PENGARUH BAHAN TAMBAH BERBASIS GULA TERHADAP KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS BETON (Influence of Sugar Based Admixture on Concrete’s Compressive Strength and Elasticity Modulus)

commit to user

PENGARUH BAHAN TAMBAH BERBASIS GULA

TERHADAP KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS

BETON

(Influence of Sugar-Based Admixture on Concrete’s Compressive Strength and Elasticity Modulus)

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Oleh :

HAFNI PERTIWI

NIM. I 0107083

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011

commit to user

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

PENGARUH BAHAN TAMBAH BERBASIS GULA

TERHADAP KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS

BETON

(Influence of Sugar-Based Admixture on Concrete’s Compressive Strength and Elasticity Modulus)

Disusun Oleh :

HAFNI PERTIWI

NIM. I 0107083

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2011

Dosen Pembimbing I

Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD NIP. 19691026 199503 1 002

Dosen Pembimbing II

Dr.techn.Ir.Sholihin As’ad, MT NIP. 19671001 199702 1 001

commit to user

iii

PENGARUH BAHAN TAMBAH BERBASIS GULA

TERHADAP KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS

BETON

(Influence of Sugar-Based Admixture on Concrete’s Compressive Strength and Elasticity Modulus)

SKRIPSI

Disusun oleh:

HAFNI PERTIWI

NIM. I 0107083

Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarjana teknik

Pada Hari : Jum’at

Tanggal : 28 Januari 2011 Tim Penguji Pendadaran :

1. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD ……… N I P . 19691026 199503 1 002

2. Dr.techn.Ir.Sholihin As’ad, MT ……… N I P . 19671001 199702 1 001

3. Ir. Agus Supriyadi, MT ………

N I P . 19600322 198803 1 001

4. Wibowo, ST, DEA ………

N I P . 19681007 199502 1 001

Mengetahui, Disahkan

a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik sipil

Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS

Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001

commit to user

iv

PENGARUH BAHAN TAMBAH BERBASIS GULA

TERHADAP KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS

BETON

(Influence of Sugar-Based Admixture on Concrete’s Compressive Strength and Elasticity Modulus)

SKRIPSI

Disusun oleh:

HAFNI PERTIWI

NIM. I 0107083

Pembimbing :

1. Kusno Adi Sambowo, ST, PhD ………

N I P . 19691026 199503 1 002

2. Dr.techn.Ir.Sholihin As’ad, MT ……… N I P . 19671001 199702 1 001

commit to user iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

Kesuksesan Tidak Datang dengan Sendirinya

Tanpa Kita yang Menjemput

Kesalahan Lebih Berarti Dibanding Tidak

Melakukan Apapun Jika Kita Mau

commit to user v

PERSEMBAHAN

Syukur Alhamdulillah saya panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT. Terima kasih ya Allah, Tuhan Yang Maha Segalanya.

Skripsi ini saya persembahkan sebagai ucapan terima kasih juga kepada:

Ibu dan Ayah yang selalu mendukung, mendo’akan, membimbing, juga mendengarkan segala keluh kesah ami selama ini. Makasih banyak ya Bu, Yah. Pokoknya makasih sebanyak-banyaknya.. Ami ga tau hrs gmn caranya berterimakasih sama ibu dan ayah.. Mudah2an ami bisa bikin ibu sm ayah bangga. Ami sayang Ayah, ami sayang Ibu.. Devy Prima Lestari. Kakak yg selalu jd inspirasi ami buat terus berusaha supaya bisa sukses. Veni Alma Hanifi. Kakakyg bisa jd ibu “ke-dua” buat ami klo lg ga bareng ibu. Rikhalmi Kadrial a.k.a Ikko. Kakak yg selalu jd pelindung buat ami, yg mengajarkan ami untuk selalu hati-hati. Fauzi Azimi a.k.a Uji (alm). Kakak yg selalu ada di hati ami. Semoga Uji tenang di sisi Allah SWT. U are my “bestfriend”. Ami kangen Uji.. Rahma Yunis Zen. Adik yg juga selalu jd temen yg bisa diajak

share. Makasih banyak kakak-kakak dan adikku.. Makasih jg buat kakak-kakak iparku (A

Tatang n A Sami). Ayah besar M. Zen (alm) dan Umi Nur Syam. Meskipun kita blm pernah ketemu, ami ingin persembahin skripsi ini untuk “Kakek” dan “Nenek”. Semoga kakek n nenek tenang di sisi Allah SWT dan bisa tersenyum melihat ami sukses suatu saat nanti. Emah E.Marwati dan Apah Sudja’i Danapura (alm). Emah…makasih banyak untuk doanya selama ini. Alhamdulillah doa emah terkabul. Buat apah,, semoga apah juga bisa senyum liat ami lulus S1. Sayang dan kangen dari cucu emah n apah.

My Lover, Muammar Chumaidi a.k.a Bang Win. Makasih banyak ya pacarku yang selalu kasih semangat.. Makasih jg udh sabar ngadepin aku yang sering nyebelin.. J

Alhamdulillah,, dengan dukungan dan do’a kamu (dari jauh) selama ini, akunya bisa lulus sesuai target. 1 step closer yank..hehe.. Buat keluarga BapakRidwan AM & Ibu Dewi, terima kasih buat dukungannya selama ini.

Shita Prabawati a.k.a Tata.. Saudara gw selama di Solo 3,5 taun ke belakang. Yg brg terus pindah2 kos.. J Makasih ya darla uda jd sahabat terbaik gw.. Maap2 klo lg nugas gw suka mendadak gila…haha.. Sukses selalu buat lo.. Klo udh lulus,, jng sombong sombong lu sm gw.. Keep contact ya darl..

Pak Kusno S & Pak Sholihin As’ad yang udah sabar bgt membimbing hafni selama ini.. yg sering ngebela2in ke kampus cmn buat bimbingan.. Makasih banyak ya Pak.. Semua masukan, saran, do’a, dukungan, dan motivasi dari Bapak berdua merupakan ilmu bagi

commit to user vi

hafni. IbuRetno.. Makasih banyak Ibuku yg selalu bersedia direpotin.. Makasih jg udh jadi “pembimbing” hafni selama ini.. J _{Sukses dan sehat selalu Bu.. GBU..}

Tim “Gula dan Nylon”..

Rakhmita temen seperjuangan gw selama bimbingan.. yg hobi makan, yg klo janjian ga bisa on time.. rajin berantakin kamarku :p (canda mit..) thx buat kebersamaannya ya mit.. Alhamdulillah.. perjuangan kita udh ada hasilnya.. J _{1 kejadian “unforgetable moment” yg}

bakal jd cerita buat anak2 qta nanti (20022011). Terima kasih Argo Wilis.. Terima kasih TIM PROTON (Aar, Kunia, Bahtiar) yg gak nyadar kalo 2 temennya kebawa di belakang.hehe..

Erlina yg idupnya tenang bgt..yg baik hati dan tdk sombong..hehe.. Semoga lancar buat semua urusan yg lainnya jg ya lin.. Semangaaat!! Yuwono a.k.a Aanyg sngnya nyuruh2 pacar (Rahma_red)..hehe..

Temaaaaaans,, tanpa kalian, aku blm tentu bisa lulus skr. Makasih banyak yaaaa.. Akhirnya TA kita selesai..selesai jg dech nge-labnya.. Semoga kebersamaan kita ga smpe sini ya.. Mas Budi yg udah baik hati meminjamkan modemnya di kala modemku sdg tdk bs dipakai..hehe.. BliKetut dengan teman baiknya “Oreo”.. Makasih banyak yaaaa… Makasih jg kalian berdua udh sering nraktir.. J

Selamat bekerja kembaliiiiiii.. Seneng ketemu kakak-kakak dr S2 UNS.. Keep in touch!!

Pak Pardi.. Makasih Pak buat bantuannya selama nge-lab.. Maaf selalu merepotkan..

Tim tetangga sebelah.. Rahma yg baik bgt..yg khawatir klo hpku ga aktif n YM-ku offline.

Yanuar a.k.a Aar yg udh bnyk bantu selama Ne-A. Semoga mimpi2mu tercapai.. Sukses selalu kawan!!! Rasanya kurang klo ga ada kalian..hehe..

Burhan a.k.a Bubur.Makasih banyak ya bubuuuur... seneng pnya sahabat sepertimu. Maaf teteh banyak merepotkan. Khairiyah a.k.a Butet. Tengs 4 everything ya tet.. Kabar2an lo..jng ngilang.. Anak-anak ROTRING yang selalu bikin gw ketawa ngakak kalo lg ngumpul.. Erni, ayo cari kerja bareng er. Juwita,Dita, Dwi, Fitri, Lia Ceha, anak-anak MARKADO. Sukses yaaa buat kalian semua..

Temen2Teknik Sipil 2007 yg ga bisa disebutin satu2 yg udh banyak bantu hafni selama kuliah d UNS.. Sukses buat kita semua sodara2ku..

Para sahabat.. Dokter Yuli, mbak Ratna, Laksita, Titin, Ruth, Saut, Hamdan, Aldo, Buzkin, Syndi, Ardita, Indah, Indie, Nadia, Sasa uncal, Fitria, Yusshy, Rida, Icha, Imel, Wiwit, Tery, Krisna, Oky, Epul, Devy, Peni, Willy, Sarah, Erna.. Tetep jd sahabat hafni yaaaaa..

Pokoknya buat semua orang yg udh baik bgt sm hafni,, sayang sm hafni jg.. Makasih banyak semuanya.. Semoga Allah kasih pahala dan balasan untuk kalian semua.. Aamiin..

commit to user vii

ABSTRAK

Hafni Pertiwi, 2011. Pengaruh Bahan Tambah Berbasis Gula Terhadap Kuat tekan dan Modulus Elastisitas Beton. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Material lokal sebagai bahan penyusun beton dibutuhkan untuk dapat menciptakan beton ramah lingkungan dengan mutu tinggi. Struktur bangunan beton yang mampu menahan serangan asam dan korosi banyak dibutuhkan di wilayah perairan atau industri pada lingkungan agresif. Kandungan lignin dan glukosa di dalam gula pasir, sari tebu, dan sukrosa dengan dosis yang memadai mampu meningkatkan kinerja beton. Hal ini karena perbaikan ikatan antara C-S-H pada beton yang diberikan oleh lignin dan glukosa menjadi semakin kuat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar optimum bahan tambah berbasis gula terhadap perbaikan kuat tekan dan modulus elastisitas beton.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di laboratorium dengan total benda uji 36 buah. Benda uji terdiri atas beton tanpa bahan tambah sebagai rujukan, dengan bahan tambah berbasis gula 0.015%, 0.030%, dan 0.045% terhadap berat semen. Setiap jenis campuran beton dibuat 3 benda uji. Benda uji yang digunakan adalah silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Mutu beton yang direncanakan adalah f’c = 40 MPa. Uji tekan dilakukan pada umur 3 hari, 14 hari, dan 28 hari, sedangkan modulus elastisitas pada umur 28 hari.

