Pengaruh Kuat Tekan Beton Dengan Mencampurkan Bakteri Basilus Subtilis yang di Kapsulisasikan dengan Kalsium Laktat

Analisa Ayakan Pasir

Diameter Ayakan (mm)

Berat Fraksi (gr)

Rata-rata

(gr) % Rata-rata

% Kumulatif Sampel I Sampel II

9,52 30 15 22,5 2,25 2,25

4,76 21 18 19,5 1,95 4,2

2,38 45 50 47,5 4,75 8,95

1,19 94 98 96 9,6 18,55

0,60 264 273 268,5 26,85 45,4

0,30 113 123 118 11,8 57,2

0,15 312 313 312,5 31,25 88,45

Pan 121 110 115,5 11,55 100

Total 1000 1000 1000 100 325

FM 19,115

Diameter Ayakan (mm)

Batas Bawah Zona

II Batas Atas Zona II

Hasil Uji Ayakan

9,52 100 100 97,75

4,76 90 100 95,8

2,38 75 100 91,05

1,19 55 90 81,45

0,60 35 59 54,6

0,30 8 30 42,8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,0010,00

%

L

o

lo

s

Diameter Ayakan

Zona II

Batas Bawah Zona II Batas Atas Zona II Hasil Uji Ayakan Pasir

Analisa Ayakan Kerikil

Diameter Ayakan (mm)

Berat Fraksi (gr)

Rata-rata

(gr) % Rata-rata

% Kumulatif Sampel I Sampel II

38,1 0 0 0 0 0

19,1 78 64,5 71,25 3,5625 3,5625

9,52 1282 1254 1268 63,4 66,9625

4,76 568 593 580,5 29,025 95,9875

2,38 0 0 0 0 95,9875

1,19 0 0 0 0 95,9875

0,60 0 0 0 0 95,9875

0,30 0 0 0 0 95,9875

0,15 0 0 0 0 95,9875

Pan 72 88,5 80,25 4,0125 100

Total 2000 2000 2000 100 746,45

FM 6,465

0 20 40 60 80 100 120

0 2 4 6 8 10 12

o /o k u m u la ti f ya n g lo lo s

Diameter Ayakan (mm)

Hasil Ayakan

ANALISA AYAKAN CAMPURAN

Diameter Ayakan

(mm)

% pasir tertahan

% Batu Pecah Tertahan

Komposisi

Rencana Komposisi

Pasir Batu

Pecah Perfaksi Komposisi Lolos

Tertahan 0,4 0,6

38,1 0 0 0 0 0 100 0

19,1 0 3,5625 0 2,138 2,138 97,863 2,138

9,52 0 63,4 0,000 38,040 38,040 59,823 40,178 4,76 0 29,025 0,000 17,415 17,415 42,408 57,593

2,38 6,7 0 2,680 0 2,680 39,728 60,273

1,19 21,25 0 8,500 0 8,500 31,228 68,773

0,60 _{27,6 0 11,04 0 11,040 20,188 79,813}

0,30 22,15 0 8,860 0 8,860 11,328 88,673

0,15 17,6 0 7,040 0 7,040 4,288 95,713

BERAT ISI

1. AGREGAT HALUS

Pasir

Cara Merojok Cara Menyiram

Sampel I (gr) Sampel II (gr) Sampel I (gr)

Sampel II (gr)

Berat Bejana 461 461 461 461

Pasir + Bejana 2915 2921 2569 2568

Bejana + Air 2268 2268 2268 2268

Berat Pasir 2454 2460 2108 2107

Berat Air 1807 1807 1807 1807

2. AGREGAT KASAR

Batu Pecah Cara Merojok

Cara

Menyiram

Sampel I (gr) Sampel I (gr)

Berat Bejana 5000 5000

Batu Pecah +

Bejana 21000 20200

Bejana + Air 14200 14200

Berat Batu Pecah 16000 15200

Berat Air 9200 9200

PERHITUNGAN :

Cara Merojok Cara Menyiram

Sampel I (Kg/m3) Sampel II (Kg/m3) Sampel I (Kg/m3) Sampel II (Kg/m3)

Berat Isi Air 996,505 996,505 996,505 996,505

Berat Isi

Pasir 1353,306 1356,614 1162,497 1161,946

Rata-rata 1354,960 1162,222

PERHITUNGAN :

Cara Merojok Cara Menyiram Sampel I

(Kg/m3)

Sampel II (Kg/m3) Berat Isi

Air 996,505 996,505

Berat Isi 1733,052 1646,400

KADAR LUMPUR dan CLAY LUMP 1. AGREGAT HALUS

Pasir Sampel I Sampel II

Berat Mula-mula (gr) 500 500

Berat Kering (gr) 479 477

Kandungan Lumpur (gr) 21 23

Persentase Kandungan

Lumpur (%) 4,2 4,6

Rata-rata 4,4 Berat Kering Clay

Lump(gr) 475 473

Kandungan Liat (gr) 4 4

Persentase Kandungan

Liat (%) 0,835 0,839

Rata-rata 0,837

2. AGREGAT KASAR

Batu Pecah Sampel I Sampel II

Berat Mula-mula (gr) 1000 1000

Berat Kering (gr) 994 991

Kandungan Lumpur (gr) 6 9

Persentase Kandungan

Lumpur (%) 0,6 0,9

PERENCANAAN CAMPURAN BETON (CONCRETE MIX DESIGN)

1. Data Material

Semen : Semen Padang Tipe I Agregat halus : Sei Wampu, Binjai Agregat kasar : Sei Wampu, Binjai

Air : PDAM

2. Kuat Tekan Rencana Mutu (f’c) : 30 Mpa

3. Menetapkan Nilai Standar Deviasi

Pada SNI 2847:2013 (Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung), disebutkan apabila data untuk menetapkan standar deviasi tidak tersedia, maka kuat tekan rata perlu (f’cr) ditetapkan berdasarkan kuat tekan yang diisyaratkan (f’c).

Kuat tekan rata-rata perlu jika data tidak tersedia untuk menetapkan deviasi standar benda uji Persyaratan kuat tekan f’c Kuat tekan rata-rata perlu f’cr

( MPa ) ( MPa )

Kurang dari 21 f’c + 7

21 sampai dengan 35 f’c + 8.5

Lebih dari 35 1,1f’c + 5

4. Menghitung Kuat Tekan Rata-rata Perlu K’br = 1,1.K + 5/0,83

= 1,1 . 350 + 5/0,83 = 39,024 MPa

Faktor air semen ditentukan SNI 03-2834-2000 (Tata Cara Pembuatan Rencana Beton Normal) pada tabel 2 dan Grafik 2 sebagai berikut :

Perkiraan kekuatan tekan (MPa) beton dengan faktor air semen, dan agregat kasar yang biasa dipakai di Indonesia

Jenis Kekuatan tekan (MPa)

Jenis agregat kasar Pada umur (hari) Bentuk

semen

3 7 28 91 benda uji

Semen Batu tak dipecahkan 17 23 33 40

Silinder

tipe I atau Batu pecah 19 27 37 45

semen tipe

Batu tak dipecahkan 20 28 40 48

Kubus

II, V

Batu pecah 23 32 45 54

Batu tak dipecahkan 21 28 38 44

Silinder

Semen Batu pecah 25 33 44 48

tipe III

Batu tak dipecahkan 25 31 46 53

Kubus

Batu pecah 30 40 53 60

Hubungan antara kuat tekan dan faktor air semen (benda uji berbentuk kubus 150 x 150 x 150 mm)

Maka, Faktor Air Semen yang digunakan : 0,48 4. Menentukan Nilai Faktor Air Semen Maksimum

Nilai faktor air semen maksimum ditentukan SNI 03-2834-2000 (Tata Cara Pembuatan Rencana Beton Normal) pada tabel 4 sebagai berikut :

pembetonan dalam lingkungan khusus

Dari tabel di atas diperoleh faktor air semen maksimum 0,6 dan jumlah semen maksimum 325 kg/m3.

5. Menentukan Kadar Air Bebas

Slump yang ditetapkan : 60 – 180 mm Ukuran butir agregat maksimum : 40 mm

Perkiraan kadar air bebas dapat dilihat pada tabel 3, SNI 03-2834-2000 (Tata Cara Pembuatan Rencana Beton Normal)

Perkiraan kadar air bebas (kg/m3) yang dibutuhkan untuk beberapa tingkat kemudahan pengerjaan adukan beton

Kadar air bebas = 2/3(175) + 1/3(205) = 185 kg/m3

6. Menghitung Kebutuhan Semen

Kebutuhan Semen = Kadar air bebas / faktor air semen = 185/0,48

= 385,416 kg/m3

7. Menentukan Persentase Agregat Halus dan Agregat Kasar

Daerah gradasi pasir : Zona II Faktor air semen : 0,48

Nilai slump : 60 – 180 mm Ukuran agregat maksimum : 40 mm

Berdasarkan data di atas maka, persentase agregat halus dan agregat kasar dapat ditentukan dengan menggunakan grafik 15 pada SNI 03-2834-2000 (Tata Cara Pembuatan Rencana Beton Normal).

Persen pasir terhadap kadar total agregat yang dianjurkan untuk ukuran butir maksimum 40 mm

Dari grafik diperoleh nilai antara 32% - 40,5% Maka,

Persentase agregat halus = (32 + 40,5)/2 = 36,25 % Persentase agregat kasar = 100 – 36,25 = 63,75 %

Berat Jenis gabungan = (0,3625 x 2,525) + (0,6375 x 2,632) = 2,5929

9. Menentukan Berat jenis Beton

Untuk menentukn berat jenis beton diperkirakan dengan menggunakan grafik 16 pada SNI 03-2834-2000 (Tata Cara Pembuatan Rencana Beton Normal).

