PENGARUH PENAMBAHAN CANGKANG KEMIRI TERHADAP KUAT TEKAN DAN RETAKAN BETON PASCA BAKAR.
PENGARUH PENAMBAHAN CANGKANG KEMIRI
TERHADAP KUAT TEKAN DAN RETAKAN
BETON PASCA BAKAR
Oleh:
Biduan Manahan Nainggolan
NIM 4103240004
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2015
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini
dengan baik. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar sarjana sain di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Medan. Adapun judul skripsi ini adalah “Pengaruh
Penambahan Cangkang Kemiri terhadap Kuat Tekan dan Retakan Beton Pasca
Bakar”.
Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada
kedua orangtua tercinta Bapak Sihol Nainggolan dan Ibunda Senti Galingging
yang telah membesarkan, memberikan kasih sayang, nasehat, dorongan, serta
dukungan materi kepada penulis. Terima kasih juga kepada kakak Junita
Nainggolan, Desima Nainggolan, Ana Maria Nainggolan, dan Donisa Nainggolan
sebagai saudara yang telah memberikan semangat, dukungan, doa, dan materi
kepada penulis.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada pihak yang telah
membantu menyelesaikan skripsi ini mulai dari pengajuan proposal penelitian,
pelaksanaan penelitian sampai penyusunan skripsi antara lain Bapak Alkhafi
Maas Siregar,S.Si.,M.Si selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak
memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal penelitian
sampai dengan selesainya penulisan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan banyak
terimakasih kepada bapak Abdul Hakim M.Si selaku dosen pembimbing
akademik yang telah membimbing penulis selama menjalani perlkuliahan, terima
kasih juga penulis ucapkan kepada Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D selaku dekan
FMIPA, Bapak Alkhafi Maas Siregar, S.Si.,Msi sebagai ketua jurusan, Bapak
Pintor Simamora sebagai ketua Prodi Non Kependidikan, Bapak Drs. Nurdin
Bukit M.Si sebagai dosen penguji I, Bapak Drs. Pintor Simamora, M.Si selaku
dosen penguji II, dan Bapak Makmur Sirait, M.Si selaku dosen penguji III yang
telah banyak memberikan saran.
v
Ucapan
terima kasih
juga penulis
ucapkan kepada
Kepala
Laboratorium Beton Departemen Teknik Sipil USU Prof. Dr. Ir. Bachrian Lubis,
M.Sc, Ir. Terunajaya, M.Si asisten Laboratorium beton USU bang Nanda, Fauzy,
Agus dan Rahmad yang telah membantu dan membimbing peneliti pada
penelitian.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terimakasih kepada
sahabat Marusaha Simanjuntak, Julizar Mutaqin, Yusuf Junior, Imron Marbun,
Syahputra, Sovian Sigiro, Robert Sinaga, Filemon Sagala, Boy Saragih, kepada
adikku Randi Sidabariba dan teman-teman Nondik Fisika 2010 lainnya yang telah
memberikan semangat dan dukungan kepada penulis. Terima kasih juga penulis
ucapkan pada kakak-kakak Fisika 2009, adik-adik Fisika 2011, serta seluruh staff
pegawai jurusan fisika.
Dalam penulisan skripsi ini penulis telah berusaha semaksimal
mungkin. Akan tetapi penulis juga manusia yang tidak pernah lepas dari khilaf
dan salah, baik dalam penulisan maupun kekurangan yang lainnya. Untuk itu
penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun bagi penulis.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih, semoga skripsi ini dapat
bermanfaat bagi pengembangan penelitian selanjutnya.