Dari hasil uji didapatkan bahwa penggunaan bahan tambah berbasis gula 0.030% dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 55.54% (pada umur 3 hari), 7.62% (umur beton 14 hari), dan 5.67% (umur 28 hari), dengan nilai modulus elastisitas yang meningkat sebesar 3.70% pada umur 28 hari. Beton dengan kadar bahan tambah berbasis gula 0.015% dan 0.045% meningkatkan kuat tekan beton antara 32.21% sampai 42.17% pada umur 3 hari, dan menghasilkan nilai yang lebih rendah dari beton tanpa bahan tambah pada umur 14 hari dan 28 hari, dengan selisih nilai modulus elastisitas antara 32.57% sampai 34.44%. Dengan demikian, nilai optimum dari bahan tambah berbasis gula yaitu pada kadar 0.030% terhadap berat semen.

commit to user viii

ABSTRACT

Hafni Pertiwi, 2011. Influence of Sugar-Based Admixture on Concrete’s Compressive Strength and Elasticity Modulus. Final Task of Civil Engineering. Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University. Surakarta. The local material as the concrete structure material is required to be able to create high quality environmental friendly concrete. The concrete structure, which can resist acid and corrosion, is much needed to stand in the coastal environment and industrial areas with an aggressive environment. The lignin and glucose in crystallized sugar, sugar cane extract, and sucrose with a proper dosage can increase the hardened concrete performance. In this case, the improvement between C-S-H within the concrete even stronger when lignin and glucose participate well. This research identify the optimum variety of the sugar based admixture towards the compression strength and the concrete elasticity modulus.

This research applied an experimental method in the laboratory with a total of 36 specimens. Those were concrete without sugar based admixture as a reference, and the concrete with the sugar based admixture 0.015%, 0.030%, and 0.045% of the weight of cement. The tested specimen used is a cylindrical concrete 15 cm in diameter and 30 cm in height. The quality of concrete was f’c=40 MPa. The compressive strength tested was in a period of 3 days, 14 days, and 28 days, while the modulus of concrete elasticity is in a period of 28 days.

The result shows that the admixture of 0.030% increases the compressive strength up to 55.54%, 7.62%, and 5.67% in a period of 3, 14, and 28 days respectively. The modulus of elasticity reaches up to 3.70% in a period of 28 days. The concrete with the sugar based admixture, which is as much as 0.015% and 0.045%, increases the compressive strength of concrete to 32.21% and 42.17% in a period of 3 days, however it decreases in period of 14 days and 28 days, with lower modulus of elasticity 32.57% to 34.44%. It means that the optimum of sugar based admixture is on 0.030% of the weight of cement.

Keywords: the sugar based admixture, the compressive strength and the modulus of elasticity

commit to user

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul

“Pengaruh Bahan Tambah Berbasis Gula terhadap Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas Beton” guna memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penelitian ini merupakan bagian dan mendapat pendanaan dari Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi (DIKTI) melalui hibah kepada para peneliti di bidang teknik sipil dengan judul “Pemanfaatan Material Lokal Untuk Teknologi Beton Ramah Lingkungan yang Berkelanjutan” yang diketuai oleh Ibu Dr.Rr.M.I. Retno Susilorini, ST, MT. (dekan FT-UNIKA Soegijapranata Semarang) dan Bapak Kusno Adi Sambowo, ST, Ph.D (dosen FT-Universitas Sebelas Maret Surakarta) sebagai anggota.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini. Untuk itu, Penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada :

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta, 3. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD selaku dosen pembimbing I,

4. Dr.techn.Ir.Sholihin As’ad, MT selaku dosen pembimbing II sekaligus sebagai pembimbing akademik,

5. Dr.Rr.M.I. Retno Susilorini, ST, MT, 6. Tim Dosen Penguji Pendadaran,

7. Staf pengelola/laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret,

8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2007 dan semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

commit to user

x

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang membutuhkan, khususnya bagi penulis sendiri.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Januari 2011

Penulis

commit to user

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... iv

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvi

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ... xvii

BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 3

1.3. Batasan Masalah ... 3

1.4. Tujuan Penelitian ... 4

1.5. Manfaat Penelitian ... 4

1.5.1. Manfaat Teoritis ... 4

1.5.2. Manfaat Praktis ... 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ... 5

2.1. Landasan Teori ... 8

2.2.1. Beton ... 8

2.2.2. Semen Portland Pozzolan ... 10

2.2.3. Agregat ... 12

2.2.4. Air ... 16

2.2.5. Bahan Tambah ... 17

2.2.6. Kuat Tekan ... 21

commit to user

xii BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1. Bahan dan Benda Uji Penelitian ... 26

3.1.1. Pengujian Bahan Pembentuk Beton ... 26

3.1.1.1. Agregat Halus ... 27

3.1.1.2. Agregat Kasar ... 30

3.1.2. Pengujian Komponen Bahan Tambah Berbasis Gula ... 32

3.1.3. Benda Uji ... 32

3.1.4. Pengujian Kuat Tekan ... 35

3.1.5. Pengujian Modulus Elastisitas ... 36

3.2. Rancang Campur (Mix Design)... 38

3.2.1. Pembuatan Benda Uji... 38

3.2.2. Pengujian Nilai Slump ... 39

3.2.3. Perawatan Benda Uji (Curing) ... 40

3.3. Alat Uji Penelitian ... 41

3.4. Variabel Penelitian ... 42

3.5. Tahap Penelitian ... 42

BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Bahan ... 45

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 45

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 47

4.1.3. Hasil Pengujian Bahan Tambah Berbasis Gula ... 49

4.2. Rencana Campuran Adukan Beton ... 50

4.3. Hasil Pengujian ... 51

4.3.1. Hasil Pengujian Slump ... 51

4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Tekan ... 52

4.3.3. Hasil Pengujian Modulus Elastisitas ... 56

4.4. Pembahasan ... 62

4.4.1. Uji Slump... 62

4.4.2. Kuat Tekan ... 62

4.4.3. Modulus Elastisitas ... 64 4.4.4. Hubungan Antara Modulus Elastisitas dan Kuat Tekan Hasil Pengujian 65 BAB 5. KESIMPULAN

commit to user

xiii

5.1. Kesimpulan ... 68

5.2. Saran... 69

DAFTAR PUSTAKA ... 70

commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan zaman, kebutuhan manusia terus bertambah. Salah satunya adalah kebutuhan akan bangunan-bangunan konstruksi, baik berupa sarana umum maupun bangunan pribadi. Ada yang sifatnya primer, sekunder, dan tersier. Hal ini membuat para investor bekerja sama dengan pelaku konstruksi dalam berusaha untuk menjawab tantangan tersebut.

Beton merupakan konstruksi yang sudah tidak asing lagi dalam bidang Teknik Sipil. Hampir setiap bangunan sipil baik itu gedung, jembatan, maupun bangunan air, menggunakan beton sebagai struktur utama maupun struktur pelengkap. Suatu struktur beton terdiri dari elemen-elemen yang membentuk satu kesatuan struktur. Elemen-elemen struktur terdiri dari pondasi, kolom, balok, plat lantai, dan lain-lain.

Selama ini telah diketahui bahwa beton memiliki berbagai kelebihan sebagai bahan konstruksi dibandingkan dengan bahan yang lain. Salah satu kelebihannya yaitu bahwa bahan pembentuk beton dapat diperoleh dengan mudah baik secara alami atau dapat dicari alternatif bahan lain, sehingga harga relatif murah, mudah dalam pengerjaannya, dapat dibentuk sesuai dengan keinginan, tahan terhadap cuaca, serta perawatan bangunan yang relatif murah.

Kuat tekan dan modulus elastisitas merupakan parameter utama mutu beton. Kuat tekan adalah besarnya beban persatuan luas, yang menyebabkan benda uji hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin uji. Kuat tekan beton ditentukan oleh perbandingan semen dengan agregat halus, agregat kasar, air, dan bahan tambah bila ada. Modulus elastisitas suatu bahan sangat erat

commit to user

hubungannya dengan kekakuan suatu bahan dalam menerima beban. Semakin tinggi modulus elastisitas, semakin kecil lendutan yang mungkin terjadi. Modulus elastisitas besar menunjukkan kemampuan beton untuk menahan suatu beban yang besar dengan kondisi regangan yang kecil. Semakin tinggi nilai kuat tekan beton, akan semakin tinggi pula modulus elastisitasnya.

Pemakaian beton di dalam industri konstruksi semakin meningkat seiring dengan usaha untuk membuatnya lebih baik dan semakin ekonomis, misalnya upaya pembuatan beton dengan mutu yang tinggi serta biaya yang murah. Salah satunya adalah dengan memanfaatkan material lokal sebagai bahan penyusun beton ramah lingkungan.

Bahan tambah berbasis gula sebagai material lokal untuk teknologi beton ramah lingkungan akan dikaji pada penelitian ini. Adapun bahan tambah berbasis gula tersebut terdiri dari tiga komponen, yaitu sukrosa, gula pasir, dan sari tebu.

Bahan tambah berbasis gula merupakan bahan terpilih karena kemampuannya mengikat C-S-H sehingga dapat meningkatkan kekuatan beton dan lebih awet (durable). Tebu mengandung 30-50% selulosa dan lignin 20-24% (Viera, et al, 2007.). Tebu juga mengandung lignoselulosa (Ferrari, et al, 2001), sehingga dapat digunakan sebagai bahan pozzolan untuk produksi beton. Gula dikategorikan sebagai disakarida dan beberapa karbohidrat yang disakarida (Ophardt, 2003). Selain itu, sukrosa, gula dan sari tebu sebagai bahan tambah berbasis gula merupakan bahan yang mudah dicari.

