Pemanfaatan Kalsinasi Kaolin ( Metakaolin ) Sebagai Substitusi Sebagian Semen Dengan Bahan Tambah Superplasticizer Terhadap Sifat Mekanik Beton Chapter III V

BAB 3
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 hari, 21 hari, 28 hari
g. Pengujian kuat lentur beton umur 28 hari

Tabel 3.1 Jumlah benda uji
Benda
Uji

Silinder

Balok

Pengujian

Kuat tekan,
Absorbsi,

Kuat lentur

Persentase Metakaolin

Hari ke

Total

0%

7,5%

12,5%

17,5%

7

3

3

3

3

21

3

3

3

3

28

3

3

3

3

28

2

2

2

2

36

8

Bagan Alir Penelitian

35
Universitas Sumatera Utara

Mulai

Identifikasi Masalah

Tinjauan Pustaka

Persiapan Bahan dan Alat

Pemeriksaan Bahan

Kerikil

Pasir

Semen

Metakaolin

1. Analisa ayakan Kerikil

1. Analisa ayakan Pasir

1. Berat Jenis

2. Kadar lumpur pasir

2. Clay lump pasir

2.

3. Bj dan absorbsi

3. Kadar lumpur pasir

4. Berat isi pasir

4. Bj dan absorbsi

Kandungan

Senyawa

Pozzolan

5. Berat isi pasir

Uji pendahuluan

Perencanaan campuran/ mix design (Fc = 30)

Pembuatan benda uji

Pengujian slump

Perawatan benda uji

Pengujian benda uji : Uji tekan(7 hari, 21 hari, 28 hari), uji
lentur (28 hari), absorbsi
Analisa data
36
Universitas Sumatera Utara

3.2

Bahan-bahan Penyusun Beton

Bahan penyusun beton terdiri dari semen portland, agregat halus, agregat

kasar, metakaolin, superplasticizer,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
Menurut SII 0013-1981, semen portland adalah semen hidraulis yang

dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikatsilikat kalsium yang bersifat hidraulis bersama bahan-bahan yang biasa
digunakan, yaitu gypsum.
Semen Portland yang dipakai untuk struktur harus mempunyai kualitas
tertentu yang telah ditetapkan agar dapat berfungsi secara efektif.
Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen jenis
OPC(Ordinary Portland Cement) atau Tipe I, yang diproduksi oleh PT.
LAFARGE CEMENT INDONESIA yaitu Semen Andalas dalam kemasan 1 zak
50 kg.

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 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

37
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) : 2,69
Pasir dapat dikategorikan pasir sedangPedoman.
FM =% Komulatif tertahan hingga ayakan 0.15 mm
100
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.

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 :

38
Universitas Sumatera Utara

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 kg/m3
Berat isi keadaan longgar

:1513,75 kg/m3

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 Jenis dan Absorbsi Pasir
a. Tujuan :
Untuk menetukan berat jenis (specific grafity) dan penyerapan air
(absorbsi) pasir.
b. Hasil pemeriksaan :


Berat jenis SSD

= 2,50



Berat jenis kering

= 2,45
39
Universitas Sumatera Utara



Berat jenis semu

= 2,58



Absorbsi

= 2,04 %

c. Pedoman :
Berat jenis SSD merupakan perbandingan antara berat pasir dalam
keadaan SSD dengan volume pasir dalam keadaan SSD. Keadaan SSD
(SaturatedSurface Dry) dimana permukaan pasir jenuh dengan uap air
sedangkandalamnya kering, keadaan pasir kering dimana pori-pori pasir
berisikan udara tanpa air dengan kandungan air sama dengan nol,
sedangkan keadaan semu 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 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

40
Universitas Sumatera Utara

a. Tujuan :
Untuk memeriksa penyebaran butiran (gradasi) dan menentukan nilai
modulus kehalusan(fineness modulus / FM) kerikil.
b. Hasil pemeriksaan : 6,78
5,5 < 6,78< 7,5 , memenuhi persyaratan.
c. Pedoman :
1. FM =% Komulatif tertahan hingga ayakan 0.15 mm
100
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%
c. Pedoman :
1. % keausan =

berat awal −berat akhir
berat awal

x 100%

2. Pada pengujian keausan dengan mesin pengaus Los Angeles,
persentase keausan tidak boleh lebih dari 50%.

41
Universitas Sumatera Utara

Pemeriksaan Berat Isi Batu Pecah
1. Tujuan :
Untuk memeriksaan berat isi (unit weight) agregat kasar dalam keadaan
padat dan longgar.
2. Hasil pemeriksaan :
Berat isi keadaan rojok / padat : 1565.58 kg/m3
Berat isi keadaan longgar

: 1457.24 kg/m3

3. 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.

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



Berat jenis kering : 2,54



Berat jenis semu : 2,60



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

42
Universitas Sumatera Utara

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
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

Metakaolin
Metakaolin adalah pozzolan yang terbentuk dari pembakaran mineral

kaolin yaitu salah satu jenis lempung yang sering digunakan untuk membuat
keramik. Metakaolin akan terbentuk secara sempurna pada kisaran suhu 700 0 8000C (RMC Group,1996).
Metakaolin yang dipakai dalam penelitian ini adalah kalsinasi kaolin yang
di peroleh dari Tambang Kaolin yang terdapat di kabupaten Belitung pada suhu
800oC . Dalam penelitian ini metakaolin digunakan sebagai subsitusi semen dalam
campuran beton.

Gambar 3.1 Kaolin yang dikalsinasi pada suhu 800oC.

43
Universitas Sumatera Utara

3.2.6

Master glenium ace 8590 ( superplastisizer tipe f ) “Water Reducing,

High Range Admixtures”
Master glenium ace 8590adalah superplasticiser berbasis polikarboksilat
eter (PCE) yang dikembangkan untuk pengembangan kekuatan awal yang tinggi
yang sesuai untuk pembuatan pracetak.Master glenium ace 8590 merupakan
produk baru dari BASF yang berfungsi sebagai water reducing (superplastisizer
type f ),dikembangkan diutamakan untuk industri beton dimana daya tahan
terhadap penurunan slump, mutu tinggi dan ketahanan pada saat cuaca panas
sangat diperlukan.Master glenium ace 8590 adalah campuran cair yang
ditambahkan ke beton selama proses mixing. Hasil terbaik diperoleh saat
campuran ditambahkan Setelah semua komponen lainnya sudah ada Mixer dan
setelah penambahan minimal 80% dari total air.Tingkat dosis yang dianjurkan
biasanya adalah 0,7 sampai 1,2 Liter per 100 kg pengikat.
Dalam mix design ini dosis penggunaan Master Glenium Ace 8590 adalah
1000 ml per 100 kg semen titous.