Medan,
Maret 2015
Penulis,
Biduan Manahan Nainggolan
NIM. 4103240004
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
viii
Daftar Tabel
ix
Daftar Lampiran
x
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1
5
5
6
6
Latar Belakang
Batasan Masalah
Rumusan Masalah
Tujuan Masalah
Manfaat Penelititan
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
2.1.1. Beton Normal
2.1.2. Beton Pasca Bakar
2.1.2.1. Sifat Beton pada Temperatur Tinggi
2.1.2.2. Efek Pembakaran terhadap Beton
2.1.3. Kinerja dan Mutu Beton
2.1.3.1. Adukan Beton
2.1.3.2. Zat-Zat yang dapat Mengurangi Kekuatan Tekan Beton
2.2. Semen
2.2.1. Semen Portland
2.2.2. Jenis-Jenis Semen Portland
2.3. Faktor Air Semen (FAS)
2.4. Agregat
2.4.1. Jenis-Jenis Agregat
2.4.1.1. Agregat Halus
2.4.1.2. Agregat Kasar
2.5. Air
2.6. Kemiri
2.6.1. Cangkang Kemiri
2.6.2. Pemanfaatan Cangkang Kemiri
7
7
8
8
10
11
12
13
14
15
16
16
19
19
20
21
22
22
23
24
25
vii
2.7. Kerangka Konseptual
2.8. Karakteristik
2.8.1. Kuat Tekan Beton
2.8.2. Retakan
2.8.3. Retak Rambut
26
27
27
28
29
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1. Tempat Penelitian
3.1.2. Waktu Penelitian
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
3.2.2. Bahan-bahan
3.3. Perencanaan Campuran Beton
3.4. Prosedur Penelitian
3.4.1. Variabel-variabel Penelitian
3.4.2. Pembuatan Benda Uji Beton
3.4.3. Pengujian Sampel
3.4.3.1. Uji Retak Permukaan
3.4.3.2. Uji Kekuatan Beton
3.5. Diagram Alir
3.6. Teknik Pengambilan Data
31
31
31
31
31
32
32
35
35
35
36
36
36
38
39
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
4.1.1. Kuat Tekan Beton
4.1.2. Pengujian Pola Retakan Beton
4.2. Pembahasan
4.2.1. Kekuatan Tekan Pasca Bakar
4.2.2. Pola Keretakan Beton
40
40
44
45
45
48
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
50
50
DAFTAR PUSTAKA
51
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Karakteristik Beton Pascabakar
Tabel 2.2. Kelas dan Mutu Beton
Tabel 2.3. Slump yang disarankan untuk berbagai jenis konstruksi
Tabel 2.4. Zat-zat yang dapat Mengurangi Kekuatan Beton
Tabel 2.5. Komponen Bahan Baku Semen
Tabel 2.6. Jenis Agregat berdasarkan Kepadatannya
Tabel 2.7. Batas Maksimum Ion Klorida
Tabel 2.8. Karakteristik Cangkang Kemiri
Tabel 2.9. Perbandingan Kuat Tekan Beton Silinder-Kubus
Tabel 3.1. Alat-alat yang digunakan
Tabel 3.2. Bahan-bahan yang digunakan
Tabel 3.3. Komposisi Adukan Beton Rencana dan Agregat
Tabel 3.4. Perbandingan Agregat pada Setiap Sampel
Tabel 4.1. Data Hasil Pengujian Kekuatan Tekan Beton
Tabel 4.2. Data Pengujian Pola Retakan Beton
Tabel 4.3 Kondisi Retakan setelah dilakukan Pembakaran
11
12
14
15
16
20
23
24
27
31
32
32
34
40
43
47
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Komposisi Adukan Beton Rencana dan Agregat
53
Lampiran 2. Perhitungan Kuat Tekan Beton
55
Lampiran 3. Pola Retakan Beton
61
Lampiran 4. Dokumentasi
63
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Semakin sedikit penambahan cangkang kemiri maka kekuatan beton
semakin tinggi begitu juga sebaliknya semakin besar penambahan
cangkang kemiri maka kekuatan beton semakin rendah.
2. Nilai kuat tekan beton terbaik setelah pembakaran yaitu pada beton dengan
penambahan 10% cangkang kemiri dengan suhu pembakaran 200°C yaitu
25,3 M.Pa. Pada penambahan cangkang kemiri 20% nilai kuat tekann
terbaik ada pada suhu pembakaran 200°C dengan kuat tekan beton 21,7
M.Pa. Dan untuk penambahan cangkang kemiri 30% nilai kua tekan
terbaik pada suhu pembakaran 200°C dengan kuat tekan beton yaitu 20
M.Pa.
3. Pola retakan beton setelah pembakaran pada komposisi 10% dengan
dengan lama pembakaran 1 jam menunjukkan belum adanya retakan yang
terjadi, pada beton dengan komposisi 20% penambahan cangkang kemiri
masih mengalami retakan sedikit, namun pada komposisi 30%
penambahan cangkang kemiri 30% tampak terlihat sedikit retakan.
Retakan yang terjadi karena pada saat pembakaran air yang tertinggal di
pori-pori beton terbang sehingga terjadi penyusutan yang membuat beton
mengalami retakan.
5.2 Saran
1. Hasil penelitian tentang kuat tekan setelah proses pembakaran dalam
penelitian ini menunjukkan kriteria beton normal yang masih layak pakai.
