Lokasi Penelitian Prosedur Penelitian Pembuatan Benda Uji

72

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Lokasi Penelitian

Pada penelitian ini digunakan metodologi kajian eksperimental dimana pelaksanaan pencetakan dan pengujian beton dilakukan di Laboratorium Beton Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Sedangkan pembakaran beton dilakukan pada laboratorium Growth Center yang berlokasi di Jln. Peratun No 1, Medan.

3.2. Prosedur Penelitian

Benda uji dalam penelitian ini adalah beton mutu rencana 50 MPa yang menggunakan silica fume sebagai pengganti sebagian semen dengan campuran 5 dari berat semen dan menggunakan superplasticizer type F HRWR High Range Water Reducer dengan campuran 2 dari berat semen. Dari benda uji yang telah dicetak nanti lalu dilakukan perawataan beton berupa perendaman selama 28 hari. Setelah perawatan dilakukan selama 28 hari lalu dilakukan porositas untuk semua benda uji beton sehingga diperoleh angka porositas beton tanpa pembakaran. Kemudian dilakukan uji tekan untuk beton tanpa pembakaran. Untuk benda uji selanjutnya dilakukan pembakaran dengan variasi suhu 500°C, 750°C, dan 1000°C dan variasi waktu 2 jam, 4 jam, dan 6 jam. Setelah pembakaran dilakukan kemudian dilakukan pengujian porositas sehingga diperoleh angka porositas untuk beton pasca bakar. Kemudian dilakukan uji tekan untuk beton pasca bakar. Selanjutnya dilakukan analisis data untuk mengetahui 73 perbedaan porositas antara beton tanpa pembakaran dengan beton pasca bakar dan perbedaan kuat tekan pada beton tanpa bakar dengan beton pasca bakar.

3.3. Peralatan dan Bahan

3.3.1. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan adalah: 1. Semen - Jenis : Portland Cement PC - Tipe : I satu 2. Agregat Halus - Jenis : Pasir Alam - Asal : Binjai, Sumatera Utara 3. Agregat Kasar - Jenis : Batu Pecah split - Asal : Jl. Lingkar Binjai Megawati, Binjai, Sumatera Utara 4. Air - Jenis : Air Laboratorium Beton - Sumber : Laboratorium Beton Teknik Sipil USU 5. Bahan Tambah Kimia admixture - Jenis : Superplasticizer Type F “Sikament NN” 74 - Produksi : PT. Sika Indonesia 6. Bahan Tambah Mineral additive - Jenis : Silica Fume - Produksi : PT. Sika Indonesia Spesifikasi pemeriksaan bahan beton yang diharapkan antara lain: Tabel 3.1 Spesifikasi yang direncanakan untuk Beton Mutu Tinggi Jenis Pemeriksaan Spesifikasi yang Direncanakan Agregat Halus MKB Modulus Kehalusan Butir 2,5-3,2 Kadar Lumpur 5 BJ-SSD 4 Agregat Kasar MKB Modulus Kehalusan Butir 5 – 7,5 Kadar Lumpur 1 BJ-SSD 4 Semen 3,0-3,2 Silica fume 2,0-2,5

3.3.2. Peralatan

Peralatan yang digunakan adalah: 1. Mesin uji tekan beton. 75 2. Mesin aduk beton Molen. 3. Cetakan beton berbentuk kubus dengan ukuran 15 cm x 15 cm. 4. Saringanayakan dengan ukuran 20 mm; 16,10 mm; 8,00 mm; 4,00 mm; 2,00 mm; 1,00 mm; 0,5 mm; 0,25 mm; 0,125 mm; PAN. 5. Mesin penggetarvibrator. 6. Kuas. 7. Cawan baja. 8. Spatula. 9. SSD set test. 10. Botol le chatelir. 11. Oven. 12. Timbangan. 13. Gelas ukur. 14. Krucut Abrams dengan ukuran diameter atas 100 ± 3 mm, diameter bawah 200 ± 3 mm, tinggi 300 ± 3 mm dan baja penumbuk. 15. Mistar. 16. Cangkul, sekop, sendok semen dan talam. 17. Alat angkut. 18. Bak perawatan beton.

