Abu Boiler Sebagai Bahan Pengganti Semen dalam Campuran Beton dan Perbandingannya dengan Beton Normal

(1)

ABU BOILER SEBAGAI BAHAN PENGGANTI SEMEN

DALAM CAMPURAN BETON DAN PERBANDINGANNYA

DENGAN BETON NORMAL

TUGAS AKHIR

MHD FALAH HUDAN

07 0404 016

BIDANG STUDI STRUKTUR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

(2)

ABSTRAK

Berbagai penelitian dan percobaan dibidang beton dilakukan sebagai upaya untuk meningkatkan kualitas beton, teknologi bahan dan teknik-teknik pelaksanaan yang diperoleh dari hasil penelitian dan percobaan tersebut dimaksudkan untuk menjawab tuntutan yang semakin tinggi terhadap pemakaian beton serta mengatasi kendala-kendala yang sering terjadi pada pelaksanaan pekerjaan di lapangan. Penggunaan bahan tambah (admixture) dapat membantu memecahkan permasalahan tersebut.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh penggantian semen dengan abu terbang (Abu Boiler) terhadap mutu kuat tekan beton, nilai elastisitas beton, modulus patahan beton dan hubungan tegangan regangan beton. Komposisi penggantian semen dengan Abu Boiler sebanyak 0%, 10%, 15%, 20%, 25% dan 30% dari berat semen, dan faktor air semen ditentukan sama pada semua variasi campuran,yaitu sebesar 0,5. Sampel yang digunakan adalah berbentuk silinder (Φ = 15 ; h = 30) dan balok (15 cm x 15 cm x 75 cm), mutu beton yang direncanakan 25 MPa. Jumlah sampel sebanyak 270 sampel, yakni 180 sampel berbentuk silinder dan 90 sampel berbentuk balok yang terdiri dari 6 variasi dan masing-masing variasi sebanyak 15 sampel. Sampel diuji pada umur 7, 14, dan 28 hari, dengan terlebih dahulu dilakukan perawatan sebelum pengujian.

Dari penelitian diperoleh bahwa kuat tekan beton yang tertinggi pada umur beton 28 hari / pada kondisi stabil kuat tekan beton terdapat pada campuran beton penggantian semen dengan Abu Boiler 10% (BAS10) yaitu sebesar 26,833 Mpa dan kuat tekan beton yang terendah terdapat pada campuran beton dengan Abu Boiler 30% (BAS30) yaitu sebesar 14,720 MPa. Dan dari hasil pengujian modulus elastis beton diperoleh kenaikan nilai elastisitas beton sebesar 19,75% pada campuran beton dengan penggantian semen terhadap Abu Boiler 10% (BAS10) dan nilai penurunan elastis terdapat pada campuran beton dengan Abu Boiler 30% (BAS30) sebesar 9,96% terhadap beton normal. Sedangkan pada kuat lentur balok diperoleh data modulus patahan beton mengalami penurunan dari semua variasi campuran beton sebesar 1,32% pada beton penggantian semen terhaadap Abu Boiler 10% (BAS10) dan 23,3% pada beton campuran dengan Abu Boiler 30% (BAS30).

Pengaruh Abu Boiler dalam beton adalah butiran Abu Boiler yang halus membuat beton lebih padat karena rongga antara butiran agregat diisi oleh Abu Boiler, sehingga dapat memperkecil pori-pori yang ada dan memanfaatkan sifat pozzolan dari Abu Boiler. Selain itu penggunaan Abu Boiler dengan takaran tertentu terbukti dapat meningkatkan kekuatan beton.

Kata Kunci : Abu Boiler, Kuat Tekan Beton, Modulus Elastis, Modulus Patahan, Pengganti Semen, Pozzolan.

(3)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur bagi allah SWT yang telah memberi karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam ke atas Baginda Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehinggga menjadi panutan dalam menjalankan setiap aktifitas kami sehari-hari, karena sungguh suatu hal yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam menyelesaikan penulisan ini.

Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Stara Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:

“Abu Boiler Sebagai Bahan Pengganti Semen dalam Campuran Beton dan Perbandingannya dengan Beton Normal”

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :

1. Ibu Nursyamsi, ST. MT. selaku Dosen Pembimbing, yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

(4)

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, Ibu Rahmi Karolina, ST. MT., Ibu Emilia Kadreni, ST. MT. selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.

6. Ibu Henny Lidia Sari selaku Promotor dari pihak Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) yang mendanai sehingga terlaksananya penelitian ini sekaligus membimbing dan memberikan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

7. Teristimewa untuk Ayahanda Saparuddin Tanjung dan Ibunda Sunarti tercinta yang telah banyak berkorban, mencurahkan limpahan kasih sayang, memberikan motivasi hidup, semangat dan nasehat, serta kedua adik tersayang: Rizki Dinayu Rabiatin dan Abdullah Afdhol Richsan yang banyak memberikan hiburan dan menjadi penyegar suasana bagi penulis serta memberikan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

8. Spesial untuk Dian Heriani, S.Pd yang telah memberikan motivasi, dukungan, kasih sayang dan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 9. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

(5)

10. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis.

11. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2007, Ari Yusman Manalu, Fadly Lutfi, Saki, Dhani, Jay, Alfi, Yowa, Gorby, Juangga, Delfi, Iskandar, Herry, Ari, Alfri, Aulia, Diva, Faiz, Sadikin, Alef, Ghufran, Tomo, Iqbal, Dicky, Didi, Aprijal, Adean, Vivi, Putri, Tessa, Vina, Dina, Dita, serta seluruh teman-teman angkatan 2007, adik-adik angkatan 2009, Prima, Reza, Hafiz dan adik-adik angkatan 2010 serta yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

12.

Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, Juli 2012 Penulis,

Mhd Falah Hudan 07 0404 016

(6)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR GRAFIK ... viii

DAFTAR TABEL ... ix

BAB I ... 1

1.1 Umum ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 4

1.3 Maksud dan Tujuan ... 4

1.4 Manfaat Penelitian ... 5

1.5 Pembatasan Masalah ... 5

1.6 Lokasi Penelitian ... 6

1.7 Sistematika Penulisan ... 8

BAB II ... 10

2.1 Umum ... 10

2.2 Bahan Penyusun Beton ... 11

2.2.1 Semen Portland ... 11

2.2.2 Agregat ... 14

2.2.3 Air ... 19

2.3 Beton Segar (Fresh Concrete) ... 21

2.3.1 Kemudahan Pengerjaan (Workability) ... 21

2.3.2 Pemisahan Kerikil (Segregation) ... 23

2.3.3 Pemisahan Air (Bleeding) ... 24

2.4 Beton Keras ... 24

2.4.1 Kekuatan Tekan Beton (f’c) ... 24

2.4.2 Kuat Lentur ... 28

2.4.3 Modulus Elastisitas ... 29

2.5 Bahan Tambahan ... 29

2.5.1 Umum ... 29

2.5.2 Alasan Penggunaan Bahan Tambahan ... 31

2.5.3 Perhatian Penting dalam Penggunaan Bahan Tambahan ... 32

2.5.4 Jenis Admixture ... 34

BAB III ... 40

3.1 Umum ... 40

3.2 Bahan-bahan penyusun beton ... 42

3.2.1 Semen Portland ... 42

(7)

3.2.3 Agregat Kasar... 49

3.2.4 Air ... 54

3.2.5 Abu Boiler ... 55

3.3 Penelitian Penggunaan Abu Boiler Yang Sudah Ada ... 57

3.4 Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) ... 59

3.5 Penyediaan Bahan Penyusun Beton ... 60

3.6 Pembuatan Benda Uji ... 60

3.7 Penggunaan Abu Boiler ... 61

3.8 Pengujian Sampel ... 62

3.8.1 Pengujian kuat tekan beton ... 62

3.8.2 Pengujian Elastisitas Beton ... 63

3.8.3 Kuat Lentur ... 66

BAB IV ... 67

4.1 Nilai Slump ... 67

4.2 Kuat Tekan Silinder Beton ... 68

4.3 Pola Retak Pada Pengujian Kuat Tekan ... 72

4.4 Modulus Elastisitas ... 73

4.5 Kuat Lentur ... 78

BAB V... 80

5.1 Kesimpulan ... 80

5.2 Saran ... 81

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Slump Test ( Kerucut Abrams ) ... 23

Gambar 2.2 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan ... 25

Gambar 2.3 Hubungan antara umur beton dan kuat tekan beton ... 26

Gambar 2.4 Perkembangan kekuatan tekan mortar untuk berbagai tipe ... 27

Gambar 2.5 Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton ... 27

Gambar 2.6 Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan beton ... 28

Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Beton Normal dan Beton Abu Boiler ... 41

Gambar 3.2 Abu Boiler ... 57

Gambar 3.3 Uji Tekan Beton ... 63

Gambar 3.4 Gambar pengujian elastisitas ... 64

Gambar 3.5 Pengujian modulus elastisitas beton ... 65

Gambar 3.6 Gambar pengujian kuat lentur balok ... 66

Gambar 4. 1 Pola retak cone and shear pada pengujian kuat tekan silinder beton ... dalam penelitian. ... 72

Gambar 4. 2 Gambar silinder beton / benda uji yang dicapping ... 73

(9)

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Grafik Nilai Slump Terhadap Persentase subsitusi Abu... 68

Grafik 4.2 Grafik Hubungan Kuat Tekan Beton Terhadap Subsitusi Abu Boiler ... terhadap Berat Semen ... 68

Grafik 4.3 Grafik Persentase Peningkatan/Penurunan Kuat Tekan Beton Terhadap ... Subsitusi Abu Boiler terhadap Berat Semen ... 71

Grafik 4.4 Grafik Persentase peningkatan/Penurunan Kuat Tekan Beton Terhadap ... Subsitusi Abu Boiler terhadap Berat Semen ... 74

Grafik 4.5 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Beton Umur 7 Hari ... 75

Grafik 4.6 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Beton Umur 14 Hari ... 75

Grafik 4.7 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Beton Umur 28 Hari ... 75

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 1. 1 Komposisi abu sawit hasil pembakaran serat dan ... 3

Tabel 1. 2 Variasi Pengujian Benda Uji ... 7

Tabel 2. 1 Batasan Gradasi untuk Agregat Halus ... 16

Tabel 2. 2 Susunan Besar Butiran Agregat Kasar (ASTM, 1991) ... 18

Tabel 2. 3 Perkiraan Kuat tekan beton pada berbagai umur ... 26

Tabel 2.4 Susunan Kimia dan Sifat Fisik Abu Terbang... 38

Tabel 2.5 Komposisi Kimia berbagai Jenis Abu Terbang dan Semen Portland ... 38

Tabel 2.6 Komposisi Kimia Abu Boiler ... 38

Tabel 3.1 Susunan Besar Butiran Agregat Halus (ASTM, 1991) ... 45

Tabel 3.2 Susunan Besar Butiran Agregat Kasar (ASTM, 1991) ... 50

Tabel 3. 3 Perbandingan Kadar Kimiawi Semen dengan Abu Boiler... 56

Tabel 4. 1 Nilai Slump berbagai jenis beton ... 67

Tabel 4. 2 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ... 69

Tabel 4. 3 Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Beton ... 77

(11)

ABSTRAK

Kata Kunci : Abu Boiler, Kuat Tekan Beton, Modulus Elastis, Modulus Patahan, Pengganti Semen, Pozzolan.

