PENGARUH PENGGUNAAN ABU SEKAM PADI SEBAGAI ADITIF TERHADAP KUAT TEKAN DAN PERILAKU TEGANGAN-REGANGAN BETON MUTU TINGGI

PENGARU SEBAGA DAN PER

BETON MUTU TINGGI

  Diajukan S Tingkat Sarja

  FAKULTAS ALU RUH PENGGUNAAN ABU SEKAM P GAI ADITIF TERHADAP KUAT TEKA PERILAKU TEGANGAN-REGANGA

  Tugas Akhir ukan Sebagai Syarat untuk Menyelesaikan Pendidi rjana Strata (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas

  Universitas Teuku Umar

  

Disusun Oleh :

  NIM : 10c10203038 Bidang : Struktur Jurusan : Teknik Sipil

  

LTAS TEKNIK UNIVERSITAS TEUKU

LUE PEUNYARENG – MEULABOH

ACEH BARAT

2015

  M PADI TEKAN GAN

  ndidikan tas Teknik

AMALUL AHLI

KU UMAR BOH

  

LEMBARAN PENGESAHAN

PENGARUH PENGGUNAAN ABU SEKAM PADI

SEBAGAI ADITIF TERHADAP KUAT TEKAN

DAN PERILAKU TEGANGAN-REGANGAN

BETON MUTU TINGGI

  

Oleh :

  Nama : Amalul Ahli NIM : 10C10203038 Bidang Studi : Struktur Program Studi : Teknik Sipil

  Alue Peunyareng, Maret 2015 Disetujui Oleh,

  Pembimbing I

  Dr. Ing. T. Budi Aulia, M.Ing

  NIP. 19670529 199403 1 001 Pembimbing II

  Andi Yusra, ST. MT

  NIDN. 01 2311 7302 Mengetahui,

  Ketua Jurusan Teknik Sipil

  Astiah Amir, ST. MT

  NIDN. 01 0230 3734 Mengetahui,

  Dekan Fakultas Teknik

  Dr. Ir. H. Komala Pontas

  NIP. 19580526 198702 1 001

KATA PENGANTAR

  Assalamu’alaikum wr. wb Segala puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan taufik dan hidayah-Nya serta izin karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul Pengaruh Penggunaan Abu

  

Sekam Padi Sebagai Aditif Terhadap Kuat Tekan dan Perilaku Tegangan-

Regangan Beton Mutu Tinggi . Tak lupa dan tak bosan-bosannya kita

  sanjungkan shalawat serta salam kepada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW, yang telah membawa umat manusia dari alam kebodohan ke alam yang penuh dengan ilmu pengetahuan seperti sekarang ini.

  Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis telah banyak memperoleh petunjuk, bimbingan, bantuan dan motivasi dari berbagai pihak terutama dari pembimbing. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang amat tulus kepada Bapak Dr. Ing. T Budi Aulia, M.Ing dan juga kepada Bapak

  , selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan

  Andi Yusra, ST.MT

  waktu, tenaga dan ilmu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  Pada kesempatan ini, penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada :

  1. Bapak Dr. Ir. H. Komala Pontas selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar.

  2. Ibu Astiah Amir, ST. MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil.

  3. Bapak Samsunan Mahmud, ST. MT selaku pembahas I.

  4. Ibu Inseun Yuri Salena, B.Sc. M.Sc selaku pembahas II.

  5. Ibu Cut Suciatina Silvia, ST. MT selaku Penasehat Akademik.

  6. Dosen Pengajar dan Staf Akademik yang telah memberikan ilmu dan pengalamannya kepada penulis.

  7. Ayahanda tercinta Ridwan Ismik dan Ibunda tercinta Ida Martina yang selalu memberikan kasih sayang, do’a serta memberikan dorongan baik secara moril maupun materil untuk keberhasilan penulis.

  8. Kepada rekan-rekan satu Tim Penelitian dan juga Tim AJA yakni Jufriadi dan Aulia Desri Datok Riski serta bang Yusluddin yang akan penulis kenang untuk selama-lamanya, serta seluruh staf yang ada di Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan (LKBB) Unsyiah yang telah banyak membantu penulis.

  9. Kepada teman-teman mahasiswa teknik sipil, khususnya mahasiswa angkatan 2010 serta semua teman-teman yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.

  Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi semua pihak khususnya bagi mahasiswa Teknik Sipil. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca demi kebaikan di masa mendatang.

  Akhir kata, penulis berharap Allah SWT membalas segala kebaikan untuk semua pihak yang telah membantu, Amin.

  Meulaboh, Maret 2015 Penulis,

  Amalul Ahli

  NIM. 10c10203038

  

PENGARUH PENGGUNAAN ABU SEKAM PADI

SEBAGAI ADITIF TERHADAP KUAT TEKAN

DAN PERILAKU TEGANGAN-REGANGAN

BETON MUTU TINGGI

  Oleh

AMALUL AHLI

  NIM. 10c10203038 Pembimbing :

  1. Dr. Ing. T. Budi Aulia, M.Ing

  2. Andi Yusra, ST, MT

  