3.4. Pemeriksaan Material

3.4.1. Analisa Ayak Agregat Halus SNI 03-1968-1990

1. Tujuan Percobaan a. Menentukan gradasidistribusi butiran pasir 76 b. Mengetahui modulus kehalusan fineness modulus pasir 2. Peralatan a. Timbangan b. Sieve shaker machine c. 1 set ayakan d. Oven e. Sample splitter 3. Bahan - Pasir kering oven sebanyak 1000 gram. 4. Prosedur Percobaan a. Ambil pasir yang telah kering oven 110±5ºC; b. Sediakan pasir sebanyak 2 sampel masing-masing seberat 1000 gr dengan menggunakan sampel splitter; c. Susun ayakan berturut-turut dari atas ke bawah: 9,52 mm; 4,76 mm; 2,38 mm; 1,19 mm; 0,60 mm; 0,30 mm; 0,15 mm dan pan; d. Tempatkan susunan ayakan tersebut diatas sieve shaker machine; e. Masukkan sampel 1 pada ayakan yang paling atas lalu ditutup rapat; f. Mesin dihidupkan selama 5 lima menit; g. Timbang sampel yang tertahan pada masing-masing ayakan; h. Lakukan percobaan diatas untuk sampel 2. 77 5. Rumus 3.1 Keterangan: FM = Fineness Modulus Derajat kehalusan kekasaran suatu agregat ditentukan oleh modulus kehalusan fineness dengan batasan-batasan sebagai berikut: - Pasir halus : 2,20 FM 2,60 - Pasir sedang : 2,60 FM 2,90 - Pasir kasar : 2,90 FM 3,20 6. Hasil Percobaan - Modulus kehalusan pasir FM = 2,510 - Pasir dapat dikategorikan pasir halus - Agregat zona 2

3.4.2. Analisa Ayak Agregat Kasar SNI 03-1968-1990

1. Tujuan Percobaan a. Mengetahui gradasidistribusi kerikil b. Menentukan modulus kehalusan fineness modulus kerikil 2. Peralatan a. 1 set ayakan b. Sieve shaker machine 78 c. Timbangan d. Sampel splitter e. Sekop 3. Bahan - Kerikil sebanyak 2000 gram. 4. Prosedur Percobaan a. Sediakan 2 duasampel kerikil dengan berat masing-masing 2000 gram dengan menggunakan sampel splitter; b. Masukkan kerikil ke dalam ayakan yang telah disusun sesuai urutannya yaitu 38,1 mm; 19,1 mm; 9,52 mm; 4,76 mm; 2,38 mm; 1,19 mm; 0,60 mm; 0,30 mm; 0,15 mm dan pan; c. Tutup susunan ayakan tersebut dan letakkan di sieve shaker machine, kemudian nyalakan mesin selama 10 menit; d. Setelah 10 menit, ambil ayakan dan timbang kerikil yang tertahan di masing- masing ayakan tersebut; e. Ulangi percobaan untuk sampel kedua dengan cara yang sama. 5. Rumus 3.2 Keterangan: FM = Fineness Modulus 79 Batasan modulus kehalusan kerikil: 5,5 FM 7,5 Kerikil dengan FM tersebut dinyatakan baik dan memenuhi syarat sebagai bahan konstruksi. 6. Hasil Percobaan Modulus kehalusan Kerikil FM = 7,203 Berdasarkan pengujian yang dilakukan kerikil dinyatakan baik dan memenuhi syarat sebagai bahan konstruksi.

3.4.3. Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Halus SNI 03-1970-1990

1. Tujuan Percobaan a. Menentukan berat jenis kering, berat jenis semu dan berat jenis SSD agregat halus pasir. b. Menentukan penyerapan absorbsi agregat halus pasir. 2. Peralatan a. Timbangan b. Mould dan batang perojok c. Oven d. Piknometer e. Talampan 3. Bahan a. Pasir 80 b. Air 4. Prosedur Percobaan a. Sediakan pasir secukupnya; b. Rendam pasir tersebut dalam suatu wadah dengan dengan air selama 24 jam; c. Pasir tersebut didinginkan hingga tercapai kondisi kering permukaan; d. Untuk menentukan pasir dalam kondisi SSD adalah sebagai berikut: Masukkan pasir kedalam mould tinggi lalu dirojok sebanyak 25 kali, kemudian masukkan pasir kedalam mould hingga ketinggian tinggi lalu dirojok 25 kali, kemudian isi sampai penuh dan dirojok 25 kali. Setelah itu mould diangkat perlahan. Apabila pasir runtuh pada bagian tepi atasnya tidak keseluruhan berarti pasir dalam kondisi SSD; e. Sediakan pasir dalam kondisi SSD dalam 2 bagian, masing-masing seberat 500 gram. Bagian pertama dimasukkan ke dalam oven dan dikeringkan selama 24 jam. Bagian kedua dimasukkan ke dalam piknometer kemudian diisi dengan air kemudian diguncang-guncang berulang dengan maksud agar udara di dalam pasir keluar. Hal ini ditandai dengan keluarnya buih dari pasir. Buih yang keluar tersebut dibuang dengan cara mengisi piknometer sampai air melimpah dari leher piknometer tersebut. Pengisisan air dilakukan secara perlahan-lahan. Setelah udara tidak ada lagi atur hingga air sampai batas air; f. Timbang piknometer + air + pasir; g. Buang isi piknometer lalu isi dengan air bersih hingga batas air maksimal; h. Timbang berat piknometer + air; i. Untuk pasir yang diovenkan, setelah kering dilakukan penimbangan; 81 j. Ulangi percobaan tersebut untuk sampel kedua. 5. Rumus 3.3 3.4 3.5 3.6 Dimana: A = Berat pasir dalam keadaan kering gr B = Berat piknometer berisi air gr C = Berat piknometer berisi pasir dan air gr 6. Hasil Percobaan Berat jenis kering = 2,363 Berat jenis SSD = 2,433 Berat jenis semu = 2,542 Absorbsi = 2,987

