Analisa Sifat Mekanik Beton Ringan Non Autoclaved Aerated Concrete Dengan Substitusi Fly Ash Dan Bottom Ash Chapter III V

BAB III
METODE PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimental di Laboratorium
Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.

3.2. Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian eksperimental ini dibagi menjadi beberapa bagian yaitu :
1. Penyediaan bahan penyusun beton ringan NAAC :
semen, pasir, foam agent, kerikil, fly ash, dan bottom ash, superplasticizer
2. Pemeriksaan bahan penyusun beton ringan NAAC
3. Mix design ( perencanaan campuran )
4. Pengecoran / pembuatan benda uji
5. Pengujian kuat tekan, kuat tarik belah, dan absorbsi
6. Analisa hasil percobaan

Secara umum, prosedur penelitian dijabarkan pada bagan alir (flowchart)
berikut :

35
Universitas Sumatera Utara

Start

Penyediaan Bahan
Pasir Semen Air Kerikil foam agent fly ash bottom ash
superplasticizer

Pemeriksaan Bahan

Mix Design

Pembuatan benda uji

Tidak OK

Pengujian 14 hari
OK
Pembuatan benda uji

Pemeliharaan 28 hari

Pengujian Benda Uji

Pengumpulan dan analisa
data Percobaan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

36
Universitas Sumatera Utara

Pada penelitian ini, pembuatan beton ringan dengan menggunakan
foaming agent dilakukan dengan cara trial beberapa kali, karena sampai saat ini,
tidak ada pengaturan mix design yang baku untuk proses pembuatan beton ringan

dengan menggunakan foaming agent. Hal ini disebabkan densitas dari beton yang
dihasilkan sangat bergantung kepada foaming agent untuk menghasilkan pori-pori
pada beton ringan tersebut, karena semakin banyak memakai foaming agent
kedalam campuran beton, maka beton akan semakin ringan tetapi kuat tekannya
akan semakin menurun.

3.3. Persiapan Alat dan Bahan
Untuk penelitian ini, alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut.
a). Alat


Bor



Mata bor yang telah dimodifikasi agar dapat menghasilkan busa
dari foaming agent



Molen

b). Bahan


Semen
Semen yang digunakan adalah Semen Andalas Tipe I



Agregat Halus
Agregat halus yang digunakan adalah pasir yang dibeli dari toko
bahan bangunan di Medan



Agregat Kasar
Agregat kasar yang digunakan berasal dari Laboratorium Bahan
Konstruksi FT USU.



Air
Air yang digunakan adalah air PAM dari Laboratorium Bahan
Konstruksi FT USU.



Foaming Agent
Foaming Agent yang digunakan adalah produk Meyco fix slf 20
dari BASF.

37
Universitas Sumatera Utara

 Fly Ash yang berasal dari PT.SOCI MAS
 Bottom Ash yang berasal dari PT.SOCI MAS
 Superplasticizer produk Masterglenium SKY 8614 dari BASF

3.4. Pemeriksaan Material

3.4.1. Analisis Saringan Agregat Halus dan Kasar (SNI 03-1968-1990)
 Tujuan Percobaan
Memperoleh distribusi besaran atau jumlah persentase butiran baik
agregat halus dan agregat kasar.
 Peralatan
1. Timbangan
2. Shieve Shaker Machine
3. Sample Splitter
4. 1 set ayakan
5. Oven
 Bahan
Pasir kering oven dan agregat kasar
 Prosedur Percobaan
1. Benda uji dikeringkan dalam oven dengan suhu (110+5) oC
sampai berat tetap.
2. Saring benda uji lewat susunan saringan dengan ukuran
saringan paling besar ditempatkan paling atas. Saringan
diguncang dengan tangan atau mesin pengguncang (shieve
shaker machine) selama 15 menit.

38
Universitas Sumatera Utara

3.4.2. Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Kasar (SNI 03-1969-1990)
 Tujuan Percobaan
Menentukan berat jenis kering, semu dan SSD agregat kasar.
 Peralatan
1. Timbangan
2. Saringan ukuran 4,76 dan 19,1 beserta pan
3. Kain lap
4. Oven
5. Dunagan Test Set
 Bahan
1. Agregat kasar
2. Air
 Prosedur Percobaan
1. Agregat kasar diayak dengan ayakan 19,1 dan 4,76,
kemudian diambil material yang tertahan di ayakan 4,76
sebanyak 3,2 kg.
2. Rendam agregat tersebut dalam air selama 24 jam.

