Pengaruh Penggunaan Abu-Batu Dari Mesin Stone Crusher Dan Curing Pada Bata Beton Ringan Type CLC (Cellular Lightweight Concrete) Chapter III V
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1
Umum
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah kajian eksperimental yang
dilakukan di :
1.
Laboratorium Beton Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara meliputi :
a.
Pemeriksaan Bahan
b.
Perendaman benda uji Curing tetap harus dilakukan mengingat
bata beton ringan meggunakan semen di mana berlaku prinsip
kekuatan beton mencapai 100% pada umur 28 hari.
c.
Pengujian kuat tekan bata beton ringan pada umur 3, 7, 14, 21
dan 28 hari. Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan
hubungan antara faktor umur bata beton ringan dengan kuat
tekan bata beton ringan.
d.
2.
Pengujian absorpsi bata beton ringan
Pabrikan bata beton ringan meliputi :
a.
Penyediaan bahan penyusun beton.
b.
Perencanaan campuran bata beton ringan (Mix Design).
c.
Pembuatan benda uji diagram alir dari proses pembuatan bata
beton ringan.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
3.2
Bahan Penyusun Beton Ringan
Bahan penyusun beton terdiri dari semen portland, agregat halus, foaming
agent dan air. Sering pula ditambah bahan campuran tambahan yang sangat bervariasi
untuk mendapatkan sifat-sifat beton ringan 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 yang dipakai untuk struktur harus mempunyai kualitas
tertentu yang telah ditetapkan agar dapat berfungsi secara efektif.
Sifat-sifat fisik semen yaitu :
1.
Kehalusan Butir
Kehalusan semen mempengaruhi waktu pengerasan pada semen.
Secara umum, semen berbutir halus meningkatkan kohesi pada beton segar
dan dapat mengurangi bleeding (kelebihan air yang bersama dengan semen
bergerak ke permukaan adukan beton segar), akan tetapi menambah
kecendrungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah
terjadinya retak susut.
2.
Waktu ikatan
Waktu ikatan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai satu
tahap dimana pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan. Waktu
tersebut terhitung sejak air tercampur dengan semen. Waktu dari
pencampuran
semen
dengan
air
sampai
saat
kehilangan
sifat
keplastisannya disebut waktu ikat awal, dan pada waktu sampai pastanya
menjadi massa yang keras disebut waktu ikat akhir. Pada semen portrland
biasanya batasan waktu ikaran semen adalah :
•
Waktu ikat awal > 60 menit.
•
Waktu ikat akhir > 480 menit.
Waktu ikatan awal yang cukup awal diperlukan untuk pekerjaan
beton,yaitu waktu transportasi, penuangan, pemadatan, dan perataan
permukaan.
Universitas Sumatera Utara
3.
Panas hidrasi
Silikat dan aluminat pada semen bereaksi dengan air menjadi
media perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Reaksi
membentuk media perekat ini disebut hidrasi.
4.
Pengembangan volume (lechathelier)
Pengembangan semen dapat menyebabkan kerusakan dari suatu
beon, karena itu pengembangan beton dibatasi sebesar ± 0,8 %. Akibat
perbesaran volume tersebut , ruang antar partikel terdesak dan akan timnul
retak – retak. Semen yang dipakai dalam penelitian ini adalah semen tipe I
yang diproduksi oleh PT. SEMEN PADANG dalam kemasan 1 sak 50 kg.
3.2.2 Agregat Halus
a. Tujuan Percobaan
Mengetahui tingkat kandungan bahan organik dalam agregat halus.
b.
Peralatan
1) Botol gelas tembus pandang dengan penutup karet kapasitas 350
ml.
2) Gelas ukur kapasitas 1000 ml.
3) Timbangan.
4) Mistar.
5) Standar warna Gardner.
6) Sendok pengaduk.
7) Sampel splitter
c.
Bahan
1) Pasir dan Bottom Ash kering oven lolos ayakan Ø 4,75 mm.
2) NaOH padat.
3) Air
d.
