PENGARUH PERBEDAAN SUMBER FLY ASH TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK HIGH VOLUME FLY ASH Pengaruh Perbedaan Sumber Fly Ash Terhadap Karakteristik Mekanik High Volume Fly Ash Concrete.
PENGARUH PERBEDAAN SUMBER FLY ASH TERHADAP
KARAKTERISTIK MEKANIK HIGH VOLUME FLY ASH
CONCRETE
NASKAH PUBLIKASI
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat S1 TeknikSipil
diajukanoleh :
SITI KHOLISHOH
NIM :D 100 100 062
kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
PENGARUH PERBEDAAN SUMBER FLY ASH TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK
HIGH VOLUME FLY ASH CONCRETE
Siti Kholishoh (D100 100 062)1)
Jurusan Teknik Sipil FT Universitas Muhammadiyah Surakarta, Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartasura
Surakarta
e-mail : cholis_elipo04@yahoo.com
1)
ABSTRACT
This research was carried out by using fly ash from power plant fly ash Jepara and coming from UD Sinar
Mandiri Mojosongo as partial cement replacement material. This study aims to determine the effect of different
sources of fly ash on the mechanical characteristics of concrete with high volume fly ash mixtures. This study
used a test specimen in the form of cubes, cylinders and beams. After doing research and testing results show
that the fly ash from the power plant Jepara including specification of class C, while the fly ash from the UD
Sinar Mandiri Mojosongo not included in the specification of the class C, M, and N. The results show the
compressive strength, tensile strength and strong bending in the normal concrete are higher. While normal
concrete absorbs more water than the concrete mixed with high volume of fly ash.
Keywords: concrete, fly ash, the mechanical characteristics of concrete
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan dengan memanfaatkan fly ash dari PLTU Jepara dan fly ash yang berasal dari
UD Sinar Mandiri Mojosongo sebagai bahan pengganti sebagian semen. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui pengaruh perbedaan sumber fly ash terhadap karakteristik mekanik beton dengan campuran high
volume fly ash. Penelitian ini menggunakan benda uji yang berbentuk kubus, silinder dan balok . Setelah
dilakukan penelitian dan pengujian hasilnya menunjukkan bahwa fly ash dari PLTU Jepara termasuk spesifikasi
kelas C, sedangkan fly ash yang berasal dari UD Sinar Mandiri Mojosongo tidak termasuk dalam spesifikasi
kelas C, F, dan N. Hasil pengujian menunjukkan kuat tekan, kuat tarik dan kuat lentur pada beton normal
hasilnya lebih tinggi. Sedangkan beton normal lebih menyerap air dari pada beton yang dicampur dengan high
volume fly ash.
Kunci : Beton, fly ash, karakteristik mekanik beton
LEMBAR PENGESAHAN
PENDAHULUAN
Beton merupakan suatu komposisi dari bahan
semen, agregat halus, agregat kasar dan air. Salah
satu bahan yang digunakan sebagai bahan pengganti
sebagian semen adalah fly ash. Fly ash merupakan
sisa pembakaran dari batu bara. Unsur yang
terkandung dalam fly ash (abu terbang) antara lain
Oksida Silika (SiO2), Oksida Alumina (Al2O3),
Oksida besi (Fe2O3), dan Trioksida Sulfur (SO3).
Apabila direaksikan secara kimia dengan temperature
biasa maka akan membentuk senyawa yang sifatnya
mengikat (Nugraha dan Antoni, 2007).
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui
pengaruh perbedaan sumber fly ash terhadap
karakteristik mekanik beton dengan menggunakan
campuran high volume fly ash. Dimana high volume
fly ash yang dimaksud, dengan menggunakan
proporsi fly ash lebih tinggi berkisar 50% sebagai
pengganti sebagian semen. Karakteristik mekanik
beton yang dimaksud adalah kuat tekan, kuat tarik
belah, kuat lentur, berat isi beton, dan serapan air
beton (Kurniawandy, dkk.2011).
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana rancangan campuran high volume fly
ash untuk pembuatan beton mutu normal?
2. Bagaimana cara untuk mengetahui karakteristik
mekanik pada beton?
3. Bagaimana perbandingan antara campuran
beton normal dengan campuran yang
menggunakan bahan fly ash?
Adapun batas masalah yang dibatasi dalam penelitian
ini adalah :
1. Semen yang digunakan adalah semen PPC.
2. Bahan pengganti sebagian semen yang
digunakan untuk campuran beton adalah fly ash
dari PLTU Jepara dan fly ash yang berasal dari
UD Sinar Mandiri Mojosongo.
3. Pengujiannya antara lain kuat tekan, kuat tarik
belah, kuat lentur, berat isi, dan serapan air beton.
LANDASAN TEORI
Bahan-Bahan Campuran Beton
Bahan-bahan yang digunakan untuk campuran
beton terdiri dari semen, agregat halus, agregat kasar,
air, dan bahan pengganti sebagian semen bila
diperlukan. Dalam perencanaan suatu campuran
bahan-bahan material harus memenuhi syarat.
Bahan campuran beton :
1. Semen Portland
Semen portland adalah semen hidrolis yang
dihasilkan dengan cara menggiling terak semen
Portland terutama yang terdiri atas kalsium silikat
yang bersifat hidrolis dan digiling bersama-sama
dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih
bentuk Kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh
ditambah dengan bahan tambah lain (SNI 152049-2004).
2. Agregat
Mengingat bahwa agregat menempati 70-75%
dari total volume beton maka kualitas agregat
sangat berpengaruh terhadap kualitas beton.
Dengan agregat yang baik, beton dapat dikerjakan
(workable), kuat, tahan lama (durable) dan
ekonomis. Agregat itu dibedakan menjadi 2
macam yaitu agregat halus dan agregat kasar
(ASTM C33-86 dalam Subakti,1995)
3. Air
Air merupakan suatu pembentuk campuran
beton untuk memicu suatu reaksi kimia pada semen
dan untuk membasahi agregat dalam suatu
campuran beton serta mempermudah dalam
pekerjaan beton. Syarat umum air yang bisa
digunakan untuk campuran beton antara lain : air
harus bersih, tidak boleh mengandung minyak,
asam, alkali, zat organis atau bahan lainnya yang
dapat merusak beton (ACI 318-89:2-2) dalam
(Mulyono, 2004:53).
4. Fly Ash
Fly ash (abu terbang) adalah bagian dari sisa
pembakaran batu bara pada boiler pembangkit
listrik tenaga uap dan industri yang berbentuk
partikel halus dan bersifat pozzoland, berarti abu
terbang tersebut dapat bereaksi dengan kapur pada
suhu kamar (24°C-27°C) dengan adanya media air
membentuk senyawa yang sifatnya mengikat
(Tjokrodimulyo, 1996) dalam (Suarnita, 2011).
Menurut ASTM C 618-03 fly ash itu dibagi menjadi
3 kelas yaitu kelas C, kelas F, dan kelas N.
METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini
menggunakan metode eksperimen laboratorium.
Metode eksperimen laboratorium yaitu suatu
metode yang digunakan untuk melakukan suatu
percobaan atau penelitian secara langsung. Benda
uji yang digunakan dalam penelitian ini sebagai
berikut:
Tabel 1. Ukuran Penampang Benda Uji
No
1
Pengujian
Kuat tekan
2
Kuat tarik belah
3
Kuat lentur
4
Berat isi
5
Serapan air
Ukuran (cm)
Panjang : 15
Diameter: 15
Tinggi : 30
Panjang : 60
Lebar : 15
Tinggi : 20
Diameter: 15
Tinggi : 30
Diameter: 10
Tinggi : 5
Umur (hari)
14,28,56
56
56
56
Rancangan Mix Design
Rancangan mix design digunakan untuk
menentukan proporsi suatu bahan material dalam
membuat campuran beton.
Tabel 2. Proporsi Campuran Beton
No
1
2
3
Nam
a
K1
K2
K3
Semen
(kg)
345.45
172.73
172.73
Pasir
(kg)
755.82
755.82
755.82
Kerikil
(kg)
1133.73
1133.73
1133.73
meliputi kuat tekan, kuat tarik belah, kuat
lentur, berat isi beton, dan serapan air beton.