3. Agregat tersebut kemudian dikeringkan menggunakan kain
lap untuk mendapat kondisi kering permukaan (SSD)
4. Siapkan agregat sebanyak 2 x 1250 gr untuk 2 sampel.
5. Atur keseimbangan air dan keranjang pada Dunagan Test
Set sampai jarum menunjukkan seimbang pada saat air
dalam kondisi tenang.
6. Masukkan agregat dalam kondisi SSD ke dalam keranjang.
7. Timbang berat air + keranjang + agregat.
8. Keluarkan kerikil lalu keringkan di dalam oven selama 24
jam.
9. Timbang berat kerikil yang telah dikeringkan dalam oven.
10. Ulangi prosedur untuk sampel kedua.

39
Universitas Sumatera Utara

 Rumus

Dimana A = Berat agregat dalam keadaan kering
B = Berat agregat dalam keadaan SSD

C = Berat agregat dalam air

3.4.3. Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Halus (SNI 03-1970-1990)
 Tujuan Percobaan
Menentukan berat jenis kering, semu dan SSD agregat halus.
 Peralatan
1. Mould
2. Batang perojok
3. Oven
4. Piknometer
5. Timbangan
6. Pan
 Bahan
1. Agregat halus
2. Air

40
Universitas Sumatera Utara

 Prosedur Percobaan

1. Sediakan pasir secukupnya
2. Rendam pasir tersebut dalam suatu wadah dengan air
selama 24 jam
3. Keringkan pasir hingga mencapai kondisi kering permukaan
(SSD)
4. Ambil pasir dalam kondisi SSD sebanyak 2 x 500 gr untuk
2 sampel
5. Sampel

pertama

dimasukkan

ke

dalam

oven

dan

dikeringkan selama 24 jam
6. Sampel kedua dimasukkan ke dalam piknometer, kemudian
diisi air, lalu diguncang-guncangkan sehingga udara dalam
pasir keluar yagn ditandai dengan keluarnya buih. Buih
tersebut kemudian dibuang dengan cara mengisi piknometer
tersebut dengan air hingga melimpah.
7. Timbang piknometer + air + pasir
8. Buang isi piknometer tersebut, lalu isi dengan air hingga
batas maksimum, kemudian timbang piknometer + air
9. Timbang berat pasir yang telah dikeringkan dalam oven.
10. Ulangi prosedur untuk sampel kedua.

 Rumus

41
Universitas Sumatera Utara

Dimana A = Berat pasir dalam keadaan kering
B = Berat piknometer dengan air
C = Berat piknometer, air dan pasir

3.4.4. Berat Isi Agregat (SNI 03-4803-1998)
 Tujuan Percobaan
Menentukan berat isi agregat
 Peralatan
1. Bejana baja berbentuk silinder
2. Batang perojok diameter 15 mm panjang 60 cm dan
berujung bulat
3. Timbangan
4. Sekop kecil
5. Alat kalibrasi
 Bahan
1. Agregat kasar dan pasir kering oven
2. Air
 Prosedur Percobaan
A. Cara Merojok
1. Timbang bejana besi, ambil agregat kasar kering oven
dan isikan ke dalam bejana sampai 1/3 bagian tinggi
bejana, lalu dirojok 25 kali secara merata di seluruh
permukaan. Isikan 1/3 tinggi bejana lagi sehingga
menjadi 2/3 bagian dan rojok 25 kali. Kemudian isi
bejana sampai penuh dan dirojok 25 kali secara merata
di seluruh permukaan agregat dan diratakan setinggi
permukaan bejana besi.
2. Timbang bejana + agregat
3. Keluarkan agregat dan bersihkan bejana, kemudian isi
bejana dengan air sampai penuh, lalu timbang bejana +
air serta suhu air.

42
Universitas Sumatera Utara

B. Cara Menyiram
1. Timbang bejana besi, ambil agregat kering oven dan
isikan ke dalam bejana dengan menggunakan sekop
setinggi 5 cm dari permukaan atas bejana besi sampai
penuh, lalu ratakan permukaannya.
2. Timbang bejana + agregat
3. Keluarkan agregat dan bersihkan bejana, lalu isi bejana
dengan air hingga penuh, kemudian timbang bejana +
air dan ukur suhunya
 Rumus

Dimana ρ = Berat isi (kg/m3)
M = Berat (kg)
V = Volume (m3)

3.4.5. Pemeriksaan Kadar Lumpur Pasir (SNI 03-4142-1996)
 Tujuan Percobaan
Mengetahui kadar lumpur dari pasir
 Peralatan
1. Ayakan no. 200
2. Oven
3. Timbangan
4. Pan
 Bahan
1. Pasir kering oven 1000 gr
2. Air