ABSTRAK

  Dalam penelitian ini penulis mencoba menggunakan zat tambahan alternatif sebagai pengganti Silica Fume yaitu dengan abu sekam padi dengan persentasi penambahan terhadap berat semen 0 %, 5 %, 8 %, 10 % dan 15 % menggunakan nilai FAS 0,30 serta pemakaian Superplastizer jenis Polycarboxylate (Viscocrete N 10) 1,5 %. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian terhadap kuat tekan dan perilaku tegangan-regangan beton mutu tinggi dengan penggunaan zat tambahan tersebut. Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada saat beton berumur 28 hari dan 56 hari yang dilakukan terhadap benda uji silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm, benda uji mortar dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm, benda uji pasta semen dengan diameter 10 cm dan tinggi 20 cm serta benda uji agregat dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 10 cm. Jumlah benda uji 90 buah dan ditambah 3 buah benda uji agregat. Hasil pengujian kuat tekan beton mutu tinggi menunjukkan pada penggunaan zat tambah abu sekam padi 5 % menghasilkan kuat tekan yang terbesar pada umur 56 hari, yaitu sebesar 63,38 MPa. Terjadi penambahan kekuatan dibandingkan kuat tekan pada umur 28 hari, dimana kekuatan maksimum dicapai dengan penambahan abu sekam padi 15 % dengan kuat tekan 55,83 MPa. Peningkatan yang terjadi dengan menggunakan 5 % abu sekam padi dari umur 28 hari sampai umur 56 hari sangat drastis yaitu sebesar 20,24 %, dari 50,55 MPa meningkat menjadi 63,38 MPa. Dari hasil perhitungan tegangan-regangan menunjukkan bahwa tegangan yang terjadi pada agregat lebih tinggi dibandingkan dengan regangannya, sedangkan regangan yang terjadi pada beton, mortar dan pasta semen lebih tinggi dibandingkan dengan tegangannya. Dari hasil perhitungan analisa varian menunjukkan bahwa penggunaan zat tambahan abu sekam padi dapat mempengaruhi kuat tekan beton. Hal ini menunjukkan bahwa zat tambahan abu sekam padi dapat digunakan sebagai alternatif pengganti dari silica fume.

  Kuat Tekan, Hubungan tegangan-regangan, Abu sekam padi.

  Kata Kunci :

  DAFTAR ISI

LEMBARAN JUDUL .................................................................................. i

  .................................................................... ii

  LEMBARAN PENGESAHAN

KATA PENGANTAR ................................................................................. iii

ABSTRAK .................................................................................................... v

  ................................................................................................ vi

  DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ........................................................................................ x

  ............................................................................ xi

  DAFTAR LAMPIRAN A

DAFTAR LAMPIRAN B ............................................................................ xii

  ........................................................................ 1

  BAB I PENDAHULUAN

  .1 Latar Belakang Masalah .......................................................... 1

  1

  1.2 Rumusan Masalah ................................................................... 1

  1.3 Batasan Masalah ...................................................................... 2

  1.4 Tujuan dan Mamfaat Penelitian............................................... 2

  1.5 Hasil Penelitian........................................................................ 3 .................................................. 4

  BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN

  1 Beton Mutu Tinggi.................................................................. 4 2.

  2.2 Agregat ................................................................................... 6

  2.2.1 Sifat-sifat fisis agregat.................................................. 7

  2.3 Bahan Tambahan .................................................................... 8

  2.3.1 Superplasticizer ............................................................. 8

  2.3.2 Abu hasil pembakaran sekam padi ................................ 9

  2.4 Kuat Tekan Beton................................................................... 11

  2.5 Tegangan dan Regangan Beton .............................................. 11

  2.6 Pola Kehancuran Benda Uji ................................................... 13

  2.7 Analisa Mutu Pelaksanaan...................................................... 14

  2.8 Analisa Varian ........................................................................ 15

  ........................................................... 17

  BAB III METODE PENELITIAN

  3.1 Material................................................................................... 17

  3.2 Pengambilan Material............................................................. 18

  3.3 Peralatan ................................................................................. 18

  3.4 Prosedur Penelitian ....................................................................... 19

  3.4.1 Persiapan ....................................................................... 19

  3.4.2 Pemeriksaan sifat-sifat fisis abu sekam padi ................. 20

  3.4.3 Pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat .............................. 20

  3.4.4 Perencanaan dan pengerjaan campuran beton ............... 20

  3.4.5 Rancanga benda uji........................................................ 21

  3.4.6 Pembuatan benda uji...................................................... 22

  3.4.7 Perawatan benda uji....................................................... 23

  3.4.8 Pengujian kuat tekan...................................................... 24

  3.5 Analisa data ............................................................................ 25

  

BAB IV PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN ....................... 26

  4.1 Sifat-sifat Fisis Agregat .......................................................... 26

  4.1.1 Berat volume ................................................................. 26

  4.1.2 Berat jenis dan absorsi................................................... 27

  4.1.3 Susunan butiran agregat (gradasi) ................................. 28

  4.1.4 Kandungan bahan organik............................................. 30

  4.2 Pemeriksaan Kandungan Kimia Abu Sekam Padi ................. 30

  4.3 Rancangan Campuran Beton .................................................. 31 4.4 Sifat Beton Segar ....................................................................

