Sifat Mekanik Dengan Penggunaan Cangkang Lokan, Abu Cangkang Kerang Dan Sikament NN

SIFAT MEKANIK DENGAN PENGGUNAAN CANGKANG LOKAN, ABU CANGKANG KERANG DAN SIKAMENT NN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk syarat penyelesaian

pendidikan sarjana Teknik Sipil

SYAHRU AMRI

10 0404 014

BIDANG STUDI STRUKTUR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2014

ABSTRAK

Beton merupakan salah satu bahan bangunan yang paling banyak digunakan saat ini dalam hal pembangunan fisik, Beton dibuat dari campuran agregat halus,kasar,semen,dan air dengan perbandingan tertentu, serta bahan yang biasanya di tambahkan ke dalam campuran beton pada saat atau selama pencampuran berlangsung, berfungsi untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih cocok dalam pekerjaan tertentu dan lebih ekonomis,dapat pula ditambahkan dengan bahan campuran tertentu lainnya sesuai keperluan apabila dianggap perlu. Cangkang kerang, cangkang lokan dan Sikament NN yang dapat dimanfaatkan untuk bahan penambah campuran beton.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah penambahan agregat cangkang kerang, cangkang lokan dan sikament NN pada campuran beton dapat mempengaruhi sifat mekanis beton, Benda uji yang digunakan berbentuk silinder berdiameter 150 mm, tinggi 300 mm, terdiri dari beton tambahan agregat cangkang lokan sebagai agregat halus, abu cangkang kerang sebagai semen dan sikament NN sebagai penambah dari berat semen. FAS 0,32, persentase Abu Cangkang kerang sebesar` 10% dari semen, persentase cangkang kerang sebesar 30% dari agregat halus, dan sikament NN sebesar 2,3% dari berat semen. Mutu beton yang direncanakan 40 MPa, Jumlah benda uji 90 sampel. terdiri dari 5 variasi dan masing-masing variasi sebanyak 3 sampel. Sampel diuji pada umur 7, 28 dan 35 hari, dengan terlebih dahulu dilakukan perawatan sebelum pengujian.

Dari hasil penelitian diperoleh kuat tekan tertinggi terjadi pada beton normal sebesar 33,78 MPa pada umur 7 hari, umur 28 hari kuat tekan tertinggi sebesar 42,46 MPa pada variasi O% ACK+30% Lokan, umur 35 hari didapat kuat tekan tertinggi sebesar 41,89 MPa pada beton normal dan campuran beton 0%ACK+30%lokan+2,3%Sikament NN. Didapat kuat tekan yang terendah pada campuran beton 10%ACK + 30% lokan umur 7 hari yaitu 24,08 MPa. umur 28 hari kuat tekan terendah pada beton 10%ACK + 30% hasil kuat tekan 38,12 MPa. Umur 35 hari kuat tekan yang terendah pada beton 0%ACK+30%lokan yaitu 40,95 MPa. Hasil penelitian diperoleh kuat tarik belah tertinggi beton normal sebesar 4,57 MPa dan terendah 3.05 MPa beton 10%ACK + 30%lokan + 2,3%sikament NN pada umur 7 hari. Umur 28 hari tertinggi 7.67 MPa pada beton normal dan yang terendah pada campuran 10%ACK+30%lokan+2,3%sikament NN. Umur 35 hari kuat belah tertinggi pada beton 0%ACK + 30%lokan + 2,3%Sikament NN sebesar 7,39 MPa dan terendah 4,44 MPa pada campuran 10%ACK+30%lokan+2,3%sikament NN.

Kekuatan beton pada umur 35 hari pada variasi I,II,III,IV dan V relatif sama yaitu berkisar diantara 40,95 MPa – 42,09 MPa.

Pada pengujian slump test terjadi peningkatan nilai slump terhadap beton dengan penambahan Sikament NN. Jika diadakan penelitian lebih lanjut maka lakukan dengan memakai beton mutu tinggi

Kata kunci : abu cangkang kerang, serbuk cangkang lokan, sikament N, kuat tekan beton, kuat tarik belah,

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberikan karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam keatas Baginda Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan dalam menjalankan setiap aktifitas sehari-hari, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

SumateraUtara, dengan judul “SIFAT MEKANIK DENGAN PENGGUNAAN

CANGKANG LOKAN, ABU CANGKANG KERANG DAN SIKAMENT NN” Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini pula, Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

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

3. Ibu Nursyamsi ST. MT., sebagai Dosen Pembimbing, yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4.

Bapak Ir. Robert Panjaitan dan Bapak Ir. Besman Surbakti, MT., sebagai

Dosen Pembanding dan Penguji, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.

5. Ibu Rahmi Karolina, ST. MT., sebagai Kepala Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan memberikan pengajaran kepada Penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 7. Seluruh Pegawai Administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis.

8. Teristimewa keluarga saya, Ayahanda Syahdin Idham dan Ibunda Masitah serta adik saya Mahyuni Zuhra, kakak saya Mastari dan abang ipar saya Rudi yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan doa yang tiada batas..

9. Buat keluarga besar Laboratorium Beton USU. Rahmad, Fauzi , Nanda yang selalu membantu dari awal sampai akhir, memberi masukan-masukan hingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan semaksimal mungkin.

10.Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2010, jihadan Akbar, Khairul Saleh, Maulana, M. Afiz, Dhaka, Nardis, Umri, Rizqan, Uus, Nugraha, Michael, Bram, Lamhot, Tria, Habibi, Abdul, Irfan, Taufik, Dice, Andry Febriansyah, Resdi, Fransiscus serta teman-teman angkatan 2010 sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

11.Adik-adik mahasiswa sipil angkatan 2013, Akmal, Muhammad Yahya Pasaribu, Yashir, Syawali, Rivaldy, Juanda, Herru, T. Fachruzi. Terima kasih atas bantuan selama proses pengecoran

12.Buat Mas Subandi, bapak dan ibu kantin beton.

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

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekan–rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini.

Akhir kata, Penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar–besarnya bagi kita semua. Amin.

Medan, November 2014

SYAHRU AMRI 10 0404 014

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR NOTASI ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 4

1.4 Maksud dan tujuan Penelitian ... 4

1.5 metodologi ... 4

1.6 Tempat Penelitian ... 7

1.6 Sistematika Penulisan ... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum ... 8

2.2 Beton Segar (Fresh Concrete) ... 9

2.2.1 Kemudahan Pengerjaan (Workability) ... 10

2.2.3 Pemisahaan Air (Bleeding) ... 14

2.3 Beton Keras (Hardened Concrete) ... 14

2.3.1 Kekuatan Tekan Beton (f’c) ... 15

2.3.2 Kuat Tarik Beton ... 21

2.4 Bahan Penyusun Beton ... 22

2.4.1 Semen ... 22

2.4.1.1 Semen Portland ... 24

2.4.1.2 Jenis Semen Portland ... 25

2.4.1.3 Bahan Penyusun Semen Portland ... 27

2.4.2 Agregat ... 28

2.4.2.1 Jenis-jenis Agregat ... 29

2.4.3 Air ... 37

2.4.4 Bahan Tambahan ... 38

2.4.4.1 Alasan Penggunaan Bahan Tambahan ... 40

2.4.4.2 Perhatian Penting dalam Penggunaan Bahan Tambahan ... 41

2.4.4.3 Jenis Bahan Mineral Pembantu ... 43

2.4.4.4 Jenis Bahan Tambah Lainnya ... 45

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Umum ... 54

3.2 Bahan-Bahan Penyusun Beton ... 56

3.2.1 Semen Portland ... 55

3.2.2 Agregat Halus ... 58

3.2.4 Air ... 66

3.2.5 Abu Cangkang Kerang ... 67

3.2.6 Cangkang Lokan ... 67

3.3 Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) ... 68

3.4 Penyediaan Bahan Penyusun Beton ... 70

3.5 Pembuatan Benda Uji ... 70

3.6 Pengujian Sampel ... 72

3.6.1 Uji Kuat Tekan Beton ... 72

3.6.2 Uji Kuat Tarik Beton ... 73

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Nilai Slump ... 75

4.2 Kuat Tekan Silinder Beton ... 76

4.3 Pola Retak pada Pengujian Kuat Tekan ... 81

4.4 Kuat Tarik Belah Silinder Beton ... 83

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 89

5.2 Saran ... 91

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kerucut abrams ... 11

Gambar 2.2 Slump sebenarnya ... 12

Gambar 2.3 Slump geser ... 12

Gambar 2.4 Slump runtuh ... 13

Gambar 2.5 Model benda uji silinder ... 16

Gambar 2.6 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton selama masa perkembangannya ... 17