Perkiraan berat isi beton basah yang telah selesai didapatkan Dari grafik di atas maka didapat berat jenis beton sebesar 2370 kg/m3. 10. Menghitung Berat Masing-masing Agregat

Berat agregat gabungan = berat beton – berat semen – berat air = 2370 – 385,416 – 185

= 1799,584 kg/m3 Berat agregat halus = 0,3625 x 1799,584

= 652,349 kg/m3 Berat agregat kasar = 0,6375 x 1799,584

= 1147,234 kg/m3

11. Proporsi Campuran

Proporsi campuran Semen (Kg)

Air (Kg)

Pasir (Kg)

Batu Pecah

(Kg) Untuk 1 m3 beton segar 385,416 185 652,349 1147,234

Volume Silinder (m3) FS = 1,2

(uji kuat tekan)

0,00705 0,00705 0,00705 0,00705 Untuk 60 benda uji

Silinder (m3) 173,437 78,255 275,943 485,279

Karateristik kekuatan tiap variasi beton

Variasi Benda Uji

Sampel Penambahan Zat lain Umur (Hari) P (KN) A

(Cm2)

Tegangan Tekanan

P/A (Kg/Cm2)

�bm

(Kg/cm2₎

(�b-�bm)2 (�� − ���)

� −

�bk

Pengujian Basilus Subtilis+Na (15gr) I Ca (50gr) 28

648 176,625 442,0229 466,3068 589,7113 47,08603 389,0858 Basilus Subtilis+Na (15gr) II Ca (50gr) 28

600 176,625 409,2804 466,3068 3252,011 47,08603 389,0858 Basilus Subtilis+Na (15gr) III Ca (50gr) 28

720 176,625 491,1365 466,3068 616,513 47,08603 389,0858 Basilus Subtilis+Na (15gr) IV Ca (50gr) 28

780 176,625 532,0646 466,3068 4324,078 47,08603 389,0858 Basilus Subtilis+Na (15gr) V Ca (50gr) 28

670 176,625 457,0298 466,3068 86,06316 47,08603 389,0858 = 8868,377

Basilus Subtilis+Na (10gr) VI Ca (40gr) 28

740

176,625

504,7792

477,4938

744,491

42,32531 408,0803

Basilus Subtilis+Na (10gr) VII Ca (40gr) 28

600

176,625

409,2804

477,4938

4653,069

42,32531 408,0803

Basilus Subtilis+Na (10gr) VIII Ca (40gr) 28

760

176,625

518,4219

477,4938

1675,105

42,32531 408,0803

Basilus Subtilis+Na (10gr) IX Ca (40gr) 28

710

176,625

484,3152

477,4938

46,53069

42,32531 408,0803

Basilus Subtilis+Na (10gr) X Ca (40gr) 28

690

176,625

470,6725

477,4938

46,53069

42,32531 408,0803

= 7165,726

Basilus Subtilis+Na (5gr) VI Ca (30gr) 28

476 176,625 324,6958 367,5338 1835,096 124,9687 162,5851 Basilus Subtilis+Na (5gr) VII Ca (30gr) 28

248 176,625 169,1692 367,5338 39348,51 124,9687 162,5851 Basilus Subtilis+Na (5gr) VIII Ca (30gr) 28

610 176,625 416,1018 367,5338 2358,845 124,9687 162,5851 Basilus Subtilis+Na (5gr) IX Ca (30gr) 28

660 176,625 450,2085 367,5338 6835,097 124,9687 162,5851 Basilus Subtilis+Na (5gr) X Ca (30gr) 28

700 176,625 477,4938 367,5338 12091,2 124,9687 162,5851

Variasi Benda Uji Sampel Penambahan Zat lain Umur (Hari) P (KN) A

(Cm2₎

Tegangan Tekanan

P/A (Kg/Cm2_{) (Kg/cm}�bm 2₎

(�b-�bm)2 (�� − ���)

� −

�bk

Beton Normal I - 28

655 176,625 446,7978 423,0595 563,5052 35,18913 365,3494 Beton Normal II - 28

590 176,625 402,4591 423,0595 424,3785 35,18913 365,3494 Beton Normal III - 28

562 176,625 383,3593 423,0595 1576,106 35,18913 365,3494 Beton Normal IV - 28

604 176,625 412,009 423,0595 122,1151 35,18913 365,3494

Beton Normal V - 28

690 176,625 470,6725 423,0595 2266,994 35,18913 365,3494 = 4953,099 Trial Error

Basilus Subtilis+Na (25gr) I Ca (100gr) 28

860 176,625 586,6353 427,6981 25261,04471 77,84501578 300,0322 Basilus Subtilis+Na (25gr) II Ca (100gr) 28

630 176,625 429,7445 427,6981 4,187761838 77,84501578 300,0322 Basilus Subtilis+Na (25gr) III Ca (100gr) 28

700 176,625 477,4938 427,6981 2479,620315 77,84501578 300,0322 Basilus Subtilis+Na (25gr) IV Ca (100gr) 28

520 176,625 354,7097 427,6981 5327,298365 77,84501578 300,0322 Basilus Subtilis+Na (25gr) V Ca (100gr) 28

650 176,625 443,3871 427,6981 246,1473347 77,84501578 300,0322 Basilus Subtilis+Na (25gr) VI Ca (100gr) 28

690 176,625 470,6725 427,6981 1846,802971 77,84501578 300,0322 Basilus Subtilis+Na (25gr) VII Ca (100gr) 28

580 176,625 395,6378 427,6981 1027,862878 77,84501578 300,0322 Basilus Subtilis+Na (25gr) VIII Ca (100gr) 28

510 176,625 347,8884 427,6981 6369,585756 77,84501578 300,0322 Basilus Subtilis+Na (25gr) IX Ca (100gr) 28

660 176,625 450,2085 427,6981 506,7191824 77,84501578 300,0322 Basilus Subtilis+Na (25gr) X Ca (100gr) 28

470 176,625 320,603 427,6981 11469,34906 77,84501578 300,0322 = 54538,62

Hasil Data Percobaan

Compressive Strength:

No. Nomor

Benda Uji Campuran Fas Slump (Cm) Bahan Tambahan

Tanggal Umur (Hari)

Berat (Kg) Beban Tekan (KN)

Kokoh tekan (Kg/Cm2 Air Psr Batu

Pecah

Cetak Uji Cetak Uji Sewaktu Pengujian

Estimasi 28 Hari 1 Beton Normal 0,451 1,591 2,798 0,48 16 - 18/5/16 14/5/16 28 - 12,77 655 446,7978 - 2 Beton Normal 0,451 1,591 2,798 0,48 16 - 18/5/16 14/5/16 28 - 12,76 590 402,4591 - 3 Beton Normal 0,451 1,591 2,798 0,48 16 - 18/5/16 14/5/16 28 - 12,6 562 383,3593 - 4 Beton Normal 0,451 1,591 2,798 0,48 16 - 18/5/16 14/5/16 28 - 12,63 604 412,009 - 5 Beton Normal 0,451 1,591 2,798 0,48 16 - 18/5/16 14/5/16 28 - 12,62 690 470,6725 -

Campuran Beton+Bakteri+Na+Kalsium Laktat

1 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 5gr 0,451 1,591 2,798 0,48 14 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,66 476 324,6958 - 2 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 5gr 0,451 1,591 2,798 0,48 14 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,7 248 169,1692 - 3 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 5gr 0,451 1,591 2,798 0,48 14 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,57 610 416,1018 - 4 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 5gr 0,451 1,591 2,798 0,48 14 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,85 660 450,2085 - 5 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 5gr 0,451 1,591 2,798 0,48 14 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,6 700 477,4938 -

Campuran Beton+Bakteri+Na+Kalsium Laktat

1 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 10gr 0,451 1,591 2,798 0,48 15 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 13,08 740 504,7792 - 2 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 10gr 0,451 1,591 2,798 0,48 15 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,65 600 409,2804 - 3 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 10gr 0,451 1,591 2,798 0,48 15 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,82 760 518,4219 - 4 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 10gr 0,451 1,591 2,798 0,48 15 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,81 710 484,3152 - 5 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 10gr 0,451 1,591 2,798 0,48 15 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,94 690 470,6725 -

Campuran Beton+Bakteri+Na+Kalsium Laktat

1 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 15gr 0,451 1,591 2,798 0,48 15 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,98 348 442,0229 - 2 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 15gr 0,451 1,591 2,798 0,48 15 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,77 600 409,2804 - 3 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 15gr 0,451 1,591 2,798 0,48 15 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,75 720 491,1365 - 4 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 15gr 0,451 1,591 2,798 0,48 15 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,79 780 532,0646 - 5 Beton+(Basilus Subtilis+Na) 15gr 0,451 1,591 2,798 0,48 15 Kalsium Laktat 18/5/16 14/5/16 28 - 12,77 670 457,0298 -

Trial & Error

Kerikil : Ø max (2,798) 1147,234 Kg Asal : Binjai

½ (mm) FM :

LABORATORIUM BETON FT-USU Semen : 1 385,416 Kg

Air : 0,451 185 Kg

Daftar Pustaka

1. Antoni dan Paul Nugraha (2007). Teknologi Beton Yogyakarta : Andi

2. American Concrete Institute (1990). ACI 318-89 Building Code Requirements For Reinforce Concrete. Part I. Fifth Edition. USA :PCA.

3. Bungin, Burhan (2005). Metodologi Penelitian Kuantitatif Jakarta : Kasta

4. Canda dan Wuryati Samekto (Tanpa Tahun). Teknologi Beton. Jakarta : Kanisius 5. Mulyono,T.(2003).Teknologi Beton. Yongyakarta : Andi

6. Sugiyono (2008). Metode Penelitian kuantitatif kualitatif dan R&D. Bandung: Alfabeta

7. Ramakrishnan V, Ramesh KP, and Bang SS. South Dokata School of mines and technology, USA, Bacterial Concrete, Proceedings of SPIE, vol. 4234 PP. 168-176, Smart Materials.

8. Bang SS, Galinat JK, and Ramakrishnan V. Calcite Precipitation induced by

polyurethaneimmobilized Bacillus pasterurri”Enzyme and Microbial technology, 28(2001) 404-09

9. H.Jonkers.2011.SELF-HEALING CONCRETE JOURNAL. Emerging Technology. Ingenea Issue 16 March 2016.

10.Efsa. 2013 . European Food Safety Opinion On the safety and efficacy of Bacillus Subtilis PB6 (Bacillus Subtilis) as a feed additive for turkeys for fattening and turkeys reared for breeding. SCIENTIFIC OPINION. 11(4):3176.

11.S.Sunil .2010 .PERFORMANCE OF STANDARD GRADE BACTERIAL(BACILLUS SUBTILIS) CONCRETE . ASIAN JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING

(BUILDING AND HOUSING). VOL. 11, NO. 1 ,PAGES 43-55.

12.Santhosh KR, Ramakrishnan V, Duke EF, and Bang SS, SEM Investigation of Microbial Calcite precipitation in Cement Proceedings of 22nd International Conference on Cement Microscopy, pp.293-305, Montreal, Canada, 2000.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Umum

Metode penelitian yang digunakan pada penilitian ini adalah metode eksperimen. Metode eksperimen pada penelitian ini mencampurkan Bakteri Basilus Subtilis dan kalsium laktat sebagai zat adiktifnya, dengan menggunakan proses kapsulisasi sebagai wadah media

bakteri, dengan mutu beton fc’=30mpa, diharapkan bakteri dapat menutupi keretakan yang

terjadi akibat kuat tekan.

3.2. Desain Penelitian

Desain penelitian yang digunakan pada eksperimen ini adalah: 1. Jenis semen portland yang digunakan Semen Padang Tipe I. 2. Pasir yang digunakan berasal Sungai di Binjai, Sumatera Utara.

