Umum Perencanaan Campuran Beton Mix Design

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Umum

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah kajian eksperimental yang dilakukan di Laboratorium Beton Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Secara umum urutan tahap penelitian meliputi : a. Penyediaan bahan penyusun beton. b. Pemeriksaan bahan. c. Perencanaan campuran beton Mix Design. d. Pembuatan benda uji. e. Pemeriksaan nilai slump. f. Pengujian kuat tekan beton umur 7, 28, dan 35 hari. g. Pengujian kuat tarik beton umur 7, 28, dan 35 hari. Universitas Sumatera Utara Diagram alur pembuatan beton normal dan beton subsitusi abu kerang dan serbuk lokan Gambar 3.1 Diagram alur pembuatan beton normal dan beton subsitusi abu Kerang, Serbuk lokan dan sikament NN. Mulai Persiapan Bahan dan Alat Pemeriksaan Bahan Uji Pendahuluan Perencanaan Campuran Beton Pembuatan Adukan Beton Slump Pengecekan Nilai Slump Pencetakan Beton Perawatan Beton Pengujian Data Pengujian Analisa Selesai Universitas Sumatera Utara

3.2 Bahan-Bahan Penyusun Beton

Bahan penyusun beton terdiri dari semen portland, agregat halus, agregat kasar dan air. Sering pula ditambah bahan campuran tambahan yang sangat bervariasi untuk mendapatkan sifat-sifat beton yang diinginkan. Biasanya perbandingan campuran yang digunakan adalah perbandingan jumlah bahan penyusun beton yang lebih ekonomis dan efektif.

3.2.1 Semen Portland

Semen Portland adalah suatu bahan pengikat hidrolis hydraulic binder yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya. Semen Portland yang dipakai untuk struktur harus mempunyai kualitas tertentu yang telah ditetapkan agar dapat berfungsi secara efektif. Menurut SNI 0031-81, semen Portland dibagi menjadi lima tipe, yaitu Tipe I Ordinary Portland Cement OPC, semen untuk penggunaan umum,tidak memerlukan persyaratan khusus panas hidrasi, ketahanan terhadap sulfat, kekuatan awal Tipe II Moderate Sulphate Cement, semen untuk beton yang tahan terhadap sulfat sedang dan mempunyai panas hidrasi sedang. Tipe III High Early Strength Cement, semen untuk beton dengan kekuatan awal tinggi cepat mengeras Tipe IV Low Heat of Hydration Cement, semen untuk beton yang memerlukan panas hidrasi rendah, kekuatan awal rendah. Universitas Sumatera Utara Tipe V High Sulphate Resistance Cement, semen untuk beton yang tahan terhadap kadar sulfat tinggi. Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen jenis OPC Ordinary Portland Cement atau Tipe I, yang diproduksi oleh PT. SEMEN PADANG dalam kemasan 1 zak 50 kg. Abu Cangkang Kerang Abu cangkang kerang diperoleh dari proses pembakaran cangkang kerang, proses pembakaran cangkang kerang dilakukan secara manual, pembakaran cangkang tersebut menggunakan kayu bakar dan dilapisi diatasnya kawat untuk tempat cangkang kerang, pembakaran dilakukan selama ± 10 menit, setelah pembakaran cangkang kerang selama ± 10 menit, cangkang kerang ditumbuk sampai halus hingga menjadi abu. Abu cangkang kerang tersebut digunakan sebagai subsitusi semen dengan syarat lolos dengan ayakan No. 200 Gambar 3.2 Pembakaran cangkang kerang Universitas Sumatera Utara Gambar 3.3 Abu Cangkang Kerang yang Lolos Ayakan No.200

