38
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Umum
Metode yang digunakan dalam penelitian ini merupakan kajian eksperimental. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa,
Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun urutan tahap penelitian yang dilakukan yaitu:
a. Pemilihan dan penyediaan bahan penyusun beton
b. Penghalusan kerak boiler dan cangkang telur
c. Pengujian bahan penyusun beton
d. Perencanaan proporsi campuran beton mix design
e. Penimbangan bahan penyusun beton
f. Pembuatan cetakan
g. Pengecoran
h. Pengujian slump test
i. Perawatan
j. Pengujian absorbsi beton
k. Pengujian kuat tekan beton
l. Pengujian kuat tarik beton.
Universitas Sumatera Utara
39
3.2 Diagram Alur Penelitian
Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi Penelitian
Mulai
Persiapan Alat dan Bahan Penghalusan
Kerak Boiler Penghalusan
Cangkang Telur
Semen Pasir
Kerikil Air
Campuran pada Agregat
Campuran pada Semen
Pemeriksaan Bahan
Perencanaan Mix Design
Penimbangan Bahan Pembuatan Cetakan
Pengujian Slump Test
Pengujian Absorbsi Beton Pengujian Kuat Tarik Belah
Pengujian Kuat Tekan Beton
Selesai Perawatan beton
Kesimpulan Analisa
Jika Memenuhi Syarat Jika Tidak
Memenuhi Syarat
Universitas Sumatera Utara
40
3.3 Bahan Penyusun Beton
Bahan utama penyusun beton segar normal terdiri dari semen, pasir agregat halus, kerikil agregat kasar, dan air. Dengan menggunakan proporsi
campuran yang tepat, bisa didapat karakteristik yang diinginkan. Namun selain beton normal, bisa juga ditambah dengan bahan tambahan lainnya untuk
mendapatkan kekuatan yang lebih efektif dan lebih ekonomis.
3.3.1 Semen
Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen jenis OPC ordinary Portland cement tipe I, yang diproduksi oleh PT. SEMEN PADANG
dalam kemasan 1 zak 50 kg.
3.3.2 Agregat Halus
Agregat halus yang dipakai dalam campurandilakukan pemeriksaan- pemeriksaan sebagai berikut:
a. Analisa ayakan
b. Pemeriksaan kadar lumpur pencucian pasir lewat ayakan no 200
c. Pemeriksaan kandungan organik colorimetric test
d. Pemeriksaan kadar liat clay lump
e. Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi
f. Pemeriksaan berat isi
Analisa Ayakan
a. Tujuan :
Untuk memeriksa penyebaran butiran gradasi dan menentukan nilai modulus kehalusan pasir FM.
Universitas Sumatera Utara
41
b. Hasil pemeriksaan :
Modulus kehalusan pasir FM : 2,62 Pasir dapat dikategorikan pasir sedang.
c. Pedoman :
�� = �
� � �ℎ� ℎ�
� � � � , 5
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
Pemeriksaan Kadar Lumpur Pencucian Pasir Lewat Ayakan no 200
a. Tujuan :
Untuk memeriksa kandungan lumpur pada pasir. b.
Hasil pemeriksaan : Kandungan lumpur : 2.1 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
42
Pemeriksaan Kadar Liat Clay Lump
a. Tujuan :
Untuk memeriksa kandungan liat pada pasir. b.
Hasil pemeriksaan : Kandungan liat : 0,8 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.
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 :
2470 kgm
3
Beart jenis semu :
2540 kgm
3
Absorbsi :
1,11 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,
Universitas Sumatera Utara
43
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
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.
Universitas Sumatera Utara
44
3.3.3 Agregat Kasar
Agregat kasar yang digunakan untuk beton merupakan kerikil hasil disintegrasi dari batu-batuan atau berupa batu pecah split yang diperoleh dari
alat pemecah batu dengan syarat ukuran butiran olos ayakan 38,1 mm dan tertahan pada ayakan 4,76 mm. Pemeriksaan-pemeriksaan yang dilakukan adalah sebagai
berikut: a.
Analisa ayakan b.
Pemeriksaan kadar lumpur pencucian kerikil lewat ayakan no 200 c.
Pemeriksaan keausan menggunakan mesin Los Angeles d.
Pemeriksaan berat isi e.
Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi
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 : 6,91 5,5 6,91 7,5, memenuhi persyaratan.
c. Pedoman :
1.