(12)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Umum

Dalam dunia Teknik Sipil, pengkajian dan penelitian masalah bahan bangunan masih terus dilakukan. Kebanyakan para peneliti telah bereksperimen dengan penambahan suatu bahan lain (additive) atau dengan mensubtitusikan bahan tersebut kedalam campuran untuk membuat beton dengan sifat yang lebih baik, seperti kekuatan yang lebih tinggi. Oleh karena itu masih selalu dicari dan diusahakan pemakaian jenis bahan bangunan dan model struktur yang ekonomis, mudah diperoleh, mudah pengerjaannya, mencukupi kebutuhan / kekuatan struktur dengan biaya yang relatif murah.

Sifat kimia dan mekanik beton telah banyak diteliti dan berbagai perkembangannya telah dilakukan untuk memahami perilaku beton. Pemanfaatan bahan tambah kimia (Chemical Admixture) maupun mineral (Mineral-Admixture) pada pembuatan beton telah lama dikembangkan. Bahan tambah ini ditujukan untuk memperbaiki sifat-sifat beton segar maupun beton yang dihasilkan. Bahan tambah kimia seperti Superplasticizer digunakan untuk mengurai air pada campuran beton (Agustiany,Bekti;1998)[Ermiyati,2007] sedangkan Sika-Aer digunakan untuk memperbaiki kohesi, kepadatan, ketahanan terhadap serangan sulfat atau air laut.

Beton aditif telah digunakan sejak zaman Romawi dan Mesir, ketika ditemukan bahwa abu vulkanik menambah campuran diizinkan untuk ditetapkan dalam air. Demikian pula, Roma tahu bahwa menambahkan rambut kuda untuk membuat beton lebih kuat dan keras, dan menambahkan darah beku membuatnya lebih tahan. Seiring dengan terus berkembangnya Ilmu Pengetahuan dan tuntutan penggunaan bahan daur

(13)

ulang/limbah sebagai bahan beton yang telah mendapatkan popularitas karena Undang-Undang lingkungan hidup yang semakin ketat. Oleh sebab itu diambil suatu contoh penelitian dalam campuran beton atau dengan mensubtitusikan bahan tersebut sebagai campuran beton.

Sektor agribisnis kelapa sawit di Indonesia tercatat memiliki perkembangan yang sangat pesat. Hal ini terlihat dari luas areal kelapa sawit dari produksi minyak sawit mentah (Crude Palm Oil, CPO) yang terus mengalami peningkatan sejak tahun 1968 sampai dengan pada saat ini. Pada periode 1968-1997, luas areal kelapa sawit meningkat hampir 21 kali lipat, yaitu dari 120.000 ha pada tahun 1968 menjadi 2.516.079 ha pada tahun 1997. Perkembangan industri sawit yang terus meningkat akan berdampak pada limbah yang dihasilkan dari pengolahan Tandan Buah Segar (TBS). Limbah ini adalah sisa produksi minyak sawit kasar berupa tandan kosong, sabut dan cangkang (batok) sawit. Limbah padat berupa cangkang dan sabut digunakan sebagai bahan bakar ketel (boiler) untuk menghasilkan energi mekanik dan panas. Masalah yang kemudian timbul adalah sisa dari pembakaran pada ketel (boiler) berupa abu dengan jumlah yang terus meningkat sepanjang tahun yang sampai sekarang masih belum termanfaatkan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan Graille dkk (1985)[Google,2010] ternyata limbah abu sawit banyak mengandung unsur silika (SiO2) yang merupakan bahan pozzolanic. Menurut hasil penelitian (Pratomo, 2001, dalam Muhardi dkk, 2004) diketahui bahwa abu kelapa sawit dari sisa pembakaran cangkang dan serabut buah kelapa sawit mengandung unsur kimia Silika (SiO2) sebanyak 31,45% dan unsur Kapur (CaO) sebanyak 15,2%[Ermiyati,2007]. Abu sawit yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah abu terbang boiler industri sawit, sisa pembakaran yang ditangkap kemudian dikeringkan dan disaring untuk

(14)

digunakan sebagai bahan campuran beton. Abu sawit tersebut diperoleh dari Pabrik Kelapa Sawit (PKS) PT. Perkebunan Nusantara IV (PTPN IV) yang telah di analisis terlebih dahulu di laboratorium Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS).

Tabel 1. 1 Komposisi abu sawit hasil pembakaran serat dan cangkang (%berat)

Unsur/Senyawa Serat Cangkang

Klor (Cl) 2,5 1,3

Magnesium (Mg) 2,3 2,8

Kalsium (Ca) 4,9 1,5

Karbonat (CaO3) 2,6 1,9

Nitrogen (N) 0,04 0,05

Pospat (P) 1,4 0,9

Silika (SiO2) 59,1 61

(Sumber: Graille dkk, 1985 dalam Utama dan Sentosa, 2005)[Google,2010]

Berdasarkan pengamatan secara visual, abu sawit memiliki berbagai karakteristik diantaranya, bentuk partikel abu sawit tidak beraturan, ada yang memiliki butiran bulat panjang, bulat dan bersegi dengan ukuran butiran 0-2,3 mm serta memiliki warna abu-abu kehitaman.

Bertolak dari alasan diatas, maka perlu diadakan penelitian dengan menggunakan Abu Boiler dari Pabrik Kelapa Sawit ( PKS ) yang sangat melimpah di Indonesia, khususnya dipulau Sumatera sebagai bahan campuran dalam beton. Pemanfaatan Abu Boiler ini diharapkan mampu memperbaiki sifat beton, limbah padat PKS ini juga diharapkan mampu dipergunakan oleh masyarakat sekitar PKS sebagai bahan pengganti maupun bahan campuran dalam konstruksi sehingga dapat meminimalkan pencemaran lingkungan akibat pemanfaatan limbah tersebut.

(15)

1.2 Perumusan Masalah

Dengan menggantikan sebagian/beberapa persen dari berat semen terhadap Abu Boiler pada campuran beton diharapkan akan berpengaruh terhadap sifat-sifat mekanik dari beton tersebut. Namun demikian perilaku mekanik material beton dengan bahan campuran ini secara lebih komprehensif belum banyak diteliti maupun dilakukan pengujian.

Dari penjabaran diatas, dirumuskan masalah sebagai berikut :

a) Besar peningkatan Kuat Tekan Beton akibat menggantikan sebagian semen dengan abu boiler.

b) Perbandingan Kuat Tekan Beton dengan persentase pemakaian abu boiler terhadap berat semen.

c) Perubahan Grafik persentase dalam peningkatan dan penurunan kekuatan beton akibat campuran abu boiler.

1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui workability beton segar yang menggunakan bahan subsider Abu Boiler.

2. Mengetahui perilaku mekanik beton normal yang menggunakan bahan Abu Boiler sebagai penganti sebagian semen dan membandingkannya dengan beton normal. Perilaku mekanik yang diteliti meliputi: Kuat Tekan, Modulus Elastisitas Dan Modulus Patahan.

3. Mengetahui perilaku tegangan regangan beton yang menggunakan Abu Boiler sebagai bahan penganti semen dan membandingkannya dengan beton normal.

(16)

4. Mencari komposisi optimum pemakaian abu boiler akibat menggantikan sebagian berat semen pada campuran beton.

1.4 Manfaat Penelitian

Kontribusi dan manfaat hasil penelitian ini bagi masyarakat, industri dan pengembangan ilmu adalah sebagai berikut :

1. Dapat diperoleh bahan bangunan dengan harga murah dan berkualitas baik,terutama untuk masyarakat di sekitar pabrik.

2. Bagi Industri Pabrik Kelapa Sawit, dengan dimanfaatkannya limbah ini maka pabrik tidak akan kesulitan lagi dalam membuang dan mengelola limbah. 3. Dapat mengurangi pencemaran lingkungan (dampak negatif) yang dapat

ditimbulkan limbah ini.

1.5 Pembatasan Masalah

Adapun pembatasan masalah yang diambil dalam penelitian ini hanya dibatasi dengan cakupan / ruang lingkupnya yang tidak terlalu luas. Pembatasan masalah meliputi :

1. Mutu beton yang direncanakan adalah fc’25 MPa.

2. Komposisi abu boiler yang diteliti adalah 0%, 10%, 15% 20%, 25% dan 30% sebagai pengganti semen.

3. Pengujian mekanik beton meliputi: Kuat Tekan (ASTM C39-86), Modulus Elastisitas (ASTM C.469-874), dan Modulus Patahan yang akan dilakukan pada umur 7, 14 dan 28 hari.

(17)

1.6 Lokasi Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah kajian eksperimental di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun tahap-tahap pelaksanaan penelitian sebagai berikut :

1. Penyediaan bahan penyusun beton : batu pecah, pasir, semen dan abu boiler.

2. Pemeriksaan bahan penyusun beton.

 Analisa ayakan agregat halus dan agregat kasar.

 Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi agregat halus dan agregat kasar.  Pemeriksaan berat isi pada agregat halus dan agregat kasar serta abu

boiler.

 Pemeriksaan kadar Lumpur (pencucian agregat kasar dan halus lewat ayakan no.200).

 Pemeriksaan kadar liat (clay lump) pada agregat halus.

 Pemeriksaan kandungan organik (colorimetric test) pada agregat halus.

3. Mix design (perancangan campuran)

Penimbangan / penakaran bahan penyusun beton berdasarkan uji karakteristik.