3.2.2 Agregat Halus

Agregat halus adalah agregat berupa pasir alam sebagai hasil disintegrasi alami dari batu-batuan atau berupa pasir buatan yang dihailkan oleh alat-alat pemecah batu, dan mempunyai ukuran butir terbesar 5 mm atau lolos saringan no.4 dan tertahan pada saringan no.200. Agregat halus pasir yang dipakai dalam campuran beton diperoleh dari quarry Sei Wampu, Binjai. Pemeriksaan yang dilakukan terhadap agregat halus meliputi :  Analisa ayakan pasir  Pemeriksaan kadar lumpur pencucian pasir lewat ayakan no.200  Pemeriksaan kandungan organik colometric test  Pemeriksaan kadar liat clay lump  Pemeriksaan berat isi pasir  Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi pasir Universitas Sumatera Utara Analisa Ayakan Pasir a. Tujuan : Untuk memeriksa penyebaran butiran gradasi dan menentukan nilai modulus kehalusan pasir FM b. Hasil pemeriksaan : Modulus kehalusan pasir FM : 2.43 Pasir dapat dikategorikan pasir kasar. c. Pedoman : 100 mm 0.15 ayakan hingga tertahan Komulatif FM  Berdasarkan nilai modulus kehalusan FM, agregat halus dibagi dalam beberapa kelas, yaitu :  Pasir halus : 2.20 FM 2.60  Pasir sedang : 2.60 FM 2.90  Pasir kasar : 2.90 FM 3.20 Pencucian Pasir Lewat Ayakan no.200 a. Tujuan : Untuk memeriksa kandungan lumpur pada pasir. b. Hasil pemeriksaan : Kandungan lumpur : 2.4 5 , memenuhi persyaratan. c. Pedoman : Kandungan Lumpur yang terdapat pada agregat halus tidak dibenarkan melebihi 5 dari berat kering. Apabila kadar lumpur melebihi 5 maka pasir harus dicuci. Universitas Sumatera Utara Pemeriksaan Kandungan Organik a. Tujuan : Untuk memeriksa kadar bahan organik yang terkandung di dalam pasir. b. Hasil pemeriksaan : Warna kuning terang standar warna no.3, memenuhi persyaratan. c. Pedoman : Standar warna no.3 adalah batas yang menentukan apakah kadar bahan organik pada pasir lebih kurang dari yang disyaratkan. Pemeriksaan Clay Lump Pada Pasir a. Tujuan : Untuk memerisa kandungan liat pada pasir. b. Hasil pemeriksaan : Kandungan liat 0.25 1 , memenuhi persyaratan. c. Pedoman : Kandungan liat yang terdapat pada agregat halus tidak boleh melebihi 1 dari berat kering. Apabila kadar liat melebihi 1 maka pasir harus dicuci. Pemeriksaan Berat Isi Pasir a. Tujuan : Untuk menentukan berat isi unit weight pasir dalam keadaan padat dan longgar. b. Hasil pemeriksaan : Berat isi keadaan rojok padat : 1615,89 kgm 3 . Berat isi keadaan longgar : 1513.75 kgm 3 . Universitas Sumatera