3. Kerikil yang digunakan berasal dari sei wampu di Binjai, Sumatera Utara.

4. Bakteri basilus subtilis type berasal dari Laboratorium Mikroobiologi Farmasi, Universitas Sumatera Utara.

5. Kalsium Laktat type Food Grade berasal dari PT.BRATACO , Indonesia 6. Kapsul ukuran 00 berasal dari PT.BRATACO, Indonesia.

7. Pembuatan Kapsulisasi dibuat secara manual dengan teknik injeksi.

8. Umur benda uji Trial maupun eksperimen ditetapkan pada umur 28 hari.

3.3. Lokasi dan Waktu Pengujian 1. Tempat Penelitian

 Penelitian dilakukan di Laboratorium Struktur Beton Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara

 Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikroobiologi Farmasi Universitas Sumatera Utara.

2. Waktu Penelitian

Pengujian dilakukan dari mulai bulan Desember 2015 3.4. Bahan yang Digunakan

Bahan penyusun dari beton yang digunakan adalah semen portland, pasir dan air. Bahan penyusun beton dapat ditambah dengan campuran bahan lain sesuai variasi, berikut bahan penyusun beton yang digunakan pada penelitian ini:

1. Semen portland

Semen berfungsi sebagai bahan pengisi dan pengikat pada campuran

beton. pada penelitian ini semen yang kan digunakan semen tiga rodakemasan 40 kg.

2. Agregat kasar

Agregat kasar atau batu pecah yang digunakan pada penelitian ini yaitu agregat kasar dari binjai dengan ukuran kurang lebih 1-2 cm

3. Agregat halus

Agregat pasir yang digunakan adalah pasir beton binjai dan sebelum melakukan pembuatan beton dilakukan penyaringan untuk menentukan zona pasir dan kandungan lumpurnya

4. Air

Air yang digunakan berasal dari Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.. Secara visual air tampak jernih, tidak berwarna dan tidak berbau.

5. Bakteri basilus subtilis

Bakteri basilus subtilis bisa didapat di Fakultas Farmasi Laboratorium Mikrobiologi dengan proses penanaman bakteri pada medium cair

6. Media

Media yang digunakan sebagai medium bakteri basilus subtilis adalah media cair yaitu Nutrient Agar, yang bisa didapatkan dari Fakultas Farmasi, Laboratorium Mikrobiologi.

7. Kapsul

Kapsul yang digunakan sebagai wadah bakteri berukuran 00 yang bisa didapatkan di PT.BRATACO

3.5. Peralatan

Peralatan dan Fungsi digunakan dalam proses penanaman bakteri Pada Praktikum Mikrobiologi mengenai Pembuatan Media, Pengenceran dan Penanaman, alat-alat yang digunakan antara lain:

a. Kompor : sebagai sumber panas b. Panci : tempat perebusan

c. Timbangan : untuk mengukur massa bahan/sampel

d. Tabung reaksi : untuk mereaksikan zat dalam jumlah kecil e. Autoklaf : untuk alat sterilisasi basah

f. Cawan petri : tempat media biakan

g. -Erlenmeyer : tempat pembuatan media NA dan PDA

h. Rak tabung reaksi : tempat meletakkan tabung reaksi i. Bunsen : tempat meletakkan tabung reaksi

j. Gelas ukur : untuk mengukur volume aquades

k. Pipet volume : untuk mengambil larutan dengan volume 1-10 ml

l. Pipet serologis : untuk mengambil larutan dengan volume 0,1-1 ml m.Etalase bakteri : untuk inkubasi pada suhu kamar (250-270 C) n. Timbangan digital : untuk mengukur massa bahan dengan ketelitian 0,01 gram. Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan beton

a. Timbangan digital (weight balance digital) b. Alat-alat gelas

c. Ayakan

d. Wadah pencampur beton (ember) e. Perojok

f. Alat pengaduk beton

g. Cetakan beton (mould steel) h. Compression Machine

i. Compresive Testing Machine (USU) 3.6. Variabel dan Parameter

Variable dalam penelitian ini campuran beton dengan mencampurkan bakteri basilus subtilis yang ditanam pada nutrient agar dan kalsium laktat sebagai sumber nutrisi bakteri kemudian dikapsulkan dan beton normal sebagai pembanding.

Tabel.3.1.Jumlah sample Campuran

Komposisi

Jumlah pengujian kuat tekan

Ca(30gr) Ca(40gr) Ca(50gr) Ca(100gr) Normal Na+Basillus

subtilis(5gr) 5Sampel - - - -

Na+Basillus

subtilis(10gr) - 5Sampel - - -

Na+Basillus

subtilis(15gr) - - 5Sampel - -

Na+Basillus subtilis(25gr)

(Trial error)

- - - 10Sampel -

Normal - - - - 5Sampel

Diagram.3.1.Bagan Alur Penelitian

MULAI

Perumusan masalah

Studi Literatur

Persiapan alat dan bahan

Semen kerikil

Pasir Air Basilus

Subtilis Pengujian Material Pembuatan Benda Uji (Trial) Fakultas Farmasi Laboratorium Mikroobiologi Proses Pengembangbiakan (Metode Gores) Siapkan Nutrient Agar Terbentuk Koloni Injeksi Kapsulisasi Kalsium Laktat Trial dengan campuran bakteri 25gr+Ca 100gr (10sample) Beton Normal (5sample) Perendaman 27hari

Uji tekan 28hari

Analisa Hasil Bandingkan

A B

Pengecekan Ph air untuk bakteri menggunakan kertas lakmus

MARCHEREY-NAGEL

Mix Design Air 0.451kg Pasir 1.591kg batu split 2.798kg perbandingan Semen 1kg untuk 1m3

A _B

Eksperimen

Pembuatan Benda Uji

Beton Normal _{Beton Eksperimen} 1.5gr NA+30gr Ca 2.10gr NA+40gr Ca 3.15gr Na+50gr Ca

Metode Perendaman 27 Hari

Pengujian Kuat Tekan

Hasil Pengujian

Analisa

Pengamatan 2 bulan

Uji Scanning Electron Microscope ITB

Kesimpulan

Selesai

A=Analisa Hasil B=Injeksi Kapsulisasi & Kalsium Laktat

Mix Design Air 0.451kg Pasir 1.591kg batu split 2.798kg perbandingan Semen 1kg untuk 1m3

Pengecekan Ph air untuk bakteri menggunakan kertas lakmus

3.7. Prosedur penanaman bakteri pada media 3.7.1. Proses Pengerjaan

Proses pengembangbiakan Bakteri Basillus Subtilis di Laboratorium Mikroobiologi Farmasi Universitas Sumatera Utara, Metode yang digunakan Metode Gores.

3.7.1.1.Proses Mengaktifkan Bakteri dari Refrigerator a. Siapkan Alat dan Bahan

1. Basilus Subtilis dari Refrigerator 2. Pemanas Spiritus

3. Kaki Tiga

4. Kawat Kasa dan Kertas Saring 5. Jarum Ose

b. Prosedur Percobaan

1. Bakteri Basilus Subtilis diangkat dari refrigerator

2. Kemudian Bakteri Basilus Subtilis dipanaskan menggunakan Pemanas Spiritus dan kaki tiga , kawat kasa dan kertas saring sebagai penyangga 3. Pemanasan dilakukan menggunakan Jarum Ose

4. Dilakukan berulang-ulang sampai bakteri yang sebelumnya keadaan membeku sampai mencair.

5. Setelah mencair tutup tabung berisikan bakteri kemudian masukkan kedalam inkubator dengan suhu 37o

c. Pelaksanaan Penelitian

1. Bakteri Basilus Subtilis dari Refrigerator

Gambar 3.1.Bakteri Basilus Subtilis 2. Proses Peremajaan bakteri dengan jarum ose

Gambar 3.2. Peremajaan bakteri

3. Proses inkubasi dengan menggunakan inkubator dengan suhu 37o

Gambar 3.3. Inkubator

4. Bakteri Basilus Subtilis setelah didiamkan di inkubator selama 24jam

Gambar 3.4.Bakteri Basilus Subtilis 3.7.1.2. Nutrient Agar

3.7.1.2. Bahan dan Alat

1. Nutrient Agar Serbuk Grade A 2. Tabung Ukur

3. Pengaduk

a. Proseder membuat Media Nutrient Agar

Cara membuat medium NA adalah sebagai berikut:

1. Timbang semua bahan sesuai kuantitas yang dibutuhkan dan larutkan dalam sejumlah akuades sesuai jumlah yang diinginkan

2. Masukkan dalam wadah tertutup seperti botol kaca schots dan gunakan magnetic stirer dengan suhu ± 200˚C dan kecepatan 300rpm

3. Medium NA diaduk dan dipanaskan hingga agar larut sepenuhnya atau medium telah bening

4. Setelah agar larut, medium disteril pada autoklaf pada tekanan 1,5 ATM

dan suhu 121˚C selama kurang lebih 15 menit.

5. Setelah sterilisasi, medium dapat dituang secara aseptis pada cawan petri untuk penggunaan. Sebelum menuang medium, tunggu hingga suam-suam

kuku (± 40˚C).

6. Untuk membuat medium miring, NA yang telah dipanaskan langsung ditransfer pada tabung reaksi sebanyak ±5ml dan disumbat dengan kapas berbalut kasa sebelum disterilkan Simpan medium selama 24 jam pada suhu ruang untuk memastikan medium tersebut memadat sempurna dan tidak ada kontaminan yang tumbuh. Jangan lupa melapisi petri atau sumbat penutup dengan plastic wrap untuk mencegah kontaminasi.

b. Pelaksanaan Penelitan

1. timbang dengan neraca analitik Nutrient Agar yang akan dijadikan media dengan formula 20gr/500ml dan kalsium laktat 10gr/500ml

Gambar.3.5. Neraca Analitik Gambar.3.6.Nutrient Agar 3. Setelah ditimbang, siapkan tabung ukur dan gelas erlenmeyer untuk

4. Siapkan tabung ukur (500ml) dan gelas erlenmeyer (500ml)

5. Setelah itu masukkan air Aquades ke tabung ukur sebanyak 500ml dan kemudian ukur, selanjutnya tuang ke gelas erlenmeyer

6. Setelah itu gunakan pemanas spiritus/kompor, dan gunakan kaki tiga sebagai penyangga lalu letakkan diatasnya kawat kasa dan kertas penyariing ,Kemudian aduk dengan pengaduk sampai nutrient agar dan kalsium laktat larut dengan air

7. kemudian angkat gelas erlenmeyer yang sudah larut lalu masukkan kedalam Auto clave

Gambar.3.7. AutoClave

8. erlenmeyer didiamkan didalam autoclave selama 15 menit dengan suhu 1210

5. Jarum Ose b. Praktikum

1. Setelah itu ambil tabung reaksi berisi bakteri basilus subtilis kemudian gerakan vortex mixer.

Gambar.3.8. Vortex Mixer

2. Lalu masukkan cawan petri dari inkubator (yang sudah diSterilisasi selama 1jam) dan ambil gelas erlenmeyer dari autoclave masukkan semua kedalam Airflow.

