43
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Umum
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah kajian eksperimental yang dilakukan di Laboratorium Beton Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara. Secara umum urutan tahap penelitian meliputi : a.
Penyediaan bahan penyusun beton. b.
Pemeriksaan bahan. c.
Perencanaan campuran beton Mix Design. d.
Pembuatan benda uji. e.
Pemeriksaan nilai slump. f.
Pengujian kuat tekan beton umur 28 hari sebelum dibakar. g.
Pengujian kuat tekan beton setelah dibakar.
3.2 Bahan – bahan penyusun beton
Bahan penyusun beton terdiri dari semen portland, agregat halus, agregat kasar dan air. Sering pula ditambah bahan campuran tambahan yang sangat
bervariasi untuk mendapatkan sifat-sifat beton yang diinginkan. Biasanya perbandingan campuran yang digunakan adalah perbandingan jumlah bahan
penyusun beton yang lebih ekonomis dan efektif.
44
3.2.1 Semen Portland
Semen Portland adalah suatu bahan pengikat hidrolis hydraulic binder yang dihasilkan dengan menggiling klinker 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 yang dipakai untuk struktur harus mempunyai kualitas
tertentu yang telah ditetapkan agar dapat berfungsi secara efektif.
Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen jenis OPC Ordinary Portland Cement atau Tipe I, yang diproduksi oleh PT. SEMEN
PADANG dalam kemasan 1 zak 50 kg.
3.2.2 Agregat Halus
Agregat halus adalah agregat berupa pasir alam sebagai hasil disintegrasi alami dari batu – batuan atau berupa pasir buatan yang dihasilkan oleh alat – alat
pemecah batu, dan mempunyai ukuran butir terbesar 5 mm atau lolos saringan no.4 dan tertahan pada saringan no.200. Agregat halus pasir yang dipakai dalam
campuran beton diperoleh dari quarry Sei Wampu, Binjai. Pemeriksaan yang dilakukan terhadap agregat halus meliputi :
Analisa ayakan pasir
Pemeriksaan berat isi pasir
Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi pasir
Pemeriksaan kadar lumpur pencucian pasir lewat ayakan no.200
45 a.
Tujuan :
Analisa Ayakan Pasir
Untuk memeriksa penyebaran butiran gradasi dan menentukan nilai modulus kehalusan pasir FM
b. Hasil pemeriksaan : Modulus kehalusan pasir FM : 2.10
Pasir dapat dikategorikan pasir halus. c. Pedoman :
100 mm
0.15 ayakan
hingga tertahan
Komulatif FM
=
Berdasarkan nilai modulus kehalusan FM, agregat halus dibagi dalam beberapa kelas, yaitu :
Pasir halus
: 2.20 FM 2.60
Pasir sedang : 2.60 FM 2.90
Pasir kasar : 2.90 FM 3.20
a. Tujuan :
Pemeriksaan Berat Isi Pasir
Untuk menentukan berat isi unit weight pasir dalam keadaan padat dan longgar.
b. Hasil pemeriksaan : Berat isi keadaan rojok padat : 1311.290 kgm
3
. Berat isi keadaan longgar : 1168.996 kgm
3
. c. Pedoman :
46 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
a. Tujuan : Untuk menetukan berat jenis specific grafity dan penyerapan air absorbsi
pasir. b. Hasil pemeriksaan :
Berat jenis SSD
: 2.67 tonm
3
.
Berat jenis kering : 2.58 tonm
3
.
Berat jenis semu : 2.85 tonm
3
.
Absorbsi : 3.73
c. Pedoman : Berat jenis SSD merupakan perbandingan antara berat pasir dalam keadaan
SSD dengan volume pasir dalam keadaan SSD. Keadaan SSD 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
47 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.
a. Tujuan :
Pencucian Pasir Lewat Ayakan no.200
Untuk memeriksa kandungan lumpur pada pasir. b. Hasil pemeriksaan :
Kandungan lumpur : 1.01 5 , memenuhi persyaratan. c. Pedoman :
Kandungan Lumpur yang terdapat pada agregat halus tidak dibenarkan melebihi 5 dari berat kering. Apabila kadar lumpur melebihi 5 maka
pasir harus dicuci.