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 SNI 03-2834-2000.
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 proporsi 1m³ campuran beton
antara lain sebagai berikut :

44
Universitas Sumatera Utara

Tabel 3.2Proporsi campuran beton tiap variasi
Kadar

Metakaolin Superplasticizer

Semen

Pasir

Air

Kerikil

(kg)

(kg)

(kg)

(kg)

(kg)

(ml)

0%

348,6

768,5

133,1

1140,9

-

4647

7,5%

322,5

767,0

133,1

1138,7

26,1

4647

12,5%

305,0

766,0

133,1

1137,2

43,575

4647

17,5%

287,6

765,0

133,1

1135,7

61,005

4647

pergantian
semen

3.4

Penyediaan Bahan Penyusun Beton
Setelah dilakukan pemeriksaan karakteristik terhadap bahan pembuatan

beton seperti pasir, batu pecah, semen dan bahan tambahan yang akan digunakan
untuk mendapatkan mutu material yang baik sesuai dengan persyaratan yang ada,
maka penyediaan bahan penyusun beton adalah disaring, dicuci dan dijemur
hingga kering permukaan. Kemudiaan bahan tersebut disimpan dalam kotak dan
ditempatkan di ruangan tertutup, hal ini untuk menghindari pengaruh cuaca luar
yang dapat merusak bahan ataupun mengakibatkan perbedaan kualitas bahan.
Sehari sebelum dilakukan pengecoran benda uji bahan yang telah dipersiapkan
tersebut ditimbang berapa beratnya sesuai dengan variasi campuran yang ada dan
diletakkan dalam wadah yang terpisah untuk mempermudah pelaksanaan
pengecoran yang dilakukan.

3.5

Pembuatan Benda Uji
Pembuatan benda uji terdiri dari sebelas variasi campuran untuk

percobaan, yaitu campuran normal, campuran dengan subsitusi metakaolin
sebesar 7,5%; 12,5% dan 17,5% dari berat semen dengan penambahan Master
Glenium Ace 8590 sebanyak 1000 ml per 100 kg cementitous.

45
Universitas Sumatera Utara

Setelah semua bahan selesai disediakan, hidupkan mesin molen dan
masukkan campuran beton sembarang ke dalamnya yang berfungsi untuk
membasahi mesin tersebut supaya adukan beton yang sebenarnya tidak berkurang.
Setelah ± 30 detik, campuran tersebut di buang.
Untuk beton normal, langkah pertama masukkan agregat halus dan semen
selama ± 30 detik supaya agregat halus dan semen tercampur rata. Kemudian air
dimasukkan sebagian-sebagian ke dalam molen secara menyebar, hal ini
dilakukan supaya air tidak hanya tercampur di beberapa tempat dan menyebabkan
adukannya tidak rata (menggumpal). Selanjutnya masukkan batu pecah dan
biarkan mesin molen selama ± 1 menit sampai campuran beton benar-benar
tercampur secara merata dan homogen.
Adukan yang sudah tercampur merata, dituangkan ke dalam sebuah pan
besar yang tidak menyerap air, dan kemudian adukan diukur kekentalannya
dengan menggunakan metode slump test dari kerucut Abrams-Harder. Setelah
pengukuran nilai slump, campuran beton dimasukkan ke dalam cetakan silinder
yang berukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 dengan cara dibagi dalam tiga
tahapan, dimana masing-masing tahapan diisi 1/3 bagian dari cetakan silinder dan
lalu dipadatkan dengan menggunakan alat vibrator.
Setelah umur beton 24 jam, cetakan silinder dan balok dibuka dan mulai
dilakukan perawatan beton dengan cara direndam dalam bak perendaman sampai
pada masa yang direncanakan untuk melakukan pengujian.

3.6

Perawatan (Curing)Beton
Perawatan dilakukan sampai pada umur beton 7, 21, dan 28 hari.

Perawatan pada beton dilakukan dengan metode perawatan rendam (water
curing): direndam dalam bak perendaman Dilaksanakan berdasarkan SNI 032493-1991

(Metoda

Pembuatan

Dan Perawatan

Benda

Uji

Beton

di

Laboratorium).

46
Universitas Sumatera Utara

3.7

Penggunaan Master Glenium Ace

8590 ( superplastisizer tipe f )

“Water Reducing, High Range Admixtures”
Pada tugas akhir saya ini, dosis yang digunakan adalah 1000 ml per 100 kg
Cementitious. Adapun cara perhitungan dosis yang digunakan antara lain sebagai
berikut :

( Beton Normal )
Proporsi campuran 1 m3 (satuan kg ) :
S

:P

:A

:K

464,7 : 676.3 : 185.4 : 1014,5
Beton Normal ( 1000 ml/100kg.Cementitious )
Water reducer = 25% x 185.4 kg/m3 = 46.35 kg/m3
Maka air yang digunakan adalah 185.4 kg/m3 – 46.35 kg/m3 = 139.05 kg/m3
Perhitungan pemakaian jumlah semen
Water Cement Ratio (WCR) = Water (W) / Cement (C).
C

= W / WCR

C

= 139.05 kg/m3/0.40
= 347,6 kg/m3

Penggunaan Master Glenium ACE 8590
= 1000 ml/100 kg x 464,7 kg/m3 = 4647 ml/m3

Proporsi campuran 1 m3 (satuan kg ) :
S

:P

348.6

: 761,2 : 139.4 : 1141.8

3.8

:A

:K

Pengujian Sampel

Pengujian yang dilakukan adalah pengujian kuat tekan beton dan kuat lentur
beton.

47
Universitas Sumatera Utara

3.8.1

Uji Kuat Tekan Beton
Pengujian dilakukan pada umur beton 7, 21 dan 28 hari untuk tiap variasi

hari beton sebanyak 3 buah. Sehari sebelum pengujian sesui umur rencana,
silinder beton dikeluarkan dari bak perendaman. Sebelum dilakukan uji kuat
tekan, benda uji ditimbang beratnya. Pengujian kuat tekan beton dilakukan dengan
menggunakan mesin kompres elektrik berkapasitas 2000 KN.
Kekuatan tekan benda uji beton dihitung dengan rumus :
F’c =
Dimana : f’c = Kekuatan tekan (kg/cm2)
P = Beban tekan (kg)
A = Luas permukaan benda uji (cm2)

30 cm

15 cm
Gambar 3.2Uji Tekan Beton

Adapun tahap-tahap pengujian kuat tekan silinder beton adalah :
1. Keluarkan benda uji silinder yang akan diuji kekuatan tekannya dari bak
perendaman untuk tiap benda uji yang akan diuji kuat tekannya

48
Universitas Sumatera Utara

berdasarkan umur beton kemudian diamkan 1 hari agar benda uji berada
dalam kondisi kering saat pengujian.
2. Lelehkan mortar belerang dan letakkan kedalam cetakan pelapis.
3. Letakkan permukaan atas benda uji ke dalam cetakan pelapis secara tegak
lurusdan diamkan selama beberapa etik sampai mortar belerang mengeras
danmenempel pada permukaan atas benda uji. Lakukan pengapingan untuk
kedua sisi beton.
4. Timbang benda uji.
5. Letakkan benda uji pada mesin tekan compression machine secara centris.
6. Hidupkan mesin tekan dengan penambahan beban yang konstan.
7. Lakukan pembebanan sampai jarum penunjuk beban tidak naik lagi
danmenunjukkan bahwa beton tidak lagi memberi perlawanan terhadap
kuat tekanyang diberikan dan catat angka yang ditunjukkan jarum
penunjuk.