6. Tahap VI (Analisis Data)
Pada tahap ini data yang diperoleh dari hasil
pengujian lalu dianalisis dan dibahas.
7. Tahap VII (Kesimpulan)
Maka pada tahap inin baru bisa disimpulkan
berdasarkan data yang sudah dihasilkan dan
dianalisis sesuai dengan tujuan penelitian.
Air
(lt)
190
190
190
Fly Ash
(kg)
172.73
172.73
Keterangan :
K1= Beton normal
K2= Beton yang dicampur dengan fly ash dari
PLTU Jepara
K3= Beton yang dicampur dengan fly ash yang
berasal dari UD Sinar Mandiri Mojosongo
Tahap-Tahap Penelitian
1. Tahap I (Persiapan)
Pada tahap ini semua bahan material dan
alat-alat yang diperlukan harus dipersiapkan
terlebih dahulu.
2. Tahap II (Uji Bahan Material)
Bahan untuk pembuatan campuran beton
dilakukan pengujian. Bahan yang di uji antara
lain agregat halus, agregat kasar dan fly ash.
3. Tahap III (Pembuatan Benda Uji)
Semua bahan yang sudah memenuhi syarat
kemudian dicampur dan diaduk menjadi satu
serta dilakukan pengujian slump.
4. Tahap IV (Perawatan Benda Uji)
Benda uji yang sudah dibuat kemudian
dilakukan perawatan dengan cara direndam
didalam air sampai dengan umur yang
ditentukan.
5. Tahap V (Pengujian)
Setelah dilakukan perawatan kemudian
benda uji dilakukan pengujian. Pengujian ini
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian yang dilakukan dilaboratorium
Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta
, merupakan suatu pencarian data yang mengacu
pada perumusan masalah, yaitu untuk mengetahui
bahan-bahan material yang digunakan sudah
memenuhi syaratatau tidak, dan untuk mengetahui
pengaruh penambahan high volume fly ash.
Hasil Pengujian Agregat
Pengujian agregat meliputi kandungan zat organic,
kandungan lumpur, berat jenis, serapan air, dan
gradasi.
Tabel 3. Hasil Pengujian Agregat
Jenis
Pengujian
Kandungan
zat organik
Kandungan
lumpur
Berat jenis
kering (SSD)
Berat jenis
semu
Berat jenis
curah kering
Penyerapan
air
Modulus
halus butir
Hasil Pengujian
Agregat
Agregat
Halus
Kasar
Larutan
NaOH 3%
berwarna
kuning
Standar SNI
No 1-3
3.67 %
-
Maksimum 5 %
2.659 %
2.638
2.5-2.7
2.714
2.649
-
2.628
2.630
-
1.215
0.255
3.28
7.05
- Max 5 % (AH)
- Max 3 % (AK)
- 1.5-3.8 (AH)
- 5-8 (AK)
(sumber: hasil penelitian)
Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa
bahan-bahan material yang digunakan dalam
campuran beton sudah memenuhi syarat.
Persentase lolos komulatif (%)
Tabel 5. Hasil Pengujian Fly Ash
120
100
No
80
1
2
3
4
5
6
60
40
20
0
SiO2
CaO
MgO
Fe2O3
Al2O3
TiO2
Kode Benda Uji
A
B
24.110
32.5900
0.7182
0.8753
3.1117
4.6351
6.9445
6.4722
13.3993
12.6828
0.8420
0.8120
Satuan
%
%
%
%
%
%
(sumber : hasil penelitian)
0
2
4
Batas Atas Gradasi 3
6
8
10
Persentase Lolos
Batas Bawah Gradasi 3
Ukuran Ayakan (mm)
Gambar 1. Grafik hubungan antara ukuran
dengan presentase lolos komulatif
ayakan
Dari gambar 1 bahwa agregat masuk pada
gradasi 3.Sehingga agregat halus termasuk pasir
halus (Mulyono, 2004).
Persen lolos
ayakan (%)
Parameter
120
100
80
60
40
20
0
0.15
0.6
kurva 2
Persentase Lolos
2.4
9.6
38.4
kurva 4
kurva 3
No
1
2
3
Ukuran Saringan (mm)
Gambar 2. Grafik hubungan antara ukuran ayakan
dengan presentase lolos komulatif
Dari gambar 2 agregat kasar masuk pada batas
gradasi agregat untuk besar butir maksimum 20
mm (Mulyono, 2004).
Hasil Pengujian Fly Ash
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui
kandungan unsur kimia yang terdapat di dalam fly
ash baik yang berasal fly ash dari PLTU Jepara
maupun fly ash yang berasal dari UD Sinar Mandiri
Mojosongo.
Tabel 4. Senyawa Kimia pada Fly Ash
Kelas
Senyawa
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 min (%)
SO3, max (%)
N
70
4
F
70
5
C
50
5
Kadar air, max (%)
3
3
3
Kehilangan panas, max (%)
10
6A
6
(Sumber: ASTM C 618 – 03)
Dari kadar (SiO2+Fe2O3+Al2O3) didapat
benda uji A (fly ash yang berasal dari UD Sinar
Mandiri Mojosongo) sebesar 44.4538% dan benda
uji B (Fly ash dari PLTU Jepara) sebesar 51.745%
sehingga benda uji A tidak termasuk kelas C dan
kelas F sedangkan batas (SiO2+Fe2O3+Al2O3)
kelas C minimal 50% kelas (SiO2+Fe2O3+Al2O3)
minimal 70%. Maka yang masuk pada kelas C
adalah benda uji B (Fly ash dari PLTU Jepara)
(ASTM C618-03).
Hasil Pengujian Slump
Masing-masing campuran adukan beton
dilakukan pengujian slump. Nilai slump diperlukan
untuk mengetahui tingkat kinerja beton dari
campuran beton.
Tabel 6. Hasil Pengujian Slump
Nama
K1
K2
K3
Nilai Slump
5
5.5
3
Satuan
cm
cm
cm
(Sumber : hasil penelitian)
Keterangan :
K1 = Beton normal
K2 = Beton yang dicampur dengan fly ash dari
PLTU
K3 = Beton yang dicampur dengan fly ash yang
berasal dari UD Sinar Mandiri Mojosongo.
Beton yang dicampur dengan high volume fly
ash dari PLTU Jepara, nilai slump yaitu 5.5 cm
sedangkan beton yang dicampur dengan high
volume fly ash yang berasal dari UD Sinar Mandiri
Mojosongo, nilai slump yaitu 3 cm. Sehingga
dengan penurunannya sedikit maka beton segar
masih terlihat kental sehingga dapat mempengaruhi
kekuatan beton.