Gambar 2.7 Hubungan antara umur beton dan kuat tekan beton ... 18

Gambar 2.8 Perkembangan kekuatan tekan mortar untuk berbagai tipe portland semen ... 19

Gambar 2.9 Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton pada faktor air semen sama ... 20

Gambar 2.10 Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan beton ... 21

Gambar 2.11 cangkang kerang ... 48

Gambar 2.12 Abu cangkang kerang ... 48

Gambar 2.13 cangkang lokan ... 51

Gambar 2.14 Serbuk lokan ... 51

Gambar 2.15 Sikament NN ... 53

Gambar 3.1 Diagram alur pembuatan beton normal dan beton substitusi abu cangkang kerang, serbuk lokan dan Sikament NN ... 55

Gambar 3.3 Abu Cangkang Kerang yang lolos Ayakan No. 200 ... 58

Gambar 3.4 Uji Tekan beton ... 71

Gambar 3.5 Uji Split Cylinder ... 74

Gambar 4.1 Grafik nilai slump terhadap variasi campuran beton ... 76

Gambar 4.2 Grafik kuat tekan silinder terhadap variasi campuran beton umur 7, 28 dan 35 hari ... 80

Gambar 4.3 Pola retak cone and split pada pengujian kuat tekan silinder beton dalam penelitian ... 81

Gambar 4.4 Pola retak yang mungkin terjadi pada silinder beton ... 82

Gambar 4.5 Grafik kuat tarik belah silinder terhadap variasi campuran beton umur 7, 28, dan 35 hari ... 87

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Distribusi pengujian benda uji silinder ... 6

Tabel 2.1 Perkiraan kuat tekan beton pada berbagai umur ... 18

Tabel 2.2 Komposisi senyawa utama semen portland ... 27

Tabel 2.3 Komposisi senyawa pembentuk semen portland ... 27

Tabel 2.4 Pengaruh sifat agregat pada sifat beton ... 29

Tabel 2.5 Batasan gradasi untuk agregat halus ... 33

Tabel 2.6 Susunan besar butiran agregat kasar ... 35

Tabel 2.7 Komposisi senyawa pada Abu cangkang kerang ... 49

Tabel 2.8 Komposisi Lokan ... 50

Tabel 2.9 Komposisi dari Plasticizer ... 53

Tabel 4.1 Nilai slump berbagai jenis beton ... 75

Tabel 4.2 Kuat tekan beton umur 7 hari ... 77

Tabel 4.3 Kuat tekan beton umur 28 hari ... 78

Tabel 4.4 Kuat tekan beton umur 35 hari ... 79

Tabel 4.5 Kuat tarik belah beton umur 7 hari ... 84

Tabel 4.6 Kuat tarik belah beton umur 28 hari ... 85

DAFTAR NOTASI

SSD : saturated surface dry n : jumlah sampel

f'c : kuat tekan beton karakteristik (MPa) fc’ : kekuatan tekan (kg/cm2)

P : beban tekan (kg) A : luas penampang (cm2) S : deviasi standar (kg/cm2)

σ’b : kekuatan masing – masing benda uji (MPa)

σ’bm : kekuatan beton rata –rata (MPa)

N : jumlah total benda uji hasil pemeriksaan Fct : tegangan rekah beton (kg/cm)

P : beban maksimum (kg) L : panjang sampel (cm) D : diameter (cm)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Concrete Mix Design Lampiran II Pemeriksaan Bahan Lampiran III Data Pengujian Lampiran IV Dokumentasi

2014

ABSTRAK

Beton merupakan salah satu bahan bangunan yang paling banyak digunakan saat ini dalam hal pembangunan fisik, Beton dibuat dari campuran agregat halus,kasar,semen,dan air dengan perbandingan tertentu, serta bahan yang biasanya di tambahkan ke dalam campuran beton pada saat atau selama pencampuran berlangsung, berfungsi untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih cocok dalam pekerjaan tertentu dan lebih ekonomis,dapat pula ditambahkan dengan bahan campuran tertentu lainnya sesuai keperluan apabila dianggap perlu. Cangkang kerang, cangkang lokan dan Sikament NN yang dapat dimanfaatkan untuk bahan penambah campuran beton.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah penambahan agregat cangkang kerang, cangkang lokan dan sikament NN pada campuran beton dapat mempengaruhi sifat mekanis beton, Benda uji yang digunakan berbentuk silinder berdiameter 150 mm, tinggi 300 mm, terdiri dari beton tambahan agregat cangkang lokan sebagai agregat halus, abu cangkang kerang sebagai semen dan sikament NN sebagai penambah dari berat semen. FAS 0,32, persentase Abu Cangkang kerang sebesar` 10% dari semen, persentase cangkang kerang sebesar 30% dari agregat halus, dan sikament NN sebesar 2,3% dari berat semen. Mutu beton yang direncanakan 40 MPa, Jumlah benda uji 90 sampel. terdiri dari 5 variasi dan masing-masing variasi sebanyak 3 sampel. Sampel diuji pada umur 7, 28 dan 35 hari, dengan terlebih dahulu dilakukan perawatan sebelum pengujian.

Dari hasil penelitian diperoleh kuat tekan tertinggi terjadi pada beton normal sebesar 33,78 MPa pada umur 7 hari, umur 28 hari kuat tekan tertinggi sebesar 42,46 MPa pada variasi O% ACK+30% Lokan, umur 35 hari didapat kuat tekan tertinggi sebesar 41,89 MPa pada beton normal dan campuran beton 0%ACK+30%lokan+2,3%Sikament NN. Didapat kuat tekan yang terendah pada campuran beton 10%ACK + 30% lokan umur 7 hari yaitu 24,08 MPa. umur 28 hari kuat tekan terendah pada beton 10%ACK + 30% hasil kuat tekan 38,12 MPa. Umur 35 hari kuat tekan yang terendah pada beton 0%ACK+30%lokan yaitu 40,95 MPa. Hasil penelitian diperoleh kuat tarik belah tertinggi beton normal sebesar 4,57 MPa dan terendah 3.05 MPa beton 10%ACK + 30%lokan + 2,3%sikament NN pada umur 7 hari. Umur 28 hari tertinggi 7.67 MPa pada beton normal dan yang terendah pada campuran 10%ACK+30%lokan+2,3%sikament NN. Umur 35 hari kuat belah tertinggi pada beton 0%ACK + 30%lokan + 2,3%Sikament NN sebesar 7,39 MPa dan terendah 4,44 MPa pada campuran 10%ACK+30%lokan+2,3%sikament NN.

Kekuatan beton pada umur 35 hari pada variasi I,II,III,IV dan V relatif sama yaitu berkisar diantara 40,95 MPa – 42,09 MPa.

Pada pengujian slump test terjadi peningkatan nilai slump terhadap beton dengan penambahan Sikament NN. Jika diadakan penelitian lebih lanjut maka lakukan dengan memakai beton mutu tinggi

Kata kunci : abu cangkang kerang, serbuk cangkang lokan, sikament N, kuat tekan beton, kuat tarik belah,

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Beton merupakan salah satu faktor yang sangat penting di dalam bidang teknik sipil, Kemajuan pengetahuan tentang teknologi beton memungkinkan untuk dibangunnya struktur-struktur besar baik yang berupa gedung-gedung bertingkat maupun sarana transportasi misalnya jembatan dengan bentang panjang, lapisan perkerasan jalan dan lapisan perkerasan lapangan udara.

Beton merupakan bahan konstruksi yang mempunyai peranan yang semakin luas seiring dengan laju pembangunan saat ini. Beton didapat dari pencampuran bahan-bahan agregat halus dan kasar berupa pasir, batu, batu pecah, atau bahan semacam lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan perekat semen, dan air sebagai bahan pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung dan juga bahan tambah (admixture). Bahan tambah ini dapat berupa bahan kimia, abu cangkang kerang dan bahan pengganti agregat halus yang dicampurkan dengan perbandingan tertentu.

