Analisa Kajian Beton Pasca Bakar Dengan Tambahan Admixture Superplasticizer

TUGAS AKHIR
ANALISA KAJIAN BETON PASCA BAKAR DENGAN TAMBAHAN
ADMIXTURE SUPERPLASTICIZER
Disusun oleh:

DENI MALIK
09 0404 028

Dosen Pembimbing:
RAHMI KAROLINA, ST. MT
19820318 200812 2 001

SUB JURUSAN STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Beton merupakan material utama untuk konstruksi yang banyak digunakan
di seluruh dunia. Kerusakan konstruksi beton sering terjadi disebabkan oleh
kebakaran. Kebakaran terjadi akibat berbagai sebab, baik itu karena ledakan
kompor atau tabung gas, ledakan bom, hubungan pendek arus listrik, sambaran
petir, dan kerusuhan yang sengaja membakar bangunan gedung.
Dalam penelitian ini, penggunaan admixture superplasticizer sebagai
bahan tambahan dalam campuran beton diharapkan dapat meminimalkan
kerusakan beton akibat pembakaran pada temperatur tinggi dengan meningkatkan
kualitas beton baik berupa sifat mekanis yaitu kuat tekan maupun sifat fisis yaitu
porositas beton. Adapun variasi penambahan admixture superplasticizer yang
digunakan adalah 1%; 1,5%; dan 2%, sedangkan variasi pembakaran beton adalah
200ºC; 500ºC; dan 800ºC. Hasil pengujian menunjukkan penurunan kuat tekan
dan kenaikan porositas beton akibat pembakaran pada temperatur tinggi.
Kecenderungan kuat tekan beton akan turun seiring dengan kenaikan
o
temperatur. Pada temperatur 200 C terjadi penurunan sebesar 7,14%; 40,57%;
o
dan 65,71%, temperatur 500 C penurunan sebesar 2,74%; 15,07%; dan 65,75%,
sedangkan temperatur 800ºC penurunan sebesar 13,79%; 14,47%; dan 53,95%
dari kekuatan awal beton tanpa pembakaran.

Porositas beton akan naik seiring dengan kenaikan temperatur dan
persentase kenaikannya akan semakin besar seiring dengan temperatur
o
pembakaran. Pada temperatur 200 C terjadi peningkatan porositas sebesar 7,41%
o
- 11,853%, temperatur 500 C peningkatan sebesar 13,334% - 17,779%, dan
o
temperatur 800 C peningkatan porositas bertambah sebesar 19,26% - 23,704%,
dari porositas beton normal.
Dari hasil pengujian diperoleh penurunan kuat tekan dan meningkatnya
porositas. Untuk penelitian lebih lanjut, nilai variasi penambahan admixture
superplasticizer dapat diperbesar lebih dari 2% agar dimanfaatkan sebagai
pencegah kerusakan beton akibat pembakaran pada temperatur tinggi. Pada beton
mutu tinggi dilakukan dengan mencampur bahan tambahan lain yang dapat
meningkatkan kuat tekan dan mengurangi porositas beton.
Kata kunci : beton pasca bakar, admixture superplasticizer, kuat tekan,porositas.

i

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Tiada kata yang layak diucapkan selain ucapan syukur Alhamdulillah
segala puji bagi Allah yang merupakan sumber dari segala sumber ilmu, hidayah
dan kebaikan dengan hidayah dilimpahkan-Nya kepada Penulis, sehingga tugas
akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Shalawat beriring salam senantiasa
tercurah kehadirat junjungan Nabi Muhammad SAW yang selalu menjadi
inspirasi pengetahuan serta senantiasa diharapkan syafaatnya pada hari akhir
kelak.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik
Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara dengan judul “ANALISA KAJIAN BETON PASCA BAKAR
DENGAN TAMBAHAN ADMIXTURE SUPERPLASTICIZER”.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak
terlepas dari dukungan, bantuan, serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena
itu, Penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada beberapa pihak yang berperan penting, yaitu :
1.