Pada penelitian sebelumnya (Susilorini,2009) telah didapat bahwa beton dengan bahan tambah berbasis gula sebesar 0.03% dapat meningkatkan kuat tekan pada mutu beton K300 dengan perbandingan sukrosa:tebu:gula = 0.5:1:1,5 dari berat semen. Untuk itu dilakukan penelitian selanjutnya yaitu dengan membandingkan penggunaan bahan tambah berbasis gula pada beton antara 0.030% dengan 0.015% dan 0.045% dari berat semen dengan kandungan sukrosa (16.67%) + gula pasir (50%) + sari tebu (33.33%) dari total bahan tambah yang digunakan.

commit to user

Penggunaan bahan tambah pada beton dapat meningkatkan kualitas beton. Bahan tambah berbasis gula yang terdiri dari sukrosa, gula dan sari tebu merupakan salah satu inovasi bahan tambah yang mampu meningkatkan kekuatan beton pada dosis tertentu. Beton berbasis gula mengalami kenaikan kekuatan pada dosis 0.03% dari berat semen (Susilorini, 2009)

Penelitian ini merupakan penelitian dimana bahan tambah berbasis gula akan ditambahkan terhadap beton dengan harapan dapat meningkatkan mutu dan kualitas beton. Selanjutnya beton normal atau beton konvensional akan dibandingkan dengan beton yang diberi bahan tambah berbasis gula, ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitasnya.

1.2.

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah tersebut, dirumuskan permasalahannya adalah berapa besar pengaruh bahan tambah berbasis gula pada beton ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitasnya.

1.3.

Batasan Masalah

Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak meluas maka perlu adanya pembatasan sebagai berikut:

a. Mutu Beton yang disyaratkan memiliki f’c = 40 MPa pada umur 28 hari b. Bahan tambah berbasis gula terdiri dari sari tebu murni yang masih segar, gula

pasir merk “Gulaku” dengan kemasan berwarna hijau yaitu gula yang berwarna putih, serta sukrosa dengan takaran yang sudah ditentukan (yaitu 0.015% ; 0.03% ; dan 0.045% dari berat semen).

c. Semen yang digunakan adalah semen PPC.

d. Benda uji untuk pengujian kuat tekan berupa silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm.

commit to user

e. Pengujian dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

1.4.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai optimum kadar bahan tambah berbasis gula terhadap kuat tekan dan modulus elastisitas beton.

1.5.

Manfaat Penelitian

1.5.1. Manfaat Teoritis

a. Memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu bahan dan struktur. b. Menambah pengetahuan tentang penggunaan bahan tambah berbasis gula

pada beton tahan korosi ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitas beton.

1.5.2. Manfaat Praktis

Penelitian tentang penggunaan bahan tambah berbasis gula diharapkan akan menunjukkan hasil yang nyata terhadap perbaikan karakteristik beton (kuat tekan dan modulus elastisitas), sehingga dengan karakteristik tersebut mampu meningkatkan perkembangan mutu dan durabilitas beton.

commit to user

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Nilai kekuatan dan daya tahan (durability) beton merupakan fungsi dari banyak faktor, diantaranya adalah nilai banding campuran dan mutu bahan susun, metode pelaksanaan pembuatan adukan beton, temperatur dan kondisi perawatan pengerasannya. Nilai kuat tekan beton relatif tinggi dibanding kuat tariknya, dan merupakan bahan getas. Nilai kuat tariknya berkisar antara 9%-15% dari kuat tekannya. Pada penggunaan sebagai komponen struktural bangunan, umumnya beton diperkuat dengan batang tulangan baja sebagai bahan yang dapat bekerjasama dan mampu membantu kelemahannya, terutama pada bagian yang bekerja menahan tarik (Dipohusodo, 1994).

Telah diketahui bersama bahwa sifat beton pada umumnya lebih baik jika kuat tekannya lebih tinggi. Dengan demikian untuk meninjau mutu beton biasanya secara kasar hanya ditinjau kuat tekannya saja (Tjokrodimulyo, 1996).

Suatu bangunan struktur beton diberi beban dari berbagai arah, termasuk vertikal dan horizontal. Oleh karena itu beton dirancang untuk mampu menahan desak dari arah manapun, termasuk berat sendiri beton karena pengaruh gravitasi. Nilai kuat tekan yang tinggi diperlukan oleh beton dalam menahan beban di atasnya. Adapun mutu beton dapat ditingkatkan dengan berbagai cara, salah satunya yaitu dengan memberikan bahan campuran tambahan pada saat pencampuran beton (mix design).

Bahan campuran tambahan (admixture) adalah bahan yang bukan air, agregat maupun semen yang ditambahkan ke dalam campuran sesaat atau selama pencampuran. Fungsi dari bahan ini adalah untuk mengubah sifat-sifat beton agar

commit to user

menjadi cocok untuk pekerjaan tertentu, ekonomis atau untuk tujuan lain seperti menghemat energi (Nawy, 1990).

Bahan tambah diaplikasikan pada campuran beton dengan tujuan meningkatkan beberapa sifat dan kinerja beton. Bahan tambah pemercepat (accelerator) menurut ASTM tipe C, maupun pemerlambat (retarder) menurut ASTM tipe D. Bahan tambah pemercepat digunakan untuk mempercepat waktu pengikatan semen dan pengerasan beton sedangkan bahan tambah pemerlambat digunakan untuk tujuan sebaliknya. Dosis bahan tambah retarder yang umum digunakan dalam campuran beton berkisar antara 0.03% - 0.15% dari berat semen (Jayakumaranma, 2005).

Pengaruh penambahan material berbasis gula yang berupa sukrosa, gula pasir, dan sari tebu pada campuran beton sangat signifikan, yaitu mempercepat maupun memperlambat waktu pengerasan beton, serta meningkatkan kuat tekan beton (Susilorini, 2009; Susilorini, et. al., 2008; Etmawati dan Armelia, 2008; Nikodemus dan Setiawan, 2008; Neville, 1999). Perlu dicatat bahwa ampas tebu mengandung 30-50% selulosa dan 20-24% lignin (Viera, et.al., 2007). Adanya lignin dalam ampas tebu dan air perasannya diindikasikan memberikan kontribusi lekatan (bonding) bila larutan tebu dicampurkan ke dalam adukan beton. Bahan tambah berbasis gula dalam campuran beton bersifat meningkatkan ikatan C-S-H sehingga akan meningkatkan nilai kuat tekannya seiring waktu hingga dicapai nilai optimal dari kuat tekan tersebut.

Pada dosis tertentu, gula dapat mempercepat atau memperlambat waktu pengikatan semen dan pengerasan beton serta meningkatkan kinerja kuat tekan mortar dan beton. Beton berbasis gula mengalami penaikan kekuatan pada dosis 0.03 % dan 0.3% dari berat semen (Susilorini, 2009).

Pada penelitiannya, Retno Susilorini (2009) mencampurkan bahan tambah berbasis gula terhadap beton dengan mutu 30 MPa dengan kadar sukrosa, gula pasir, dan sari tebu yang bermacam-macam. Kadar bahan tambah berbasis gula

commit to user

yang digunakan pada penelitian tersebut yaitu 0.03% dari berat semen. Variasi campuran bahan tambah berbasis gula dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Variasi campuran mortar Susilorini (2009)

No. Kode benda uji % bahan tambah dari berat semen Bagian sukrosa dalam bahan tambah Bagian gula pasir dalam bahan tambah Bagian larutan tebu dalam bahan tambah

1 M-I-A-01 0.03% 0 1.5 1.5

2 M-I-A-02 0.03% 0.5 1.5 1

3 M-I-A-03 0.03% 1 0.5 1.5

4 M-I-A-04 0.03% 1.5 1 0.5

5 M-I-B-01 0.03% 0.5 1.5 1

6 M-I-B-02 0.03% 1 1.5 0.5

7 M-I-B-03 0.03% 1.5 0.5 1.5

8 M-I-B-04 0.03% 0 1 0.5

Adapun hasil pengujian kuat tekan pada beton pada mutu beton 30 MPa dari penelitian Susilorini (2009) terlihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Kuat tekan beton pada umur 7, 14, dan 28 hari dari komposisi optimal bahan tambah beton berbasis gula Susilorini (2009)

No. Kode benda uji

Kuat tekan

7 hari 14 hari 28 hari (MPa) (MPa) (MPa)

1 Silinder Kontrol 27 28 33.57

2 M-I-A-01 15.53 30.12 49.02

3 M-I-A-02 20.46 25.39 49.66

4 M-I-A-03 21.12 23.24 43.54

5 M-I-B-04 22.89 21.89 42.02

6 M-II-A-03 42.02 19.46 43.80

commit to user

Dari penelitian tersebut, didapatkan dosis bahan tambah berbasis gula yang paling optimum dalam meningkatkan kuat tekan mortar yaitu mortar dengan kode benda uji M-I-A-02. Dosis bahan tambah tersebut telah didaftarkan menjadi proses paten dengan nomor Reg.No. P00201000309.

Sementara itu, modulus elastisitas menentukan hubungan tegangan-regangan beton kondisi elastis. Tolak ukur yang umum dari sifat elastis suatu bahan adalah modulus elastisitas, yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan perubahan bentuk per-satuan panjang, sebagai akibat dari tekanan yang diberikan itu (Murdok & Brook, 1991).

Hubungan tegangan-regangan beton perlu diketahui untuk menurunkan persamaan analisis dan desain pada struktur beton. kurva hubungan tegangan-regangan diperoleh dari pengujian terhadap benda uji silinder beton selama beberapa menit.

Modulus elastisitas sangat berguna ketika akan menghitung suatu perubahan berupa lendutan atau tegangan akibat beban kerja normal (Amri, 2005).

Diketahui bahwa nilai modulus elastisitas meningkat bersama dengan meningkatnya kuat tekan beton, tetapi tidak ada kesepakatan yang mutlak mengenai hubungan antara keduanya. Bagaimanapun, hal itu dapat dijadikan suatu acuan untuk memperkirakan nilai modulus elastisitas dilihat dari nilai kuat tekan yang diperoleh (Sambowo, 2001).