Gambar.3.9. AirFlow

3. Kemudian gunakan pipet mikro dan ambil gelas beaker berisi alkohol, lalu ambil alkohol standard lab tersebut menggunakan pipet mikro dengan komposisi 1ml untuk cawan berdiameter 15cm.

Gambar.3.10. Pipet Mikro

4. Setelah alkohol dimasukkan dalam cawan petri, kemudian masukkan nutrient agar dan kalsium laktat yang sudah larut kedalam cawan petris.

5. kemudian ambil tabung reaksi yang berisi bakteri basilus subtilis dan ambil bakteri tersebut dengan jarum ose.

6. Masukkan bakteri kedalam cawan petris berisi Nutrient Agar dan Kalsium Laktat dengan alkohol.

7. Cawan dengan berisi bakteri, digores dengan jarum oso, dengan metode Gores.

8. Kemudian cawan tersebut didalam inkubator yang dilapisi dengan kertas dan didiamkan selama 12jam dengan suhu pertumbuhan 370.

9. Setelah diangkat selama 12jam cawan tersebut akan berkembang dan menghasilkan koloni basilus subtilis.

10.

3.7.2. Pengecekan Ph Air Laboratorium Farmasi

Pengecekan Ph menggunakan Kertas Lakmmus MACHEREY-NAGEL dengan takaran pengukuran Ph-Fix 0-14

Pelaksanaan pengukuran pH terlebih dahulu mengambil sampel air yang digunakan di Laboratorium Farmasi Universitas Sumatera Utara yaitu Air Aquades dan hasil yang didapat berkisar 7

3.7.3. Pengecekan bakteri menggunakan Mikroskop Optik Keterangan: 1. Lensa Okuler

2. Putaran Untuk Memutar Lensa Objekti 3. Lensa Objektif

4. Pemutar Fokus (Untuk kasar) 5. Pemutar fokus (Untuk halus) 6. Frame

7. Sumber Cahaya atau Cermin 8. Diagragma atau lensa kondensor 9. Tempat untuk menaruh Sampel Gambar 3.12.Bagian-Bagian Mikroskop Optik

Komponen mikroskop optik modern sangat kompleks. Agar mikroskop dapat bekerja dengan baik, seluruh jalur optik harus diatur dan dikendalikan sangat akurat. Meskipun demikian, prinsip-prinsip operasi dasar dari mikroskop cukup sederhana. Prinsip penting dari mikroskop adalah bahwa lensa objektif dengan fokus yang sangat pendek (sering hanya beberapa mm saja) digunakan untuk membentuk perbesaran bayangan nyata dari objek

Gambar .3.13. Skema Mikroskop Optik

Adapun pengetesan ini menggunakan cairan kimia HNO3, Acetic acid, dan juga HCL dengan perbandingan 2 : 2 : 1.

Hasil penampakan bakteri menggunakan Mikroskop optik sebagai berikut:

Gambar.3.14. Hasil Penampakan Bakteri

1. Dimana pada percobaan ini ketelitian terhadap penambahan jumlah bakteri diabaikan (μm)

2. Jumlah Koloni pada percobaan ini diabaikan

3.8. Proses Kapsulisasi

Proses kapsulisasi bakteri dilakukan dengan memasukkan bakteri terhadap kapsul (kosong) bening dengan ukuran 00 yang bisa didapatkan dengan mudah di distributor bahan

Gambar.3.15.Kapsul 00

Proses kapsulisasi dilakukan dengan cara di Injeksikan dengan menggunakan suntik .

Gambar.3.16.Hasil Injeksi Bakteri terhadap Kapsul 00

Setelah bakteri sudah di Injeksi, Kapsul yang berisikan bakteri di tutup rapat di cawan kemudian disimpan di refrigerator untuk menjaga ke Stabilan Struktur bakteri sebelum di Campurkan kedalam beton

Kapsul yang telah ditimbang sesuai dengan variasi tambahan bakteri yang akan ditambahkan pada beton Na+basilus subtilis 5gr, Na+basilus subtilis 10gr, Na+basilus subtilis 15gr dan untuk Trial Na+basilus subtilus 25gr

Diagram 3.2. Alur Kapsulisasi Sampai Pencampuran Terhadap Beton

3.9. Persiapan pembuatan benda uji beton

Cetakan benda uji yang bersentuhan dengan beton harus terbuat dari baja, besi tuang atau bahan kedap lainnya, non reaktif terhadap beton yang mengandung semen portland (sejenis) atau semen hidrolis lainnya. Cetakan harus sesuai dengan dimensi dan toleransi yang disyaratkan dalam metode, untuk benda uji yang diinginkan. Cetakan harus tetap pada ukuran dan bentuknya di berbagai kondisi penggunaan yang berkali-kali. kekedapan cetakan

3.9.1. Peralatan yang dipersiapkan 1. Tongkat penusuk

Dua ukuran tongkat penusuk masing-masing berupa tongkat baja dengan ujung penusuk yang dibulatkan setengah bola, dengan diameter yang sama dengan diameter tongkat. Kedua ujung dapat dibulatkan jika diinginkan.

a.Tongkat yang lebih besar

Diameter 16mm dan panjang kira-kira 610mm b.Tongkat yang lebih kecil

Diameter 10mm dan panjang kira-kira 305mm 2. Palu karet

sebuah palu karet, dengan berat 0,6kg +/- 0,2kg. 3. Alat penggetar

4. Peralatan kecil

peralatan seperti sekop besar, wadah, sendok beton, perata kayu, sendokbeton tumpul, alat pelurus, alat ukur pengisi, sekop kecil, penggaris, wadah pencampur metal harus disediakan.

5. Kerucut Abrahams 3.9.2. Persiapan Bahan

1. Temperatur

Sebelum mencampur beton, kondisikan bahan beton pada temperatur ruang dalam rentang 20oC sampai dengan 30oC sesuai dengan ASTM E 171, kecuali disyaratkan lain.

2. Semen

Simpan semen pada tempat yang kering, dalam wadah tahan lembab, sebaiknya yang terbuat dari bahan logam. Semen harus dicampur merata untuk memberikan keseragaman keseluruh pengujian. Semen harus lolos saringan No.20 (850-Um) atau saringan yang lebih halus untuk menghilangkan gumpalan, dicampur kembali pada lembaran kertas kedap air atau plastik, dan kembalikan ke wadah benda uji. 3. Agregat

Dalam rangka menghindari pemisahan pada agregat kasar, pisahkan kedalam kelompok ukuran individu dan untuk masing-masing campuran gabungan kembali pada perbandingan yang tepat untuk menghasilkan gradasi yang diinginkan.

a. Agregat halus harus dalam kondisi lembab atau kembalikan kekondisi lembab hingga saat pengunaanya, Berat jenis dan peresapan agregat sesuai dengan SNI 03-1969-1990 atau SNI 03-1970-1990

b. Sebelum mencampurkan sebagai bahan beton, siapkan agregat untuk menjamin kondisi kelembaban batas dan seragam

3.9.3. Pengecekan Ph Air Laboratorium Beton

Pengecekan Ph menggunakan Kertas Lakmmus MACHEREY-NAGEL dengan takaran pengukuran Ph-Fix 0-14

Gambar.3.18.. Pengujian Lakmus Universal

Pelaksanaan pengukuran pH terlebih dahulu mengambil sampel air yang digunakan di Laboratorium Beton Universitas Sumatera Utara yaitu Air PAM dan Air dalam bak perendaman

Dan didapat pada pengujian menggunakan lakmus universal yaitu 1. Untuk Air Pam Pada Laboratorium Beton adalah 7,5 2. Untuk Air pada bak perendaman adalah 8,5

3.9.4. Prosedur Pembuatan Benda Uji Silinder

Data disediakan berdasarkan perhitungan mix design Tabel.3.2.Mix design

Cor Air (kg) Semen (kg) Pasir (kg) batu split (kg)

Silinder 0,451 1 1,591 2,798

Pelaksanaan pengecoran:

a. Sediakan semen, pasir ,kerikil dan air untuk beton sembarang dengan perbandingan tertentu

b. Hidupkan molen dan masukkan air kedalam molen, biarkan selama +/- 30 detik sehingga campuran beton merata.

c. Keluarkan air dari dalam molen tersebut kemudian buang.

d. Masukkan setengah bagian dari pasri kedalam molen, tambahkan dengan setengah bagian air, biarkan selama +/- 30 detik sehingga campuran merata.

e. Masukkan sisa pasir beserta air dan semen dan tunggu selama +/- 30 detik sampai campuran merata baru kemudian masukkan kerikil kedalam molen.

f. Setelah campuran merata, tuangkan kedalam pan besar.

g. Ambil sedikit campuran untuk sampel percobaan slump dan kandungan air dalam beton segar.

h. Masukkan campuran kedalam cetakan 1/3 tinggi cetakan dan digunakan dengan vibrator dibeberapa bagian.

i. Kemudian campurkan kapsul yang berisikan bakteri basilus subtilis terhadap 1/3 tinggi campuran beton didalam cetakan.

j. Masukkan lagi campuran untuk sampel cetakan 2/3 tinggi cetakan dan getarkan dengan vibrator.

k. Kemudian campurkan kapsul yang berisikan bakteri basilus subtilis terhadap 2/3 tinggi campuran beton didalam cetakan.

l. Masukkan lagi hingga penuh, kemudian ratakan kembali dengan vibrator, setelah itu permukaannya diratakan dengan scrap.

m. Cetakan yang telah diisi campuran beton disimpan selama 24jam , setelah 24 jam kemudian cetakan dibuka dan benda uji direndam kedalam air sampai masa pengujian.

3.10. Pengujian Benda Uji 3.10.1. Slump Test

3.10.1.1. Prosedur Pengujian Slump Test

Pengujian Slump Test Diakukan setelah pengecoran, dengan mencheck penurunannya dengan menggunakan alat Abrahams dan Penggaris.

1. Kerucut diletakkan pada atas yang rata yang dasarnya tidak menyerap air yang sebelumnya telah diolesi vaseline.

2. Suatu adukan beton yang baru dituangkan dari molen diukur dengan mengukur termoneter ke adukan tersebut.

3. Adukan beton dimasukkan kedalam kerucut sampai 1/3 tinggi kerucut lalu dirojok 25 x.

4. lalu dimasukkan lagi 2/3 tinggi kerucut lalu dirojok 25 x. 5. ditambah lagi hingga penuh kemudian rojok 25 x.

6. Tahan kerucut hingga +/-30 detik lalu kerucut diangkat perlahan-lahan vertikal keatas.

7. Penurunan adukan beton diukur dengan mistar dengan cara meletakkan kerucut kesamping adukan dengan penurunan diukur setinggi puncak kerucut.

