33
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Umum
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode penelitian eksperimen. Sedangkan faktor yang diteliti adalah faktor komposisi campuran
serbuk kaca pada batako, dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh serbuk kaca sebagai bahan tambah dengan mengurangi jumlah semen pada ukuran, daya serap
air, kuat tekan dan kuat tarik batako. Rancangan penelitian pada batako akan dibuat benda uji dengan perbandingan campuran 1Pc : 7Ps, dimana campuran ini
akan diberi tambahan serbuk kaca sebagai bahan tambah dengan mengurangi jumlah persentase dari berat semen dengan variasi perbandingan komposisi yang
digunakan berdasarkan atas kategori perbandingan volume dari agregat penyusun batako, yaitu 0, 10, 15, 20, 25, dan 30 serbuk kaca dari berat semen.
Pembuatan benda uji dan prosedur pengujian kualitas sesuai dengan yang telah ditentukan dalam Standar Nasional Indonesia SNI 03-0349-1989.
3.2 Desain Penelitian
1. Pengujian fisik, yaitu pengujian visual, pengujian ukuran, dan pengujian sifat
mekanik yaitu pengujian daya serap air, kuat tekan dan kuat tarik batako. 2.
Jenis semen portland, menggunakan Semen Padang Tipe I. 3.
Pasir berasal Sungai di Binjai, Sumatera Utara. 4.
Kebutuhan air, ditetapkan pada kondisi adukan lengas tanah. 5.
Keadaan serbuk kaca, yaitu dipakai dalam kondisi kering udara.
Universitas Sumatera Utara
34
6. Pembuatan seluruh benda uji dilakukan secara manual dengan menggunakan
mesin molen. 7.
Umur batako, pengujian batako, kubus dan briquette ditetapkan pada umur 28 hari.
8. Cara pengujian, sesuai dengan ketentuan cara uji dalam SNI 03-0349-1989.
3.3 Lokasi dan Waktu Pengujian
1. Tempat
Penelitian dilakukan di Laboratorium Struktur Beton Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
2. Waktu
Pengujian dilakukan mulai pada bulan April sampai dengan bulan Juli 2015.
3.4 Bahan yang Digunakan
Bahan penyusun batako terdiri dari semen portland, agregat halus dan air. Sering pula ditambah bahan campuran tambahan yang sangat bervariasi untuk
mendapatkan sifat-sifat batako yang diinginkan. Biasanya perbandingan campuran yang digunakan adalah perbandingan jumlah bahan penyusun batako yang lebih
ekonomis dan efektif. Bahan-bahan penyusun batako yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
3.4.1 Semen Portland
Semen Portland yang dipergunakan adalah semen dengan merk dagang Semen Padang Tipe 1 dalam kemasan 50 kg.
Universitas Sumatera Utara
35
3.4.2 Pasir
Pasir yang dipergunakan dalam penelitian ini diambil dari quarry Sei Wampu, Binjai. Pemeriksaan yang dilakukan terhadap agregat halus meliputi:
a. Analisa ayakan pasir;
b.
Pemeriksaan berat isi agregat halus;
c.
Pemeriksaan kandungan organik colorimetric test pada agregat halus;
d.
Pemeriksaan berat jenis pada semen dan serbuk kaca;
e.
Pemeriksaan kadar lumpur dan kadar liat agregat halus;
3.4.3 Air
Air yang digunakan sebagai bahan pencampur berasal dari
Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara
.
3.4.4 Serbuk Kaca
Pada penelitian ini, bahan kaca yang dipakai untuk batako berasal dari berbagai jenis botol minuman bekas yang sudah dibersihkan terlebih dahulu,
kemudian di hancurkan dengan menggunakan mesin Los Angeles
di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara dan di ayak dengan ayakan No.100 dan tertahan pada ayakan No. 200
.