Teknologi beton yang terus berkembang menghasilkan beton mutu tinggi yang menjadi solusi

akan kebutuhan beton yang semakin meningkat tersebut. Beton pracetak dan prategang digunakan untuk struktur-struktur seperti tiang pancang, balok jembatan, plat lantai dan kolom untuk gedung bertingkat banyak dan bantalan kereta api. Beton mutu tinggi dengan kuat desak yang lebih besar dari beton normal lebih digunakan sebagai komponen beton pracetak dan prategang.

Pada beton perlu adanya desain dan kontrol dari komposisi penggunaan material yang mengandung unsur semen (cementitious), agregat, air dan bahan tambah yang tepat. Pemilihan kualitas agregat dan dimensi butiran agregat yang digunakan akan menentukan kekuatan beton yang direncanakan. Penggunaan bahan cementitious termasuk didalamnya portland cement, Sikament NN, dan serbuk lokan sebagai pengganti agregat halus. meningkatkan kekuatan dari

campuran beton. Beton dengan kualitas yang baik dapat diperoleh dengan penggunaan material yang terkontrol dengan proporsi campuran yang tepat sesuai dengan target atau hasil yang diinginkan, juga diikuti dengan perawatan (curing) yang baik pula.

Sikament NN adalah cairan superplasticizer yang sangat efektif dengan aksi ganda untuk produksi beton yang mengalir atau bahan untuk mengurangi air beton untuk membantu menghasilkan kekuatan awal dan kekuatan akhir.

Abu cangkang kerang yaitu hasil pembakaran cangkang kerang, cangkang kerang memiliki kulit yang keras, serbuk kulit kerang ini mengandung senyawa kimia yang bersifat pozzolan yaitu yang mengandung zat kapur, alumina dan senyawa silica, sehingga dapat dimanfaatkan kulit atau cangkang kerang dalam pembuatan beton.

Adapun tugas akhir saya didasari oleh 3 (tiga) penelitian :

1.“ PENGARUH PENGGUNAAN SERBUK CANGKANG LOKAN

SEBAGAI

PENGGANTI AGREGAT HALUS TERHADAP KUAT TEKAN BETON NORMAL”

oleh Mulyati tahun 2012. Tujuan penelitian ini mengetahui pengaruh variasi kombinasi

antara agregat halus dengan serbuk cangkang lokan. Penelitian ini memakai variasi

campuran 0%, 10%, 20%, dan 30% serbuk cangkang kerang.benda uji yang dipakai

untuk melakukan percobaan uji tekan yaitu menggunakan silinder dengan perawatan

beton selama 28 hari. Pada pengujiannya hasil perhitungan kuat tekan beton karakteristik didapat hasil yaitu mencapai 177,31 kg/cm2.

Pada campuran 0% serbuk cangkang lokan diperoleh nilai kuat tekan beton maksimum

adalah 257,87 kg/cm2, dengan rata-rata nilai kuat tekan beton adalah 250,83 kg/cm2.

Pada campuran 10% serbuk cangkang lokan diperoleh nilai kuat tekan beton maksimum

adalah 294,85 kg/cm2, dengan rata-rata nilai kuat tekan beton adalah 228,51 kg/cm2.

Pada campuran 20% serbuk cangkang lokan diperoleh nilai kuat tekan beton maksimum

adalah 278,67 kg/cm2, dengan rata-rata nilai kuat tekan beton adalah 248,90 kg/cm2

Pada campuran 30% serbuk cangkang lokan diperoleh nilai kuat tekan beton maksimum

adalah 301,98 kg/cm2, dengan rata-rata nilai kuat tekan beton adalah 266,49 kg/cm2.

Dilihat bahwa kekuatan beton pada campuran lokan 10% dan 20% dengan kuat tekan beton lebih rendah dari kuat tekan beton normal. Tetapi pada campuran lokan 30% mengalami kenaikan kuat tekan beton, hal ini membuktikan bahwa penggunaan cangkang lokan sebagai pengganti aggregat halus yang baik.

2. “STUDI EKSPERIMENTAL PEMBUATAN EKOSEMEN DARI ABU

SAMPAH DAN

CANGKANG KERANG SEBAGAI BAHAN ALTERNATIF PENGGANTI SEMEN”

oleh Frieska Ariestta S dan Dyah Sawitri. Penelitian tentang ekosemen

diawali pada

tahun 1992 oleh ilmuwan jepang. Penelitian yang dilakukan Frieska Ariestta S

dan Dyah

Sawitri tujuannya adalah ingin mengetahui pembuatan ekosemen dari abu

sampah organic

Dari hasil menunjukkan bahwa abu sampah mengandung senyawa kimia

penyusun semen

seperti CaCO3, SiO2,Fe dan Al, sedangkan abu cangkang kerang mengandung

unsure senyawa CaCO3 yang merupakan unsur yang mengandung senyawa

kapur

3. “ BETON MUTU TINGGI TANPA PROSES PEMADATAN MANUAL” oleh

Pratikto dan Anni Susilowati tahun 2012. Penelitian ini membuat beton mutu tinggi

dengan menggunakan Slag baja sebagai pengganti agregat halus dan silicafume sebagai

plasticizer memudahkan workability pada pengecoran beton. Berdasarkan hasil pengujian

beton keras screening batukali, didapat kuat tekan rata-rata pada beton dengan bahan

tambah silicafume 7% umur 28 hari didapat kuat tekan rata-rata sebesar 453,20 kg/cm2

dibawah kuat tekan yang ditargetkan 482 kg/cm2 tetapi masih lebih dari 40

Mpa. Untuk

hasil pengujian beton keras slag baja, pada umur 28 hari didapat kuat tekan rata-rata

sebesar 559,24 kg/cm2. Lebih besar dari kuat tekan yang ditargetkan 482 kg/cm2.

1.2 Rumusan Masalah

Dari permasalahan yang ada, penelitian ini akan meneliti :

1. Bagaimana pengaruh penambahan sikament NN dan tanpa penambahan Sikament NN pada

beton.

1.3 Batasan Masalah

Penelitian ini akan membatasi permasalahan sebagai berikut : 1. Mutu beton yang inginkan f’c 40 MPa

2. sikament NN digunakan sebagai bahan tambah semen dalam ukuran berat. 3. Kadar sikament NN terbatas pada kadar 2,3% dari berat semen

4. Serbuk lokan sebagai pengganti agregat halus dengan substitusi. 5. Semen yang digunakan adalah tipe I.

6. Abu Cangkang Kerang sebagai pengganti semen dengan substitusi 7. Mix design direncanakan untuk f’c 40 MPa (silinder)

8. Pencampuran dengan menggunakan molen dan pemadatan dengan vibrator.

9. Umur beton pengujian adalah umur 7, 28, dan 35 hari.

10. Pengujian yang dilakukan adalah kuat tekan dan kuat tarik belah 1.4 maksud dan tujuan Penelitian

Adapun tujuan penulis dalam penelitian untuk tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana kuat tekan dengan adanya penambahan sikament NN dan tanpa Sikament NN Berat jenis

1. Berat Jenis 2. kuat tekan. 3. Kuat tarik belah 2. Mengetahui seberapa besar pengaruh :

1. Penambahan cangkang lokan + Agregat halus dengan komposisi serbuk lokan 0% dan 30%

2. penambahan abu cangkang kerang + semen dengan komposisi abu cangkang kerang 0%, 10% dengan penambahan Sikament NN.

1.5 Metodologi

Metode yang akan digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah uji eksperimental di Laboratorium.