3.10.1.2. Data hasil percobaan Slump Test

Tabel.3.3.Hasil Slump Test

3.10.1. Pengujian kokoh tekan beton 3.10.1.1 Alat dan bahan

a. Neraca Analitik

b. Mesin Compressive Strength c. Sampel Silinder Benda Uji 3.10.1.2 Prosedur percobaan

Percobaaan dilakukan setelah Silinder di Rendam di dalam Bak perendaman sampai 28 hari

a. Benda uji dikeluarkan dari bak perendaman, lalu dijemur selama +/- 24 jam. b. Timbang berat benda uji lalu letakkan pada compressor machine sedemikian

sehingga berada tepat ditengah-tengah alat penekannya.

c. Secara perlahan-lahan beban tekan diberikan pada benda uji dengan cara mengoperasikan luas pompa sampai bedan uji runtuh.

d. Pada saat jarum penunjuk skala beban tidak naik lagi / bertambah, maka cetak skala yang ditujukan oleh jarum tersebut yang menunjukkan beban maksimum yang dapat dipikul oleh benda uji tersebut.

e. Percobaan diulang untuk setiap benda uji. f. Perhitungan dikonversikan keumur 28 hari.

Sampel yang sudah di Uji Kuat Tekan Di tinjau keretakannya selama 2 bulan, baru setelah itu di lanjutkan dengan teknik pemotongan benda uji Silinder 3.10.3. Pengujian Scanning Electron Microscope

3.10.3.1. Teknik Pemotongan

Pemotongan pada sampel silinder dilakukan di lakukan di Laboratorium Universitas Sumatera Utara dengan Gerinda, dengan terlebih dahulu memotong menjadi 2 bagian sampel silinder seperti pada ilustrasi berikut

Gambar.3.20.Pengambilan Sampel Benda Uji

Gambar.3.21.Pemotongan Sampel Benda Uji

Setelah di potong menjadi 2 bagian , sampel tersebut di potong kembali menjadi bagian kecil, selanjutnya jika sudah sampai tidak bisa dipotong karena ukuran sangat tidak mencukupi, cukup di haluskan dengan mesin Gerinda melalui pinggiran gergajinya, sampai ukuran yang diinginkan.

3.10.3.2. Pengujian SEM dan EDS a. Pengujian SEM

Tabel.3.4.Penjelasan jenis sinyal, detector, dan resolusi lateral serta kedalaman sinyal untuk menggambar dan menganalisa material (SEM)

Backscattered Electrons Kontras Komposisi, Topografi Permukaan, Orientasi Kristal, Dominan Magnet

50-100 nm 3-1000 nm

Specimen Current Kontras yang lengkap ke backscattered dan

sinyal Secondary Electron

50-100 nm 30-1000 nm

Characteristic x-rays (Primary fluorescence)

Komposisi elemen, distribusi elemen

0,5-2 μm 0,1-1 μm

Cathodolumine-Scence Deteksi Fasa nonmetal dan semikonduksi ... ...

b. Cara Kerja SEM

Cara kerja SEM, dimulai dengan suatu sinar elektron dipancarkan dari electron gun yang dilengkapi dengan katoda filamen tungsten, Tungsten biasanya digunakan pada electron gun karena memiliki titik lebur tertinggi dan tekanan uap sehingga memungkinkan dipanaskan untuk emisi elektron, serta harganya juga murah. Sinar elektron difokuskan oleh satu atau dua lensa kondensor ke titik yang dimaeternya sekitar 0,4 nm sampai 5 nm. Sinar kemudian melewati sepasang gulungan pemindai (Scanning Coil) atau sepasang pelat deflektor di kolom elektron, biasanya terdapat di lensa akhir, yang membelokkan sinar di sumbu x dan y sehingga dapat dipindai dalam mode raster diarea persegi permukaan spesimen. Ketika sinar elektron primer berinteraksi dengan spesimen, elektron kehilangan energi karena berhamburan acak yang berulang dari penyerapan dari spesimen atau disebut volume interaksi, yang membentang dari kurang dari 100 nm sampai sekitar 5μm ke permukaan ukuran volume interaksi tergantung pada energi elektron yang mendarat, nomor atom dan kepadatan dari spesimen tersebut.

Pertukaran energi antara sinar elektron dari spesimen dapat diketahui di refleksi energi tinggi elektron pada hamburan elastis (Elastic Scattering), emisi elektron sekunder pada hamburan inelastik (Inelastic Scattering), dan emisi radiasi elektromagnetik, yang masing-masing dapat dideteksi oleh detektor khusus. Arus dari sinar yang diserap oleh spesimen juga dapat di deteksi dan digunakan untuk membuat gambar dari penyebaran arus spesimen, Amplifier elektronik digunakan untuk memperkuat sinyal, yang ditampilkan sebagai variasi terang (Brightness) pada tabung sinar katoda. Rastes pemindaian layar CRT disinkonkan dengan sinar pada spesimen dimikroskop, dan gambar yang dihasilkan berasal dari peta distribusi intensitas sinyal dari daerah spesimen yang dipindai. Gambar dapat diambil dari fotografi tabung sinar katoda beresolusi tinggi, tetapi pada mesin modem digital, gambar diambil dan ditampilkan pada monitor komputer serta disimpan ke hard disk komputer. Pengujian SEM memerlukan permukaan spesimen yang tidak rata, sehingga spesimen yang sudah halus dari rata dari pengujian mikrosop optik dan emission spectrometer dititik menggunakan palu agar permukaannya tidak rata.

BAB IV

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISA

Data hasil eksperimen yang didapat akan dilakukan analisa terutama kemampuan kuat tekan beton yang menggunakan campuran antara bakteri, Natrium agar dan kalsium laktat dengan kuat tekan beton rencana sebesar 30 Mpa. Analisa beton dilakukan dengan mengacu pada standar yang sudah ada yaitu ASTM dan SNI (Tata cara mengevaluasi hasil uji kekuatan beton), dengan formulasi analisis dari hasil pengujian sebagai berikut:

4.1 Slump

Untuk pengujian slump beton basar dilakukan 3 menit setelah pengadukan dihentikan. Beton dibagi dalam beberapa fase pengadukan yang disesuaikan dengan tipe dan prosentase yang digunakan, dengan hasil pengujian terlihat pada Tabel 4.1

Tabel.4.1.Nilai Slump Beton dari masing-masing Variasi dengan Prosentase Kalsium Laktat Berbeda

Komposisi Prosentase Kalsium Laktat

w/c Penurunan (cm)

Beton Normal - 0,48 16

Beton+Na (5) 30gr 0,48 14

Beton+Na (10) 40gr 0,48 15

Beton+Na (15) 50gr 0,48 17

Beton+Na (25) 100gr 0,48 15.5

4.2. Inverted Slump Cone Test (Uji Kerucut Terbalik)

Pengujian ini digunakan untuk mendampingi pengujian slump dan memonitoring konsistensi adukan dengan cara mendapatkan faktor kekentalan adukan beton seperti yang terlihat pada Tabel.4.2. Uji kerucut terbalik lebih bagus digunakan untuk membandingkan adukan beton variasi dengan plain concrete dengan nilai slump yang sama.

Tabel.4.2.Faktor Kekentalan Beton dari Pengujian Kerucut Terbalik

No

Komposisi Prosentase Kalsium Laktat

w/c Berat Beton diSilinder

(Kg)

Faktor Kekentalan

1 Beton Normal - 0,48 12,77

12,76 12,6 12,63

12,5

0,280

2 Beton+Na (5) 30gr 0,48 12,66

12,7 12,57 12,85 12,6

0,050

3 Beton+Na (10) 40gr 0,48 13,08

12,65 12,82 12,81 12,94

0,040

4 Beton+Na (15) 50gr 0,48 12,98

12,77 12,75 12,79 12,77

0,061

5 Beton+Na (25) 100gr 0,48 12,83

12,93

12,46 12,71

Grafik.4.1.Perbandingan Campuran agregat tertahan perfraksi

4.3. Kuat Tekan (Compressive Strength)

Kuat tekan beton sebagai kemampuan silinder beton menahan beban tekan maksimum. Untuk plain concrete retak pertama beton adalah kekuatan maksimum beton. Sedangkan pada beton dengan campuran kalsium laktat masih mampu menahan beban lebih besar itu sangat dimungkinkan. Dibawah ini akan di tampilkan tabel-tabel dan kurva hasil pengujian beton baik plain concrete dan beton dengan campuran kalsium laktat yang berdasarkan pada tipe variasi campuran bakteri dan kalsium laktatnya.

0 10 20 30 40 50 60 70

38,1 19,1 9,52 4,76 2,38 1,19 0,60 0,30 0,15

Gradasi Campuran agregat

Komposisi lolos

Grafik.4.2.Perbandingan Kuat Tekan Beton dengan Mutu Rencana Awal

Grafik.4.3.Perbandingan Kuat tekan(Trial Error) dengan Mutu Rencana Awal Pada.Tabel dan Grafik.4.3. perbandingan hasil uji kuat tekan pada pengujian trial dan error

Uji tekan 0,000

100,000 200,000 300,000 400,000 500,000

Compressive Strength

Uji tekan

Mutu Rencana

(Mpa) 100 (Mpa) 200 (Mpa) 300 (Mpa) 400 (Mpa) 500 (Mpa) 600 (Mpa) 700 (Mpa)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Kuat Tekan Syarat

Grafik.4.4.Perbandingan Kuat tekan setiap variasi(Pengujian sampel) 4.3.1. Pengukuran Berat Volume Beton

Dalam Pengujian Kuat tekan beton dilakukan penimbangan sampel beton untuk mengetahui berat volume beton, yang bisa dilihat pada Tabel 4.7. dibawah ini

Tabel.4.3.Berat Volume Rata-rata Beton Masing-masing Sampel Pengujian No. Jenis Variasi Tambahan

Kalsium

(gr)

Berat Volume Beton (Kg/m3)

w/c.Ratio

1 Beton Normal - 2252,83 0,48

2 B.Subtilis+Na 5gr 30 2237,74 0,48

3 B Subtilis+Na 10gr 40 2239,61 0,48

4 B Subtilis+Na 15gr 50 2245,15 0,48

5 B Subtilis+Na 25gr 100 2252,12 0,48

0 100 200 300 400 500 600

0 2 4 6

Kg/c

m

2

Perbandingan Karakteristik Mutu

Beton Normal

Basilus Subtilis 5gr + Ca 30gr

Basilus Subtilis 10gr+ Ca 40gr

Basilus Subtilis 15gr + Ca 50gr

4.3.2. Analisa Hasil Pengujian Compressive Strength

1. Secara umum kekuatan beton dipengaruhi oleh kekuatan komponen-komponen pembentuk beton seperti pasta semen, agregat, rongga dan interface antara pasta semen dan agregat serta kekuatan, jenis dan volume yang bercampur pada plain concrete / beton normal

2. Di dapat dalam 1x pengadukan dan campuran senyawa beton pada saat pengujian Basilus 10gr + Ca40gr meningkat melebihi mutu kekuatan beton normal dengan peningkatan 10,12 o/o sedangkan pada kuat tekan pada beton normal 365,369.

