ANALISIS PENGGUNAAN BERBAGAI MERK SEMEN PORTLAND TYPE I UNTUK PEMBUATAN BETON f’c 20 MPa DENGAN MENGGUNAKAN AGREGAT DARI BINJAI
ANALISIS PENGGUNAAN BERBAGAI MERK SEMEN
PORTLAND TYPE I UNTUK PEMBUATAN BETON f’c 20 MPa
DENGAN MENGGUNAKAN AGREGAT DARI BINJAI
TUGAS AKHIRJOY SANDY PASARIBU
09 0424 004
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan nikmat dan karunia-Nya kepada penulis, karena dengan seizin- Nyalah sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang merupakan syarat utama yang harus dipenuhi untuk memperoleh gelar sarjana teknik dari Universitas Sumetera Utara dengan judul “Analisis Penggunaan Berbagai Merk
Semen Portland Type I Untuk Pembuatan Beton Fc 20 Mpa Dengan
Menggunakan Agregat Dari Binjai”.Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan dan saran dari berbagai pihak, maka dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1.
Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai ketua jurusan teknik sipil Universitas Sumatera Utara; 2. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc selaku koordinator program pendidikan ekstensi jurusan teknik sipil;
3. Ibu Rahmi Karolina ST, MT selaku dosen pembimbing yang telah membimbing penulis dalam penulisan tugas akhir ini hingga selesai;
4. Seluruh dosen penguji yang telah memberi masukan pada tugas akhir ini; 5.
Seluruh dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya jurusan teknik sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga akhir perkuliahan; 6. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada kedua orangtua tercinta, yang telah mendidik, dan membesarkan serta selalu memberikan dukungan baik moral, materil, maupun doa yang tak henti-hentinya mereka mohonkan kepada Tuhan Yang Maha Esa sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Begitu juga kepada abang dan kakak saya, terima kasih kuucapkan atas dorongan dan doanya;
7. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa dan teman- teman yang memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini kemungkinan belum sempurna, untuk itu penulis dengan tulus dan terbuka menerima kritikan dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan tugas akhir ini.
Akhir kata, sekali lagi penulis sampaikan terimakasih kepada pihak yang telah banyak membantu dan semoga atas bimbingan serta bantuan moral dan material yang penulis terima mendapat imbalan dari Tuhan Yang Maha Esa.
Medan, September 2013 Hormat saya
Penulis,
NIM: 090 424 004 JOY SANDY PASARIBU
DAFTAR ISI
2.1. Umum ................................................................................... 10
2.1.2.1 Kuat Tekan Beton ........................................... 16
2.1.2 Beton Keras (Hardened Concrete) .............................. 15
2.1.1.3 Pemisahan Air (Bleeding) ............................... 15
2.1.1.2 Pemisahan Kerikil (Segregation) .................... 14
2.1.1.1 Kemudahan Pengerjaan (Workability) ............ 12
2.1.1 Beton Segar ................................................................. 12
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 10
KATA PENGANTAR ..................................................................................... i DAFTAR ISI ...................................................................................................iii ABSTRAK ...................................................................................................... vi DAFTAR NOTASI ........................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... ix DAFTAR TABEL ........................................................................................... xi
1.6. Bagan Alir Penelitian ............................................................ 8
1.5. Sistematika Penulisan ........................................................... 7
1.4. Metodologi Penelitian ........................................................... 5
1.3. Pembatasan Masalah ............................................................. 4
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................. 3
1.1. Latar Belakang Masalah ........................................................ 1
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 1
2.1.2.2 Modulus Elastisitas ......................................... 22
2.1.2.3 Kuat Tarik Beton ............................................. 23
2.1.2.4 Pola Retak ....................................................... 24
2.2. Bahan Penyusun Beton ........................................................ 25
2.2.1 Semen ....................................................................... 25
2.2.1.1 Umum ........................................................... 25
2.2.1.2 Semen Portland ............................................ 25
2.2.1.3 Jenis-jenis Semen Portland .......................... 26
2.2.1.4 Bahan Dasar Semen Portland ....................... 32
2.2.1.5 Senyawa Utama dalam Semen Portland ...... 33
