31
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Umum
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah kajian eksperimental yang dilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa, Departemen Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara. Waktu penelitian direncanakan kurang lebih 3 bulan yakni mulai bulan Juni
– September 2016. Secara umum urutan tahapan penelitian ini meliputi:
a. Penyediaan bahan penyusun beton. b. Pemeriksaan bahan.
c. Perencanaan campuran beton mix design. d. Perencanaan tulangan balok.
e. Pengujian slump. f. Pembuatan benda uji silinder.
g. Perawatan benda uji silinder. h. Pembuatan benda uji balok.
i. Perawatan benda uji balok. j. Pengujian kuat lentur dan pengamatan pola retak.
k. Perencanaan ulang tulangan balok.
Universitas Sumatera Utara
32
3.2 Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi Penelitian
Mulai Perumusan Masalah
Persiapan Alat dan Bahan
Pemeriksaan Bahan Mix Design
Pengujian Slump Pembuatan Benda Uji Balok
Perawatan
Analisis Data Kesimpulan
Selesai Pengujian Kuat Lentur dan Pola Retak
Perencanaan Tulangan Balok
Semen Batu Pecah
Pasir Air
Serat Nilon
Universitas Sumatera Utara
33
3.3 Persiapan Alat dan Bahan
3.3.1 Bahan
Bahan yang digunakan sebagai objek penelitian ini adalah Serat Nilon dari PT. Findotek. Untuk bahan lain yang digunakan adalah semen, agregat halus pasir,
agregat kasar kerikil, dan air.
3.3.2 Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Laboratorium Bahan Rekayasa, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara.
3.4 Pemeriksaan Bahan Penyusun Beton
Tahap pertama yang dilaksanakan dalam pembuatan beton adalah pemilihan bahan-bahan penyusun. Pemilihan bahan-bahan penyusun yang baik akan
menghasikan beton yang baik pula. Setelah mengevaluasi apa saja bahan-bahan yang akan digunakan. Maka diperlukan pemeriksaan bahan di laboratorium. Hal
ini penting karena untuk mengetahui apakah bahan-bahan yang kita pilih sudah sesuai standar dan dapat digunakan untuk campuran beton.
3.4.1 Semen
Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen tipe I yang diproduksi oleh PT. SEMEN PADANG dalam kemasan 1 zak 50 kg.
Universitas Sumatera Utara
34
3.4.2 Agregat Halus
Agregat halus yang dipakai dilakukan pemeriksaan-pemeriksaan sebagai berikut: 1. Analisa ayakan
2. Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi 3. Pemeriksaan berat isi
4. Pemeriksaan kadar lumpur pencucian pasir lewat ayakan no 200 5. Pemeriksaan kandungan organik colorimetric test
6. Pemeriksaan kadar liat clay lump
3.4.2.1 Analisa Ayakan
a. Tujuan Untuk memeriksa penyebaran butiran gradasi dan menentukan nilai
modulus kehalusan pasir FM. b. Hasil pemeriksaan
Modulus kehalusan pasir FM : 2,62 Pasir dapat dikategorikan pasir sedang.
c. Pedoman � =
� ℎ ℎ�
,
Berdasarkan nilai modulus kehalusan FM, agregat halus dibagi dalam beberapa kelas, yaitu:
Pasir halus : 2,20 FM 2,60
Pasir sedang : 2,60 FM 2,90
Pasir kasar : 2,90 FM 3,20
Universitas Sumatera Utara
35
3.4.2.2 Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi
a. Tujuan Untuk menentukan berat jenis specific gravity dan penyerapan air absorbsi
pasir.
b. Hasil pemeriksaan
Berat jenis SSD :
2490 kgm
3
Berat jenis kering
: 2460 kgm
3
Beart jenis semu
: 2530 kgm
3
Absorbsi
: 1,21
c. Pedoman Berat jenis SSD adalah perbandingan antara berat dalam keadaan SSD dengan
volume dalam keadaan SSD. Keadaan SSD Saturated Surface Dry dimana permukaan jenuh dengan uap air sedangkan dalamnya kering. Keadaan kering
dimana pori-pori berisikan udara tanpa air dengan kandungan air sama dengan nol. Sedangkan keadaan semu dimana basah total dengan pori-pori penuh air.