Hasil Karakteristik Mekanik Beton
1. Hasil Pengujian Kuat Tekan
Tabel 7. Analisis Kuat Tekan Beton
Umur
(hari)
Pmax
(kg)
A
(cm)
fc
(kg/cm2)
8.245
44000
225
195.556
8.095
44000
225
195.556
7.930
45000
225
200.000
7.990
42000
225
186.667
8.165
45700
225
203.111
8.055
47600
225
211.556
8.080
49100
225
218.222
7.915
55700
225
247.556
K1-3
8.100
55900
225
248.444
K2-1
7.975
29300
225
130.222
8.085
31400
225
139.556
7.870
32000
225
142.222
8.230
29400
225
130.667
8.310
31400
225
139.556
8.060
31200
225
138.667
8.110
40200
225
178.667
8.050
38900
225
172.889
K1-1
K1-2
14
K1-3
K1-1
K1-2
28
K1-3
K1-1
K1-2
K2-2
56
14
K2-3
K2-1
K2-2
28
K2-3
K2-1
K2-2
56
K3-1
K3-2
18900
225
84.000
7.895
20200
225
89.778
K3-3
7.995
20400
225
90.667
K3-1
8.165
27400
225
121.778
K3-2
14
8.15
8.150
30000
225
133.333
K3-3
8.130
30400
225
135.111
K3-1
8.265
32000
225
142.222
8.04
35200
225
156.444
8.075
37600
225
167.111
K3-2
28
56
K3-3
Rata-Rata
(MPa)
19.556
20.004
23.087
13.748
13.630
Kode
17.578
K1-1
8.815
K1-2
K1-3
K2-1
K2-2
13.007
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata kuat tekan dan benda uji
maka dapat digambarkan grafik sebagai berikut :
Rata-Rata Kuat Tekan
Beton (MPa)
25.500
23.807
20.044
19.556
13.630
13.748
13.007
8.815
17.000
8.500
17.578
15.526
K1
K2
K3
0.000
0
14
28
42
56
70
Umur Beton (Hari)
56
56
K3-1
K3-2
15.526
Umur
(hari)
K2-3
56
K3-3
Berat
(kg)
Pmax
(kg)
fct
(kg/cm2)
fct
(MPa)
12.460
10400
46.222
4.622
12.210
12.185
12.325
12.055
15000
14600
8000
8400
66.667
64.889
35.556
37.333
6.667
6.489
3.556
3.733
12.460
9400
41.778
4.178
12.265
7400
32.889
3.289
12.540
7400
32.889
3.289
12.665
8600
38.222
3.822
RataRata
(MPa)
5.926
3.882
3.467
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata kuat tarik belah beton
dan benda uji pada beton normal dan beton yang
dicampur dengan high volume fly ash maka di
dapatkan gambar diagram rata-rata kuat tarik belah
beton sebagai berikut:
Rata-Rata Kuat Tarik
Belah Beton (MPa)
Berat
(kg)
Kode
mengakibatkan keropos pada benda uji sehingga
mempengaruhi penurunan kekuatan beton. Beton
yang dicampur dengan high volume fly ash pada
beton, kekuatan beton yang dihasilkan juga
menurun (Kurniawandy, dkk. 2011).
Bila dibandingkan nilai kekuatan beton yang
dicampur dengan high volume fly ash yang berasal
dari PLTU jepara dan fly ash yang berasal dari UD
Sinar Mandiri Mojosongo nilai kekuatannya lebih
tinggi fly ash dari PLTU jepara. Jadi fly ash dari
PLTU lebih baik digunakan sebagai bahan
pengganti sebagian semen dalam campuran beton
dari pada fly ash yang berasal dari UD Sinar
Mandiri Mojosongo.
2. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah
Tabel 8. Analisis Kuat Tarik Belah
8.000
K1 = 5.926
6.000
K2 = 3.822
K3 = 3.467
2
3
4.000
2.000
0.000
1
Gambar 3. Grafik hubungan rata-rata kuat tekan beton
dengan umur beton
Gambar 4. Diagram hasil rata-rata kuat tarik belah beton
Dari gambar 3 maka dapat dilihat bahwa
semakin bertambahnya umur beton maka kekuatan
beton semakin bertambah. Tetapi pada penelitian
ini beton yang dicampur dengan high volume fly
ash yang berasal dari PLTU Jepara kekuatan beton
yang berumur 28 hari mengalami penurunan.
Kemungkinan disebabkan terlalu kentalnya beton
segar dan nilai slump yang rendah serta bisa
Dilihat dari gambar 4 beton yang berumur 56
hari rata-rata kuat tarik belah beton normal dengan
beton yang dicampur dengan high volume fly ash
dari PLTU Jepara kuat tarik belahnya hampir
mendekati. Tetapi hasil kuat tarik belah beton
normal nilainya lebih tinggi dari pada beton yang
dicampur dengan high volume fly ash. Jadi
campuran high volume fly ash pada beton dapat
Benda Uji
mempengaruhi penurunan kuat tarik belah beton
(Kurniawandy, dkk. 2011). Bila dibandingkan fly
ash dari PLTU Jepara itu lebih baik dari pada fly
ash yang berasal dari UD Sinar Mandiri
Mojosongo.
3. Hasil Pengujian Kuat Lentur
Tabel 9. Analisis Kuat Lentur
K1-1
K1-2
K1-3
K2-1
K2-2
K2-3
K3-1
K3-2
K3-3
56
56
56
Pmax
(kg)
Fct
(kg/cm2)
Fct
(MPa)
2250
2750
3100
1850
1850
1900
1600
1650
30.938
37.813
42.625
25.438
25.438
26.125
22.000
22.688
3.094
3.781
4.263
2.544
2.544
2.612
2.200
2.269
1800
24.750
2.475
Kode
Berat Cetakan
(kg)
Berat cetakan
+ pasta (kg)
Berat isi
(kg/m3)
Rata-Rata
(kg/m3)
K1-1
K1-2
12.325
11.365
24.150
23.550
2231.658
2299.599
2287.017
K1-3
11.465
23.810
2329.795
Rata-Rata
(MPa)
K2-1
K2-2
K2-3
K3-1
12.325
11.465
11.365
12.345
24.480
23.780
23.780
24.350
2293.937
2324.133
2343.005
2265.629
3.713
K3-2
11.465
23.790
2265.629
K3-3
11.865
24.350
2356.216
2.567
Rata-Rata Kuat Lentur
Beton (MPa)
4.000
K1 = 3.713
K2 = 2.567
3.000
2330
2.315
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata kuat lentur beton maka di
dapatkan gambar sebagai berikut:
2320.359
2295.824
(sumber : hasil penelitian)
Dari tabel 10 dapat digambar diagram rata-rata
berat isi beton sebagai berikut :
Rata-Rata Berat Isi
Beton (kg/m3)
Kode
Umur
(hari)
4. Hasil Pengujian Berat Isi Beton
Tabel 10. Analisis Berat Isi Beton
K3 = 2.315
K2=2320.359
2320
2310
K3=2295.824
2300
2290
K1=2287.017
2280
2270
2.000
1
2
Benda Uji
3
1.000
Gambar 6. Diagram hasil rata-rata berat isi beton
0.000
1
2
Benda Uji
3
Gambar 5. Diagram hasil rata-rata kuat lentur beton
Dari pengujian kuat lentur beton pada umur 56
hari dapat diketahui pola retak beton yang
diakibatkan momen dan lendutan yang terjadi.
Dari gambar 5 terlihat bahwa beton normal
hasil rata-rata kuat lentur beton lebih tinggi dari
pada beton yang dicampur dengan high volume fly
ash (Dewangga,dkk.2013). Fly ash yang berasal
dari Sragen nilai kuat lentur beton hampir
mendekati fly ash dari PLTU Jepara. Jika di
bandingkan dengan beton normal, fly ash yang
berasal dari UD Sinar Mandiri Mojosongo nilai
kuat lentur beton sepertiga dari beton normal.
Dari gambar diatas berat isi beton pada beton
yang dicampur dengan high volume fly ash. Pada
penelitian ini didapat berat isi beton yang tertinggi
fly ash dari PLTU Jepara, sedangkan pada
penelitian yang lain berat isi beton normal hasilnya
lebih tinggi dari pada beton yang dicampur dengan
high volume fly ash (Suwarnita, 2011), (Sebayang,
2010), (Armeyn, 2014). Hal ini kemungkin ini
disebabkan kurangnya pemadatan pada saat
pembuatan benda uji.
5. Hasil Pengujian Serapan Air Beton
Tabel 11. Analisis Serapan Air Beton
Kode
W1
(kg)
W2
(kg)
Serapan air
(%)
K1-1
K1-2
K1-3
K2-1
K2-2
K2-3
K3-1
K3-2
K3-3
1.085
1.055
1.090
1.150
1.010
1.045
1.060
1.115
1.065
1.185
1.160
1.190
1.250
1.105
1.130
1.150
1.220
1.155
9.217
9.953
9.174
8.696
9.406
8.134
8.491
9.417
8.451
(sumber : hasil penelitian)
Rata-Rata
(%)
9.448
8.745
8.786
Rata-Rata Serapan
Air Beton (%)
9.600
9.400
9.200
9.000
8.800
8.600
8.400
8.200
K1 = 9.448
1
K2 = 8.745
K3 = 8.786
2
Benda Uji
3
Gambar 7. Diagram hasil rata-rata serapan air beton
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa beton
normal pada pengujian serapan air beton hasilnya
lebih tinggi yaitu 9.448 %. Sedangkan beton yang
dicampur dengan high volume fly ash dari PLTU
hasilnya 8.745%. Dan beton yang dicampur dengan
high volume fly ash yang berasal dari UD Sinar
Mandiri Mojosongo hasilnya 8.786%. Maka beton
normal lebih menyerap air dari pada beton yang
dicampur dengan high volume fly ash (Andoyo,
2006).
KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil penelitian dan pembahasan dapat
diambil beberapa kesimpulan antara lain sebagai
berikut :
1. Beton normal mempunyai kekuatan lebih tinggi
dibandingkan dengan beton high volume fly ash.
2. Nilai kuat tekan antara beton normal dengan
beton yang dicampur dengan high volume fly
ash hasilnya lebih tinggi beton normal dan
beton yang dicampur dengan high volume fly
ash hasilnya rendah.
3. Presentase kuat tarik belah beton yang berumur
56 hari, beton yang dicampur dengan high
volume fly ash dari PLTU Jepara mengalami
penurunan 36 % dari beton normal. Sedangkan
beton yang dicampur dengan high volume fly
ash
yang berasal dari UD Sinar Mandiri
Mojosongo presentase penurunannya 41 % dari
beton normal.
4. Kuat lentur pada umur 56 hari beton normal
hasilnya lebih tinggi. Beton yang dicampur
dengan high volume fly ash dari PLTU Jepara
presentase penurunan kuat lenturya berkisar
31% dari beton normal. Beton yang dicampur
dengan high volume fly ash yang berasal dari
UD Sinar Mandiri Mojosongo hasil pengujian
kuat lentur mengalami penurunan 38% dari
beton normal.
5. Pada pengujian serapan air beton, beton normal
lebih banyak menyerap air dibandingkan dengan
beton yang dicampur dengan high volume fly
ash. Beton yang dicampur dengan high volume
fly ash dari PLTU Jepara lebih sedikit menyerap
air dari pada beton yang dicampur dengan high
volume fly ash yang berasal dari UD Sinar
Mandiri Mojosongo.
6. Fly ash yang digunakan dalam penelitian ini
berasal dari UD Sinar Mandiri Mojosongo tidak
masuk dalam spesifikasi kelas C, kelas F dan
kelas N.
Hal-hal yang perlu disarankan dari penelitian
ini dan untuk penelitian selanjutnya dengan
memanfaatkan fly ash antara lain :
1. Dalam pembuatan campuran beton slump harus
diperhatikan.
2. Pada saat pembuatan beton sebaiknya
menggunakan semen portland tipe 1.
3. Untuk penelitian high volume fly ash
selanjutnya dengan menggunakan fas rendah
serta ditambah dengan superplastisizer.
DAFTAR PUSTAKA
ACI 363R-92. 1992. State of the Art Report on
High Strength Concrete.
America Concrete Institute. ACI 318-89 Building
Code
Requirements
for
Reinforce
Concrete. Part II. Material Concrete
Quality. FifthAdition. Skokie. Illinois.
PCA.1990.
Armeyn 2014. Kuat Tekan Beton Dengan Fly Ash
Ex. PLTU SIJANTANG SAWAHLUNTO.
Jurnal Momentum, 16 (2).
ASTM. 1995. Concrete and Agregat. Annual Book
of ASTM Standart, 4(2). Philadelphia:
ASTM, 1995.
ASTM C 469-94-02. Standart Test Method for
Static Modulus of Elasticity and Poissons’s
Ratio of Concrete in Compression.
ASTM C 642-97. Standard Test Method for
Density, Absorption, and Voids in
Hardened Concrete.
Davis, R. E., R. W. Carlson, J. W. Kelly, and A. G.
Davis. 1937. Properties of cements and
concretes containing fly ash. Proceedings,
American Concrete Institute 33:577-612.
Helmuth, R. 1987. Fly ash in cement and concrete .
Skokie, III.: Portland Cement Association.
http://normanray.files.wordpress.com/2010/10/kuli
ah-5a-admixtures.pdf
Istianto, Muson M. 2010. Kajian Kuat Desak dan
Modulus Elastisitas Beton dengan Bahan
tambah Metakolin dan Serat. Skripsi,
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universits Sebelas Maret Surakarta.
Kaur, Inderpreet. 2005. Mechanical Properties of
High Volume Fly Ash (HVFA) concrete
Subjected to Elevated Temperatur up to
120˚C. Departemen of Civil Institute of
Engineering & Technology (Deemed
University) Patiala.
Kohubu, M. 1969. Fly ash and fly ash cement. In
Proceedings, Fifth international
symposium on the chemistry of cement (1968). Part
IV, 75-105. Tokyo: Cement Association of
Japan.
Kurniawandy, A., Djauhari, Z., Napitu, E. T., 2011.
Pengaruh
Abu
Terbang
terhadap
Karakteristik Mekanik Beton Mutu Tinggi.
Jurnal Teknologi, 11 (1), 55-99.
Mehta, P. Kumar. 2004. High Performance High
Volume Fly Ash Concrete for Sustainable
Development. International Workshop on
Sustainable Development and Concrete
Technology. University of California,
Berkeley, USA.
Mulyono,Tri. 2004. Teknologi Beton. (2nd ed).
Yogyakarta : Andi.
Nawy, Edward G. 1990. Reinforce Concrete a
Fundamental Approach. Terjemahan. (1st
ed). Bandung : PT. Erisco.
Nugraha, Paul & Antoni. 2007. Teknologi beton.
Yogyakarta : Andi.
Pitroda, J., Umrigar, F. S., Vidyanagar, V., dkk.
2013. Evaluation of Sorptivity and Water
Absorpsion of Concrete with Partial
Replacement of Cement by thermal
Industry waste (Fly Ash). International
Journal of Engineering and Innovative
Technology (IJEIT), 2 (7).
Pujianto, As’at. 2010. Beton Mutu Tinggi dengan
Bahan Tambah Superplastisizer dan Fly
Ash. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika , 13
(2), 171-180.
Rompas, G. P., Pangouw, J. D., Pandaleke, R., &
Mangare,
J.B.
2013.
Pengaruh
pemanfaatan Abu Ampas Tebu sebagai
Substitusi Parsial Semen dalam Campuran
Beton Ditinjau terhadap Kuat Tarik Lentur
dan Modulus Elastisitas. Jurnal Sipil
Statik, 9 (2), 82-89.
Sebayang, Surya. 2010. Pengaruh Kadar Abu
Terbang Sebagai Pengganti Sejumlah
Semen Pada Beton Alir Mutu Tinggi.
Jurnal Rekayasa , 14 (1).
SK SNI T15-1991-03. Tata Cara Perhitungan
Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung .
Jakarta : Departemen Pekerjaan Umum.
SNI 1970:2008. Cara Uji Berat Jenis dan
Penyerapan Air Agregat Halus. Badan
Standardisasi Nasional (BSN).
SNI 03-1972-1990. Metode Pengujian Slump
Beton. Departemen Pekerjaan Umum.
SNI 03-1974-1990. Metode Pengujian Kuat Tekan
Beton. Badan Standarisasi Nasional (BSN).
SNI 03-2491-2002. Metode Pengujian Kuat Tarik
Belah Beton. Badan Standarisasi Nasional
(BSN).
SNI 03-2493-1991. Metode Pembuatan dan
Perawatan Benda Uji Beton di Laboratorium.
Pusjatan-Balitbang
Pekerjaan Umum.
SNI 03-2816-1992. Metode Pengujian Kotoran
Organik dalam Pasir untuk Campuran Mortar
atau Beton. Pusjatan-Balitbang Pekerjaan
Umum.
SNI 03-2834-2000. Tata cara pembuatan rencana
campuran
beton
normal.
Badan
Standardisasi Nasional (BSN).
SNI 03-4154-1996. Metode Pengujian Kuat Lentur
Beton dengan Balok Uji Sederhana yang
Dibebani
Terpusat
Langsung .
Badan
Standarisasi Nasional (BSN).
SNI 15-2049-2004. Semen Portland. Badan
Standardisasi Nasional (BSN).
Subakti, Aman. 1995. Teknologi Beton dalam
Praktek. Surabaya : Institut Teknologi
Surabaya.