Ibu Rahmi Karolina, ST, MT selaku pembimbing, yang telah banyak
memberikan dukungan, masukan, bimbingan, serta meluangkan waktu,
tenaga, dan pikiran dalam membantu Penulis menyelesaikan tugas akhir ini.

2.

Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

ii

Universitas Sumatera Utara

3.

Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.

4.

Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.

5.

Teristimewa dihati untuk keluarga, terutama kepada kedua orang tua Penulis,
Ayahanda Alm.Abdullah dan Ibunda Ani Marni yang telah memberikan doa,
motivasi, semangat, dan nasehat. Terima kasih atas segala pengorbanan,
cinta, dan kasih sayang yang tiada batas serta do’a yang tidak pernah putus
untuk Penulis. Saudara-saudara tercinta abang Khairul Hadi, Nursirwan, Heri
Gusriadi, Rahmad Hidayat; kakak Ratna Sari Dewi dan Fatmawati; serta adik
Ade Putri, yang selalu mendukung Penulis selama ini. Terima kasih atas
doanya.

6.

Teristimewa dihati untuk Dina Zurahyana, ST, yang merupakan pemberi
alasan terkuat agar selesainya tugas akhir ini tepat waktu. Terima kasih atas
doa, semangat, dukungan, dan waktu untuk selalu menemani menyelesaikan
tugas akhir ini.

7.

Teman-teman Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa, Reza, Hafiz, Prima,
Rahmat’10, Fauzi‘10, dan Mas Subandi.

8.

Pegawai administrasi yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian
administrasi. Terima kasih atas bantuannya selama awal kuliah sampai saat
ini.

9.

Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2009, lek Feri, Rizki
Oktero, Dicky, Ryan tungir, Topek Odoy, Mas Raden Seivana, Raja Fahmi,
iii

Universitas Sumatera Utara

lek jhon Gunawan, Ichan Udin, Kiut, Ade, Galih, Bulloh, Bembeng, Ian,
Alfian, Andi Buncit, Ajo, Ozan, Lesli, Frans, Loli, Benjo, Deser, Sri, Tina,
Merni, Hanna, Nora, Nita, PutriNurul, Sarra, Utin, Ridho, Deko, Rahman,
Benny, PutriMutia, Mia, Firdha, Evi, Irwan, Aul, Usuf, Fandu, Ucok, Sandi,
Abraham, Hans, Jonathan, Azam, Ryan, Agus, Wahyu, dan teman-teman lain
yang tidak dapat dicantumkan namanya satu persatu.
10. Abang dan kakak senior, Faim, Wawan, Riki, Rivan, Tami, Citra, Didik, dan
yang lainnya.
11. Adik-adik stambuk 2012 Embas, Azhar, Yogi, Wahyu, Muiz, Acong, Alvin,
Mitra, Tama, Bagus, Suryadi, Hafni, Rissa, Elin, dan yang lainnya yang tidak
dapat disebutkan satu persatu.
12. Dan untuk semua orang, yang tidak mungkin Penulis tuliskan satu-persatu
atas dukungannya yang sangat baik dengan kerendahan hati Penulis meminta
maaf yang sebesar-besarnya karena kesempurnaan hanya milik Allah SWT
dan hanya manusia yang penuh kekhilafan.
Akhir kata Penulis mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini
dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan,

Oktober 2013

Penulis

( Deni Malik )

iv

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Halaman
ABSTRAK ...................................................................................................... .... i
KATA PENGANTAR.................................................................................... ... ii
DAFTAR ISI................................................................................................... ... v
DAFTAR GAMBAR...................................................................................... ... x
DAFTAR TABEL .......................................................................................... .xii
DAFTAR NOTASI......................................................................................... . xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xvi

BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................. … 1

1.1 Latar Belakang .......................................................................... … 1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................... … 6
1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................ … 7
1.4 Pembatasan Masalah................................................................... … 7
1.5 Metodologi ................................................................................. … 8
1.5.1 Bagan Alir Penelitian ..................................................... ....9
1.5.2 Benda Uji ........................................................................ .. 11
1.5.3 Pembakaran Beton .......................................................... .. 12
1.5.4 Jenis Pengujian................................................................ .. 12
1.5.4.1 Uji Porositas...................................................... .. 12
1.5.4.2 Uji Kuat Tekan.................................................. .. 13

v
Universitas Sumatera Utara

1.6 Lokasi Penelitian......................................................................... ..14
1.7 Sistematika Penulisan ...................................................................14

