STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN NO 42 TERHADAP PENGARUH WATER RETENTION PADA PASTA SEMEN

  eminar (PA-2325) PEMBACAAN PENGARUH UNSUR RANCANG ESTETIKA BARAT TERHADAP PENYUSUNAN BENTUK GEOMETRI (DWIMATRA & TRIMATRA) PADA ORNAMENTASI KARATON KASUNANAN SURAKARTA Oleh : Cilda T.I.D NRP : 3208 202 002 Dosen : Ir.Muhammad Faqih, MSA, Ph.D.

  Pembimbing : Prof.Dr.Ir.Josef Prijotomo, MArch. Ir. Hari Purnomo, MbdgSc.

  

STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN

NO 42 TERHADAP PENGARUH WATER RETENTION

PADA PASTA SEMEN DORA MELATI NURITA SANDI NRP 3114 201 002 DOSEN KONSULTASI Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA Ridho Bayuaji, ST., MT., Ph.D Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN GEOTEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

PROGRAM MAGISTER KRITIK DAN PERANCANGAN ARSITEKTUR FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2016

  STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN

NO 42 TERHADAP PENGARUH WATER RETENTION PADA

PASTA SEMEN

  Mahasiswa Nama :Dora Melati Nurita Sandi Mahasiswa ID :3114 201 002 Pembimbing :Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA Ko-Pembimbing :Ridho Bayuaji, ST.MT.PhD

  Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT

  

ABSTRAK

  Pada proyek konstruksi sering dijumpai kerusakan beton yang diakibatkan oleh air. Bangunan yang terendam lama oleh air seperti concrete , pondasi, dinding basement dll, akan mengalami penurunan kuat tekan dari

  dam

  kuat tekan rencana. Sehingga sangat penting diketahuinya penetrasi air dalam beton.

  Peristiwa masuknya air dan penetrasi air pada beton, dapat dijelaskan dengan dua pendekatan yaitu dengan teori permeabilitas dan teori water retention. Pengujian permeabilitas dapat dilakukan di laboratorium dengan mengambil contoh beton dari lapangan atau mencetak secara khusus contoh beton yang akan diuji. Namun, pengujian tersebut selama ini jarang dilakukan karena membutuhkan waktu yang cukup lama, harga alat tes permeabilitas yang mahal, dan kondisi lingkungan tropis yang sangat lembab mempengaruhi keberhasilan test.

  Metode pengukuran water retention dengan menggunakan kertas filter dilakukan guna memperoleh metode pengukuran water retention pada beton secara sederhana sebagai pengganti pengujian permeabilitas yang mahal. Dimana metode ini sering digunakan dalam pengukuran suction atau water retention pada tanah.

  Penelitian dilakukan secara eksperimental di laboratorium dengan membuat benda uji. Digunakan dua jenis benda uji yaitu pasta semen dan pasta semen foam. Setiap benda uji di rendam hingga umur 28 hari. Kemudian dicari waktu konsistensi kadar air pada benda uji. Setelah waktu kosistensi didapat, kemudian dicari waktu kosistensi kadar air pada kertas filter. Selanjutnya dilakukan pengukuran water retention dengan lama perendaman sesuai dengan waktu yang diperoleh dari pengujian kosistensi sebelumnya.

  Untuk benda uji pasta semen, dimodelkan pasta semen dengan variasi nilai FAS (Faktor Air Semen). FAS yang digunakan ialah 0.5, 0.45, 0.35, dan 0.3. Tujuan dimodelkannya pasta semen foam dan pasta semen dengan variasi nilai FAS yaitu untuk memperoleh benda uji yang porositas dan mutunya bervariasi.

  Hasil dari penelitian dan analisa yang telah dilakukan, grafik water retention dari hasil pengujian pada pasta semen menunjukkan grafik yang hampir identik dengan grafik water retention pada glass beads oleh Indarto (1991), concrete dan mortar oleh Van Genuchten (2012). Tetapi sedikit berbeda dibandingkan dengan tanah dan hubungan antara kadar air dengan water retention didasarkan pada karakteristik porositas material.

  

Kata kunci : water retention, porositas, kertas filter, pasta semen, pasta semen

  foam, faktor air semen

STUDY OF USING PAPER FILTER WHATMAN NO. 42

  By : Dora Melati Nurita Sandi Student Identity Number : 3114201002 Supervisor : Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA Co-Supervisor : Ridho Bayuaji, ST.MT.PhD

  Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT

  

ABSTRACT

  On construction projects often encountered concrete damage caused by the water.The building that submerged by water such as concrete dam, foundation, basement walls, etc. it would be decrease the compressive strength of the compressive strength plan. Thus, it was very important knowing the penetration of water into the concrete.