3. Pengujian Trial Error menunjukkan, kekuatan mulai meningkat jika dibandingkan dengan penambahan B.Subtilis+Na(15gr)+Ca(50)gr yang mengalamni penurunan 49,8 o/owalau rata-rata mutunya mengalami penurunan 30 o/o, walaupun demikian jika dibandingkan Grafik.4.4. dan Grafik.4.5. setiap pengadukan, faktor-faktor campuran agregat dasar senyawa penyusun, penambahan zat adiktif dapat mempengaruhi mutu

Grafik.4.5.Peningkatan Mutu Benda Uji BETON NORMA L BASILU S 5GR BASILU S 10GR BASILU S 15GR BASILU S 25GR

Peningkatan Mutu 10,00% 7,60% 10,12% -49,80% -30,00% -60,00% -50,00% -40,00% -30,00% -20,00% -10,00%0,00% 10,00% 20,00%

Peningkatan Mutu

Pada gambar.4.1. merupakan karakteristik proses pengujian SEM yang dimana holder ukuran maksiumum untuk sample yang akan diuji adalah 0,5x0,5x0,5 (cm)

Gambar.4.2.Workshop Laboratorium SEM Fmipa Itb Spesifikasinya :

 JEOL-JSM-6510LA  Pembesaran max 300.000x

 bahan yang akan diuji harus berbentuk padat, isolator atau konduktor  EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)

 Mapping Atom

Pengamatan dilakukan selama 2 bulan lamanya, untuk dapat melihat perkembangan bakteri yang menghasilkan enzim senyawa, dengan demikian kita dapat meninjau apakah reaksi bakteri terhadap beton tersebut ,perilaku dan mutu kekuatan beton

Title : Beton Normal Instrument : 6510(LA) Volt : 20.00 kV Mag. : x 40000 Date : 2016/10/5 Pixel : 512 x 384 Acquisition Parameter Instrument : 6510(LA) Acc. Voltage : 20.0 kV Probe Current: 1.00000 nA

PHA mode : T3 Gambar.4.3.Hasil Uji Beton Normal Real Time : 45.21 sec (Scanning Electron Microscope) Live Time : 50.00 sec

Dead Time : 1.95 % Counting Rate : 3125 cps Energy Range : 0 - 20 keV

Dengan pengujian pada pembesaran yang sama yaitu 40000 X pada Beton Normal Dan penyinaran dengan Energy yang sama

Grafik.4.6.Hasil Uji EDX Beton Normal (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)

Tabel.4.4.Senyawa EDX Beton Normal (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)

ZAF Method Standardless Quantitative Analysis Fitting Coefficient : 0.2519

Element (keV) Mass% Error% Atom% Compound Mass% Cation K MgK 1.591 15.81 0.12 37.67 0.0325 Ai K 1.952 32.50 0.22 36.53 0.0523 Si K 2.341 0.57 0.10 0.43 22.7858 S K 2.672 0.82 0.17 0.38 0.0347 Ca K 4.725 0.32 0.18 0.21 30.1015 Ca K 5.013 21.15 0.08 2.67 0.0413

Title : Na+Ca

Instrument : 6510(LA) Volt : 20.00 kV Mag. : x 40000 Date : 2016/08/1 Pixel : 512 x 384 Acquisition Parameter Instrument : 6510(LA) Acc. Voltage : 20.0 kV Probe Current: 1.00000 nA

PHA mode : T3 Gambar.4.4.Hasil Uji Cracking Real Time : 51.23 sec (Scanning Electron Microscope) Live Time : 50.00 sec

Dead Time : 2 % Counting Rate : 3135 cps Energy Range : 0 - 20 keV

Dari hasil SEM dapat dilihat bahwa bakteri B.Subtilis berhasil hidup dengan nutrisi kalsium laktat yang terkandung didalam senyawa beton ,sehingga B.Subtilis menghasilkan enzim berbentuk putih yang senyawa dasarnya hampir sama dengan senyawa kapur yang dapat dilihat hasil analisis senyawa beton pada hasil EDS, Setelah percobaan pada banyak titik sampai ditemukan posisi retakan yang akan ditinjau , dengan pembesaran 40.000 X Enzim bakteri dapat dilihat (Hasil.4.1.)

Grafik.4.7.Hasil Uji EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)

Tabel.4.5.Senyawa EDS Beton Bakteri (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) ZAF Method Standardless Quantitative Analysis Fitting Coefficient : 0.2777

Element (keV) Mass% Error% Atom% Compound Mass% Cation K C K 0.277 25.85 0.19 37.67 16.0185 O K 0.525 42.53 0.24 46.53 22.2324

Na K 1.041 0.56 0.09 0.42 0.7958

Mg K 1.253 0.81 0.07 0.58 1.1247

Si K 1.739 0.38 0.08 0.24 0.7015

P K 2.013 11.75 0.08 6.64 22.4137 Ca K 3.690 18.13 0.14 7.92 36.7135

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

keV 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600 Coun ts C O Na Mg Si P Ca Ca

4.5. Hasil Eksperimen

1. Hasil Uji Slump pada penelitian ini adalah :

Beton Normal 16cm

Beton+Na (5gr)+Ca (30gr) 14cm Beton+Na (10gr)+Ca(40gr) 15cm Beton+Na (15gr)+Ca(50gr) 17cm Beton+Na (25gr)+Ca(100gr) 15.5cm

2. Hasil Faktor Kekentalan pada penelitian ini adalah:

Komposisi Faktor

Kekentalan

Beton Normal 0,280

Beton+Na (5gr)+Ca (30gr) 0,050 Beton+Na (10gr)+Ca(40gr) 0,040 Beton+Na (15gr)+Ca(50gr) 0,061 Beton+Na (25gr)+Ca(100gr) 0,065

3. Hasil Kuat Tekan menunjukkan beton dengan campuran B.Subtilis+Na (10gr) +Ca(40gr), B.Subtilis+Na (5gr) +Ca(30gr), Beton Normal menunjukkan hasil yang signifikan diatas mutu rencana awal dengan penambahan sebesar 10,21 o/o,7,6 o/o , 10 o/o.

4. Hasil Kuat Tekan pada B.Subtilis+Na (15gr) +Ca(50gr) menunjukkan hasil dibawah mutu rencana dengan penurunan mutu sebesar 49,8 o/o.

5. Pada pengujian Trial Error pada B.Subtilis+Na (25gr) +Ca(100gr) didapat penurunan sebesar 30 o/o.

6. Pengujian Trial Error membuktikan bahwa dengan campuran beton yang tidak sama dan faktor-faktor lain seperti suhu, keadaan agregat sebelum pengujian dapat mempengaruhi mutu beton rencana.

7. Pada hasil SEM pada Gambar .4.3. dapat dilihat pada 2 bulan pengujian dilakukan dengan pembesaran 40.000 X, Sehingga dapat disimpulkan retakan yang dapat ditutupi keretakannya adalah Micro Cracks.

8. Hasil EDS menunjukkan Hasil .4.2. dapat dilihat senyawa tambahan yang terjadi secara signifikan yaitu hasil enzim yang dihasilkan bakteri B.Subtilis.

Penelitian ini masi jauh dari kata sempurna, jadi di perlukannya penelitian lebih dalam dan investigas lebih lanjut

4.6. Diskusi

1. Hasil yang diharapkan tergolong cukup baik, tetapi untuk perkembangan bakteri itu sendiri diperlukan 2 bulan untuk menampakkan Progress nya, dan untuk beton mutu rencana 30 mpa, beton dengan campuran bakteri dapat melebihi mutu beton rencana dan beton normal (tanpa campuran bakteri).

2. Untuk Pemilihan bakteri ini sendiri yaitu Bacillus Subtilis, termasuk memuaskan, tetapi perlu juga di bandingkan dengan uji coba bakteri lain, dengan senyawa dasar yang serupa dengan Beton itu sendiri

3. Teknik Kapsulisasi yang masih menggunakan cara lokal harus di tinjau , dikarenakan di negara berkembang sudah mulai menerapkan proses kapsulisasi untuk di campurkan kedalam campuran beton

4. Diperlukan investigasi dan penelitian lebih lanjut, seperti dengan memperbanyak perbandingan untuk Media yang digunakan untuk bakteri, dan mengetahui sifat dasar, pengaruh bakteri terhadap beton, selanjutnya dengan mendalami ilmu Analisis dalam Scanning Electron Microscope dan Energy Dispersive X-ray Spectroscopy

5. Diharapkan pada penelitian yang lebih dalam dapat mencoba mengaplikasikan teknologi Self Healing Concrete ini pada bangunan nyata, sehingga dapat diketahui secara lanjut kelebihan dan kekurangan secara ekonominya maupun kelebihan yang dapat di capai.

BAB V

KESIMPULAN dan SARAN

Pada bab ini peneliti akan membahas tinjauan analisa lanjut, kesimpulan dan saran

5.1. KESIMPULAN

1. Kekuatan kuat tekan pada Beton+Na (10gr)+Ca(40gr)yang melebihi mutu rencana awal dan hasil pengujian benda uji beton normal (plain concrete) sebesar 10,21 o/o.. 2. Hasil penanaman bakteri menggunakan Natrium agar sebagai media pertumbuhan

bakteri, menunjukkan perkembangan dengan pembesaran Scanning Electron Microscope 40000x.

3. Sehingga diperkirakan 1m3 Beton diperlukan 15kg bakteri untuk dapat dengan sempurna menutupi keretakan berupa micro cracks.

4. Pada penelitian ini penambahan Kalsium Laktat diatas 50gr/silinder dapat menurunkan mutu beton sebesar 30,12%.

5. Perbandingan Cracking pada beton normal dan beton bakteri dapat diketahui dengan hasil Scanning Electron Microscope pada pembesaran 40000x, Cracking pada beton berbakteri menutupi keretakan, sedangkan untuk beton normal tidak.

5.2. SARAN

1. Diperlukan pembanding beberapa metode media sebagai wadah penanaman bakteri basilus subtilis.

2. Proses enkapsulisasi yang perlu di dalami dan di pelajari.

3. Penambahan zat adiktif lain perlu ditinjau, seperti zat adiktif untuk mempercepat proses resapan air pada saat pencampuran beton.

4. Pengujian dan faktor-faktor lain perlu dilakukan sebagai pembanding untuk investigasi lebih dalam.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Umum

Inovasi yang semakin berkembang memicu penelitian yang dapat membantu pembangunan dalam negeri, sehingga penelitian ini menggunakan bakteri Basilus Subtilis ,Metode kapsulisasi yang digunakan, dan jenis kalsium yang akan digunakan dalam penelitian ini.