2

.2. Landasan Teori

2.2.1. Beton

Beton adalah pencampuran semen portland, air, dan agregat dengan atau tanpa bahan tambahan (admixture) tertentu. Material pembentuk beton tersebut

commit to user

dicampur merata dengan komposisi tertentu menghasilkan suatu campuran yang homogen sehingga dapat dituang dalam cetakan untuk dibentuk sesuai keinginan. Campuran tersebut bila dibiarkan akan mengalami pengerasan sebagai akibat reaksi kimia antara semen dan air yang berlangsung selama jangka waktu panjang atau dengan kata lain campuran beton akan bertambah keras sejalan dengan umurnya.

Bahan tambah ialah bahan selain unsur pokok beton (air, semen dan agregat) yang ditambahkan pada adukan beton, sebelum, segera atau selama pengadukan beton. Tujuannya ialah mengubah satu atau lebih sifat-sifat beton sewaktu masih dalam keadaan segar atau setelah mengeras, misalnya mempercepat pengerasan, menambah encer adukan, menambah kuat tekan, menambah daktilitas, mengurangi sifat getas, mengurangi retak-retak pengerasan dan sebagainya (Tjokrodimuljo, 1995).

Beton yang paling padat dan kuat diperoleh dengan menggunakan jumlah air yang minimal konsisten dengan derajad workabilitas yang dibutuhkan untuk memberikan kepadatan maksimal. Derajat kepadatan harus dipertimbangkan dalam hubungannya dengan cara pemadatan dan jenis konstruksi, agar terhindar dari kebutuhan akan pekerjaan yang berlebihan dalam mencapai kepadatan maksimal (Murdock & Brook 1991).

Beton dibentuk dari pencampuran bahan batuan yang diikat dengan bahan perekat semen. Bahan batuan yang digunakan untuk menyusun beton umumnya dibedakan menjadi agregat kasar atau kerikil dan agregat halus atau pasir. Agregat halus dan agregat kasar disebut sebagai bahan susun kasar campuran dan merupakan komponen utama beton, jumlahnya ± 70%-75% dari volume beton.

Selain tidak mampu menahan kuat tarik, beton juga berpotensi mengalami keropos yaitu kerusakan yang disebabkan salah satunya karena umur beton yang terlalu lama. Kerusakan ini biasanya kurang diperhatikan karena kerusakan terjadi pada bagian bangunan yang sulit dijangkau, misalnya pada bagian bawah

commit to user

jembatan. Untuk itu agar tidak terjadi keropos dini karena reaksi kimia atau yang lain maka perlu diperhatikan pada saat pembuatan bangunan.

Beton secara alami terlindungi dari korosi oleh lapisan tipis akibat passive alkaline dari bahan dasar semen. Namun akibat serangan agresif dari senyawa luar berinfitrasi, maka beton dapat mengalami korosi. Bangunan beton yang dibangun di sekitar pantai, dapat lebih cepat rusak akibat serangan garam chloride. Gas CO2 pun dapat masuk secara agresif melalui pori-pori beton dan bereaksi dengan Ca(OH)2 dan menghasilkan CaCO3 + H2O yang menyebabkan pH dari beton turun. Salah satu pengendaliannya yaitu dengan penggunaan bahan tambah berbasis gula yang bersifat dapat mengurangi korosi pada beton walaupun beton tersebut tidak bertulang.

2.2.2. Semen Portland Pozzolan

Empat unsur yang paling penting dalam semen adalah: a. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO3

b. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2 c. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3

d. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.FeO2

Fungsi semen ialah untuk merekatkan butir–butir agregat agar terjadi suatu massa yang kompak atau padat, selain itu juga untuk mengisi rongga di antara butiran agregat.

Semen portland merupakan bubuk halus yang diperoleh dengan menggiling klinker, yang didapat dari pembakaran suatu campuran yang baik dan merata antara kapur dan bahan-bahan yang mengandung silika, aluminia, dan oxid besi, dengan batu gips sebagai bahan tambah dalam jumlah yang cukup. Bubuk halus ini bila dicampur dengan air, selang beberapa waktu dapat menjadi keras dan digunakan sebagai bahan ikat hidrolis. Semen jika dicampur dengan air akan membentuk adukan yang disebut pasta semen, jika dicampur dengan agregat halus

commit to user

(pasir) dan air, maka akan terbentuk adukan yang disebut mortar, jika ditambah lagi dengan agregat kasar (kerikil) akan terbentuk adukan yang biasa disebut beton. Dalam campuran beton, semen bersama air sebagai kelompok aktif sedangkan pasir dan kerikil sebagai kelompok pasif adalah kelompok yang berfungsi sebagai pengisi (Tjokrodimulyo, 1995).

Jenis-jenis semen Portland yang sering digunakan dalam konstruksi serta penggunaannya dicantumkan dalam Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Jenis semen Portland di Indonesia sesuai SII 0013-81

Jenis semen Karakteristik umum

Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-jenis lain

Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi

Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan panas hidrasi yang rendah

Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

Jika semen Portland dicampur dengan air, maka komponen kapur dilepaskan dari senyawanya. Banyaknya kapur yang dilepas ini sekitar 20% dari berat semen. Kondisi terburuknya adalah terjadi pemisahan struktur yang disebabkan oleh lepasnya kapur dari semen. Situasi ini dapat dicegah dengan suatu mineral silika seperti pozzolan. Mineral yang ditambahkan ini bereaksi dengan kapur bila ada uap air membentuk bahan padat yang kuat yaitu kalsium silikat(Nawy, 1990).

Pozzolan adalah bahan yang mengandung silika atau senyawanya dan alumina yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen, tetapi dalam bentuknya yang halus dan dengan adanya air, senyawa tersebut akan bereaksi secara kimia dengan

commit to user

kalsium hidroksida pada suhu kamar membentuk senyawa yang mempunyai sifat seperti semen (SNI 15-0302-2004).

Fungsi pozzolan yaitu memberikan panas hidrasi yang rendah (mengurangi kenaikan temperature) dan meningkatkan ketahanan terhadap sulfat. Panas hidrasi rendah berarti hardening atau pengerasan lambat. Dengan perlambatan pengerasan beton, maka bahan tambah berbasis gula dan semen akan memberikan ikatan (bond) yang lebih kuat, sehingga beton lebih padat (kompak), sehingga kinerja kuat tekan beton lebih tinggi.

2.2.3. Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60% - 80% dari volume mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton. Berdasarkan ukuran besar butirnya, agregat yang dipakai dalam adukan beton dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar.

a. Agregat Halus

Agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil (antara 0.15 mm dan 5 mm). Dalam pemilihan agregat halus harus benar-benar memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Karena sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk mortar bersama semen dan air, berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat.

Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 33, syarat-syarat agregat halus (pasir) adalah sebagai berikut :

commit to user

1) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran tajam dan keras, bersifat kekal dalam arti tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti panas matahari dan hujan.

2) Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% terhadap jumlah berat agregat kering. Apabila kandungan lumpur lebih dari 5%, agregat halus harus dicuci terlebih dahulu.

3) Agregat halus tidak boleh mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak. Hal demikian dapat dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams Header dengan menggunakan larutan NaOH.

4) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran yang beranekaragam besarnya dan apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1 (PBI 1971), harus memenuhi syarat sebagai berikut :

(a) Sisa di atas ayakan 4 mm, harus minimum 2% berat. (b) Sisa di atas ayakan 1 mm, harus minimum 10% berat.

(c) Sisa di atas ayakan 0.25 mm, harus berkisar antara 80% - 90% berat.

Pasir di dalam campuran beton sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu pasir harus dikendalikan. Oleh karena itu pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan yang ditentukan. Batasan susunan butiran agregat halus dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4. Batasan susunan butiran agregat halus Ukuran saringan

(mm)

Persentase lolos saringan

Daerah 1 Daerah 2 Daerah 3 Daerah 4

10.00 4.80 2.40 1.20 0.60 0.30 0.15 100 90-100 60-95 30-70 15-34 5-20 0-10 100 90-100 75-100 55-90 35-59 8-30 0-10 100 90-100 85-100 75-100 60-79 12-40 0-10 100 95-100 95-100 90-100 80-100 15-50 0-15 Sumber :Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

commit to user Keterangan:

Daerah 1 : Pasir kasar Daerah 2 : Pasir agak kasar Daerah 3 : Pasir agak halus Daerah 4 : Pasir halus

b. Agregat Kasar

Menurut Tjokrodimuljo (1996) disebutkan bahwa agregat kasar adalah agregat yang mempunyai ukuran butir-butir besar (antara 5 mm dan 40 mm). Sifat dari agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan semen.

Sifat-sifat bahan bangunan sangat perlu untuk diketahui, karena dengan mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan tersebut, kita dapat menentukan langkah-langkah yang diambil dalam menangani bahan bangunan tersebut. Sifat-sifat dari agregat kasar yang perlu untuk diketahui antara lain ketahanan (hardness), bentuk dan tekstur permukaan (shape and texture surface), berat jenis agregat (specific gravity), ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir (fines modulus), dan gradasi agregat (grading).

Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 3.4 syarat-syarat agregat kasar (kerikil) adalah sebagai berikut :

1) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir keras dan tidak berpori. Agregat kasar yang mengandung butir-butir pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah butir-butir pipih tersebut tidak melebihi 20% dari berat agregat seluruhnya. Butir-butir agregat kasar harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan.

commit to user

2) Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% yang ditentukan terhadap berat kering. Apabila kadar lumpur melampaui 1% maka agregat kasar harus dicuci.

3) Agergat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton, seperti zat-zat yang reaktif alkali.

4) Kekerasan butir-butir agregat kasar yang diperiksa dengan bejana penguji dari Rudelof dengan bola pejal sebanyak 12 buah, yang harus memenuhi syarat-syarat :

(a) Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9.5-19 mm lebih dari 24% berat. (b) Tidak terjadi pembubukan sampai 19-30 mm lebih dari 22% berat.

Kekerasan ini dapat juga diperiksa dengan mesin Los Angeles. Dalam hal ini tidak boleh terjadi kehilangan berat lebih dari 50%.

5) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam besarnya dan apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1 PBI 1971, harus memenuhi syarat sebagai berikut :

(a) Sisa diatas ayakan 31.5 mm harus 0% berat .

(b) Sisa diatas ayakan 4 mm harus berkisar antara 90% dan 98% berat.

(c) Selisih antara sisa-sisa kumulatif diatas dua ayakan yang berurutan, maksimum 60% dan minimum 10% berat.

Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5. Persyaratan gradasi agregat kasar

Ukuran saringan (mm) Persentase lolos saringan

40 mm 20 mm

40 20 10 4.8

95-100 30-70 10-35 0-5

100 95 – 100

22-55 0-10 Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

Susunan untuk butiran (gradasi) yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan (density) maksimum dan porositas (voids) minimum. Sifat penting dari suatu agregat (baik kasar maupun halus) ialah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap

commit to user

benturan yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap penyusutan.

2.2.4. Air

Dalam pembuatan beton, air merupakan salah satu faktor penting, karena air dapat bereaksi dengan semen, yang akan menjadi pasta pengikat agregat. Air juga berpengaruh terhadap kuat desak beton, karena kelebihan air akan menyebabkan penurunan pada kekuatan beton itu sendiri. Selain itu kelebihan air akan mengakibatkan beton menjadi bleeding, yaitu air bersama-sama semen akan bergerak ke atas permukaan adukan beton segar yang baru saja dituang. Hal ini akan menyebabkan kurangnya lekatan antara lapis-lapis beton dan merupakan yang lemah.

Menurut Tjokrodimuljo (1996), dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut:

a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter. b. Tidak mengandung garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll)

lebih dari 15 gram/liter.

c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0.5 gram/liter. d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.

Menurut Tjokrodimuljo (1996) kekuatan beton dan daya tahannya berkurang jika air mengandung kotoran. Pengaruh pada beton diantaranya pada lamanya waktu ikatan awal serta kekuatan beton setelah mengeras. Adanya lumpur dalam air di atas 2 gram/liter dapat mengurangi kekuatan beton. Air dapat memperlambat ikatan awal beton sehingga beton belum mempunyai kekuatan dalam umur 2-3 hari. Sodium karbonat dan potasium dapat menyebabkan ikatan awal sangat cepat dan konsentrasi yang besar akan mengurangi kekuatan beton.

commit to user

2.2.5. Bahan Tambah

Bahan tambah didefinisikan sebagai material selain air, agregat, dan semen yang dicampurkan ke dalam beton atau mortar yang ditambahkan sebelum atau selama pengadukan berlangsung. Bahan tambah digunakan untuk memodifikasi sifat dan karakterisik dari beton atau mortar misalnya untuk dapat dengan mudah dikerjakan, penghematan, atau untuk tujuan lain. (ASTM C.125-1995)

Secara umum bahan tambah dapat dibedakan menjadi dua yaitu bahan tambah kimia (chemical admixture) dan bahan tambah mineral. Bahan tambah (admixture) tersebut ditambahkan saat pengadukan atau pada saat dilakukan pengecoran. Bahan ini biasanya dimaksudkan untuk memperbaiki kinerja beton atau mortar saat pelaksanaan pekerjaan.

Contoh bahan tambah pada beton yaitu accelerator yang berfungsi untuk mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton maupun mortar. Bahan ini digunakan untuk mengurangi lamanya waktu pengeringan dan mempercepat pencapaian kekuatan pada beton maupun mortar. Bahan ini digunakan jika penuangan adukan dilakukan dibawah air, atau pada struktur beton yang memerlukan pengerasan segera.

Bahan tambah lain yang biasa digunakan di dalam beton yaitu serat. Penambahan serat ke dalam beton akan meningkatkan kuat tarik beton yang pada umumnya sangat rendah. Pertambahan kuat tarik akan memperbaiki kinerja komposit beton serat dengan kualitas yang lebih bagus dibandingkan dengan beton konvesional (As’ad, 2008).

Dari banyak jenis bahan tambahan yang digunakan dalam campuran beton, dipilih bahan tambah berbasis gula pada penelitian ini, karena selain dapat menambah kuat tekan beton, bahan tambah berbasis gula juga mudah didapat. Bahan tambah berbasis gula termasuk ke dalam bahan tambah mineral.

commit to user

Campuran beton terdiri atas semen, air, agregat kasar (split, kerikil) dan agregat halus (pasir). Adanya bahan tambah yang dimasukkan ke dalam campuran beton menjadi satu faktor penting lain yang turut menentukan kinerja beton secara keseluruhan. ASTM C125 mendefinisikan bahan tambah (admixture) sebagai bahan selain air, agregat, semen hidrolis, dan serat, yang digunakan dalam beton atau mortar dan ditambahkan dalam campuran segera sebelum atau selama pengadukan. Bahan tambah kimiawi maupun alami telah banyak diproduksi. Beberapa penelitian terdahulu (Medjo Eko, dan Riwoski, 2001; Chandler, et.al., 2002; Peschard, 2004; Frias, et.al., 2007; Jayakumaran, 2005; Collepardi, 2005) telah mengkaji peranan dan kinerja bahan tambah alami berbasis gula dalam campuran beton yang ternyata dapat meningkatkan kinerja beton.

Bahan tambah berbasis gula terdiri dari sukrosa, larutan tebu dan gula. Kandungan lignin yang terdapat pada larutan tebu dapat meningkatkan ikatan antar partikel pada beton. Bahan tambah berbasis gula memiliki kemampuan mengikat C-S-H sehingga beton dengan bahan tambah tersebut dapat memiliki kekuatan yang lebih tinggi.

Sukrosa adalah senyawa disakarida dengan rumus molekul C12H22O11. Sukrosa terbentuk melalui proses fotosintesis yang ada pada tumbuh-tumbuhan. Pada proses tersebut terjadi interaksi antara karbon dioksida dengan air di dalam sel yang mengandung klorofil. Bentuk sederhana dari persamaan tersebut adalah : 6 CO2 + 6 H2O —–> C6H12O6 + 6 O2 ... (2.1)

Gambar 2.1. Sukrosa

Tanaman tebu (genus saccharum) dikenal sebagai bahan utama produksi gula pasir di Indonesia. Secara umum, batang tebu masak mengandung 67-75% air, 8-16%, sukrosa 8-8-16%, 0.5-20% gula reduksi, 0.5-1% material organik, 0.2-0.6%

commit to user

senyawa anorganik, 0.5-1% senyawa nitrogenik, 0.3-0.8% abu, dan 10-16% serat (Mathur, 1990 dalam Farmani, et. al., 2008). Tebu juga mengandung 30-50% selulosa dan 20-24% lignin (Viera, et. al., 2007).

Gambar 2.2. Sari tebu murni

Gula tebu adalah disakarida, gula tersebut dapat dibuat dari gabungan dua gula yang sederhana yaitu glukosa dan fruktosa (monosakarida). Penggabungan dari dobel unit karbon monosakarida menjadi : C12H22O11 yang selanjutnya dinamakan sukrosa atau saccharose.

Disakarida meliputi juga karbohidrat kompleks yang terdiri dari satu atau dua gula sederhana yang terjalin menjadi satu ikatan. Sebagai contoh adalah sukrosa yang terdiri atas jalinan glukosa dan fruktosa, yang dihubungkan oleh ‘jembatan’ asetal oksigen dalam arah alfa (Ophardt, 2003). Struktur sukrosa terdiri atas 6 rantai glukosa dan 5 rantai fruktosa seperti disajikan Gambar 2.3.

commit to user

Gambar 2.3. Struktur sukrosa(Ophardt, 2003)

Penambahan gula ke dalam campuran beton akan menyebabkan interaksi antara gula dan C3A (tricalsium aluminat) (Young, 1968). Dalam kasus pemerlambatan pengerasan beton, interaksi ini akan menghambat pembentukan secara cepat fase kubik C3AH6 dan menyebabkan pembentukan fase heksagonal C4AH13 (Collepardi, et. al., 1984, 1985).

Gambar 2.4. Gula pasir

Sukrosa yang terdapat dalam gula pasir merupakan gabungan satu molekul glukosa dengan satu molekul fruktosa. Gula mengandung sukrosa, disakarida yang tersusun atas satuan-satuan glukosa dan fruktosa. Adanya kandungan glukosa, glukonat, dan lignosulfonat akan menstabilkan ettringite dalam sistem C3A–gypsum. Glukosa akan menghambat konsumsi gypsum dan pembentukan ettringite (Susilorini 2009). Untuk kasus pemercepatan pengerasan beton, terjadi peningkatan kecepatan hidrasi kalsium silikat. Senyawa yang biasa digunakan untuk mempercepat hidrasi C3A dengan sedikit perubahan alkalinitas pada pori-pori air adalah kalsium klorida (Neville, 1999). Perlu dicatat bahwa penambahan

commit to user

gula pada dosis tertentu dalam campuran beton juga dapat mempercepat pengerasan beton.

2.2.6. Kuat Tekan

Kuat tekan adalah besarnya beban persatuan luas, yang menyebabkan benda uji hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu pada mesin uji. Kuat tekan beton ditentukan oleh perbandingan semen dan agregat halus, agregat kasar dan air dari berbagai jenis campuran. Perbandingan air terhadap semen merupakan faktor utama dalam penentuan kuat tekan beton.

Kuat tekan beton biasanya berhubungan dengan sifat-sifat lain, maksudnya apabila kuat tekan beton tinggi, sifat-sifat lainnya juga cenderung baik, misalnya kuat lentur, modulus elastisitas, dll. Kekuatan tekan beton dapat dicapai sampai 2000 kg/cm2 atau lebih, tergantung pada jenis campuran, sifat-sifat agregat, serta kualitas perawatan. Kekuatan tekan beton yang paling umum digunakan di Indonesia adalah sekitar 200 kg/cm2 sampai 500 kg/cm2.

