BAB III METODE PENELITIAN
III.1 Umum
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk mendapatkan mix design dari beton ringan yang terbaik, dimana mix design tersebut akan diaolikasikan
dalam pembuatan bata beton ringan. Pengujian yang dilakukan pada kubus beton ringan dan bata beton ringan adalah pengujian kuat tekan dan absorbsi.
Dalam percobaan ini dibuat benda uji berupa kubus dan bata beton ringan dimana mix design nya adalah sebagai berikut :
Berat jenis direncanakan Volume 1 buah kubus
Massa 1 buah kubus = 900 kgm
3
= p x l x t = 0,15 x 0,15 x 0,15
= 0,003375 m
3
= berat jenis x volume = 900 kgm
3
x 0,003375 m
3
= 3,0375 kg Perbandingan semen : pasir : air untuk setiap komposisi kubus beton ringan :
1. Semen : pasir : air = 1 : 0,5 : 0,55 • Berat semen =
= 1,48 kg • Berat pasir
= = 0,74 kg
• Berat air =
= 0,81 kg
29
Universitas Sumatera Utara
2. Semen : pasir : air = 1 : 0,7 : 0,55 • Berat semen =
= 1,35 kg • Berat pasir
• Berat air =
= 0,95 kg
= = 0,74 kg
3. Semen : pasir : air = 1 : 0,9 : 0,55 • Berat semen =
= 1,24 kg • Berat pasir
= = 1,12 kg
• Berat air =
: = 0,68 kg
Foaming agent yang dipakai dalam penelitian ini adalah foaming agent yang diproduksi oleh PT. BASF Indonesia. Dari pihak distributor yang
menyalurkan foaming agent dapat diketahui besar dosis penggunaan foaming agent. Perbandingan foaming agent yang dipakai berkisar antara 1 ml foaming
agent : 20 ml air sampai 1 ml foaming agent : 40 ml air. Penggunaan banyak air menghasilkan banyak busa sehingga menyebabkan kuat tekan beton yang
dihasilkan akan sangat kecil. Sehingga dianjurkan untuk menggunakan perbandingan 1 ml foaming agent : 20 ml sampai 1 ml foaming agent : 25 ml air.
30
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan Jumlah aditif
per 1 kg semenL Jenis
Benda Uji Banyak
Sampel Semen
Pasir WC ratio
1 0,5
0.55 -
kubus 5
1 0,5
0.55 0.11
kubus 5
1 0,5
0,55 0.15
kubus 5
Perbandingan Jenis Benda Uji
Banyak Sampel Semen
Pasir WC ratio
1 0,5
0.55 kubus
5 1
0,7 0.55
kubus 5
1 0,9
0,55 kubus
5
Perbandingan Jenis benda uji
Banyak sampel Semen
Pasir WC ratio
1 0,5
0.55 Bata Beton
Ringan 10
Dalam percobaan ini, penulis menggunakan perbandingan 1 ml foaming agent : 25 ml air.
Berikut adalah komposisi benda uji yang akan dibuat oleh penulis : Tabel 3.1 Komposisi Mix Design Kubus Beton Ringan dan Bata Beton Ringan
a.
b.
c. Kubus beton ringan dengan perawatan selama 28 hari tanpa sikaset
• Foaming agent yang digunakan 1 : 25 ml air. Kubus beton ringan dengan penggunaan sikaset accelerator, tanpa perawatan.
Mix design ini dibuat setelah diperoleh hasil kuat tekan yang paling besar dari campuran a.
• Foaming agent yang digunakan 1 : 25 ml air. Komposisi Campuran Bata Beton Ringan
Total benda uji : kubus sebanyak 30 buah dan bata beton ringan 10 buah.