  Events ingress of water and water penetration in concrete,could be explained by two approaches, they were the permeability and water retention theory. The permeability testing could be done in the laboratory by taking sample concrete from the field or make sample concrete to be tested. However, such testing has been rarely done because it takes a long time, the price of permeability as says were expensive, and the humid tropical condition were very influence of environment affects to success of the test.

  The water retention measurement method using filter paper done in order to obtain a measurement method to water retentionin the concrete simply as a replacement for expensive permeability testing. Where this method was often used in the measurementof suction or water retention of the soil.

  The Research did as experimentally in the laboratory making the test object. Used two types of the test specimens. Theywere cement paste and foam cement paste. Each specimen was immersed up to 28 days. Then, looking for consistency of water content in the test specimen. After the time consistency obtained, then sought time consistency of water content in the filter paper. Furthermore, the measuring of water retention with long time submersion in accordance by obtained the time from testing the previous consistency.

  For the test cement paste specimen, cement paste model with a variation value byFAS (cement water ratio). FAS used was 0.5, 0:45, 0:35, and 0.3. Purpose taking model by foam cement paste and cement paste with variations value based on FAS was to obtain specimens porosity and variaty quality.

  The results of the research and analysis that has been done, the water retention graph of the test results on cement paste shows graphs almost identical to water retention graph in the glass beads by Indarto (1991), concrete and mortar by Van Genuchten (2012). But slightly different than the soil. Relationship between water content and water retention based on the characteristics of the porosity of the material.

  

Keywords: water retention, porosity, filter paper, cement paste, foam cement

  paste, cement water ratio

KATA PENGANTAR

  Alhamdulillahhirobbil Alamin, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga tesis dengan judul

  

“STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN NO 42

TERHADAP PENGARUH WATER RETENTION PADA PASTA SEMEN

”

  ini dapat diselesaikan. Tesis ini disusun sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Megister Teknik (M.T) Program studi Teknik Sipil, Bidang keahlian Geoteknik, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.Pada saat melakukan penelitian dan penulisan tesis ini penulis telah banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, baik berupa bantuan dan partisipasinya secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang sebesar besarnya, kepada : 1.

  Kedua orangtuaku tersayang, Ayahanda Danuri dan Ibunda Tuningsih.

  Terimakasih atas doa, bimbingan, nasehat, dukungan, perhatian dan kasih sayangyang selalu mengiringi langkahku untuk menggapai cita-citaku.

2. Kakak tercinta, Derie Kusuma Budi Ningrum yang selalu memberikan dukungannya.

  3. Prof. Dr. Ir. Indarto. DEA, selaku dosen pembimbing utama penulis, atas semua arahan, bimbingan, perhatian, serta waktu yang diberikan selama penyusunan tesis.

  4. Ridho Bayuaji, ST.MT.PhD dan Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT, selaku dosen pembimbing penulis, atas bimbingan dan waktu yang telah diberikan.

  5. Seluruh dosen pascasarjana Teknik Sipil khususnya dosen Geoteknik, yang telah memberikan bimbingan, arahan dan perhatian dalam mendalami ilmu Geoteknik.

  6. Imam Fery Wahyudi yang selalu membantu mencurahkan tenaga, waktu , upayanya untuk membantu selama proses penelitian berlangsung, serta selalu mendengar keluh kesah penulis, selalu memberikan semangat dan dukungannya selama penyusunan tesis ini.

  7. Seluruh rekan Lab uji beton D3 Teknik Sipil ITS, Mas Agung, Mas Rahmat, Mas Akbar, Wahyu dan Mas candra atas waktu dan dukungannya saat penulis melakukan praktikum.

  8. Rekan Geoteknik 2013, 2014 dan 2015, Mas putra, Teh laras, fitri, mbak fatin, mida, novi, faisal, nila, mas yeri, mas patih.

  9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu di dalam tulisan ini, namun penulis yakin mereka telah banyak membantu dengan ikhlas.

  Dengan keterbatasan pengalaman, pengetahuan maupun pustaka yang ditinjau, penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan perlu pengembangan lebih lanjut agar benar benar bermanfaat. Oleh sebab itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran agar tesis ini lebih sempurna serta sebagai masukan bagi penulis untuk penelitian dan penulisan karya ilmiah pada bidang Geoteknik di masa yang akan datang.