Mikroorganisme yang cocok adalah bacillus yang dimasukkan dalam bentuk spora sehingga tahan lama karena sifatnya yang tidak aktif. Bakteri tersebut dipilih karena dapat mengeluarkan kotoran berupa zat kapur yang merupakan bahan baku semen.Bakteri akan aktif jika terkena air dari celah-celah retakan semen. Saat itulah bakteri bekerja dan memperbaiki struktur semen yang rusak secara mandiri. Caranya, bakteri akan mengubah kalsium laktat menjadi batu kapur, yakni zat utama yang membentuk semen sehingga lubang di dalam beton pun kembali pulih

2.2. Karakteristik Beton

Beton memiliki karakteristik yang menarik dari segi kualitas dan kekuatannya, tetapi kita patut memperhitungkan kelebihan dan kekurangannya, untuk dapat mengembangkannya, Menurut Nugraha dan Antoni (2007) sebagai bahan konstruksi beton mempunyai kelebihan dan kekurangan.

Faktor –faktor yang membuat beton banyak digunakan karena memiliki keunggulan- keunggulannya antara lain :

1. Kemudahan pengolahannya:

yaitu dalam keadaan plastis, beton dapat diendapkan dan diisi dalam cetakan.

Seperti juga kekuatan tekan pada batu alam, yang membuat beton baik untuk dipakai sebagai elemen yang terutama memikul gaya tekan, seperti kolom dan konstruksi busur.

4. Daya tahan yang tinggi terhadap api dan cuaca merupakan bukti dari kelebihan. 5. Harganya relatif murah.

6. Mampu memikul beban yang berat.

1. Mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi. 2. 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.

2.3. Beton Segar (Fresh Concrete)

Beton segar yang baik ialah beton segar yang dapat diaduk, diangkut, dituang, dipadatkan, tidak ada kecenderungan untuk terjadi segregation (pemisahan kerikil dari adukan) maupun bleeding (pemisahan air dan semen dari adukan). Tiga hal penting yang perlu diketahui dari sifat-sifat beton segar, yaitu:

kemudahan pengerjaan (workability), pemisahan kerikil (segregation), dan pemisahan air (bleeding).

2.3.1. Kemudahan Pengerjaan (Workability)

Workability adalah bahan-bahan beton yang setelah diaduk bersama, akan menghasilkan adukan yang mudah diangkut, dituang, dicetak, dan dipadatkan, tanpa terjadi perubahan yang menimbulkan kesukaran atau penurunan mutu. Unsur-unsur yang mempengaruhi workability adalah:

1. Jumlah air pencampur.

Semakin banyak air yang dipakai, maka akansemakin mudah beton segar itu dikerjakan, akan tetapijumlahnya tetap diperhatikan agar tidak terjadi segregation. 2. Kandungan semen.

Penambahan semen ke dalam campuran memudahkan cara pengerjaan adukan beton, karenadiikuti 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 olehperaturan maka adukan beton akan mudah dikerjakan. Gradasi adalah distribusi ukuran dari agregat berdasarkan hasil persentase berat yang lolos pada setiap ukuran saringan dari analisa saringan.

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 jikadipadatkan dengan tangan. Konsistensi/kelecakan adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian slumpyang didasarkan pada SNI 03-1972-1990. Percoban ini menggunakan corong baja yang berbentuk konus berlubang pada kedua ujungnya, (kerucut Abrams). Bagian bawah berdiameter 20cm, bagian atas berdiameter 10cm, dan tinggi 30cm,seperti yang ditunjukkan pada Gambar2.1.

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 sebenarnya. 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 2.3.2. Pemisahan Kerikil (Segregation)

Segregation adalah butir-butir kerikil yang memisahkan diri dari campuran beton. Neville (1981) menuliskan bahwa terdapat dua bentuk segregasi beton segar yaitu partikel yang lebih kasar cenderung memisahkan diri dari partikel yang lebih halus dan terpisahnya air semen dari adukan. Menurut Nugraha dan Antoni (2007) ada beberapa faktor yang menyebabkan Segregation yaitu:

1. Ukuran partikel yang lebih besar dari 25mm.

2. Berat jenis agregat kasar yang berbeda dengan agregat halus. 3. Kurangnya jumlah material halus dalam campuran

4. Bentuk butir yang tidak rata dan tidak bulat.

5. Campuran yang terlalu basah atau terlalu kering Segregation mengakibatkan mutu beton menjadi berkurang. Untuk mengurangi kecenderungan pemisahan pada agregat tersebut, dapat dilakukan upaya-upaya sebagai berikut:

1. Mengurangi jumlah air yang digunakan.

2. Adukan beton jangan dijatuhkan dengan ketinggian yang terlalu besar.

3. Cara mengangkut, penuangan maupun pemadatan harus dilakukan. dengan cara yang benar.

2.3.3. Pemisahan Air (Bleeding)

Sesudah bleeding selesai dan beton mengeras,kantung-kantung menjadi kering. Akibatnya apabila ada tekanan, kantung-kantung tersebut menjadi penyebab mudahnya retak pada beton.Menurut Mulyono (2003) pemisahan air (Bleeding) dapat dikurangi dengan cara:

1. Memberi lebih banyak semen 2. Menggunakan air sedikitmungkin 3. Menggunakan butir halus lebih banyak

4. Memasukan sedikit udara dalam adukan untuk beton khusus.

2.4. 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. 2.4.1. Kekuatan Tekan Beton (f’c)

Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur.

Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan.

Kekuatan tekan benda uji beton dihitung dengan rumus :

Fc’=�...(2.1) dengan :

fc’ : kekuatan tekan (kg/cm2) P : beban tekan (kg)

A : luas permukaan benda uji (cm)

Standar deviasi dihitung berdasarkan rumus : S= (σ’b−σ’bm ) 2

�−1 ...(2.2)

Dengan:

S : Standar deviasi (kg/cm2)

σ’bm : Kekuatan beton rata-rata ( kg/cm2) N : Jumlah total benda uji hasil pemeriksaan

Nilai kuat beton beragam sesuai dengan umurnya. Umumnya nilai kuat tekanbeton 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 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 antara17- 35 MPa. Dan untuk beton prategang digunakan beton dengan kuat tekan lebih tinggi, berkisar antara 30-45 MP.

Gambar.2.5.Model Beda 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, terutama dipengaruhi oleh Lingkungan setempat. Dari faktor-faktor utama tersebut termasuk didalamnya beberapa faktor lain yang mempengaruhi kekuatan tekan beton, yaitu :

a. Faktor air semen dan kepadatan

faktor air semen dengan kekuatan beton pada umur 28 hari dengan uji silinder (Mulyono,2003). Dapat dilihat pada Grafik 2.1. 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.

Grafik.2.1..Hubungan faktor air semen dengan kekuatan beton selama masa perkembangannya

Sumber: (mulyono,2003) b. Umur beton

Kekuatan tekan beton akan bertambah sesuai dengan bertambahnya umur beton. Biasanya nilai kuat tekan ditentukan pada waktu beton mencapai 5umur 28 hari. Kekuatan beton akan naik secara cepat (linear) sampai umur 28 hari, tetapi setelah itu kenaikannya tidak terlalu signifikan Tabel.2.1. Umumnya pada umur 7 hari kuat tekan mencapai 65% dan pada umur 14 hari mencapai 88% - 90% dari kuat tekan umur 28 hari. Perkiraan kuat tekan beton pada berbagai umur

Tabel.2.1.Hubungan antara umur beton dan kuat tekan beton Sumber: (Istimawan, 1999)

c. 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 yang terlihat pada Grafik 2.2.

Grafik.2.2.Perkembangan kekuatan tekan mortar untuk berbagai tipe port land semen Sumber: (Mulyono, 2003)

d. Jumlah semen

Jika faktor air semen dan slump berubah, beton dengan jumlah kandungan semen tertentu mempunyai kuat tekan tertinggi sebagai mana terlihat pada Grafik 2.3. 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.

Grafik.2.3.Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton pada faktor air semen sama Sumber:(Tjokrodimuljo, 1998)

5. Sifat agregat

Sifat agregat yang paling berpengaruh terhadap kekuatan beton ialah kekasaran permukaan, kekerasan agregat dan gradasi agregat. Permukaan yang halus pada kerikil dan kasar pada batu pecah berpengaruh pada lekatan dan besar tegangan saat retak beton mulai terbentuk. Oleh karena itu kekasaran permukaan berpengaruh terhadap bentuk kurva tegangan-regangan tekan dan terhadap kekuatan beton sepertiyang terlihat pada Grafik 2.4. Akan tetapi bila adukan beton nilaislumpnya sama besar, pengaruh tersebut tidak tampak karena agregat yang permukaannya halus memerlukan air lebih sedikit. Jadi nilai fas yang rendah menghasilkan kuat tekan beton lebih tinggi.

Grafik.2.4.Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan beton Sumber:(Mindess1981) 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 pasta akan berkurang sehingga kuat tekan betonnya menjadi rendah. Oleh karena itu, pada beton dengan kuat tekan tinggi dianjurkan memakai agregat dengan ukuran besar butir maksimum 20mm.

2.5. Bahan Penyusun Beton

Beton merupakan hasil dari pencampuran bahan-bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir, batu, batu pecah atau bahan semacamnya lainnya, dengan menambahkan semen secukupnya yang berfungsi sebagai perekat bahan susun beton, dan air sebagai bahan pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung. Agregat halus dan kasar, disebut sebagai bahan susunan kasar pencampuran, merupakan komponen utama beton. Nilai kekuatan serta daya tahan (durability) beton merupakan fungsi dari banyak faktor, diantaranya nilai banding campuran dan mutu bahan susun, metode pelaksanaan pengecoran dan kondisi perawatannya. Jika diperlukan, bahan tambah (Admixture) dapat ditambahkan untuk mengubah sifat-sifat tertentu dari beton yang

Luasnya pemakaian beton disebabkan karena terbuat dari bahan-bahan yang umumnya mudah diperoleh, serta mudah diolah sehingga menjadikan beton mempunyai sifat yang dituntut sesuai dengan keadaan situasi pemakaian tertentu.

Jika ingin membuat beton yang baik, dalam arti memenuhi persyaratan yang lebih ketat karena tuntutan yang lebih tinggi, maka harus diperhitungkan dengan seksama cara-cara memperoleh adukan beton (beton segar / Fresh Concrete) yang baik dan beton (beton keras / Hardened concrete) yang dihasilkan juga baik. Beton yang baik ialah beton yang kuat, tahan lama/awet, kedap air, tahan aus, dan sedikit mengalami perubahan volume.