Adapun karakteristik material yang digunakan adalah sebagai berikut : a.Agregat halus cangkang lokan

Agregat halus cangkang lokan yang digunakan cangkang yang sudah dibersihkan bagian dalam cangkang lokan dari lumpur, cangkang tersebut dipecahkan hingga bisa lolos di ayakan sringan no.4 dengan ukuran 4,2 mm. Dengan komposisi serbuk cngkang lokan 0%, 10%, dan 20%

b. Benda uji

Dalam peneliitian ini yang akan diuji adalah benda uji berbentuk silinder dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Pengujian dilakukan setelah umur beton mencapai 28 hari. Kombinasi campuran beton mutu tinggi dilihat pada table berikut:

 Tabel Pembuatan Benda Uji

Pengujian ( hari )

Bahan Jumlah

sampel tekan

Jumlah sampel tarik belah

7

0%ACK 3 Sampel 3 Sampel

0%ACK,30% Lokan 3 Sampel 3 Sampel

10%ACK,30%Lokan 3 Sampel 3 Sampel

0%ACK,30% Lokan,2,3% Sikamant NN

3 Sampel 3 Sampel

10%ACK,30%Lokan, 2,3% Sikamant NN

3 Sampel 3 Sampel

28

0%ACK 3 Sampel 3 Sampel

0%ACK,30% Lokan 3 Sampel 3 Sampel

10%ACK,30%Lokan 3 Sampel 3 Sampel

0%ACK,30% Lokan,2,3% Sikamant NN

3 Sampel 3 Sampel

10%ACK,30%Lokan, 2,3% Sikamant NN

3 Sampel 3 Sampel

35

0%ACK 3 Sampel 3 Sampel

0%ACK,30% Lokan 3 Sampel 3 Sampel

10%ACK,30%Lokan 3 Sampel 3 Sampel

0%ACK,30% Lokan,2,3% Sikamant NN

3 Sampel 3 Sampel

Jadi total pengujian beton sebanyaak 90 Buah 1.6 Tempat Penelitian

Pembuatan benda uji dan pengujian kuat tekan dan tarik belah beton dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Beton dan Bahan Rekayasa Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

1.7 Sistematika Penulisan BAB. 1 Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian, perumusan masalah, batasan masalah, maksud dan tujuan penelitian dan sistematika penulisan.

BAB. II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang penelitian.

BAB III Metode penelitian

Pada bab ini berisikan tentang prosedur percobaan yang meliputi pendahuluan, sistematika penelitian, peralatan, pembuatan benda uji dan pengujian.

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari percobaan kuat tekan dan tarik belah serta menganalisis data yang diperoleh.

BAB. V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh dan saran-saran dari penulis mengenai penelitian yang dilakukan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Beton didefinisikan sebagai campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan membentuk massa padat (SK SNI T-15-1991-03). Campuran tersebut akan mengeras seperti batuan. Pengerasan terjadi karena peristiwa reaksi kimia antara semen dengan air.

Beton yang sudah mengeras dapat juga dikatakan sebagai batuan tiruan, dengan rongga – rongga antara butiran yang besar (agregat kasar atau batu pecah), dan diisi oleh batuan kecil (agregat halus atau pasir), dan pori-pori antara agregat halus diisi oleh semen dan air (pasta semen). Pasta semen juga berfungsi sebagai perekat atau pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran – butiran agregat saling terekat dengan kuat sehingga terbentuklah suatu kesatuan yang padat dan tahan lama.

Sifat-sifat dan karakteristik material penyusun beton akan mempengaruhi kinerja dari beton yang dibuat. Pemilihan material yang memenuhi persyaratan sangat penting dalam perencanaan beton, sehingga diperoleh kekuatan yang optimum. Selain itu kemudahan pengerjaan (workability) juga sangat dibutuhkan pada perancangan beton. Meskipun suatu struktur beton dirancang agar mempunyai kuat tekan yang tinggi, tetapi jika rancangan tersebut tidak dapat diimplementasikan di lapangan karena sulit untuk dikerjakan, maka rancangan tersebut menjadi percuma.

Menurut Tri Mulyono ( 2003) 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 Beton Segar (Fresh Concrete)

Beton segar yang baik ialah beton segar yang dapat diaduk, diangkut, dituang, dipadatkan, tidak ada kecendrungan untuk terjadi segregation (pemisahan kerikil dari adukan) maupun bleeding (pemisahan air dan semen dari adukan). Hal ini karena segregation maupun bleeding mengakibatkan beton yang diperoleh akan jelek.

Tiga hal penting yang perlu diketahui dari sifat-sifat beton segar, yaitu: kemudahan pengerjaan (workability), pemisahan kerikil (segregation), pemisahan air (bleeding).

2.2.1 Kemudahan Pengerjaan (Workability)

Yang dimaksud dengan workability adalah bahwa bahan-bahan beton setelah diaduk bersama, menghasilkan adukan yang bersifat sedemikian rupa sehingga adukan mudah diangkut, dituang / dicetak, dan dipadatkan menurut tujuan pekerjaannya tanpa terjadi perubahan yang menimbulkan kesukaran atau penurunan mutu. Unsur-unsur yang mempengaruhi workability yaitu :

1. Jumlah air pencampur.

Semakin banyak air yang dipakai makin mudah beton segar itu dikerjakan (namun jumlahnya tetap diperhatikan agar tidak terjadi segregation)

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 distribusiukuran dari agregat berdasarkan hasil persentase berat yang lolos pada setiap ukuran saringan dari analisa saringan.

4. Bentuk butiran agregat kasar

Agregat berbentuk bulat-bulat lebih mudah untuk dikerjakan. 5. 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.

Konsistensi/kelecakan adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian

slump yang didasarkan pada SNI 03-1972-1990. Percoban ini menggunakan corong baja yang berbentuk konus berlubang pada kedua ujungnya, yang disebut kerucut Abrams. Bagian bawah berdiameter 20 cm, bagian atas berdiameter 10 cm, dan tinggi 30 cm (disebut sebagai kerucut Abrams), seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Kerucut Abrams

Ada tiga jenis slump yaitu slump sejati (slump sebenarnya), slump geser dan slump runtuh.

1. Slump sebenarnya, merupakan penurunan umum dan seragam tanpa ada adukan beton yang pecah, oleh karena itu dapat disebut slump yang sebenar. Pengambilan nilai slump sebenarnya dengan mengukur penurunan minimum dari puncak kerucut.

Gambar 2.2 Slump sebenarnya

2. Slump geser terjadi bila separuh puncaknya tergeser atau tergelincir ke bawah pada bidang miring. Pengambilan nilai slump geser ini ada dua yaitu dengan mengukur penurunan minimum dan penurunan rata-rata dari puncak kerucut.

Gambar 2.3 Slump geser

3. Slump runtuh, terjadi pada kerucut adukan beton yang runtuh seluruhnya akibat adukan beton yang terlalu cair, pengambilan nilai slump ini dengan mengukur penurunan minimum dari puncak kerucut

Gambar 2.4 Slump runtuh 2.2.2 Pemisahan Kerikil (Segregation)

Segregation adalah pemisahan agregat kasar dari campuran adukan beton. Ada dua tipe pemisahan agregat, yaitu pemisahan partikel berat ke dasar beton segar atau pemisahan agregat kasar dari campuran beton karena penggetaran yang salah.

Faktor-faktor yang menyebabkan segregation adalah : 1. Campuran yang kurus (kurang semen)

2. Campuran yang terlalu banyak air 3. Semakin besar butir agregat kasar 4. Semakin kasar permukaan agregat 5. Jumlah agregat halus sedikit

Segregation berakibat kurang baik terhadap beton setelah mengeras. Untuk mengurangi kecenderungan pemisahan agregat tersebut, maka dapat diupayakan sebagai berikut:

1. Mengurangi jumlah air yang digunakan

2. Adukan beton jangan dijatuhkan dengan ketinggian terlalu besar

3. Cara mengangkut, penuangan maupun pemadatan harus mengikuti cara-cara yang betul

2.2.3 Pemisahan Air (Bleeding)

Bleeding adalah keluarnya air pada permukaan beton sesudah dicampur tetapi belum mengalami pengikatan. Jadi bleeding adalah bentuk dari segregation.

Bleeding disebabkan karena partikel-partikel agregat dalam campuran beton tidak mampu menahan air.

Bleeding dapat menyebabkan kelemahan, porositas dan keawetan yang kurang. Kantung-kantung air terjadi di bawah agregat kasar atau di bawah tulangan, yang menimbulkan daerah-daerah lemah dan mereduksi ikatan-ikatan. Jika air menguap sangat cepat akan terjadi retakan-retakan plastis.

Bleeding dapat direduksi dengan : 1. Memberi lebih banyak semen

2. Menggunakan air seminimal mungkin 3. Menggunakan pasir lebih banyak

4. Meningkatkan hidrasi semen dengan menggunakan semen dengan kadar C3S yang tinggi

2.3 Beton Keras ( Hardened Concrete )

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.