  Penulis,

  Dora Melati Nurita Sandi

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................ i LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... iii ABSTRAK ................................................................................................ v

ABSTRACT .............................................................................................. vii

KATA PENGANTAR .............................................................................. ix DAFTAR ISI ............................................................................................. xi

DAFTAR TABEL .................................................................................... xv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xviii

BAB 1. PENDAHULUAN

  2.4 Penelitian Pengukuran Water Retention Pada Beton .............. 25

  3.2 Mencari Waktu Konsistensi Kadar Air Benda Uji ................. 37

  3.1 Pembuatan Benda Uji ................................................................ 37

  BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN

  2.6 Material Benda Uji .................................................................... 28

  26

  2.5 Penelitian Pengukuran Water Retention Pada Beton

Menggunakan Kertas Filter ......................................................

  2.3 Teori Water Retention Pada Beton ............................................ 17

  1.1 Latar Belakang ........................................................................... 1

  2.2 Teori Water Retention Pada Tanah .......................................... 7

  2.1 Fenomena Kapilaritas ............................................................... 5

  BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

  1.5 Batasan Masalah ........................................................................ 4

  1.4 Manfaat Penelitian ..................................................................... 4

  1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................... 3

  1.2 Rumusan Masalah ..................................................................... 3

  3.3 Pengujian Water Retention ......................................................... 38

  3.4 Uji Porositas .............................................................................. 40

  64 4.2.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ......................................................

  87 5.1.3 Hubungan kadar air dengan porositas ......................................

  87 5.1.2 Benda uji pasta semen foam ....................................................

  86 5.1.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................

  85 5.1.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ......................................................

  85 5.1.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ......................................................

  5.1.1 Porositas Pada Benda Uji Pasta Semen 5.1.1.1 Pasta Semen FAS 0.5 .......................................................

  5.1 Porositas

  PENGUJIAN POROSITAS, UPV, DAN KUAT TEKAN

  79 BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN

  74 4.2.2 Benda uji pasta semen foam ....................................................

  69 4.2.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................

  58 4.2.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ......................................................

  3.5 Uji UPV (Ultrasonic Pulse Velocity) .......................................... 41

  4.2.1 Benda uji pasta semen 4.2.1.1 Pasta semen FAS 0.5 ........................................................

  4.2 Water Retention

  53

  51 4.1.2 Benda uji pasta semen foam ....................................................

  49 4.1.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................

  47 4.1.1.3 Pasta semen FAS 0.35.......................................................

  45 4.1.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ......................................................

  4.1.1 Benda uji pasta semen 4.1.1.1 Pasta semen FAS 0.5 ........................................................

  4.1 Waktu Konsistensi Kadar Air Benda Uji

  BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN PENGUJIAN WATER RETENTION

  3.7 Rencana Jadwal Penelitian ....................................................... 43

  3.6 Uji Kuat Tekan ........................................................................... 42

  88

  5.1.4 Hubungan porositas dengan water retention ............................

  89

  5.2 Hasil Uji UPV (Ultrasonic Pulse Velocity)

  5.2.1 Hasil Uji UPV Pada Benda Uji Pasta Semen 5.2.1.1 Pasta Semen FAS 0.5 .......................................................

  91 5.2.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ......................................................

  92 5.2.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ......................................................

  92 5.2.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................

  93 5.2.2 Hasil Uji UPV Pada Benda uji pasta semen foam ...................

  93

  5.3 Hasil Uji Kuat Tekan

  5.3.1 Hasil Uji Kuat Tekan Pada Benda Uji Pasta Semen 5.3.1.1 Pasta Semen FAS 0.5 .......................................................

  94 5.3.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ......................................................

  95 5.3.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ......................................................

  95 5.3.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................

  95 5.3.2 Hasil Uji Kuat Tekan Pada Benda uji pasta semen foam ........

  96 BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN

  6.1 Kesimpulan ................................................................................. 99

  6.2 Saran ........................................................................................... 100

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 101

LAMPIRAN .............................................................................................. 105

  

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

  DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Surface tension pada berbagai temperature ........................

  8 Tabel 2.2 Lanjutan Surface tension pada berbagai temperature ........

  9 Tabel 2.3 Rentang besarnya hisapan untuk setiap alat atau metode pengukuran dan kontrol suction ......................

  14 Tabel 2.4 Rentang besarnya hisapan atau tegangan air pori negatif untuk setiap alat/metode ............................

  15 Tabel 2.5 Penurunan Permeabilitas Pasta Semen (Kadar air semen = 0.7) dengan Kenaikan Proses Hidrasi .................................................................................

  18 Tabel 2.6 Perbandingan Permeabiltas Batuan dengan Pasta Semen (Tabel 2.5) ......................................................

  19 Tabel 2.7 Nilai-nilai Permeabilitasbetonyang digunakan dibendungan ........................................................................