3.4.4. Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Kasar SNI 03-1969-1990

1. Tujuan Percobaan a. Menentukan berat jenis kering, berat jenis semu dan berat jenis SSD agregat kasar. b. Menentukan penyerapan absorbsi agregat kasar. 82 2. Peralatan a. Timbangan b. Saringan ukuran 4,76 mm dan 19,1 mm serta pan c. Kain lap d. Oven e. Ember 3. Bahan a. Kerikil b. Air 4. Prosedur Percobaan a. Kerikil diayak dengan ayakan 19,1 mm dan 4,76 mm. kerikil yang akan digunakan adalah kerikil yang lolos ayakan 19,1 mm dan tertahan pada ayakan 4,76 mm kemudian timbang seberat ± 3 kg; b. Rendam kerikil tersebut dalam suatu ember dengan air selama 24 jam; c. Kerikil hasil rendaman tersebut dikeringkan hingga didapat kondisi kering permukaan SSD dengan menggunakan kain lap; d. Siapkan kerikil sebanyak 2 x 1250 gram untuk dua sampel; e. Atur kesetimbangan air dan keranjang pada dunagan test set sampai jarum menunjukkan setimbang pada saat air dalam kondisi tenang; f. Masukkan kerikil yang telah mencapai kondisi SSD ke dalam keranjang yang berisi air; 83 g. Timbang berat air + kerikil + keranjang; h. Keluarkan kerikil lalu dikeringkan di dalam oven selama 24 jam; i. Timbang berat kerikil yang telah di oven kan; j. Ulangi prosedur diatas untuk sampel kedua. 5. Rumus 3.7 3.8 3.9 3.10 Dimana: A = Berat agregat dalam keadaan kering B = Berat agregat dalam keadaan SSD Saturated Surface Dry C = Berat agregat dalam air 6. Hasil Percobaan Berat jenis kering = 2,596 Berat jenis SSD = 2,618 Berat jenis semu = 2,654 Absorbsi = 0,847

3.4.5. Pengujian Kadar Organik Pada PasirColorimetric Test SNI 03-2816-

1992 1. Tujuan Percobaan 84 Mengetahui tingkat kandungan bahan organik dalam agregat halus. 2. Peralatan a. Botol gelas tembus pandang dengan penutup karet kapasitas 350 ml b. Gelas ukur kapasitas 1000 ml c. Timbangan d. Mistar e. Standar warna Gardner f. Sendok pengaduk g. Sampel splitter 3. Bahan a. Pasir kering oven lolos ayakan Ø 4,75 mm b. NaOH padat c. Air 4. Prosedur percobaan a. Sediakan pasir secukupnya dengan menggunakan sampel splitter sehingga terbagi seperempat bagian; b. Sampel dimasukkan ke dalam botol gelas setinggi ± 3 cm dari dasar botol; c. Sediakan larutan NaOH 3 dengan cara mencampur 12 gram kristal NaOH kedalam 388 ml air menggunakan gelas ukur. Aduk hingga kristal NaOH larut; d. Masukkan larutan tersebut sampai tinggi larutan ± 2 cm dari permukaan pasir tinggi pasir + larutan = 5 cm; e. Larutan diaduk menggunakan sendok pengaduk selama 7 menit; 85 f. Botol gelas ditutup rapat menggunakan penutup karet dan diguncang-guncang pada arah mendatar selama 8 menit; g. Campuran didiamkan selama 24 jam; h. Bandingkan perubahan warna yang terjadi setelah 24 jam dengan standar warna Gardner. 5. Rumusstandar Pengelompokkan standar warna Gardner adalah sebagai berikut: a. Standar warna no. 1 : berwarna beningjernih b. Standar warna no. 2 : berwarna kuning muda c. Standar warna no. 3 : berwarna kuning tua d. Standar warna no. 4 : berwarna kuning kecoklatan e. Standar warna no. 5 : berwarna coklat Perubahan warna yang diperbolehkan menurut standar warna Gardner adalah standar warna no. 3. Jika perubahan warna yang terjadi melebihi standar warna no. 3 maka, pasir tersebut mengandung bahan organik yang banyak dan harus dicuci dengan larutan NaOH 3 kemudian bersihkan dengan air. 6. Hasil Percobaan Warna kuning terang standar warna no.3, memenuhi persyaratan.