3.8.2

Pengujian Nilai Absorpsi Beton
Sebelum dilakukan pengujian nilai absorpsi beton, terlebih dahulu beton

ditimbang pada saat sebelum dan sesudah dilakukan perendaman selama 24
jam.Pengujian absorpsi berdasarkan dengan SNI 03-6433-2000 (Metode
Pengujian Kerapatan, Penyerapan, dan Rongga dalam Beton yang Telah
Mengeras).Perhitungan

nilai

absorpsi

beton

yang

sudah

dilakukan

perawatanselama waktu yang telah ditentukan dengan metode perawatan yang
berbeda adalah :
Absorpsi =

−

x 100%

Dimana : A = Berat Beton Dalam Keadaan Kering
B = Berat Beton Dalam Keadaan SSD

3.8.3

Pengujian Kuat Lentur Beton (Flexure Test)
Pengujian dilakukan pada beton umur 28 hari untuk tiap variasi

betonmasing-masing sebanyak 2 buah. Benda uji merupakan benda uji balok
denganukuran 15cm x 15cm x 60 cm. Sehari sebelum pengujian sesuai umur

49
Universitas Sumatera Utara

rencana,balok beton dikeluarkan dari bak perendaman dan dikeringkan kurang
lebih 24 jam.

15 cm
15 cm
60 cm

Gambar 3.3Uji Lentur Beton
Adapun tahap-tahap pengujian kuat lentur balok beton adalah
1. Keluarkan benda uji balok yang akan diuji kuat lenturnya dari bak
perendamankemudian diamkan 1 hari agar benda uji berada dalam kondisi
kering saatpengujian.
2. Timbang berat benda uji.
3. Buat garis penanda pada benda uji sebagai titik tumpuan masing-masing
7,5cm dari ujung balok.
4. Letakkan benda uji balok pada alat compression machine. Pastikan benda
ujibertumpu pada garis tumpuan yang telah disediakan dan sentris
terhadappembebanan.
5. Turunkan pembebanan sehingga menempel pada kedua permukaan benda
uji.
6. Secara perlahan beban diberikan dengan mengoperasikan tuas pompa
7. Pemompaan dilakukan dengan peningkatan pemompaan sedikit demi
sediki sampai benda uji patah.
8. Saat patah catat beban yang di berikan pada balok.
9. Kemudian ukur jarak patahan dari ujung balok, ambil sebanyak 4 titik.

50
Universitas Sumatera Utara

BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1

Nilai Slump
Nilai slump selalu dihubungkan dengan kemudahan pengerjaan beton

(workability). Slump test adalah pengujian paling sederhana dan yang paling
sering digunakan, karena kelecakan beton segar sering diidentikkan dengan
slumpnya.
Unsur-unsur yang mempengaruhi nilai slump antara lain:
1. Gradasi dan bentuk permukaan agregat
2. Faktor air semen
3. Volume udara pada adukan beton
4. Karakteristik semen
5. Bahan tambahan
Hasil pengujian nilai slump untuk beton dengan variasi metakaolindapat dilihat
dalam tabel 4.1.

Tabel 4.1 Nilai slump beton dengan variasi metakaolin
Variasi Substitusi Campuran

Nilai Slump

0%

18

7,5%

15

12,5%

13

17,5%

12

Tabel 4.1 dengan FAS yang sama yaitu 0,4 untuk setiap variasi dapat
diketahui bahwa semakin meningkatnya prosentase metakaolin dalam campuran
adukan beton maka nilai slump semakin rendah. Hal ini disebabkan adanya
penyerapan air oleh metakaolin sehingga mempengaruhi workabilitas adukan
beton segar.

51
Universitas Sumatera Utara

4.2

Kuat Tekan Silinder Beton
Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur 7, 21, dan 28 hari yang

dimaksudkan untuk mendapatkan gambaran perkembangan kekuatan tekan beton
dengan menggunakan bahan tambahan metakaolin dan hasilnya dibandingkan
dengan beton normal.

Tabel 4.2 Hasil kuat tekan beton tiap variasi untuk umur 7, 21 dan 28 hari

No

Keterangan

1

Beton Normal

2

Beton Normal

3

Umur

Berat

Beton

Uji

(Hari)

(kg)

Beban
Tekan
Aktual
(KN)

Luas
Penampang
(cm2)

Kuat
Tekan
Aktual
(Mpa)

12,711

420

176,625

23.8

12,732

410

176,625

23.2

Beton Normal

12,723

414

176,625

23.4

4

Beton Normal

12,614

540

176,625

30.6

5

Beton Normal

12,735

550

176,625

31.1

6

Beton Normal

12,644

550

176,625

31.1

7

Beton Normal

12,396

560

176,625

31.7

8

Beton Normal

12,617

570

176,625

32.3

9

Beton Normal

12,546

570

176,625

32.3

7

21

28

Kuat
Tekan
RataRata
(Mpa)

23.47724

30.9507

32.08304

52
Universitas Sumatera Utara

Kuat Tekan Beton (Mpa)

Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Normal
35.000

32.083

30.951

30.000
25.000

23.477

y = -3.170x2 + 16.98x + 9.662

20.000
15.000
10.000
5.000
0.000
7

21

28

Umur Beton (Hari)
Grafik 4.1 Grafik hasil pengujian kuat tekan beton normal

Grafik 4.1 menunjukkan bahwa pada umur beton 7, 21 dan 28 hari dengan
variasi normal, yaitu sebesar 23,477 Mpa, 30.951 Mpa dan 32,083 Mpa. Dari
grafik di atas dapat dilihat bahwa seiring umur beton bertambah, maka kuat tekan
beton juga meningkat.