3.5 Pemeriksaan Bahan-bahan Penyusun Batako 3.5.1 Analisa Ayak Agregat Halus SNI 03-1968-1990
a. Tujuan Percobaan
1 Menentukan gradasidistribusi butiran pasir
Universitas Sumatera Utara
36
2 Mengetahui modulus kehalusan fineness modulus pasir
b. Peralatan
1 Timbangan
2 Sieve shaker machine
3 1 set ayakan
4 Oven
5 Sample splitter
c. Bahan
Pasir kering oven sebanyak 1000 gram.
d. Prosedur Percobaan
1 Ambil pasir yang telah kering oven 110±5ºC;
2 Sediakan pasir sebanyak 2 sampel masing-masing seberat 1000 gr
dengan menggunakan sampel splitter; 3
Susun ayakan berturut-turut dari atas ke bawah: 9,52 mm; 4,76 mm; 2,38 mm; 1,19 mm; 0,60 mm; 0,30 mm; 0,15 mm dan pan;
4 Tempatkan susunan ayakan tersebut diatas sieve shaker machine;
5 Masukkan sampel 1 pada ayakan yang paling atas lalu ditutup rapat;
6 Mesin dihidupkan selama 5 lima menit;
7 Timbang sampel yang tertahan pada masing-masing ayakan;
8 Lakukan percobaan diatas untuk sampel 2.
Universitas Sumatera Utara
37
e. Rumus
3.1 Dimana:
FM = Fineness Modulus Derajat kehalusan kekasaran suatu agregat ditentukan oleh modulus
kehalusan fineness dengan batasan-batasan sebagai berikut: -
Pasir halus : 2,20 FM 2,60 -
Pasir sedang : 2,60 FM 2,90 -
Pasir kasar : 2,90 FM 3,20
f. Hasil Percobaan
Modulus kehalusan pasir FM = 2,10 Pasir dapat dikategorikan sebagai pasir halus. 2,20 FM 2,60
Universitas Sumatera Utara
38
Gambar 3.1. Bagan Alir Pengujian Analisa Ayak Agregat Halus
Alat: 1.
Timbangan 0,01 gr 2.
Cawan keramik atau tempayan baja
3. Saringan agregat
halus 1 set Bahan:
1. Agregat halus
Timbang agregat halus 1000 gram Persiapan
Oven agregat halus sampai berat tetap
Ayak agregat halus Timbang agregat halus yang tertahan disetiap
saringan
Selesai Hitung
modulus kehalusan
agregat halus Mulai
Universitas Sumatera Utara
39
3.5.2 Berat Isi Agregat Halus ASTM C-29
a. Tujuan Percobaan
1 Menentukan berat isi agregat halus pasir
b. Peralatan
1 Timbangan dengan tingkat kepekaan 0,1 dari berat sampel
2 Batang perojok
3 Bejana besi
4 Termometer
5 Sekop Kecil
c. Bahan
1 Pasir ≤ Saringan Ø 4,75 mm kering oven suhu 110±5 ºC
2 Air
d. Prosedur Percobaan
1 Dengan cara merojok:
a Bejana besi ditimbang dan kemudian diisi dengan pasir sampai
bagian tinggi bejana tersebut lalu rojok sebanyak 25 kali secara merata pada permukaannya;
b Pasir ditambah lagi hingga mencapai ⅔ tinggi bejana dan dirojok 25
kali secara merata pada permukaannya, kemudian bejana diisi pasir sampai penuh dan dirojok 25 kali secara merata lalu permukaannya
Universitas Sumatera Utara
40
diratakan. Dalam perojokan untuk setiap lapis tidak boleh menembus lapisan dibawahnya;
c Timbang bejana + pasir;
d Pasir dikeluarkan dan bejana dibersihkan lalu diisi oleh air hingga
penuh, timbang berat bejana + air dan diukur suhu air didalam bejana;
2 Cara menyiram:
a Bejana besi ditimbang kemudian diisi pasir dengan cara menyiram
dengan sekop setinggi ± 5 cm dari bagian atas bejana sampai bejana tersebut penuh, lalu ratakan permukaannya.
b Timbang bejana + pasir.
c Pasir dikeluarkan dan bejana dibersihkan lalu diisi air hingga penuh,
timbang berat bejana + air dan diukur suhu air didalam bejana. Percobaan dilakukan untuk 2 sampel.
e. Rumus
3.2
Dimana: ρ = Berat isi pasir grcm
3
m = Berat pasir gr v = volume bejana cm
3
Universitas Sumatera Utara
41
f. Hasil Percobaan
Berat isi dengan cara merojok: 1,373 grcm
3
Berat isi dengan cara menyiram: 1,275 grcm
3
Gambar 3.2.