Tjokrodimuljo, Kardiyono. 1996. Teknologi Beton.
Yogyakarta : Biro Penerbit KMTS FT UGM
KARAKTERISTIK MEKANIK HIGH VOLUME FLY ASH
CONCRETE
NASKAH PUBLIKASI
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat S1 TeknikSipil
diajukanoleh :
SITI KHOLISHOH
NIM :D 100 100 062
kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
PENGARUH PERBEDAAN SUMBER FLY ASH TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK
HIGH VOLUME FLY ASH CONCRETE
Siti Kholishoh (D100 100 062)1)
Jurusan Teknik Sipil FT Universitas Muhammadiyah Surakarta, Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartasura
Surakarta
e-mail : cholis_elipo04@yahoo.com
1)
ABSTRACT
This research was carried out by using fly ash from power plant fly ash Jepara and coming from UD Sinar
Mandiri Mojosongo as partial cement replacement material. This study aims to determine the effect of different
sources of fly ash on the mechanical characteristics of concrete with high volume fly ash mixtures. This study
used a test specimen in the form of cubes, cylinders and beams. After doing research and testing results show
that the fly ash from the power plant Jepara including specification of class C, while the fly ash from the UD
Sinar Mandiri Mojosongo not included in the specification of the class C, M, and N. The results show the
compressive strength, tensile strength and strong bending in the normal concrete are higher. While normal
concrete absorbs more water than the concrete mixed with high volume of fly ash.
Keywords: concrete, fly ash, the mechanical characteristics of concrete
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan dengan memanfaatkan fly ash dari PLTU Jepara dan fly ash yang berasal dari
UD Sinar Mandiri Mojosongo sebagai bahan pengganti sebagian semen. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui pengaruh perbedaan sumber fly ash terhadap karakteristik mekanik beton dengan campuran high
volume fly ash. Penelitian ini menggunakan benda uji yang berbentuk kubus, silinder dan balok . Setelah
dilakukan penelitian dan pengujian hasilnya menunjukkan bahwa fly ash dari PLTU Jepara termasuk spesifikasi
kelas C, sedangkan fly ash yang berasal dari UD Sinar Mandiri Mojosongo tidak termasuk dalam spesifikasi
kelas C, F, dan N. Hasil pengujian menunjukkan kuat tekan, kuat tarik dan kuat lentur pada beton normal
hasilnya lebih tinggi. Sedangkan beton normal lebih menyerap air dari pada beton yang dicampur dengan high
volume fly ash.
Kunci : Beton, fly ash, karakteristik mekanik beton
LEMBAR PENGESAHAN
PENDAHULUAN
Beton merupakan suatu komposisi dari bahan
semen, agregat halus, agregat kasar dan air. Salah
satu bahan yang digunakan sebagai bahan pengganti
sebagian semen adalah fly ash. Fly ash merupakan
sisa pembakaran dari batu bara. Unsur yang
terkandung dalam fly ash (abu terbang) antara lain
Oksida Silika (SiO2), Oksida Alumina (Al2O3),
Oksida besi (Fe2O3), dan Trioksida Sulfur (SO3).
Apabila direaksikan secara kimia dengan temperature
biasa maka akan membentuk senyawa yang sifatnya
mengikat (Nugraha dan Antoni, 2007).
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui
pengaruh perbedaan sumber fly ash terhadap
karakteristik mekanik beton dengan menggunakan
campuran high volume fly ash. Dimana high volume
fly ash yang dimaksud, dengan menggunakan
proporsi fly ash lebih tinggi berkisar 50% sebagai
pengganti sebagian semen. Karakteristik mekanik
beton yang dimaksud adalah kuat tekan, kuat tarik
belah, kuat lentur, berat isi beton, dan serapan air
beton (Kurniawandy, dkk.2011).
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana rancangan campuran high volume fly
ash untuk pembuatan beton mutu normal?
2. Bagaimana cara untuk mengetahui karakteristik
mekanik pada beton?
3. Bagaimana perbandingan antara campuran
beton normal dengan campuran yang
menggunakan bahan fly ash?
Adapun batas masalah yang dibatasi dalam penelitian
ini adalah :
1. Semen yang digunakan adalah semen PPC.
2. Bahan pengganti sebagian semen yang
digunakan untuk campuran beton adalah fly ash
dari PLTU Jepara dan fly ash yang berasal dari
UD Sinar Mandiri Mojosongo.
3. Pengujiannya antara lain kuat tekan, kuat tarik
belah, kuat lentur, berat isi, dan serapan air beton.
LANDASAN TEORI
Bahan-Bahan Campuran Beton
Bahan-bahan yang digunakan untuk campuran
beton terdiri dari semen, agregat halus, agregat kasar,
air, dan bahan pengganti sebagian semen bila
diperlukan. Dalam perencanaan suatu campuran
bahan-bahan material harus memenuhi syarat.
Bahan campuran beton :
1. Semen Portland
Semen portland adalah semen hidrolis yang
dihasilkan dengan cara menggiling terak semen
Portland terutama yang terdiri atas kalsium silikat
yang bersifat hidrolis dan digiling bersama-sama
dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih
bentuk Kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh
ditambah dengan bahan tambah lain (SNI 152049-2004).
2. Agregat
Mengingat bahwa agregat menempati 70-75%
dari total volume beton maka kualitas agregat
sangat berpengaruh terhadap kualitas beton.
Dengan agregat yang baik, beton dapat dikerjakan
(workable), kuat, tahan lama (durable) dan
ekonomis. Agregat itu dibedakan menjadi 2
macam yaitu agregat halus dan agregat kasar
(ASTM C33-86 dalam Subakti,1995)
3. Air
Air merupakan suatu pembentuk campuran
beton untuk memicu suatu reaksi kimia pada semen
dan untuk membasahi agregat dalam suatu
campuran beton serta mempermudah dalam
pekerjaan beton. Syarat umum air yang bisa
digunakan untuk campuran beton antara lain : air
harus bersih, tidak boleh mengandung minyak,
asam, alkali, zat organis atau bahan lainnya yang
dapat merusak beton (ACI 318-89:2-2) dalam
(Mulyono, 2004:53).
4. Fly Ash
Fly ash (abu terbang) adalah bagian dari sisa
pembakaran batu bara pada boiler pembangkit
listrik tenaga uap dan industri yang berbentuk
partikel halus dan bersifat pozzoland, berarti abu
terbang tersebut dapat bereaksi dengan kapur pada
suhu kamar (24°C-27°C) dengan adanya media air
membentuk senyawa yang sifatnya mengikat
(Tjokrodimulyo, 1996) dalam (Suarnita, 2011).
Menurut ASTM C 618-03 fly ash itu dibagi menjadi
3 kelas yaitu kelas C, kelas F, dan kelas N.
METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini
menggunakan metode eksperimen laboratorium.
Metode eksperimen laboratorium yaitu suatu
metode yang digunakan untuk melakukan suatu
percobaan atau penelitian secara langsung. Benda
uji yang digunakan dalam penelitian ini sebagai
berikut:
Tabel 1. Ukuran Penampang Benda Uji
No
1
Pengujian
Kuat tekan
2
Kuat tarik belah
3
Kuat lentur
4
Berat isi
5
Serapan air
Ukuran (cm)
Panjang : 15
Diameter: 15
Tinggi : 30
Panjang : 60
Lebar : 15
Tinggi : 20
Diameter: 15
Tinggi : 30
Diameter: 10
Tinggi : 5
Umur (hari)
14,28,56
56
56
56
Rancangan Mix Design
Rancangan mix design digunakan untuk
menentukan proporsi suatu bahan material dalam
membuat campuran beton.
Tabel 2. Proporsi Campuran Beton
No
1
2
3
Nam
a
K1
K2
K3
Semen
(kg)
345.45
172.73
172.73
Pasir
(kg)
755.82
755.82
755.82
Kerikil
(kg)
1133.73
1133.73
1133.73
meliputi kuat tekan, kuat tarik belah, kuat
lentur, berat isi beton, dan serapan air beton.
6. Tahap VI (Analisis Data)
Pada tahap ini data yang diperoleh dari hasil
pengujian lalu dianalisis dan dibahas.