�� =
� � � ℎ ℎ�
� , 5
2. Agregat kasar untuk campuran beton adalah agregat kasar dengan modulus kehalusan FM antara 5,5 sampai 7,5.
Universitas Sumatera Utara
45
Pemeriksaan Kadar Lumpur Pencucian Kerikil Lewat Ayakan no 200
a. Tujuan :
Untuk memeriksa kandungan lumpur pada kerikil. b.
Hasil pemeriksaan : Kandungan lumpur : 0,5 1, memenuhi persyaratan.
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.
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.
Universitas Sumatera Utara
46
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 padat bila dirojok daripada disiram. Dengan mengetahui berat isi maka kita dapat mengetahui berat dengan hanya mengetahui
volumenya saja.
Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi
a. Tujuan :
Untuk menentukan berat jenis specific gravity dan penyerapan air absorbsi kerikil.
b. Hasil pemeriksaan :
Berat jenis SSD :
2600 kgm
3
Berat jenis kering :
2570 kgm
3
Berat jenis semu :
2660 kgm
3
Absorbsi :
1,3
Universitas Sumatera Utara
47
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
3.3.4 Abu Kerak Boiler
Dalam penelitian ini, kerak boiler yang dimasukkan berasal dari PT. Surya Panen Subur 2, lokasi di Desa Pulo Kruet, Kec. Darul Makmur, Kab. Nagan Raya,
Aceh. Abu kerak boiler ini didapat dari penghalusan dari Kerak Boiler Kelapa Sawit. Abu kerak boiler yang dipakai yaitu yang lolos saringsan 4,75 mm.
Pemeriksaan-pemeriksaan yang dilakukan adalah sebagai berikut: a.
Analisa ayakan b.
Pemeriksaan kadar lumpur pencucian cangkang kelapa sawit lewat ayakan no 200
c. Pemeriksaan kandungan organic colorimetric test
d. Pemeriksaan clay lump
Universitas Sumatera Utara
48
e. Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi
f. Pemeriksaan berat isi
Analisa Ayakan
a. Tujuan :
Untuk memeriksa penyebaran butiran gradasi dan menentukan nilai modulus kehalusan abu kerak boiler FM.
b. Hasil pemeriksaan :
Modulus kehalusan pasir FM : 3,01 Abu kerak boiler dapat dikategorikan pasir kasar.
c. Pedoman :
�� = �
� � �ℎ� ℎ�
� � � � , 5
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
Pemeriksaan Kadar Lumpur Pencucian Pasir Lewat Ayakan no 200
a. Tujuan :
Untuk memeriksa kandungan lumpur pada abu kerak boiler. b.
Hasil pemeriksaan : Kandungan lumpur : 0,9 5, memenuhi persyaratan.
Universitas Sumatera Utara
49
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.
Pemeriksaan Kadar Liat Clay Lump
a. Tujuan :
Untuk memeriksa kandungan liat pada abu kerak boiler. b.
Hasil pemeriksaan : Kandungan liat : 0,6 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.
Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi
a. Tujuan :
Untuk menentukan berat jenis specific gravity dan penyerapan air absorbsi abu kerak boiler.
b. Hasil pemeriksaan :
Berat jenis SSD :
1880 kgm
3
Berat jenis kering :
1780 kgm
3
Beart jenis semu :
1970 kgm
3
Universitas Sumatera Utara
50
Absorbsi :
5.27 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
Pemeriksaan Berat Isi
a. Tujuan :
Untuk menentukan berat isi unit weight abu kerak boiler dalam keadaan padat dan longgar.
b. Hasil pemeriksaan :
Berat isi keadaan rojokpadat : 1348,09 kgm
3
Berat isi keadaan longgar :
1199,66 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
Universitas Sumatera Utara
51
pasir akan lebih padat bila dirojok daripada disiram. Dengan mengetahui berat isi maka kita dapat mengetahui berat dengan hanya mengetahui
volumenya saja.
3.3.5 Cangkang Telur
Cangkang telur yang dikumpulkan berasal dari rumah makan ataupun took roti. Cangkang telur yang digunakan dalam penelitian ini hanya menggunakan
telur ayam. Cangkang yang didapat dibersihkan dari bahan organik, kemudian dijemur dibawah terik matahari selama 5 hari kemudian dihaluskan hingga
mencapai lolos ayakan 200.
