BAB III BAHAN DAN METODE
3.1 Umum
Metode yang digunakan pada penulisan ini adalah berdasarkan eksperimental di Laboratorium Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Penelitian ini terdiri dari
beberapa tahap yaitu: 1.
Tahap persiapan; terdiri dari pengumpulan bahan literatus dan penyediaan material,
2. Tahap pengujian material; semen, agregat halus, agregat kasar dan baja
tulangan, 3.
Tahap pembuatan benda uji; pembuatan cetakan balok beton, merakit tulangan, pengecoran dan perawatan benda uji
4. Tahap pengujian benda uji; analisa data, pembuatan laporan awal, seminar
hasil penelitian dan penyelasaian laporan akhir.
3.2 Bahan Penyusun Beton
Bahan penyusun beton yang digunakan dalam pembuatan benda uji adalah: semen portlan, agregat halus, agregat kasar dan air. Perbandingan campuran yang
digunakan adalah perbandingan jumlah bahan penyusun beton yang lebih ekonomis dan efisien. Mutu beton yang digunakan adalah K-250. Material penyusun beton yang
digunakan dalam penelitian ini diperiksa di Laboratorium.
Universitas Sumatera Utara
3.2.1 Semen
Semen yang digunakan adalah semen type I yang diproduksi PT Semen Padang. Bahan mentah yang digunakan dalam pembuatan semen adalah batu kapur, batu silika,
tanah liat dan pasir besi. Dari total kebutuhan bahan mentah, batu kapur yang depositnya terdapat di bukit karang putih ± 2 km dari pabrik digunakan sebanyak 81 . Batu
silika yang depositnya berasala dari bukit ngalau ± 1,5 km dari pabrik digunakan sebanyak ± 9 dan tanah liat diperoleh disekitar Kecamatan Kuranji, Kota Padang
digunakan sejumlah ± 9. Sedangkan kebutuhan pasir besi ± 1 didatangkan dari Cilacap. Pada penggilingan akhir ditambahkan gypsum 3-5 yang didatangkan dari
Thailand. Gypsum alam dan gypsum sintetis dari PT Petro Kimia Gresik. Secara garis besar proses produksi semen melalui 5 tahapan, yaitu:
1. Penambangan dan penyimpanan bahan mentah,
2. Penggilingan dan pencampuran bahan mentah,
3. Homogenisasi hasil penggilingan bahan mentah,
4. Pembakaran,
5. Penggilingan akhir hasil pembakaran
Dalam Proses kering, penggilingan bahan di Raw Mill udara panas dialirkan dari tanur putar Kiln sehingga dihasilkan Raw Mix dengan kandungan air 1 Setelah
menjalani proses homogenisasi, Raw Mix dibakar di Tanur putar kiln dengan bahan bakar batu bara. Hasil pembakaran adalah berupa butiran hitam yang disebut
terakklinker.
Universitas Sumatera Utara
Proses selanjutnya adalah penggilingan akhir klinker di tromol semen Cement Mill dengan menambahkan sejumlah gypsum dengan perbandingan tertentu. Hasil dari
penggilingan akhir ini adalah semen yang siap untuk kepasaran dalam kemasan kantongcurah.
3.2.2 Agregat halus
Material agregat halus yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir yang berasal dari PT Kraton, dan pemeriksaan yang dilakukan terhadap agregat halus antara
lain pada tabel 3.1. Tabel 3.1 Pemeriksaaan yang dilakukan terhadap agregat halus
No. Pemeriksaaan
Tujuan Pemeriksaan
1. Fineness Modulus
Menentukan pembagian butiran gradasi agregat dan modulus
kehalusan. Data distribusi butiran pada
agregat diperlukan dalam perencanaan adukan beton.
2. Specific Gravity, Gs
1. Berat Jenis Bulk
2. Berat Jenis Semu Apparent
3. Berat Jenis SSD
4. Penyerapan Absorbtion
Menentukan bulk dan apparent specific gravity serta penyerapan
absorption dari agregat halus menurut
prosedur ASTM C-128. Nilai ini
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.1 lanjutan diperlukan untuk
menetapkan besarnya komposisi volume agregat dalam adukan
beton.