4. Pengujian Kuat Lentur ( Modulus Patahan ) balok menggunakan benda uji balok dan pengujian Kuat Tekan beton dan Modulus Elastisitas menggunakan benda uji silinder.

(18)

5. Pembuatan benda uji : Pembuatan beton dengan Menggantikan beberapa persen Semen dengan Abu Boiler dan factor air semen tetap untuk setiap variasi. Benda uji yang dibuat adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm serta balok dengan ukuran 15 cm x 15 cm dan panjang 75 cm.

Tabel 1. 2 Variasi Pengujian Benda Uji

Total Benda Uji keseluruhan :

Silinder Φ 15, h = 30 = 180 benda uji Balok 15 X 15 X 75 = 90 benda uji

Pengujian Dimensi (cm) fas

Umur Rencana

(hari)

variasi Abu Boiler

Total 0% 10% 15% 20% 25% 30%

Kuat Tekan

Silinder

0.5 7, 14, 28

5 5 5 5 5 5 90

Φ 15, h = 30

Elastisitas

Silinder

5 5 5 5 5 5 90

Φ 15, h = 30

Flexure

Balok

5 5 5 5 5 5 90

15 X 15 X 75

(19)

1.7 Sistematika Penulisan

Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam tugas akhir ini, penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut:

Bab I Pendahuluan

Menguraikan tinjauan umum, latar belakang penyusunan laporan penelitian, permasalahan penelitian, maksud, tujuan dan manfaat, pembatasan masalah, metodologi penelitian / pelaksanaan penelitian, serta sistematika penulisan.

Bab II Tinjauan Pustaka

Pada bab ini dijabarkan uraian teoritis tentang Beton serta Abu Boiler, yang meliputi penjelasan umum dan khusus mengenai tata cara pengujian dan perencanaan pencampuran, serta standar yang digunakan dan berbagai referensi yang diperoleh.

Bab III Metodologi Penelitian

Pada bab ini dijelaskan metodologi mencakup konsep berpikir, berisikan persyaratan dan pemeriksaan bahan yang akan digunakan dalam penelitian, pembuatan benda uji, prosedur dalam pengujian, serta pengambilan data hasil pengujian

Bab IV Hasil dan Pembahasan

Berisikan tentang pengolahan / pembahasan dan perhitungan terhadap data-data hasil pengujian di laboratorium yang dikumpulkan, dan kemudian dilakukan analisis secara komprehensif terhadap hasil-hasil yang diperoleh.

(20)

Bab VI Kesimpulan Dan Saran

Merupakan penutup yang berisikan tentang kesimpulan dan saran yang diperoleh dari pembahasan / penulisan tugas akhir ini, serta saran-saran yang bertujuan untuk pengembangan dalam penelitian selanjutnya.

(21)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Beton sangat banyak dipakai secara luas sebagai bahan bangunan. Beton merupakan ikatan dari material-material pembentuk beton, yaitu terdiri dari campuran agregat (kasar dan halus) semen, air dengan perbandingan tertentu dan dapat pula ditambah dengan bahan campuran tertentu apabila dianggap perlu. Bahan air dan semen disatukan akan membentuk pasta semen yang berfungsi sebagai bahan pengikat, sedangkan agregat halus dan agregat kasar sebagai bahan pengisi. Campuran tersebut bila dituang dalam cetakan kemudian dibiarkan, maka akan mengeras seperti batuan. Pengerasan itu terjadi akibat hasil hidratasi (yaitu reaksi kimia antara air dan semen) dan akibatnya campuran itu selalu bertambah keras setara dengan umurnya dengan rongga-rongga antara butiran yang besar (agregat kasar, kerikil atau batu pecah) diisi oleh butiran yang lebih kecil (agregat halus, pasir) dan pori-pori antara agregat halus ini diisi oleh semen dan air (pasta semen).

Kekuatan, keawetan dan sifat beton yang lain tergantung pada sifat bahan-bahan dasar, nilai perbandingan bahan-bahan-bahan-bahannya, cara pengadukan maupun cara pengerjaan selama penuangan adukan beton, cara pemadatan, dan cara perawatan selama proses pengerasan. Jika ingin membuat beton berkualitas baik, dalam arti memenuhi persyaratan yang lebih ketat karena tuntutan yang lebih tinggi, maka

harus diperhitungkan dengan seksama cara-cara memperoleh adukan beton (beton segar/fresh concrete) yang baik dan beton (beton keras / hardened concrete)

(22)

kedap air, tahan aus, dan sedikit mengalami perubahan volume (kembang susutnya kecil).

Sebagai bahan konstruksi beton mempunyai kelebihan dan kekurangan, kelebihan beton antara lain :

1. Harganya relatif murah.

2. Mampu memikul beban yang berat.

3. Mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi. 4. Biaya pemeliharaan/perawatannya kecil.

Kekurangan beton antara lain :

1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak. Oleh karena itu perlu diberi baja tulangan, atau tulangan kasa (meshes).

2. Beton sulit untuk dapat kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, dan air yang membawa kandungan garam dapat merusak beton. 3. Bentuk yang telah dibuat sulit diubah.

4. Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi.

2.2 Bahan Penyusun Beton 2.2.1 Semen Portland

Menurut Standar Industri Indonesia (SII 0013-1981), definisi Semen Portland adalah suatu bahan pengikat hidrolis (hydraulic binder) yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya. Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam pembangunan fisik di sektor konstruksi sipil.

(23)

Jika ditambah air, semen akan menjadi pasta semen. Jika ditambah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar, sedangkan jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (hardened concrete).

Peraturan Beton 1989 (SKBI.4.53.1989) acuan American Society for Testing and Material (ASTM) membagi semen portland menjadi 5 jenis (SK.SNI T-15-1990-03:2) yaitu :

 Tipe I, semen portland yang dalam penggunaannya tidak memerlukan persyaratan khusus seperti jenis-jenis lainnya. Digunakan untuk bangunan-bangunan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus.  Tipe II, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan

terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang. Digunakan untuk konstruksi bangunan dan beton yang terus-menerus berhubungan dengan air kotor atau air tanah atau untuk pondasi yang tertahan di dalam tanah yang mengandung air agresif (garam-garam sulfat) dan saluran air buangan atau bangunan yang berhubungan langsung dengan rawa.

 Tipe III, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan awal yang tinggi dalam fase permulaan setelah pengikatan terjadi. Semen jenis ini digunakan pada daerah yang bertemperatur rendah, terutama pada daerah yang mempunyai musim dingin (winter season).

 Tipe IV, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan panas hidrasi yang rendah. Digunakan untuk pekerjaan-pekarjaan yang besar dan masif, umpamanya untuk pekerjaan bendung, pondasi berukuran besar atau pekerjaan besar lainnya.

(24)

 Tipe V, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat. Digunakan untuk bangunan yang berhubungan dengan air laut, air buangan industri, bangunan yang terkena pengaruh gas atau uap kimia yang agresif serta untuk bangunan yang berhubungan dengan air tanah yang mengandung sulfat dalam persentase yang tinggi.

Fungsi semen ialah untuk mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran agregat.

Adapun sifat-sifat fisik semen yaitu : a. Kehalusan Butir

Kehalusan semen mempengaruhi waktu pengerasan pada semen. Secara umum, semen berbutir halus meningkatkan kohesi pada beton segar dan dapat mengurangi bleeding (kelebihan air yang bersama dengan semen bergerak ke permukaan adukan beton segar), akan tetapi menambah kecendrungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut. b. Waktu Ikatan

Waktu ikatan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai sutu tahap dimana pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan. Waktu tersebut terhitung sejak air tercampur dengan semen. Waktu dari pencampuran semen dengan air sampai saat kehilangan sifat keplastisannya disebut waktu ikat awal, dan pada waktu sampai pastanya menjadi massa yang keras disebut waktu ikat akhir. Pada semen portrland biasanya batasan waktu ikaran semen adalah :

 Waktu ikat awal > 60 menit  Waktu ikat akhir > 480 menit

(25)

Waktu ikatan awal yang cukup awal diperlukan untuk pekerjaan beton, yaitu waktu transportasi, penuangan, pemadatan, dan perataan permukaan.

c. Panas hidrasi

Silikat dan aluminat pada semen bereaksi dengan air menjadi media perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Reaksi membentuk media perekat ini disebut hidrasi.

d. Pengembangan volume (lechathelier)

Pengembangan semen dapat menyebabkan kerusakan dari suatu beton, karena itu pengembangan beton dibatasi sebesar ± 0,8 % (A.M Neville, 1995). Akibat perbesaran volume tersebut , ruang antar partikel terdesak dan akan timbul retak – retak.

Ada dua macam semen, yaitu semen hidraulis dan semen non-hidraulis. Semen hidraulis adalah semen yang akan mengeras bila bereaksi dengan air, tahan terhadap air (water resistence) dan stabil di dalam air setelah mengeras. Sedangkan semen non-hidraulis adalah semen yang dapat mengeras tetapi tidak stabil dalam air.

2.2.2 Agregat

Agregat ialah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton. Kandungan agregat dalam campuran beton biasanya sangat tinggi, yaitu berkisar 60% - 70% dari volume beton. Walaupun fungsinya hanya sebagai pengisi, tetapi karena komposisinya yang cukup besar sehingga karakteristik dan sifat agregat memiliki pengaruh langsung terhadap sifat-sifat beton.

Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam atau agregat buatan (artificial aggregates). Secara umum agregat dapat dibedakan

(26)

berdasarkan ukurannya, yaitu agregat kasar dan agregat halus. Ukuran antara agregat halus dengan agregat kasar yaitu 4.80 mm (British Standard) atau 4.75 mm (Standar ASTM). Agregat kasar adalah batuan yang ukuran butirnya lebih besar dari 4.80 mm (4.75 mm) dan agregat halus adalah batuan yang lebih kecil dari 4.80 mm (4.75 mm). Agregat yang digunakan dalam campuran beton biasanya berukuran lebih kecil dari 40 mm.

Agregat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat alam dan agregat buatan (pecahan). Agregat alam dan pecahan ini dapat dibedakan berdasarkan beratnya, asalnya, diameter butirnya (gradasi), dan tekstur permukaannya. Dari ukurannya, agregat dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu agregat kasar dan agregat halus.

1. Agregat Halus

Agregat halus (pasir) adalah mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton yang memiliki ukuran butiran kurang dari 5 mm atau lolos saringan No.4 dan tertahan pada saringan No.200. Agregat halus (pasir) berasal dari hasil disintegrasi alami dari batuan alam atau pasir buatan yang dihasilkan dari alat pemecah batu (stone crusher).

