Umum Perencanaan Campuran Beton Mix Design

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