2.2.2 Agregat ..................................................................... 34
2.2.3 Air ............................................................................ 42
2.3. Hidrasi Semen ...................................................................... 42
2.4. Sifat-Sifat Semen ................................................................. 45
2.4.1 Sifat Fisika .................................................................. 45
2.4.2 Sifat Kimia .................................................................. 49
2.5. Tipe dan Merk Semen Yang Digunakan .............................. 51
2.5.1 Semen OPC ................................................................. 51
2.5.2 Semen PCC ................................................................. 52
2.5.3 Standar Sebuah Produk Semen ................................... 52
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 60
3.1. Umum ................................................................................... 60
3.2. Bahan-bahan Penyusun Beton ............................................. 60
3.2.1 Semen Portland ......................................................... 61
3.2.2 Agregat Halus............................................................ 63
3.2.3 Agregat Kasar............................................................ 68
3.2.4 Air ............................................................................. 73
3.3 Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) ....................... 74
3.4 Penyediaan Bahan Penyusun Beton ..................................... 74
3.5 Pembuatan Benda Uji Silinder ............................................. 75
3.6 Pengujian Sampel ................................................................. 76
3.6.1 Pengujian Kuat Tekan Beton ...................................... 76
3.6.2 Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ............................. 79
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 81
4.1. Nilai Slump .......................................................................... 81
4.2. Kuat Tekan Silinder Beton ................................................... 85
4.3. Kuat Tarik Belah Silinder Beton (Splitting Test) ............... 104
4.4. Waktu Ikat Semen (Setting Time)....................................... 116
4.5 Kontrol Kualitas (Probabilitas) ........................................... 125
BAB V DISKUSI ...................................................................................... 132 BAB VI KESIMPULAN ............................................................................ 140 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
ABSTRAK
Seiring dengan banyaknya pemakaian beton sebagai bahan konstruksi, secara tidak langsung memaksa para ahli beton untuk menciptakan ide – ide baru dalam penyusunan bahan pencampur beton. Banyak keuntungan yang tercipta dengan pemakaian kostruksi beton seperti memiliki kekuatan yang besar tehadap tekan, mutu dapat direncanakan sesuai kebutuhan dan mudah didapat serta relative memerlukan biaya yang murah dalam pengangkutan, pencetakan dan perawatannya.
Beton dicampur dengan menggunakan merk semen yang berbeda, yaitu semen padang PCC dan OPC, andalas PCC dan OPC, holcim PCC, dan tigaroda PCC. Pencampuran semua merk semen tersebut pada proses pengecoran menggunakan mix design beton yang sama, hanya jenis semen dan merk nya saja berbeda. Pengujian yang dilakukan adalah waktu ikat semen untuk semua merk, kuat tekan dan kuat tarik belah pada umur beton 28 hari.
Dari hasil pengujian diperoleh perbedaan hasil slump yang tidak begitu signifikan, dimana nilai slum untuk semua merk dan jenis semen 12±2 cm. Dari pengujian tersebut diperoleh kuat tekan dari enam varian semen pada umur 28 hari untuk semen PCC didominasi oleh semen SP dengan nilai
23.139 Mpa sedangkan nilai terendah diperoleh oleh semen ITP dengan nilai 20.999 Mpa, Sedangkan untuk semen OPC didominasi oleh semen SAI dengan nilai 25.132 Mpa, sedangkan nilai terendah diperoleh oleh semen SP dengan nilai 24.147 Mpa.
Hasil pengujian kuat tarik belah beton dari enam varian semen pada umur 28 hari untuk semen PCC didominasi oleh semen SP dengan nilai 4.243 Mpa sedangkan nilai terendah diperoleh oleh semen HI dengan nilai 3.820 Mpa, sedangkan untuk semen OPC didominasi oleh semen SP dengan nilai 4.149 Mpa sedangkan nilai terendah diperoleh oleh semen SAI dengan nilai 3.979 Mpa
Dari hasil pengujian tersebut kita dapat memperoleh hasil yang membantu kita baik dalam memilih merk semen mana yang dapat digunakan dalam proses pengecoran beton. Penelitian lanjutan juga dibutuhkan untuk mendapatkan perkembangan terbaru dengan jenis semen dan merk semen yang beredar dipasaran saat ini.
Kata kunci : Beton, Slump, Ordinary Portland Cement, Portland Composite Cement, kuat tekan, kuat tarik, kandungan kimia.