  31

  4.4.1 Temperatur .................................................................... 31

  4.4.2 Slump............................................................................. 32

  4.5 Hasil Pengujian Kuat Tekan ................................................... 33

  4.5.1 Kuat tekan silinder beton............................................... 33

  4.5.2 Kuat tekan mortar .......................................................... 35

  4.5.3 Kuat tekan pasta semen ................................................. 36 4.5.4 kuat tekan agregat.......................................................... 37

  4.6 Hubungan Tegangan-Regangan pada Beton .......................... 37

  4.7 Pola Kehancuran Benda Uji ................................................... 39

  4.8 Seleksi Data ............................................................................ 42

  4.9 Analisis Varian ....................................................................... 42

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 43

  5.1 Kesimpulan.............................................................................. 43

  5.2 Saran ........................................................................................ 44

  

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 45

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kurva Stress-Strain untuk Agregat, Pasta Semen,-

  Mortar dan Beton.................................................................... 13

Gambar 2.1 Pola Retak Benda Uji Beton Silinder ..................................... 14Gambar 3.1 Sketsa Proses Pengujian Kuat Tekan ..................................... 24Gambar 4.1 Grafik susunan butiran agregat campuran yang direncanakan berdasarkan PBI 1971............................................................. 29Gambar 4.2 Grafik susunan butiran Berdasarkan Referensi Buku -

  Tri Mulyono............................................................................ 30

Gambar 4.3 Diagram Nilai Slump Beton ................................................... 32Gambar 4.4 Diagram kuat tekan beton ASP pada umur 28 hari dan - 56 hari.................................................................................... 34Gambar 4.5 Grafik kuat tekan Beton ASP pada umur 28 hari dan - 56 hari..................................................................................... 34Gambar 4.6 Diagram kuat tekan mortar ASP pada umur 28 hari dan - 56 hari.................................................................................... 36Gambar 4.7 Diagram kuat tekan pasta semen ASP pada umur 28 hari - dan 56 hari .............................................................................. 37Gambar 4.8 Grafik hubungan tegangan-regangan pada umur 28 hari -

  Beton 0% ZT .......................................................................... 38

Gambar 4.9 Grafik hubungan tegangan-regangan pada umur 56 hari -

  Beton 5% ZT .......................................................................... 39

Gambar 4.10 Pola kehancuran benda uji no.1 dengan ZT 0% pada umur - 28 hari..................................................................................... 39

  DAFTAR TABEL

Tabel 4.6 Komposisi Kandungan Kimia Zat Tambahan ........................ 31

  Tabel 4.14 Analisa Varian Pengaruh Zat Tambahan Terhadap Kuat -

Tabel 4.13 Perhitungan kuat tekan dan pola kehancuran benda uji - umur 56 hari ........................................................................... 41Tabel 4.12 Perhitungan kuat tekan dan pola kehancuran benda uji - umur 28 hari ........................................................................... 36Tabel 4.11 Hasil Pengujian Kuat Tekan untuk Benda Uji Pasta .............. 36Tabel 4.10 Hasil Pengujian Kuat Tekan untuk Benda Uji Mortar ........... 35Tabel 4.9 Hasil Pengujian Kuat Tekan untuk Benda Uji Beton ............. 33

  Abu Sekam Padi .................................................................... 32

Tabel 4.8 Hasil Pemeriksaan Temperatur Adukan Beton pada –

  3 Beton ................................... 31

Tabel 4.7 Komposisi Material untuk 1 mTabel 4.5 Nilai Fineness Modulus (FM) Agregat................................... 28Tabel 2.1 Sifat Kekuatan Berbagai Beton Mutu Tinggi ......................... 4

  Absorbsi Zat Tambahan ......................................................... 28

Tabel 4.4 Hasil Pemeriksaan Perhitungan Berat Jenis dan –Tabel 4.3 Hasil Pemeriksaan Perhitungan Absorbsi Agregat................. 27Tabel 4.2 Hasil Pemeriksaan Perhitungan Berat Jenis Agregat ............. 27Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Perhitungan Berat Volume. ..................... 26Tabel 3.2 Rencana Benda Uji Silinder untuk Pengujian Kuat Tekan .... 22Tabel 3.1 Data Teknis Sika Viscocrete N10 ........................................... 18

  Efek Tetap .............................................................................. 16

Tabel 2.4 Analisa Varian untuk Klasifikasi Dua Arah Model -Tabel 2.3 Data Analisa Varian Klasifikasi Dua Arah Model ................. 16Tabel 2.2 Hasil Pemeriksaan Daya Tahan Agregat ................................ 7

  Tekan Beton ............................................................................ 42

  DAFTAR LAMPIRAN A

  Lampiran A.3.1 Gambar Bagan Alir Penelitian ...................................... 47 Lampiran A.3.2 Foto-Foto Pelaksanaan Penelitian ................................. 49 Lampiran A.3.3 Foto-Foto Pengamatan Visul ........................................ 59 Lampiran A.3.4 Grafik Susunan Butiran................................................. 63 Lampiran A.3.5 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, -

  Beton, Mortar dan Pasta ZT. 0% Umur 28 Hari ........... 64 Lampiran A.3.6 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, -

  Beton, Mortar dan Pasta ZT. 5% Umur 28 Hari ........... 66 Lampiran A.3.7 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, -

  Beton, Mortar dan Pasta ZT. 8% Umur 28 Hari ........... 68 Lampiran A.3.8 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, -

  Beton, Mortar dan Pasta ZT. 10% Umur 28 Hari ......... 70 Lampiran A.3.9 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, -

  Beton, Mortar dan Pasta ZT. 15% Umur 28 Hari ......... 72 Lampiran A.3.10 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, -

  Beton, Mortar dan Pasta ZT. 0% Umur 56 Hari ........... 74 Lampiran A.3.11 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, -

  Beton, Mortar dan Pasta ZT. 5% Umur 56 Hari ........... 76 Lampiran A.3.12 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, -

  Beton, Mortar dan Pasta ZT. 8% Umur 56 Hari ........... 78 Lampiran A.3.13 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, -

  Beton, Mortar dan Pasta ZT. 10% Umur 56 Hari ......... 80 Lampiran A.3.14 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, -