Prosedur Percobaan
1) Sediakan pasir secukupnya dengan menggunakan sampel splitter
sehingga terbagi seperempat bagian;
2) Sampel dimasukkan ke dalam botol gelas setinggi ± 3 cm dari
dasar botol;
Universitas Sumatera Utara
3) Sediakan larutan NaOH 3% dengan cara mencampur 12 gram
kristal NaOH kedalam 388 ml air menggunakan gelas ukur.
Aduk hingga kristal NaOH larut;
4) Masukkan larutan tersebut sampai tinggi larutan ± 2 cm dari
permukaan pasir (tinggi pasir + larutan = 5 cm);
5) Larutan diaduk menggunakan sendok pengaduk selama 7 menit;
6) Botol gelas ditutup rapat menggunakan penutup karet dan
diguncang-guncang pada arah mendatar selama 8 menit;
7) Campuran didiamkan selama 24 jam;
8) Bandingkan perubahan warna yang terjadi setelah 24 jam
dengan standar warna Gardner.
e.
Rumus/Standar
Pengelompokkan standar warna Gardner adalah sebagai berikut:
1) Standar warna no. 1: berwarna bening/jernih.
2) Standar warna no. 2: berwarna kuning muda.
3) Standar warna no. 3: berwarna kuning tua.
4) Standar warna no. 4: berwarna kuning kecoklatan.
5) 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.
f.
Hasil Percobaan
Warna material pasir adalah kuning muda (Standar no. 2)
Ukuran Lubang Ayakan (mm) Persentase Lolos Kumulatif (%)
9.5
100
4.75
95-100
2.36
80-100
1.18
50-85
Universitas Sumatera Utara
0.6
25-60
0.3
10-30
0.15
2-10
Tabel 3.1 Susunan Besar Butiran Agregat Halus (ASTM, 1991)
3.2.3 Air
Air merupakan salah satu bahan yang dibutuhkan untuk campuran beton untuk
mendukung reaksi kimia dengan semen. Air yang mengandung senyawa garam,
minyak, bahan-bahan kimia lainnya dapat mengubah sifat semen. Dalam pembuatan
bata beton ringan, air berfungsi untuk melunakkan campuran agar bersifat plastis, air
yang terlalu banyak akan menyebabakan banyaknya gelembung udara setelah proses
hidrasi selesai, sedangkan air yang terlalu sedikit akan menyebabkan tidak selesainya
proses hidrasi sehingga mengakibatkan penurunan kekuatan bata beton tersebut.
Dalam penelitian ini air yang dipakai adalah berasal dari PDAM Tirtanadi, di PT.
Solid House Indonesia.
3.2.4 Abu Batu
Abu batu yang digunakan dalam penelitian ini adalah Abu batu yang dihasilkan
dari pabrik AMP yang sudah melalui proses crushing pada mesin stone crusher,
dimana Abu Batu yang digunakan adalah Abu Batu yang lolos saringan No.200 dan
tertahan di pan. Abu Batu ini memiliki berat jenis sebesar 2666 kg/m3 ..
Prosesedur percobaan berat jenis (specific gravity)
No. Percobaan
I
II
No. Piknometer
1
2
A
Berat Piknometer (W1)
33,61
25,92
B
Berar Piknometer + Tanah (W2)
65,52
52,91
C
Berat Tanah (W2-W1)
28,91
26,99
D
Berat Piknometer+Tanah+Air (W3)
101,21
92,45
E
Berat
83,19
75,58
27
27
0,9995
0,9995
Piknometer+Air
sebelum
koreksi (W4)
F
Temprature (ToC)
G
Faktor koreksi
Universitas Sumatera Utara
H
Berat
Piknometer+Air
sebelum
83,15
75,54
Isi Tanah (W2-W1+W4-W3)
10,85
10,12
Berat jenis
2,6649
2,6670
koreksi (W4,)
I
Berat jenis rata rata
2,6660
Alasan penggunan abu batu yang lolos saringan No.200 untuk dapat
mengisisi atau menjadi filler pada bata beton ringan yang bertujuan dapat
meningkatkan mutu dari beton
3.2.5 Foaming Agent
Foaming Agent pada saaat dicampur dengan kalsium hidroksida yang ada di
dalam pasir dan air akan beraksi sehingga membentuk hidrogen. Gas hidrogen ini
membentuk gelembung-gelembung udara di dalam campuran beton tadi. Gelembunggelembung udara ini menjadikan volumenya menjadi dua kali lebih besar dari volume
semula. Di akhir proses pengembangan atau pembusaan, hidrogen akan terlepas ke
atmosfir dan langsung digantikan oleh udara. Ronggarongga tersebutlah yang
membuat bata beton menjadi ringan. Dalam pembuatan foam membutuhkan 28 ml
foam dalam 1 liter air
Proses pembuatan foaming agent adalah sebagai berikut:
1.
