PENGARUH KOMBINASI SLAG DAN FLY ASH TERHADAP BETON RINGAN DENGAN PENAMBAHAN SERAT BAJA TUGAS AKHIR EKSPERIMENTAL

  PENGARUH KOMBINASI SLAG DAN FLY ASH TERHADAP BETON RINGAN DENGAN PENAMBAHAN SERAT BAJA TUGAS AKHIR EKSPERIMENTAL Disusun Oleh : 07 0404 149 MHD. DIMAS PRASETYO SUB JURUSAN STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSIITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013 ABSTRAK Dengan semakin pesatnya pertumbuhan pengetahuan dan teknologi di bidang konstruksi diperlukan suatu bahan bangunan yang memiliki keunggulan yang lebih baik dibandingkan bahan bangunan yang sudah ada selama ini. Selain itu bahan tersebut harus memiliki beberapa keuntungan seperti bentuk yang dapat menyesuaikan dengan kebutuhan, spesifikasi teknis dan daya tahan yang kuat, kecepatan pelaksanaan konstruksi serta ramah lingkungan. Karena sudah hampir sebagian besar gedung-gedung dan sarana infrastruktur di daerah kota menggunakan beton sebagai bahan dasar dari bangunan mereka. Penggunaan beton pada gedung dilakukan dalam rangka menghemat pengeluaran dalam suatu proses konstruksi. Oleh karena itu beton ringan sangat mendukung dalam pembangunan sekarang ini sehingga dapat mengurangi pengeluaran yang ada. Dengan menggunaan agregat batu apung serta campuran fly ash, slag dan serat baja(fiber steel) dapat meningkatkan mutu dari beton ringan itu sendiri. Dalam hal ini penggunaan bahan campuran seperti slag, fly ash dan serat baja diharapakan dapat menigkatkan kualitas beton seperti kuat tekan yang baik, kuat tarik belah dan mengurangi absorbsi yang terjadi pada beton. Adapun variasi kombinasi slag, fly ash yang digunakan sebesar 5% dan 10% dari berat pasir dan serat baja yang digunakan adalah 1% dan 2% adri berat semen yang dipakai dan pengujian yang dilakukan berupa slump test, kuat tekan, kuat tarik belah dan absorbs beton. Dari hasil pengujian didapat kuat tekan optimum terjadi pada Variasi BRSF 2 sebesar 12.073Mpa, sedangkan kuat tarik belah optimum terdapat pada variasi BRSF 2 sebesar 2.094 Mpa, hal ini diakibatkan terdapatnya 2% serat baja dialam campuran tersebut, sedangkan nilai absorbs optimum terjadi pada variasi BRS1 sebesar 2.734%.

  Kata kunci : Batu Apung, Slag, Fly Ash, Serat Baja, Kuat Tekan, Kuat Tarik

  Belah, Absorbsi

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

  Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul “PENGARUH KOMBINASI SLAG DAN FLY

  ASH TERHADAP BETON RINGAN DENGAN PENAMBAHAN SERAT BAJA”.

  Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :

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

  2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik 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. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada saya.

  6. Teristimewa dihati buat keluarga saya, terutama kepada kedua orang tua saya, Ayahanda H. Giyat Yunisetyo dan Ibunda Hj. Mariana Harahap yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat kepada saya. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan do’a yang tiada batas untuk saya. Suadara-saudara tercinta adik saya Nabilah Putri Wulandari yang telah banyak membantu dan mendukung saya selama ini, saudara saya wak Rahman, wak Ani, terima kasih atas doanya.

  7. Teristimewa dihati saya Nana Rose Sri Wedari SKM yang telah memberikan doa, semangat, motivasi dan nasihat yang tiada batas untuk saya.

  8. Buat saudara/i seperjuangan 07 Aulia, Sadikin, Tomo, Ari Manalu, Dipa, Ari Afrian, Alefya, Faiz, Dicky, Ajo, Falah, Iqbal, Didi, Gufran, Dina, Vina, abang-abang dan kakak senior, bg Tami 06 dan adik-adik 10 Fadlin, Haikal, Patra, Tirta serta teman-teman mahasiswa/i angkatan 2007 dan mahasiswa sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

9. Seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya tuliskan satu-persatu atas dukungannya yang sangat baik.

  Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahamahan saya dalam hal ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik.

  Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.