  Beton, Mortar dan Pasta ZT. 15% Umur 56 Hari ......... 82

  DAFTAR LAMPIRAN B

  Lampiran B.4.1 Perhitungan Berat Volume (Bulk Density) Agregat ..... 84 Lampiran B.4.2 Perhitungan Berat Jenis (Specific Gravity) dan -

  Absorbsi ........................................................................ 87 Lampiran B.4.3 Perhitungan Berat Jenis (Specific Gravity) dan -

  Absorbsi Pada Abu Sekam Padi.................................... 92 Lampiran B.4.4 Perhitungan Susunan Butiran (Sieve Analysis) -

  Agregat.......................................................................... 93 Lampiran B.4.5 Perhitungan Modulus Kehalusan Butiran Agregat ....... 98 Lampiran B.4.6 Perhitungan Kombinasi dari Agregat (0-2 mm), -

  (2-5 mm), (5-8 mm), (8-11 mm) dan (11-16 mm) - Untuk Mencari Nilai Perbandingan Yang Diinginkan.. 103

  Lampiran B.4.7 Perhitungan Mix Design Beton Silinder (30 x 15) - dengan Persentase 0% dari Zat Tambahan ................... 104 Lampiran B.4.8 Perhitungan Mix Design Beton Silinder (30 x 15) - dengan Persentase 5% dari Zat Tambahan ................... 107 Lampiran B.4.9 Perhitungan Mix Design Beton Silinder (30 x 15) - dengan Persentase 8% dari Zat Tambahan ................... 110 Lampiran B.4.10 Perhitungan Mix Design Beton Silinder (30 x 15) - dengan Persentase 10% dari Zat Tambahan ................. 113 Lampiran B.4.11 Perhitungan Mix Design Beton Silinder (30 x 15) - dengan Persentase 15% dari Zat Tambahan ................. 116 Lampiran B.4.12 Perhitungan Kuat Tekan Umur 28 Hari ........................ 119 Lampiran B.4.13 Perhitungan Kuat Tekan Umur 56 Hari ........................ 124 Lampiran B.4.14 Perhitungan Kuat Tekan Agregat.................................. 129 Lampiran B.4.15 Seleksi Data Berat Benda Uji Beton Zat - tambahan Pada Umur 28 Hari ....................................... 130 Lampiran B.4.16 Seleksi Data Berat Benda Uji Beton Zat - tambahan Pada Umur 56 Hari ....................................... 135

  Lampiran B.4.17 Perhitungan Analisis Varian Untuk Mengetahui - Pengaruh Zat Tambahan Terhadap Kuat Tekan - Beton Antara Umur 28 Hari dan 56 Hari ...................... 140

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang Masalah

  Beton saat ini telah banyak berkembang, terutama mengenai beton mutu tinggi yang banyak digunakan dalam pembangunan di zaman ini. Berbeda dengan beton normal, beton mutu tinggi menggunakan nilai FAS yang kecil serta adanya penggunaan zat tambahan (silica fume) dan zat admixture superplasticizer, maka sangat diperlukan penelitian-penelitian lanjutan agar diperoleh bahan-bahan baru yang bisa digunakan sebagai alternatif pengganti dari zat tambahan (silica fume) yang ada dalam campuran beton mutu tinggi tersebut. Penggunaan zat tambahan (silica fume) membuat harga beton mutu tinggi menjadi sangat mahal, sehingga perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan zat tambahan pengganti abu sekam padi yang harganya lebih murah dan mudah didapatkan di daerah Aceh Barat.

  Pemamfaatan abu sekam padi masih sangat terbatas, dengan menggunakan zat tambahan abu sekam padi sebagai bahan pengganti dari silica mungkin masih bisa dikembangkan untuk menghasilkan beton mutu tinggi

  fume

  dengan harga yang lebih ekonomis dengan tetap mempertahankan kekuatan pada beton mutu tinggi yang sesuai standar yang berlaku.

  1.2 Rumusan Masalah

  Penggunaan bahan tambah mineral (additive) untuk membentuk beton mutu tinggi sudah merupakan bagian yang mutlak. Zat tambahan (additive) adalah bahan yang mempunyai kandungan utama silika yang didapat dari alam. Zat

  

additive ini bisa didapat dari abu sekam padi yang mengandung cukup banyak

  silika. Penggunaan zat tambahan pada beton mutu tinggi ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruhnya terhadap kuat tekan dan perilaku tegangan-regangan beton mutu tinggi.

  1.3 Batasan Masalah 1. Semen yang digunakan adalah semen Portland tipe I produksi PT.

  Semen Andalas Indonesia (PT. SAI).

  2. Agregat yang dipakai merupakan agregat dari Krueng Aceh, ukuran agregatnya bervariasi yaitu (0-2) mm, (2-5) mm, (5-8) mm, (8–11) mm dan (11–16) mm.

  3. Bahan tambahan abu sekam padi diambil dari Pabrik Pengolahan Padi di wilayah Aceh Barat dan persentase bahan tambahannya juga bervariasi yaitu 0%, 5%, 8%, 10% dan 15% dari berat semen.

  4. Zat admixture yang digunakan yaitu superplasticizer tipe F (Viscocrete N 10) masing-masing 1,5% terhadap berat semen.

  5. Benda uji beton yang digunakan adalah berbentuk silinder dengan ukuran benda uji beton (Ø15cm, T=30cm dengan jumlah 30 buah), mortar (Ø10cm, T=20cm dengan jumlah 30 buah) dan pasta (Ø10cm, T=20cm dengan jumlah 30 buah) serta benda uji agregat berukuran (10 cm x 10 cm x 10 cm berjumlah 3 buah).