2.3.1 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.

Kekuatan tekan benda uji beton dihitung dengan rumus :

...(1) dengan : fc’ : kekuatan tekan (kg/cm2)

P : beban tekan (kg)

A : luas permukaan benda uji (cm2)

Standar deviasi dihitung berdasrakan rumus :

...(2) dengan: S : deviasi standar (kg/cm2)

σ’b : Kekuatan masing – masing benda uji (kg/cm2)

σ’bm : Kekuatan Beton rata –rata ( kg/cm2 )

N :Jumlah Total Benda Uji hasil pemeriksaan

Nilai kuat beton beragam sesuai dengan umurnya dan biasanya nilai kuat tekan beton ditentukan pada waktu beton mencapai umur 28 hari setelah pengecoran.

Kekuatan tekan beton diwakili oleh tegangan tekan maksimum fc’ dengan satuan N/mm2 atau Mpa dan juga memakai satuan kg/cm2. Kekuatan tekan beton merupakan sifat yang paling penting dari beton keras. Untuk struktur beton bertulang pada umumnya menggunakan beton dengan kuat tekan pada umur 28

hari berkisar 17-35 Mpa, untuk beton prategang digunakan beton dengan kuat tekan lebih tinggi, berkisar antara 30-45 Mpa.

Gambar 2.5 Model benda uji silinder

Beberapa faktor utama yang mempengaruhi mutu dari kekuatan beton, yaitu : 1. Proporsi bahan-bahan penyusunnya

2. Metode perancangan 3. Perawatan

4. Keadaan pada saat pengecoran dilaksanakan, yang terutama dipengaruhi oleh lingkungan setempat.

Dari faktor-faktor utama tersebut termasuk didalamnya beberapa faktor lain yang mempengaruhi kekuatan tekan beton, yaitu :

1. Faktor air semen dan kepadatan

Semakin rendah nilai faktor air semen semakin tinggi kuat tekan betonnya, namun kenyataannya pada suatu nilai faktor air semen tertentu semakin rendah nilai faktor air semen kuat tekan betonnya semakin rendah pula, hal ini karena jika faktor air semen terlalu rendah adukan beton sulit dipadatkan. Dengan demikian ada suatu nilai faktor air semen tertentu (optimum) yang menghasilkan kuat tekan beton maksimum. Duff dan Abrams (1919) meneliti hubungan antara faktor air

semen dengan kekuatan beton pada umur 28 hari dengan uji silinder yang dapat dilihat pada Gambar 2.6.

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

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 2.7). Umumnya pada umur 7 hari

kuat tekan mencapai 65% dan pada umur 14 hari mencapai 88% - 90% dari kuat tekan umur 28 hari.

Tabel 2.1 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 2.7 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 2.8.

Gambar 2.8 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 2.9. 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.

Gambar 2.9 Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton pada faktor air semen sama (Kardiyono, 1998)

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 2.10. 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 2.10 Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan beton (Mindess, 1981)

Pada pemakaian ukuran butir agregat lebih besar memerlukan jumlah pasta lebih sedikit, berarti pori-pori betonnya juga sedikit sehingga kuat tekannya lebih tinggi. Tetapi daya lekat antara permukaan agregat dan pastanya kurang kuat sehingga kuat tekan betonnya menjadi rendah. Oleh karena itu pada beton kuat tekan tinggi dianjurkan memakai agregat dengan ukuran besar butir maksimum 20mm.

2.3.2 Kuat Tarik Beton

Salah satu kelemahan beton adalah mempunyai kuat tarik yang sangat kecil dibandingkan dengan kuat tekannya yaitu 10%–15% f’c. Kuat tarik beton berpengaruh terhadap kemampuan beton di dalam mengatasi retak awal sebelum dibebani. Pengujian terhadap Kekuatan tarik beton dapat dilakukan dengan cara:

1. Pengujian tarik langsung,untuk menguji tarik langsung pada spesimen silinder maupun prisma dilakukan dengan menempelkan benda uji pada suatu pelat besi dengan lem epoxy. Tepi benda uji harus digergaji dengan gerinda intan untuk menghilangkan pengaruh pengecoran atau vibrasi. Beban kecepatan 0,005 MPa/detik sampai runtuh.

2. Pengujian tarik belah (pengujian tarik beton tak langsung) dengan menggunakan “Split cylinder test”. Dengan membelah silinder beton terjadi

pengalihan tegangan tarik melalui bidang tempat kedudukan salah satu silinder dan silinder beton tersebut terbelah sepanjang diameter yang dibebaninya. Tegangan tarik tidak langsung dihitung dengan persamaan :

...(3)

Dimana : T = kuat tarik beton (MPa) P = beban hancur (N) l = panjang spesimen (mm) d = diameter spesimen (mm)

2.4 Bahan Penyusun Beton 2.4.1 Semen

Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam pembangunan fisik di sektor konstruksi sipil. 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).

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

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.

2.4.1.1 Semen Portland

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 pengembangan fisik di sektor konstruksi sipil. Jika ditambah air, semen akan menjadi pasta semen. Jika ditambah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar yang jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (concrete).

Fungsi utama semen adalah mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara diantara butir-butir agregat. Walaupun komposisi semen dalam beton hanya sekitar 10%, namun

karena fungsinya sebagai bahan pengikat maka peranan semen menjadi sangat penting.

Semen portland dibuat dari serbuk halus mineral kristalin yang komposisi utamanya adalah kalsium dan aluminium silikat. Penambahan air pada mineral ini menghasilkan suatu pasta yang jika mengering akan mempunyai kekuatan seperti batu. Berat jenis yang dihasilkan antara 3.12 dan 3.16 dan berat volume sekitar 1500 kg/cm3

. Bahan utama pembentuk semen portland adalah kapur (CaO), silika

(SiO3), alumina (Al2O3), sedikit magnesia (MgO), dan terkadang sedikit alkali. Untuk mengontrol komposisinya,terkadang ditambahkan oksida besi, sedangkan gypsum (CaSO4.2H2O) ditambahkan untuk mengatur waktu ikat semen.

2.4.1.2 Jenis Semen Portland

Jenis/tipe semen yang digunakan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton, dalam hal ini perlu diketahui tipe semen yang telah distandarardisasi di Indonesia. Menurut SNI 0031-81, semen Portland dibagi menjadi lima tipe, yaitu :

a. Tipe I, Ordinary Portland Cement (OPC), semen untuk penggunaan umum,tidak memerlukan persyaratan khusus (panas hidrasi, ketahanan terhadap sulfat, kekuatan awal). Jenis ini paling banyak diproduksi karena digunakan untuk hamper semua jenis konstruksi.

b. Tipe II, Moderate Sulphate Cement, semen untuk beton yang tahan terhadap sulfat sedang dan mempunyai panas hidrasi sedang. Digunakan

untuk konstruksi bangunan dan beton yang terus-menerus berhubungan dengan air kotor atau air tanah atau untuk pondasi yang tertahan didalam tanah yang mengandung air agresif ( garam-garam sulfat ).

c. Tipe III, High Early Strength Cement, semen untuk beton dengan kekuatan awal tinggi (cepat mengeras). Kekuatan 28 hari umumnya dapat dicapai dalam 1 minggu. Semen jenis ini umum dipakai ketika acuan harus dibongkar secepat mungkin atau ketika struktur harus dapat cepat dipakai. d. Tipe IV, Low Heat of Hydration Cement, semen untuk beton yang

memerlukan panas hidrasi rendah, kekuatan awal rendah. Digunakan untuk pekerjaan-pekerjaan dimana kecepatan dan jumlah panas yang timbul harus minimum, misalnya pada bangunan seperti bendungan gravitasi yang besar.

e. Tipe V, High Sulphate Resistance Cement, semen untuk beton yang tahan terhadap kadar sulfat tinggi. Digunakan untuk bangunan yang berhubungan dengan air tanah yang mengandung sulfat dalam persentase yang tinggi.

Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen jenis OPC

(Ordinary Portland Cement) atau Tipe I, yaitu semen hidrolis yang dipergunakan secara luas untuk konstruksi umum, seperti konstruksi bangunan yang tidak memerlukan persyaratan khusus, antara lain bangunan perumahan, gedunggedung bertingkat, jembatan, landasan pacu dan jalan raya.