3.4.6. Kadar Air Pada Agregat SNI 03-1971-1990

1. Tujuan Percobaan Memperoleh angka persentase dari kadar air yang dikandung oleh agregat. 86 2. Peralatan a. Oven b. Talam c. Timbangan 3. Bahan a. Pasir b. Kerikil 4. Prosedur Percobaan a. Ambil pasir dan kerikil dalam keadaan asli masing-masing sebanyak 500 gram A; b. Masukkan ke dalam oven dengan suhu 110±5 C selama 24 jam hingga berat tetap; c. Timbang berat pasir dan kerikil tersebut B. 5. Rumus 3.11 Dimana: A = Berat pasir dan kerikil asli dari lapangan gram B = Berat pasir dan kerikil kering oven gram 6. Hasil Percobaan - Kadar air pasir = 6,16 - Kadar air kerikil = 0,45 87

3.4.7. Berat Isi Pasir SNI 03-4804-1998

1. Tujuan Percobaan Menentukan nilai berat isi agregat halus pasir. 2. Peralatan a. Bejana baja berbentuk silinder b. Batang perojok c. Timbangan d. Sekop e. Termometer 3. Bahan a. Pasir lolos saringan Ø 4,75 mm dalam keadaaan kering oven dengan suhu 110±5ºC b. Air 4. Prosedur Percobaan a. Cara merojok 1 Timbang bejana besi; 2 Ambil pasir yang kering oven 110±5ºC dan isikan kedalam bejana sampai tinggi bejana lalu dirojok sebanyak 25 kali secara merata diseluruh permukaan. Isikan tinggi bejana lagi sehingga menjadi tinggi bejana lalu di rojok sebanyak 25 kali secara merata diseluruh permukaan. Lalu, isi bejana sampai penuh dan kemudian dirojok kembali 88 sebanyak 25 kali secara merata diseluruh permukaan dan permukaan pasir diratakan setinggi permukaan bejana besi; 3 Timbang bejana dan pasir; 4 Keluarkan pasir dan bersihkan bejana lalu isi bejana yang sama dengan air sampai penuh, kemudian timbang bejana dan air serta ukur suhu air; 5 Lakukan percobaan untuk dua sampel dengan bejana yang sama. b. Cara longgar 1 Timbang bejana besi 2 Ambil pasir yang kering oven 110±5ºC dan isikan kedalam bejana dengan cara menyiram dengan menggunakan sekop setinggi ± 5 cm dari permukaan atas bejana besi sampai penuh lalu ratakan permukaan pasir setinggi permukaan bejana besi 3 Timbang bejana dan pasir 4 Keluarkan pasir dan bersihkan bejana lalu isi bejana yang sama dengan air sampai penuh, kemudian timbang bejana dan air serta ukur suhu air 5 Lakukan percobaan untuk dua sampel dengan bejana yang sama 5. Rumus 3.12 Dimana: Ρ = Berat isi kgm 3 M = Berat kg V = Volume m 3 89 6. Hasil Percobaan - Dengan cara longgar = 1562,419 grcm 3 - Dengan cara merojok = 1677,929 grcm 3

3.4.8. Berat Isi Kerikil SNI 03-4804-1998

1. Tujuan Percobaan Mengetahui nilai berat isi agregat kasar kerikil 2. Peralatan a. Bejana baja berbentuk silinder b. Batang perojok c. Timbangan d. Sekop e. Termometer 3. Bahan a. Kerikil kering oven b. Air 4. Prosedur Percobaan a. Dengan cara padat merojok Cara padat merojok dibedakan atas: - Cara merojok, yang dilakukan untuk agregat dengan ukuran Ø ≤ 40 mm. - Cara membantingmengguncang, yang dilakukan untuk agregat dengan ukuran 40 mm ≤ Ø ≤ 100 mm. 90 Prosedur percobaannya sebagai berikut: 1 Timbang bejana besi; 2 Ambil kerikil yang kering oven 110±5ºC dan isikan kedalam bejana sampai tinggi bejana lalu dirojok sebanyak 25 kali secara merata diseluruh permukaan. Isikan tinggi bejana lagi sehingga menjadi tinggi bejana lalu di rojok sebanyak 25 kali secara merata diseluruh permukaan. Lalu, isi bejana sampai penuh dan kemudian dirojok kembali sebanyak 25 kali secara merata diseluruh permukaan dan permukaan kerikil diratakan setinggi permukaan bejana besi; 3 Timbang bejana dan kerikil; 4 Keluarkan kerikil dan bersihkan bejana lalu isi bejana yang sama dengan air sampai penuh, kemudian timbang bejana dan air serta ukur suhu air; 5 Lakukan percobaan untuk dua sampel dengan bejana yang sama. b. Dengan cara longgar Cara longgar, dilakukan untuk agregat dengan ukuran Ø ≥ 100 mm. a. Timbang bejana besi; b. Ambil kerikil yang kering oven 110±5ºC dan isikan kedalam bejana dengan cara menyiram dengan menggunakan sekop setinggi ± 5 cm dari permukaan atas bejana besi sampai penuh lalu ratakan permukaan kerikil setinggi permukaan bejana besi; c. Timbang bejana dan kerikil; d. Keluarkan kerikil dan bersihkan bejana lalu isi bejana yang sama dengan air sampai penuh, kemudian timbang bejana dan air serta ukur suhu air; 91 e. Lakukan percobaan untuk dua sampel dengan bejana yang sama. 5. Rumus 3.13 Dimana: Ρ = Berat Isi kgm 3 M = Berat kg V = Volume m 3 6. Hasil Percobaan Dengan cara longgar = 1440,897 grcm 3 Dengan cara merojok = 1504,467 grcm 3