  20 Tabel 2.8 Batas Maksimum Ion Klorida .............................................

  32 Tabel 2.9 Ketentuan Minimum untuk Beton Kedap Air .....................

  32 Tabel 2.10 Persyaratan untuk Kondisi Lingkungan Khusus .................

  32 Tabel 3.1 Jadwal Penelitian ................................................................

  44 Tabel 4.1 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji A FAS 0.5 .................................................

  48 Tabel 4.2 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji F FAS 0.45 ...............................................

  50 Tabel 4.3 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji F FAS 0.35 ...............................................

  51 Tabel 4.4 Lanjutan Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji F FAS 0.35 ................................................

  52 Tabel 4.5 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji F FAS 0.3 ..................................................

  53 Tabel 4.6 Lanjutan Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji F FAS 0.3 ..................................................

  54

Tabel 4.7 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji U FOAM ...................................................

  56 Tabel 4.8 Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.5 ..................................

  57 Tabel 4.9 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.5 ..................................

  58 Tabel 4.10 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.5 ..................................

  59 Tabel 4.11 Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.45 .................................

  64 Tabel 4.12 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.45 .................................

  65 Tabel 4.13 Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.35 ................................

  68 Tabel 4.14 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.35 ................................

  69 Tabel 4.15 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.35 ................................

  70 Tabel 4.16 Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.3 ..................................

  73 Tabel 4.17 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.3 ..................................

  74 Tabel 4.18 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.3 ..................................

  75 Tabel 4.19 Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen foam ........................................

  78 Tabel 4.20 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen foam ........................................

  79 Tabel 4.21 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen foam ........................................

  80 Tabel 5.1 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.5............................................

  85

Tabel 5.2 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.45..........................................

  86 Tabel 5.3 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.35..........................................

  86 Tabel 5.4 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.3............................................

  87 Tabel 5.5 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen foam .................................................

  87 Tabel 5.6 Data porositas dan kadar air ................................................

  88 Tabel 5.7 Data hasil perhitungan porositas dan water retention ..........

  89 Tabel 5.8 Klasifikasi kualitas beton berdasarkan kecepatan gelombang ..........................................................

  90 Tabel 5.9 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.5............................................

  91 Tabel 5.10 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.45..........................................

  92 Tabel 5.11 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.35..........................................

  92 Tabel 5.12 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.3............................................

  93 Tabel 5.13 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen foam .................................................

  93 Tabel 5.14 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.5............................................

  94 Tabel 5.15 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.45..........................................

  95 Tabel 5.16 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.35..........................................

  95 Tabel 5.17 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.3............................................

  96 Tabel 5.18 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen foam .................................................

  96

  DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tegangan antar permukaan padat, air dan udara .................

  5 Gambar 2.2 Perilaku air dalam tabung kapiler ........................................

  6 Gambar 2.3 Interaksi antara air dan udara dalam tabung kapiler dengan perbedaan cekungan dan tinggi kapilaritas ...........................................

  7 Gambar 2.4 Surface tension pada muka air-udara. (a) interaksi antar molekul air-udara dan molekul dalam air. (b) tegangan dan surface tension pada dua dimensi permukaan .......................................................

  8 Gambar 2.5 Pengaruh tegangan eksternal dan suction terhadap tekanan antar butiran tanah ...................................

  11 Gambar 2.6 Kurva drainasedua jenisbahan kapur ...................................

  12 Gambar 2.7 Kurva drainasedua jenisbahan kapur (Corney dan Coleman 1954) yang telah dikalibrasi ............

  13 Gambar 2.8 Kalibrasi metode kertas filter dari beberapa peneliti (Sumber Indarto 1991 dan Indarto 2012) ............................

  17 Gambar 2.9 Faktor Parameter yang Mempengaruhi Permeabilitas Beton (Kropp dkk, 1995) ..............................

  22 Gambar 2.10 Pengaruh kadar air semen dan ukuran agregat terhadap permeabilitas (Kropp dkk, 1995) ..........................

  23 Gambar 2.11 Efek kosentrasi volume agregat terhadap permeabilitas mortar (Kropp dkk, 1995) .............................

  24 Gambar 2.12 Hubungan antara permeabilitas dan porositas pada pasta semen portland (Kropp dkk, 1995) ....................

  24 Gambar 2.13 Hubungan antara permeabilitas dan kadar air semen pada pasta semen (Kropp dkk, 1995) ..................................

  25 Gambar 2.14 Kurva water retention pada concrete C-15-A

  (a) dan Mortar M1 (b). (Schneider dkk, 2012) ....................

  26 Gambar 2.15 Kurva hubungan antara water retention dengan kadar air pada benda uji pasta semen (Ijat 2014) ................

  27 Gambar 2.16 Kurva hubungan antara tinggi kapiler (m) dengan kadar air pada benda uji pasta semen (Ijat 2014). ..........................................................................