Utara c. Pedoman : Dari hasil pemeriksaan diketahui bahwa berat isi pasir dengan cara merojok lebih besar daripada berat isi pasir dengan cara menyiram, hal ini berarti bahwa pasir akan lebih padat bila dirojok daripada disiram. Dengan mengetahui berat isi pasir maka kita dapat mengetahui berat pasir dengan hanya mengetahui volumenya saja. Pemeriksaan Berat Isi lokan a. Tujuan : Untuk menentukan berat isi unit weight lokan dalam keadaan padat dan longgar. b. Hasil pemeriksaan : Berat isi keadaan longgar : 1495,42 kgm 3 . Berat isi keadaan merojok : 1605.42 kgm 3 . c. Pedoman : Dari hasil pemeriksaan diketahui bahwa berat isi lokan dengan cara menyiram, hal ini berarti bahwa pasir akan lebih padat bila dirojok daripada disiram. Dengan mengetahui berat isi lokan, maka kita dapat mengetahui berat lokan dengan hanya mengetahui volumenya saja. Pemeriksaan Berat Isi Abu Cangkang Kerang a. Tujuan : Untuk menentukan berat isi unit weight abu cangkang kerang dalam keadaan padat dan longgar. Universitas Sumatera Utara b. Hasil pemeriksaan : Berat isi keadaan longgar : 1534,70 kgm 3 . Berat isi keadaan merojok : 1647,32 kgm 3 . c. Pedoman : Dari hasil pemeriksaan diketahui bahwa berat isi abu cangkang kerang dengan cara menyiram, hal ini berarti bahwa pasir akan lebih padat bila dirojok daripada disiram. Dengan mengetahui berat isi abu cangkang kerang maka kita dapat mengetahui berat abu cangkang dengan hanya mengetahui volumenya saja. Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi Pasir a. Tujuan : Untuk menetukan berat jenis specific grafity dan penyerapan air absorbsi pasir. b. Hasil pemeriksaan :  Berat jenis SSD : 2.51 tonm 3 .  Berat jenis kering : 2.46 tonm 3 .  Berat jenis semu : 2.59 tonm 3 .  Absorbsi : 2,04 c. Pedoman : Berat jenis SSD merupakan perbandingan antara berat pasir dalam keadaan SSD dengan volume pasir dalam keadaan SSD. Keadaan SSD Saturated Surface Dry dimana permukaan pasir jenuh dengan uap air sedangkan dalamnya kering, keadaan pasir kering dimana pori-pori pasir berisikan udara tanpa air dengan kandungan air sama dengan nol, sedangkan keadaan semu Universitas Sumatera Utara dimana pasir basah total dengan pori-pori penuh air. Absorbsi atau penyerapan air adalah persentase dari berat pasir yang hilang terhadap berat pasir kering dimana absorbsi terjadi dari keadaan SSD sampai kering. Hasil pengujian harus memenuhi : Berat jenis kering berat jenis SSD berat jenis semu.