Beton relatif kuat menahan tekan. Keruntuhan beton sebagian disebabkan karena rusaknya ikatan pasta dan agregat. Besarnya kuat tekan beton dipengaruhi oleh sejumlah faktor antara lain:

a. Faktor air semen. Hubungan faktor air semen dan kuat tekan beton secara umum adalah bahwa semakin rendah nilai faktor air semen, semakin tinggi kuat tekan betonnya. Namun kenyataannya, pada suatu nilai faktor air semen semakin rendah, maka beton semakin sulit dipadatkan. Dengan demikian, ada suatu nilai faktor air semen yang optimal dan menghasilkan kuat tekan yang maksimal.

b. Jenis semen dan kualitasnya mempengaruhi kekuatan rata-rata dan kuat batas beton.

c. Jenis dan lekuk-lekuk (relief) bidang permukaan agregat. Kenyataan menunjukkan bahwa penggunaan agregat batu pecah akan menghasilkan beton dengan kuat tekan yang lebih besar daripada agregat alami.

commit to user

d. Efisiensi dari perawatan (curing). Kehilangan kekuatan sampai 40% dapat terjadi bila pengeringan terjadi sebelum waktunya. Perawatan adalah hal yang sangat penting pada pekerjaan di lapangan dan pada pembuatan benda uji. e. Suhu. Pada umumnya kecepatan pengerasan beton bertambah dengan

bertambahnya suhu. Pada titik beku kuat tekan akan tetap rendah untuk waktu yang lama.

f. Umur pada keadaan yang normal. Kekuatan beton bertambah dengan bertambahnya umur, tergantung pada jenis semen. Misalnya semen dengan kadar alumina tinggi menghasilkan beton yang kuat hancurnya pada 24 jam, sama dengan semen portland biasa pada 28 hari. Pengerasan berlangsung terus secara lambat sampai beberapa tahun.

Nilai kuat tekan beton didapat melalui pengujian standar menggunakan mesin uji dengan cara memberikan beban tekan bertingkat dengan kecepatan peningkatan beban tertentu atas benda uji silinder beton (diameter 150 mm, tinggi 300 mm) sampai hancur.

Kuat tekan beton dapat dihitung dengan Persamaan (2.2). f’c

=

A P_max

………..………… (2.2) dengan :

f’c = kuat tekan beton yang didapat dari benda uji (MPa) Pmax = beban tekan maksimum (N)

A = luas permukaan benda uji (mm2)

2.2.7. Modulus Elastisitas

Modulus elastisitas merupakan suatu ukuran yang menunjukkan kekakuan dan ketahanan beton untuk menahan deformasi (perubahan bentuk). Suatu bahan apabila dibebani maka akan mengalami deformasi. Perbandingan nilai deformasi dengan ukuran awal benda uji disebut regangan. Modulus elastisitas merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan dalam arah aksial. Semakin tinggi

commit to user

modulus elastisitas suatu bahan maka bahan tersebut semakin kuat menahan tegangan aksial akibat pembebanan dengan regangan yang sekecil mungkin.

Biasanya sruktur yang mempunyai nilai modulus elastisitas yang besar akan bersifat getas atau kaku, umumnya material itu akan memiliki kuat tekan yang tinggi. Parameter ini sangat penting karena menunjukkan kemampuan beton untuk menahan beban maksimal sebelum struktur mengalami regangan atau lendutan.

Pada umumnya bahan, termasuk beton, memiliki daerah awal pada diagram tegangan-regangannya dimana bahan berkelakuan secara elastis dan linier. Kemiringan diagram tegangan-regangan dalam daerah elastis linier itulah yang dinamakan Modulus Elastisitas (E) atau Modulus Young (Timosenko dan Gere, 1987).

Kajian tentang hubungan tegangan-regangan beton perlu diketahui untuk menurunkan persamaan analisis dan perencanaan suatu bagian struktur. Kemampuan bahan untuk menahan beban yang didukungnya dan perubahan bentuk yang terjadi pada bahan itu amat tergantung pada sifat tegangan dan regangan tersebut.

Pada baja terjadi perubahan bentuk secara elastis pada pembebanan di bawah elastis, sehingga beban uji kembali pada bentuk semula bila pembebanan ditiadakan. Beton berubah bentuk mengikuti regangan elastis dan sebagian mengalami regangan plastis. Hal ini digambarkan pada Gambar 2.5. yang memperlihatkan kurva tegangan-regangan tipikal yang diperoleh dari percobaan benda uji silinder beton dan dibebani tekan uniaksial selama beberapa menit.

commit to user

Gambar 2.5. Kurva tegangan regangan beton yang diberi tekanan (Nawy, 1990: 44)

Bagian kurva ini (sampai sekitar 40% f’c) pada umumnya dapat dianggap linier untuk tujuan praktis. Setelah mendekati 70% tegangan hancur, material banyak kehilangan kekakuannya sehingga kurva tidak linier lagi.

Modulus elastisitas yang besar menunjukkan kemampuan menahan tegangan yang cukup besar dalam kondisi regangan yang masih kecil, artinya bahwa beton tersebut mempunyai kemampuan menahan tegangan yang cukup besar akibat beban-beban yang terjadi pada suatu regangan (kemungkinan terjadi retak) yang kecil.

Faktor yang mempengaruhi modulus elastisitas : a. Kelembaban

Beton dengan kandungan air yang lebih tinggi mempunyai modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada beton dengan spesifikasi yang sama. b. Agregat

Nilai modulus dan proporsi volume agregat dalam campuran mempengaruhi modulus elastisitas beton. Semakin tinggi modulus agregat dan semakin besar proporsi agregat dalam beton, semakin tinggi pula modulus elastisitas beton tersebut.

c. Umur beton

Modulus elastisitas semakin besar seiring dengan bertambahnya umur beton seperti kuat tekannya, namun modulus elastisitas bertambah lebih cepat daripada kekuatan.

commit to user d. Mix Design beton

Jenis beton memberikan nilai modulus elastisitas yang berbeda pada umur dan kekuatan yang sama.

Murdock dan Brook (1991), modulus elastisitas yang sebenarnya modulus pada suatu waktu tertentu dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3) – (2.5).

Modulus elastisitas (E)

e s

= _... (2.3)

Dimana :

Tegangan (σ)

A P

= ……….………..

(2.4)

Regangan (ε) l

l D

= ……….………. _(2.5)

Dengan : P = beban yang diberikan (ton) A = luas tampang melintang (mm2)

Δl = perubahan panjang akibat beban P (mm) l = panjang semula (mm)

Berdasarkan rekomendasi ASTM C 469-02, perhitungan modulus elastisitas beton yang digunakan adalah modulus chord, adapun perhitungan modulus elastisitas chord (Ec) dapat dilihat pada Persamaan (2.5).

Modulus elastisitas (Ec)

00005 , 0 2 1 2 -= e S S ……….……….…………..……… (2.6) Dengan:

Ec = modulus elastisitas (MPa)

S2 = tegangan sebesar 40% x f’c (MPa)

S1 = tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudinal akibat tegangan sebesar 0,00005 (MPa)

commit to user

commit to user

26

BAB 3

METODE PENELITIAN

Metode yang diterapkan pada penelitian ini adalah metode eksperimen. Metode eksperimen yang dimaksud yaitu penelitian dengan tujuan menyelidiki hubungan sebab akibat antara satu sama lain dan membandingkan hasilnya. Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian bahan dasar pembentuk beton termasuk bahan tambah berbasis gula, pengujian kuat tekan beton, dan pengujian modulus elastisitas beton. Langkah-langkah yang akan dilaksanakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.

3.1. Bahan dan Benda Uji Penelitian

Bahan pembentuk beton harus diuji terlebih dahulu untuk mengetahui kelayakan penggunaan bahan tersebut di dalam beton yang akan dibuat. Apabila terdapat material yang tidak layak digunakan, maka akan ada tindakan sebagai solusi dari ketidaklayakan tersebut. Pengujian ini disebut pengujian pendahuluan. Hal ini dimaksudkan agar beton dapat mencapai mutu yang diinginkan sesuai perencanaan, f’c= 40 MPa.

Uji pendahuluan dari bahan tambah berbasis gula yang digunakan sebagai bahan tambah (admixture) pada penelitian ini juga penting dilakukan. Hal ini dimaksudkan untuk megetahui kandungan kimia dari bahan tambah, baik itu gula pasir, sari tebu, maupun sukrosa.

3.1.1. Pengujian Bahan Pembentuk Beton

Pengujian bahan pembentuk beton dimaksudkan untuk mengetahui kelayakan karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya akan digunakan dalam rancang

commit to user

campur (mix design) terhadap satu target tertentu. Pengujian bahan dasar beton hanya dilakukan terhadap agregat halus, agregat kasar, dan bahan tambah berbasis gula.

3.1.1.1. Agregat Halus

a) Pengujian Kadar Lumpur

Pada penelitian ini, pasir digunakan sebagai agregat halus. Pasir berfungsi sebagai pengisi rongga-rongga yang terbentuk dari campuran pasta semen dan agregat kasar. Salah satu spesifikasi pasir yang dapat digunakan dalam campuran beton yaitu kandungan lumpurnya tidak melebihi 5% dari berat keringnya.

Sesuai dengan PBI 1971 (N-20 atau ASTM), pasir yang mengandung lumpur 5% dari berat keringnya harus dicuci, karena kandungan lumpur yang berlebihan dalam pasir dapat mengganggu lekatan antara partikel dalam pencampuran beton sehingga dapat menurunkan kekuatan beton.

Kadar lumpur pasir dihitung dengan persamaan 3.1 sebagai berikut : ɢnȖnϜ ǰǴƼΒǴϜ= Ò Ò

Ò 100% ...(3.1)

dengan :

G0 = berat pasir awal (100 gram) G1 = berat pasir akhir (gram)

b) Pengujian Kadar Zat Organik

Kandungan zat organik pada pasir umumnya besar. Hal ini terjadi karena pasir sebagai bahan dasar pembentuk beton biasanya diambil dari sungai dan sangat kotor. Aliran air sungai yang membuat zat organik atau semacamnya dapat terbawa dan mengendap pada pasir. Kandungan zat organik dapat membahayakan bila terlalu banyak terdapat pada campuran beton. Sifat zat organik yang mudah

commit to user

terurai membuatnya cepat membusuk sehingga menimbulkan pori pada beton. Kandungan zat organik pada pasir dapat diuji menggunakan larutan NaOH 3% pada percobaan perubahan warna Abrams Harder sesuai dengan PBI 1971 (N-20 atau ASTM). Pada Tabel 3.1 dapat dilihat kadar zat organik pada pasir berdasarkan prubahan warnanya.