3.4.9. Pemeriksaan Kadar Lumpur Pencucian Pasir Lewat Ayakan No.200

1. Tujuan Percobaan Menentukan persentase kadar lumpur pada pasir dan kerikil. 2. Peralatan a. Ayakan no. 200 b. Oven c. Timbangan d. Pan 92 3. Bahan a. Pasir kering oven b. Kerikil kering oven c. Air 4. Prosedur Percobaan a. Sediakan 2 dua sampel pasir sebanyak masing-masing 500 gram dan 2 dua sampel kerikil sebanyak masing-masing 1000 gram dalam keadaan kering oven; b. Tuang pasir kedalam ayakan no. 200 dan disiram dengan air melalui kran; c. Pada saat pencucian, pasir harus diremas-remas hingga air keluar melalui ayakan terlihat jernih dan bersih; d. Letakkan sampel kedalam pan dan keringkan dalam oven selama 24 jam; e. Setelah 24 jam, sampel yang ada didalam pan ditimbang dan hasilnya dicatat; f. Lakukan percobaan untuk sampel kedua dan sampel kerikil. 5. Rumus 3.14 Dimana: KL = Kadar lumpur agregat BM = Berat sampel mula-mula BK = Berat sampel setelah dikeringkan selama 24 jam 93 - Pasir yang memenuhi persyaratan dan layak untuk digunakan, bila kadar lumpur pasir 5. - Kerikilbatu pecah yang memenuhi persyaratan dan layak untuk digunakan, bila kadar lumpur pasir 1. 6. Hasil Penelitian - Kadar lumpur pasir rata-rata = 3,52 pasir memenuhi persyaratan dan layak untuk digunakan. - Kadar lumpur batu pecah rata-rata = 0,76 batu pecah memenuhi persyaratan dan layak digunakan.

3.4.10. Berat Jenis Semen

1. Tujuan Percobaan Untuk mendapatkan angka berat jenis semen 2. Peralatan a Botol Le Chatelir b Mangkuk porselen c Gelas ukur d Ayakan semen e Corong kaca 3. Bahan a Semen 94 b Minyak tanah secukupnya 4. Prosedur Percobaan a. Isi botol Le Chatelir dengan kerosin minyak tanah sampai batas antara 0 – 1, bagikan dalam botol di atas permukaan cairan dikeringkan; b. Masukkan botol ke dalam bak air dengan suhu yang di tetapkan untuk menyamakan suhu cairan dalam botol dengan suhu yang ditetapkan pada botol dengan suhu yang telah ditetapkan; c. Setelah suhu cairan dalam botol sama dengan suhu yang ditetapkan pada botol, baca skala pada botol B; d. Masukkan semen sebanyak 64 gram A sedikit demi sedikit ke dalam botol dan hindarkan penempelan semen pada dinding pada botol di atas cairan e. Setelah semua benda uji dimasukkan, putar botol dengan posisi miring secara perlahan-lahan sampai gelembung udara tidak timbul lagi pada permukaan cairan; f. Ulangi pekerjaan no. 2, setelah suhu cairan dalam botol sama dengan suhu yang ditetapkan pada botol, baca skala pada botol C. 5. Rumus Berat Jenis = 3.15 Dimana: A = Berat semen gram B = Pembacaan pertama pada skala botol gram C = Pembacaan kedua pada skala botol gram 95 6. Hasil Percobaan Berat jenis semen = 3,055

3.4.11. Berat Jenis Silica Fume

1. Tujuan Percobaan Untuk mendapatkan angka berat jenis silica fume 2. Peralatan a. Botol Le Chatelir b. Mangkuk porselen c. Gelas ukur d. Ayakan semen e. Corong kaca 3. Bahan a. Silica fume b. Minyak tanah secukupnya 4. Prosedur Percobaan a. Isi botol Le Chatelir dengan kerosin minyak tanah sampai batas antara 0 – 1, bagikan dalam botol di atas permukaan cairan dikeringkan. b. Masukkan botol ke dalam bak air dengan suhu yang di tetapkan untuk menyamakan suhu cairan dalam botol dengan suhu yang ditetapkan pada botol dengan suhu yang telah ditetapkan. 96 c. Setelah suhu cairan dalam botol sama dengan suhu yang ditetapkan pada botol, baca skala pada botol B. d. Masukkan silica fume sebanyak 64 gram A sedikit demi sedikit ke dalam botol dan hindarkan penempelan semen pada dinding pada botol di atas cairan. e. Setelah semua benda uji dimasukkan, putar botol dengan posisi miring secara perlahan-lahan sampai gelembung udara tidak timbul lagi pada permukaan cairan. f. Ulangi langkah no. 2, setelah suhu cairan dalam botol sama dengan suhu yang ditetapkan pada botol, baca skala pada botol C. 5. Rumus Berat Jenis = 3.16 Dimana: A = Berat semen gram B = Pembacaan pertama pada skala botol gram C = Pembacaan kedua pada skala botol gram 6. Hasil Percobaan Berat jenis silica fume = 2,495 97