3.2.3 Agregat Kasar

Agregat kasar adalah agregat dengan ukuran butir lebih besar dari 5 mm. Agregat harus mempunyai gradasi yang baik, artinya harus tediri dari butiran yang beragam besarnya, sehingga dapat mengisi rongga-rongga akibat ukuran yang besar, sehingga akan mengurangi penggunaan semen atau penggunaan semen yang minimal. Agregat kasar batu pecah yang dipakai dalam campuran beton diperoleh dari quarry sei Wampu, Binjai. Pemeriksaan yang dilakukan pada agregat kasar meliputi :  Analisa ayakan batu pecah  Pemeriksaan kadar lumpur pencucian lewat ayakan no.200  Pemeriksaan keausan menggunakan mesin pengaus Los Angeles  Pemeriksaan berat isi batu pecah  Pemeriksaan berat jenis dan absorbsi batu pecah Analisa Ayakan Batu Pecah a. Tujuan : Untuk memeriksa penyebaran butiran gradasi dan menentukan nilai modulus kehalusanfineness modulus FM kerikil. Universitas Sumatera Utara b. Hasil pemeriksaan : 6.71 5.5 6.71 7.5 , memenuhi persyaratan. c. Pedoman : 1. 100 mm 0.150 ayakan hingga tertahan kumulatif FM  2. Agregat kasar untuk campuran beton adalah agregat kasar dengan modulus kehalusan FM antara 5.5 sampai 7.5. Pemeriksaan Kadar Lumpur Pencucian Kerikil Lewat Ayakan no.200 a. Tujuan : Untuk memeriksa kandungan lumpur pada kerikil. b. Hasil pemeriksaan : Kandungan lumpur : 0.35 1 , memenuhi persyaratan. c. Pedoman : Kandungan Lumpur yang terdapat pada agregat kasar tidak dibenarkan melebihi 1 ditentukan dari berat kering. Apabila kadar lumpur melebihi 1 maka pasir harus dicuci. Pemeriksaan Keausan Dengan Mesin Los Angeles a. Tujuan : Untuk memeriksa ketahanan aus agregat kasar. b. Hasil pemeriksaan : Persentase keausan : 10.36 50 Universitas Sumatera Utara c. Pedoman : 1. 100 x awal berat akhir berat awal berat keausan   2. Pada pengujian keausan dengan mesin pengaus Los Angeles, persentase keausan tidak boleh lebih dari 50. Pemeriksaan Berat Isi Batu Pecah a. Tujuan : Untuk memeriksaan berat isi unit weight agregat kasar dalam keadaan padat dan longgar. b. Hasil pemeriksaan : Berat isi keadaan rojok padat : 1565,58 kgm 3 Berat isi keadaan longgar : 1457,24 kgm 3 c. Pedoman : Dari hasil pemeriksaan diketahui bahwa berat isi batu pecah dengan cara merojok lebih besar daripada berat isi dengan cara menyiram, hal ini berarti bahwa kerikil akan lebih padat bila dirojok daripada disiram. Dengan mengetahui berat isi batu pecah maka kita dapat mengetahui berat batu becah dengan hanya mengetahui volumenya saja. Universitas Sumatera Utara Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi Batu Pecah a. Tujuan : Untuk menentukan berat jenis specific gravity dan penyerapan air absorbsi batu pecah. b. Hasil pemeriksaan :  Berat jenis SSD : 2,57 tonm 3  Berat jenis kering : 2.54 tonm 3  Berat jenis semu : 2.60 tonm 3  Absorbsi : 0,93 c. Pedoman : Berat jenis SSD merupakan perbandingan antara berat batu pecah dalam keadaan SSD dengan volume batu pecah dalam keadaan SSD. Keadaan SSD Saturated Surface Dry dimana permukaan batu pecah jenuh dengan uap air, keadaan batu pecah kering dimana pori batu pecah berisikan udara tanpa air dengan kandungan air sama dengan nol, sedangkan keadaan semu dimana pasir basah total dengan pori penuh air. Absorbsi atau penyerapan air adalah persentase dari berat batu pecah yang hilang terhadap berat batu pecah kering, dimana absorbsi terjadi dari keadaan SSD sampai kering. Hasil pengujian harus memenuhi : Berat jenis kering berat jenis SSD berat jenis semu.

3.2.4 Air

Air yang digunakan dalam pembuatan sampel adalah air yang berasal dari sumber air yang bersih. Secara pengamatan visual air yang dapat pembuatan beton Universitas Sumatera Utara yaitu air yang jernih, tidak berwarna dan tidak mengandung kotoran-kotoran seperti minyak dan zat organik lainnya. Dalam penelitian ini air yang dipakai adalah berasal dari PDAM Tirtanadi, di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU.

3.2.5 Abu Cangkang Kerang

Cangkang kerang ini digunakan sebagai bahan kerajinan tangan, Abu cangkang kerang sebagai limbah buangan, sebenarnya memiliki unsur yang bermanfaat untuk peningkatan mutu beton. Dalam penelitian ini abu cangkang kerang digunakan sebagai subsitusi semen dalam campuran beton. Penggunaan abu cangkang kerang digunakan sebagai pengganti semen adalah berdasarkan berat. Hal ini ditujukan agar penggunaan abu cangkang kerang tidak terlalu besar karena dapat mempengaruhi berat beton. Adapun variasi yang digunakan adalah : 0, 10 terhadap berat semen yang dipakai. Penentuan besar persentase substitusi abu cangkang kerang didasarkan pada besar persentase substitusi pada penelitian-penelitian yang telah ada. Penelitian-penelitian tersebut menunjukkan bahwa penggunaan abu cangkang kerang sebagai substitusi semen akan efektif jika penggunaannya di bawah 20 dari berat semen.