31
Universitas Sumatera Utara
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah kajian eksperimental yang dilakukan di Laboratorium Beton Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara meliputi : a. Penyediaan bahan penyusun beton dan bata beton ringan
b. Pemeriksaan bahan c. Perencanaan campuran beton ringan dan bata beton ringan mix design
d. Pembuatan benda uji e. Perendaman benda uji
Curing tetap harus dilakukan mengingat beton ringan menggunakan semen dimana berlaku prinsip kekuatan beton mencapai 100 pada umur 28 hari
f. Pengujian kuat tekan pada kubus beton ringan g. Pengujian absorbsi pada kubus beton ringan
h. Pengujian kuat tekan pada bata beton ringan i. Pengujian absorbsi pada bata beton ringan
32
Universitas Sumatera Utara
Diagram Alir Pembuatan Kubus Beton Ringan
PENYEDIAAN BAHAN
SEMEN PASIR
AIR FOAMING AGENT
PEMERIKSAAN BAHAN
MIX DESIGN
PEMBUATAN BENDA UJI
PENGERINGAN Setelah 24 jam, cetakan dibuka
PERENDAMAN Selama 28 hari
ABSORBSI PENGUJIAN
ANALISA DATA TANPA
PERENDAMAN
KUAT TEKAN
Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Kubus Beton Ringan
33
Universitas Sumatera Utara
Diagram Alir Pembuatan Bata Beton Ringan
MIX DESIGN KUBUS DENGAN KUAT TEKAN
PALING BESAR
PEMBUATAN BATA RINGAN
PENGERINGAN Setelah 24 jam, cetakan dibuka
PERENDAMAN Selama 28 hari
PENGUJIAN
ABSORBSI ANALISA DATA
PENYUSUNAN LAPORAN
KUAT TEKAN
Gambar 3.2 Diagram Alir Pembuatan Bata Beton Ringan
34
Universitas Sumatera Utara
III.2 Bahan Penyusun dan Peralatan Pembuat Kubus Beton Ringan dan
Bata Beton Ringan
Dalam percobaan ini, material penyusun beton dan bata beton ringan terdiri dari semen portland, pasir, foaming agent dan air. Dalam beberapa
percobaan lain, terkadang ditambah bahan campuran tambahan untuk memperoleh sifat - sifat beton ringan yang diharapkan. Perbandingan campuran bahan yang
digunakan biasanya bertujuan untuk mendapatkan hasil yang efisien dan ekonomis dengan hasil yang memuaskan.
III.2.1 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : a. Semen
Semen yang digunakan dalam percobaan ini adalah Semen Portland merk Tiga Roda dengan kemasan isi 40 kg.
b. Pasir Pasir yang digunakan adalah pasir yang berasal dari panglong. Pasir yang dipakai
untuk percobaan ini adalah pasir yang lolos ayakan 5 mm. Berikut data hasil pengujian pasir
Analisa Ayakan Pasir ASTM C 136 - 84a
1. Tujuan : Untuk memeriksa penyebaran butiran gradasi dan menentukan nilai
modulus kehalusan pasir FM.
35
Universitas Sumatera Utara
2. Hasil pemeriksaan : Modulus kehalusan pasir FM : 2,26
Pasir dapat dikategorikan pasir halus. 3. Pedoman :
FM = Berdasarkan nilai modulus kehalusan FM, agregat halus dibagi dalam
beberapa kelas, yaitu : •
• •
Pasir halus Pasir sedang
Pasir kasar : 2,20 FM 2,60
: 2,60 FM 2,90 : 2,90 FM 3,20
Pemeriksaan Pasir Lewat Ayakan no.200 ASTM C 117 - 90
1. Tujuan : Untuk memeriksa kandungan lumpur pada pasir.
2. Hasil pemeriksaan : Kandungan lumpur : 2,3 5 , memenuhi persyaratan
3. Pedoman : Kandungan lumpur yang terdapat pada agregat halus tidak dibenarkan
melebihi 5 dari berat kering. Apabila kadar lumpur melebihi 5 maka pasir harus dicuci.