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA.................................................................... ..16
2.1 Umum ........................................................................................ ..16

2.1.1 Beton Segar (Fresh Concrete) ........................................ .. 17
2.1.1.1 Kemudahan Pengerjaan (Workability).............. .. 18
2.1.1.2 Pemisahan Kerikil (Segregation)...................... .. 21
2.1.1.3 Pemisahan Air (Bleeding) ................................. .. 22
2.1.2 Beton Keras (Hardened Concrete) ................................... .. 23
2.1.2.1 Kuat Tekan Beton (f’c) ..................................... .. 23
2.1.2.2

Porositas Beton ................................................. ..31
2.1.2.3 Uji Pembakaran Beton ........................................ 32
2.2 Bahan Penyusun Beton ................................................................ ..33
2.2.1 Semen ............................................................................. .. 33
2.2.1.1 Umum .............................................................. .. 33
2.2.1.2 Semen Portland ................................................ .. 34
2.2.1.3 Jenis-jenis Semen Portland .............................. .. 34
2.2.2 Agregat ........................................................................... .. 37
2.2.2.1 Umum .............................................................. .. 37
2.2.2.2 Jenis-jenis Agregat ........................................... .. 38
2.2.2.2.1 Jenis-jenis Berdasarkan Berat ......... .. 39
2.2.2.2.2 Jenis Agregat Berdasarkan Bentuk . .. 39

vi
Universitas Sumatera Utara

2.2.2.2.3 Jenis Agregat Berdasarkan Ukuran
Butir Nominal .................................. .. 42
2.2.2.2.4 Jenis Agregat Berdasarkan
Tekstur Permukaan .......................... .. 46
2.2.3 Air .................................................................................. .. 48
2.2.4 Bahan Tambahan ............................................................ .. 49
2.2.4.1 Umum .............................................................. .. 49
2.2.4.2 Alasan Penggunaan Bahan Tambahan ............. .. 51
2.2.4.3 Admixture.......................................................... .. 52
2.2.4.4 Perhatian Penting Dalam Penggunaan
Bahan Tambahan .............................................. .. 54
2.3 Kebakaran pada Bangunan .......................................................... .. 56
2.3.1 Definisi Kebakaran ......................................................... .. 56
2.3.2 Ketahanan Beton Terhadap Kebakaran .......................... .. 59
2.3.3 Pengaruh Temperatur Tinggi Terhadap Beton................ .. 60
2.3.4 Identifikasi Kebakaran Terhadap Beton ........................ .. 61
2.3.5 Hasil-Hasil Penelitian yang Mendukung ....................... .. 63

BAB 3 METODE PENELITIAN................................................................. .. 66
3.1 Umum ......................................................................................... ..66
3.2 Bahan-bahan penyusun beton ..................................................... .. 68
3.2.1. Semen Portland ............................................................... .. 68
3.2.2. Agregat Halus ................................................................. .. 68

vii
Universitas Sumatera Utara

3.2.2.1 Analisa Ayakan Pasir ....................................... .. 69
3.2.2.2 Pencucian Ayakan Pasir Lewat Ayakan
No.200 .............................................................. .. 70
3.2.2.3 Pemeriksaan Kandungan Organik ................... .. 70
3.2.2.4 Pemeriksaan Clay Lump pada Pasir ................. .. 70
3.2.2.5 Pemeriksaan Berat Isi Pasir .............................. .. 71
3.2.2.6 Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi Pasir .... .. 72
3.2.3. Agregat Kasar ................................................................. .. 73
3.2.3.1 Analisa Ayakan Batu Pecah ............................. .. 73
3.2.3.2 Pemeriksaan Kadar Lumpur (Pencucian
Kerikil Lewat Ayakan no.200........................... .. 74
3.2.3.3 Pemeriksaan Keausan dengan Mesin
Los Angeles ....................................................... .. 74
3.2.3.4 Pemeriksaan Berat Isi Batu Pecah .................... .. 75
3.2.3.5 Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi Batu
Pecah ................................................................. .. 75
3.2.3.6 Analisa Ayakan Batu Pecah ............................. .. 73
3.2.3.1 Analisa Ayakan Batu Pecah ............................. .. 73
3.2.4. Air ................................................................................... ..76
3.2.5. Admixture Superplasticizer ............................................. .. 77
3.3 Perencanaan Campuran Beton (Mix Design).............................. .. 77
3.4 Penyediaan Bahan Penyusun Beton............................................ .. 78
3.5 Pembuatan Benda Uji ................................................................. .. 79