Bagan Alir Pengujian Berat Isi Agregat Halus
Bahan: 1.
Agregat halus 2.
Air Alat:
1. Timbangan
2. Batang perojok
3. Bejana besi
4. Termoometer 5. Sekop kecil
Selesai Pasir ditambah lagi hingga mencapai ⅔ tinggi bejana
Persiapan
Timbang bejana dan isi pasir lalu dirojok 25 kali atau disiram.
Bejana diisi pasir sampai penuh
Timbang bejana + pasir
Pasir dikeluarkan lalu diisi oleh air hingga penuh
Percobaan dilakukan untuk 2 sampel Timbang berat bejana + air
Mulai
Universitas Sumatera Utara
42
3.5.3 Pengujian Kadar Organik Pasir Colorimetric Test SNI 03-2816-1992
a. Tujuan Percobaan
Mengetahui tingkat kandungan bahan organik dalam agregat halus.
b. Peralatan
1 Botol gelas tembus pandang dengan penutup karet kapasitas 350 ml
2 Gelas ukur kapasitas 1000 ml
3 Timbangan
4 Mistar
5 Standar warna Gardner
6 Sendok pengaduk
7 Sampel splitter
c. Bahan
1 Pasir kering oven lolos ayakan Ø 4,75 mm
2 NaOH padat
3 Air
d. Prosedur percobaan
1 Sediakan pasir secukupnya dengan menggunakan sampel splitter sehingga
terbagi seperempat bagian; 2
Sampel dimasukkan ke dalam botol gelas setinggi ± 3 cm dari dasar botol;
Universitas Sumatera Utara
43
3 Sediakan larutan NaOH 3 dengan cara mencampur 12 gram kristal
NaOH kedalam 388 ml air menggunakan gelas ukur. Aduk hingga kristal NaOH larut;
4 Masukkan larutan tersebut sampai tinggi larutan ± 2 cm dari permukaan
pasir tinggi pasir + larutan = 5 cm; 5
Larutan diaduk menggunakan sendok pengaduk selama 7 menit; 6
Botol gelas ditutup rapat menggunakan penutup karet dan diguncang- guncang pada arah mendatar selama 8 menit;
7 Campuran didiamkan selama 24 jam;
8 Bandingkan perubahan warna yang terjadi setelah 24 jam dengan standar
warna Gardner.
e. Rumusstandar
Pengelompokkan standar warna Gardner adalah sebagai berikut: 1
Standar warna no. 1 : berwarna beningjernih 2
Standar warna no. 2 : berwarna kuning muda 3
Standar warna no. 3 : berwarna kuning tua 4
Standar warna no. 4 : berwarna kuning kecoklatan 5
Standar warna no. 5 : berwarna coklat Perubahan warna yang diperbolehkan menurut standar warna Gardner
adalah standar warna no. 3. Jika perubahan warna yang terjadi melebihi standar warna no. 3 maka, pasir tersebut mengandung bahan organik yang
banyak dan harus dicuci dengan larutan NaOH 3 kemudian bersihkan dengan air.
Universitas Sumatera Utara
44
f. Hasil Percobaan
Warna kuning terang standar warna no. 3, memenuhi persyaratan.
Gambar 3.3. Bagan Alir Pengujian Colorimetric Test
Mulai
Persiapan Alat:
1. Timbangan
2. Botol tembus pandang
3. Gelas ukur
4. Mistar
5. Standar warna Gardner
6. Sendok pengaduk
7. Sampel splitter
Bahan: 1.
Agregat halus 2.
NaOH 3 3.
Air
Isikan agregat ke dalam botol
Tambahkan NaOH 3 dan tutup rapat
Kocok botol selama 8 menit
Diamkan selama 24 jam
Amati warna cairannya
Selesai
Universitas Sumatera Utara
45
3.5.4 Pengujian Berat Jenis Semen SNI 15-2531-1991
a. Tujuan Percobaan:
Menentukan berat jenis semen.
b. Peralatan:
1 Timbangan dengan ketelitian 0.001 gr
2 Botol Le Chatelir
3 Cawan Porselin
4 Gelas Ukur
5 Corong Kaca
c. Bahan
1 Semen Portland
2 Minyak Kerosin bebas air atau naptha dengan berat jenis 62 API
American Petroleoum Institute
d. Prosedur Percobaan:
1 Isi botol Le Chatelir dengan kerosin atau naphta sampai antara skala 0
dan 1, bagian dalam piknometer diatas permukaan cairan. 2
Masukkan botol Le Chatelir ke dalam bak air dengan suhu ditetapkan pada botol Le Chatelir
20
o
C untuk mengunakan suhu cairan dalam piknometer l dengan suhu yang ditetapkan dalam botol Le Chatelir.