  27 Gambar 2.17 Kurva hubungan antara water retention dengan kadar air pada benda uji pasta semen foam (Ijat 2014) ............................................................................

  28 Gambar 2.18 Kurva hubungan antara tinggi kapiler (m) dengan kadar air pada benda uji pasta semen foam (Ijat 2014) ............................................................................

  28 Gambar 2.19 Kurva hubungan antara water retention dengan kadar air pada benda uji pasta semen dan pasta semen foam (Ijat 2014) ........................................

  29 Gambar 3.1 Bagan alir tahapan pelaksanaan penelitian ..........................

  33 Gambar 3.2 Bagan alir penentuan waktu kosistensi kadar air benda uji (t

  1 ) .........................................................

  34 Gambar 3.3 Bagan alir uji water retention ..............................................

  34 Gmbar 3.4 Bagan alir uji water retention (lanjutan) .............................

  35 Gambar 3.5 Bagan alir uji porositas ........................................................

  35 Gambar 3.6 Bagan alir uji upv (ultrasonic pulse velocity)......................

  36 Gambar 3.7 Bagan alir test kuat tekan ....................................................

  36 Gambar 3.8 Penempatan Kertas Filter pada Benda Uji ...........................

  38 Gambar 3.9 Grafik kalibrasi kertas filter (sumber: ASTM D5298-19) ...............................................

  39 Gambar 3.10 Kalibrasi metode kertas filter dari beberapa peneliti (Sumber Indarto 1991 dan Indarto 2012) ............................

  40 Gambar 3.11 Aplikasi pengukuran pelaksanaan UPV, (i) pengukuran direct transmission (ii) pengukuran semidirect (iii) pengukuran indirect transmission

  (sumber: International Atomic Energy Agency, 2002, h: 101

• – 102).............................................................. 42

Gambar 4.1 Perbandingan jalur drainase untuk bahan yang berbeda (Indarto, 1991) .....................................................................

  46 Gambar 4.2 Kurva water retention pada concrete C-15-A (a) dan Mortar M1 (b).

  (Schneider dkk, 2012) ........................................................

  47 Gambar 4.3 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.5 .........

  49 Gambar 4.4 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.45 .......

  51 Gambar 4.5 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.35 .......

  53 Gambar 4.6 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.3 .........

  55 Gambar 4.7 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen foam ..............

  56 Gambar 4.8 Water retention benda uji pasta semen fas 0.5 (a) dalam skala log Kpa (b) tinggi pipa kapiler satuan meter. ....................................

  60 Gambar 4.9 Grafik water retention (a) padasandy soildanclayey soil by Hillel (1998), Zhan and Ng (2004) (b) pada glass beadsoleh Indarto (1991) .............................

  61 Gambar 4.10 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.5 dengan water retention pada concrete C-15-A (Schneider dkk, 2012) .........................................................

  62 Gambar 4.11 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.5 dengan water retention pada mortarM1 (Schneider dkk, 2012) .........................................................

  63 Gambar 4.12 Water retention benda uji pasta semen fas 0.45 (a) dalam skala log Kpa (b) tinggi pipa kapiler satuan meter. ....................................

  66 Gambar 4.13 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.45 dengan water retention pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012) ......................

  67

Gambar 4.14 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.45 dengan water retention

  pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012). ...........................

  68 Gambar 4.15 Water retention benda uji pasta semen fas 0.35 (a) dalam skala log Kpa (b) tinggi pipa kapiler satuan meter. ....................................

  71 Gambar 4.16 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.35 dengan water retention pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012) ......................

  72 Gambar 4.17 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.35 dengan water retention pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012) ............................

  70 Gambar 4.18 Water retention benda uji pasta semen fas 0.3 (a) dalam skala log Kpa (b) tinggi pipa kapiler satuan meter. ....................................

  76 Gambar 4.19 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.3 dengan water retention pada concrete C-15-A (Schneider dkk, 2012) .........................................................

  77 Gambar 4.20 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.35dengan water retention pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012) ............................

  77 Gambar 4.21 Water retention benda uji pasta semen foam (a) dalam skala log Kpa (b) tinggi pipa kapiler satuan meter .....................................

  81 Gambar 4.22 Perbandingan water retention benda uji pasta semen foam dengan water retention pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012) ......................

  82 Gambar 4.23 Perbandingan water retention benda uji pasta semen foam dengan water retention pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012) ........................................................

  83 Gambar 4.24 Water retention pada benda uji pasta semen dengan berbagai jenis nilai FAS dan pasta semen foam .....

  84

Gambar 5.1 Hubungan kadar air dengan porositas pada benda uji pasta semen foam dan

  pasta semen variasi nilai FAS. .............................................