Agregat halus yang akan digunakan harus memenuhi spesifikasi yang telah ditetapkan oleh ASTM. Jika seluruh spesifikasi yang ada telah terpenuhi maka barulah dapat dikatakan agregat tersebut bermutu baik.

Adapun spesifikasi tersebut adalah : a. Susunan Butiran ( Gradasi )

Modulus kehalusan (fineness modulus), menurut hasil penelitian menunjukan bahwa pasir dengan modulus kehalusan 2,5 s/d 3,0 pada

(27)

umumnya akan menghasilkan beton mutu tinggi (dengan fas yang rendah) yang mempunyai kuat tekan dan workability yang optimal. Agregat halus yang digunakan harus mempunyai gradasi yang baik, karena akan mengisi ruang-ruang kosong yang tidak dapat diisi oleh material lain sehingga menghasilkan beton yang padat disamping untuk mengurangi penyusutan. Analisa saringan akan memperlihatkan jenis dari agregat halus tersebut. Melalui analisa saringan maka akan diperoleh angka Fine Modulus.

Melalui Fine Modulus ini dapat digolongkan 3 jenis pasir yaitu :  Pasir Kasar : 2.9 < FM < 3.2

 Pasir Sedang : 2.6 < FM < 2.9

 Pasir Halus : 2.2 < FM < 2.6

Selain itu ada juga batasan gradasi untuk agregat halus, sesuai dengan ASTM C 33 – 74 a. Batasan tersebut dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel 2. 1 Batasan Gradasi untuk Agregat Halus

Ukuran Saringan ASTM Persentase berat yang lolos pada tiap saringan

9.5 mm (3/8 in) 100

4.76 mm (No. 4) 95 – 100

2.36 mm ( No.8) 80 – 100

1.19 mm (No.16) 50 – 85

0.595 mm ( No.30 ) 25 – 60

0.300 mm (No.50) 10 – 30

(28)

b. Kadar Lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 75 mikron ( ayakan No.200 ), tidak boleh melebihi 5 % ( ternadap berat kering ). Apabila kadar Lumpur melampaui 5 % maka agragat harus dicuci.

c. Kadar Liat tidak boleh melebihi 1 % ( terhadap berat kering )

d. Agregat halus harus bebas dari pengotoran zat organic yang akan merugikan beton, atau kadar organic jika diuji di laboratorium tidak menghasilkan warna yang lebih tua dari standart percobaan Abrams – Harder dengan batas standarnya pada acuan No 3.

e. Agregat halus yang digunakan untuk pembuatan beton dan akan mengalami basah dan lembab terus menerus atau yang berhubungan dengan tanah basah, tidak boleh mengandung bahan yang bersifat reaktif terhadap alkali dalam semen, yang jumlahnya cukup dapat menimbulkan pemuaian yang berlebihan di dalam mortar atau beton dengan semen kadar alkalinya tidak lebih dari 0,60% atau dengan penambahan yang bahannya dapat mencegah pemuaian.

f. Sifat kekal ( keawetan ) diuji dengan larutan garam sulfat :

 Jika dipakai Natrium – Sulfat, bagian yang hancur maksimum 10 %.

 Jika dipakai Magnesium – Sulfat, bagiam yang hancur maksimum 15 %.

2. Agregat Kasar

Agregat harus mempunyai gradasi yang baik, artinya harus tediri dari butiran yang beragam besarnya, sehingga dapat mengisi rongga-rongga akibat

(29)

ukuran yang besar, sehingga akan mengurangi penggunaan semen atau penggunaan semen yang minimal.

Agregat kasar yang digunakan pada campuran beton harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut :

1. Susunan butiran (gradasi)

Agregat kasar harus mempunyai susunan butiran dalam batas-batas seperti yang terlihat pada Error! Reference source not found.

Tabel 2. 2 Susunan Besar Butiran Agregat Kasar (ASTM, 1991)

Ukuran Lubang Ayakan (mm) Persentase Lolos Kumulatif (%)

38,10 95 – 100

19,10 35 – 70

9,52 10 – 30

4,75 0 – 5

2. Agregat kasar yang digunakan untuk pembuatan beton dan akan mengalami basah dan lembab terus menerus atau yang akan berhubungan dengan tanah basah, tidak boleh mengandung bahan yang reaktif terhadap alkali dalam semen, yang jumlahnya cukup dapat menimbulkan pemuaian yang berklebihan di dalam mortar atau beton. Agregat yang reaktif terhadap alkali dapat dipakai untuk pembuatan beton dengan semen yang kadar alkalinya tidak lebih dari 0,06% atau dengan penambahan bahan yang dapat mencegah terjadinya pemuaian.

3. Agregat kasar harus terdiri dari butiran-butiran yang keras dan tidak berpori atau tidak akan pecah atau hancur oleh pengaruk cuaca seperti

(30)

terik matahari atau hujan. Sifat tidak berpori, untuk menghasilkan beton yang tidak mudah tembus oleh air.

2. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 75 mikron (ayakan no.200), tidak boleh melebihi 1% (terhadap berat kering). Apabila kadar lumpur melebihi 1% maka agregat harus dicuci.

3. Kekerasan butiran agregat diperiksa dengan bejana Rudellof dengan beban penguji 20 ton dimana harus dipenuhi syarat berikut:

 Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5 - 19,1 mm lebih dari 24% berat.

 Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 19,1 - 30 mm lebih dari 22% berat.

4. Kekerasan butiran agregat kasar jika diperiksa dengan mesin Los Angeles dimana tingkat kehilangan berat lebih kecil dari 50%.

Agregat mempunyai bentuk yang tajam. Dengan bentuk yang tajam maka timbul gesekan yang lebih besar pula yang menyebabkan ikatan yang lebih baik, selain itu dengan bentuk tajam akan memerlukan pasta semen maka akan mengikat agregat dengan lebih baik.

2.2.3 Air

Air merupakan bahan dasar pembuat beton yang penting. Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Dengan kata lain Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta sebagai bahan pelumas antar butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Kandungan air yang rendah menyebabkan

(31)

beton sulit dikerjakan (tidak mudah mengalir), dan kandungan air yang tinggi menyebabkan kekuatan beton akan rendah serta betonnya porous.

Air yang dapat diminum pada umumnya dapat digunakan sebagai campuran beton. Air yang digunakan sebagai campuran harus bersih, tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, zat organis atau bahan lainnya yang dapat merusak beton. Dan bila dipakai dalam campuran beton akan menurunkan kualitas beton, bahkan dapat mengubah sifat-sifat beton yang dihasilkan.

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-garamm yang dapat merusak beton (asam, zat organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter.

c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter. d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.

Untuk air perawatan, dapat dipakai juga air yang dipakai untuk pengadukan, tetapi harus yang tidak menimbulkan noda atau endapan yang merusak warna permukaan beton. Besi dan zat organis dalam air umumnya sebagai penyebab utama pengotoran atau perubahan warna, terutama jika perawatan cukup lama.

Sumber air pada penelitian ini adalah jaringan PDAM Tirtanadi yang terdapat di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

(32)

2.3 Beton Segar (Fresh Concrete)

Beton segar yang baik ialah beton segar yang dapat diaduk, diangkut, dituang, dipadatkan, tidak ada kecendrungan untuk terjadi segregasi (pemisahan kerikil dari adukan) maupun bleeding (pemisahan air dan semen dari adukan). Hal ini karena segregasi maupun bleeding mengakibatkan beton yang diperoleh akan jelek. Tiga hal penting yang perlu diketahui dari sifat-sifat beton segar,: kemudahan pengerjaan (workabilitas), pemisahan kerikil (segregation), pemisahan air (bleeding).

2.3.1 Kemudahan Pengerjaan (Workability)

Sifat ini merupakan ukuran dari tingkat kemudahan atau kesulitan adukan untuk diaduk, diangkut, dituang, dan dipadatkan.

Unsur-unsur yang mempengaruhi workabilitas yaitu : 1. Jumlah air pencampur.

Semakin banyak air yang dipakai makin mudah beton segar itu dikerjakan ( namun jumlahnya tetap diperhatikan agar tidak terjadi segregasi dan pengurangan mutu beton tersebut).

2. Kandungan semen.

Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan penambahan air campuran untuk memperoleh nilai fas (faktor air semen) tetap.

3. Gradasi campuran pasir dan kerikil.

Bila campuran pasir dan kerikil mengikuti gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton akan mudah dikerjakan. Gradasi adalah distribusi ukuran dari agregat berdasarkan hasil persentase berat yang lolos pada setiap ukuran saringan dari analisa saringan.

(33)

4. Cara pemadatan dan alat pemadat.

Bila cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat kelecakan yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit daripada jika dipadatkan dengan tangan.

Pengujuian ini dilaksanakan dengan tujuan untuk memperoleh angka slump beton guna memperkirakan tingkat kemudahan beton segar untuk diaduk, dituang dan dipadatkan. Berdasarkan SNI 03-1972-1990 / ASTM C 143-74 pengujian slump dapat dilakukan dengan menggunakan seperangkat alat yang terdiri dari:

- Cetakan Kerucut Abrams dengan tebal 1,2 mm yang berbentuk kerucut terpancung berukuran tinggi 305 mm, dengan diameter dasar 203 mm, serta diameter puncak kerucut sebesar 102 mm.

- Tongkat pemadat terbuat dari baja yang bersih dan bebas karat, berdiameter 16 mm, panjang 600 mm, dengan bagianujung yang dibulatkan.

- Landasan terbuat dari pelat baja yang kokoh dengan permukaan yang rata dan kedap air.

Adukan beton sebaiknya tidak terlalu kental ataupun terlalu encer. Adukan beton yang terlalu kental akan sulit diratakan setelah dituangkan kedalam cetakan, sedangkan adukan yang terlalu encer tidak memiliki kekuatan atau menjadi bubur beton, seperti pada Gambar 2. 1 dibawah.