Tabel 4.3 Hasil kuat tekan beton 7,5% metakaolin tiap variasi untuk umur 7, 21
dan 28 hari

No

Keterangan

1

Beton Metakaolin 7,5%

2

Beton Metakaolin 7,5%

3

Umur

Berat

Beton

Uji

(Hari)

(kg)

Beban
Tekan
Aktual
(KN)

Luas
Penampang
(cm2)

Kuat
Tekan
Aktual
(Mpa)

12,678

420

176,625

23.8

12,641

436

176,625

24.7

Beton Metakaolin 7,5%

12,697

428

176,625

24.2

4

Beton Metakaolin 7,5%

12,491

670

176,625

37.9

5

Beton Metakaolin 7,5%

12,693

540

176,625

30.6

6

Beton Metakaolin 7,5%

12,663

580

176,625

32.8

7

21

53
Universitas Sumatera Utara

Kuat
Tekan
RataRata
(Mpa)

24.23213

33.78155

7

Beton Metakaolin 7,5%

8

Beton Metakaolin 7,5%

9

Beton Metakaolin 7,5%

28

12,339

610

176,625

34.5

12,774

610

176,625

34.5

12,509

620

176,625

35.1

Kuat Tekan Beton (Mpa)

Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 7,5%
Metakaolin
40.000
35.000
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0.000

33.782
24.232

7

34.725

y = -4.302x2 + 22.45x + 6.076

21

Umur Beton (Hari)

28

Grafik 4.2Grafik hasil pengujian kuat tekan beton 7,5% metakaolin

Grafik 4.2 menunjukkan bahwa pada umur beton 7, 21 dan 28 hari dengan
variasi 7,5% metakaolin, yaitu sebesar 24,232 Mpa, 33.782 Mpa dan 34,725 Mpa.
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa seiring umur beton bertambah, maka kuat
tekan beton juga meningkat.

54
Universitas Sumatera Utara

34.72517

Tabel 4.4 Hasil kuat tekan beton 12,5% metakaolin tiap variasi untuk umur 7, 21
dan 28 hari

No

Keterangan

1

Beton Metakaolin 12,5%

2

Beton Metakaolin 12,5%

3

Umur

Berat

Beton

Uji

(Hari)

(kg)

Beban
Tekan
Aktual
(KN)

Luas
Penampang
(cm2)

Kuat
Tekan
Aktual
(Mpa)

12,692

466

176,625

26.4

13,431

470

176,625

26.6

Beton Metakaolin 12,5%

12,895

454

176,625

25.7

4

Beton Metakaolin 12,5%

12,795

780

176,625

44.2

5

Beton Metakaolin 12,5%

12,826

600

176,625

34.0

6

Beton Metakaolin 12,5%

12,644

750

176,625

42.5

7

Beton Metakaolin 12,5%

12,697

750

176,625

42.5

8

Beton Metakaolin 12,5%

12,935

730

176,625

41.3

9

Beton Metakaolin 12,5%

12,818

760

176,625

43.0

7

21

28

Kuat Tekan Beton (Mpa)

Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 12,5%
Metakaolin
50.000
40.000
30.000

42.274

40.198

26.233

y = -5.944x2 + 31.8x + 0.377

20.000

10.000
0.000
7

21

28

Umur Beton (Hari)

Grafik 4.3Grafik hasil pengujian kuat tekan beton 12,5% metakaolin

55
Universitas Sumatera Utara

Kuat
Tekan
RataRata
(Mpa)

26.2326

40.19816

42.27412

Grafik 4.3 menunjukkan bahwa pada umur beton 7, 21 dan 28 hari dengan
variasi 12,5% metakaolin, yaitu sebesar 26,233 Mpa, 40,198 Mpa dan 42,724
Mpa. Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa seiring umur beton bertambah, maka
kuat tekan beton juga meningkat.

Tabel 4.5 Hasil kuat tekan beton 17,5% metakaolin tiap variasi untuk umur 7, 21
dan 28 hari

No

Keterangan

1

Beton Metakaolin 17,5%

2

Beton Metakaolin 17,5%

3

Umur

Berat

Beton

Uji

(Hari)

(kg)

Beban
Tekan
Aktual
(KN)

Luas
Penampang
(cm2)

Kuat
Tekan
Aktual
(Mpa)

12,489

442

176,625

25.0

12,477

446

176,625

25.3

Beton Metakaolin 17,5%

12,502

454

176,625

25.7

4

Beton Metakaolin 17,5%

12,697

660

176,625

37.4

5

Beton Metakaolin 17,5%

12,692

660

176,625

37.4

6

Beton Metakaolin 17,5%

12,686

670

176,625

37.9

7

Beton Metakaolin 17,5%

12,512

680

176,625

38.5

8

Beton Metakaolin 17,5%

12,701

710

176,625

40.2

9

Beton Metakaolin 17,5%

12,791

700

176,625

39.6

7

21

28

56
Universitas Sumatera Utara

Kuat
Tekan
RataRata
(Mpa)

25.32751

37.55718

39.44448

Kuat Tekan Beton (Mpa)

Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 17,5%
Metakaolin
50.000

37.557

39.444

40.000
30.000

25.328
y = -5.171x2 + 27.74x + 2.755

20.000
10.000
0.000
7

21

28

Umur Beton (Hari)

Grafik 4.4Grafik hasil pengujian kuat tekan beton 17,5% metakaolin

Grafik 4.4 menunjukkan bahwa pada umur beton 7, 21 dan 28 hari dengan
variasi 17,5% metakaolin, yaitu sebesar 25,328 Mpa, 37,557 Mpa dan 39,444
Mpa. Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa seiring umur beton bertambah, maka
kuat tekan beton juga meningkat.

Dari kedua hasil kuat tekan benda uji beton normal dan benda uji beton campuran
metakaolin terhadap umur pengujian, maka kedua hasil pengujian kuat tekan
dapat di bandingkan melalui Grafik sebagai berikut

57
Universitas Sumatera Utara

Pengaruh Penambahan Metakaolin terhadap Nilai Kuat
Tekan Beton

Kuat Tekan Beton (Mpa)

45

40.20
37.56
33.78
30.95

40
35

30
25

42.27
39.44
34.73
32.08

26.23
25.33
24.23
23.48
0%

20

7,5%

15

12,5%

10

17,5%

5 0
0
7

21

28

Umur Beton (Hari)
Grafik 4.5Grafik hasil pengujian kuat tekan beton terhadap penambahan
metakaolin

Grafik 4.5 menunjukkan bahwa pada umur beton 7,21 dan 28 hari dengan
variasi penambahan metakaolin dengan persentase 12,5% merupakan kuat tekan
tertinggi, yaitu sebesar

26,23Mpa, 40,2. Mpa dan 42.27 Mpa, atau sebesar

11.74% , 29.87%, dan 31,76% lebih besar dari kuat tekan beton normal. Dari
grafik di atas dapat dilihat bahwa penambahan metakaolin dapat meningkatkan
kuat tekan beton.
Meningkatnya kuat tekan beton disebabkan oleh hasil hidrasi semen yang
menghasilkan senyawa CH ( Kalsium Hidroksida ), apabila bereaksi dengan SiO 2
( silika ) amorf pada metakaolin menghasilkan C-S-H ( Gel Kalsium Silikat Hidrat
) pada beton semakin banyak pada penambahan kadar mineral metakaolin dan
tidak melewati batas maksimum sehingga kelekatan antara agregat dan pasta
semen semakin kuat.