2.4.1.3 Bahan Penyusun Semen Portland

Bahan utama pembentuk semen portland adalah kapur (CaO), silica (SiO3), alumina (Al2O3), sedikit magnesia (MgO), dan terkadang sedikit alkali. Untuk mengontrol komposisinya, terkadang ditambahkan oksida besi, sedangkan gipsum (CaSO4.2H2O) ditambahkan untuk mengatur waktu ikat semen. (Tri Mulyono, 2004). Komposisi senyawa utama dan senyawa pembentuk dalam semen portland dapat dilihat pada tabel 2.2 dan 2.3 berikut ini.

Tabel 2.2 Komposisi senyawa utama semen portland

Nama Kimia Rumus Kimia Notasi

Persen Berat Trikalsium Silikat Dikalsium Silikat Tirikalsium aluminat Tetrakalsium Aluminoferit Gipsum 3CaO.SiO2 2CaO.SiO2 3CaO.Al2O3 4CaO.Al2O3.Fe2O3 CaSO4.2H2O C3S C2S C3A C4AF CSH2 55 18 10 8 6

Tabel 2.3 Komposisi senyawa pembentuk semen portland

Oksida Notasi Nama Senyawa Persen Berat

CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 C S A F Kapur Silika Alumina Oksida Besi 64.67 21.03 6.16 2.58

MgO K2O3 Na2O SO3 CO2 H2O M K N S C H Magnesia Alkali Alkali Sulfur Trioksida Karbon Dioksida Air 2.62 0.61 1.34 2.03 - -

2.4.2 Agregat

Agregat adalah bahan-bahan campuran beton yang saling diikat oleh perekat semen (CUR 2, 1993). Kandungan agregat dalam campuran beton biasanya sangat tinggi, yaitu berkisar 60%-70% dari volume beton. Agregat ini harus bergradasi sedemikian rupa sehingga seluruh massa beton dapat berfungsi sebagai benda yang utuh, homogen, dan rapat, di mana agregat yang kecil berfungsi sebagai pengisi celah yang ada di antara agregat berukuran besar (Nawy, 1998).

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

Dari ukurannya, agregat dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu kasar dan agregat halus. Batasan 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 dengan ukuran lebih besar dari 4.80 mm dibagi lagi menjadi dua : yang 39 berdiameter

antara 4.80-40 mm disebut kerikil beton dan yang lebih dari 40 mm disebut kerikil kasar

Tabel 2.4 Pengaruh Sifat Agregat pada Sifat Beton

Sifat Agregat Pengaruh pada Sifat Beton

Bentuk,tekstur, gradasi Beton cair Kelecakan Pengikatan dan Pengerasan Sifat fisik, sifat kimia,

mineral

Beton keras Kekuatan, Kekarasan, Ketahanan (durability)

2.4.2.1 Jenis-jenis Agregat

Agregat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat alam dan agregat buatan (pecahan). Agregat alam dan pecahan inipun dapat dibedakan berdasarkan beratnya, bentuknya, ukuran butir nominal (gradasi) dan tekstur permukaannya.

Jenis Agregat Berdasarkan Berat

Agregat dapat dibedakan menjadi 3 jenis berdasarkan beratnya, yaitu : 1. Agregat Normal

Agregat normal dihasilkan dari pemecahan batuan dengan quarry atau langsung diambil dari alam. Agregat ini biasanya memiliki berat jenis rata-rata 2.5-2.7. Beton yang dibuat dengan agregat normal adalah beton yang memiliki berat isi 2200-2500 kg/m3. Beton yang dihasilkan dengan menggunakan agregat ini memiliki kuat tekan sekitar 15-40 MPa (SK.SNI.T-15-1990:1).

2. Agregat Ringan

Agregat ringan dipergunakan untuk menghasilkan beton yang ringan dalam sebuah konstruksi yang memperhatikan berat dirinya. Berat isi agregat ringan ini berkisar antara 350-880 kg/m3 untuk agregat kasar dan 750-1200 kg/m3 untuk agregat halusnya (SK.SNI.T-15-1990:1).

3. Agregat Berat

Agregat berat memiliki berat jeni lebih besar dari 2800 kg/m3. Agregat ini biasanya dipergunakan untuk menghasilkan beton untuk proteksi terhadap radiasi nuklir (SK.SNI.T-15-1990:1).

Jenis Agregat Berdasarkan Bentuk

Bentuk agregat dipengaruhi oleh beberapa faktor salah satunya dipengaruhi oleh proses geologi batuan yang terbentuk secara alamiah. Setelah dilakukannya penambangan, bentuk agregat dipengaruhi oleh mesin pemecah batu maupun cara peledakan yang digunakan.

Jika dikonsolidasikan butiran yang bulat akan menghasilkan campuran beton yang lebih baik bila dibandingkan dengan butiran yang pipih dan lebih ekonomis penggunaan pasta semennya. Klasifikasi agregat berdasarkan bentuknya adalah: 1. Agregat Bulat

Agregat ini terbentuk karena terjadinya pengikisan oleh air atau keseluruhannya terbentuk karena pengeseran. Rongga udaranya minimum 33%, sehingga rasio luas permukaannya kecil. Beton yang dihasilkan dari agregat ini kurang cocok untuk struktur yang menekankan pada kekuatan, sebab ikatan antar agregat kurang kuat.

2. Agregat Bulat Sebagian atau Tidak Teratur

Agregat ini secara alamiah berbentuk tidak teratur. Sebagian terbentuk karena pergeseran sehingga permukaan atau sudut-sudutnya berbentuk bulat. Rongga udara pada agregat ini lebih tinggi, sekitar 35-38%, sehingga membutuhkan lebih banyak pasta semen agar mudah dikerjakan. Beton yang dihasilkan dari agregat ini belum cukup baik untuk beton mutu tinggi, karena ikatan antara agregat belum cukup baik (masih kurang kuat).

3. Agregat Bersudut

Agregat ini mempunyai sudut-sudut yang tampak jelas, yang terbentuk di tempat-tempat perpotongan bidang-bidang dengan permukaan kasar. Rongga udara pada agregat ini sekitar 38-40%, sehingga membutuhkan lebih banyak lagi pasta semen agar mudah dikerjakan. Beton yang dihasilkan dari agregat ini cocok untuk struktur yang menekankan pada kekuatan karena ikatan antar agregatnya baik (kuat).

4. Agregat Panjang

Agregat ini panjangnya jauh lebih besar daripada lebarnya dan lebarnya jauh lebih besar daripada tebalnya. Agregat ini disebut panjang jika ukuran terbesarnya lebih dari 9/5 dari ukuran rata-rata. Ukuran rata-rata ialah ukuran ayakan yang meloloskan dan menahan butiran agregat. Sebagai contoh, agregat dengan ukuran rata-rata 15 mm akan lolos ayakan 19 mm dan tertahan oleh ayakan 10 mm. Agregat ini dinamakan panjang jika ukuran terkecil butirannya lebih kecil dari 27 mm (9/5 x 15 mm). Agregat jenis ini akan berpengaruh buruk pada mutu beton yang akan dibuat. Kekuatan tekan beton yang dihasilkan agregat ini adalah buruk.

5. Agregat Pipih

Agregat disebut pipih jika perbandingan tebal agregat terhadap ukuran-ukuran lebar dan tebalnya lebih kecil. Agregat pipih sama dengan agregat panjang, tidak baik untuk campuran beton mutu tinggi. Dinamakan pipih jika ukuran terkecilnya kurang dari 3/5 ukuran rata-ratanya.

6. Agregat Pipih dan Panjang

Pada agregat ini mempunyai panjang yang jauh lebih besar daripada lebarnya, sedangkan lebarnya jauh lebih besar dari tebalnya.

Jenis Agregat Berdasarkan Ukuran Butir Nominal

Agregat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat alam dan agregat buatan (pecahan). Agregat alam dan pecahan inipun dapat dibedakan berdasarkan beratnya, asalnya, diameter butirnya (gradasi), dan tekstur permukaannya.

Dari ukuran butirannya, agregat dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu agregat kasar dan agregat halus.

Agregat Halus

Agregat halus adalah agregat berupa pasir alam sebagai hasil disintegrasi alami dari batu-batuan atau berupa pasir buatan yang dihailkan oleh alat-alat pemecah batu, dan mempunyai ukuran butir terbesar 5 mm atau lolos saringan no.4 dan tertahan pada saringan no.200.