7. Tahap VII (Kesimpulan)
Maka pada tahap inin baru bisa disimpulkan
berdasarkan data yang sudah dihasilkan dan
dianalisis sesuai dengan tujuan penelitian.
Air
(lt)
190
190
190
Fly Ash
(kg)
172.73
172.73
Keterangan :
K1= Beton normal
K2= Beton yang dicampur dengan fly ash dari
PLTU Jepara
K3= Beton yang dicampur dengan fly ash yang
berasal dari UD Sinar Mandiri Mojosongo
Tahap-Tahap Penelitian
1. Tahap I (Persiapan)
Pada tahap ini semua bahan material dan
alat-alat yang diperlukan harus dipersiapkan
terlebih dahulu.
2. Tahap II (Uji Bahan Material)
Bahan untuk pembuatan campuran beton
dilakukan pengujian. Bahan yang di uji antara
lain agregat halus, agregat kasar dan fly ash.
3. Tahap III (Pembuatan Benda Uji)
Semua bahan yang sudah memenuhi syarat
kemudian dicampur dan diaduk menjadi satu
serta dilakukan pengujian slump.
4. Tahap IV (Perawatan Benda Uji)
Benda uji yang sudah dibuat kemudian
dilakukan perawatan dengan cara direndam
didalam air sampai dengan umur yang
ditentukan.
5. Tahap V (Pengujian)
Setelah dilakukan perawatan kemudian
benda uji dilakukan pengujian. Pengujian ini
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian yang dilakukan dilaboratorium
Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta
, merupakan suatu pencarian data yang mengacu
pada perumusan masalah, yaitu untuk mengetahui
bahan-bahan material yang digunakan sudah
memenuhi syaratatau tidak, dan untuk mengetahui
pengaruh penambahan high volume fly ash.
Hasil Pengujian Agregat
Pengujian agregat meliputi kandungan zat organic,
kandungan lumpur, berat jenis, serapan air, dan
gradasi.
Tabel 3. Hasil Pengujian Agregat
Jenis
Pengujian
Kandungan
zat organik
Kandungan
lumpur
Berat jenis
kering (SSD)
Berat jenis
semu
Berat jenis
curah kering
Penyerapan
air
Modulus
halus butir
Hasil Pengujian
Agregat
Agregat
Halus
Kasar
Larutan
NaOH 3%
berwarna
kuning
Standar SNI
No 1-3
3.67 %
-
Maksimum 5 %
2.659 %
2.638
2.5-2.7
2.714
2.649
-
2.628
2.630
-
1.215
0.255
3.28
7.05
- Max 5 % (AH)
- Max 3 % (AK)
- 1.5-3.8 (AH)
- 5-8 (AK)
(sumber: hasil penelitian)
Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa
bahan-bahan material yang digunakan dalam
campuran beton sudah memenuhi syarat.
Persentase lolos komulatif (%)
Tabel 5. Hasil Pengujian Fly Ash
120
100
No
80
1
2
3
4
5
6
60
40
20
0
SiO2
CaO
MgO
Fe2O3
Al2O3
TiO2
Kode Benda Uji
A
B
24.110
32.5900
0.7182
0.8753
3.1117
4.6351
6.9445
6.4722
13.3993
12.6828
0.8420
0.8120
Satuan
%
%
%
%
%
%
(sumber : hasil penelitian)
0
2
4
Batas Atas Gradasi 3
6
8
10
Persentase Lolos
Batas Bawah Gradasi 3
Ukuran Ayakan (mm)
Gambar 1. Grafik hubungan antara ukuran
dengan presentase lolos komulatif
ayakan
Dari gambar 1 bahwa agregat masuk pada
gradasi 3.Sehingga agregat halus termasuk pasir
halus (Mulyono, 2004).
Persen lolos
ayakan (%)
Parameter
120
100
80
60
40
20
0
0.15
0.6
kurva 2
Persentase Lolos
2.4
9.6
38.4
kurva 4
kurva 3
No
1
2
3
Ukuran Saringan (mm)
Gambar 2. Grafik hubungan antara ukuran ayakan
dengan presentase lolos komulatif
Dari gambar 2 agregat kasar masuk pada batas
gradasi agregat untuk besar butir maksimum 20
mm (Mulyono, 2004).
Hasil Pengujian Fly Ash
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui
kandungan unsur kimia yang terdapat di dalam fly
ash baik yang berasal fly ash dari PLTU Jepara
maupun fly ash yang berasal dari UD Sinar Mandiri
Mojosongo.
Tabel 4. Senyawa Kimia pada Fly Ash
Kelas
Senyawa
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 min (%)
SO3, max (%)
N
70
4
F
70
5
C
50
5
Kadar air, max (%)
3
3
3
Kehilangan panas, max (%)
10
6A
6
(Sumber: ASTM C 618 – 03)
Dari kadar (SiO2+Fe2O3+Al2O3) didapat
benda uji A (fly ash yang berasal dari UD Sinar
Mandiri Mojosongo) sebesar 44.4538% dan benda
uji B (Fly ash dari PLTU Jepara) sebesar 51.745%
sehingga benda uji A tidak termasuk kelas C dan
kelas F sedangkan batas (SiO2+Fe2O3+Al2O3)
kelas C minimal 50% kelas (SiO2+Fe2O3+Al2O3)
minimal 70%. Maka yang masuk pada kelas C
adalah benda uji B (Fly ash dari PLTU Jepara)
(ASTM C618-03).
Hasil Pengujian Slump
Masing-masing campuran adukan beton
dilakukan pengujian slump. Nilai slump diperlukan
untuk mengetahui tingkat kinerja beton dari
campuran beton.
Tabel 6. Hasil Pengujian Slump
Nama
K1
K2
K3
Nilai Slump
5
5.5
3
Satuan
cm
cm
cm
(Sumber : hasil penelitian)
Keterangan :
K1 = Beton normal
K2 = Beton yang dicampur dengan fly ash dari
PLTU
K3 = Beton yang dicampur dengan fly ash yang
berasal dari UD Sinar Mandiri Mojosongo.
Beton yang dicampur dengan high volume fly
ash dari PLTU Jepara, nilai slump yaitu 5.5 cm
sedangkan beton yang dicampur dengan high
volume fly ash yang berasal dari UD Sinar Mandiri
Mojosongo, nilai slump yaitu 3 cm. Sehingga
dengan penurunannya sedikit maka beton segar
masih terlihat kental sehingga dapat mempengaruhi
kekuatan beton.
Hasil Karakteristik Mekanik Beton
1. Hasil Pengujian Kuat Tekan
Tabel 7. Analisis Kuat Tekan Beton
Umur
(hari)
Pmax
(kg)
A
(cm)
fc
(kg/cm2)
8.245
44000
225
195.556
8.095
44000
225
195.556
7.930
45000
225
200.000
7.990
42000
225
186.667
8.165
45700
225
203.111
8.055
47600
225
211.556
8.080
49100
225
218.222
7.915
55700
225
247.556
K1-3
8.100
55900
225
248.444
K2-1
7.975
29300
225
130.222
8.085
31400
225
139.556
7.870
32000
225
142.222
8.230
29400
225
130.667
8.310
31400
225
139.556
8.060
31200
225
138.667
8.110
40200
225
178.667
8.050
38900
225
172.889
K1-1
K1-2
14
K1-3
K1-1
K1-2
28
K1-3
K1-1
K1-2
K2-2
56
14
K2-3
K2-1
K2-2
28
K2-3
K2-1
K2-2
56
K3-1
K3-2
18900
225
84.000
7.895
20200
225
89.778
K3-3
7.995
20400
225
90.667
K3-1
8.165
27400
225
121.778
K3-2
14
8.15
8.150
30000
225
133.333
K3-3
8.130
30400
225
135.111
K3-1
8.265
32000
225
142.222
8.04
35200
225
156.444
8.075
37600
225
167.111
K3-2
28
56
K3-3
Rata-Rata
(MPa)
19.556
20.004
23.087
13.748
13.630
Kode
17.578
K1-1
8.815
K1-2
K1-3
K2-1
K2-2
13.007
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata kuat tekan dan benda uji
maka dapat digambarkan grafik sebagai berikut :
Rata-Rata Kuat Tekan
Beton (MPa)
25.500
23.807
20.044
19.556
13.630
13.748
13.007
8.815
17.000
8.500
17.578
15.526
K1
K2
K3
0.000
0
14
28
42
56
70
Umur Beton (Hari)
56
56
K3-1
K3-2
15.526
Umur
(hari)
K2-3
56
K3-3
Berat
(kg)
Pmax
(kg)
fct
(kg/cm2)
fct
(MPa)
12.460
10400
46.222
4.622
12.210
12.185
12.325
12.055
15000
14600
8000
8400
66.667
64.889
35.556
37.333
6.667
6.489
3.556
3.733
12.460
9400
41.778
4.178
12.265
7400
32.889
3.289
12.540
7400
32.889
3.289
12.665
8600
38.222
3.822
RataRata
(MPa)
5.926
3.882
3.467
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata kuat tarik belah beton
dan benda uji pada beton normal dan beton yang
dicampur dengan high volume fly ash maka di
dapatkan gambar diagram rata-rata kuat tarik belah
beton sebagai berikut:
Rata-Rata Kuat Tarik
Belah Beton (MPa)
Berat
(kg)
Kode
mengakibatkan keropos pada benda uji sehingga
mempengaruhi penurunan kekuatan beton. Beton
yang dicampur dengan high volume fly ash pada
beton, kekuatan beton yang dihasilkan juga
menurun (Kurniawandy, dkk. 2011).
