POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN PASIR TAILING TAMBANG TIMAH DAN PASIR BESI

commit to user

PASIR BESI

(Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO

NIM I 0107018

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011

commit to user

ii

MENGGUNAKAN PASIR

TAILING

TAMBANG TIMAH DAN

PASIR BESI

(Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO

NIM I 0107018

Persetujuan :

Dosen Pembing I Dosen Pembimbing II

Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD Dr. techn.Ir. Sholihin As’ad, MT NIP. 19691026 199503 1 002 NIP. 19671001 199702 1 001

commit to user

iii

MENGGUNAKAN PASIR

TAILING

TAMBANG TIMAH DAN

PASIR BESI

(Porosity and Permeability of Concrete Using Ex Tin Tailing Sand and Iron Sand)

SKRIPSI

Disusun Oleh :

MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO

NIM I 0107018

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari : Rabu, 16 Maret 2011

1. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD __________________ NIP. 19691026 199503 1 002

2. Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT __________________ NIP. 19671001 199702 1 001

3. Ir. Bambang Santosa, MT __________________ NIP. 19590823 198601 1 001

4. Wibowo, ST, DEA __________________ NIP. 19681007 199502 1 001

Mengetahui, Disahkan,

a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik Sipil Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS

Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001

commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul ”Porositas dan Permeabilitas Beton Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah dan Pasir Besi”. Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Semoga skripsi ini dapat berguna bagi Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta dan teman-teman mahasiswa dalam melakukan pengembangan penelitian.

Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala untuk menyusun laporan skripsi ini. Untuk itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Bapak Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD selaku Dosen Pembimbing I. 4. Bapak Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT selaku Dosen Pembimbing II. 5. Bapak Ir. Bambang Santosa, MT selaku Dosen Pembimbing Akademis. 6. Tim validator dan penguji pendadaran tugas akhir.

7. Segenap staf Laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

8. Rekan rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini. 9. Segenap staf pengajar Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas

commit to user

ix

10. Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Sipil angkatan 2007 Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

11. Kedua orang tua dan keluarga saya yang selalu mendukung dan mendoakan saya. 12. Semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak

langsung, yang tidak dapat penulis sebut satu per satu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Maju terus Teknik Sipil UNS Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Februari 2011

LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA

POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN

PASIR TAILING TAMBANG TIMAH DAN

PASIR BESI

(Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand)

SKRIPSI

Disusun oleh:

MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO

NIM I 0107018

Pembimbing :

1. Kusno Adi Sambowo, ST, PhD ……… N I P . 19691026 199503 1 002

2. Dr.techn.Ir.Sholihin As’ad, MT ……… N I P . 19671001 199702 1 001

commit to user

vi

ABSTRAK

Muhammad Yanuar Ardi Prasetio, 2011. Porositas dan Permeabilitas Beton Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah dan Pasir Besi. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Kebutuhan beton sebagai bahan konstruksi yang semakin meningkat mengakibatkan Sumber Daya Alam semakin menipis. Hal tersebut memotivasi industri konstruksi untuk terus melakukan inovasi dalam pembuatan beton. Pemanfaatan pasir tailing

tambang timah dan pasir besi merupakan salah satu solusi untuk menjawab masalah tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar optimum pasir tailing

tambang timah dan pasir besi terhadap penurunan porositas dan permeabilitas beton. Ukuran butiran yang lebih halus diharapkan mampu mengisi pori-pori yang terkandung di dalam beton sehingga memberikan nilai porositas dan permeabilitas yang rendah

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di laboratorium. Benda uji porositas dan benda uji permeabilitas masing-masing sebanyak 33 buah. Kadar pasir tailing

tambang timahdan pasir besi sebesar 0%, 20%, 40%, 60%, 80% dan 100%. Masing-masing variasi terdiri dari 3 benda uji. Benda uji porositas adalah kubus dengan dimensi 5x5x5 cm3, sedangkan benda uji permeabilitas adalah silinder beton diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm. Porositas dan permeabilitas beton diuji pada umur beton 28 hari.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pasir tailing tambang timah dengan kadar 40% mampu menurunkan porositas sebesar 19,63% dari porositas beton normal dan penurunan permeabilitas sebesar 24,6% dari permeabilitas beton normal. Kadar optimum pasir tailing tambang timah untuk porositas adalah 44,8% dan untuk permeabilitas adalah 42.2%. Penggunaan pasir besi sebesar 80% memberikan penurunan porositas sebesar 24,94% dari porositas beton normal dan penurunan permeabilitas sebesar 23,92% dari permeabilitas beton normal. Kadar optimum pasir besi untuk porositas adalah 87,2% dan untuk permeabilitas adalah 69%. Hal ini memnunjukkan bahwa pasir tailing tambang timah dan pasir besi berfungsi baik sebagai pengisi (filler) pada campuran beton.

commit to user

vii

ABSTRACT

Muhammad Yanuar Ardi Prasetio, 2011. Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand. Final Task of Civil Engineering.Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University. Surakarta

The increasing need of concrete as construction material makes natural resources keep declining. It motivates the constructional industries to create more innovations in concrete’s production. The use of tin tailing sand and iron sand is one of solution to answer the issue. The objective of this research is to know the optimum content of tin tailing sand and iron sand in reducing the porosity and the permeability of concrete. The smaller the size of sand’s granule is expected can fill the pores of concrete so it can produce low porosity and permeability value.