(34)

Gambar 2. 1 Slump Test ( Kerucut Abrams )

2.3.2 Pemisahan Kerikil (Segregation)

Kecenderungan agregat kasar untuk lepas dari campuran beton dinamakan segregasi. Hal ini akan menyebabkan sarang kerikil, yang pada akhirnya akan menyebabkan keropos pada beton. Segregasi ini disebabkan oleh beberapa hal, antara lain :

1. Campuran kurus atau kurang semen. 2. Terlalu banyak air.

3. Besar ukuran agregat maksimum lebih dari 40 mm.

4. Permukaan butir agregat kasar, semakin kasar permukaan butir agregat semakin mudah terjadi segregasi.

Untuk mengurangi kecenderungan segregasi maka diusahakan air yang diberikan sedikit mungkin, adukan beton jangan dijatuhkan dengan ketinggian yang terlalu besar dan cara pengangkutan, penuangan maupun pemadatan harus mengikuti

(35)

cara-2.3.3 Pemisahan Air (Bleeding)

Kecenderungan air untuk naik kepermukaan beton yang baru dipadatkan dinamakan bleeding. Air yang naik ini membawa semen dan butir-butir pasir halus, yang pada saat beton mengeras akan membentuk selaput (laitence).

Bleeding dapat dikurangi dengan cara : 1. Memberi lebih banyak semen. 2. Menggunakan air sedikit mungkin. 3. Menggunakan pasir lebih banyak.

2.4 Beton Keras

Perilaku mekanik beton keras merupakan kemampuan beton di dalam memikul beban pada struktur bangunan. Kinerja beton keras yang baik ditunjukkan oleh kuat tekan beton yang tinggi, kuat tarik yang lebih baik, perilaku yang lebih daktail, kekedapan air dan udara, ketahanan terhadap sulfat dan klorida, penyusutan rendah dan keawetan jangka panjang.

2.4.1 Kekuatan Tekan Beton (f’c)

Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan beton yaitu : 1. Faktor Air Semen dan Kepadatan

(36)

Dalam tata cara bahasa Inggris istilah rasio “water-cement” telah diubah menjadi “water cementious ratio”. Untuk dipahami dalam kata cementious ini tercakup berat semen (SP) dan bahan bersifat semen lain yang diijinkan oleh suatu tata cara. Bahan beersifat ini berfungsi untuk memenuhi pembatasan rasio air-semen bagi keawetan beton. Dengan kata lain, jumlah berat semen di dalam ratio air-semen yang disyaratkan pada tabel 1 dan 2 pasal 6 SNI 2874 ini, harus dihitung berat semen (sesuai ASTM C 150, ASTM C 595, atau ASTM C 845), ditambah dengan berat bahan bersifat semen seperti abu terbang dan bahan pozzolan lainnya (sesuai ASTM C 618) bilamana digunakan.(Pujo Aji, Rachmat Purnomo, 2010).

Kepadatan adukan beton sangat mempengaruhi kuat tekan betonnya setelah mengeras. Untuk mengatasi kesulitan pemadatan adukan beton dapat dilakukan dengan cara pemadatan dengan alat getar (vibrator) atau dengan memberi bahan kimia tambahan (chemical admixture) yang besifat mengencerkan adukan beton sehingga lebih mudah dipadatkan.

Umur / Waktu (Hari)

Gambar 2. 2 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton selama masa perkembangannya (Tri Mulyono, 2003)

(37)

2. Umur Beton

Kekuatan tekan beton akan bertambah dengan naiknya umur beton. Biasanya nilai kuat tekan ditentukan pada waktu beton mencapai umur 28 hari. Kekuatan beton akan naik secara cepat (linear) sampai umur 28 hari, tetapi setelah itu kenaikannya tidak terlalu signifikan (Gambar 2.3). Umumnya pada umur 7 hari kuat tekan mencapai 65% dan pada umur 14 hari mencapai 88% - 90% dari kuat tekan umur 28 hari.

Tabel 2. 3 Perkiraan Kuat tekan beton pada berbagai umur Umur

beton(hari)

3 7 14 21 28 90 365

PC Type 1 0.44 0.65 0.88 0.95 1.0 - -

Gambar 2. 3 Hubungan antara umur beton dan kuat tekan beton (Istimawan, 1999)

3. Jenis Semen

Semen Portland yang dipakai untuk struktur harus mempunyai kualitas tertentu yang telah ditetapkan agar dapat berfungsi secara efektif. Jenis Portland semen yang digunakan ada 5 jenis yaitu : I, II, III, IV, V. Jenis-jenis semen tersebut mempunyai laju kenaikan kekuatan yang berbeda sebagai mana tampak pada Gambar 2.4

(38)

Gambar 2. 4 Perkembangan kekuatan tekan mortar untuk berbagai tipe Portland Semen (Tri Mulyono, 2003)

4. Jumlah Semen

Jika faktor air semen sama (slump berubah), beton dengan jumlah kandungan semen tertentu mempunyai kuat tekan tertinggi sebagaimana tampak pada Gambar 2.5. Pada jumlah semen yang terlalu sedikit berarti jumlah air juga sedikit sehingga adukan beton sulit dipadatkan yang mengakibatkan kuat tekan beton rendah. Namun jika jumlah semen berlebihan berarti jumlah air juga berlebihan sehingga beton mengandung banyak pori yang mengakibatkan kuat tekan beton rendah. Jika nilai slump sama (fas berubah), beton dengan kandungan semen lebih banyak mempunyai kuat tekan lebih tinggi.

(39)

5. Sifat Agregat

Sifat agregat yang paling berpengaruh terhadap kekuatan beton ialah kekasaran permukaan dan ukuran maksimumnya. Permukaan yang halus pada kerikil dan kasar pada batu pecah berpengaruh pada lekatan dan besar tegangan saat retak-retak beton mulai terbentuk. Oleh karena itu kekasaran permukaan ini berpengaruh terhadap bentuk kurva tegangan-regangan tekan dan terhadap kekuatan betonnya yang terlihat pada Gambar 2.6. Akan tetapi bila adukan beton nilai slump nya sama besar, pengaruh tersebut tidak tampak karena agregat yang permukaannya halus memerlukan air lebih sedikit, berarti fas nya rendah yang menghasilkan kuat tekan beton lebih tinggi.

Gambar 2. 6 Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan beton (Mindess, 1981)

2.4.2 Kuat Lentur

Kekuatan lentur merupakan kuat tarik beton tak langsung dalam keadaan lentur akibat momen (flexure/modulus of rupture). Dari pengujian kuat lentur dapat

(40)

diketahui pola retak dan lendutan yang terjadi pada balok yang memikul beban lentur. Kuat lentur beton juga dapat menunjukkan tingkat daktilitas beton.

Kuat lentur beton dihitung berdasarkan rumus σlt ; dimana M merupakan momen maksimum pada saat benda uji runtuh dan Z merupakan modulus penampang arah melintang. Menurut pasal 11.5 SNI-03-2847 (2002) nilai kuat lentur beton bila dihubungkan dengan kuat tekannya adalah fr = 0,7 f 'c Mpa.

2.4.3 Modulus Elastisitas

Modulus elastisitas beton merupakan kemiringan garis singgung (slope dari garis lurus yang ditarik) dari kondisi tegangan nol ke kondisi tegangan 0,45 f’c pada kurva tegangan-regangan beton. Modulus elastisitas beton dipengaruhi oleh jenis agregat, kelembaban benda uji beton, faktor air semen, umur beton dan temperaturnya. Secara umum, peningkatan kuat tekan beton seiring dengan peningkatan modulus elastisitasnya. Menurut pasal 10.5 SNI-03 2847 (2002) hubungan antara nilai modulus elastisitas beton normal dengan kuat tekan beton adalah .

2.5 Bahan Tambahan 2.5.1 Umum

Bahan tambah (admixture) adalah bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam campuran beton pada saat atau selama percampuran berlangsung. Fungsi dari bahan ini adalah untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih cocok untuk pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya.

Admixture atau bahan tambah yang didefenisikan dalam Standard Definitions of terminology Relating to Concrete and Concrete Aggregates (ASTM

(41)

C.125-1995:61) dan dalam Cement and Concrete Terminology (ACI SP-19) adalah sebagai material selain air, agregat dan semen hidrolik yang dicampurkan dalam beton atau mortar yang ditambahkan sebelum atau selama pengadukan berlangsung. Bahan tambah digunakan untuk memodifikasi sifat dan karakteristik dari beton misalnya untuk dapat dengan mudah dikerjakan, mempercepat pengerasan, menambah kuat tekan, penghematan, atau untuk tujuan lain seperti penghematan energi. Bahan tambah biasanya diberikan dalam jumlah yang relatif sedikit, dan harus dengan pengawasan yang ketat agar tidak berlebihan yang justru akan dapat memperburuk sifat beton.

Di Indonesia bahan tambah telah banyak dipergunakan. Manfaat dari penggunaan bahan tambah ini perlu dibuktikan dengan menggunakan bahan agregat dan jenis semen yang sama dengan bahan yang akan dipakai di lapangan. Dalam hal ini bahan yang dipakai sebagai bahan tambah harus memenuhi ketentuan yang diberikan oleh SNI. Untuk bahan tambah yang merupakan bahan tambah kimia harus memenuhi syarat yang diberikan dalam ASTM C.494, “Standard Spesification for Chemical Admixture for Concrete”.

Untuk memudahkan pengenalan dan pemilihan admixture, perlu diketahui terlebih dahulu kategori dan penggolongannya, yaitu :

1. Air Entraining Agent (ASTM C 260), yaitu bahan tambah yang ditujukan untuk membentuk gelembung-gelembung udara berdiameter 1 mm atau lebih kecil didalam beton atau mortar selama pencampuran, dengan maksud mempermudah pengerjaan beton pada saat pengecoran dan menambah ketahanan awal pada beton.

(42)

2. Chemical Admixture (ASTM C 494), yaitu bahan tambah cairan kimia yang ditambahkan untuk mengendalikan waktu pengerasan (memperlambat atau mempercepat), mereduksi kebutuhan air, menambah kemudahan pengerjaan beton, meningkatkan nilai slump dan sebagainya.

3. Mineral Admixture (bahan tambah mineral), merupakan bahan tambah yang dimaksudkan untuk memperbaiki kinerja beton. Pada saat ini, bahan tambah mineral ini lebih banyak digunakan untuk memperbaiki kinerja tekan beton, sehingga bahan ini cendrung bersifat penyemenan.

Keuntunganannya antara lain : memperbaiki kinerja workability, mempertinggi kuat tekan dan keawetan beton, mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton. Beberapa bahan tambah mineral ini adalah pozzolan, fly ash, slang, dan silica fume.