3.5. Perancangan Campuran Beton Mutu Tinggi dengan Metode ACI

American Concrete Institute 3.5.1. Umum Tujuan dari perancangan ini adalah untuk menentukan komposisi campuran beton metu tinggi dan untuk mengoptimalkan campuran beton mutu tinggi tersebut. Perancangan ini hanya terbatas pada beton mutu tinggi yang diproduksi dengan menggunakan bahanmaterial dan metode produksi konvensional. Beton mutu tinggi didefenisikan sebagai beton yang mempunyai kekuatan tekan f’c 42 MPa atau lebih.

3.5.2. Persyaratan untuk Kerja dan Perancangan

a. Umur Pengujian Penentuan komposisi campuran beton dapat dipengaruhi oleh umur beton pada saat pengujian. Beton mutu tinggi dapat memperoleh tambahan kekuatan yang besar setelah umur 28 hari. Untuk memanfaatkan sifat ini, banyak spesifikasi untuk kuat tekan dimodifikasi dari kriteria umur 28 hari ke umur 56 hari, 91 hari, atau lebih. b. Bahan Campuran Bahan yang digunakan dalam campuran beton harus memenuhi standar sebagai berikut: 1 Air harus memenuhi syarat yang berlaku, dalam hal ini tertuang dalam SK. SNI. S-04-1989- F tentang “Spesifikasi Air sebagai Bahan Bangunan”. 98 2 Semen harus memenuhi syarat SII-0013-81, tentang “Mutu dan Cara Uji Semen Portland” atau SK. SNI. S-04-1989-F tentang “Spesifikasi Bahan Perekat sebagai Bahan Bangunan”. 3 Agregat harus memenuhi syarat SII-0052-80, tentang “Mutu dan Cara Uji Agregat Beton” atau SK. SNI. S-04-1989-F tentang “Spesifikasi Agregat sebagai Bahan Bangunan”. 4 Bahan tambah yang digunakan harus memenuhi syarat SK. SNI. S-18-1990-03 tentang “Spesifikasi Bahan Tambahan untuk Beton” atau SK. SNI. S-19-1990- 03 jika menggunakan bahan tambah gelembung udara.

3.5.3. Perencanaan Campuran Beton Mutu Tinggi Mix Design.

Dalam perhitungan ini, nilai-nilai yang perlu diketahui sebelum perhitungan yaitu: Kuat tekan yang disyaratkan f’c= 50 MPa pada umur 28 hari. Pasir yang digunakan pasir alam, dengan karakteristik sebagai berikut: modulus kehalusan = 2,510; berat jenis pasir kering = 2,363; kapasitas absorpsi = 2,987; berat isi padat kering oven = 1677,929 kgm 3 . Agregat kasar yang digunakan adalah batu pecah, ukuran maksimum agregat dibatasi 20 mm dengan karakteristik sebagai berikut: Berat jenis relatif kering oven = 2,596; kapasitas absorpsi= 0,847, berat isi padat kering oven = 1504,467 kgm 3 . Bahan tambah untuk mempermudah pengerjaan dipakai superplasticizer dengan jumlah dosis yang sama untuk setiap variasi yaitu sebesar 2 dari berat semen. Semen yang dipakai adalah semen Portland Type I dengan berat jenis = 3,05. Bahan tambah pengganti sebahagian semen dipakai silica fume dengan kadar 5- 20. Silica fume yang digunakan memiliki berat jenis = 2,495. 99

1. Langkah 1: Menentukan Slump dan Kekuatan yang diinginkan.

Karena HRWR digunakan, beton didesain berdasarkan slump antara 25-50 mm sebelum penambahan superplasticizer. Dengan Menggunakan persamaan f’ cr = maka nilai kuat tekan rata- rata fcr’ dapat ditentukan. fcr’ = = 66,28 Mpa pada umur 28 hari

2. Langkah 2: Menentukan Ukuran Agregat Kasar Maksimum

Kuat tekan rata-rata yang ditargetkan 66,28 MPa 62 MPa, maka digunakan agregat kasar batu pecah dengan ukuran maksimum 20 mm.