This research used experiments method in laboratory. The samples of porosity and permeability used in this research were 33 for each. The contents of tin tailing sand and iron sand were 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, and 100%. Each variant consisted of 3 samples. The sample of porosity was a cube with dimension of 5x5x5 cm3, whereas the sample of permeability was a concrete cylinder with 7,5 cm in diameter and 15 cm in height. Porosity and permeability of concrete was tested in 28 days.

The result of this research shows that tin tailing sand with content of 40% can decrease porosity 19,63% from porosity of normal concrete and decrease of permeability 24,6% from permeability of normal concrete. The optimum content of tin tailing sand for porosity is 44,8% dan for permeability is 42.2%. Whereas the use of 80% iron sand shows decrease of porosity 24,94% from porosity of normal concrete and decrease of permeability 23,92% from permeability of normal concrete. The optimum iron sand for porosity is 87,2% and for permeability is 69%. This result shows that tin tailing sand and iron sand function well as the filler in concrete mixture.

commit to user

iv

MOTTO

“Selalu bermimpi, belajar, dan berkarya”

“Jadilah manusia kreatif dan bermanfaat bagi orang lain” “semangat dan kerja keras”

“Gunakan hari ini untuk memikirkan masa depan, bukan untuk memikirkan hari esok yang seharusnya sudah kita

commit to user

v

PERSEMBAHAN

Syukur Alhamdulillah saya panjatkan kepada ALLAH SWT atas rahmat dan hidayah-Nya. Nikmat iman dan sehat yang ALLAH SWT berikan kepada saya.

Bapak Ibu, mas Febi, mas Ruri serta keluarga besar yang selalu memberikan doa dan dukungan yang tiada henti. Dosen pembimbing saya,

Bapak Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD terimakasih atas ilmu yang disampaikan pada saya.

Bapak Dr.(techn). Sholihin As’ad, MT terimakasih tidak pernah bosan membimbing dan menyemangati saya dari mulai lomba sampai Tugas Akhir.

Para sahabat yang selalu bersama dan selalu ada ketika

suka dan duka. Khairiyah Nasution, Essa Abubakar

terimakasih untuk semua inspirasinya, Ferdiansyah

Noviantoro, Kurnia Widiantoro dan Bahtiar Arief

terimakasih atas kerjasamanya selama ini.

Rahma Nindya terimakasih telah menjadi partner skripsi yang baik. Rakhmita Hidayanti terimakasih untuk semua

“diskusi”nya. Juwono Dwi P, Erlina Wahyuningtyas

terimakasih atas bantuannya saat pendadaran.

Hafni Pertiwi terimakasih untuk semua kebaikan dan bantuannya, orang yang selalu “memaksa” agar TA saya cepat selesai.

Teman-teman Teknik Sipil UNS angkatan 2007, terimakasih atas rasa hormat dan kebersamaan selama ini.

Semua teman-teman dan sahabat saya dimanapun kalian berada saat ini.

commit to user

x

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN... ii

HALAMAN PENGESAHAN... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... iv

ABSTRAK ... vi

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI... x

DAFTAR TABEL... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ... xvii

DAFTAR LAMPIRAN... xviii

BAB 1. PENDAHULUAN 1 1.1.Latar Belakang Masalah ... 1

1.2.Rumusan Masalah ... 3

1.3.Batasan Masalah ... 3

1.4.Tujuan Penelitian ... 4

1.5.Manfaat Penelitian ... 4

BAB 2. LANDASAN TEORI 5 2.1. Tinjauan Pustaka ... 5

2.2. Landasan Teori... 7

2.2.1. Beton ... 7

2.2.2. Bahan Penyusun Beton ... 7

2.2.2.1. Semen Portland ... 7

2.2.2.2. Agregat... 8

2.2.2.3. Air ... 11

2.2.3. Pasir Tailing Pertambangan Timah... 12

2.2.4. Pasir Besi... 13

2.2.5. Porositas Beton ... 15

commit to user

xi

BAB 3. METODE PENELITIAN 18

3.1. Pengujian Bahan Dasar Beton... 18

3.1.1. Agregat Halus ... 18

3.1.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus... 18

3.1.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus ... 19

3.1.1.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus... 19

3.1.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus ... 20

3.1.2. Agregat Kasar ... 21

3.1.2.1. Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar... 21

3.1.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar ... 22

3.1.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar... 22

3.2. Bahan dan Benda Uji Penelitian ... 23

3.3. Alat Uji Penelitian... 25

3.4. Curing (Perawatan) Beton ... 26

3.5. Pengujian Benda Uji ... 26

3.5.1. Pengujian Porositas ... 26

3.5.2. Pengujian Permeabilitas... 27

3.6. Tahap Penelitian... 30

BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 32 4.1. Hasil Pengujian Agregat ... 32

