel 2.3 Jenis Semen Portland Utam
12
Tabel 3.1 Komposisi pencampuran bahan baku batako ringan
18
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Densitas Batako Ringan Menggunakan Abu
Vulkanik dan Styrofoaam
22
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Daya Serap Air Batako Ringan Menggunakan
Abu Vulkanik dan Styrofoam
23
Tabel 4.3 Hasil Kuat Impak Batako Ringan Menggunakan Abu Vulkanik dan
Styrofoam
24
Tabel 4.4 Hasil Kuat Patah Batako Ringan Menggunakan Abu Vulkanik dan
Styrofoam
26
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1 Hubungan antara Densitas dengan Styrofoam
Grafik 4.2 Hubungan antara Daya Serap Air dengan Styrofoam
Grafik 4.4 Hubungan antara Kuat Impak dengan Styrofoam
Grafik 4.5 Hubungan antara Kuat Patah dengan Styrofoam
Halaman
23
24
25
26
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 bentuk-bentuk batako :
a) batako padat ; b) dan c) batako berlubang
Gambar 2.2 Ilustrasi alat uji impak
Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Batako Ringan
5
15
20
Universitas Sumatera Utara