3 Setelah suhu dalam botol Le Chatelir sama dengan suhu yang ditetapkan
pada botol Le Chatelir, baca skala pada botol Le Chatelir V
1
.
Universitas Sumatera Utara
46
4 Masukkan semen portland sebanyak 64 gr, sedikit demi sedikit ke dalam
botol Le Chatelir, hindarkan penempelan semen pada dinding dalam botol Le Chatelir diatas cairan.
5 Setelah benda uji dimasukkan, putar botol Le Chatelir dengan posisi
miring secara perlahan-lahan sampai gelembung udara tidak timbul lagi pada permukaan cairan.
6 Ulangi pekerjaan no. 2 setelah suhu dalam botol Le Chatelir sama
dengan suhu yang ditetapkan pada botol Le Chatelir, baca skala pada botol Le Chatelir V
2
.
e. Rumus:
3.3 Dimana:
V
1
= Pembacaan pertama pada skala botol Le Chatelir V
2
= Pembacaan kedua pada skala botol Le Chatelir V
2
- V
1
= Isi cairan yang dipindahkan oleh semen dengan berat tertentu Catatan:
- Berat jenis semen portland antara 3 - 3.2
- Suhu ruangan yang diperbolehkan 20
o
C - 24
o
C.
f. Hasil Percobaan:
Berat jenis semen: 3,03 grml Prosedur pengujian berat jenis serbuk kaca sama dengan prosedur pengujian
berat jenis semen.
Universitas Sumatera Utara
47
Berat jenis sebuk kaca: 2,51 grml
Gambar 3.4. Bagan Alir Pengujian Berat Jenis Semen
Mulai
Persiapan Alat:
1. Timbangan dengan
ketelitian 0.001 gr 2.
Botol Le Chatelir 3.
Cawan Porselin 4.
Gelas Ukur 5.
Corong Kaca
Bahan:
1. Semen Portland
2. Minyak Kerosin
bebas air atau naptha
Isi botol Le Chatelir dengan kerosin atau naphta
Masukkan botol Le Chatelir ke dalam bak air
Baca skala pada botol Le Chatelir V
1
.
Masukkan semen portland sebanyak 64 gr ke dalam botol Le Chatelir
Putar botol Le Chatelir dengan posisi miring sampai gelembung udara tidak timbul lagi
Selesai
Ulangi pekerjaan no. 2, baca skala pada botol Le Chatelir V
2
.
Universitas Sumatera Utara
48
3.5.5 Pemeriksaan Kadar Lumpur Pencucian Pasir Lewat Ayakan No.200
a. Tujuan Percobaan
Menentukan persentase kadar lumpur pada pasir dan kerikil.
b. Peralatan
1 Ayakan no. 200
2 Oven
3 Timbangan
4 Pan
c. Bahan
1 Pasir kering oven
2 Kerikil kering oven
3 Air
d. Prosedur Percobaan
1 Sediakan 2 dua sampel pasir sebanyak masing-masing 500 gram dan 2
dua sampel kerikil sebanyak masing-masing 1000 gram dalam keadaan kering oven;
2 Tuang pasir kedalam ayakan no. 200 dan disiram dengan air melalui
kran; 3
Pada saat pencucian, pasir harus diremas-remas hingga air keluar melalui ayakan terlihat jernih dan bersih;
4 Letakkan sampel kedalam pan dan keringkan dalam oven selama 24 jam;
Universitas Sumatera Utara
49
5 Setelah 24 jam, sampel yang ada didalam pan ditimbang dan hasilnya
dicatat; 6
Lakukan percobaan untuk sampel kedua dan sampel kerikil.
e. Rumus
-
3.4 Dimana:
KL = Kadar lumpur agregat A = Berat sampel mula-mula
B = Berat sampel setelah dikeringkan selama 24 jam Pasir yang memenuhi persyaratan dan layak untuk digunakan, bila
kadar lumpur pasir 5.
f. Hasil Penelitian
Kadar lumpur pasir rata-rata = 1,9 pasir memenuhi persyaratan dan layak untuk digunakan.