  6. Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 28 hari dan pada umur 56 hari.

  1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian

  Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya pengaruh penggunaan zat tambahan abu sekam padi terhadap kuat tekan dan perilaku tegangan-regangan beton mutu tinggi. Persentase zat tambahan abu sekam padi yang akan digunakan adalah 0%, 5%, 8%, 10% dan 15% dari berat semen (Mehta dan Monteiro, 2006) terhadap kuat tekan dan hubungan tegangan-regangan dengan faktor air semen (FAS) 0,30. Penambahan zat admixture yaitu

  superplasticizer

  tipe F (Viscocrete N 10) masing-masing 1,5% terhadap berat semen (Mulyono, 2005:124). Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 28 hari dan 56 hari, dengan perawatan di dalam air sampai masa pengujian. Perencanaan komposisi campuran beton (mix design) direncanakan berdasarkan metode perbandingan berat material pembentuk beton. Perencanaan campuran beton mutu tinggi ini diperhitungkan untuk kekuatan rencana 70 MPa (Aulia, 2005) dengan benda uji yang akan digunakan berbentuk silinder Ø15 cm, tinggi 30 cm . Agregat kasar yg digunakan adalah batu pecah dengan diameter agregat maksimum 16 mm. Gradasi butiran yang digunakan dalam perencanaan ini adalah (0 - 2) mm, (2 - 5) mm, (5 - 8) mm, (8 – 11) mm dan (11 – 16) mm (Mahdi, 2008).

1.5 Hasil Penelitian

  Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa untuk pengujian kuat tekan beton silinder yang terbesar dengan menggunakan abu sekam padi umur 28 hari kuat tekan yang terbesar adalah 55,834 MPa dengan penggunaan 15 % abu sekam padi. Pada umur 56 hari kuat tekan beton silinder yang terbesar dengan menggunakan abu sekam padi adalah 63,379 MPa yakni pada penggunaan 5 % abu sekam padi. Dari hasil pengujian kuat tekan beton dari umur 28 hari ke umur 56 hari terjadi peningkatan. Peningkatan yang terjadi dengan menggunakan 5% abu sekam padi dari umur 28 hari sampai umur 56 hari yaitu sebesar 20,24%, hal ini menunjukkan bahwa pengguanaan abu sekam padi dengan persentase 5 % dari berat semen lebih efesien dan dapat meningkatkan kuat tekan lebih drastis.

BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN

2.1 Beton Mutu Tinggi

  Beton merupakan bahan gabungan yang terdiri dari agregat kasar (batu pecah atau kerikil) dan halus (pasir) yang di campur dengan semen sebagai bahan perekatnya dan air sebagai bahan pembantu untuk keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung, serta adanya penggunaan zat tambahan (silica fume) dan zat admixture superplasticizer atau bahan pengisi tertentu bila diperlukan. Nilai kekuatannya, mutu dan daya tahan (durability) beton merupakan fungsi dari beberapa faktor, diantaranya nilai perbandingan campuran (komposisi), mutu bahan penyusunnya, metode pelaksanaan pengecoran, temperature lingkungan, dan kondisi perawatan selama pengerasan.

  Saat ini beton dikatakan sebagai beton mutu tinggi jika kekuatan tekannya di atas 50 MPa (Supartono, 1998). Beton mutu tinggi sangat bermanfaat pada beton prategang, penggunaan pada bangunan bertingkat banyak akan mengurangi beban akibat berat sendiri karena dimensi yang digunakan lebih kecil. Beberapa sifat kekuatan beton mutu tinggi dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Sifat Kekuatan Berbagai Beton Mutu Tinggi

  Jenis FAS Kuat Tekan Catatan

(28 hari)

  Konsistensi 0,35-0,40 35-80 MPa 50-100 mm

  Slump

  Normal Semen lebih besar

  No – Slump 0,30-0,45 35-50 MPa > 25 mm

  Slump

  Rendah 0,20-0,35 100-170 MPa Pakai admixtures

  w/c Compacted 0,05-0,30 70-240 MPa Kuat Tekan > 70 Mpa

  Sumber : Paul Nugraha dan Antoni, 2007

  Menurut Newman dan Choo (2003), untuk meningkatkan kekuatan beton, minimal ada tiga konsep dasar yang perlu diikuti, yaitu : pertama adalah peningkatan kekuatan pasta semen, yang biasanya didapatkan dengan mengurangi porositas pasta, dengan mengurangi rasio air – semen dan atau menggunakan

  . Peningkatan kekuatan pasta semen juga dapat diperoleh

  water reducing agent dengan pemakaian mineral admixtures seperti mikrosilika atau abu terbang.

  Kedua adalah dengan pemilihan kualitas agregat yang baik. Ketiga adalah dengan peningkatan kuat lekatan antara pasta semen dengan agregat, yang dapat dilakukan dengan memberikan bahan tambahan seperti klinker atau juga mikrosilika, serta pemilihan bentuk agregat yang sesuai.

  Seperti yang didefinisikan oleh American Concrete Institute (1997), beton mutu tinggi adalah beton yang memiliki kekuatan lebih besar dari 6000 Psi atau 41,4 MPa. Selanjutnya Dobrowolski (1988), menyatakan bahwa beton mutu tinggi adalah beton dengan kuat tekan lebih besar dari pada 6000 Psi dan digunakan untuk mengecilkan ukuran kolom dan balok agar lebih menguntungkan pada bentang yang lebih panjang dan dapat meringankan struktur. Untuk sifat beton itu sendiri dikatakan bahwa beton mutu tinggi memiliki berat satuan yang lebih besar dari beton normal, permeabilitasnya berkurang, dan sifat thermalnya sama.