2. Penambahan cangkang kemiri pada beton dapat diaplikasikan untuk beton
normal karena nilai yang diperoleh masih berada pada standar K-225.
50
TERHADAP KUAT TEKAN DAN RETAKAN
BETON PASCA BAKAR
Oleh:
Biduan Manahan Nainggolan
NIM 4103240004
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2015
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini
dengan baik. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar sarjana sain di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Medan. Adapun judul skripsi ini adalah “Pengaruh
Penambahan Cangkang Kemiri terhadap Kuat Tekan dan Retakan Beton Pasca
Bakar”.
Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada
kedua orangtua tercinta Bapak Sihol Nainggolan dan Ibunda Senti Galingging
yang telah membesarkan, memberikan kasih sayang, nasehat, dorongan, serta
dukungan materi kepada penulis. Terima kasih juga kepada kakak Junita
Nainggolan, Desima Nainggolan, Ana Maria Nainggolan, dan Donisa Nainggolan
sebagai saudara yang telah memberikan semangat, dukungan, doa, dan materi
kepada penulis.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada pihak yang telah
membantu menyelesaikan skripsi ini mulai dari pengajuan proposal penelitian,
pelaksanaan penelitian sampai penyusunan skripsi antara lain Bapak Alkhafi
Maas Siregar,S.Si.,M.Si selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak
memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal penelitian
sampai dengan selesainya penulisan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan banyak
terimakasih kepada bapak Abdul Hakim M.Si selaku dosen pembimbing
akademik yang telah membimbing penulis selama menjalani perlkuliahan, terima
kasih juga penulis ucapkan kepada Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D selaku dekan
FMIPA, Bapak Alkhafi Maas Siregar, S.Si.,Msi sebagai ketua jurusan, Bapak
Pintor Simamora sebagai ketua Prodi Non Kependidikan, Bapak Drs. Nurdin
Bukit M.Si sebagai dosen penguji I, Bapak Drs. Pintor Simamora, M.Si selaku
dosen penguji II, dan Bapak Makmur Sirait, M.Si selaku dosen penguji III yang
telah banyak memberikan saran.
v
Ucapan
terima kasih
juga penulis
ucapkan kepada
Kepala
Laboratorium Beton Departemen Teknik Sipil USU Prof. Dr. Ir. Bachrian Lubis,
M.Sc, Ir. Terunajaya, M.Si asisten Laboratorium beton USU bang Nanda, Fauzy,
Agus dan Rahmad yang telah membantu dan membimbing peneliti pada
penelitian.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terimakasih kepada
sahabat Marusaha Simanjuntak, Julizar Mutaqin, Yusuf Junior, Imron Marbun,
Syahputra, Sovian Sigiro, Robert Sinaga, Filemon Sagala, Boy Saragih, kepada
adikku Randi Sidabariba dan teman-teman Nondik Fisika 2010 lainnya yang telah
memberikan semangat dan dukungan kepada penulis. Terima kasih juga penulis
ucapkan pada kakak-kakak Fisika 2009, adik-adik Fisika 2011, serta seluruh staff
pegawai jurusan fisika.
Dalam penulisan skripsi ini penulis telah berusaha semaksimal
mungkin. Akan tetapi penulis juga manusia yang tidak pernah lepas dari khilaf
dan salah, baik dalam penulisan maupun kekurangan yang lainnya. Untuk itu
penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun bagi penulis.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih, semoga skripsi ini dapat
bermanfaat bagi pengembangan penelitian selanjutnya.