4. Miscellanous Admixture (bahan tambah lain), yaitu bahan tambah yang tidak termasuk dalam ketiga kategori diatas seperti bahan tambah jenis polimer (polypropylene, fiber mash, serat bambu, serat kelapa dan lainnya), bahan pencegah pengaratan dan bahan tambahan untuk perekat (bonding agent).

2.5.2 Alasan Penggunaan Bahan Tambahan

Penggunaan bahan tambahan harus didasarkan pada alasan-alasan yang tepat misalnya untuk memperbaiki sifat-sifat tertentu pada beton. Pencapaian kekuatan awal yang tinggi, kemudahan pekerjaan, menghemat harga beton, memperpanjang waktu pengerasan dan pengikatan, mencegah retak dan lain sebagainya. Para pemakai harus menyadari hasil yang diperoleh tidak akan sesuai dengan yang diharapkan pada kondisi pembuatan beton dan bahan yang kurang baik.

(43)

Keuntungan penggunaan bahan tambah pada sifat beton, antara lain : a. Pada Beton Segar (fresh concrete)

 Memperkecil faktor air semen  Mengurangi penggunaan air.  Mengurangi penggunaan semen.  Memudahkan dalam pengecoran.  Memudahkan finishing.

b. Pada Beton Keras (hardened concrete)  Meningkatkan mutu beton

 Kedap terhadap air (low permeability).  Meningkatkan ketahanan beton (durability).  Berat jenis beton meningkat.

2.5.3 Perhatian Penting dalam Penggunaan Bahan Tambahan

Penggunaan bahan tambah di lapangan sering menimbulkan masalah-masalah tidak terduga yang tidak mengguntungkan, karena kurangnya pengetahuan tentang interaksi antara bahan tambahan dengan beton. Untuk mengurangi dan mencegah hal yang tidak terduga dalam penggunaan bahan tambah tersebut, maka penggunaan bahan tambah dalam sebuah campuran beton harus dikonfirmasikan dengan standar yang berlaku dan yang terpenting adalah memperhatikan dan mengikuti petunjuk dalam manualnya jika menggunakan bahan “paten” yang diperdagangkan.

a. Mempergunakan bahan tambahan sesuai dengan spesifikasi ASTM (American Society for Testing and Materials) dan ACI (American Concrete International).

(44)

Parameter yang ditinjau adalah :

 Pengaruh pentingnya bahan tambahan pada penampilan beton.

 Pengaruh samping (side effect) yang diakibatkan oleh bahan tambahan. Banyak bahan tambahan mengubah lebih dari satu sifat beton, sehingga kadang-kadang merugikan.

 Sifat-sifat fisik bahan tambahan.

 Konsentrasi dari komposisi bahan yang aktif, yaitu ada tidaknya komposisi bahan yang merusak seperti klorida, sulfat, sulfide, phosfat, juga nitrat dan amoniak dalam bahan tambahan.

 Bahaya yang terjadi terhadap pemakai bahan tambahan.

 Kondisi penyimpanan dan batas umur kelayakan bahan tambahan.  Persiapan dan prosedur pencampuran bahan tambahan pada beton segar.  Jumlah dosis bahan tambahan yang dianjurkan tergantung dari kondisi

struktural dan akibatnya bila dosis berlebihan.

 Efek bahan tambah sangat nyata untuk mengubah karakteristik beton misalnya FAS, tipe dan gradasi agregat, tipe dan lama pengadukan. b. Mengikuti petunjuk yang berhubungan dengan dosis pada brosur dan

melakukan pengujian untuk mengontrol pengaruh yang didapat.

Biasanya percampuran bahan tambahan dilakukan pada saat percampuran beton. Karena kompleksnya sifat bahan tambahan beton terhadap beton, maka interaksi pengaruh bahan tambahan pada beton, khususnya interaksi pengaruh bahan tambahan pada semen sulit diprediksi. Sehingga diperlukan percobaan pendahuluan untuk menentukan pengaruhnya terhadap beton secara keseluruhan.

(45)

2.5.4 Jenis Admixture II.5.4.1 Mineral Admixture

a) Kerak Tanur Tinggi (Ground Granulated Blast Furnace)

Blast-furnace-slag adala kerak (slag), bahan sisa dari pengecoran besi (pig iron), dimana prosesnya memakai dapur (furnace) yang bahan bakarnya dari udara yang ditiupkan (blast). Material penyusun slag adalah kapur, silika dan alumina yang bereaksi pada temperatur 1600°C dan berbentuk cairan. Bila cairan ini didinginkan secara lambat maka akan terjadi kristal yang tak berguna sebagai campuran semen dan dapat dipakai sebagai pengganti agregat. Namun membentuk granulated glass yang sangat reaktif, yang cocok untuk pembuatan semen slag. Bijih dari blast furnace tersebut kemudian digiling hingga halus, dapat dipakai sebagai bahan pengganti semen pada pembuatan beton.

b) Uap Silika (Silica Fume)

Uap silika terpadatkan (Condensed Silica Fume, CSF) adalah produk samping dari proses fusi (smelting) dalam produksi silikon metal dan amalgam ferrosilikon (pada pabrik pembuatan mikrochip untuk komputer). Juga disebut siliks fume (SF), microsilika, silica fume dust, amorphous silica, dan sebagainya. Namun SF yang dipakai untuk beton adalah yang mengandung lebih dari 75% silikon. Secara umum, SF mengandung SiO2 86-96%, ukuran butir rata-rata 0,1-0,2 micrometer, dan strukturnya amorphous (bersifat reaktif dan tidak terkristalisasi). Ukuran silika fume ini lebih halus dari pada asap rokok. Silika fume berbentuk seperti fly ash tetapi ukuran nya lebih kecil sekitar seratus kali lipatnya. SF bisa didapat dalam bentuk bubuk , dipadatkan atau cairan yang

(46)

dicampurkan dengan air 50%. Berat jenisnya sekitar 2,20 tetapi bulk density hanya 200-300 kg/m³. Specific suface area sangat besar, yaitu 15-25 m²/g.

SF bisa dipakai sebagai pengganti sebagian semen, meskipun tidak ekonimis. Kedua sebagai bahan tambahan untuk memperbaiki sifat beton, baik beton segar maupun beton keras. Untuk beton normal dengan kadar semen di atas 250 kg/m³, kebutuhan air bertambah dengan ditambahnya SF. Campuran lebih kohesif. Pada slump yang sama, lebih banyak energi dibutuhkan untuk menghasilkan aliran tertentu. Ini mengindikasikan stabilitas lebih baik dari beton cair. Perdarahan (bleeding) sangat berkurang sehingga perlu perawatan dini untuk mencegah retak susut plastis, khususnya pada cuaca panas dan berangin. SF baisanya dipakai bersama super plasticizer. Beton dari SF memperlihatkan kekuatan awal yang rendah. Namun perawatan temperatur tinggi memberi pengaruh percepatan yang besar. Potensi kekuatan adalah 3 sampai 5 kali dari semen portland per unit massa sehingga untuk kekuatan yang sama, umur 28 hari memberikan faktor air semen yang lebih besar. Panas hidrasi juga 2 kali lebih besar, namun karena potensi kekuatan tinggi, evolusi panas total bisa lebih rendah bila kadar semen dikurangi. Jadi beton dengan kekuatan tinggi (diatas 100 Mpa) dapat dihasilkan. Sifat mekanis lainnya seperti kuat tarik dan lentur dan modulus elastisitas berkaitan dengan kuat tekan seperti halnya beton dari semen portland.

c) Abu Terbang (Fly Ash)

Fly-Ash atau abu terbang yang merupakan sisa-sisa pembakaran batu bara, yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa semburan asap, yang telah digunakan sebagai bahan campuran pada beton. Fly-Ash atau abu terbang

(47)

di kenal di Inggris sebagai serbuk abu pembakaran. Abu terbang sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida silika yang dikandung oleh abu terbang akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat. Di karenakan fly ash merupakan bahan pozzolanic yang mampu bereaksi secara kimia dengan kapur bebas.

II.5.4.2 Jenis Miscellanous Admixture (bahan tambah lain)

Saat ini mulai dilakukan pengujian penambahan material – material tertentu guna mencapai hasil ataupun mengetahui pengaruh dari penggunaan material tersebut. Bahan tersebut ditambahkan ke dalam campuran beton dengan berbagai tujuan, antara lain untuk mengurangi pemakaian semen, agregat halus maupun agregat kasar. Cara pemakaiannya pun berbeda-beda, sebagai bahan pengganti sebagian agregat atau sebagai tambahan pada campuran untuk mengurangi pemakaian agregat.

a) Abu Kulit Gabah (Rice Husk Ash)

Kulit gabah dari penggilingan padi dapat digunakan sebagi bahan bakar dalam proses produksi. Kulit gabah terdiri dari 75% bahan mudah terbakar dan 25% berat akan berubah menjadi abu. Abu ini dikenal dengan dengan Rice Husk Ash(RHA) yang mempunyai kandungan silika reaktif sekitar 85 – 90%.

Untuk membuat abu kulit gabah menjadi silika reaktif yang dapat digunakan sebagai material pozzolan dalam beton maka diperlukan kontrol pembakaran yang baik. Temperatur pembakaran tidak boleh melebihi 800°C

(48)

sehingga dapat dihasilkan RHA yang terdiri dari silika yang tidak terkristalisasi. Jika kulit gabah ini terbakar hingga suhu lebih dari 850°C maka akan menghasilkan abu yang sudah terkristalisasi menjadi arang dan tidak reaktif lagi sehingga tidak mempunyai sifat pozzolan. RHA kemudian dapat digiling untuk mendapatkan ukuran butiran yang halus. RHA sebagai bahan tambahan dapat digunakan dengan mencampurkannya pada semen atau hanya memakai air kapur sebagai campuran untuk mendapatka beton dengan kuat tekan rendah.

b) Abu Boiler

Secara umum abu boiler dapat didefinisikan sebagai materi sisa yang tidak habis terbakar dan berfungsi dalam proses pembakaran karbon, hidrogen, sulfur, oksigen dan penguapan air yang terkandung dalam Tandan Buah Sawit dan Cangkang Buah Sawit. Abu boiler tersebut berwarna gelap (hitam keabu-abuan) dan ukuran butirnya bervariasi dari ukuran pasir hingga kerakal (pebble). Komposisi kimia abu boiler didominasi oleh SiO2, Al2O3,CaO dan lainnya. Pada dasarnya abu boiler mempunyai komposisi kimia yang menyerupai aluminosilikat lainnya,seperti lempung. Bahan ini memadat selama berada di dalam gas-gas buangan dan dikumpulkan menggunakan presipitator elektrostatik(Puti Farida, Erlangga Jogaswara, Jurnal). Karena partikel-partikel ini memadat selama tersuspensi di dalam gas-gas buangan, partikel-partikel abu ini umumnya berbentuk bulat. Partikel-partikel abu yang terkumpul pada presipitator elektrostatik biasanya berukuran silt (0.074 – 0.005 mm). Bahan ini terutama terdiri dari silikon dioksida (SiO2), aluminium oksida (Al2O3) dan besi oksida (Fe2O3).