3.2.3 Agregat Kasar
Agregat kasar adalah agregat dengan ukuran butir lebih besar dari 5 mm. Agregat harus mempunyai gradasi yang baik, artinya harus tediri dari butiran yang
beragam besarnya, sehingga dapat mengisi rongga-rongga akibat ukuran yang besar, sehingga akan mengurangi penggunaan semen atau penggunaan semen
yang minimal. Agregat kasar batu pecah yang dipakai dalam campuran beton diperoleh dari quarry sei Wampu, Binjai. Pemeriksaan yang dilakukan pada
agregat kasar meliputi :
48
Analisa ayakan kerikil
Pemeriksaan kadar lumpur pencucian lewat ayakan no.200
Pemeriksaan berat isi kerikil
Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi batu pecah
a. Tujuan :
Analisa Ayakan Batu Pecah
Untuk memeriksa penyebaran butiran gradasi dan menentukan nilai modulus kehalusanfineness modulus FM kerikil.
b. Hasil pemeriksaan : 6.69
5.5 6.69 7.5 , memenuhi persyaratan. c. Pedoman :
1. 2. Agregat kasar untuk campuran beton adalah agregat kasar dengan modulus
kehalusan FM antara 5.5 sampai 7.5.
a. Tujuan :
Pemeriksaan Kadar Lumpur Pencucian Kerikil Lewat Ayakan no.200
Untuk memeriksa kandungan lumpur pada kerikil. b. Hasil pemeriksaan :
Kandungan lumpur : 0.96 1 , memenuhi persyaratan. c. Pedoman :
100 mm
0.150 ayakan
hingga tertahan
kumulatif FM
=
49 Kandungan Lumpur yang terdapat pada agregat kasar tidak dibenarkan
melebihi 1 ditentukan dari berat kering. Apabila kadar lumpur melebihi 1 maka pasir harus dicuci.
a. Tujuan :
Pemeriksaan Berat Isi Kerikil
Untuk memeriksaan berat isi unit weight agregat kasar dalam keadaan padat dan longgar.
b. Hasil pemeriksaan : Berat isi keadaan rojok padat
: 1401.982 kgm
3
Berat isi keadaan longgar : 1332.030 kgm
3
c. Pedoman : Dari hasil pemeriksaan diketahui bahwa berat isi batu pecah dengan cara
merojok lebih besar daripada berat isi dengan cara menyiram, hal ini berarti bahwa kerikil akan lebih padat bila dirojok daripada disiram. Dengan
mengetahui berat isi batu pecah maka kita dapat mengetahui berat batu becah dengan hanya mengetahui volumenya saja.
a. Tujuan :
Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi Batu Pecah
Untuk menentukan berat jenis specific gravity dan penyerapan air absorbsi batu pecah.
b. Hasil pemeriksaan :
Berat jenis SSD : 2.68 tonm
3
50
Berat jenis kering : 2.66 tonm
3
Berat jenis semu
: 2.72 tonm
3
Absorbsi
: 0.81
c. Pedoman : Berat jenis SSD merupakan perbandingan antara berat batu pecah dalam
keadaan SSD dengan volume batu pecah dalam keadaan SSD. Keadaan SSD Saturated Surface Dry dimana permukaan batu pecah jenuh dengan uap air,
keadaan batu pecah kering dimana pori batu pecah berisikan udara tanpa air dengan kandungan air sama dengan nol, sedangkan keadaan semu dimana
pasir basah total dengan pori penuh air. Absorbsi atau penyerapan air adalah persentase dari berat batu pecah yang hilang terhadap berat batu pecah kering,
dimana absorbsi terjadi dari keadaan SSD sampai kering. Hasil pengujian harus memenuhi :
Berat jenis kering berat jenis SSD berat jenis semu.
3.2.4 Air
Air yang digunakan dalam pembuatan sampel adalah air yang berasal dari sumber air yang bersih. Secara pengamatan visual air yang dapat pembuatan beton
yaitu air yang jernih, tidak berwarna dan tidak mengandung kotoran-kotoran seperti minyak dan zat organik lainnya. Dalam penelitian ini air yang dipakai
adalah berasal dari PDAM Tirtanadi, di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU.
51
3.3 Perencanaan Campuran Beton Mix Design
Perencanaan campuran beton dimaksudkan untuk mengetahui komposisi atau proporsi bahan-bahan penyusun beton. Proporsi bahan-bahan penyusun beton
ini ditentukan melalui sebuah perancangan beton mix design. Hal ini dilakukan agar proporsi campuran dapat memenuhi syarat teknis secara ekonomis. Dalam
menentukan proporsi campuran dalam penelitian ini digunakan metode Departemen Pekerjaan Umum yang berdasarkan pada
SNI 03-2834-2000
. Kriteria dasar perancangan beton dengan menggunakan metode
Departemen Pekerjaan Umum ini adalah kekuatan tekan dan hubungan dengan faktor air semen. Perhitungan mix design secara lengkap dapat dilihat pada
perhitungan dibawah ini. I.