  88 Gambar 5.2 Hubungan porositas dengan water retention dalam skala PF pada benda uji pasta semen foam dan pasta semen variasi nilai FAS .......................................

  90 Gambar 5.3 Hubungan porositas dengan dengan hasil pengujian UPV oleh Zoubeir Lafhaj dkk (2005) .................................

  91 Gambar 5.3 Hubungan hasil test kuat tekan dengan hasil test UPV oleh Ramazan dkk(2003) ....................................

  97

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Pada proyek konstruksi di lapangan, sering dijumpai beberapa masalah baik saat konstruksi maupun pasca konstruksi. Permasalahan yang sering ditemui ialah keretakan pada beton. Banyak faktor yang mempengaruhi keretakan pada beton, salah satunya diakibatkan oleh faktor lingkungan yaitu oleh air dan kelembapan udara. Air sangat berpengaruh terhadap bagian struktur terutama struktur yang mengalami kontak langsung dengan air seperti concrete dam, pondasi bangunan, pondasi pelabuhan dan lain-lain .

  Herwanto (2012) telah meneliti pengaruh mutu beton K-250 akibat terendam air laut dengan penambahan zat aditif sikacim concrete additive kadar 0,6%. Dari penelitiannya tersebut, dia menyimpulkan baik beton yang terendam air tawar dan beton yang terendam air laut memiliki kuat tekan dibawah kuat tekan rencana. Dalam penelitiannya juga disimpulkan bahwa beton yang terendam air laut mengalami penurunan kuat tekan sebesar 7,53% dibandingkan dengan beton yang terendam air tawar.

  Hampir semua konstruksi bangunan menggunakan beton bertulang pada struktur utamanya. Penerapan beton bertulang pada struktur bangunan biasanya digunakan pada pondasi (jenis pondasi dalam seperti tiang pancang, bored pile), balok ikat (sloof), kolom, balok, plat beton, dan dinding geser (shear wall). Namun, beton bertulang sangat rentang terjadi korosi. Dalam jurnal penelitian Fahirah F (2007) dia menjelaskan bahwa korosi baja tulangan merupakan reaksi kimia atau elektro kimia antara baja tulangan dengan lingkungannya.Baja tulanganyang terkorosi, volume karatnya lebih besar 3 kali dari volume bahan asalnya sehingga mengakibatkan keretakan pada beton. Hal ini merupakan awal dari kerusakan beton yang akhirnya menuju ke kerusakan yang lebih parah sehingga secara keseluruhan memperpendek usia pakai konstruksi yang bersangkutan.

  Proses merembesnya air pada beton merupakan salah satu fenomena water retention atau hisapan, dan sering disebut pula dengan kapilaritas. Water retentionatau hisapan diakibatkan oleh adanya tegangan air pori negatif. Menurut Indarto (2010) Konsep dasar tarikan antar permukaan dari cairan berasal dari interaksi molekuler. Molekul-molekul dalam cairan saling tarik-menarik satu sama lain melalui gaya yang bekerja dalam seluruh arah. Pada permukaan, molekul hanya mengalami gaya satu arah gaya yang berlawanan dengan gaya-gaya yang bekerja.

  Bila suatu molekul berpindah dari dalam permukaan cairan, interaksi molekul pada permukaan akan mengubah arah dari gaya. Dengan demikian perpindahan - perpindahan molekul pada permukaan cenderung memperbesar permukaan cairan.

  Pengujian permeabilitas dapat dilakukan di laboratorium dengan mengambilcontoh beton dari lapangan atau mencetaksecara khusus contoh beton yang akan diuji. Namun, pengujian tersebut selama ini jarang dilakukan karena membutuhkan waktu yang cukup lama, hargaalat tes permeabilitas yang mahal, dankondisi lingkungan tropis yang sangat lembabsehingga bisa mempengaruhi keberhasilan tes. Padahal hasil uji ini sangat pentingkhususnya untuk struktur beton di daerah pantai, beton yang terdapat pada permukaan air dan terendam air. Sehingga perlu diadakan antisipasi pada desain strukturbeton tersebut dan perlunya pengetahuan mengenai waktu dimana struktur tersebut harus mengalami perawatan.

  Perlu suatu penelitian untuk mengetahui water retention pada beton dengan mudah dan relatif tidak mahal. Untuk itu dalam penelitian ini mencoba menggunakan metode kertas filter. Metode kertas filter yaitu metode pengukuran suction atau water retention yang selama ini dilakukan untuk tanah terutama pada tanah unsaturated. metode filter paper yang mengacu pada ASTM D 5298-03 dicoba dilakukan terhadap beton.