Bila dibandingkan nilai kekuatan beton yang
dicampur dengan high volume fly ash yang berasal
dari PLTU jepara dan fly ash yang berasal dari UD
Sinar Mandiri Mojosongo nilai kekuatannya lebih
tinggi fly ash dari PLTU jepara. Jadi fly ash dari
PLTU lebih baik digunakan sebagai bahan
pengganti sebagian semen dalam campuran beton
dari pada fly ash yang berasal dari UD Sinar
Mandiri Mojosongo.
2. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah
Tabel 8. Analisis Kuat Tarik Belah
8.000
K1 = 5.926
6.000
K2 = 3.822
K3 = 3.467
2
3
4.000
2.000
0.000
1
Gambar 3. Grafik hubungan rata-rata kuat tekan beton
dengan umur beton
Gambar 4. Diagram hasil rata-rata kuat tarik belah beton
Dari gambar 3 maka dapat dilihat bahwa
semakin bertambahnya umur beton maka kekuatan
beton semakin bertambah. Tetapi pada penelitian
ini beton yang dicampur dengan high volume fly
ash yang berasal dari PLTU Jepara kekuatan beton
yang berumur 28 hari mengalami penurunan.
Kemungkinan disebabkan terlalu kentalnya beton
segar dan nilai slump yang rendah serta bisa
Dilihat dari gambar 4 beton yang berumur 56
hari rata-rata kuat tarik belah beton normal dengan
beton yang dicampur dengan high volume fly ash
dari PLTU Jepara kuat tarik belahnya hampir
mendekati. Tetapi hasil kuat tarik belah beton
normal nilainya lebih tinggi dari pada beton yang
dicampur dengan high volume fly ash. Jadi
campuran high volume fly ash pada beton dapat
Benda Uji
mempengaruhi penurunan kuat tarik belah beton
(Kurniawandy, dkk. 2011). Bila dibandingkan fly
ash dari PLTU Jepara itu lebih baik dari pada fly
ash yang berasal dari UD Sinar Mandiri
Mojosongo.
3. Hasil Pengujian Kuat Lentur
Tabel 9. Analisis Kuat Lentur
K1-1
K1-2
K1-3
K2-1
K2-2
K2-3
K3-1
K3-2
K3-3
56
56
56
Pmax
(kg)
Fct
(kg/cm2)
Fct
(MPa)
2250
2750
3100
1850
1850
1900
1600
1650
30.938
37.813
42.625
25.438
25.438
26.125
22.000
22.688
3.094
3.781
4.263
2.544
2.544
2.612
2.200
2.269
1800
24.750
2.475
Kode
Berat Cetakan
(kg)
Berat cetakan
+ pasta (kg)
Berat isi
(kg/m3)
Rata-Rata
(kg/m3)
K1-1
K1-2
12.325
11.365
24.150
23.550
2231.658
2299.599
2287.017
K1-3
11.465
23.810
2329.795
Rata-Rata
(MPa)
K2-1
K2-2
K2-3
K3-1
12.325
11.465
11.365
12.345
24.480
23.780
23.780
24.350
2293.937
2324.133
2343.005
2265.629
3.713
K3-2
11.465
23.790
2265.629
K3-3
11.865
24.350
2356.216
2.567
Rata-Rata Kuat Lentur
Beton (MPa)
4.000
K1 = 3.713
K2 = 2.567
3.000
2330
2.315
(sumber : hasil penelitian)
Berdasarkan rata-rata kuat lentur beton maka di
dapatkan gambar sebagai berikut:
2320.359
2295.824
(sumber : hasil penelitian)
Dari tabel 10 dapat digambar diagram rata-rata
berat isi beton sebagai berikut :
Rata-Rata Berat Isi
Beton (kg/m3)
Kode
Umur
(hari)
4. Hasil Pengujian Berat Isi Beton
Tabel 10. Analisis Berat Isi Beton
K3 = 2.315
K2=2320.359
2320
2310
K3=2295.824
2300
2290
K1=2287.017
2280
2270
2.000
1
2
Benda Uji
3
1.000
Gambar 6. Diagram hasil rata-rata berat isi beton
0.000
1
2
Benda Uji
3
Gambar 5. Diagram hasil rata-rata kuat lentur beton
Dari pengujian kuat lentur beton pada umur 56
hari dapat diketahui pola retak beton yang
diakibatkan momen dan lendutan yang terjadi.
Dari gambar 5 terlihat bahwa beton normal
hasil rata-rata kuat lentur beton lebih tinggi dari
pada beton yang dicampur dengan high volume fly
ash (Dewangga,dkk.2013). Fly ash yang berasal
dari Sragen nilai kuat lentur beton hampir
mendekati fly ash dari PLTU Jepara. Jika di
bandingkan dengan beton normal, fly ash yang
berasal dari UD Sinar Mandiri Mojosongo nilai
kuat lentur beton sepertiga dari beton normal.
Dari gambar diatas berat isi beton pada beton
yang dicampur dengan high volume fly ash. Pada
penelitian ini didapat berat isi beton yang tertinggi
fly ash dari PLTU Jepara, sedangkan pada
penelitian yang lain berat isi beton normal hasilnya
lebih tinggi dari pada beton yang dicampur dengan
high volume fly ash (Suwarnita, 2011), (Sebayang,
2010), (Armeyn, 2014). Hal ini kemungkin ini
disebabkan kurangnya pemadatan pada saat
pembuatan benda uji.
5. Hasil Pengujian Serapan Air Beton
Tabel 11. Analisis Serapan Air Beton
Kode
W1
(kg)
W2
(kg)
Serapan air
(%)
K1-1
K1-2
K1-3
K2-1
K2-2
K2-3
K3-1
K3-2
K3-3
1.085
1.055
1.090
1.150
1.010
1.045
1.060
1.115
1.065
1.185
1.160
1.190
1.250
1.105
1.130
1.150
1.220
1.155
9.217
9.953
9.174
8.696
9.406
8.134
8.491
9.417
8.451
(sumber : hasil penelitian)
Rata-Rata
(%)
9.448
8.745
8.786
Rata-Rata Serapan
Air Beton (%)
9.600
9.400
9.200
9.000
8.800
8.600
8.400
8.200
K1 = 9.448
1
K2 = 8.745
K3 = 8.786
2
Benda Uji
3
Gambar 7. Diagram hasil rata-rata serapan air beton
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa beton
normal pada pengujian serapan air beton hasilnya
lebih tinggi yaitu 9.448 %. Sedangkan beton yang
dicampur dengan high volume fly ash dari PLTU
hasilnya 8.745%. Dan beton yang dicampur dengan
high volume fly ash yang berasal dari UD Sinar
Mandiri Mojosongo hasilnya 8.786%. Maka beton
normal lebih menyerap air dari pada beton yang
dicampur dengan high volume fly ash (Andoyo,
2006).
KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil penelitian dan pembahasan dapat
diambil beberapa kesimpulan antara lain sebagai
berikut :
1. Beton normal mempunyai kekuatan lebih tinggi
dibandingkan dengan beton high volume fly ash.
2. Nilai kuat tekan antara beton normal dengan
beton yang dicampur dengan high volume fly
ash hasilnya lebih tinggi beton normal dan
beton yang dicampur dengan high volume fly
ash hasilnya rendah.
3. Presentase kuat tarik belah beton yang berumur
56 hari, beton yang dicampur dengan high
volume fly ash dari PLTU Jepara mengalami
penurunan 36 % dari beton normal. Sedangkan
beton yang dicampur dengan high volume fly
ash
yang berasal dari UD Sinar Mandiri
Mojosongo presentase penurunannya 41 % dari
beton normal.
4. Kuat lentur pada umur 56 hari beton normal
hasilnya lebih tinggi. Beton yang dicampur
dengan high volume fly ash dari PLTU Jepara
presentase penurunan kuat lenturya berkisar
31% dari beton normal. Beton yang dicampur
dengan high volume fly ash yang berasal dari
UD Sinar Mandiri Mojosongo hasil pengujian
kuat lentur mengalami penurunan 38% dari
beton normal.
5. Pada pengujian serapan air beton, beton normal
lebih banyak menyerap air dibandingkan dengan
beton yang dicampur dengan high volume fly
ash. Beton yang dicampur dengan high volume
fly ash dari PLTU Jepara lebih sedikit menyerap
air dari pada beton yang dicampur dengan high
volume fly ash yang berasal dari UD Sinar
Mandiri Mojosongo.
6. Fly ash yang digunakan dalam penelitian ini
berasal dari UD Sinar Mandiri Mojosongo tidak
masuk dalam spesifikasi kelas C, kelas F dan
kelas N.
Hal-hal yang perlu disarankan dari penelitian
ini dan untuk penelitian selanjutnya dengan
memanfaatkan fly ash antara lain :
1. Dalam pembuatan campuran beton slump harus
diperhatikan.
2. Pada saat pembuatan beton sebaiknya
menggunakan semen portland tipe 1.
3. Untuk penelitian high volume fly ash
selanjutnya dengan menggunakan fas rendah
serta ditambah dengan superplastisizer.
DAFTAR PUSTAKA
ACI 363R-92. 1992. State of the Art Report on
High Strength Concrete.
America Concrete Institute. ACI 318-89 Building
Code
Requirements
for
Reinforce
Concrete. Part II. Material Concrete
Quality. FifthAdition. Skokie. Illinois.
PCA.1990.
Armeyn 2014. Kuat Tekan Beton Dengan Fly Ash
Ex. PLTU SIJANTANG SAWAHLUNTO.
Jurnal Momentum, 16 (2).
ASTM. 1995. Concrete and Agregat. Annual Book
of ASTM Standart, 4(2). Philadelphia:
ASTM, 1995.
ASTM C 469-94-02. Standart Test Method for
Static Modulus of Elasticity and Poissons’s
Ratio of Concrete in Compression.
ASTM C 642-97. Standard Test Method for
Density, Absorption, and Voids in
Hardened Concrete.
Davis, R. E., R. W. Carlson, J. W. Kelly, and A. G.
Davis. 1937. Properties of cements and
concretes containing fly ash. Proceedings,
American Concrete Institute 33:577-612.
Helmuth, R. 1987. Fly ash in cement and concrete .
Skokie, III.: Portland Cement Association.
http://normanray.files.wordpress.com/2010/10/kuli
ah-5a-admixtures.pdf
Istianto, Muson M. 2010. Kajian Kuat Desak dan
Modulus Elastisitas Beton dengan Bahan
tambah Metakolin dan Serat. Skripsi,
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universits Sebelas Maret Surakarta.
Kaur, Inderpreet. 2005. Mechanical Properties of
High Volume Fly Ash (HVFA) concrete
Subjected to Elevated Temperatur up to
120˚C. Departemen of Civil Institute of
Engineering & Technology (Deemed
University) Patiala.
Kohubu, M. 1969. Fly ash and fly ash cement. In
Proceedings, Fifth international
symposium on the chemistry of cement (1968). Part
IV, 75-105. Tokyo: Cement Association of
Japan.
Kurniawandy, A., Djauhari, Z., Napitu, E. T., 2011.
Pengaruh
Abu
Terbang
terhadap
Karakteristik Mekanik Beton Mutu Tinggi.
Jurnal Teknologi, 11 (1), 55-99.
Mehta, P. Kumar. 2004. High Performance High
Volume Fly Ash Concrete for Sustainable
Development. International Workshop on
Sustainable Development and Concrete
Technology. University of California,
Berkeley, USA.
Mulyono,Tri. 2004. Teknologi Beton. (2nd ed).
Yogyakarta : Andi.
Nawy, Edward G. 1990. Reinforce Concrete a
Fundamental Approach. Terjemahan. (1st
ed). Bandung : PT. Erisco.
Nugraha, Paul & Antoni. 2007. Teknologi beton.
Yogyakarta : Andi.
Pitroda, J., Umrigar, F. S., Vidyanagar, V., dkk.
2013. Evaluation of Sorptivity and Water
Absorpsion of Concrete with Partial
Replacement of Cement by thermal
Industry waste (Fly Ash). International
Journal of Engineering and Innovative
Technology (IJEIT), 2 (7).
Pujianto, As’at. 2010. Beton Mutu Tinggi dengan
Bahan Tambah Superplastisizer dan Fly
Ash. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika , 13
(2), 171-180.
Rompas, G. P., Pangouw, J. D., Pandaleke, R., &
Mangare,
J.B.
2013.
Pengaruh
pemanfaatan Abu Ampas Tebu sebagai
Substitusi Parsial Semen dalam Campuran
Beton Ditinjau terhadap Kuat Tarik Lentur
dan Modulus Elastisitas. Jurnal Sipil
Statik, 9 (2), 82-89.
Sebayang, Surya. 2010. Pengaruh Kadar Abu
Terbang Sebagai Pengganti Sejumlah
Semen Pada Beton Alir Mutu Tinggi.
Jurnal Rekayasa , 14 (1).
SK SNI T15-1991-03. Tata Cara Perhitungan
Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung .
Jakarta : Departemen Pekerjaan Umum.
SNI 1970:2008. Cara Uji Berat Jenis dan
Penyerapan Air Agregat Halus. Badan
Standardisasi Nasional (BSN).
SNI 03-1972-1990. Metode Pengujian Slump
Beton. Departemen Pekerjaan Umum.
SNI 03-1974-1990. Metode Pengujian Kuat Tekan
Beton. Badan Standarisasi Nasional (BSN).
SNI 03-2491-2002. Metode Pengujian Kuat Tarik
Belah Beton. Badan Standarisasi Nasional
(BSN).
SNI 03-2493-1991. Metode Pembuatan dan
Perawatan Benda Uji Beton di Laboratorium.
Pusjatan-Balitbang
Pekerjaan Umum.
SNI 03-2816-1992. Metode Pengujian Kotoran
Organik dalam Pasir untuk Campuran Mortar
atau Beton. Pusjatan-Balitbang Pekerjaan
Umum.
SNI 03-2834-2000. Tata cara pembuatan rencana
campuran
beton
normal.
Badan
Standardisasi Nasional (BSN).
SNI 03-4154-1996. Metode Pengujian Kuat Lentur
Beton dengan Balok Uji Sederhana yang
Dibebani
Terpusat
Langsung .
Badan
Standarisasi Nasional (BSN).
SNI 15-2049-2004. Semen Portland. Badan
Standardisasi Nasional (BSN).
Subakti, Aman. 1995. Teknologi Beton dalam
Praktek. Surabaya : Institut Teknologi
Surabaya.
Tjokrodimuljo, Kardiyono. 1996. Teknologi Beton.
Yogyakarta : Biro Penerbit KMTS FT UGM