43
Universitas Sumatera Utara

 Prosedur Percobaan
1. Sediakan dua sampel pasir sebanyak masing-masing 500 gr
2. Tuang pasir ke dalam ayakan no. 200 dan disiram dengan
air melalui kran sambil dogoyang-goyang
3. Saat pencucian, pasir diremas-remas sehingga air yang
melewati ayakan no. 200 terlihat jernih dan bersih
4. Air yang masih berada di pan bersama pasir disedot dengan
alat penghisap air
5. Usahakan pasir di dalam pan tidak tumpah keluar
6. Sampel di dalam pan dikeringkan dalam oven selama 24
jam
7. Setelah 24 jam, sampel yagn ada dalam pan diangkat
kemudian ditimbang. Persentase selisih berat mula-mula
dengan berat kering setelah pencucian adalah kadar lumpur
yang terkandung dalam material.



Rumus

Dimana KL = Kadar lumpur (%)
BM = Berat Mula-mula
BK = Berat sampel setelah dikeringkan
Pasir yang memenuhi syarat baik adalah pasir dengan kadar lumpur
< 5%

44
Universitas Sumatera Utara

3.5 . Perencanaan Pencampuran (Mix Design)
Perencanaan campuran beton dimaksudkan untuk mendapatkan kubikasi yang
tepat pada saat pengecoran serta untuk mendapatkan beton yang ekonomis juga.
Namun apabila menggunakan bahan penyusun yang baik belum tentu menjamin
akan menghasilkan beton yang baik apabila proporsi campuran tidak dirancang
dengan benar. Mix design untuk beton ringan pada penelitian ini mengacu pada
SNI 03-3449-2002.
Adapun langkah-langkah perencanaannya secara umum adalah sebagai
berikut.
1. Menentukan kuat tekan rencana, pada penelitian ini kuat tekan rencana
adalah sebesar f’c 10 MPa.
2. Menentukan jenis agregat kasar, agregat kasar yang digunakan dalam
penelitian ini berukuran Ø 1 cm.
3. Fly ash dan bottom ash yang digunakan pada penelitian ini adalah
sebagai subtitusi dari semen dan pasir, dengan perbandingan sebagai
berikut :


Fly ash sebagai substitusi semen, dengan variasi perbandingan
10%, 20%, dan 30% dari berat semen.



Bottom ash sebagai substitusi agregat halus dengan variasi
perbandingan 10%, 20%, dan 30% dari berat agregat halus.

4. Menentukan banyaknya penggunaan foaming agent dalam campuran
beton, pada penelitian ini perbandingan foaming dengan air adalah 1:25
volume air
5. Menentukan

banyaknya

superplasticizer

yang

digunakan,

pada

penelitian ini digunakan superplasticizer sebanyak 0,8% dari berat
semen.
6. Menentukan perbandingan semen, pasir, air dan agregat kasar untuk mix
design

45
Universitas Sumatera Utara

Dari hasil perhitungan mix design diperoleh perbandingan campuran beton
sebagai berikut:
Semen : Air : Pasir : Kerikil
1

:

0,57 : 1,4

: 0,94

Penggunaan foaming agent dengan perbandingan 1: 25 terhadap volume air
Tabel 3.1. Kebutuhan bahan susun beton tiap 1 m3
Kadar Kadar Kadar FA

BA

Semen

Air

Kerikil

Pasir

Foaming

SP

FA

BA

(kg)

(kg)

(kg)

(liter)

(kg)

(kg)

agent

(%)

(%)

(%)

0,8

0%

0%

0

0

406,075 233,333 382,927 574,391 9,333

0,8

10%

10%

40,607

57,431

365,468 233,333 382,927 516,96

0,8

20%

20%

81,215

114,878 324,86

0,8

30%

30%

121,822 172,317 233,758 233,333 382,927 402,074 9,333

9,333

233,333 382,927 459,513 9,333

3.6. Pencampuran (Mixing)
Setelah didapatkan perencanaan campuran yang benar, maka langkah
selanjutnya adalah pencampuran (pengecoran) sampel. Semua material disiapkan
sesuai kebutuhan, kemudian masukkan bahan agregat halus dan kasar (pasir dan
agregat kasar), kemudian disusul dengan semen. Setelah menyatu, masukkan air
secara bertahap (sedikit demi sedikit) sampai campuran menjadi homogen
kemudian dituang ke wadah sebelum dimasukkan ke dalam cetakan.
Untuk penggunaan foam agent, sebelum dimasukkan air ke dalam mesin
pengaduk, foam dibentuk terlebih dahulu di tempat terpisah dengan cara
mencampurkan foam dengan air sebanyak 1:25 volume air, kemudian diaduk
menggunakan mesin bor modifikasi sehingga membentuk busa. Setelah busa foam
agent terbentuk, maka busa tersebut dimasukkan ke dalam mesin pengaduk
setelah dimasukkan air sehingga campuran dapat mengembang, setelah itu
masukkan superplasticizer sesuai dengan dosis yang telah ditetapkan ke dalam
mesin pengaduk.