  Medan, Mei 2013 Penulis

   ( Mhd. Dimas Prasetyo )

  

DAFTAR ISI

  1.6 Percobaan .......................................................................................... 7

  2.1.1.1 Kemudahan Pengerjaan .................................................... 17

  2.1.1 Beton Segar .............................................................................. 16

  Beton Besar .................................................................................... 16 h. Beton dengan Pemadatan Roller .................................................... 16

  Beton Ringan .................................................................................. 11 b. Beton Mutu Tinggi ......................................................................... 14 c. Beton dengan Worabilitas Tinggi . .................................................. 14 d. Beton Serat ..................................................................................... 14 e. Beton dengan Polymer ................................................................... 15 f. Beton Berat ..................................................................................... 15 g.

  2.1 Umum ................................................................................................ 9 a.

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  1.7 Benda Uji ........................................................................................... 8

  1.5 Metodologi Penelitian ....................................................................... 6

  Halaman

  1.4 Pembatasan Masalah ......................................................................... 5

  1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian .......................................................... 4

  1.2 Perumusan Masalah .......................................................................... 4

  1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1

  BAB I PENDAHULUAN

  

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

DAFTAR NOTASI ............................................................................................... xi

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

  viii

  

ABSTRAK ............................................................................................................... i

KATA PENGANTAR .......................................................................................... ii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... v

DAFTAR TABEL .................................................................................................

  2.1.1.2 Pemisahan Kerikil ..................................................... 19

  2.1.1.3 Pemisahan Air (Bleeding) ............................................... 20

  2.1.2 Beton Keras (Hardened Concrete) .................................... 20

  2.1.2.1 Kekuatan Tekan Beton .......................................... 20

  2.1.2.2 Absorbsi Beton ......................................................... 26

  2.1.2.3 Kuat rekah Beton ..................................................... 27

  2.2 Bahan Penyusun Beton ................................................................ 28

  2.2.1 Semen ................................................................................. 28

  2.2.1.1 Umum ..................................................................... 28

  2.2.1.2 Semen Portland ....................................................... 29

  2.2.1.3 Jenis Semen Portland .............................................. 29

  2.2.1.4 Bahan Dasar Semen Portland ................................. 30

  2.2.1.5 Senyawa Utama dalam semen Portland ................. 31

  2.2.1.6 Sifat Semen Portland .............................................. 32

  2.2.2 Agregat ............................................................................... 34

  2.2.2.1 Umum ............................................................................ 34

  2.2.2.2 Jenis Agregat ................................................................ 34

  2.2.2.2.1 Batu Apung ........................................................ 35

  2.2.2.2.2 Jenis Agregat Berdasarkan Ukuran Butiran Nominal .................................... 35

  2.2.3 Air ....................................................................................... 39

  2.2.4 Bahan Tambahan ................................................................ 40

  2.2.4.1 Umum ....................................................................... 40

  2.2.4.2 Alasan Penggunaan Bahan Tambahan ............................ 42

  2.2.4.3 Perhatian Penting dalam Penggunaan Bahan Tambahan 43

  2.2.4.4 Jenis Admixture .............................................................. 45

  2.2.4.4.1 Serat Baja (Fiber Steel) ............................... 45

  2.2.4.4.2 Mineral Admixture ....................................... 49

  a. Kerak Tanur Tinggi (Slag) ....................................... 49

  b. Abu Terbang (Fly Ash) ........................................... 54

  BAB III METODE PENELITIAN

  3.1 Umum ............................................................................................... 56

  3.2 Persiapan dan Pemeriksaan Bahan .................................................... 58

  3.2.1 Agregat Halus ......................................................................... 58

  3.2.2 Agregat Kasar ......................................................................... 61

  4.2 Berat Jenis Beton ................................................................................ 76

  103

  102

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................

  5.2 Saran ..................................................................................................

  101

  5.1 Kesimpulan .......................................................................................

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  4.6 Absorbsi Beton ................................................................................... 97

  4.5 Spliting test (tarik belah beton) ......................................................... 92

  4.4 Pola Retak Pada Pengujian kuat Tekan .............................................. 90

  4.3 Uji Kuat Tekan Beton ........................................................................ 83

  4.2.1 Berat Jenis Beton Ringan ................................................ 76

  4.1 Nilai Slump ........................................................................................ 73

  3.2.3 Batu Apung ............................................................................ 64

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  3.9.3 Uji Absorbsi Beton ............................................................. 72

  3.9.2 Pengujian Kuat Rekah Beton .............................................. 70

  3.9.1 Pengujian Kuat Tekan Beton ............................................... 69

  3.9 Pengujian Sampel ............................................................................... 69

  3.8 Penggunaan Serat Baja (Fiber Steel) ................................................. 69

  3.7 Penggunaan Fly Ash .......................................................................... 69

  3.6 Penggunaan Slag ................................................................................ 68

  3.5 Pembuatan Benda Uji ......................................................................... 67

  3.4 Penyediaan Bahan Penyusun Beton ................................................... 66

  3.3 Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) ..................................... 65

  DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Benda Uji ........................................................................................ 8Tabel 2.1 Periraan Kuat Tekan Beton Pada Berbagai Umur .......................... 23Tabel 2.2 Komposisi Senyawa Kimia Portland Semen ................................... 31Tabel 2.3 Batasan Gradasi Untuk Agregat Halus (ASTM, 1991) ................... 37Tabel 2.4 Susunan Besar Butiran Agregat Kasar (ASTM, 1991) .................... 38Tabel 2.5 Komposisi Kimia Pada Slag ............................................................ 50Tabel 4.1 Slump ............................................................................................... 74Tabel 4.2 Berat Benda Uji ............................................................................... 77Tabel 4.3 Berat Jenis ........................................................................................ 81Tabel 4.4 Kuat Tekan ...................................................................................... 85Tabel 4.5 Perbandingan Kuat Tekan Beton Terhadap Beton Rencana ............ 87Tabel 4.6 Tegangan Rekah Beton .................................................................. 93Tabel 4.7 Absorbsi Rata – rata......................................................................... 98

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Benda Uji Silinder ............................................................................. 5Gambar 2.1 Kerucut Abrams ................................................................................. 18Gambar 2.2 Jenis-jenis slump adukan beton ......................................................... 19Gambar 2.3 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton ........... 22Gambar 2.4 Hubungan antara umur beton dan kuat tekan beton ........................... 23Gambar 2.5 Perkembangan kekuatan tekan mortar untuk berbagai tipe

  Portland semen .................................................................................. 24

Gambar 2.6 Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton pada faktor air

  semen sama ........................................................................................ 25

Gambar 2.7 Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan beton ............................. 26Gambar 2.8 Agregat Batu Apung ......................................................................... 35Gambar 2.9 Berbagai Bentul Tipe Serat Baja (Fiber stel) ..................................... 47Gambar 2.10 Slag .................................................................................................. 49Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Beton Normal ........................................... 57Gambar 3.2 Uji Tekan Beton ................................................................................ 70Gambar 3.3 Uji Split Cylinder ............................................................................... 71Gambar 4.1 Pengujian Nilai Slump ....................................................................... 73Gambar 4.2 Penurunan Nilai Slump ...................................................................... 75Gambar 4.3 Penurunan Nilai Slump ..................................................................... 75Gambar 4.4 Grafik Berat Jenis Beton .................................................................... 82Gambar 4.5 Grafik Berat Jenis Beton .................................................................... 83Gambar 4.6 Pengujian Kuat Tekan ........................................................................ 84Gambar 4.7 Grafik Kuat Tekan ............................................................................. 86Gambar 4.8 Grafik Kuat Tekan ............................................................................. 86Gambar 4.9 Grafik Penurunan Kuat Tekan Terhadap Beton Rencana .................. 88Gambar 4.10 Grafik Penurunan Kuat Tekan Terhadap Beton Rencana ................ 89Gambar 4.11 Pola Retak Beton .............................................................................. 90Gambar 4.12 Pola Retak menurut ASTM C39 ...................................................... 91Gambar 4.13 Pengujian Kuat Tarik ....................................................................... 92Gambar 4.14 Grafik Tegangan Rekah Beton ......................................................... 95Gambar 4.15 Grafik Tegangan Rekah Beton ......................................................... 96Gambar 4.16 Grafik Persentase Absorbsi .............................................................. 99Gambar 4.17 Grafik Persentase Absorbsi .............................................................. 99

DAFTAR NOTASI

  SSD: saturated surface dry n : jumlah sampel

  f' : kuat tekan beton karakteristik (MPa) c

  2

  fc’ : kekuatan tekan (kg/cm ) P : beban tekan (kg)

2 A : luas penampang (cm )

  W : Be ra t Be to n (kg )

  V : Volume Beton (m³)

2 S : deviasi standar (kg/cm )

  2 b : kekuatan masing – masing benda uji (kg/cm )

  σ’

  2

  : kekuatan Beton rata –rata (kg/cm )

  bm

  σ’ N : jumlah Total Benda Uji hasil pemeriksaan P : beban maksimum (kg) L : panjang sampel (cm) D : diameter (cm) F : beban yang diberikan (kg)

  3

  ρ _c : berat jenis beton (kg/cm )

  3

  ρ _air : Berat Isi air (0.997 gr/cm )

  Perbandingan antara keliling lingkaran dengan diameternya (3.14)

  Π : r : Jari – jari (cm)