(49)

Tabel 2.4 Susunan Kimia dan Sifat Fisik Abu Terbang

No Uraian Kelas F _{( % )} Kelas C _{( % )}

A Susunan Kimia

1. Silikon dioksida + aluminium oksida + 70.00 50.00 besi oksida, min

2. Sulfur trioksida, maks 5.00 5.00

3. Kadar air, maks 3.00 3.00

4. Hilang pijar, maks 6.00 6.00

5. Na2O, maks 1.50 1.50

B Sifat fisik

1. Kehalusan sisa di atas ayakan 4 um_,

maks 34.00 34.00

2. Indeks keaktifan pozolan dengan PC I, 75.00 75.00 pada umur minimal 28 hari

3. Air, maks 105.00 105.00

4. Pengembangan dengan autoclave,

maks 0.80 0.80

Sumber : (SNI 03-6863-2002 ( 2002 : 150 ))

Tabel 2.5 Komposisi Kimia berbagai Jenis Abu Terbang dan Semen Portland

No Komposisi _Kimia Jenis Abu Terbang Semen

Jenis F Jenis C Jenis N

1 SiO2 51.90 50.90 58.20 22.60

2 Al2O3 25.80 15.70 18.40 4.30

3 Fe2O3 6.98 5.80 9.30 2.40

4 CaO 8.70 24.30 3.30 64.40

5 MgO 1.80 4.60 3.90 2.10

6 SO2 0.60 3.30 1.10 2.30

7 Na2O , K2O 0.60 1.30 1.10 0.60

(50)

Tabel 2.6 Komposisi Kimia Abu Boiler

Parameter Satuan Hasil Uji Metode Uji

K2O % 2,12 SNI 02.2803.2000

MgO % 2,23 AAS

CaO % 3,58 AAS

Al2O3 % 4,89 SNI 02.2804.2005

Fe2O3 % 0,66 SNI 02.2804.2005

SiO2 % 40,61 SNI 02.2804.2005

Mn % 0,06 AAS

Na % 0,65 AAS

Zn - < LoD AAS

C.Organik - 5,57 Gravimetri

LoD Zn = 0,0008 mg/l

( Sumber: Laboratorium PPKS, 08 April 2011)

Abu boiler yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah abu boiler dari PTPN IV yang telah diuji dilaboratorium PPKS. Hasil pemeriksaan komposisi kimia yang telah dilakukan disajikan dalam tabel 2.6 menunjukkan bahwa abu terbang tersebut masuk kelas C, karena kandungan oksida silika, alumunium dan besi = ±50%. Penggunaan abu boiler ini dalam campuran beton didasarkan atas sifat pozolanik yang terkandung dalam abu boiler, yaitu mampu bereaksi dengan kalsium hidroksida dan air untuk membentuk suatu bahan yang dapat mengeras (sementasi). Sama halnya seperti fly ash (batu bara) yang merupakan pozolanik yang memiliki senyawa kimia aluminosilikat dan senyawa lainnya,abu terbang dapat digunakan sebagai bahan campuran semen untuk menghasilkan beton.

(51)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Umum

Pelaksanaan penelitian dilakukan secara eksperimental, yang dilakukan di Laboratorium Teknologi Bahan Konstruksi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Objek dalam penelitian ini adalah beton mutu 25 MPa yang menggunakan Abu Boiler sebagai pengganti terhadap % berat semen dengan varian campuran 0%, 10%, 15%, 20%, 25%, dan 30%,. Sedangkan pengujian kuat tekan, modulus elastisitas, dan modulus patahan dilakukan setelah beton berumur 7, 14 dan 28 hari.

Agar diharapkan hasil penelitian yang memuaskan maka digunakan metode penelitian dalam pelaksanaannya. Pelaksanaan metode penelitian yang dilakukan meliputi hal-hal sebagai berikut :

a. Penyediaan bahan penyusun beton. b. Pemeriksaan bahan.

c. Perencanaan campuran beton (Mix Design). d. Pembuatan benda uji.

e. Pemeriksaan nilai slump.

f. Pengujian kuat tekan beton umur 7, 14 dan 28 hari. g. Pengujian elastisitas beton umur 7, 14 dan 28 hari. h. Pengujian Flexure beton umur 7, 14 dan 28 hari.

(52)

Diagram Alir Pembuatan Beton Normal dan Beton Abu Boiler

Gambar 3. 1. Diagram Alir Pembuatan Beton Normal dan Beton Abu Boiler

Mulai

Persiapan Bahan dan Alat Pemeriksaan Bahan

Uji Pendahuluan

Perencanaan Campuran Beton

Pembuatan Adukan Beton

Pencetakan Beton

Slump

Pengecekan Nilai Slump

Perawatan Beton (Perendaman)

Pengujian

Analisa Data Penguji

(53)

3.2 Bahan-bahan penyusun beton

Bahan penyusun beton terdiri dari semen portland, agregat halus, agregat kasar dan air. Sering pula ditambah bahan campuran tambahan yang sangat bervariasi untuk mendapatkan sifat-sifat beton yang diinginkan. Biasanya perbandingan campuran yang digunakan adalah perbandingan jumlah bahan penyusun beton yang lebih ekonomis dan efektif.

3.2.1 Semen Portland

Semen Portland termasuk semen yang dihasilkan degan cara menghaluskan clinker yang terutama terdiri dari silika – silika kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan.

Semen Portland yang dipakai untuk struktur harus mempunyai kualitas tertentu yang telah ditetapkan agar dapat berfungsi secara efektif.

Sifat-sifat fisik semen yaitu : a. Kehalusan Butir

Waktu ikatan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai sutu tahap dimana pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan. Waktu tersebut

(54)

terhitung sejak air tercampur dengan semen. Waktu dari pencampuran semen dengan air sampai saat kehilangan sifat keplastisannya disebut waktu ikat awal, dan pada waktu sampai pastanya menjadi massa yang keras disebut waktu ikat akhir. Pada semen portrland biasanya batasan waktu ikaran semen adalah :

 Waktu ikat awal > 60 menit  Waktu ikat akhir > 480 menit

Waktu ikatan awal yang cukup awal diperlukan untuk pekerjaan beton, yaitu waktu transportasi, penuanga, pemadatan, dan perataan permukaan.

c. Panas hidrasi

Silikat dan aluminat pada semen bereaksi dengan air menjadi media perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Reaksi membentuk media perekat ini disebut hidrasi.

d. Pengembangan volume (lechathelier)

Pengembangan semen dapat menyebabkan kerusakan dari suatu beon, karena itu pengembangan beton dibatasi sebesar ± 0,8 % (A.M Neville, 1995). Akibat perbesaran volume tersebut , ruang antar partikel terdesak dan akan timnul retak – retak.

Sesuai dengan kebutuhan pemakaian semen yang disebabkan oleh kondisi lokasi ataupun konisi tertentu yang dibutuhkan pada pelaksanaan konstruksi, dalam perkembangannya dikenal berbagai jenis semen portland, antaralain :

1. Tipe I digunakan pada konstruksi beton secara umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus lainnya.

(1)

NO

E

∏

ε

σ

SAMPEL 1

57930,644

3,625

0,00017

12,569

SAMPEL 2

57037,711

3,682

0,00017

13,248

SAMPEL 3

79150,743

2,653

0,00009

10,304

SAMPEL 4

34286,817

6,125

0,00025

12,909

SAMPEL 5

41532,992

5,056

0,00021

11,550

rata-rata

53987,781

4,228

0,00018

12,116

NO

E

∏

ε

σ

SAMPEL 1

48027,176

4,373

0,00021

12,116

SAMPEL 2

45717,604

4,593

0,00021

11,550

SAMPEL 3

61662,712

3,406

0,00014

10,531

SAMPEL 4

43807,182

4,794

0,00022

11,776

SAMPEL 5

68818,975

3,051

0,00017

12,682

rata-rata

53606,730

4,043

0,00019

11,731

NO

E

∏

ε

σ

SAMPEL 1

52483,786

4,001

0,00021

13,588

SAMPEL 2

46495,982

4,517

0,00023

16,985

SAMPEL 3

51952,954

4,042

0,00013

11,097

SAMPEL 4

45461,269

4,619

0,00019

14,154

SAMPEL 5

44418,398

4,728

0,00026

16,079

rata-rata

48162,478

4,381

0,00020

14,381

BETON UMUR 7 HARI

BETON UMUR 14 HARI

BETON UMUR 28 HARI

HASIL PENGUJIAN ELASTISITAS BETON

ABU BOILER 25%

F’c 25 MPa

(2)

NO

E

∏

ε

σ

SAMPEL 1

50601,557

4,150

0,00015

10,191

SAMPEL 2

43423,892

4,836

0,00017

10,304

SAMPEL 3

40149,942

5,230

0,00019

10,644

SAMPEL 4

32853,833

6,392

0,00017

7,926

SAMPEL 5

28379,678

7,400

0,00025

10,757

rata-rata

39081,780

5,602

0,00018

9,965

NO

E

∏

ε

σ

SAMPEL 1

31390,831

6,690

0,00022

10,418

SAMPEL 2

34203,477

6,140

0,00029

15,400

SAMPEL 3

42657,929

4,923

0,00023

14,041

SAMPEL 4

50316,465

4,174

0,00026

17,665

SAMPEL 5

36396,831

5,770

0,00024

14,154

rata-rata

38993,107

5,539

0,00025

14,335

NO

E

∏

ε

σ

SAMPEL 1

43554,466

4,822

0,00021

13,928

SAMPEL 2

32985,568

6,366

0,00031

14,947

SAMPEL 3

41834,204

5,020

0,00026

15,740

SAMPEL 4

46549,233

4,511

0,00024

13,871

SAMPEL 5

51911,110

4,045

0,00027

14,381

rata-rata

43366,916

4,953

0,00026

14,573

BETON UMUR 7 HARI

BETON UMUR 14 HARI

BETON UMUR 28 HARI

HASIL PENGUJIAN ELASTISITAS BETON

ABU BOILER 30%

F’c 25 MPa

(3)