viii
Universitas Sumatera Utara

3.6 Penggunaan Admixture Superplasticizer .................................... .. 80
3.7 Pengujian Sampel ....................................................................... .. 81
3.7.1 UjiKuat Tekan Beton ...................................................... .. 81
3.7.2 Porositas Beton ............................................................... .. 81
3.7.3 UjiPembakaran Beton ..................................................... .. 82

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN.......................................................... 85
4.1 Pengujian Kuat Tekan Beton ...................................................... .. 85
4.2 Pengujian Porositas Beton .......................................................... .. 94
4.3 Pengamatan Warna dan Kondisi Visual Beton........................... 100

BAB 5KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 102
5.1 Kesimpulan ................................................................................. 102
5.2 Saran .......................................................................................... 103

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 105

ix
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 1.1

Bagan Alir Penelitian ................................................................. 9

Gambar 2.1

Kerucut Abrams ..................................................................... ..20

Gambar 2.2

Slump Aktual ......................................................................... .. 20

Gambar 2.3

Slump Geser ........................................................................... .. 21

Gambar 2.4

Slump Runtuh ......................................................................... .. 21

Gambar 2.5

Hubungan antara Kuat Tekan dengan Waktu ........................ .. 24

Gambar 2.6

Hubungan antara Faktor Air Semen dengan Kekuatan
Beton ...................................................................................... ..26

Gambar 2.7

Hubungan antara Umur Beton dan Kuat Tekan Beton .......... .. 27

Gambar 2.8

Perkembangan Kekuatan Tekan Mortar untuk Berbagai Tipe
Portland Semen ..................................................................... ..28

Gambar 2.9

Pengaruh Jumlah Semen Terhadap Kuat Tekan Beton pada
Faktor Air Semen Sama ......................................................... ..29

Gambar 2.10

Pengaruh Jenis Agregat Terhadap Kuat Tekan Beton ........... ..30

Gambar 2.11

Alat Uji Pembakaran (Furnace)............................................. .. 32

Gambar 2.12

Klasifikasi Agregat Berdasarkan Sumber Material ............... .. 38

Gambar 2.13

Brosur dan Produk SikaCim Concrete Additive..................... ..54

Gambar 3.1

Diagram Alir Pembuatan Beton dengan Tambahan
Admixture Superplasticizer .................................................... .. 67

Gambar 3.2

SikaCim Concrete Additive.................................................... .. 77

x
Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.3

Alat Uji Pembakaran (Furnace)............................................. .. 83

Gambar 4.1

Grafik Kuat Tekan Beton Admixture 1% Pasca Bakar
Terhadap Temperatur ............................................................. .. 87

Gambar 4.2

Grafik Kuat Tekan Beton Admixture 1,5% Pasca Bakar
Terhadap Temperatur ............................................................. .. 88

Gambar 4.3

Grafik Kuat Tekan Beton Admixture 2% Pasca Bakar
Terhadap Temperatur ............................................................. .. 89

Gambar 4.4

Grafik Kuat Tekan Beton Admixture Pasca Bakar Terhadap
Temperatur ............................................................................. .. 91

Gambar 4.5

Grafik Porositas Beton Admixture Pasca Bakar Terhadap
Temperatur ............................................................................. .. 98

xi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 1.1

Distribusi Pengujian Benda Uji Kubus ................................. .. 11

Tabel 2.1

Perkiraan Kuat Tekan Beton pada Berbagai Umur ............... .. 27

Tabel 2.2

Pengaruh Sifat Agregat pada Sifat Beton ............................. .. 37

Tabel 2.3

Batasan Gradasi untuk Agregat Halus .................................. .. 43

Tabel 2.4

Susunan Besar Butiran Agregat Kasar (ASTM, 1991) ......... .. 45

Tabel 2.5

Penilaian Temperatur yang Dicapai pada Berbagai Material
dan Komponen dalam Kebakaran .......................................... .. 58