Mutu rencana : f’c 25 Mpa ~ 300 kgcm
2
Mutu Rencana
Deviasi : 55
Mutu Pelaksanaan : 1.64 x 55 + mutu rencana
: 1.64 x 55 + 300 : 390.2 kgcm
2
II. Faktor air semen standart = 0.5
Perencanaan Faktor Air Semen
Jenis Agregat Kasar
Kekuatan Pada Umur Beton Saat Diuji 3
7 28
91 Kerikil
170 230
330 400
Batu Pecah 190
290 370
450
52 Berdasarkan grafik wcf untuk trial mix
: 0.46 Koefisien koreksi laboratorium 0.95
: 0.44 Faktor air semen maksimum
: 0.6 Faktor air semen
: 0.44
III.
Ø maksimum
Perencanaan Air Bebas Untuk Campuran Beton ltrm
3
beton
Slump 0-1cm
1-3cm 3-6cm
6-18cm Ø maks
Jenis Kaku
Kental Sedang
Encer 10
Tidak dipecah 150
180 205
225 Dipecah
180 205
230 250
20 Tidak dipecah
135 160
180 195
Dipecah 170
190 210
225 40
Tidak dipecah 115
140 160
175 Dipecah
155 175
190 205
Slump yang ditetapkan : 6-18cm
Perencanaan pemakaian air :185 ltrm
3
Perencanaan pemakaian semen : 420.45 kgm
3
Persyaratan semen minimum : 400 kgm
3
IV.
Diameter ayakan
mm
Klasifikasi Agregat Halus
Persentase Bahan Lolos Ayakan Bahan Uji
I II
III IV
kumulatif lolos
kumulatif tertahan
9.5 100
100 100
100 100
4.76 90-100
90-100 90-100
95-100 100
2.38 60-95
75-100 85-100
95-100 99.3
0.7 1.19
30-70 55-90
75-100 90-100
87.2 12.8
0.6 15-34
35-59 60-79
80-100 61.5
38.5 0.3
5-20 8-30
12-40 15-50
33.1 66.9
0.15 0-10
0-10 0-10
0-15 8.6
91.4
53 V.
Klasifikasi Daerah Perbutiran
Ø agregat maks mm
faktor zona I
II III
IV 42.86
71.43 100
85.71 40
Pasir Minimum
21.5 26
31.5 39
Maksimum 26
31.5 39
48
Kesimpulan pasir didapat di zona III Makan pasir yang dipakai yaitu 31.5 sampai dengan 39.
VI.
Diameter ayakan
Komposisi Agregat Campuran
pasir tertahan
kerikil tertahan
Komposisi Rencana
Komposisi Pasir
Kerikil Perfraksi
Komposisi lolos
Tertahan 31.5 68.5
38.1 100
19.1 27.42
18.78 18.78
81.22 18.78
9.52 34.375
23.55 23.55
57.67 42.33
4.76 34.965
23.95 23.95
33.72 66.28
2.38 0.7
0.22 0.22
33.50 66.50
1.19 12.1
3.81 3.81
29.69 70.31
0.6 25.7
8.10 8.10
21.59 78.41
0.3 28.4
8.95 8.95
12.65 87.35
0.15 24.5
7.72 7.72
4.93 95.07
MODULUS KEHALUSAN 5.25
Berat jenis SSD kerikil : 2.684
Berat jenis SSD pasir : 2.67
Berat jenis SSD gabungan : 2.68
Berat jenis beton : 2422 kgm
3
Kadar agregat gabungan : 2422 – 185 + 420.45
: 1816.55 kgm
3
Kadar agregat halus : 1816.55 x 31.5
: 572.21kgm
3
Kadar agregat kasar : 1816.55 x 68.5
: 1244.33kgm
3
54 VII.
Proposi campuran
Proporsi Campuran
Semen kg
Air kg Pasir kg
Kerikil kg
Limbah besi kg
1 m
3
beton segar
420.45 185
572.21 1244.33
10 benda uji kubus
limbah 0 19.87
8.74 27.04
58.79 10 benda
uji kubus limbah
15 19.87
8.74 27.04
58.79 4.056
10 benda uji kubus
limbah 30
19.87 8.74
27.04 58.79
8.112 10 benda
uji kubus limbah
45 19.87
8.74 27.04
58.79 12.168
FS = 1.4
55
3.4 Penyediaan Bahan Penyusun Beton