NO

E

∏

ε

σ

SAMPEL 1

54210,387

4,409480678

0,00016

18,684

SAMPEL 2

52825,983

7,610479201

0,00018

16,985

SAMPEL 3

57121,557

8,882473153

0,00015

15,853

SAMPEL 4

54074,327

8,018048513

0,00019

16,985

SAMPEL 5

53266,788

7,855652614

0,00018

14,720

rata-rata

54299,808

7,355226832

0,00017

16,645

NO

E

∏

ε

σ

SAMPEL 1

56660,081

3,029982

0,00022

22,647

SAMPEL 2

56490,281

5,738863

0,00024

22,647

SAMPEL 3

55253,811

3,135474

0,00022

21,231

SAMPEL 4

58351,729

3,725966

0,00024

24,345

SAMPEL 5

58039,544

4,578033

0,00019

21,515

rata-rata

56959,08900

4,041664

0,00022

22,477

NO

E

∏

ε

σ

SAMPEL 1

63037,503

6,235651241

0,00024

26,327

SAMPEL 2

62909,189

8,556317329

0,00021

25,478

SAMPEL 3

63479,277

6,591824434

0,00024

27,176

SAMPEL 4

65232,446

7,039210505

0,00022

24,345

SAMPEL 5

62231,973

6,673971036

0,00023

25,487

rata-rata

63378,07700

7,019394909

0,00023

25,761

BETON UMUR 7 HARI

BETON UMUR 14 HARI

BETON UMUR 28 HARI

HASIL PENGUJIAN ELASTISITAS BETON

NORMAL

F’c 25 MPa

(4)

Hasil Pengujian Modulus Patahan Beton Umur 7 Hari

N o Variasi Silinde r

Berat Panjang Modulus Berat persatuan

Beba n (Kg)

Jarak patahan Momen Kuat Sampe

Benda Uji

Penampang

(Z) Panjang (qbs) X1 X2 X3 M Lentur (Kg) (cm) cm³ (Kg/cm) (cm

) (cm

) (Kg cm)

σb (Kg/cm²)

39,0 75

562.5

0.52 1460 42 39 41,5 14819.3

7 25.960

2 39,0 75 0.52 1380 46 42 44 14019.3

7 24.530

3 39,3 75 0.52 1390 48 43 44 14121.0

6 24.710

4 39,0 75 0.52 1150 50 44 46,5 11719.3

7 20.440

5 39,2 75 0.52 950 45,5 42 43,5 9720.50 16.890

10%

39,0 75

562.5

0,52 1260 30,5 33 36 12819.3

7 22.400

7 39,0 75 0,52 1240 31,5 33 37 12619.3₇ 22.040

8 39,0 75 0,52 1220 28,5 30 32,5 12419.3₇ 21.690

9 39,0 75 0,52 1340 47 48 49,5 13619.3₇ 23.820

10 39,0 75 0,52 1180 32,5 33,5 35 12019.3₇ 20.980

15%

39,0 75

562.5

0,52 1180 45 46 47 12019.3

7 20.980

12 39,2 75 0,52 1280 34 34 36,5 13020.5

0 22.760

13 38,9 75 0,52 1120 29,5 30,5 32 11418.8

1 19.910

14 39,0 75 0,52 1240 42 44 46,5 12619.3

7 22.040

15 38,5 75 0,51 1220 29 30,5 31,5 12416.5

6 21.690

20%

38,7 75

562.5

0,52 1180 33,5 34 35 12017.6

8 20.980

17 38,8 75 0,52 1150 33 36,5 38,5 11718.2

5 20.440

18 39,0 75 0,52 1120 37 38,5 40 11419.3

7 19.910

19 38,5 75 0,51 1160 29 30,5 31,5 11816.5

6 20.620

20 39,2 75 0,52 1160 44 46 47,5 11820.5

0 20.620

25%

39,0 75

562.5

0,52 1100 41 44 47 11219.3

7 19.560

22 39,2 75 0,52 1140 33 34,5 35,5 11620.5

0 20.270

23 38,9 75 0,52 1090 33,5 34 39 11118.8

1 19.380

24 39,0 75 0,52 1160 33 34,5 35 11819.3

7 20.620

25 38,5 75 0,51 1120 29,5 30,5 32 11416.5

6 19.910

30%

39,2 75

562.5

0,52 1120 41 43 47 11420.5

0 19.910

27 39,2 75 0,52 1100 41 42 43,5 11220.5

0 19.560

28 39,0 75 0,52 1050 41,5 42 43,5 10719.3

7 18.670

(5)

Hasil Pengujian Modulus Patahan Beton Umur 14 Hari

N o Variasi Silinde r

Berat Panjang Modulus Berat persatuan

Beba n (Kg)

Jarak patahan Momen Kuat Sampe

Benda Uji

Penampang

(Z) Panjang (qbs) X1 X2 X3 M Lentur (Kg) (cm) cm³ (Kg/cm) (cm

) (cm

) (Kg cm)

σb (Kg/cm²)

39,2 75

562.5

0,52 1260 46,5 45 44,3 12820.5

0 22.400

2 39 75 0,52 1280 43,5 39,8 38,7 13019.3

7 22.760

3 39,2 75 0,52 1340 47 46 41,5 13620.5

0 23.820

4 39 75 0,52 1820 43,5 42 40,7 18419.3

7 32.360

5 39 75 0,52 1400 41 39,5 39 14219.3

7 24.890

10%

39 75

562.5

0,52 1380 30,5 33 36 14019.3

7 24.530

7 39,2 75 0,52 1340 31,5 33 37 13620.5

0 23.820

8 38,9 75 0,52 1380 28,5 30 32,5 14018.8

1 24.530

9 39 75 0,52 1420 47 48 49,5 14419.3₇ 25.240

10 38,5 75 0,51 1360 32,5 33,5 35 13816.5

6 24.180

15%

39 75

562.5

0,52 1240 33,5 34,5 35 12619.3

7 22.040

12 39,2 75 0,52 1280 42 44 46,5 13020.5

0 22.760

13 39 75 0,52 1260 33 34 36,5 12819.3

7 22.400

14 39 75 0,52 1340 43 45 46,5 13619.3

7 23.820

15 39 75 0,52 1260 29,5 30,5 32 12819.3₇ 22.400

20%

38,9 75

562.5

0,52 1240 37 38,5 40 126185₅ 22.040

17 39 75 0,52 1180 33 35 37,5 12017.9₅ 20.980

18 39,1 75 0,52 1200 35 36,5 38,5 12219.7₅ 21.330

19 38,8 75 0,52 1190 37 39 40,5 12117.7

9 21.160

20 39 75 0,52 1220 41 44 47 12408.3

9 21.690

25%

39 75

562.5

0,52 1190 39 40,5 42 12119.3

7 21.160

22 39 75 0,52 1140 32 35 37,5 11619.3

7 20.270

23 39 75 0,52 1160 36,5 38,5 39 11819.3

7 20.620

24 39 75 0,52 1180 33,5 35 36 12019.3

7 20.980

25 38,5 75 0,51 1200 35 38 40,5 12216.5

6 21.330

30%

39,2 75

562.5

0,52 1120 38,5 40 41 11420.5

0 19.910

27 39 75 0,52 1100 37,5 39 40,5 11219.3

7 19.560

28 39,2 75 0,52 1130 43 45 47 11520.5

0 20.090

(6)

Hasil Pengujian Modulus Patahan Beton Umur 28 Hari

N o Variasi Silinde r

Berat Panjang Modulus Berat persatuan

Beba n (Kg)

Jarak patahan Momen Kuat Sampe

Benda Uji

Penampang

(Z) Panjang (qbs) X1 X2 X3 M Lentur (Kg) (cm) cm³ (Kg/cm) (cm

) (cm

) (Kg cm)

σb (Kg/cm²)

39 75

562.5

0,52 1350 47,5 45,5 44 13719.3

7 24.000

2 39 75 0,52 1400 44 40 39,5 14219.3

7 24.890

3 39,2 75 0,52 1480 48,5 46,3 42 15020.5

0 26.310

4 39,2 75 0,52 1800 42 41 40,5 18220.5

0 32.000

5 39 75 0,52 1430 42,5 40,3 39,2 14519.3

7 25.420

10%

39 75

562.5

0,52 1520 28,5 30 32,5 15419.3

7 27.020

7 39 75 0,52 1480 36 38 42 15019.3

7 26.310

8 39 75 0,52 1460 35 39 41 14819.3

7 25.960

9 39 75 0,52 1420 47 48 49,5 14419.3₇ 25.240

10 38,5 75 0,51 1480 32,5 33,5 35 15016.5

6 26.310

15%

39 75

562.5

0,52 1380 28 29,5 33 14019.3

7 24.530

12 39,2 75 0,52 1340 29,5 30,5 32 13620.5

0 23.820

13 38,9 75 0,52 1360 30 33 35 13818.8

1 24.180

14 38,7 75 0,52 1340 47 48 55,5 13617.6

8 23.820

15 39 75 0,52 1280 42 44 46,5 13019.3₇ 22.760

20%

39 75

562.5

0,52 1340 31,5 33 37 13619.3₇ 23.820

17 38,9 75 0,52 1280 29,5 32 33,5 13018.8₁ 22.760

18 38,7 75 0,52 1260 33,5 34,5 35 12817.6₈ 22.400

19 39 75 0,52 1300 30 33 35 13219.3

7 23.110

20 39 75 0,52 1280 37 38,5 40 13019.3

7 22.760

25%

39 75

562.5

0,52 1220 47 48 50,5 12419.3

7 21.690

22 39 75 0,52 1200 33,5 34 39 12219.3

7 21.330

23 39 75 0,52 1210 41 44 47 12319.3

7 21.510

24 39 75 0,52 1180 33,5 34,5 36 12019.3

7 20.980

25 39 75 0,52 1260 31,5 33 37 12819.3

7 22.400

30%

39 75

562.5

0,52 1180 33,5 34,5 36 12019.3

7 20.980

27 39 75 0,52 1120 38,5 40 41 11419.3

7 19.910

28 38,9 75 0,52 1160 37 38,5 40 11818.8

1 20.620