Tabel 4.1

Beton dengan Tambahan Admixture Superplasticizer Tanpa
Pembakaran.. .......................................................................... ..85

Tabel 4.2

Data Kuat Tekan Beton Pasca Bakar dengan Tambahan
Admixture superplasticizer 1% ............................................. .. 86

Tabel 4.3

Data Kuat Tekan Beton Pasca Bakar dengan Tambahan
Admixture Superplasticizer 1,5%........................................... .. 87

Tabel 4.4

Data Kuat Tekan Beton Pasca Bakar dengan Tambahan
Admixture Superplacticizer 2% ............................................ .. 88

Tabel 4.5

Rangkuman Data Kuat Tekan Beton Pasca Bakar
dengan TambahanAdmixture Superplasticizer....................... .. 90

Tabel 4.7

Data Porositas Beton Pasca Bakar dengan Tambahan
Admixture Superplasticizer 1%.............................................. .. 94

xii
Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.8

Data Porositas Beton Pasca Bakar dengan Tambahan Admixture
Superplasticizer 1,5% ............................................................ .. 95

Tabel 4.9

Data Porositas Beton Pasca Bakar dengan Tambahan Admixture
Superplasticizer 2% .............................................................. .. 96

Tabel 4.10

Rangkuman Porositas Beton Pasca Bakar dengan Tambahan
Admixture Superplasticizer .................................................... .. 96

Tabel 4.11

Pengamatan Warna dan Kondisi Visual Beton Pasca Bakar pada
Temperatur Tertentu .............................................................. 100

xiii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR NOTASI

SSD

: Saturated Surface Dry

n

: Jumlah Sampel

SD

: Simpangan Baku

f'c

: Kuat Tekan Beton Karakteristik(MPa)

fr

: Kuat Lentur (MPa)

fc’

: Kekuatan Tekan (kg/cm2)

P

: Beban Tekan (kg)

A

: Luas Penampang (cm2)

S

: Deviasi Standar (kg/cm2)

σ ’b

: Kekuatan Masing-Masing Benda Uji (kg/cm2)

σ ’bm

: Kekuatan Beton Rata-Rata (kg/cm2)

N

: Jumlah Total Benda Uji Hasil Pemeriksaan

σ bm

: Tegangan Rata-Rata (kg/cm²)

σ bk

: Tegangan Karakteristik (kg/cm²)

Fct

: Tegangan Rekah Beton (kg/cm)

P

: Beban Maksimum (kg)

L

: Panjang Sampel (cm)

D

: Diameter (cm)

F

: Beban yang Diberikan (kg)

ε

: Regangan

L

: Perubahan Panjang (cm)
xiv
Universitas Sumatera Utara

η

: Angka Ekivalen

Ebaja: : Elastisitas Baja (2,1 x 105MPa)
σ

: Tegangan(kg/cm²)

E

: Modulus Elastisitas (kg/cm²)

k

: Faktor Pembacaan Dial (mm)

M

: Momen pada Daerah Patahan (kgcm)

Z

: Modulus Penampang Arah Melintang (cmᶾ)

b

: Lebar Balok (cm)

h

: Tinggi Balok (cm)

w

: Momen Tahanan (cm3)

R

: Modulus Patahan (kg/cm²)

ρc

: Berat Jenis Beton (kg/cm3)

ms

:

Massa Sample Kering (kg)

mb

:

Massa Sample Setelah Direndam (kg)

:

Massa Sample Digantung di Dalam Air (gm)

mg

ρ air

: Berat Isi Air (0.997 gr/cm3)

xv
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I

Concrete Mix Design

Lampiran II

Pemeriksaan Bahan

Lampiran III Data Pengujian
Lampiran IV Dokumentasi

xvi
Universitas Sumatera Utara