  Indarto (1991) membagi metoda pengukuran hisapan / water retention menjadi 2 bagian, yaitu metoda pembebanan dan metoda pengukuran. Metode kertas filter merupakan salah satu dari metode pengukuran.Metoda kertas filter adalah metoda tidak langsung yang didasarkan pada hypothesa bahwa, saat terjadi keseimbangan, tegangan air pori negatif dalam suatu tanah atau benda uji dan suatu kertas filter yang memiliki kontak dengan tanah atau benda uji tersebut adalah sama. Metoda kertas filter diusulkan pertama kali oleh Gardner (1937). Sedang Fawcett dan Collis George (1967), menyederhanakan penggunaan kertas filter dengan menggunakan kertas filter Whatman No. 42.

  Kalibrasi dengan metode kertas filter Whatman No. 42 ini dilakukan oleh Fawcett dan Collis George (1967) dan Zerhouni (1991) pada alur pembasahan. Sedang Parcevoux (1980) dan Indarto (1991) melakukan kalibrasi pada jenis kertas filter yang sama tetapi pada alur pengeringan.

  Penelitian mengenai pengukuran water retention terhadap beton dengan menggunakan kertas filter telah dilakukan oleh Jihat (2014). Penelitian dilakukan secara eksperimental di laboratorium. Dalam penelitiannya, dia dapat membuktikan bahwa kertas filter mampu mengukur water retention pada beton. Namun, dalam penelitiannya terbatas pada beton yang porus dengan faktor air semen yang digunakan sebesar 0,4.

  Berdasarkan latar belakang diataslah, maka dari itu peneliti ingin melakukan penelitian pengukuran water retention pada beton dengan menggunakan kertas filter dan ingin menguji sampai pada beton yang bagaimana yang dapat diukur kertas filter.

1.2 Rumusan Masalah

  Rumusan masalah yang dapat diambil berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan yaitu:

  1 Sampai pada porositas berapa yang dapat diukur kertas filter?

  2 Bagaimana karakteristik water retention pada pasta semen?

1.3 Tujuan Penelitian

  Tujuan dari penelitian ini ialah:

  1 Untuk mendapatkan metode pengukuran water retention pada beton dengan mudah dan tidak mahal dengan melakukan pengujian terhadap metode kertas filter dapat digunakan untuk pengukuran water retention pada pasta semen.

2 Diperoleh kurva karakteristik water retention pada pasta semen.

3 Mengetahui adanya pengaruh porositas material terhadap grafik water retention yang bervariasi.

  4 Memperoleh hubungan kadar air, water retention, porositas, cepat rambat gelombang dan kuat tekan dengan benda uji yang memiliki tingkat porositas yang berbeda-beda dengan memodelkan benda uji tersebut menggunakan pasta semen FAS 0.5, 0.45, 0.35, 0.3 dan pasta semen foam.

1.4 Manfaat Penelitian

  Manfaat dari penelitian ini ialah

  1 Memperoleh penyederhanaan pengukuran water retention pada pasta semen.

  2 Mengetahui batas besarnya nilai water retention yang dapat diukur dengan kertas filter.

  3 Didapatkannya solusi pengukuran water retention pada pasta semen dengan cara yang mudah, cepat dan ekonomis.

  4 Sebagai acuan untuk penelitian selanjutnya mengenai cara mengatasi water retention pada beton yang berpengaruh pada mutu beton dan merupakan penyebab terjadinya korosi.

1.5 Batasan Masalah

  3 Metode yang digunakan metode wetting curing

  4 Pembuatan benda uji dan pengukuran dilakukan dalam suhu ruangan

  5 Pengujian porositas menggunakan alat vakum.

  6 Pengujian UPV berdasarkan ASTM C 5997-97

  7 Pengujian kuat tekan berdasarkan ASTM C 39/C

  1 Pengukuran water retention menggunakanmetode kertas filter whatman no 42, pengujian dilakukan berdasarkan ASTM D5298-10

  Beberapa batasan yang diberikan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

  2 Umur hidrasi benda uji selama 28 hari

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Fenomena Kapilaritas

  Kapilaritas adalah peristiwa naiknya air melalui pori-pori kecil. Kapilaritas sering dikenal dengan istilah hisapan atau suction. Interaksi antara air dan udara, padat dan air, serta padat dan udara akan menimbulkan tegangan di masing-masing permukaannya. Interaksi anatarapadat-air dan udara mengakibatkan terjadinya kenaikan air dalam pipa kapiler pada ketinggian tertentu.