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

a. Susunan Butiran ( Gradasi )

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 2.5 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

0.300 mm (No.50) 10 – 30

0.150 mm (No.100) 2 – 10

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

Agregat Kasar

Agregat kasar adalah agregat dengan ukuran butir lebih besar dari 5 mm.Agregat harus mempunyai gradasi yang baik, artinya harus tediri dari butiran yang beragam besarnya, sehingga dapat mengisi rongga-rongga akibat 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 :

a. Susunan butiran (gradasi)

Agregat kasar harus mempunyai susunan butiran dalam batas-batas seperti yang terlihat pada tabel 2.5.

Tabel 2.6 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

b. 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.

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

d. 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.

e. 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.

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

Jenis Agregat Berdasarkan Tekstur Permukaan

Umumnya jenis agregat dengan permukaan kasar lebih disukai. Karena permukaan yang kasar akan menghasilkan ikatan yang lebih baik jika

dibandingkan dengan permukaan agregat yang licin. Jenis agregat berdasarkan tekstur permukaannya dapat dibedakan sebagai berikut:

1. Kasar

Agregat ini dapat terdiri dari batuan berbutir halus atau kasar yang mengandung bahan-bahan berkristal yang tidak dapat terlihat dengan jelas melalui pemeriksaan visual.

2. Berbutir (granular)

Pecahan agregat jenis ini memiliki bentuk bulat dan seragam. 3. Agregat licin/halus (glassy)

Agregat jenis ini lebih sedikit membutuhkan air dibandingkan dengan agregat dengan permukaan kasar. Agregat licin terbentuk akibat dari pengikisan oleh air, atau akibat patahnya batuan (rocks) berbutir halus atau batuan yang berlapis-lapis. Dari hasil penelitian, kekasaran agregat akan menambah kekuatan gesekan antara pasta semen dengan permukaaan butir agregat sehingga beton yang menggunakan agregat ini cenderung mutunya akan lebih rendah.

4. Kristalin (cristalline)

Agregat jenis ini mengandung kristal-kristal tampak dengan jelas melalui pemeriksaan visual.

5. Berbentuk sarang labah (honeycombs)

Agregat ini tampak dengan jelas pori-porinya dan rongga-rongganya. Melalui pemeriksaan visual kita dapat melihat lubang-lubang pada batuannya.

2.4.3 Air

Fungsi dari air disini antara lain adalah sebagai bahan pencampur antara semen dan agregat. Air harus bebas dari bahan yang bersifat asam basa, dan

minyak. Air yang mengandung tumbuh-tumbuhan busuk harus benar-benar dihindari karena dapat mengganggu pengikatan semen. Pada umumnya air yang memenuhi persyaratan sebagai air minum juga memenuhi syarat bila dipakai untuk membuat beton, dengan pengecualian pada air minum yang banyak mengandung sulfat (Oglesby, 1996).

Air yang mengandung kotoran yang cukup banyak akan mengganggu proses pengerasan atau ketahanan beton. Kotoran secara umum dapat menyebabkan :

1. Gangguan pada hidrasi dan pengikatan 2. Gangguan pada kekuatan dan ketahanan

3. Perubahan volume yang dapat menyebabkan keretakan 4. Korosi pada tulangan baja maupun kehancuran beton 5. Bercak-bercak pada permukaan beton.

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.

2.4.4 Bahan Tambahan

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

1. Air entraining Agent, 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.

2. Chemical admixture, 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).

2.4.4.1 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.

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

2.4.4.2 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).

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

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.

2.4.4.3 Jenis Bahan Mineral Pembantu

1. Kerak Tanur Tinggi (Ground Granulated Blast Furnace)

Blast furnace slag adalah 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.

2. 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 silica fume ini lebih halus dari pada asap rokok. Silica fume berbentuk seperti fly ash tetapi ukuran nya lebih kecil sekitar seratus kali lipatnya. SF bisa didapat dalam bentuk bubuk , dipadatkan atau cairan yang 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.

3. 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 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.

2.4.4.4 Jenis Bahan Tambah Lainnya

Saat ini mulai dilakukan pengujian penambahan maupun pengganti 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.

1. Kerang

Kerang adalah hewan air yang termasuk hewan bertubuh lunak ( moluska ). Berasal dari bahasa lain, mollusscus yang berarti lunak, tubuhnya lunak dan tidak bersegmen, terbungkus oleh mantel yag terbuat dari jaringan khusus, dan umumnya dilengkapi dengan kelenjar-kelenjar yang dapat menghasilkan cangkang.

Semua kerang-kerangan memiliki sepasang cangkang disebut juga cangkok atau katup yang biasanya simetri cermin dan pada bagian tengah dorsal yang dihubungkan oleh jaringan ikat ( ligament ), berfungsi seperti engsel untuk membuka dan menutup cangkang dengan cara mengencangkan dan mengendurkan otot.

Jenis-jenis kerang yang telah diketahui hidup diperairan Indonesia adalah

A.granosa (kerang darah), A nodifera (kerang darah), A inflate (kerang bulu),

A.rhombea, A.antoguata (kerang gelatik) dan A. Indica (kerang mencos). Diantara ke-5 jenis kerang tersebut yang banyak tertangkap adalah kerang bulu.

Kerang termasuk komoditas laut yang sudah dapat dibudidayakan. Kerang yang sering dibudidayakan antara lain adalah jenis kerang darah, kerang hijau, kerang bulu, dan abalone (tiram). Kerang merupakan komoditas dengan pangsa pasar yang masih sangat terbuka. Komoditas ini dikenal dengan sebagai makanan dengan nilai eksklusif tinggi. Beberapa daerah mengembangkan budidaya kerang antara lain provinsi Sumatera Utara, Banten, Jawa Barat, Nusa Tenggara Timur dan Maluku.

Cangkang kerang

Cangkang adalah rangka luar pada kerang. Cangkang ini dibentuk oleh sel-sel cangkang (epitel mantel) yang mengeluarkan sekreta. Cangkang terdiri dari 3 lapisan dari luar kedalam adalah :

a. Periostrakum, yang berwarna hitam, terbuat dari bahan tanduk yang disebut cocchiolin

b. Prismatik, yang rsusun dari Kristal-kristal kalsium karbonat (zat kapur yang berbentuk prisma).

c. Lapisan nakreas (mutiara), juga terdiri dari Kristal-kristal kalsium karbonat (zat kapur yang berbentuk prisma tetapi susunannya lebih rapat). Engsel cangkang dibentuk oleh jaringan ikat yang disebut ligamentum. Kedua cangkang dapat membuka dan menutup, karena adanya dua otot adductor, satu terletak dibagian anterior dan satunya lagi terdapat dibagian posterior.

Cangkang kerang mengandung kalsium karbonat (CaCO3) dalam kadar yang

lebih tinggi bila dibandingkan dengan batu gamping, cangkang telur, keramik, atau bahan lainnya. Hal ini terlihat dari tingkat kekerasan cangkang kerang. Semakin keras cangkang, maka semakin tinggi kandungan kalsium karbonat(CaCO3)nya.

Gambar 2.11. Cangkang Kerang

Abu Cangkang Kerang

Abu cangkang kerang diperoleh dari proses pembakaran cangkang kerang hingga menjadi abu atau dimasukkan kedalam oven dengan suhu tertentu. Setelah itu cangkang kerang dengan sendirinya akan menjadi halus.

2.7. Tabel Komposisi Senyawa Pada Abu Cangkang Kerang

Komponen Kadar (% berat)

CaO 66.70

SiO2 7.88

Fe2O3 0.03

MgO 22.28

Al2O3 1.25

Sumber : Siregar, S. M. 2009 2.Lokan

Lokan (Polimesoda expansa) adalah hewan bercengkerang dari genus Polumesoda dan Famili Corbiculidae yang terdapat di kawasan berair di negara kita dan kawasan lain diseluruh dunia. Jenis lokan yang lebih besar adalah dari spesis Geloina expansa yang tingal dalam lumpur air payau. Hidupan ini terdapat dikawasn berair di tepi laut atau dikawasan tepi sungai yang mempunyai habitat sesuai untuk lokan hidup dalam pasir atau lumpur atu dikawasan berpasir.