Persiapkan alat dan bahan.
2.
Timbang dan ukur air dan foam sesuai rencana.
3.
Masukan foam terlebih dahulu kedalam wadah.
4.
Masukan air kedalam wadah.
5.
Aduk menggunakan alat bor modifakasi selama 1 menit.
6.
Ambil foam kedalam gelas ukur dan timbang
7.
Hasil timbangan tersebut harus diantara 70-90 gram
8.
Jika belum proses pengadukan dilakukan kembali hingga didapat berat
jenis foam yang direncanakan
Universitas Sumatera Utara
3.3
Perencanaan Campuran Bata Beton Ringan
Sampai saat ini, tidak ada pengaturan mix design yang baku untuk proses
pembuatan bata beton ringan. Hal ini disebabkan densitas dari bata beton yang
dihasilkan sangat bergantung kepada foaming agent untuk menghasilkan pori-pori
pada bata beton ringan tersebut. Pada eksperimen ini, penulis membuat eksperimen
dengan mengacu kepada hasil eksperimen Kausal Kishore, seorang material engineers
yang berasal dari Jepang.
Berikut adalah hasil penelitiannya :
Perbandingan Semen : Pasir yang digunakan berkisar 1 : 1.9 hingga 1 : 2.2 dengan
FAS bervariasi dari 0.40, 0.45, 0.50, dan 0.55. Pada eksperimen ini, perbandingan
semen : pasir yang digunakan adalah 1 : 2 dengan FAS sebesar 0.55 dan densitas bata
beton ringan yang dihasilkan berkisar antara
METODE PENELITIAN
3.1
Umum
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah kajian eksperimental yang
dilakukan di :
1.
Laboratorium Beton Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara meliputi :
a.
Pemeriksaan Bahan
b.
Perendaman benda uji Curing tetap harus dilakukan mengingat
bata beton ringan meggunakan semen di mana berlaku prinsip
kekuatan beton mencapai 100% pada umur 28 hari.
c.
Pengujian kuat tekan bata beton ringan pada umur 3, 7, 14, 21
dan 28 hari. Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan
hubungan antara faktor umur bata beton ringan dengan kuat
tekan bata beton ringan.
d.
2.
Pengujian absorpsi bata beton ringan
Pabrikan bata beton ringan meliputi :
a.
Penyediaan bahan penyusun beton.
b.
Perencanaan campuran bata beton ringan (Mix Design).
c.
Pembuatan benda uji diagram alir dari proses pembuatan bata
beton ringan.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
3.2
Bahan Penyusun Beton Ringan
Bahan penyusun beton terdiri dari semen portland, agregat halus, foaming
agent dan air. Sering pula ditambah bahan campuran tambahan yang sangat bervariasi
untuk mendapatkan sifat-sifat beton ringan 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 yang dipakai untuk struktur harus mempunyai kualitas
tertentu yang telah ditetapkan agar dapat berfungsi secara efektif.
Sifat-sifat fisik semen yaitu :
1.
Kehalusan Butir
Kehalusan semen mempengaruhi waktu pengerasan pada semen.
Secara umum, semen berbutir halus meningkatkan kohesi pada beton segar
dan dapat mengurangi bleeding (kelebihan air yang bersama dengan semen
bergerak ke permukaan adukan beton segar), akan tetapi menambah
kecendrungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah
terjadinya retak susut.
2.