  σ pu

  Padat Udara au

  σ

  ap

  σ

  

air

Gambar 2.1 Tegangan antar permukaan padat, air dan udara

  Tekanan kapiler timbul karena adanya tarikan pada permukaan air bagian atas. Hal ini terjadi karena adanya peristiwa adhesif yang merupakan gaya tarik menarik antar dua material yang berbeda. Air dan tanah merupakan dua material yang berbeda jenis. Apabila tanah berada pada kondisi tidak jenuh, air dalam tanah akan membentuk suatu struktur meniskus air pada tanah yang timbul karena fenomena tegangan permukaan (Yudayana, 2001).

Gambar 2.2 Perilaku air dalam tabung kapiler

  Pada kondisi setimbang, komponen vertikal dari gaya tarik sama besarnya dengan berat air yang naik. Sehingga dapat dirumuskan:

  2

  2 cos h (2.1) r T s ∅ = π r c γ w dengan demikian tinggi muka air dapat dihitung dengan perumusan

  2 ∅

  = (2.2)

  ℎ dimana: Ts = tegangan permukaan = sudut kontak antara tegangan permukaan dengan dinding

  θ = berat volume air

  γ dari persamaan di atas, maka terlihat bahwa harga tekanan air pori (pore water pressure) yang terletak pada permukaan air adalah berharga negatif, yang berarti bahwa tegangan tersebut bersifat tegangan tarik. Tegangan air pori inilah yang disebut dengan suction. Dari persamaan 2.2 tampak bahwa semakin tinggi pipa kapiler, maka semakin besar nilai suction dan semakin kecil diameter porinya. Gambar 2.3Interaksi antara air dan udara dalam tabung kapiler dengan perbedaancekungan dan tinggi kapilaritas (WW.Ng dkk, 2007 data diperoleh dari Janssen dan Dempsey, 1980)

2.2 Teori Water Retention Pada Tanah Teori water retention pada tanah sering disebut dengan suction atau hisapan.

  Suction sering terjadi pada tanah jenuh sebagian (unsaturated). Pada tanah jenuh, pori-pori yang terdapat didalamnya seluruhnya terisi oleh air, sedangkan pada tanah jenuh sebagian, pori-pori didalamnya terisi oleh air dan udara. Interaksi antara udara dan air akan membentuk struktur miniskus air, karena akibat fenomena tegangan permukaan (surface tension).

  Menurut Fredlund (1996), pembagian tanah secara umum dibagi menjadi dua yaitu tanah jenuh dan tanah jenuh sebagian (unsaturated).Berdasarkan pada letak muka air tanah, tanah jenuh berada dibawah muka air tanah, tegangan efektif yang berlaku ialah (σ-uw). Sedangkan untuk tanahtanah jenuh sebagian berada di atas muka air tanah, dipengaruhi oleh dua komponen tegangan, net normal stress (σ- u a ) dan matric suction (u a -u w ).

  Menurut Fredlund dan Rahardjo (1193) surface tension (T )didefinisikan

  s

  sebagai tegangan yang timbul antar molekul akibat kontak langsung antar muka air dan udara. Nilai Surface tention (T s ) didapat dari tangensial nilai tegangan per unit panjang permukaan kontak air dan udara (N/m). Besarnya Surface Tention dipengaruhi oleh temperature. Tabel 2.1 merupakan nilai dari surface tention berdasarkan temperature yang berbeda (Kaye dan Laby, 1973). Pada gambar 2.3 merupakan surface tention pada permukaan air-udara, dimana sifat secara umum dapat dilihat bahwa tegangan yang ada di dalam balon lebih besar daripada di luar. Jika dua dimensi membran dikenai tekanan yang berbeda pada setiap sisinya, diasumsikan membran yang mengalami tekanan yang lebih besar akan melengkung. Perbedaan tegangan sepanjang permukaan lengkung berkorelasi dengan surface tention dan jari-jari kelengkungan.

  Molekul pada kontak muka air dan udara Molekul dalam air

  Gambar 2.4Surface tension pada muka air-udara. (a) interaksi antar molekul air- udara dan molekul dalam air. (b) tegangan dan surface tension pada dua dimensi permukaan (WW.Ng dkk, 2007 data diperoleh dari Fredlund dan Rahardjo, 1993)

Tabel 2.1 Surface tension pada berbagai temperature

  Temperature, t (

  C) Surface Tension, T s (Mn/M)

  75.7

  10

  74.2

Tabel 2.2 Lanjutan surface tension pada berbagai temperature

  Temperature, t (

  C) Surface Tension, T (Mn/M) _s

  20

  72.75

  25

  72

  30

  71.2

  40

  69.6

  50

  67.9

  60

  66.2

  70

  64.4

  80

  62.6 100

  58.8 Sumber : WW.Ng dkk, 2007