3.2.6 Cangkang lokan

Cangkang lokan ini digunakan sebagai bahan pembuatan kapur. Cangkang lokan memiliki cangkang yang sangat tebal Universitas Sumatera Utara Dalam penelitian ini cangkang kerang digunakan sebagai subsitusi pasir agregat halus dengan ukuran 4 mm dalam campuran beton. Penggunaan cangkang lokan digunakan sebagai pengganti pasir agregat halus adalah berdasarkan berat. Adapun variasi yang digunakan adalah : 30 terhadap berat pasir yang dipakai. Penentuan besar persentase substitusi cangkang lokan didasarkan pada besar persentase substitusi pada penelitian-penelitian yang telah ada. Penelitian- penelitian tersebut menunjukkan bahwa penggunaan cangkang lokan sebagai substitusi pasir akan efektif jika penggunaannya diatas 20 dari berat pasir.

3.3 Perencanaan Campuran Beton Mix Design

Perencanaan campuran beton dimaksudkan untuk mengetahui komposisi atau proporsi bahan-bahan penyusun beton. Proporsi bahan-bahan penyusun beton ini ditentukan melalui sebuah perancangan beton mix design. Hal ini dilakukan agar proporsi campuran dapat memenuhi syarat teknis secara ekonomis. Dalam menentukan proporsi campuran dalam penelitian ini digunakan metode Departemen Pekerjaan Umum yang berdasarkan pada SK SNI T-15-1990-03. Kriteria dasar perancangan beton dengan menggunakan metode Departemen Pekerjaan Umum ini adalah kekuatan tekan dan hubungan dengan faktor air semen. Perhitungan mix design secara lengkap dapat dilihat pada lampiran. Dari hasil perhitungan mix design tersebut diperoleh perbandingan campuran beton antara lain: Campuran beton dalam 1m 3 Semen : pasir : kerikil : air = 573,8 kg : 648,3 kg : 962,5 kg : 179,9 kg Universitas Sumatera Utara Volume 6 sampel silinder : 6 .r 2 l : 6 3,14 0,075 2 0,3 : 0,0317925 Gunakan Fs Safety factor 1,3 : 0,0317925 x 1,3 : 0,04133025 2,3 Sikament NN 2,3 x 23,712 kg = 0,545 kg Berat Jenis Sikament NN : 1,18 kg liter 0,545kg 1,18 kgli ter = 0,46186 liter = 462 ml Variasi campuran beton yang di cor : I . Beton Normal 6 silinder S : P : K : A 23,712 kg : 26,79 kg : 39,78 kg : 7,434 kg 1 : 1.13 : 1.68 : 0.31 II. 0 ACK + 30 Lokan S : P : K : A : lokan 23,712 kg : 18,753 kg : 39,78 kg : 7,434 kg : 8,037 kg 1 : 0,79 : 1.68 : 0.31 : 0,34 III. 10 ACK + 30 lokan S : P : K : A : lokan : ACK 21,342 kg :18,753 kg : 39,78 kg :7,434 kg : 8,037 kg : 2,37 kg 1 : 0,88 : 1.86 : 0.35 : 0,38 : 0,11 IV. 0 ACK + 30 Lokan + 2,3 Sikament NN S : P : K : A : lokan : Sika Universitas Sumatera Utara 23,712 kg :18,753 kg : 39,78 kg :7,434 kg : 8,037 kg : 462 ml 1 : 0,88 : 1.86 : 0.35 : 0,38 V. 10 ACK + 30 lokan + 2,3 Sikament NN S : P : K : A : lokan : ACK : Sika 21,342 kg :18,753 kg : 39,78 kg :7,434 kg : 8,037 kg : 2,37 kg : 462 ml 1 : 0,88 : 1.86 : 0.35 : 0,38 : 0,11

3.4 Penyediaan Bahan Penyusun Beton