Universitas Sumatera Utara
50
Gambar 3.5. Bagan Alir Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus
Mulai Alat:
1. Timbangan 0,01 gr
2. Oven
3. Cawan keramik
4. Ayakan no. 200
Bahan: 1.
Agregat 2.
Air Persiapan
Oven agregat sampai berat tetap
Timbang agregat A
Cuci agregat sampai bersih
Oven agregat setelah dicuci sampai berat
tetap
Timbang agregat B
Hitung kadar lumpur agregat
Selesai
Universitas Sumatera Utara
51
3.5.6 Pemeriksaan Kadar Liat Clay Lump
a. Tujuan Percobaan
Menentukan persentase kadar liat dalam pasir.
b. Peralatan
1 Ayakan no. 200
2 Oven
3 Timbangan
4 Pan
c. Bahan
1 Pasir sisa pengujian kadar lumpur
2 Aquades
3 Air
d. Prosedur Percobaan
1 Pasir hasil percobaan kadar lumpur sebanyak 2 dua sampel dengan
berat kering setelah pencucian lumpur sebagai berat awal direndam dalam aquades selama 24 jam;
2 Setelah direndam ± 24 jam aquades dibuang dengan hati-hati agar jangan
ada pasir yang ikut terbuang; 3
Tuangkan pasir dalam ayakan no. 200 dan dicuci dibawah kran sambil diremas-remas selama ± 5 menit;
Universitas Sumatera Utara
52
4 Pasir hasil pencucian dituang ke dalam pan dikeringkan dalam oven
bersuhu 110 ± 5 ºCselama 24 jam; 5
Pasir kering hasil pengovenan kemudian ditimbang beratnya dan dicatat.
e. Rumus
-
3.5
Dimana: A = Berat pasir mula-mula sisa pencucian kadar lumpur
B = Berat pasir setelah di oven Pasir yang memenuhi persyaratan dan layak untuk digunakan, bila
kadar liat pasir 1.
f. Hasil Percobaan
Kadar liat rata-rata = 0,71 pasir memenuhi syarat untuk dipakai dalam campuran batako.
Universitas Sumatera Utara
53
Gambar 3.6.
Bagan Alir Pengujian Kadar Liat Agregat Halus
3.6 Pembuatan Serbuk Kaca dengan Los Angeles
Pada penelitian ini, untuk mendapatkan serbuk kaca yang ukuran butirannya halus dan lolos ayakan No.100 dan tertahan ada ayakan No. 200,
dilakukan dengan menggunakan mesin Los Angeles. Adapun alat dan bahan serta langkah-langkah pengerjaannya adalah sebagai berikut:
Persiapan Alat:
1. Timbangan 0,01 gr
2. Oven
3. Cawan keramik
4. Ayakan no. 200
Bahan: 1.
Agregat 2.
Air
Pasir hasil percobaan kadar lumpur direndam 24 jam
Air perendaman dibuang
Cuci agregat sampai bersih
Oven agregat setelah dicuci sampai berat
tetap
Timbang agregat B
Selesai Hitung kadar lumpur agregat
Mulai
Universitas Sumatera Utara
54
1. Alat dan Bahan:
a. Mesin Los Angeles
b. Peluru pengaus
c. Ayakan No. 100 dan No. 200
d. Botol-botol kaca
2. Prosedur pengerjaan:
a. Bersihkan botol-botol kaca dari sisa-sisa kotoran;
b. Masukkan peluru pengaus dan botol-botol kaca yang telah dibersihkan
tadi ke dalam mesin Los angeles; c.
Tutup dan kunci mesin Los Angeles; d.
Putar mesin ± 45 menit; e.
Sampel dikeluarkan dari mesin lalu di ayak dengan ayakan No. 100 dan No.200;
f. Sampel yang lolos ayakan No. 100 dan tertahan pada ayakan No. 200
adalah serbuk kaca yang akan digunakan pada penelitian ini.
3.7 Pembuatan Benda Uji 3.7.1 Benda Uji Batako