Absorbsi atau penyerapan air adalah persentase dari berat yang hilang terhadap berat kering dimana absorbsi terjadi dari keadaan SSD sampai kering.
Hasil pengujian harus memenuhi: Berat jenis kering berat jenis SSD berat jenis semu
Universitas Sumatera Utara
36
3.4.2.3 Pemeriksaan Berat Isi
a. Tujuan Untuk menentukan berat isi unit weight pasir dalam keadaan padat dan longgar.
b. Hasil pemeriksaan Berat isi keadaan rojokpadat :
1388,94 kgm
3
Berat isi keadaan longgar :
1247,32 kgm
3
c. Pedoman Dari hasil pemeriksaan diketahui bahwa berat isi dengan cara merojok lebih besar
daripada berat isi dengan cara menyiram, hal ini berarti bahwa pasir akan lebih padat bila dirojok daripada disiram. Dengan mengetahui berat isi maka kita dapat
mengetahui berat dengan hanya mengetahui volumenya saja.
3.4.2.4 Pemeriksaan Kadar Lumpur Pencucian Pasir Lewat Ayakan no 200
a. Tujuan Untuk memeriksa kandungan lumpur pada pasir.
b. Hasil pemeriksaan Kandungan lumpur : 2 5, memenuhi persyaratan.
c. Pedoman Kandungan lumpur yang terdapat pada agregat halus tidak dibenarkan melebihi
5 dari berat kering. Apabila kadar lumpur melebihi 5 maka pasir harus dicuci.
Universitas Sumatera Utara
37
3.4.2.5 Pemeriksaan Kandungan Organik Colorimetric Test
a. Tujuan Untuk memeriksa kadar bahan organic yang terkandung dalam pasir.
b. Hasil pemeriksaan Warna kuning terang standar warna No.3, memenuhi persyaratan.
c. Pedoman Standar warna No.3 adalah batas yang menentukan apakah kadar bahan organik
pada pasir lebih kurang dari yang disyaratkan.
3.4.2.6 Pemeriksaan Kadar Liat Clay Lump
a. Tujuan Untuk memeriksa kandungan liat pada pasir.
b. Hasil pemeriksaan Kandungan liat : 0,5 1, memenuhi persyaratan.
c. Pedoman Kandungan liat yang terdapat pada agregat halus tidak boleh melebihi 1 dari
berat kering. Apabila kadar liat melebihi 1 maka pasir harus dicuci.
3.4.3 Agregat Kasar
Agregat kasar yang digunakan adalah yang lolos ayakan 38,1 mm dan tertahan pada ayakan 4,76 mm. Pemeriksaan-pemeriksaan yang dilakukan adalah sebagai
berikut: 1.
Analisa ayakan
Universitas Sumatera Utara
38
2. Pemeriksaan kadar lumpur pencucian kerikil lewat ayakan no 200
3. Pemeriksaan keausan menggunakan mesin Los Angeles
4. Pemeriksaan berat isi
5. Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi
3.4.3.1 Analisa Ayakan
a. Tujuan Untuk memeriksa penyebaran butiran gradasi dan menentukan nilai modulus
kehalusan fineness modulus FM kerikil. b. Hasil pemeriksaan
Modulus kehalusan kerikil FM : 6,9 5,5 6,9 7,5
memenuhi persyaratan. c. Pedoman
1. � =
� �
ℎ ℎ� ,
2. Agregat kasar untuk campuran beton adalah agregat kasar dengan modulus kehalusan FM antara 5,5 sampai 7,5.
3.4.3.2 Pemeriksaan Kadar Lumpur Pencucian Kerikil Lewat Ayakan no 200
a. Tujuan Untuk memeriksa kandungan lumpur pada kerikil.
b. Hasil pemeriksaan Kandungan lumpur : 0,45 1
memenuhi persyaratan.
Universitas Sumatera Utara
39
c. Pedoman Kandungan lumpur yang terdapat pada agregat kasar tidak dibenarkan melebihi
1 ditentukan dari berat kering. Apabila kadar lumpur melebihi 1 maka kerikil harus dicuci.
3.4.3.3 Pemeriksaan Keausan Menggunakan Mesin Los Angeles
a. Tujuan Untuk memeriksa ketahanan aus agregat kasar.
b. Hasil pemeriksaan Persentase keausan : 17,28 50, memenuhi persyaratan.
c. Pedoman 1.