Medan,
Maret 2015
Penulis,
Biduan Manahan Nainggolan
NIM. 4103240004
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
viii
Daftar Tabel
ix
Daftar Lampiran
x
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1
5
5
6
6
Latar Belakang
Batasan Masalah
Rumusan Masalah
Tujuan Masalah
Manfaat Penelititan
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
2.1.1. Beton Normal
2.1.2. Beton Pasca Bakar
2.1.2.1. Sifat Beton pada Temperatur Tinggi
2.1.2.2. Efek Pembakaran terhadap Beton
2.1.3. Kinerja dan Mutu Beton
2.1.3.1. Adukan Beton
2.1.3.2. Zat-Zat yang dapat Mengurangi Kekuatan Tekan Beton
2.2. Semen
2.2.1. Semen Portland
2.2.2. Jenis-Jenis Semen Portland
2.3. Faktor Air Semen (FAS)
2.4. Agregat
2.4.1. Jenis-Jenis Agregat
2.4.1.1. Agregat Halus
2.4.1.2. Agregat Kasar
2.5. Air
2.6. Kemiri
2.6.1. Cangkang Kemiri
2.6.2. Pemanfaatan Cangkang Kemiri
7
7
8
8
10
11
12
13
14
15
16
16
19
19
20
21
22
22
23
24
25
vii
2.7. Kerangka Konseptual
2.8. Karakteristik
2.8.1. Kuat Tekan Beton
2.8.2. Retakan
2.8.3. Retak Rambut
26
27
27
28
29
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1. Tempat Penelitian
3.1.2. Waktu Penelitian
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
3.2.2. Bahan-bahan
3.3. Perencanaan Campuran Beton
3.4. Prosedur Penelitian
3.4.1. Variabel-variabel Penelitian
3.4.2. Pembuatan Benda Uji Beton
3.4.3. Pengujian Sampel
3.4.3.1. Uji Retak Permukaan
3.4.3.2. Uji Kekuatan Beton
3.5. Diagram Alir
3.6. Teknik Pengambilan Data
31
31
31
31
31
32
32
35
35
35
36
36
36
38
39
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
4.1.1. Kuat Tekan Beton
4.1.2. Pengujian Pola Retakan Beton
4.2. Pembahasan
4.2.1. Kekuatan Tekan Pasca Bakar
4.2.2. Pola Keretakan Beton
40
40
44
45
45
48
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
50
50
DAFTAR PUSTAKA
51
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Karakteristik Beton Pascabakar
Tabel 2.2. Kelas dan Mutu Beton
Tabel 2.3. Slump yang disarankan untuk berbagai jenis konstruksi
Tabel 2.4. Zat-zat yang dapat Mengurangi Kekuatan Beton
Tabel 2.5. Komponen Bahan Baku Semen
Tabel 2.6. Jenis Agregat berdasarkan Kepadatannya
Tabel 2.7. Batas Maksimum Ion Klorida
Tabel 2.8. Karakteristik Cangkang Kemiri
Tabel 2.9. Perbandingan Kuat Tekan Beton Silinder-Kubus
Tabel 3.1. Alat-alat yang digunakan
Tabel 3.2. Bahan-bahan yang digunakan
Tabel 3.3. Komposisi Adukan Beton Rencana dan Agregat
Tabel 3.4. Perbandingan Agregat pada Setiap Sampel
Tabel 4.1. Data Hasil Pengujian Kekuatan Tekan Beton
Tabel 4.2. Data Pengujian Pola Retakan Beton
Tabel 4.3 Kondisi Retakan setelah dilakukan Pembakaran
11
12
14
15
16
20
23
24
27
31
32
32
34
40
43
47
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Komposisi Adukan Beton Rencana dan Agregat
53
Lampiran 2. Perhitungan Kuat Tekan Beton
55
Lampiran 3. Pola Retakan Beton
61
Lampiran 4. Dokumentasi
63
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Semakin sedikit penambahan cangkang kemiri maka kekuatan beton
semakin tinggi begitu juga sebaliknya semakin besar penambahan
cangkang kemiri maka kekuatan beton semakin rendah.
2. Nilai kuat tekan beton terbaik setelah pembakaran yaitu pada beton dengan
penambahan 10% cangkang kemiri dengan suhu pembakaran 200°C yaitu
25,3 M.Pa. Pada penambahan cangkang kemiri 20% nilai kuat tekann
terbaik ada pada suhu pembakaran 200°C dengan kuat tekan beton 21,7
M.Pa. Dan untuk penambahan cangkang kemiri 30% nilai kua tekan
terbaik pada suhu pembakaran 200°C dengan kuat tekan beton yaitu 20
M.Pa.
3. Pola retakan beton setelah pembakaran pada komposisi 10% dengan
dengan lama pembakaran 1 jam menunjukkan belum adanya retakan yang
terjadi, pada beton dengan komposisi 20% penambahan cangkang kemiri
masih mengalami retakan sedikit, namun pada komposisi 30%
penambahan cangkang kemiri 30% tampak terlihat sedikit retakan.
Retakan yang terjadi karena pada saat pembakaran air yang tertinggal di
pori-pori beton terbang sehingga terjadi penyusutan yang membuat beton
mengalami retakan.
5.2 Saran
1. Hasil penelitian tentang kuat tekan setelah proses pembakaran dalam
penelitian ini menunjukkan kriteria beton normal yang masih layak pakai.
2. Penambahan cangkang kemiri pada beton dapat diaplikasikan untuk beton
normal karena nilai yang diperoleh masih berada pada standar K-225.
50