36
Universitas Sumatera Utara
Pemeriksaan Kandungan Organik
1. Tujuan : Untuk memeriksa kadar bahan organik yang terkandung di dalam pasir.
2. Hasil pemeriksaan : Warna kuning terang standar warna no.3, memenuhi persyaratan.
3. Pedoman : Standar warna no.3 adalah batas yang menentukan apakah kadar bahan
organik pada pasir kurang dari yang disyaratkan.
Pemeriksaan Clay Lump Pada Pasir
1. Tujuan : Untuk memeriksa kandungan tanah liat pada pasir
2. Hasil pemeriksaan : Kandungan liat 1, memenuhi persyaratan
3. Pedoman : Kandungan tanah liat yang terkandung pada agregat halus tidak boleh
melebihi 1 dari berat kering. Apabila kadar tanah liat melebihi 1 maka pasir harus dicuci.
Pemeriksaan Berat Isi Pasir ASTM C 29C 29M - 90
1. Tujuan : Untuk menentukan berat isi unit weight pasir dalam keadaan padat dan
longgar
37
Universitas Sumatera Utara
2. Hasil pemeriksaan : Berat isi keadaan rojok padat : 1486,25 kgm
3
Berat isi keadaan longgar : 1383,59 kgm
3
3. Pedoman : Dari hasil pemeriksaan diketahui bahwa berat isi pasir dengan cara
merojok lebih besar daripada berat isi pasir dengan cara menyiram, hal ini berarti bahwa pasir akan lebih padat bila dirojok daripada disiram. Dengan
mengetahui berat isi pasir, maka kita dapat mengetahui berat pasir dengan hanya mengetahui volumenya saja.
Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi Pasir ASTM C 128 - 88
1. Tujuan : Untuk menentukan berat jenis spesific gravity dan penyerapan air
absorbsi pasir. 2. Hasil pemeriksaan :
• •
• Berat jenis SSD : 2,52 tonm
3
Berat jenis kering : 2,47 tonm
3
Berat jenis semu : 2,6 tonm
3
• Absorbsi
: 1,94
3. Pedoman : Berat jenis SSD merupakan perbandingan antara berat pasir dalam
keadaan SSD dengan volume pasir dalam keadaan SSD. Keadaan SSD
38
Universitas Sumatera Utara
Saturated Surface Dry dimana permukaan pasir jenuh dengan uap air sedangkan dalamnya kering, keadaan pasir kering dimana pori-pori pasir
berisikan udara tanpa air dengan kandungan air sama dengan nol, sedangkan keadaan semu dimana pasir basah total dengan pori-pori penuh
air. Absorbsi atau penyerapan air adalah persentase dari berat pasir yang hilang terhadap berat pasir kering dimana absorbsi terjadi dari keadaan
SSD sampai kering. Hasil pengujian harus memenuhi :
“ Berat jenis kering berat jenis SSD berat jenis semu. “ c. Air
Air yang digunakan dalam pembuatan bata beton ringan ini adalah air yang berada ditempat pengujian Laboratorium Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara. d. Foaming Agent
Foaming agent berfungsi sebagai pengembang campuran pembuatan beton dan bata ringan.
III.2.2 Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : a. Ayakan
Ayakan yang digunakan untuk memeriksa gradasi pasir adalag ayakan merk Tatonas. Ayakan yang dipakai adalah 4,80 mm.
39
Universitas Sumatera Utara
b. Timbangan Timbangan elektrik, dengan ketelitian 0,01 gram digunakan untuk
menimbang bahan campuran beton ringan c. Meteran
Meteran ini digunakan untuk mengukur panjang dan lebar bata beton d. Gelas ukur
Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume air yang digunakan dalam campuran bahan bata beton
e. Mixer Mixer digunakan untuk mengaduk foam agar mengembang
f. Mixer Mortar Digunakan untuk mengaduk campuran mortar dan foam yang telah
mengembang g. Mal Kubus
Digunakan dalam membuat benda uji kubus h. Cetakan Bata Beton
Digunakan untuk mencetak bata beton i. Oven
Oven dengan suhu maksimal 200 ˚ C digunakan untuk mengeringkan bata
dalam pengujian absorbsi air pada bata beton ringan
40
Universitas Sumatera Utara
j. Bak Perendam Bak perendam digunakan untuk merendam bata beton yang sudah
dikeringkan selama 24 jam, dengan lama perendaman 28 hari.