DAFTAR NOTASI
SSD : saturated surface dry n : jumlah sampel SD : simpangan baku
f' c : kuat tekan beton karakteristik, MPa
P : beban tekan A : luas penampang S : deviasi standar σ’
b : Kekuatan masing – masing benda uji
σ’
bm : Kekuatan Beton rata –rata
N : Jumlah Total Benda Uji hasil pemeriksaan bm σ
: tegangan rata-rata bk σ
: tegangan karakteristik Fct : Tegangan rekah beton (kg/cm) P : Beban maksimum (kg) L : Panjang silinder (cm) D : Diameter (cm) F : beban yang diberikan WA : water absorbsi M j : massa benda uji dalam keadaan jenuh M b : massa benda uji dalam keadaan basah M k : massa benda uji dalam keadaan kering V b : volume benda uji ε : regangan
∆ L
: perubahan panjang η
: angka ekivalen : tegangan
σ ρ c
: berat jenis beton
m s : massa sample kering m b
: massa sample setelah direndam
3
ρ air : Berat Isi air (0.997 gr/cm )
H.PCC : semen holcim tipe PCC TR.PCC : semen tiga roda tipe PCC P.PCC : semen padang tipe PCC A.PCC : semen andalas tipe PCC P.OPC : semen padang tipe OPC A.OPC : semen andalas tipe OPC
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.8 Jenis Pola Retak ...................................................................... 24Gambar 4.7 Grafik Kuat Tekan Semen Padang OPC ................................ 98Gambar 4.6 Grafik Kuat Tekan Semen Andalas PCC ............................... 96Gambar 4.5 Grafik Kuat Tekan Semen Padang PCC ................................. 94Gambar 4.4 Grafik Kuat Tekan Semen Tiga Roda PCC ............................ 92Gambar 4.3 Grafik Kuat Tekan Semen Holcim PCC ................................ 90Gambar 4.2 Grafik Nilai Slump Semen OPC............................................. 85Semen .................................................................................... 84
Gambar 4.1 Grafik Nilai Rata-rata Slump Terhadap Berbagai MerkGambar 2.9 Mekanisme Retak dan Pecahnya Silinder .............................. 24Gambar 2.7 Pengaruh Jenis Agregat Terhadap Kuat Tekan Beton ............ 22Gambar 1.1 Benda Uji Silinder ................................................................... 5Pada Faktor Air Semen Sama ................................................. 21
Gambar 2.6 Pengaruh Jumlah Semen Terhadap Kuat Tekan BetonType Semen Portland ............................................................. 20
Gambar 2.5 Perkembangan Kekuatan Tekan Mortar Untuk BerbagaiGambar 2.4 Hubungan Antara Umur Beton dan Kuat Tekan Beton .......... 19Beton Selama Masa Perkembangannya .................................. 18
Gambar 2.3 Hubungan Antara Faktor Air Semen Dengan KekuatanGambar 2.2 Jenis-jenis Slump Adukan Beton............................................ 14Gambar 2.1 Kerucut Abrams...................................................................... 13Gambar 4.8 Grafik Kuat Tekan Semen Andalas OPC .............................. 100Gambar 4.9 Grafik Kuat Tekan Silinder Beton Gabungan UntukType Semen PCC .................................................................. 101
Gambar 4.10 Grafik Kuat Tekan Silinder Beton Gabungan UntukType Semen OPC .................................................................. 102
Gambar 4.11 Grafik Kuat Tarik Semen Holcim PCC ................................. 107Gambar 4.12 Grafik Kuat Tarik Semen Tiga Roda PCC ............................ 108Gambar 4.13 Grafik Kuat Tarik Semen Padang PCC ................................. 109Gambar 4.14 Grafik Kuat Tarik Semen Andalas PCC ................................ 110Gambar 4.15 Grafik Kuat Tarik Semen Padang OPC ................................. 112Gambar 4.16 Grafik Kuat Tarik Semen Andalas OPC ............................... 113Gambar 4.17 Grafik Kuat Tarik Belah Silinder Beton Gabungan UntukType Semen PCC .................................................................. 114
Gambar 4.18 Grafik Kuat Tarik Belah Silinder Beton Gabungan UntukType Semen OPC .................................................................. 115
Gambar 4.19 Grafik Waktu Ikat Semen Holcim PCC ................................ 117Gambar 4.20 Grafik Waktu Ikat Semen Tiga Roda PCC ............................ 118Gambar 4.21 Grafik Waktu Ikat Semen Andalas PCC ............................... 120Gambar 4.22 Grafik Waktu Ikat Semen Padang PCC ................................. 121Gambar 4.23 Grafik Waktu Ikat Semen Andalas OPC ............................... 123Gambar 4.24 Grafik Waktu Ikat Semen Padang OPC ................................ 124
DAFTAR TABEL