3. Langkah 3: Menentukan Kadar Agregat Kasar Optimum

Karena ukuran agregat kasar maksimum 20 mm, maka dari Tabel 2.12 didapat fraksi berat kering agregat kasar optimum = 0,72. Nilai DRUW Dry- Rodded Unir Weight atau berat isi kering oven agregat kasar adalah 1468 kgm 3 . Berat Kering Agregat OD = DRUW x DRUW Berat Kering Agregat OD = 0,72 x 1440,90 kgm 3 Berat Kering Agregat OD = 1037 kgm 3

4. Langkah 4: Estimasi Kadar Air Pencampuran dan Kadar Udara

Berdasarkan pada slump awal sebesar 25-50 mm dan ukuran maksimum agregat kasar 20 mm, dari tabel 2.13 didapat estimasi pertama kebutuhan air yaitu 100 170 kgm 3 dan kandungan udara terperangkap, untuk campuran yang menggunakan superplasticizer adalah 2. Dengan menggunakan persamaan 2.10, voids content pasir yang digunakan adalah: V = 1 - x 100 = 33,80 Penyesuaian air campuran, dihitung dengan menggunakan persamaan 2.11 adalah: Koreksi air campuran = 33,80 – 35 x 4,74 = -5,71 kgm 3 Maka, total air campuran yang diperlukan per m 3 beton = 164,29 kg. Air campuran yang diperlukan itu termasuk retarding admixture, tetapi tidak termasuk air dalam HRWR. 5. Langkah 5: Menentukan Wc+p Lihat Tabel 4.3.5 b untuk beton yang dibuat dengan menggunakan superplasticizer dan ukuran maksimum agregat 20 mm, dan yang mempunyai kekuatan tekan rata-rata yang ditargetkan untuk kondisi laboratorium fcr’ sebesar 66.28 Mpa pada umur 28 hari. Harus dicatat bahwa kekuatan tekan yang ditabelkan dalam Tabel 2.14 dan Tabel 2.15 adalah kekuatan tekan rata-rata yang diperlukan di lapangan. Oleh karena itu nilai kekuatan yang dipakai dalam tabel adalah: 0,90 x 66,28 = 59.65 Mpa Maka nilai Wc+p yang digunakan yaitu 0,35. 101

6. Langkah 6: Menghitung Kadar Bahan Semen

Berat bahan semen per m 3 beton adalah: 164,29 : 0,35 = 469 kg.

7. Langkah 7: Penentuan Komposisi Campuran Dasar hanya dengan Semen

Portland saja tanpa Silica Fume a. Kadar semen per m 3 = 469 kg b. Volume material per kgm 3 kecuali pasir sebagai berikut: Semen = 4693050 = 0,154 m 3 Agregat kasar = 10372810 = 0,399 m 3 Air = 160,291000 = 0,164 m 3 Udara = 0,02 x 1 = 0,020 m 3 Volume total = 0,737 m 3 Oleh karena itu, volume pasir yang diperlukan per m 3 beton adalah = 1 – 0,737 = 0,263 m 3 Sebagai berat kering per m 3 beton, berat pasir yang diperlukan adalah = 0,263 x 2360 = 620 kg Kebutuhan superplasticizer 2 = 469 x 2 = 9,4 kg 102 c. Maka, berat campuran beton per m 3 sebagai berikut: Campuran Dasar Semen 469 kg Agregat Halus Pasir 620 kg Agregat Kasar Batu Pecah 1037 kg Air 164,29 kg Superplasticizer 9,4 kg

8. Langkah 8: Komposisi Campuran dengan Semen dan Silica Fume

a. Silica Fume yang digunakan mempunyai berat jenis 2,495. b. Persentase penggantian kadar semen portland dengan silica fume yaitu 5 dari berat semen. c. Berat silica fume per m 3 beton adalah = 0,05 x 469 = 23,47 kg, Maka, berat semen = 469 – 23,47 = 445,94 kg. d. Volume semen per m 3 beton adalah = 445,94 3050 = 0,146 m 3 , dan Volume silica fume per m 3 beton adalah = 23,47 2495 = 0,009 m 3 103 Untuk volume semen, silica fume, dan total bahan semen untuk campuran dengan silica fume adalah: Campuran Gabungan Semen m 3 Silica Fume m 3 Total m 3 5 dari berat semen 0,146 0,009 0,156 e. Volume agregat kasar, air, dan udara per m 3 beton adalah sama dengan campuran dasar yang tidak mengandung bahan semen. Berat pasir yang diperlukan per m 3 beton untuk campuran dengan silica fume sebagai berikut: Komponen Volume Semen = 0,156 m 3 Agregat kasar = 10572810 = 0,399 m 3 Air = 160,521000 = 0,164 m 3 Udara = 0,02 x 1 = 0,020 m 3 Volume total = 0,739 m 3 Oleh karena itu, volume pasir yang diperlukan per m 3 beton adalah = 1 – 0,739 = 0,261 m 3 Sebagai berat kering per m 3 beton, berat pasir yang diperlukan adalah = 0,270 x 2360 = 616 kg per m 3 beton. 104 Komposisi campuran beton untuk campuran dengan silica fume sebanyak 5 dari berat semen adalah sebagai berikut: Campuran Semen 446 kg Silica Fume 23 kg Agregat Halus Pasir, Kering 616 kg Agregat Kasar Batu Pecah, Kering 1037 kg Air 164,3 kg Superplasticizer = 0,02 x 508,31 = 9,4 kg