Tabel 3.1. Tabel perubahan warna

Warna Prosentase kandungan zat organik (%) Jernih Kuning muda Kuning tua Kuning kemerahan Coklat kemerahan Coklat 0 0 – 10 10 – 20 20 – 30 30 – 50 50 – 100

c) Pengujian Specific Gravity

Pengujian specific gravity agregat halus dengan berpedoman pada ASTM C 128 ditujukan agar mendapatkan :

i. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi kering dengan volume pasir total

ii. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam kondisi kering permukaan dengan volume pasir total

iii. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi kering dengan volume butir pasir

iv. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat pasir kering

Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.2 s/d 3.5 sebagai berikut: Bulk Specific Gravity

c d b a -+

= ... (3.2)

Bulk Specific Gravity SSD

c d b d -+

commit to user Apparent Specific Gravity

c a b

a -+

= ... (3.4)

Absorbtion ₌ - _´100% a

a d

... (3.5)

dengan :

a = berat pasir kering oven (gram)

b = berat volumetricflash berisi air (gram)

c = berat volumetricflash berisi pasir dan air (gram)

d = berat pasir dalam keadaan kering permukaan jenuh (500 gram)

d) Pengujian Gradasi

Gradasi pada pasir sebagai agregat halus menentukan sifat workability dan kohesi dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat halus sangat diperhatikan. Pengujian gradasi agregat halus menggunakan standar pengujian ASTM C 136. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi diameter butiran pasir, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus kehalusan adalah angka yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehausan butir pasir.

Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.6 sebagai berikut : ôoȖǴgǴa V)฀ngǴanĖ Βna Ϝ=î _{... (3.6)} dengan :

d = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan e = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal

commit to user

3.1.1.2. Agregat Kasar

a) Pengujian Specific Gravity

Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian adalah kerikil atau batu pecah dengan diameter maksimum 20 mm. Standar pengujian yang digunakan pada pengujian specific gravity agregat kasar adalah ASTM C 127. Pengujian ini ditujukan untuk mengetahui :

a. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi kering dengan volume kerikil total

b. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat kerikil jenuh dalam kondisi kering permukaan dengan volume kerikil total

c. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi kering dengan volume butir kerikil

d. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat kerikil kering

Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.7 s/d 3.10 sebagai berikut:

Bulk Specific Gravity

h g

f

-= ... (3.7)

Bulk Specific Gravity SSD

h g

g

-= ... (3.8)

Apparent Specific Gravity

h f

f

-= ... (3.9)

Absorbsion ₌ - _´100% h

h g

... (3.10)

dengan :

f = berat agregat kasar (3000 gram)

g = berat agregat kasar setelah direndam 24 jam dan dilap (gram) h = berat agregat kasar jenuh (gram)

commit to user b) Pengujian Gradasi

Gradasi pada pasir sebagai agregat kasar menentukan sifat pengerjaan dan sifat kohesi dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat kasar sangatlah diperhatikan. Pengujian gradasi agregat kasar menggunakan standar pengujian ASTM C 136. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi diameter butiran kerikil, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus kehalusan adalah angka yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehalusan butir pasir.

Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.11 sebagai berikut : ôoȖǴgǴa V)฀ngǴanĖ V)Ϝ V g= _{... (3.11)} dengan :

m = Σ prosentase kumulatif berat kerikilr yang tertinggal selain dalam pan n = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal

c) Pengujian Abrasi

Agregat kasar harus memiliki ketahanan terhadap keausan akibat gesekan. Standar pengujian abrasi pada agregat kasar menggunakan ASTM C 131, dengan menggunakan mesin Los Angeles. Bagian yang hilang akibat gesekan tidak boleh lebih dari 50%. Prosentase berat yang hilang dihitung dengan menggunakan persamaan 3.12 sebagai berikut :

ŗϜoa)Ė na) )Ϝn nĖ ฀ gnĖ= 100% _{... (3.12)} dengan:

i = berat agregat kasar kering oven yang telah dicuci, sebelum pengausan (gram) j = berat agregat kasar kering oven yang tertahan ayakan 2.3 mm dan telah

commit to user benda uji

beton normal

benda uji beton aditif 0.015% 300 mm

150 mm 150 mm

benda uji beton aditif 0.03%

benda uji beton aditif 0.045% 300 mm

150 mm 150 mm

300 mm

3.1.2. Pengujian Komponen Bahan Tambah Berbasis Gula

Untuk mengetahui kandungan yang ada pada gula pasir, sukrosa, serta sari tebu yang digunakan pada penelitian, maka dilakukan pengujian pendahuluan yaitu pengujian kimia.

Pengujian komponen bahan tambah berbasis gula dilakukan di Laboratorium FTP-Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Pengujian tersebut terdiri dari pengujian kandungan kadar glukosa dan lignin.

Tebu mengandung zat kimia yang disebut selulosa yang menghasilkan lignin. Lignin yang terkandung dalam bahan tambah berbasis gula meningkatkan lekatan pada beton, sehingga agregat akan lebih bersatu dengan pasta semen dan dapat meningkatkan kekuatan beton dalam menahan beban.

3.1.3. Benda Uji

Benda uji yang digunakan untuk uji kuat tekan dan uji modulus elastisitas adalah silinder dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Benda uji dapat dilihat pada Gambar 3.1.

commit to user

Benda uji seperti pada gambar di atas pada penelitian ini dibuat untuk diuji kuat tekan beton dan modulus elastisitasnya. Benda uji dibuat sebanyak 36 buah, yaitu:

Ø 9 buah benda uji normal

Ø 9 buah benda uji aditif 0.015%

Ø 9 buah benda uji aditif 0.030%

Ø 9 buah benda uji aditif 0.045%

commit to user

Tabel 3.2. Jumlah dan ukuran penampang benda uji silinder Kode Tinggi

(mm)

Diameter (mm)

Komposisi bahan

tambah berbasis gula Jumlah

Umur rencana

BN 300 150

3 (uji tekan) 3 hari

3 (uji tekan) 14 hari 3 (uji tekan dan

modulus elastisitas) 28 hari

BBG-15 300 150

0.015% dari berat

semen 3 (uji tekan) 3 hari

Komposisi:

3 (uji tekan) 14 hari sukrosa = 0.0025%

gula pasir = 0.0075% 3 (uji tekan dan

modulus elastisitas) 28 hari sari tebu = 0.0050%

BBG-30 300 150

0.030% dari berat

semen 3 (uji tekan) 3 hari

Komposisi:

3 (uji tekan) 14 hari sukrosa = 0.005%

gula pasir = 0.015% 3 (uji tekan dan

modulus elastisitas) 28 hari sari tebu = 0.010%

BBG-45 300 150

0.045% dari berat

semen 3 (uji tekan) 3 hari

Komposisi:

3 (uji tekan) 14 hari sukrosa = 0.0075%

gula pasir = 0.0225% _{3 (uji tekan dan}

modulus elastisitas) 28 hari sari tebu = 0.0150%

Keterangan:

BN = Beton normal (benton tanpa bahan tambah)

BBG-15 = Beton aditif 0.015% (beton dengan bahan tambah berbasis gula sebanyak 0.015% dari berat semen)

BBG-30 = Beton aditif 0.030% (beton dengan bahan tambah berbasis gula sebanyak 0.030% dari berat semen)

BBG-45 = Beton aditif 0.045% (beton dengan bahan tambah berbasis gula sebanyak 0.045% dari berat semen)

commit to user b e n d a u j i b e t o n n o r m a l

3

0

0

m

m

1 5 0 m m

P

3.1.4. Pengujian Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada saat beton berumur 3 hari, 14 hari, dan 28 hari. Benda uji yang digunakan dalam pengujian ini adalah silinder beton dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm sebanyak 3 buah untuk setiap jenis penggunaan bahan tambah berbasis gula. Pengujian ini bertujuan untuk mengamati besarnya beban (P) maksimum atau beban pada saat beton hancur dengan menggunakan alat uji kuat tekan (Compression Testing Machine). Tata cara pengujian yang umum dipakai adalah standar ASTM 39 atau yang disyaratkan PBI 1989.

Pada pengujian kuat tekan beton, benda uji diberi beban (P) dari atas perlahan demi perlahan sampai beton tersebut hancur, terlihat dalam Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Pembebanan benda uji pada pengujian kuat tekan

commit to user

Gambar 3.3. Alat uji kuat tekan (Compression Testing Machine)

Langkah-langkah pengujian kuat tekan beton adalah sebagai berikut : a. Menyiapkan benda uji silinder beton yang akan diuji.

b. Meletakkan benda uji silinder beton pada alat uji kuat tekan (CTM). c. Mengatur jarum Compression Testing Machine tepat pada posisi nol.

d. Menyalakan Compression Testing Machine kemudian membaca jarum penunjuk beban sampai silinder beton hancur.

e. Mencatat besarnya nilai beban tekan maksimum yang kemudian digunakan untuk menghitung nilai kuat tekan silinder beton.

3.1.5. Pengujian Modulus Elastisitas

Pengujian modulus elastisitas dilakukan setelah beton berumur 28 hari. Benda uji yang digunakan dalam pengujian ini adalah silinder beton dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm sebanyak 3 buah untuk setiap jenis penggunaan bahan tambah berbasis gula.

commit to user

Benda uji pada pengujian modulus elastisitas mengalami beban yang sama dengan pengujian kuat tekan beton. Namun, beban (P) yang diberikan hanya sampai ± 40% dari kuat tekan beton rencana (f’c) 40 MPa. Sketsa dari pembebanan benda uji terlihat dalam Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Pembebanan benda uji pada pengujian modulus elastisitas

Pengujian modulus elastisitas bertujuan untuk mengamati besarnya perubahan panjang (regangan) arah longitudinal (aksial) silinder beton akibat pembebanan serta besarnya beban (P) pada saat beton mulai retak dengan menggunakan alat uji kuat tekan (Compression Testing Machine) dan alat ukur regangan dial (extensometer) yang dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5. Alat uji modulus elastisitas (CTM & extensometer)

3

0

0

m

m

1 5 0 m m

P

commit to user

Langkah-langkah pengujian modulus elastisitas beton adalah sebagai berikut : a. Menimbang berat, mengukur tinggi dan diameter benda uji.

b. Memasang dan mengatur jarum compressometer dan extensometer pada posisi nol arah longitudinal pada mesin uji tekan,

c. Pengujian dilakukan dengan beban pada kecepatan yang konstan, yaitu setiap penambahan 20 kN.

d. Untuk pengambilan data dengan cara mencatat besarnya perubahan panjang (Δl) untuk setiap penambahan tekanan sebesar 20 kN yang dapat dibaca dari jarum compressometer dan extensometer.

e. Menghitung regangan (ε) yang terjadi.