58
Universitas Sumatera Utara

4.3

Pengujian Absorpsi Beton
Pengujian absorpsi beton dilakukan pada umur beton 7, 21 dan 28 hari

yang dimaksudkan untuk mendapatkan nilai absorpsi beton yang diuji dengan
metode perawatan yaitu perawatan rendam (water curing). Hasil pengujian
absorpsi beton pada umur beton 7, 21, dan 28 hari dengan atau tanpa metakaolin
sebagai substitusi semen ditunjukan pada tabel 4.6

.Tabel 4.6 Hasil absorpsi beton normal tiap variasi untuk umur 7, 21 dan 28 hari

No

Keterangan

Umur

Berat

Berat

Beton

SSD

Kering

(Hari)

(gr)

(gr)

12773

12711

0.488

12799

12732

0.526

Absorpsi
(%)

1

Beton Normal

2

Beton Normal

3

Beton Normal

12789

12723

0.519

4

Beton Normal

12673

12614

0.468

5

Beton Normal

12786

12735

0.400

6

Beton Normal

12696

12644

0.411

7

Beton Normal

12439

12396

0.347

8

Beton Normal

12659

12617

0.333

9

Beton Normal

12586

12546

0.319

7

21

28

Rata-Rata
Absorpsi
(%)

0.511

0.426

0.333

Hasil Pengujian Absorpsi Beton Normal

Absorpsi (%)

0.600

0.511
0.426

0.500

0.333

0.400
y = -0.004x2 - 0.070x + 0.586

0.300
0.200

0.100
0.000
7

21

28

Umur Beton (Hari)
Grafik 4.6Grafik hasil pengujian absorpsi beton normal
59
Universitas Sumatera Utara

Grafik 4.6 menunjukkan bahwa pada umur beton 7, 21 dan 28 hari dengan
variasi 0% metakaolin, yaitu sebesar 0,511% , 0,426% , dan 0,333%. Dari grafik
di atas dapat dilihat bahwa seiring umur beton bertambah, maka absorpsi beton
juga mengecil.

Tabel 4.7 Hasil absorpsi beton 7,5% metakaolin tiap variasi untuk umur 7, 21 dan
28 hari

No

Keterangan

Umur

Berat

Berat

Beton

SSD

Kering

(Hari)

(gr)

(gr)

12745

12678

0.528

12707

12641

0.522

Absorpsi
(%)

1

Beton Metakaolin 7,5%

2

Beton Metakaolin 7,5%

3

Beton Metakaolin 7,5%

12764

12697

0.528

4

Beton Metakaolin 7,5%

12544

12491

0.424

5

Beton Metakaolin 7,5%

12748

12693

0.433

6

Beton Metakaolin 7,5%

12716

12663

0.419

7

Beton Metakaolin 7,5%

12375

12339

0.292

8

Beton Metakaolin 7,5%

12811

12774

0.290

9

Beton Metakaolin 7,5%

12544

12509

0.280

7

21

28

Rata-Rata
Absorpsi
(%)

0.526

0.425

0.287

Hasil Pengujian Absorpsi Beton 7,5%
Metakaolin

Absorpsi (%)

0.600

0.526
0.425

0.500
0.400

0.287

0.300

y = -0.018x2 - 0.044x + 0.589

0.200
0.100
0.000

7

21

28

Umur Beton (Hari)
Grafik 4.7Grafik hasil pengujian absorpsi beton 7,5% metakaolin

60
Universitas Sumatera Utara

Grafik 4.7 menunjukkan bahwa pada umur beton 7, 21 dan 28 hari dengan
variasi 7,5% metakaolin, yaitu sebesar 0,526% , 0,425% , dan 0,287%. Dari
grafik di atas dapat dilihat bahwa seiring umur beton bertambah, maka absorpsi
beton juga mengecil.

Tabel 4.8 Hasil absorpsi beton 12,5% metakaolin tiap variasi untuk umur 7, 21
dan 28 hari

No

Keterangan

Umur

Berat

Berat

Beton

SSD

Kering

(Hari)

(gr)

(gr)

12759

12692

0.528

13498

13431

0.521

Beton Metakaolin 12,5%

2

Beton Metakaolin 12,5%

3

Beton Metakaolin 12,5%

12955

12895

0.543

4

Beton Metakaolin 12,5%

12844

12795

0.383

5

Beton Metakaolin 12,5%

12876

12826

0.390

6

Beton Metakaolin 12,5%

12696

12644

0.411

7

Beton Metakaolin 12,5%

12742

12697

0.354

8

Beton Metakaolin 12,5%

12975

12935

0.309

9

Beton Metakaolin 12,5%

12856

12818

0.296

21

28

Absorpsi

(%)

1

7

Rata-Rata

Absorpsi

(%)

0.531

0.395

0.320

Hasil Pengujian Absorpsi Beton 12,5% Metakaolin

Absorpsi (%)

0.600

0.531

0.500

0.395

0.400

0.320

0.300

y = 0.030x2 - 0.228x + 0.728

0.200
0.100
0.000

7

21

28

Umur Beton (Hari)
Grafik 4.8Grafik hasil pengujian absorpsi beton 12,5% metakaolin

61
Universitas Sumatera Utara

Grafik 4.8 menunjukkan bahwa pada umur beton 7, 21 dan 28 hari dengan
variasi 12,5% metakaolin, yaitu sebesar 0,497% , 0,395% , dan 0,320%. Dari
grafik di atas dapat dilihat bahwa seiring umur beton bertambah, maka absorpsi
beton juga mengecil.