III.3 Proses Pembuatan Kubus Beton Ringan dan Bata Beton Ringan
Proses pembuatan kubus beton ringan adalah sebagai berikut : 1. Tahap Persiapan
• Persiapan pasir yang akan digunakan • Persiapan semen portland yang akan digunakan, yaitu dengan
memeriksa apakah semen dalam kondisi halus tidak menggumpal. Semen yang digunakan semua butirannya lolos ayakan 0,09 mm.
2. Menetapkan Faktor Air Semen fas Dalam penelitian ini ditetapkan memakai faktor air semen 0,55 .
3. Pembuatan Benda Uji a. Proses Pembuatan Kubus Beton Ringan
Pembuatan benda uji terdiri dari dua variasi campuran untuk percobaan, yaitu campuran semen, pasir dan air dengan perawatan 28 hari dengan
perbandingan semen : pasir : air sebesar 1 : 0,5 : 0,55 ; 1 : 0,7 : 0,55 dan 1 : 0,9 : 0,55, variasi campuran semen, pasir dan air ditambah sikaset
accelerator dengan perbandingan semen : pasir : air sebesar 1 : 0,5 : 0,55 tanpa perawatan sebesar 0,11 liter dan 0,15 liter per 1 kg semen masing - masing
variasi diberi foaming agent dengan perbandingan 1 : 25 ml.
41
Universitas Sumatera Utara
Setelah semua bahan disediakan, aduk semen, pasir dan air campuran homogen. Selagi campuran mortar diaduk, mixer foaming agent dengan
perbandingan 1 : 25 ml. Dalam satu kubus, foaming agent yang digunakan sebanyak 10 ml. Mixer foaming agent sampai mengembang dan busanya kaku
serta tidak ada lagi air yang tersisa. Lalu masukkan foaming agent yang telah mengembang ke dalam mixer adukan mortar dan aduk sampai campuran
mengembang dan homogen. Adukan yang telah tercampur merata dituangkan ke dalam cetakan.
Setelah umur beton 24 jam, cetakan kubus dibuka dan mulai dilakukan perawatan beton dengan cara direndam dalam bak perendaman sampai 28 hari.
b. Proses Pembuatan Bata Beton Ringan Setelah diperoleh data dari hasil pengujian beton ringan, maka mix
design dengan hasil kuat tekan terbaik yang diaplikasikan dalam pembuatan bata beton ringan. Bata beton ringan yang akan dibuat berukuran 35 x 20 x 10 cm.
Pasir, semen dan air diaduk sampai campuran homogen. Selagi campuran mortar diaduk, foaming agent dimixer sampai mengembang dengan perbandingan
1 : 25 ml. Dalam pembuatan bata beton ringan, banyaknya foaming agent yang digunakan juga sebanyak 10 ml. Lalu kemudian mortar dan foaming agent di
campur dan di mixer sampai campuran mengembang dan homogen. Setelah campuran mengembang dan homogen, tuang campuran ke cetakan
dan diamkan selama kurang lebih 24 jam. Lalu lakukan perawatan selama 28 hari.
42
Universitas Sumatera Utara
Setelah itu, lakukan pengujian absorbsi dan kuat tekan terhadap bata beton ringan tersebut.
III.4 Pengujian Sampel
Pengujian sampel yang dilakukan adalah pengujian kuat tekan, berat jenis dan absorbsi beton ringan.