3.
Bobot Isi Padat Menentukan berat isi agregat
halus, kasar atau campuran
4. Jumlah bahan dalam Agregat yang
lolos Saringan 200 kadar lumpur lolos ayakan No.200
Menentukan persentase berat bahan dalam agregat halus yang
lolos saringan no. 200 dengan cara pencucian
5.
Kadar Organik Menentukan kandungan bahan
organik dalam agregat halus berdasarkan
stándar warna Hellitage Tester ASTM C – 40. Kandungan
bahan organik yang berlebihan pada unsur bahan
beton dapat mempengaruhi kualitas beton.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.1 lanjutan 6.
Soundmess test of fine aggregate by use sodium sulfate Weighted
Percentage Loss
3.2.3 Agregat kasar
Material agregat kasar yang digunakan dalam penelitian ini adalah split ¾” dan split ½” yang berasal dari PT.Kraton. Pemeriksaan yang dilakukan terhadap agregat
kasar antara lain pada tabel 3.2. Tabel 3.2 Pemeriksaan yang dilakukan terhadap agregat kasar
No. Pemeriksaaan
Tujuan Pemeriksaan
1. Fineness Modulus
Menentukan pembagian butiran gradasi agregat dan modulus
kehalusan. Data distribusi butiran pada
agregat diperlukan dalam perencanaan adukan beton.
2. Specific Gravity, Gs
1. Berat Jenis Bulk
2. Berat Jenis Semu Apparent
3. Berat Jenis SSD
4. Penyerapan Absorbtion
Menentukan bulk dan apparent specific gravity serta penyerapan
absorption dari agregat halus menurut
prosedur ASTM C-128. Nilai ini
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.2 lanjutan diperlukan untuk
menetapkan besarnya komposisi volume agregat dalam adukan
beton.
3.
Bobot Isi Padat Menentukan berat isi agregat
halus, kasar atau campuran
4. Jumlah bahan dalam Agregat yang
lolos Saringan 200 kadar lumpur lolos ayakan No.200
Menentukan persentase berat bahan dalam agregat halus yang
lolos saringan no.200 dengan cara pencucian
5.
Kadar Organik Menentukan kandungan bahan
organik dalam agregat halus berdasarkan
stándar warna Hellitage Tester ASTM C – 40 . Kandungan
bahan organik yang berlebihan pada unsur bahan
beton dapat mempengaruhi kualitas beton.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.2 lanjutan 6.
Soundmess test of fine aggregate by use sodium sulfate Weighted
Percentage Loss
3.2.4 Air
Air yang digunakan dalam pengujian ini diambil dari air sumur bor lokasi proyek Kuala Namu dengan kondisi keruh. Pemeriksaan yang dilakukan terhadap Air antara
lain pada tabel 3.3. Tabel 3.3 Pemeriksaan yang dilakukan terhadap air
No. PARAMETER
SAT. TUJUAN PEMERIKSAAN
A. FISIKA 1
Warna Pt-Co
Mengetahui kadar Fisika 2
Bau dan rasa -
3 Temperatur
C 4
kekeruhan NTU
5 Daya hantar listrik
uscm
B. KIMIA ANORGANIK 1
Alkalinitas mgL
Mengetahui kadar Kimia Anorganik
2 Aluminium Al
mgL 3
Ammonia NH3-N mgL
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.3 lanjutan 4
Besi Fe mgL
5 Flourida F
mgL 6
Khlorida Cl mgL
7 Kesadahan sebagai CaCO3
mgL 8
Kromium Cr mgL
9 Mangan Mn
mgL 10
Nitrat sebagai N mgL
11 Nitrit sebagai N
mgL 12
pH 13
Seng Zn mgL
14 Sianida CN
mgL 15
Sulfat SO4 mgL
16 Sulfida H2S
mgL 17
Tembaga Cu mgL
18 Total padatan terlarut
mgL
C. KIMIA ORGANIK 1
Zat Organik sebagai KMnO4 mgL
Mengetahui kadar kimia Organik
Sumber: Laboratorium PDAM Tirtanadi, 2009
3.2.5 Baja Tulangan
Tulangan baja yang digunakan terdiri dari atas tulangan lentur D12 dan tulangan geser Ø6, produksi PT. Putra Baja Deli. Pengujian hasil analisa komposisi kimia
berdasarkan standar uji: ASTM A 751 dengan menggunakan mesin uji: ARL Spark
Universitas Sumatera Utara
Spektrometer. Sedangkan untuk pengujian tarik digunakan standar uji: SNI 07-2052- 2002 dengan mesin uji: UPM 200 1000.