  Pozolan adalah bahan alam atau buatan yang sebagian terdiri dari unsur- unsur silika atau aluminat yang reaktif. Dalam ACI (1995), silica fume merupakan hasil reduksi dari quartz murni dengan batu bara. Sebagian besar silica fume memiliki warna terang sampai abu gelap, warna ini disebabkan oleh kandungan karbon dan oksida karena secara umum silika fume mengandung karbon yang tinggi sedangkan warna gelap disebabkan oleh kandungan mikrosilika itu sendiri, dan bila tercampur dengan air akan berwarna hitam. Silika fume terdiri dari partikel-partikel yang sangat halus dengan diameter 0,1 mili mikron dan memiliki specific surface area sekitar 20.000 m2/kg. Sebagai additive, dalam jumlah yang kecil dapat menghasilkan beton yang berkualitas dengan kuat tekan yang lebih tinggi.

2.2 Agregat

  Agregat merupakan salah satu bahan pengisi pada beton, yang mencapai 70%-75% dari volume beton, sehingga agregat sangat berpengaruh terhadap sifat sifat beton. Dengan agregat yang baik, beton dapat dikerjakan (workable), kuat, tahan lama (durable) dan ekonomis (Nugraha dan Antoni, 2007).

  Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam atau agregat buatan (artificial aggregates). Secara umum, agregat dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu agregat kasar (coarse Aggregate) dan agregat halus (coarse sand). Batasan antara agregat halus dan agregat kasar yaitu 4,80 mm (British Standard) atau 4,75 mm (Standar ASTM). Agregat kasar adalah batuan yang ukurannya lebih besar dari 4,75 mm dan agregat halus adalah batuan yang lebih kecil dari 4,75 mm.

  Kandungan agregat dalam campuran beton biasanya sangat tinggi. Berdasarkan pengalaman, komposisi agregat berkisar 60-70% dari berat campuran beton. Walaupun fungsinya hanya sebagai pengisi, tetapi karena komposisinya yang cukup besar, agregat ini pun menjadi sangat penting. Karena itu perlu dipelajari karakteristik agregat yang akan menentukan sifat mortar atau beton yang akan dihasilkan.

  Jenis agregat berdasarkan sumbernya dapat digolongkan menjadi :

  a. Agregat alam, agregat alam adalah butiran mineral yang merupakan hasil disintegrasi alami batu-batuan atau juga berupa hasil mesin pemecah batu dengan memecah batu alami.

  b. Agregat buatan, merupakan agregat yang dibuat dengan tujuan penggunaan khusus atau karena kekurangan agregat alam.

  Menurut Mulyono (2005), karakteristik agregat sangat berpengaruh pada mutu campuran beton. Sifat fisik dan mekanis (karakteristik) agregat yang digunakan Indonesia harus memenuhi syarat SII 0052-80, “Mutu dan Cara Uji Agregat Beton” dan ketentuan yang diberikan ASTM C-33-82, “Standard Specification for Concrete Agregates”.

2.2.1 Sifat-sifat fisis agregat

  Dasar digunakan untuk pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat adalah metode American Concrete Institute (ACI), American Society for Testing and Materials (ASTM), British Standard (BS) dan Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI) 1971. Pemeriksaan sifat-sifat fisis dilakukan untuk menentukan apakah agregat yang digunakan memenuhi syarat sebagai material pembentuk beton yang baik. Data sifat-sifat fisis juga digunakan untuk merencanakan perbandingan campuran beton.

  Secara umum agregat yang baik haruslah agregat yang mempunyai bentuk yang menyerupai kubus atau bundar, bersih, keras, kuat, bergradasi baik dan stabil secara kimiawi. Tekstur permukaan agregat sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat beton segar seperti kelecakan. Bentuk dan tekstur permukaan agregat, terutama agregat halus sangat mempengaruhi kebutuhan air campuran beton. Semakin banyak kandungan void pada agregat yang tersusun secara tidak padat, semakin tinggi kebutuhan air. Kekuatan beton mutu tinggi dipengaruhi juga oleh bentuk tekstur agregat, semakin kasar tekstur semakin besar daya lekat antara partikel dan matriks semen. Kekuatan partikel agregat, daya tahan agregat terhadap beban impak, ketahanan terhadap keausan agregat juga mempengaruhi kekuatan beton.

  Menurut (Mahdi, 2008) hasil pemeriksaan daya tahan agregat terhadap agregat yang diambil dari Krueng Aceh memenuhi spesifikasi persyaratan yang telah diterapkan oleh AASHTO (1990). Hasil pemeriksaan daya tahanagregat dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut

Tabel 2.2 Hasil Pemeriksaan Daya Tahan Agregat

  No. Sifat-sifat Fisis Persyaratan Hasil Pemeriksaan Agregat (%)

  1. Pelapukan < 12 % Berat 1,33

  2. Keausan < 40 % Berat

  27

  3. Tumbukan < 30 % Berat

  10 Karakteristik bagian luar agregat, terutama bentuk partikel dan tekstur permukaan memegang peranan penting terhadap sifat beton segar dan yang sudah mengeras. Partikel dengan rasio luas permukaan terhadap volume yang tinggi dapat menurunkan workability campuran beton. Partikel dengan bentuk pipih juga merugikan durabilitas beton karena partikel-partikel ini cenderung terorientasi pada satu bidang sehingga air dan gelembung udara dapat terbentuk di bagian bawahnya. Jumlah partikel lonjong dan pipih yang melebihi 10-15% massa agregat kasar dianggap merugikan. Sifat-sifat fisis seperti gradasi, bentuk partikel, tekstur permukaan, kerapatan, penyerapan air, abrasi, kadar lumpur, modulus kehalusan, nilai crushing, reaksi agregat alkali, reaksi kotoran dan material berbahaya, serta reaksi bahan-bahan garam sangat mempengaruhi mutu beton.