46
Universitas Sumatera Utara

3.7.

Pencetakan Benda Uji
Untuk cetakan benda uji sebelumnya dibersihkan dari kotoran dan sisa-sisa

penggunaan beton sebelumnya agar bentuk sampel benda uji tidak terganggu.
Pada dinding bagian dalam cetakan diberikan solar atau vaseline agar beton tidak
menempel pada dinding cetakan.
Setelah beton segar terbentuk, maka beton tersebut dimasukkan ke dalam
cetakan setinggi 1/3 bagian, kemudian dilakukan pemukulan pada bagian dinding
silinder agar campuran beton segar tersebut mengisi rongga – rongga yang masih
ada didalam cetakan, pada penelitian ini tidak dilakukan perojokan maupun
penggunaan vibrator karena itu dapat merusak pengaruh foaming agent yang
terdapat pada campuran tersebut. Kemudian dimasukkan lagi 1/3 bagian dan
dilakukan pemukulan kembali pada dinding cetakan silinder, hingga akhirnya
cetakan penuh terisi dan bagian permukaan atas beton segar tersebut diratakan.

3.8.

Perawatan Benda Uji
Setelah beton dicetak, maka cetakan dibuka dan sampel didiamkan di

ruang terbuka selama 24 jam agar cukup mengeras. Kemudian, penomoran sampel
dilakukan untuk identitas sampel saat pengujian. Kemudian sampel didiamkan di
ruang terbuka selama 28 hari sebagai proses pengeringan secara alami, setelah 28
hari dilakukan pengujian sampel.

3.9.

Pengujian Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah dan Absorbsi
Berdasarkan (SNI 03-633-2000), Perhitungan besarnya penyerapan air

menggunakan persamaan :

Absorbsi =
Dimana :
A : berat benda uji kering (kg)
B : berat benda uji setelah direndam (kg)

47
Universitas Sumatera Utara

Untuk pengujian kuat tarik belah, digunakan “split cylinder test” dengan
persamaan :

Dimana : T = kuat tarik beton (MPa)
P = beban hancur (N)
l = panjang spesimen (mm)
d = diameter spesimen (mm)

Sedangkan untuk kuat tekan beton, digunakan persamaan :

Dimana : f’c = gaya tekan (kg/cm2)
P = beban tekan (N)
A = luas bidang permukaan (cm2)

48
Universitas Sumatera Utara

BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Agregat
4.1.1 Hasil pengujian agregat halus dan agregat kasar
Pengujian agregat meliputi pengujian berat isi agregat kasar, berat isi
agregat halus, berat jenis dan absorbsi agregat kasar, berat jenis dan absorbsi
agregat halus, kadar lumpur agregat halus, analisa ayakan pasir dan analisa ayakan
kerikil. Berikut diuraikan dalam tabel hasil pengujian agregat kasar dan agregat
halus (pasir).
Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat kasar

No.

Pengujian

Agregat Kasar

1.

Modulus Kehalusan

5,6537

2.

Berat Jenis SSD

2,53

3.

Berat isi (kg/m3)

1527,078

4.

Absorbsi (%)

0,644

Tabel 4.2. Hasil pengujian agregat halus

No.

Pengujian

Agregat Halus

1.

Modulus Kehalusan

2,4625

2.

Berat Jenis SSD

2,525

3.

Berat Isi (kg/m3)

1636,102

4.

Absorbsi (%)

5.

Kadar Lumpur (%)

2,249
3,8

49
Universitas Sumatera Utara

4.1.2. Hasil pengujian fly ash dan bottom ash
Pengujian fly ash dan bottom ash diperlakukan sama dengan pengujian
untuk agregat halus (pasir) dan semen, dan didapatkan hasil sebagai
berikut :
1. Fly Ash


Berat jenis fly ash : 2,43 gr/ml

2. Bottom Ash


Modulus kehalusan Bottom Ash (FM) = 2,406



Berat isi Bottom Ash dengan cara merojok = 1,421 gr/cm3
Berat isi Bottom Ash dengan cara menyiram = 1,331 gr/cm3



Berat jenis Bottom Ash adalah : 2,33 gr/cm3



Warna material Bottom Ash adalah kuning kecoklatan pada
pengujian colorimetric test (Standart no.4)



Kadar lumpur Bottom Ash

rata-rata = 4,4 % (Bottom Ash

memenuhi persyaratan dan layak untuk digunakan karena kadar
lumpur