Unsur Pemeriksaan yang dilakukan terhadap baja tulangan antara lain seperti pada tabel 3.4.
Tabel 3.4 Pemeriksaan yang dilakukan terhadap baja tulangan
Komposisi kimia terdiri dari: Lambang
Nama Fe
Besi C
Karbon Si
Silikon Mn
Mangan Cr
Krom Ni
Nikel Mo
Molibden Cu
Tembaga Al
Alumunium V
Vanadium W
Wolfram Ti
Titanium Nb
Niobium B
Boron S
Belerang P
Fosfor Uji Lengkung Statis, terdiri dari:
1. diameter mm
2. Jarak tumpuan mm
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.4 lanjutan 3.
Diameter penekan mm 4.
Gaya maksimum kN 5.
Sudut lengkung derajat 6.
Penampilan 7.
Keterangan Uji Tarik Statis, terdiri dari:
1. diameter mm
2. Luas Penampang Ao mm2
3. BEban luluh FE kN
4. Beban tarik Fm kN
5. Kuat luluh Ty Nmm2
6. Kuat tari Tu Nmm2
7. Elongasi e
Sumber: Lab. B2TKS BPPT, 2010
3.2.6 FIBER REINFORCED POLYMER
Fiber Reinforced Polymer FRP yang dipakai sebagai perkuatan adalah dari bahan carbon dan perekat yang digunakan adalah epoxy imprgnation resin yang
merupakan produksi PT. Sika Indonesia. Spesifikasi material pada tabel 3.5. Tabel 3.5 Spesifikasi material Fiber Reinforced Polymer FRP
Fiber Reinforced Polymer
Produck description SikaWrap® -231 C is a unidirectional woven
carbon fiber fabricfor the dry application process. Fiber Type
High strength carbon fibers.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.5 lanjutan
Fabric Construction Fiber orientation: 0 ° unidirectional
Warp: carbon fibers 98 of total areal weight Weft: thermoplastic heat-set fibers 2 of total
areal weight Area Weight
230 gmÇ ± 12 gmÇ Fabric design Thickness
0.127 mm based on total carbon content Fiber Density
1.80 gcmÑ
Dry Fiber Properties Tensile strength: 4900 NmmÇ nominal
Tensile E-modulus: 230000 NmmÇ nominal Elongation at break:2.1 nominal
Sumber: PT.Sika Indonesia
epoxy imprgnation resin
Produck description Sikadur® -330is two part, solvent free, thixotropic
epaxy based impregnating resinadhesive
Appearancecolour Resin part. A: paste
Hardener part B: paste Colour
Part A: white Part B: grey
Part A+B mixed light grey
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.5 lanjutan
Packaging Standard:
5 kg A+B pre-dosed units Chemical Base
Epoxy resin Density
Mixed Resin: 1.31 kgl at +23°C Service Temperature
-40°C to +50°C Tensile Strengths
30 Nmm2 7 days at +23°C Bond Strengths
Concrete fracture on sandblasted substrate: 1 day
E-Modulus Flexural: 3800 Nmm2 7 days at +23°C
Tensile: 4500 Nmm2 7 days at +23°C
Sumber: PT.Sika Indonesia
3.3 Benda Uji dan Prosedur Perawatan
Benda uji dalam penelitian ini berupa silinder beton ukuran 15×30 cm sebanyak 6 enam buah dan balok beton bertulang dengan ukuran 15×20×130 cm, dengan
tulangan tarik dan tulangan tekan dia. 12 mm, serta tulangan geser dia. 6 mm sebanyak 12 dua belas buah. Mutu beton untuk semua benda uji adalah K-250. Variasi dan
benda uji dapat dilihat pada Tabel 3.6 dan Gambar 3.1.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.6. Variasi benda uji No.