2.3 Bahan Tambahan

2.2.1 Superplasticizer dapat mereduksi air sampai 40% dari campuran awal.

  Superplasticizer

  Beton berkekuatan tinggi dapat dihasilkan dengan pengurangan kadar air atau dengan nilai FAS yang rendah, akibat pengurangan kadar air akan membuat campuran lebih padat sehingga pemakaian superplasticizer sangat diperlukan untuk mempertahankan nilai slump yang tinggi. Semua jenis superplasticizer memiliki kelemahan terutama pada flowability yang tinggi pada campuran beton yang umumnya hanya bertahan sekitar 30 sampai 60 menit dan setelah itu akan berkurang dengan cepat (slump loss). Oleh karena itu pada awal tahun 1990-an di negara Jepang dikembangkan jenis superplasticizer berbahan dasar

  , yang diharapkan akan mengurangi slump loss dan sedikit

  polycarboxylates ether memperlambat hidrasi semen (Nugraha dan Antoni, 2007).

  Superplasticizer pada campuran beton akan meningkatkan workability

  campuran beton dan keistimewaan penggunaan superplasticizer dalam campuran pasta semen maupun campuran beton antara lain :

  1. Menjaga kandungan air dan semen agar tetap konstan sehingga didapat campuran dengan workability yang tinggi.

  2. Mengurangi kandungan air dan semen dengan FAS yang konstan dengan meningkatkan kemampuan kerjanya sehingga menghasilkan beton dengan kekuatan yang sama tetapi menggunakan semen yang lebih sedikit.

  3. Tidak ada udara yang masuk. Penambahan 1% udara ke dalam beton dapat menyebabkan pengurangan kekuatan beton rata-rata 6%. Untuk memperoleh kekuatan yang tinggi, diharapkan dapat menjaga “air content” di dalam beton serendah mungkin. Penggunaan superplasticizer menyebabkan sedikit bahkan tidak ada udara yang masuk ke dalam beton.

  4. Tidak adanya pengaruh korosi yang terjadi pada tulangan beton.

  Penambahan superplasticizer menyebabkan partikel semen akan saling melepaskan diri dan terdispersi, dengan kata lain superplasticizer mempunyai dua fungsi yaitu, mendispersikan partikel semen dari gumpalan partikel dan mencegah kohesi antar semen. Fenomena dispersi partikel semen dengan penambahan

  

superplasticizer dapat menurunkan viskositas pasta semen, sehingga pasta semen

  lebih fluid (mudah alir). Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan air dapat diturunkan dengan penambahan . Dengan penambahan

  superplasticizer superplasticizer dapat meningkatkan workability dalam pelaksanaan.

2.3.2 Abu hasil pembakaran sekam padi

  Mehta dan Monteiro (2006) mengatakan abu sekam padi diperoleh dari pembakaran sekam padi pada suhu yang tidak melebihi dari 800 C. Kandungan

  Silika (SiO ) pada abu sekam padi diperoleh berdasarkan analisis kimia sebesar

  2

  87,2% dan berat jenis abu sekam padi sebesar 2,06. Dari hasil pengujian kuat tekan untuk benda uji yang dibuat dengan penggantian semen dengan abu sekam padi sebanyak 5%, 8%, 10% dan 15% dengan w/c(+RHA) = 0,4 terlihat pada kuat tekan yang lebih tinggi terhadap benda uji kontrol 0% terjadi pada benda uji dengan penggantian semen dengan abu sekam padi sebanyak 15%. Namun penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan abu sekam sebagai bahan tambahan pada campuran beton, hanya pada beton normal yaitu menggunakan nilai faktor air semen (FAS) berkisar antara 0,4 – 0,6, belum ada yang menggunakan faktor air semen yang rendah.

  Nyoman (2012) mengatakan penambahan pozzolan yang mengandung silika atau alumina ke dalam adukan beton mampu meningkatkan kekuatan pasta. Pozolan silika atau alumina dapat diperoleh di pasaran walaupun belum banyak dijumpai. Untuk menjawab permasalahan keterbatasan dalam memperoleh silika untuk pembuatan beton mutu tinggi, dicoba menggunakan silika alami dari abu sekam padi. Mengingat beton mutu tinggi mensyaratkan nilai faktor air semen yang rendah maka digunakan nilai FAS 0,4, 0,32, 0,3 dan 0,28. Berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya dipilih kadar abu sekam padi yang optimum yaitu 15%. Pada variasi ini pozolan alami menghasilkan kuat tekan yang hampir sama dengan pozolan buatan dan telah mencapai di atas kuat tekan yang disyaratkan untuk beton mutu tinggi.

  Katsuki (2005) mengatakan silika amorphous yang dihasilkan dari abu sekam padi diduga sebagai sumber penting untuk menghasilkan silikon murni, karbid silikon, dan tepung nitrid silikon. Konversi sekam padi menjadi abu silika setelah mengalami proses karbonisasi juga merupakan sumber pozzolan potensil sebagai SCM (Supplementary Cementitious Material). Abu sekam padi memiliki aktivitas pozzolanic yang sangat tinggi sehingga lebih unggul dari SCM lainnya seperti fly ash, slag, dan silica fume.