2.5.1. Bahan Penyusun Semen

Material semen adalah material yang mempunyai sifat-sifat adhesif dan kohesif yang diperlukan untuk mengikat agregat-agregat menjadi suatu massa yang padat yang mempunyai kekuatan yang cukup. Semen merupakan hasil industri dari paduan bahan baku: batu gamping / kapur sebagi bahan utama, yaitu bahan alam yang mengandung senyawa Calcium Oksida (CaO), dan lempung / tanah liat yaitu bahan alam yang mengandung senyawa: Siliki Oksida (SiO2), Alumunium Oksida (Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3) dan Magnesium Oksida (MgO) atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk (Bulk), tanpa memandang proses pembuatannya, yang mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air. Untuk menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian untuk membentuk clinkernya, yang kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips (Gypsum) dalam jumlah yang sesuai.

Fungsi utama dari semen adalah untuk mengikat partikel agregat yang terpisah sehingga menjadi satu kesatuan.

Bahan dasar pembentuk semen adalah : a) 3CaO.SiO2(tricalcium silikat) disingkat C3

b) 2CaO.SiOS (58% -69%) 2(dicalcium silikat) disingkat C2 c) 3CaO.AlS (8% -15%) 2O3(tricalcium aluminate) disingkat C3

d) 4CaO.AlA (2% -15%) 2O3.Fe2O3(tetracalcium alummoferrit) disingkat C4AF(6-14%) Faktor semen sangatlah mempengaruhi karakteristik campuran mortar.

Kandungan semen hidraulis yang tinggi akan memberikan banyak keuntungan,

antara lain dapat membuat campuran mortar menjadi lebih kuat, lebih padat, lebih tahan air, lebih cepat mengeras, dan juga memberikan rekatan yang lebih baik. Kerugiannya adalah

dengan cepatnya campuran mortar mengeras, maka dapat menyebabkan susut kering yang lebih tinggi pula. Mortar dengan kandungan hidrulik rendah akan lebih lemah dan mudah dalam pergerakan . Sifat-sifat fisik semen yaitu :

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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

klinker yang kemudian dihancurkan, digerus dan ditambah dengan gips dalam jumlah yang sesuai.Semen Portland adalah material yang mengandung paling tidak 75 % kalsium silikat (3CaO.SiO2 dan 2CaO.SiO2), sisanya tidak kurang dari 5 % berupa Al silikat, Al feri silikat,dan MgO (Hanenara, 2005; Taylor, 2009). Ratio mole antara CaO terhadap SiO2 tidak kurang dari 2. Pada tabel 2.11 ditunjukkan komposisi kimia komponen yang ada di dalam semen portland. Semen portland merupakan bahan konstruksi yang paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton. Menurut ASTM C-150,1985, semen portland didefinisikan sebagai semen hidraulik yang dihasilkan dengan menggiling kliner 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 portland dibuat dari serbuk halus kristalin yang komposisi utamanya adalah kalsium dan aluminium silikat. Bahan baku utama dalam pembuatan semen portland adalah sebagai berikut :

•Kapur (CaO) – dari batu kapur (60 -65%)

•Silika (SiO2

) – dari lempung (17 – 25%)

•Alumina (Al2

O3) – dari lempung (3% – 8%)

Jika Ditinjau dari penggunaannya, semen Portland dapat dikelompokan sebagai berikut : a) Jenis I (Normal Portland Cement)

Yaitu jenis semen portland untuk penggunaan dalam konstruksi beton secara umum yang tidak memerlukan sifat – sifat khusus. Misalnya pembuatan trotoar dan lain-lain.

b) Jenis II (Hifh – Early – Strength Portland Cement)

Jenis ini memperoleh kekuatan besar dalam waktu singkat, sehingga dapat digunakan untuk perbaikan bangunan beton yang perlu segera digunakan atau acuannya segera perlu dilepas.

c) Jenis III (Modifid Portland Cement)

Semen ini memiliki panas hidrasi lebih rendah dan keluarnya panas lebih lambat.jenis ini di gunakan untuk bangunan tebal seperti pilar dengan ukuran besar. Panas hidrasi yang sangat rendah dapat mengurangi terjadinya retak – retak pergeseran.

Jenis ini merupakan jenis khusus untuk penggunaan yang memerlukan panas hidrasi serendah-rendahnya. Kekuatannya tumbuh lambat . jenis ini di gunakan untuk bangunan beton massa seperti bendungan gravitasi – gravitasi besar.

e) Jenis V (Sulfate Resisting Portland Cement)

Jenis ini merupakan jenis khusus maksudnya hanya pada penggunaan bangunan – bangunan yang kena sulfat, seperti ditanah yang kadar alkalinya tinggi. Pengerasan berjalan lebih lambat dari pada semen pordlan biasa.

f) Portland Pozzolan Cement (PPC)

Semen portland pozzolan adalah campuran dari semen tipe I biasa dengan pozzolan.

2.5.2. Agregat

Agregat ialah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi

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

Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam atau agregat buatan(Artificial Aggregates). Secara umum agregat dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu agregat kasar dan agregat halus. Ukuran antara agregat halus dengan agregat kasar yaitu 4.80 mm (British Standard) atau 4.75 mm (Standar ASTM). Agregat kasar adalah batuan yang ukuran butirnya lebih besar dari 4.80 mm (4.75 mm) dan agregat halus adalah batuan yang lebih kecil dari 4.80 mm (4.75 mm). Agregat dengan ukuran lebih besar dari 4.80 mm dibagi lagi menjadi dua : yang berdiameter antara 4.80-40 mm disebut kerikil beton dan yang lebih dari 40 mm disebut kerikil kasar. Agregat yang digunakan dalam campuran beton biasanya berukuran lebih kecil dari 40 mm. Agregat yang ukurannya lebih besar dari 40 mm digunakan untuk pekerjaan sipil lainnya, misalnya untuk pekerjaan jalan,

4.3.1 Hasil Analisa SEM dan EDS ... 82

4.4 Hasil Eksperimen ... 88

4.5 Diskusi... 89

BAB V KESIMPULAN dan SARAN ...

90

5.1 Kesimpulan ... 90

5.2 Saran ... 90

DAFTAR PUSTAKA ... 91

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kerucut Abrams ... 9

Gambar 2.2 Slump Sebenarnya ... 9

Gambar 2.3 Slump Geser ... 10

Gambar 2.4 Slump Runtuh ... 10

Gambar 2.5 Model Benda Uji Silinder ... 13

Gambar 2.6 Karakteristik Bakteri Terhadap Beton ... 32

Gambar 2.7 Susunan Bakteri Basilus Subtilis ... 34

Gambar 2.8 Flagella ... 35

Gambar 2.9 penataan flagela pada bakteri ... 36

Gambar 2.10 Pili ... 36

Gambar 2.11 Susunan Kapsul ... 37

Gambar 2.12 Media ... 38

Gambar 2.13 Kalsium Laktat PT.Brataco ... 43

Gambar 2.14 Skema EDX ... 46

Gambar 3.1 Bakteri Basilus Subtilis ... 54

Gambar 3.2Peremajaan Bakteri ... 54

Gambar 3.3 Inkubator ... 54

Gambar 3.4 Basilus subtilis ... 54

Gambar 3.5Neraca Analitik ... 56

Gambar 3.6 Nutrient Agar ... 56

Gambar 3.7 Autoclave ... 57

Gambar 3.8 Vortex Mixer... 57

Gambar 3.9 Air Flow ... 58

Gambar 3.15 Kapsul 00 ... 61

Gambar 3.16 Hasil Injeksi Bakteri terhadap kapsul 00 ... 62

Gambar 3.17 Neraca Analitis ... 62

Gambar 3.18 Pengujian Lakmus Universal ... 65

Gambar 3.19 Hasil Pengujian Cek Ph Air ... 66

Gambar 3.20 Pengambilan Sampel Benda Uji ... 69

Gambar 3.21 Pemotongan Sampel Benda Uji ... 69

Gambar 3.22 Skema SEM... 72

Gambar 4.1 Karakteristik Proses SEM ... 82

Gambar 4.2 Workshop Laboratorium SEM Fmipa ITB... 83

Gambar 4.3 Hasil Uji Beton Normal (Scanning Electron Microscope) ... 84

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Perencanaan Campuran Beton ... 2

Tabel 1.2 Tabel Rojokan Rencana ... 3

Tabel 1.3 Tabel Karakteristik Basilus Subtilis ... 9

Tabel 2.1 Hubungan antara umur beton dan kuat tekan beton ... 14

Tabel 2.2 Batasan Gradasi untuk Agregat Halus ... 25

Tabel 2.3 Susunan Besar Butiran Agregat Kasar ... 28

Tabel 2.4 Karakteristik Basilus Subtilis ... 29

Tabel 3.1 Jumlah Sample Experiment ... 50

Tabel 3.2 Mix design ... 66

Tabel 3.3 Hasil Slump Test ... 68

Tabel 3.4 Penjelasan Jenis Sinyal,Detector dan Resolusi ... 70

Tabel 4.1 Nilai slump beton dari masing-masing variasi ... 74

Tabel 4.2 Faktor kekentalan beton dari pengujian kerucut terbalik ... 75

Tabel 4.3 Campuran gradasi agregat ... 78

Tabel 4.4 Berat Volume Rata-Rata Beton Sampel Pengujian ... 81

Tabel 4.5 Senyawa EDX Beton Normal ... 85

DAFTAR GRAFIK

Grafik 2.1.Hubungan fas dengan kekuatan beton ... 14

Grafik 2.2 Perkembangan kekuatan tekan mortar ... 15

Grafik 2.3 Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan pada fas ... 16

Grafik.2.4 Pengaruh Jenis agregat terhadap kuat tekan beton ... 17

Grafik 4.1 Perbandingan Kuat Tekan Beton dengan Mutu Rencana ... 79

Grafik 4.2 Perbandingan Kuat Tekan Trial dengan Mutu Rencana ... 80

Grafik 4.3 Perbandingan Kuat Tekan setiap variasi ... 80

Grafik 4.4 Peningkatan Mutu Benda Uji ... 82

Grafik 4.5 Hasil Uji EDS Beton Normal ... 85

DAFTAR NOTASI

fc’ = kekuatan tekan (kg/cm2) ... 12

P = beban tekan (kg) ... 12

A = luas permukaan benda uji (cm) ... 12

S = Standar deviasi (kg/cm2) ... 12

σ’b = Kekuatan masing-masing benda uji (kg/cm2) ... 12

σ’bm = Kekuatan beton rata-rata ( kg/cm2) ... 12

N = Jumlah total benda uji hasil pemeriksaan ... 12

A = berat pasir dalam keadaan kering (gr) ... 26

B = berat piknometer berisi air (gr) ... 26

C = berat piknometer berisi air dan pasir (gr) ... 26

μm = Nano Meter (Bakteri) ... 70