9. Langkah 9: Campuran Percobaan Trial Mix

Hal ini dilakukan untuk campuran dasar dan campuan campuran yang menggunakan silicafume 5 dari berat semen. Agregat halus pasir diketahui mempunyai kadar air 6,16 dan daya serap 2,99 sedangkan agregat kasar batu pecah diketahui mempunyai kadar air 0,45 dan daya serap 0,85. Maka, komposisi campuran beton per m 3 untuk campuran dasar setelah koreksi kadar air agregat adalah: Campuran Dasar Semen = Tetap 469 kg Agregat Halus Pasir = 620 x 1 + 2,99 = 658,38 kg Agregat Kasar Batu Pecah, Kering = 1037 x 1 + 0,45 = 1042 kg Air = 164,29 – [620 x 2,99 - 2,99] – [1037 x 0,45 - 0,85] = 148,91 kg Superplasticizer = 0,02 x 469 = 9,39 kg 105 Komposisi campuran beton per m 3 untuk campuran pertama setelah koreksi kadar air agregat adalah: Campuran dengan Silicafume 5 Semen = Tetap 565,25 kg Silica Fume = Tetap 29,75 kg Agregat Halus Pasir = 609,096 x 1 + 2,02 = 627,308 kg Agregat Kasar Batu Pecah, Kering = 1057 x 1 + 0,45 = 1061,757 kg Air = 160,52 – [609,096 x 2,99 - 2,775] – [1057 x 0,45 - 0,523] = 159,982 kg Superplasticizer = 0,02 x 565,25 = 11,305 kg Sebelum melakukan pencetakan sampel perlu dilakukan pemeriksaan ulang terhadap kadar air agregat. Hal ini dikarenakan kadar air pada agregat akan berubah sesuai dengan keadaan cuaca. Pemeriksaan dilakukan kembali karena kadar air pada agregat akan sangat berpengaruh pada faktor air semen yang akan digunakan sehingga mempengaruhi kebutuhan air yang akan digunakan.

3.6. Pembuatan Benda Uji

Prosedur pembuatanbenda uji beton yang digunakan dalam penelitiann ini yaitu : 1. Persiapan Bahan Bahan yang diperlukan antara lain air, semen, pasir, split batu pecah, Silicafume dan Superplasticizer Type F “Sikament NN”, produk dari PT. SIKA INDONESIA. Semua bahan ditimbang sesuai dengan kebutuhan yang telah dihitung 106 sebelumnya pada perencanaan mix design lalu ditempatkan ke wadah masing-masing untuk selanjutnya dilakukan pencampuran. 2. Pencampuran Setelah semua bahan tersedia selanjutnya bahan yang sudah ditimbang sebelumnya dimasukan satu per satu ke dalam molen yang sudah dalam keadaan berputar. Pasir dan split dimasukkan terlebih dahulu kemudian disusul dengan semen dan silicafume. Kemudian diamkan hingga campuran merata kemudiaan dilanjutkan dengan air dan superplasticizer. Setelah campuran homogen lalu dapat dilakukan penuangan dan pencetakan. Pada penelitian ini menggunakan superplasticicer Type F yaitu High Range Water Reducer sehingga penggunaan air dikurangi sebanyak ±12 untuk mendapatkan slump normal pada saat pengadukan. Sehingga superplasticizer yang digunakan juga ikut berpengaruh pada kekuatan beton yang dicapai nantinya. 3. Pencetakan Pencetakan menggunakan cetakan kubus dengan ukuran 15cm x15cm x15cm. Sebelum digunakan cetakan kubus terlebih dahulu dibersihkan dari kotoran yang menempel dan kemudian permukaannya diolesi dengan Vaseline. Pencetakan dilakukan dengan memasukan campuran beton 13 tinggi cetakan lalu dirojok dengan perojok besi kemudian campuran beton dimasukan kembali 13 tinggi cetakan dan dirojok kembali lalu lakukan lagi sampai cetakaann dalaam keadaan penuh lalu ratakan permukaan adukan beton dengan sendok semen. Usahakan pada proses pencetakan dilakukan secepat mungkin karena pengaruh 107 penggunaan silicafume dan superplasticizer akan menyebabkan beton akan lebih cepat mengeras. 4. Pengeringan Pengeringan dilakukan dengan mendiamkan benda uji selama 24 jam pada suhu kamar. 5. Perendaman Setelah 24 jam kemudian cetakan dibuka lalu dilakukan penomoran pada benda uji agar lebih mudah dalam melakukan pengujian selanjutnya. Selanjutnya dilakukan perendaman selama 28 hari. Setelah dilakukan perendaman 28 hari selanjutnya dilakukan pengujian.

3.7. Prosedur Pembakaran