  Singh (2002) mengatakan penggunaan abu sekam padi dengan kombinasi campuran yang sesuai pada semen akan menghasilkan beton yang lebih baik. Abu sekam padi telah digunakan sebagai bahan pozzolan reaktif yang sangat tinggi untuk meningkatkan mikrostruktur pada daerah transisi interfase antara pasta semen dan agregat beton yang memiliki kekuatan tinggi. Penggunaan abu sekam padi pada komposit semen dapat memberikan beberapa keuntungan seperti meningkatkan kekuatan dan ketahanan, mengurangi biaya bahan, mengurangi dampak lingkungan dari limbah-limbah pabrik penggilingan padi dan mengurangi emisi karbon dioksida.

  Pembakaran ulang abu sekam padi yang sudah dibakar di pabrik dimaksudkan untuk mengoptimalkan silika yang dihasilkan dan mendapatkan silika berstruktur amorf yang lebih mudah dileburkan (Nuryono, dkk, 2004).

  2.4 Kuat Tekan Beton

  .............................................................................(2.1) dimana : f’

  2.5 Tegangan dan Regangan Beton Tegangan didefinisikan sebagai tahanan terhadap gaya-gaya luar.

  )

  2

  ) P = Beban (N) A = Luas Penampang Benda Uji (mm

  2

  = Tegangan (N/mm

  c

  A P

  Mindess (2003), Nilai kekuatan beton diketahui dengan melakukan pengujian kuat tekan terhadap benda uji pada umur 28 hari atau lebih yang dibebani dengan gaya tekan sampai dengan hancur.

  =

  5. Kontrol Kualitas Nilai kekuatan beton diketahui dengan melakukan pengujian kuat tekan terhadap benda uji silinder pada umur 28 hari dan 56 hari yang dibebani dengan gaya tekan sampai mencapai beban maksimum. Beban maksimum didapat dari pengujian dengan menggunakan alat compression testing machine. Standar yang digunakan ialah ASTM C-39 untuk benda uji silinder, Pengujian kuat tekan beton mengacu standar ASTM dengan menggunakan alat compression test machine kuat tekan beton dapat dihitung : f’ c

  4. Bahan Tambah

  3. Agregat Kasar

  2. Agregat Halus (Pasir)

  1. Faktor Air Semen (FAS)

  Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan beton dari material penyusunnya ditentukan antara lain oleh:

  Intensitas gaya yaitu gaya per satuan luas. Gaya yang bekerja tegak-lurus terhadap penampang beton silinder secara aktual merupakan resultan distribusi gaya-gaya yang bekerja pada penampang melintang dengan arah normal. Perhitungan tegangan beton dapat dihitung dengan persamaan berikut : _σ P

  = .............................................................................(2.2)

  A _σ

  2

  dimana : = Tegangan (N/mm ) P = Beban (N)

  2 A = Luas Penampang Benda Uji (mm )

  Besarnya regangan yang terjadi menurut Timoshenko (1986) yang dikutip oleh Mawardah (2007 : 18), dapat dihitung dengan Persamaan (2.3) :

  δ

  .............................................................................(2.3) ɛ =

  l

  dimana : ɛ = Regangan beton δ = Perpendekan benda uji (mm) l = Panjang benda uji sebelum pembebanan (mm)

  Beton didefinisikan sebagai material komposit yang disusun oleh butiran agregat kasar, agregat halus sebagai pengisinya yang dikombinasikan dengan air dan semen sebagai pengikat, selanjutnya akan mengisi rongga yang ada dan akan melekat sebagai satu kesatuan (Sydney Mindess, 2003). Tetapi belakangan ini pengertian beton sudah semakin luas, beton adalah bahan yang terbuat dari berbagai macam tipe semen, agregat, dan juga bahan pozzolan, abu terbang, terak dapur tinggi, sulfur, serat dan lain-lain (Neville and Brooks, 1987). BSN 2013 mendefinisikan beton merupakan campuran semen portland atau semen hidrolis lainnya, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan campuran tambahan admixture (SNI 2847:2013).

  Sebagaimana beban aksial yang bertambah bertahap, pertambahan panjang terhadap panjang gage diukur pada setiap pertambahan beban dan ini dilanjukan sampai terjadi kerusakan (fracture) pada spesimen. Dengan mengetahui luas penampang awal spesimen, maka tegangan normal, yang dinyatakan dengan σ, dapat diperoleh untuk setiap nilai beban aksial dengan menggunakan hubungan dimana P menyatakan beban aksial dalam (Newton)

  2

  dan A menyatakan luas penampang awal (mm ). Dengan memasangkan pasangan nilai tegangan normal (σ) dan regangan normal (ε), data percobaan dapat digambarkan dengan memperlakukan kuantitas-kuantitas ini sebagai absis dan ordinat. Gambar yang diperoleh adalah diagram atau kurva tegangan- regangan.

  Berdasarkan Sidney Mindess, J. Francis Young dan David Darwin (2003) kurva stress-strain tipikal untuk agregat, pasta semen, mortar dan beton sebagai berikut :

Gambar 2.1 : Kurva Stress-Strain untuk agregat, pasta semen, mortar dan beton

  Sumber : Mindess (2003)

2.6 Pola Kehancuran Benda Uji

  Jenis pola kehancuran beton silinder berdasarkan ASTM standard ( 2002:4), pola kehancuran dibedakan menjadi 5 jenis dapat dilihat pada

Gambar 2.2 yaitu sebagai berikut : 1. Pola retak kerucut (cone ).

  2. Pola retak kerucut dan pecah ( cone dan split ).