Tabel 4.9 Hasil absorpsi beton 17,5% metakaolin tiap variasi untuk umur 7, 21
dan 28 hari

No

Keterangan

Umur

Berat

Berat

Beton

SSD

Kering

(Hari)

(gr)

(gr)

12573

12489

0.544

12561

12477

0.544

Absorpsi
(%)

Beton Metakaolin 17,5%

2

Beton Metakaolin 17,5%

3

Beton Metakaolin 17,5%

12587

12502

0.551

4

Beton Metakaolin 17,5%

12750

12697

0.417

5

Beton Metakaolin 17,5%

12744

12692

0.410

6

Beton Metakaolin 17,5%

12739

12686

0.418

7

Beton Metakaolin 17,5%

12547

12512

0.280

8

Beton Metakaolin 17,5%

12745

12701

0.346

9

Beton Metakaolin 17,5%

12827

12791

0.281

21

28

Absorpsi
(%)

1

7

Rata-Rata

0.546

0.415

0.303

Hasil Pengujian Absorpsi Beton 12,5%
Metakaolin

Absorpsi (%)

0.600

0.546

0.415

0.500
0.400

0.303

0.300
y = 0.009x2 - 0.16x + 0.696

0.200
0.100
0.000

7

21

28

Umur Beton (Hari)
Grafik 4.9Grafik hasil pengujian absorpsi beton 17,5% metakaolin

62
Universitas Sumatera Utara

Grafik 4.9 menunjukkan bahwa pada umur beton 7, 21 dan 28 hari dengan
variasi 12,5% metakaolin, yaitu sebesar 0,675% , 0,415% , dan 0,356%. Dari
grafik di atas dapat dilihat bahwa seiring umur beton bertambah, maka absorpsi
beton juga mengecil.

Pengaruh Penambahan Metakaolin terhadap Nilai Absorpsi
Beton
0.600

0.546
0.531
0.526
0.511

0.500

Absorpsi (%)

0.426
0.425
0.415
0.395
0.400

0.333
0.320
0.303
0.287

0.300

0% 0
7,5% 0
12,5% 0

0.200

17,5% 0

0.100

0.000
7

21

28

Umur Beton (Hari)
Grafik 4.10Grafik hasil pengujian absorpsi beton terhadap penambahan
metakaolin

Grafik 4.10 menunjukkan bahwa pada umur beton 7 hari absorpsi
mengalami penigkatan tiap penambahan metakaolin, untuk nilai absorbsi terendah
pada variasi normal sedangkan absorpsi tertinggi didapat pada variasi 17,5%.
Pada umur beton 21 hari absorpsi mengalami penurunan tiap penambahan
metakaolin, untuk nilai absorpsi terendah didapat pada variasi 12,5% , 17,5% ,
dan 7,5% sedangkan absorpsi tertinggi didapat pada variasi normal.
Pada umur beton 28 hari absorpsi mengalami penurunan tiap penambahan
metakaolin, untuk nilai absorpsi terendah didapat pada variasi 7,5% , 17,5% , dan
12,5% sedangkan absorpsi tertinggi didapat pada variasi normal.

63
Universitas Sumatera Utara

Meningkatnya absorpsi beton pada umur 7 hari disebabkan karena reaksi
pozzolan pada beton berlangsung lambat sehingga absorbsi metakaolin pada beton
masih berlangsung.
Menurunnya absorbs beton pada umur 21 dan 28 hari karena mineral
metakaolin berfungsi sebagai filler yang ukuran butirannya lebih halus dari semen
sehingga beton lebih padat.
4.5

Kuat Lentur (Flexure)
Pengujian kuat lentur beton dilakukan pada umur 28 hari yang

dimaksudkan untuk mendapatkan gambaran perkembangan kekuatan lentur beton
dengan menggunakan bahan tambahan metakaolin dan hasilnya dibandingkan
dengan beton normal. dimana benda uji berbentuk balok berdimensi 15 cm x 15
cm x 60 cm melalui proses pembuatan dan perawatan yang dilaksanakan di
Laboratorium Beton USU.

Tabel 4.10 Hasil kuat lentur balok beton dengan dan tanpa metakaolin pada umur
28 hari
Umur
No

Benda Uji

Beton (28
hari)

Berat Uji
(kg)

Beban Tarik

Modulus

Modulus

Aktual

Patahan

Patahan Rata-

2

Rata (kg/cm2)

(KN)

(kg/cm )

1

Beton Normal

28

32.2

41

74.325

2

Beton Normal

28

31.9

40.1

72.693

3

Beton 7,5% M

28

32

49

88.827

4

Beton 7,5% M

28

32.4

50.1

90.821

5

Beton 12,5% M

28

33

55.2

100.067

6

Beton 12,5% M

28

33

55.5

100.610

7

Beton 17,5% M

28

32,4

52

94.266

8

Beton 17,5% M

28

32

52.2

94.628

73.509

89.824

100.338

94.447

64
Universitas Sumatera Utara

Kuat Lentur Beton (kg/cm2)

Hasil Pengujian Kuat Lentur Beton Variasi
Metakaolin
120

100.338
89.824

100
80

94.447

73.509
y = -11.75x2 + 92.11x - 75.39

60
40
20 0
0
BN

BM 7,5%

BM 12,5%

BM 17,5%

Variasi Beton

Grafik 4.11Grafik hasil pengujian kuat lentur balok beton terhadap
penambahan metakaolin
Grafik 4.6 menunjukkan bahwa pada umur balok beton 28 hari dengan
variasi penambahan metakaolin dengan persentase 12,5% merupakan Modulus
Patahan tertinggi, yaitu sebesar 98,4 kg/cm 2, atau sebesar 36,5% lebih besar
modulus patahan balok beton normal. Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa
penambahan metakaolin dapat meningkatkan kekuatan lentur balok beton.
Meningkatnya kuat lentur beton disebabkan oleh hasil hidrasi semen yang
menghasilkan senyawa CH ( Kalsium Hidroksida ), apabila bereaksi dengan SiO 2
( silika ) amorf pada metakaolin menghasilkan C-S-H ( Gel Kalsium Silikat Hidrat
) pada beton semakin banyak pada penambahan kadar mineral metakaolin dan
tidak melewati batas maksimum sehingga kelekatan antara agregat dan pasta
semen semakin kuat.

65
Universitas Sumatera Utara

Perhitungan Momen Lentur Beton Normal dan Beton Metakaolin
 Beton Normal 1


Berat benda uji (w) = 32,2 kg



Panjang benda uji (l) = 60 cm



Berat Benda uji persatuan panjang (



Beban tekan yang diberi ( ) = 41 kN = 4100 kg



Berat masing masing pembebanan (



Reaksi-reaksi perletakan
1

1)

1,

=� =
2) =

32,2

= 0,536 kg/cm

60

4100
2

= 2050 kg

1

Ra = Rb = 2Q1 + P
2
1

=2 [ (0,536 x 60) + (4100) ]
= 2066,08 kg
Jarak patahan rata-rata, ̅ = 23,85 cm
Tarikan pada 2 titik, yaitu =

 Daerah patahan ( pada ̅ = 23,85 cm )

 Daerah Mmax ( pada ̅ = 30,0 cm ).
Tegangan Tarik Lentur =
� =�=1
2

Dimana:

ℎ3

� = Tegangan tarik lentur

M = Momen yang terjadi
b = Lebar balok
h = Tinggi balok
w = Momen tahanan

Momen pada patahan


Nilai momenpada titik patahan
1

= ( ̅ − ,5 − 2 ( )2−
= 2066,08

( ̅−

1

, 5 − ,5 − 2 (23,85)2−

= 25735,6 kgcm

, 5−

66
Universitas Sumatera Utara

 Beton Normal 2


Berat benda uji (w) = 31,9 kg



Panjang benda uji (l) = 60 cm



Berat Benda uji persatuan panjang (



Beban tekan yang diberi ( ) = 40,1 kN = 4010 kg



Berat masing masing pembebanan (



Reaksi-reaksi perletakan
1

1)

= =

31,9

�

1,

2) =

60

4010
2

= 0,532 kg/cm

= 2005 kg

1

Ra = Rb = 2Q1 + 2P
1

=2 [ (0,532 x 60) + (4010) ]
= 2020,95 kg
Jarak patahan rata-rata, ̅ = 23,825 cm

Tarikan pada 2 titik, yaitu =

 Daerah patahan ( pada ̅ = 23,825 cm )

 Daerah Mmax ( pada ̅ = 30,0 cm ).
Tegangan Tarik Lentur =
� =�=1
2

Dimana:

ℎ3

� = Tegangan tarik lentur

M = Momen yang terjadi
b = Lebar balok
h = Tinggi balok
w = Momen tahanan

Momen pada patahan


Nilai momenpada titik patahan
1

= ( ̅ − ,5 − 2 ( )2−

= 2020,95(23,825 −

−20)

( ̅−

,5 −

1
2

(23,825)2−

(23,825

= 25172 kgcm

67
Universitas Sumatera Utara

 Beton 7,5% metakaolin 1


Berat benda uji (w) = 32 kg



Panjang benda uji (l) = 60 cm



Berat Benda uji persatuan panjang (



Beban tekan yang diberi ( ) = 49 kN = 4900 kg



Berat masing masing pembebanan (



Reaksi-reaksi perletakan
1

1)

1,

32

= � = 60 = 0,533 kg/cm
2) =

4900
2

= 2450 kg

1

Ra = Rb = 2Q1 + P
2
1

=2 [ (0,533 x 60) + (2450) ]
= 2466 kg
Jarak patahan rata-rata, ̅ = 29,925 cm
Tarikan pada 2 titik, yaitu =

 Daerah patahan ( pada ̅ = 29,925 cm )

 Daerah Mmax ( pada ̅ = 30,0 cm ).
Tegangan Tarik Lentur =
� =�=1
2

Dimana:

ℎ3

� = Tegangan tarik lentur

M = Momen yang terjadi
b = Lebar balok
h = Tinggi balok
w = Momen tahanan

Momen pada patahan


Nilai momenpada titik patahan
1

= ( ̅ − ,5 − 2 ( )2−

( ̅−
1

= 2466(2992 5 − ,5 − 2 (29,925)2−

= 30745 kgcm

(29,925 −

68
Universitas Sumatera Utara

 Beton 7,5% Metakaolin 2


Berat benda uji (w) = 32,4 kg



Panjang benda uji (l) = 60 cm



Berat Benda uji persatuan panjang (



Beban tekan yang diberi ( ) = 50,1 kN = 5010 kg



Berat masing masing pembebanan (



Reaksi-reaksi perletakan

1)

1,

=� =
2) =

32,4
60

5010
2

= 0,54 kg/cm

= 2505 kg

1

1

Ra = Rb = Q1 + 2P
2

1

=2 [ (0,54 x 60) + (5010) ]
= 2521,2 kg
Jarak patahan rata-rata, ̅ = 28,95 cm
Tarikan pada 2 titik, yaitu =

 Daerah patahan ( pada ̅ = 28,95 cm )

 Daerah Mmax ( pada ̅ = 30,0 cm ).
Tegangan Tarik Lentur =
� =�=1
2

Dimana:

ℎ3

� = Tegangan tarik lentur

M = Momen yang terjadi
b = Lebar balok
h = Tinggi balok
w = Momen tahanan

Momen pada patahan


Nilai momenpada titik patahan
1

= ( ̅ − ,5 − 2 ( )2−

( ̅−
1

= 2521,1(28,95 − ,5 − 2 (28,95)2−

= 31433,7 kgcm

(28,95 −

69
Universitas Sumatera Utara

 Beton 12,5% Metakaolin 1


Berat benda uji (w) = 33 kg



Panjang benda uji (l) = 60 cm



Berat Benda uji persatuan panjang (



Beban tekan yang diberi ( ) = 55,2 kN = 5520 kg



Berat masing masing pembebanan (



Reaksi-reaksi perletakan

33

1)

= � = 60 = 0,55 kg/cm

1,

2) =

5520
2

= 2760 kg

1

1

Ra = Rb = Q1 + 2P
2

1

=2 [ (0,55 x 60) + (5520) ]
= 2766,5 kg
Jarak patahan rata-rata, ̅ = 23,475 cm
Tarikan pada 2 titik, yaitu =

 Daerah patahan ( pada ̅ = 23,475 cm )

 Daerah Mmax ( pada ̅ = 30,0 cm ).
Tegangan Tarik Lentur =
� =�=1
2

Dimana:

ℎ3

� = Tegangan tarik lentur

M = Momen yang terjadi
b = Lebar balok
h = Tinggi balok
w = Momen tahanan

Momen pada patahan


Nilai momenpada titik patahan
1

= ( ̅ − ,5 − 2 ( )2−

= 2766,5(23,475 −

−20)

( ̅−

,5 −

1
2

(23,475)2−

(23,475

70
Universitas Sumatera Utara

= 34612 kgcm
 Beton 12,5% Metakaolin 2


Berat benda uji (w) = 33 kg



Panjang benda uji (l) = 60 cm



Berat Benda uji persatuan panjang (



Beban tekan yang diberi ( ) = 55,5 kN = 5550 kg



Berat masing masing pembebanan (



Reaksi-reaksi perletakan

1)

1,

33

= � = 60 = 0,55 kg/cm
2) =

5550
2

= 2775 kg

1

1

Ra = Rb = 2Q1 + 2P
1

= [ (0,55 x 60) + (5550) ]
2

= 2791,5 kg
Jarak patahan rata-rata, ̅ = 25,475 cm
Tarikan pada 2 titik, yaitu =

 Daerah patahan ( pada ̅ = 25,475 cm )

 Daerah Mmax ( pada ̅ = 30,0 cm ).
Tegangan Tarik Lentur =
� =�=1
2

Dimana:

ℎ3

� = Tegangan tarik lentur

M = Momen yang terjadi
b = Lebar balok
h = Tinggi balok
w = Momen tahanan

Momen pada patahan


Nilai momenpada titik patahan
1

= ( ̅ − ,5 − 2 ( )2−

( ̅−

71
Universitas Sumatera Utara

= 2791,5(25,475 −

−20)

,5 −

1

(25,475)2−

2

(23,475

= 34805,6 kgcm
 Beton 17,5% Metakaolin 1


Berat benda uji (w) = 32,4 kg



Panjang benda uji (l) = 60 cm



Berat Benda uji persatuan panjang (



Beban tekan yang diberi ( ) = 52 kN = 5200 kg



Berat masing masing pembebanan (



Reaksi-reaksi perletakan

1)

=� =

1,

2) =

32,4
60

5200
2

= 0,54 kg/cm

= 2600 kg

1

1

Ra = Rb = 2Q1 + 2P
1

=2 [ (0,54 x 60) + (5200) ]
= 2616,2 kg
Jarak patahan rata-rata, ̅ = 25,75 cm
Tarikan pada 2 titik, yaitu =

 Daerah patahan ( pada ̅ = 25,75 cm )

 Daerah Mmax ( pada ̅ = 30,0 cm ).
Tegangan Tarik Lentur =
� =�=1
2

Dimana:

ℎ3

� = Tegangan tarik lentur

M = Momen yang terjadi
b = Lebar balok
h = Tinggi balok
w = Momen tahanan

Momen pada patahan


Nilai momen pada titik patahan

72
Universitas Sumatera Utara

1

= ( ̅ − ,5 − 2 ( )2−

( ̅−
1

= 2616,2(25,75 − ,5 − 2 (25,75)2−

(25,75 −

= 32616,6 kgcm
 Beton 17,5% Metakaolin 2


Berat benda uji (w) = 32 kg



Panjang benda uji (l) = 60 cm



Berat Benda uji persatuan panjang (



Beban tekan yang diberi ( ) = 52,2 kN = 5220 kg



Berat masing masing pembebanan (



Reaksi-reaksi perletakan
1

1)

1,

32

= � = 60 = 0,53 kg/cm
2) =

5220
2

= 2600 kg

1

Ra = Rb = 2Q1 + 2P
1

=2 [ (0,54 x 60) + (5220) ]
= 2626 kg
Jarak patahan rata-rata, ̅ = 24,2 cm
Tarikan pada 2 titik, yaitu =

 Daerah patahan ( pada ̅ = 24,2 cm )

 Daerah Mmax ( pada ̅ = 30,0 cm ).
Tegangan Tarik Lentur =
� =�=1
2

Dimana:

ℎ3

� = Tegangan tarik lentur

M = Momen yang terjadi
b = Lebar balok
h = Tinggi balok
w = Momen tahanan

Momen pada patahan


Nilai momenpada titik patahan

73
Universitas Sumatera Utara

1

= ( ̅ − ,5 − 2 ( )2−

( ̅−

1

= 2626(24,2 − ,5 − 2 (24,2)2−

= 32736 kgcm

(24,2 −

Tabel 4.11 Momen Lentur Beton Normal dan Beton Metakaolin

No

Benda Uji

Momen Maksimum

Momen Maksimum

(kgcm)

Rata-Rata (kgcm)

1

Beton Normal 1

25735,6

2

Beton Normal 2

25172

3

Beton 7,5% M. 1

30745

4

Beton 7,5% M. 2

31433,7

5

Beton 12,5% M. 1

34612

6

Beton 12,5% M. 2

34805,6

7

Beton 17,5% M. 1

32616,6

8

Beton 17,5% M. 2

32736

25453,8

31089,35

34708,8

32676,3

Tabel 4.11 menunjukkan bahwa pada umur balok beton 28 hari dengan
variasi penambahan metakaolin dengan persentase 12,5% merupakan Momen
Maksimum tertinggi, yaitu sebesar 34708,8 kgcm 2, atau sebesar 36,35% lebih
besar modulus patahan balok beton normal. Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa
penambahan metakaolin dapat meningkatkan kekuatan lentur balok beton.

BAB 5
74
Universitas Sumatera Utara

KESIMPULAN DAN SARAN
5.1

Kesimpulan
Dari hasil penelitian, analisa, dan pembahasan yang sudah dilaksanakan

dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Dari hasil uji nilai slump, beton yang mengandung metakaolin memiliki
workability yang lebih rendah dibanding beton tanpa metakaolin.
2. Penggunaan metakaolin pada campuran beton dengan menggantikan 7,5%,
12,5% dan 17,5% semen dari volume beton meningkatkan nilai kuat tekan
beton sebesar 8,23%, 33,16%, dan 22,94% pada umur 28 hari menjadi
34,725 MPa, 42,724 MPa dan 39,444 MPa dari nilai beton normal.
3. Dari hasil uji absorpsi, beton yang mengandung metakaolin memiliki
absorpsi yang lebih tinggi dibanding beton dengan tanpa metakaolin pada
umur 7 hari. Pada umur 21 dan 28 hari beton yang mengandung
metakaolin memilki absoprsi yang lebih rendah dibanding beton tanpa
metakaolin, absorpsi terendah pada variasi 12,5% , 17,5% dan 7,5%.
4. Penggunaan metakaolin pada campuran beton dengan menggantikan 7,5%,
12,5% dan 17,5% semen dari volume beton meningkatkan nilai kuat lentur
beton sebesar 22,19%, 36,49%, dan 28,48% pada umur 28 hari menjadi
89,824 kg/cm2, 100,338 kg/cm2, dan 94,447 kg/cm2 dari nilai beton
normal.
5. Momen Lentur tertinggi didapat dari variasi 12,5% metakaolin yaitu
34708,8 kgcm. Sedangkan yang terendah pada variasi 0% metakaolin yaitu
25453,8 kgcm. Sehingga dapat disimpulkan momen lentur dengan
metakaolin lebih tinggi dibanding dengan tanpa metakaolin.

5.2

Saran
Untuk lebih memperdalam kajian dari penelitian yang sudah dilakukan,

maka perlu dilakukan penelitian lanjutan yang merupakan pengembangan tema
maupun metodologi. Berdasarkan pada penelitian yang telah dilakukan diberikan
saran saran yang bertujuan untuk pengembangan penelitian lebih lanjut.:

75
Universitas Sumatera Utara

1. Perlu diadakan penelitian dengan menggunakan metakaolin dari hasil
kalsinasikaolin yang berasal dari daerah lain, sehingga dapat dibandingkan
untukmencari metakaolin yang paling baik.
2. Perlu diadakan penelitian dengan menggunakan metakaolin pada suhu
kalsinasi yang berbeda sehingga dapat dibandingkan suhu mana yang
paling baik.

76
Universitas Sumatera Utara