=
− ℎ�
2. Pada pengujian keausan dengan mesin Los Angeles, persentaase keausan tidak boleh lebih dari 50.
3.4.3.4 Pemeriksaan Berat Isi
a. Tujuan Untuk memeriksa berat isi unit weight agregat kasar dalam keadaan padat dan
longgar. b. Hasil pemeriksaan
Berat isi keadaan rojokpadat : 1744,96 kgm
3
Berat isi keadaan longgar :
1640,87 kgm
3
c. Pedoman Dari hasil pemeriksaan diketahui bahwa berat isi dengan cara merojok lebih besar
daripada berat isi dengan cara menyiram, hal ini berarti bahwa kerikil akan lebih
Universitas Sumatera Utara
40
padat bila dirojok daripada disiram. Dengan mengetahui berat isi maka kita dapat mengetahui berat dengan hanya mengetahui volumenya saja.
3.4.3.5 Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi
a. Tujuan Untuk menentukan berat jenis specific gravity dan penyerapan air absorbsi
kerikil. b. Hasil pemeriksaan
Berat jenis SSD : 2610 kgm
3
Berat jenis kering : 2570 kgm
3
Berat jenis semu : 2670 kgm
3
Absorbsi :
1,46 c. Pedoman
Berat jenis SSD adalah perbandingan antara berat dalam keadaan SSD dengan volume dalam keadaan SSD. Keadaan SSD Saturated Surface Dry dimana
permukaan jenuh dengan uap air sedangkan dalamnya kering, keadaan kering dimana pori-pori berisikan udara tanpa air dengan kandungan air sama dengan
nol, sedangkan keadaan semu dimana basah total dengan pori-pori penuh air. Absorbsi atau penyerapan air adalah persentase dari berat yang hilang terhadap
berat kering dimana absorbsi terjadi dari keadaan SSD sampai kering.
Hasil pengujian harus memenuhi: Berat jenis kering berat jenis SSD berat jenis semu
Universitas Sumatera Utara
41
3.4.4 Air
Air yang digunakan adalah air yang berasal dari sumber yang bersih. Air yang layak digunakan adalah air yang tidak berwarna, jernih dan tidak mengandung
kotoran-kotoran. Air yang digunakan dalam penelitian ini adalah air yang berasal dari PDAM Tirtanadi, di Laboratorium Bahan Rekayasa, Departemen Teknik
Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3.5 Perencanaan Campuran Beton
Mix Design
Perancangan campuran beton merupakan suatu usaha untuk mendapatkan sifat- sifat fisik beton yang seekonomis mungkin dengan menggunakan bahan penyusun
yang ada. Menggunakan bahan penyusun yang baik belum tentumenjamin akan menghasilkan beton yang baik apabila proporsicampuran tidak dirancang dengan
benar. Unsur-unsur pembentuk beton harus ditentukan secara proporsional, sehingga
terpenuhi syarat-syarat: 1. Nilai kekenyalan atau kelecakan tertentu yang memudahkan adukan beton
ditempatkan pada cetakanbekisting sifat kemudahan dalam mengerjakan dan memberikan kehalusan permukaan beton segar. Kekenyalan ditentukan
dari volume pasta adukan, keenceran pasta adukan, serta perbandingan campuran agregat halus dan kasar.
2. Kekuatan rencana dan ketahanan beton setelah mengeras. 3. Ekonomis dan optimum dalam pemakaian semen.
Serat nilon = 2 dari volume semen
Universitas Sumatera Utara
42
ρ semen = 3150 kgm
3
ρ serat nilon = 910 kgm
3
V semen =
�
=
,
= ,
m serat =
� � = ,
= , Dari hasil perhitungan mix design diperoleh perbandingan campuran beton
sebagai berikut:
Material Variasi Balok
Semen kg
Pasir kg
Kerikil kg
Air kg
Serat Nilon kg
Normal 52,171
85,539 173,670
26,640 -
Serat Nilon 2 52,171
85,539 173,670
26,640 0,301
Tabel 3.1 Komposisi Kebutuhan Bahan Campuran Balok
3.6 Perencanaan Tulangan Balok