Waktu ikatan
Waktu ikatan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai satu
tahap dimana pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan. Waktu
tersebut terhitung sejak air tercampur dengan semen. Waktu dari
pencampuran
semen
dengan
air
sampai
saat
kehilangan
sifat
keplastisannya disebut waktu ikat awal, dan pada waktu sampai pastanya
menjadi massa yang keras disebut waktu ikat akhir. Pada semen portrland
biasanya batasan waktu ikaran semen adalah :
•
Waktu ikat awal > 60 menit.
•
Waktu ikat akhir > 480 menit.
Waktu ikatan awal yang cukup awal diperlukan untuk pekerjaan
beton,yaitu waktu transportasi, penuangan, pemadatan, dan perataan
permukaan.
Universitas Sumatera Utara
3.
Panas hidrasi
Silikat dan aluminat pada semen bereaksi dengan air menjadi
media perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Reaksi
membentuk media perekat ini disebut hidrasi.
4.
Pengembangan volume (lechathelier)
Pengembangan semen dapat menyebabkan kerusakan dari suatu
beon, karena itu pengembangan beton dibatasi sebesar ± 0,8 %. Akibat
perbesaran volume tersebut , ruang antar partikel terdesak dan akan timnul
retak – retak. Semen yang dipakai dalam penelitian ini adalah semen tipe I
yang diproduksi oleh PT. SEMEN PADANG dalam kemasan 1 sak 50 kg.
3.2.2 Agregat Halus
a. Tujuan Percobaan
Mengetahui tingkat kandungan bahan organik dalam agregat halus.
b.
Peralatan
1) Botol gelas tembus pandang dengan penutup karet kapasitas 350
ml.
2) Gelas ukur kapasitas 1000 ml.
3) Timbangan.
4) Mistar.
5) Standar warna Gardner.
6) Sendok pengaduk.
7) Sampel splitter
c.
Bahan
1) Pasir dan Bottom Ash kering oven lolos ayakan Ø 4,75 mm.
2) NaOH padat.
3) Air
d.
Prosedur Percobaan
1) Sediakan pasir secukupnya dengan menggunakan sampel splitter
sehingga terbagi seperempat bagian;
2) Sampel dimasukkan ke dalam botol gelas setinggi ± 3 cm dari
dasar botol;
Universitas Sumatera Utara
3) Sediakan larutan NaOH 3% dengan cara mencampur 12 gram
kristal NaOH kedalam 388 ml air menggunakan gelas ukur.
Aduk hingga kristal NaOH larut;
4) Masukkan larutan tersebut sampai tinggi larutan ± 2 cm dari
permukaan pasir (tinggi pasir + larutan = 5 cm);
5) Larutan diaduk menggunakan sendok pengaduk selama 7 menit;
6) Botol gelas ditutup rapat menggunakan penutup karet dan
diguncang-guncang pada arah mendatar selama 8 menit;
7) Campuran didiamkan selama 24 jam;
8) Bandingkan perubahan warna yang terjadi setelah 24 jam
dengan standar warna Gardner.
e.
Rumus/Standar
Pengelompokkan standar warna Gardner adalah sebagai berikut:
1) Standar warna no. 1: berwarna bening/jernih.
2) Standar warna no. 2: berwarna kuning muda.
3) Standar warna no. 3: berwarna kuning tua.
4) Standar warna no. 4: berwarna kuning kecoklatan.
5) 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.
f.
Hasil Percobaan
Warna material pasir adalah kuning muda (Standar no. 2)
Ukuran Lubang Ayakan (mm) Persentase Lolos Kumulatif (%)
9.5
100
4.75
95-100
2.36
80-100
1.18
50-85
Universitas Sumatera Utara
0.6
25-60
0.3
10-30
0.15
2-10
Tabel 3.1 Susunan Besar Butiran Agregat Halus (ASTM, 1991)
3.2.3 Air
Air merupakan salah satu bahan yang dibutuhkan untuk campuran beton untuk
mendukung reaksi kimia dengan semen. Air yang mengandung senyawa garam,
minyak, bahan-bahan kimia lainnya dapat mengubah sifat semen. Dalam pembuatan
bata beton ringan, air berfungsi untuk melunakkan campuran agar bersifat plastis, air
yang terlalu banyak akan menyebabakan banyaknya gelembung udara setelah proses
hidrasi selesai, sedangkan air yang terlalu sedikit akan menyebabkan tidak selesainya
proses hidrasi sehingga mengakibatkan penurunan kekuatan bata beton tersebut.