3.3.6 Air Syarat air yang layak digunakan dalam campuran adalah air yang tidak
berwarna, jernih dan tidak mengandung kotoran. Jadi air harus berasal dari sumber yang bersih. 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.
3.4 Perencanaan Campuran Beton Mix Design
Perencanaan campuran beton dimaksudkan untuk mendapatkan kubikasi yang tepat pada saat pengecoran serta untuk mendapatkan beton yang ekonomis
juga. Namun apabila menggunakan bahan penyusun yang baik belum tentu menjamin akan menghasilkan beton yang baik apabila proporsi campuran tidak
dirancang dengan benar.
Universitas Sumatera Utara
52
Unsur-unsur pembentuk beton harus ditentukan secara proporsional, sehingga terpenuhi syarat-syarat:
1. Nilai kekenyalan atau kelecakan tertentu yang memudahkan adukan beton
yang akan ditempatkan pada cetakanbekisting sifat kemudahan dalam mengerjakanworkability 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 mencapai umur layan.
3. Ekonomis dan optimum dalam pemakaian semen.
Dari hasil perhitungan mix design diperoleh perbandingan campuran beton sebagai berikut:
a. Variasi I Beton Normal
Semen : air : pasir : kerikil = 1 : 0,40 : 1,12 : 2,60 b.
Variasi II tambahan 5 CT 10 AKB Semen : air : pasir : kerikil : CT : AKB = 1 : 0,42 : 1,08 : 2,68 : 0,05 : 0,12
c. Variasi III Tambahan 5 CT 15 AKB
Semen : air : pasir : kerikil : CT : AKB = 1 : 0,42 : 1,02 : 2,67 : 0,05 : 0,18 d.
Variasi IV Tambahan 5 CT 25 AKB Semen : air : pasir : kerikil : CT : AKB = 1 : 0,42 : 0,92 : 2,61 : 0,05 : 0,31
e. Variasi V Tambahan 7,5 CT 10 AKB
Semen : air : pasir : kerikil : CT : AKB = 1 : 0,43 : 1,11 : 2,75 : 0,08 : 0,12 f.
Variasi VI Tambahan 7,5 CT 15 AKB Semen : air : pasir : kerikil : CT : AKB = 1 : 0,43 : 1,05 : 2,74 : 0,08 : 0,19
Universitas Sumatera Utara
53
g. Variasi VII Tambahan 7,5 CT 25 AKB
Semen : air : pasir : kerikil : CT : AKB = 1 : 0,43 : 0,95 : 2,68 : 0,08 : 0,32
No Variasi
Material Variasi I Variasi II Variasi III
Variasi IV
1 Semen kg
1 1
1 1
2 Air kg
0,40 0,42
0,42 0,42
3 Pasir kg
1,12 1,08
1,02 0,92
4 Kerikil kg
2,60 2,68
2,67 2,61
5 AKB kg
- 0,12
0,18 0,31
6 CT kg
- 0,05
Tabel 3.1 Komposisi Kebutuhan Bahan Campuran Beton untuk 1 m
3
No Variasi
Material Variasi V
Variasi VI Variasi VII
1 Semen kg
1 1
1 2
Air kg 0,43
0,43 0,43
3 Pasir kg
1,11 1,05
0,95 4
Kerikil kg 2,75
2,74 2,68
5 AKB kg
0,12 0,19
0,32 6
CT kg 0,08
Universitas Sumatera Utara
54
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Waktu Ikat Semen
Waktu ikat semen merupakan suatu proses reaksi kimia yang terjadi karena adanya pencampuran air dengan semen, semen yang terkena air akan
bereaksi membentuk suatu ikatan dari pasta menjadi beton, lama proses pengikatan ini yang dinamakan waktu ikat semen.
Lama proses pengikatan yang terjadi terjadi berbeda-beda tergantung dari semen yang digunakan dan apabila terdapat bahan tambahan maka waktu ikat
semen juga akan berubah. Pengujian waktu ikat semen didasarkan pada SNI-03- 6827-2002. Hasil pengujian waktu ikat semen disajikan pada tabel 4.1.
No Waktu Penelitian
menit Penurunan cm
Cangkang Telur 5 Cangkang Telur 7.5 1
30 4.3
4 2
45 4.3
4 3
60 4.3
3.8 4
75 4.3
3.2 5
90 4.3
2.7 6
105 4
2.1 7
120 4
1.3 8
135 4
0.7 9
150 3.5
Universitas Sumatera Utara