Lokan merupakan hidupan yang mempunyai 2 cengkerang yang keras dan mempunyai warna puih kelabu, kekuningan, belang kehitaman bergantung kepada habitat dimana ianya hidup. Saiz lokan diantara 4 - 15 cm yang berbentuk seperti kulit kerang tetapi permukaan kerang adalah licin dan ada juga yang berketak-ketak. Lokan paya bakau mampu hidup dalam keadaan tanpa air untuk jangkamasa yang lama. Kebanyakan lokan adalah hidup secara semulajadi terutama dikawasan paya bakau tepi laut.

Tabel. 2.8 komposisi Lokam

Komponen Kadar (% berat)

CaO 65.90

SiO2 7.79

Fe2O3 1.08

MgO 23.88

Al2O3 1.35

Serbuk Lokan

Cangkang lokan tersebut dibersihkan dahulu dengan cara mencuci lalu dikeringkan, kemudian dihancurkan secara manual, yaitu menggunakan tenaga manusia dengan menggunakan alat berupa palu. Untuk memperoleh gradasi ukuran butiran yang baik, maka proses penghancuran tidak dilakukan terlalu keras, karena proses pengancuran yang terlalu keras akan menghasilkan banyak ukuran agregat yang terlalu halus, menyerupai debu (lolos saingan 200). Cangkang lokan yangtelah dihancurkan diperoleh berupa serbuk kemudian disaring dengan menggunakan saringanukuran dengan ukuran bervariasi antara 4,75 mm dan 0,15 mm (standar saringan ASTM)

Gambar 2.13. Cangkang lokan

Gambar 2.14. serbuk Lokan 3. Sikament NN

Sikament NN adalah cairan Superplasticizer yang sangat efektif dengan aksi ganda untuk produksi beton yang mengalir atau bahan untuk mengurangi air beton untuk membantu menghasilkan kekuatan awal dan kekuatan akhir tinggi. Bebas klorin. Sesuai dengan ASTM C 494-92 Type F

Sikament NN digunakan sebagai Superplasticizer dalam produksi beton yang mengalir untuk:

 Pelat dan fondasi.

 Bangunan ramping dengan penulangan rapat.  Permukaan dengan finishing bertekstur.

Juga sebagai bahan pengurang air untuk beton dengan kekuatan awal tinggi untuk:  Beton pra-cetak.

 Beton pra-tekan.

 Jembatan dan struktur penyangga.

Area dimana cetakan / bekisting harus cepat dipindahkan atau segera dibeban. Karakteristik dan Kelebihan Sikament NN adalah :

1. Sebagai Superplasticizer:

o _{Kelecakan (workability) meningkat tajam}

o Memudahkan pengecoran untuk struktur ramping dengan penulangan yang rapat.

o _{Mengurangi jumlah getaran yang dibutuhkan.}

o _{Waktu pengerasan normal tanpa perlambatan (retardation).} o _{Mengurangi resiko pemisahan (segregation) secara signifikan.} 2. Sebagai bahan pengurang air:

o _{Pengurangan air hingga 20% akan memberikan peningkatan 40%} kuat tekan dalam 28 hari

Sikament NN dapat digunakan dengan dosis 0.30% - 2.30% dari berat semen tergantung pada kelecakan dan kuat beton yang diperlukan. Disarankan untuk melakukan beberapa percobaan terlebih dahulu untuk menentukan dosis yang tepat.

Gambar 2.15. Sikament NN

Tabel. 2.9. Komposisi dari Plasticizer secara umum menjadi 5 kelas No. Komposisi

1 Asam Lignosulfonic dan kandungan garam-garam

2 Modifikasi dan turunan asam Lignisulfonic dan kandungan garam-garam 3 Hydroxylated carboxylic acids dan kandungan garam

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Umum

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah kajian eksperimental yang dilakukan di Laboratorium Beton Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Secara umum urutan tahap penelitian meliputi :

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, 28, dan 35 hari. g. Pengujian kuat tarik beton umur 7, 28, dan 35 hari.

Gambar 4.5 Grafik kuat tarik belah selinder umur 7, 28 dan 35 hari Keterangan :

I : Normal

II : 0%ACK + 30% Lokan III : 10%ACK + 30% Lokan

IV : 0%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN V : 10%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN

Dari hasil pengujian kuat tarik belah beton pada silinder beton pada umur 7 hari diperoleh hasil bahwa terjadi kenaikan tegangan tarik beton pada variasi I, II, III, dan IV

Tegangan R

ekah (

MP

Dilihat dari hasil pengujian tarik belah dengan pengujian 3 waktu yaitu 7 hari, 28 hari dan 35 hari, variasi I mengalami kenaikan dari pengujian awal dan akhir, begitu juga dengan variasi II, III dan variasi ke V. Variasi IV pada umur 7 hari sampai umur 28 hari hari mengalami kenaikan tegangan sebesar 4.75 kg/cm2 dan dari umur 28 ke 35 hari mengalami penurunan tegangan sebesar 0.15 kg/cm2.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian, analisa, dan pembahasan yang sudah dilaksanakan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

Hasil pengujian Tekan umur 7 hari

I. Beton Normal : 33,78 MPa

II. 0%ACK + 30% Lokan : 29,25 MPa

III.10%ACK + 30% Lokan : 24,08 MPa

IV.0%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN : 33,03 MPa V. 10%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN : 28,69 MPa Hasil pengujian Tekan umur 28 hari

I. Beton Normal : 42,46 MPa

II. 0%ACK + 30% Lokan : 42,46 MPa

III.10%ACK + 30% Lokan : 38,12 MPa

IV.0%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN : 42,09 MPa V. 10%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN : 41,33 MPa Hasil pengujian Tekan umur 35 hari

I. Beton Normal : 41,9 MPa

II. 0%ACK + 30% Lokan : 40.95 MPa

I. Beton Normal : 7,04 MPa

II. 0%ACK + 30% Lokan : 6,14 MPa

III.10%ACK + 30% Lokan : 6,37 MPa

IV.0%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN : 6,62 MPa V. 10%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN : 4,69 MPa Hasil pengujian kuat tarik belah umur 28 hari

I. Beton Normal : 11,80 MPa

II. 0%ACK + 30% Lokan : 10,55 MPa

III.10%ACK + 30% Lokan : 9,89 MPa

IV.0%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN : 11,22 MPa V. 10%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN : 8,26 MPa Hasil pengujian kuat tarik belah umur 35 hari

I. Beton Normal : 10,92 MPa

II. 0%ACK + 30% Lokan : 8,66 MPa

III.10%ACK + 30% Lokan : 10,07 MPa

IV.0%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN : 11,37 MPa V. 10%ACK + 30% Lokan + 2,3% Sikament NN : 6,84 MP

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. (1991). Tata Cara Recana Pembuatan Campuran Beton Normal, SK SNI T-15-1990-03. Bandung. Departemen Pekerjaan Umum, Yayasan LPBM.

Asroni, Ali. (2010). Balok dan Pelat Beton Bertulang. Surakarta. Graha Ilmu.

ASTM C33-74a, Standard Specification for Concrete Agregate. (1976). Annual Books of ASTM Standards. Philadelphia-USA.

ASTM C39, Compresive Strength of Cylindrical Concrete Specimens. (2002). Annual Books of ASTM Standards. Philadelphia-USA.

ASTM C494, Admixture Types A, F, or G and Self Compacting Concrete (SCC) Admixtures.

Annual Books of ASTM Standards. Philadelphia-USA.

Dipohusodo, Istimawan. (1999). Struktur Beton Bertulang, Cetakan Kedua. Jakarta. PT Gramedia Pustaka Utama.

Http://www.risvank.com/2011/11/28/diversifikasi-produk-pabrik-gula/ Mindness, S., dan young, J.F. (1981).Concrete. Prentice Hall.

Mulyono, Tri. (2003). Teknologi Beton. Yogyakarta. ANDI

Nawy, E.G. (1998). Beton Bertulang (Suatu Pendekatan Dasar). Bandung. Refika Aditama SNI 03-1972-1990 Metode Pengujian Slump Beton.

SNI 03-2495-1991 Spesifikasi Bahan Tambahan untuk Beton

SNI 15-2049-2004 Semen Portland