Dalam penelitian ini air yang dipakai adalah berasal dari PDAM Tirtanadi, di PT.
Solid House Indonesia.
3.2.4 Abu Batu
Abu batu yang digunakan dalam penelitian ini adalah Abu batu yang dihasilkan
dari pabrik AMP yang sudah melalui proses crushing pada mesin stone crusher,
dimana Abu Batu yang digunakan adalah Abu Batu yang lolos saringan No.200 dan
tertahan di pan. Abu Batu ini memiliki berat jenis sebesar 2666 kg/m3 ..
Prosesedur percobaan berat jenis (specific gravity)
No. Percobaan
I
II
No. Piknometer
1
2
A
Berat Piknometer (W1)
33,61
25,92
B
Berar Piknometer + Tanah (W2)
65,52
52,91
C
Berat Tanah (W2-W1)
28,91
26,99
D
Berat Piknometer+Tanah+Air (W3)
101,21
92,45
E
Berat
83,19
75,58
27
27
0,9995
0,9995
Piknometer+Air
sebelum
koreksi (W4)
F
Temprature (ToC)
G
Faktor koreksi
Universitas Sumatera Utara
H
Berat
Piknometer+Air
sebelum
83,15
75,54
Isi Tanah (W2-W1+W4-W3)
10,85
10,12
Berat jenis
2,6649
2,6670
koreksi (W4,)
I
Berat jenis rata rata
2,6660
Alasan penggunan abu batu yang lolos saringan No.200 untuk dapat
mengisisi atau menjadi filler pada bata beton ringan yang bertujuan dapat
meningkatkan mutu dari beton
3.2.5 Foaming Agent
Foaming Agent pada saaat dicampur dengan kalsium hidroksida yang ada di
dalam pasir dan air akan beraksi sehingga membentuk hidrogen. Gas hidrogen ini
membentuk gelembung-gelembung udara di dalam campuran beton tadi. Gelembunggelembung udara ini menjadikan volumenya menjadi dua kali lebih besar dari volume
semula. Di akhir proses pengembangan atau pembusaan, hidrogen akan terlepas ke
atmosfir dan langsung digantikan oleh udara. Ronggarongga tersebutlah yang
membuat bata beton menjadi ringan. Dalam pembuatan foam membutuhkan 28 ml
foam dalam 1 liter air
Proses pembuatan foaming agent adalah sebagai berikut:
1.
Persiapkan alat dan bahan.
2.
Timbang dan ukur air dan foam sesuai rencana.
3.
Masukan foam terlebih dahulu kedalam wadah.
4.
Masukan air kedalam wadah.
5.
Aduk menggunakan alat bor modifakasi selama 1 menit.
6.
Ambil foam kedalam gelas ukur dan timbang
7.
Hasil timbangan tersebut harus diantara 70-90 gram
8.
Jika belum proses pengadukan dilakukan kembali hingga didapat berat
jenis foam yang direncanakan
Universitas Sumatera Utara
3.3
Perencanaan Campuran Bata Beton Ringan
Sampai saat ini, tidak ada pengaturan mix design yang baku untuk proses
pembuatan bata beton ringan. Hal ini disebabkan densitas dari bata beton yang
dihasilkan sangat bergantung kepada foaming agent untuk menghasilkan pori-pori
pada bata beton ringan tersebut. Pada eksperimen ini, penulis membuat eksperimen
dengan mengacu kepada hasil eksperimen Kausal Kishore, seorang material engineers
yang berasal dari Jepang.
Berikut adalah hasil penelitiannya :
Perbandingan Semen : Pasir yang digunakan berkisar 1 : 1.9 hingga 1 : 2.2 dengan
FAS bervariasi dari 0.40, 0.45, 0.50, dan 0.55. Pada eksperimen ini, perbandingan
semen : pasir yang digunakan adalah 1 : 2 dengan FAS sebesar 0.55 dan densitas bata
beton ringan yang dihasilkan berkisar antara