3.2. Rancang Campur

(Mix Design)

Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik. Penelitian ini menggunakan rancang campur beton yang mengacu pada peraturan SK.SNI.T-15-1990-03 dengan target kuat tekan (f’c) 40 MPa.

Rancang campur (mix design) dibuat dan direncanakan berdasarkan kualitas dari peneliti dengan menggunakan Sd (Standar deviasi). Bagi peneliti yang belum pernah membuat mix design sebelumnya, sebaiknya menggunakan nilai standar deviasi dengan mutu jelek (antara 5-8).

3.2.1. Pembuatan Benda Uji

Langkah-langkah pembuatan benda uji:

a. Menyiapkan dan menimbang bahan-bahan campuran adukan beton sesuai dengan rancang campur adukan beton (mix design).

b. Mencampur bahan-bahan tersebut sampai homogen dengan cara dimasukkan ke dalam alat aduk beton dengan jumlah sesuai keperluan.

commit to user

d. Memasukkan adukan ke dalam cetakan silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm hingga penuh sambil dipadatkan dengan menggunakan vibrator. e. Setelah cetakan penuh dan padat, permukaannya diratakan dan diberi kode

benda uji di atasnya, kemudian didiamkan selama 24 jam.

f. Setelah 24 jam cetakan dibuka dan dilakukan curing selama 3 hari (12 benda uji), 14 hari (12 benda uji), dan 28 hari (12 benda uji).

Proses dari pembuatan benda uji silinder beton dapat dilihat pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6. Pembuatan benda uji

3.2.2. Pengujian Nilai Slump

Slump beton adalah besaran kemampuan pengerjaan (workability) beton segar. Menurut SK-SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah sebagai berikut:

a. Membasahi cetakan dan pelat.

bahwa kadar bahan tambah berbasis gula yang optimum pada penelitian ini yaitu 0.030%.

Pada umur awal (umur beton 3 hari), kadar bahan tambah berbasis gula sebanyak 0.015% dan 0.045% meningkatkan kuat tekan yang cukup signifikan dibanding dengan beton normal, namun menurun pada umur 14 dan 28 hari. Hal ini diakibatkan karena bahan tambah berbasis gula pada kadar tersebut bersifat

accelerator namun tidak meningkatkan kuat tekan beton pada umumnya.

4.4.3. Modulus Elastisitas

Modulus elastisitas merupakan suatu ukuran nilai yang menunjukkan kekakuan dan ketahanan beton untuk menahan deformasi (perubahan bentuk). Hal ini membantu untuk menganalisa perkembangan tegangan regangan pada elemen struktur yang sederhana dan untuk menentukan analisa tegangan-regangan, momen dan lendutan pada struktur yang lebih kompleks. Modulus elastisitas beton ditentukan dari hubungan antara tegangan-regangan beton pada daerah elastis.

Tabel 4.14. Pengaruh penggunaan bahan tambah berbasis gula terhadap modulus elastisitas beton

Umur beton

Kadar bahan tambah berbasis gula

Modulus elastisitas beton

berbasis gula (MPa)

Modulus elastisitas beton

normal (tanpa bahan tambah)

(MPa)

Selisih modulus elastisitas

MPa %

28 hari

0.015% 18709

27747.333

-9038.333 -32.57

0.030% 28774 1026.667 3.70

0.045% 18192.333 -9555.000 -34.44

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

dengan bahan tambah berbasis gula kadar 0.015% dan 0.045% berturut-turut adalah 32.57% dan 34.44%.

4.4.4. Hubungan Antara Modulus Elastisitas dan Kuat Tekan Hasil Pengujian

Dari hasil pengujian diketahui bahwa peningkatan modulus elastisitas diikuti pula dengan peningkatan kuat tekan. Maka dari itu dapat dicari rumus empiris hubungan antara modulus elastisitas dengan kuat tekan hasil penelitian yang dapat dilihat pada Tabel 4.15 dan Gambar 4.8.

Tabel 4.15. Data kuat tekan dan modulus elastisitas perhitungan

No. Kode

benda uji

f’c rata-rata (MPa)

Ec perhitungan

(MPa)

Rumus empiris hasil

perhitungan Akar f’c

1

BN1 45.271 28841 x 4218.172 6.728

BN2 41.875 27937 x 3694.792 6.471

BN3 43.007 26464 x 3871.967 6.558

2

BBG-15-1 39.329 25784 x 3287.492 6.271

BBG-15-2 35.085 12368 x 2578.789 5.923

BBG-15-3 41.027 17975 x 3560.383 6.405

3

BBG-30-1 46.968 24973 x 4472.735 6.853

BBG-30-2 43.007 29925 x 3871.967 6.558

BBG-30-3 47.534 31424 x 4558.267 6.895

4

BBG-45-1 38.763 19583 x 3195.849 6.226

BBG-45-2 37.914 23176 x 3055.332 6.157

BBG-45-3 37.065 11818 x 2914.812 6.088

Dengan memasukkan data Þ ′ dan modulus elastisitas dari Tabel 4.15 ke dalam analisis regresi pada program Microsoft excel, didapatkan grafik hubungan Þ ′ dan Ecserta persamaan regresi polynomial orde-2 yang ditampilkan pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8. Hubungan modulus elastisitas dan kuat tekan beton

Dari grafik dapat diketahui bahwa hubungan antara modulus elastisitas dan kuat tekan pada penelitian memiliki rumus empiris sebagai berikut:

Ec = 2036.5 f’c – 9483.4 Þ ′ ………...…... (4.1) (Rumus empiris hasil regresi polynomial orde-2 dari grafik)

Sedangkan hubungan antara modulus elastisitas dan kuat tekan dalam beton normal memiliki rumus empiris sebagai berikut:

Ec = 4730 .Þ ′ (ACI 318-89, Revised 1992,1996) ………..…… (4.2) Ec= 4700 .Þ ′ (SK SNI-T-15-1991) ………...… (4.3)

Dimana:

Ec = Modulus elastisitas (MPa) f’c = Kuat tekan (MPa)

y = 2036,5x2 _{- 9483,4x}

R² = 0,6141

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

0.000 2.000 4.000 6.000 8.000

E

c (

M

P

a)

√

f'c (MPa)

Hubungan kuat tekan dan modulus elastisitas

Poly. (Hubungan kuat tekan dan modulus elastisitas)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Dari Gambar 4.8 didapat bahwa hubungan antara kuat tekan dan modulus elastisitas memiliki nilai yang valid jika dimasukan ke dalam rumus empiris dari SK SNI-T-15-1991 maupun ACI 318-89, Revised 1992,1996. Meskipun dengan bentuk rumus empiris yang berbeda, namun untuk semua angka hasil penelitian yang dimasukan ke dalam rumus empiris SK SNI-T-15-1991 atau ACI 318-89, Revised 1992,1996, terlihat pada Tabel 4.15 bahwa semua angka tersebut adalah valid. Ini membuktikan bahwa adanya kesesuaian hubungan antara kuat tekan dengan modulus elastisitas hasil penelitian dengan standar yang berlaku saat ini.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil pengujian, analisis data, dan pembahasan maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Penggunaan bahan tambah berbasis gula sebanyak 0.030% terhadap berat semen dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 55.54% (pada umur 3 hari), 7.62% (pada umur beton 145 hari), dan 5.67% (pada umur 28 hari). 2. Penggunaan bahan tambah berbasis gula sebanyak 0.015% dan 0.045%

terhadap berat semen, meningkatkan kuat tekan beton pada umur 3 hari, yaitu antara 32.21% sampai 42.17%. Namun pada umur 14 hari dan 28 hari, kuat tekan beton menurun antara 12.71% sampai 29.33% (untuk beton berumur 14 hari) dan 11.30% sampai 12.61% (untuk beton berumur 28 hari).

3. Penggunaan bahan tambah berbasis gula yang optimum pada penelitian ini yaitu 0.030%.

4. Untuk bahan tambah berbasis gula dengan kadar 0.030%, beton dengan kuat tekan rencana 30 MPa (Susilorini, 2009) menggunakan campuran (mix design)

yang berbeda dengan beton pada penelitian ini dengan kuat tekan rencana 40 MPa, terutama dalam hal FAS (faktor air semen). FAS untuk beton dengan kuat tekan rencana 40 MPa lebih rendah daripada beton dengan kuat tekan rencana 30 MPa. Dengan demikian, ikatan yang dihasilkan pada umur awal (3 dan14 hari) akan lebih cepat berfungsi karena volume air yg lebih sedikit pada beton dengan kuat tekan rencana 40 MPa. Oleh karena itu, beton dengan bahan tambah berbasis gula 0.030% dengan kuat tekan rencana 40 MPa bersifat sebagai accelerator.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5. Untuk penelitian dengan rencana mutu beton (f’c) = 40 MPa, bahan tambah berbasis gula untuk setiap kadar (0.015%, 0.030%, 0.045% dari berat semen) bersifat sebagai accelerator. Hal ini terlihat pada umur awal (3 hari), semua beton yang menggunakan bahan tambah berbasis gula lebih besar nilai kuat tekannya dibanding dengan beton normal (tanpa bahan tambah berbasis gula). 6. Nilai modulus elastisitas sebuah beton sebanding dengan nilai kuat tekannya. Semakin besar beban yang dapat ditahan oleh beton, semakin besar pula nilai modulus elastisitasnya. Faktor-faktor yang menyebabkan nilai modulus elastisitas beton meningkat, sama seperti halnya kuat tekan beton.

5.2.

Saran

Untuk menindaklanjuti penelitian ini, diperlukan beberapa koreksi yang harus diperhatikan agar dapat dijadikan sebagai pedoman dan acuan bagi penelitian-penelitian selanjutnya agar dapat lebih baik. Adapun saran-saran untuk penelitian-penelitian selanjutnya antara lain sebagai berikut:

1. Dapat dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai nilai optimum dari kadar bahan tambah berbasis gula pada beton dengan kuat tekan rencana yang lebih tinggi.

2. Dapat dihitung nilai kapasitas geser dan atau kuat tarik belah pada beton dengan bahan tambah berbasis gula 0.030%.

3. Dengan melihat grafik peningkatan kuat tekan, maka perlu diteliti lebih lanjut mengenai beton dengan bahan tambah berbasis gula 0.015% terhadap berat semen pada umur 56 hari, 90 hari, atau lebih.