Benda Uji Mutu beton
VOL 1
Silinder beton uk. 15x30cm Beton K-250
6 bh 2
balok uji 1
; Balok Normal; uk.15x2x130cm; dengan
tulangan tarik 3D12 dan tulangan tekan 2D12 serta
tulangan geser dia.6 dengan jarak 0.15 meter
Beton K-250 3 bh
3
balok uji 2
; Balok Kontrol; uk.15x20x130cm; dengan
tulangan tarik 3D12 dan tulangan tekan 2D12 serta
tulangan geser dia.6 dengan jarak 0,6 meter
Beton K-250 3 bh
4
balok uji 3
; Balok Kontrol; uk.15x20x130cm; dengan
tulangan tarik 3D12 dan tulangan tekan 2D12 serta
tulangan geser dia.6 dengan jarak 0,6 meter; dengan
merekatkan FRPdengan Beton K-250
3 bh
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.6 lanjutan
lebar 3 cmyang direkatkan pada permukaan komponen
beton yang diperkuat dengan bantuan perekat
epoxy dengan jarak 10 cm
5 Pengujian kuat geser balok
uji 4
; Balok Kontrol; uk.15x20x130cm; dengan
tulangan tarik 3D12 dan tulangan tekan 2D12 serta
tulangan geser dia.6 dengan jarak 0,6 meter; dengan
merekatkan FRP
dengan lebar 3 cmyang direkatkan
pada permukaan komponen beton yang diperkuat
dengan bantuan perekat epoxy
dengan jarak 20 cm Beton K-250
3 bh
Jumlah balok Uji 12 bh
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1 Benda uji silinder beton uk.15×30cm dan balok uji 15×20×130 cm Tulangan geser yang dipasang merupakan tulangan praktis lebih kecil dari
persyaratan tulangan minimum dan diaplikasikan pada semua balok uji. Hal ini dilakukan agar balok lemah dalam menahan geser.
Dalam penelitian ini, lembaran serat FRP ditempelkan pada permukaan balok dengan prosedur: menggosokkan dan membersihkan permukaan balok dan memastikan
Universitas Sumatera Utara
permukaan mulus termasuk untuk sisi tepi penampang; kemudian menyiapkan campuran epoxy resin; lalu mengaplikasikan epoxy pada permukaan balok; dan menempelkan
lembaran serat woven carbon fiberpada permukaan balok; diteruskan dengan memberikan epoxy lagi sebagai impregnasi. Pengetesan benda uji dilakukan pada umur
28 hari. Sebelum pembuatan benda uji semua peralatan disiapkan dan diolesi Vaseline.
Campuran beton segera dimasukkan ke dalam cetakan sebanyak 13 bagian, kemudian di rojok. Demikian seterusnya sampai cetakan penuh. Permukaan beton dihaluskan dengan
menabur sedikit semen dipermukaan dan diratakan dengan catok. Untuk menjaga penguapan air dari beton segar, benda uji yang telah selesai
dicetak harus dijaga kelembabannya sampai cetakan dilepas. Permukaan cetakan bagian luar harus dijaga jangan sampai berhubungan langsung dengan air selama 24 jam
pertama setelah balok dicetak, krena dapat merubah air dalam adukan dan menyebabkan rusaknya benda uji.
Cetakan bernda uji dibuka setelah 24 jam dan tidak boleh lebih dari 48 jam setelah pencetakan. Runag penyimpanana harus bebas dari getaran terutama pada umur
48 jam pertama dan sehari sebelum dilaksanakan pengujian pada umur yang direncanakan.
Selanjutnya benda uji kubus direndam air dalam kolam perawatan yang telah disiapkan sampai pada masa pengujian. Untuk balok ujiperawatan dilakukan dengan
menutupi dengan goni basah dan disiram air setiap hari.
Universitas Sumatera Utara
3.4 Prosedur Pengujian dan Pengambilan data