III.4.1 Pengujian Kuat Tekan Kubus Beton Ringan
Pengujian dilakukan pada umur kubus beton ringan 28 hari untuk tiap variasi kubus beton ringan sebanyak 5 buah. Sehari sebelum pengujian sesuai
umur rencana, kubus beton dikeluarkan dari bak perendaman. Sebelum dilakukan pengujian kuat tekan, benda uji ditimbang beratnya. Pengujian kuat tekan kubus
beton ringan dilakukan dengan menggunakan mesin kompres elektrik berkapasitas 200 ton yang digerakkan secara elektrik.
Kekuatan tekan benda uji kubus beton ringan dihitung dengan rumus : f’c =
dimana : f’c = Kekuatan tekan Nmm
2
P = Beban tekan N
A = Luas permukaan benda uji mm
2
43
Universitas Sumatera Utara
P
15 cm
15 cm 15 cm
Gambar 3.3 Pengujian Kuat Tekan Kubus Beton Ringan
44
Universitas Sumatera Utara
III.4.2 Pengujian Absorbsi Kubus Beton Ringan
Absorbsi kubus beton ringan dapat dihitung dengan rumus : Absorbsi
=
Dimana : A = Berat kubus beton ringan dalam keadaan kering setelah dikeringkan selama 1 hari
B = Berat kubus beton ringan dalam keadaan SSD sesaat setelah
buka cetakan
III.4.3 Pengujian Kuat Tekan Bata Beton Ringan
Pengujian dilakukan pada umur bata beton ringan telah mencapai 28 hari. Jumlah bata beton ringan yang akan diuji sebanyak 10 buah. Sehari sebelum
pengujian sesuai umur rencana, bata beton ringan dikeluarkan dari bak perendaman. Sebelum dilakukan pengujian kuat tekan, benda uji ditimbang
beratnya. Pengujian kuat tekan bata beton ringan dilakukan dengan menggunakan mesin kompres elektrik berkapasitas 200 ton yang digerakkan secara elektrik.
Kekuatan tekan benda uji beton dihitung dengan rumus : f’c =
dimana : f’c = Kekuatan tekan Nmm
2
P = Beban tekan N
A = Luas permukaan benda uji mm
2
45
Universitas Sumatera Utara
III.4.4 Pengujian Absorbsi Bata Beton Ringan
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui penyerapan air bata beton ringan. Beberapa tahap dalam pengujian absorbsi bata beton SNI 03-0349-1989
adalah sebagai berikut : 1. Bata beton ringan diovenkan pada suhu 105
˚
C 5
˚
C sampai berat tetap 2. Timbang bata dalam keadaan kering oven
3. Rendam bata tersebut dalam air selama 24 jam 4. Angkat bata dari rendaman, kemudian tiriskan selama kurang lebih 1 menit.
5. Timbang bata beton dalam keadaan basah dengan menyeka permukaan bata lebih dulu dengan kain lembab
6. Hitung masing - masing penyerapan air genteng dengan menggunakan persamaan :
Penyerapan air bata beton ringan = Dimana :
A = Berat bata beton ringan dalam keadaan kering setelah dioven B = Berat bata beton ringan dalam keadaan basah
Berdasarkan SNI 03-0349-1989 tentang bata beton, persyaratan nilai penyerapan air maksimum adalah 25 .
46
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan Simbol
Benda Uji ke-
Berat kg
Kuat Tekan
2
kgcm Semen
Pasir
1 0,5
K
1
1 2,55
15,11 2
2,76 16,89
3 2,32
17,78 4
2,44 17,78
5 2,48
19,56
Rata - rata 2,510
17,422
1 0,7
K
2
1 2,73
14,22 2
2,75 14,22
3 2,84
14,22 4
2,91 15.11
5 2,52
16,00
Rata - rata 2,748
14,756
1 0,9
1 2,81
8,89
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Kategori