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ... 32

4.1.1.1. Hasil Pengujian Pasir Normal ... 32

4.1.1.2. Hasil Pengujian Pasir Tailing Eks Timah ... 34

4.1.1.3. Hasil Pengujian Pasir Besi ... 36

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ... 37

4.2. Rencana Campuran ... 39

4.3. Hasil Pengujian Slump ...43

4.4. Hasil Pengujian Porositas... 44

4.4.1. Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Timah... 44

4.4.2. Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Besi ... 46

commit to user

xii

Timah... 48

4.5.2. Hasil Pengujian Permeabilitas Beton Menggunakan Pasir Besi ... 50

4.6. Uji Normalitas Chi-Kuadrat... 52

4.7. Analisis Data Hasil Pengujian... 57

4.7.1. Analisis Hasil Pengujian Pasir Tailing Tambang Timah dan Pasir Besi .. 57

4.7.2. Analisis Hasil Pengujian Nilai Slump ...59

4.7.3. Analisis Hasil Terhadap Pengujian Porositas ... 59

4.7.3.1. Analisis Terhadap Pengujian Porositas Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah ... 59

4.7.3.2. Analisis Terhadap Pengujian Porositas Menggunakan Pasir Besi... 61

4.7.4. Pembahasan Uji Porositas ... 63

4.7.5. Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas ... 65

4.7.5.1. Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah ... 65

4.7.5.2. Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Besi 67 4.7.6. Pembahasan Uji Permeabilitas... 70

4.7.7. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dan Nilai Porositas ... 70

4.7.8. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dengan Koefisien Permeabilitas ... 74

4.7.9. Hubungan Antara Nilai Porositas dengan Koefisien Permeabilitas Beton... 76

BAB 5. KESIMPILAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 79

5.2. Saran... 80

DAFTAR PUSTAKA ... 81 LAMPIRAN

commit to user

xvii = debit aliran air (m3/s)

dq = volume air (m3) dt = durasi penetrasi (s)

A = luas penampang sampel beton (m2) dh = tingi air jatuh (m)

L = ketebalan sampel beton (m) k = koefisien permeabilitas (m/s) fc = kuat desak beton (MPa) P = porositas

P0 = porositas pada kekuatan nol e = bilangan natural

commit to user

xv

Gambar 2.1. Contoh pasir tailing tambang timah ... 13

Gambar 2.2. Contoh pasir besi ... 14

Gambar 2.3. Hubungan porositas dan permeabilitas beton... 16

Gambar 3.1. Alat uji porositas ... 27

Gambar 3.2. Alat uji permeabilitas ... 28

Gambar 3.3. Pemasangan alat pada benda uji ... 29

Gambar 3.4. Pengujian tinggi jatuh air ... 29

Gambar 3.5. Diameter resapan dan rata-rata kedalaman penetrasi……….…. 29

Gambar 3.6. Bagan alir tahap – tahap penelitian ………. 31

Gambar 4.1. Gradasi agregat halus ... 34

Gambar 4.2. Gradasi pasir tailing tambang timah ... 35

Gambar 4.3. Gradasi pasir besi ... 37

Gambar 4.4. Gradasi agregat kasar ... 38

Gambar 4.5. Perbandingan kurva gradasi campuran pasir tailing tambang timah dengan batas gradasi pasir menurut ASTM C-33………..41

Gambar 4.6 Perbandingan kurva gradasi campuran pasir besi dengan batas gradasi pasir menurut ASTM C-33………. 42

Gambar 4.7. Hubungan variasi pasir replacement dengan nilai slump... 43

Gambar 4.8. Hubungan variasi pasir tailing tambang timah dan nilai porositas ……….… 46

Gambar 4.9. Hubungan variasi pasir besi dan nilai porositas ... 48

Gambar 4.10. Hubungan variasi pasir tailing tambang timah dan nilai permeabilitas ... 50

Gambar 4.11. Hubungan variasi pasir besi dan nilai permeabilitas ... 52

Gambar 4.12. Perbandingan kurva gradasi pasir tailing tambang timah, gradasi pasir besi, dan pasir normal dengan batas gradasi pasir menurut SK-SNI-T-15-1990-03 dan ASTM C-33. ... 58

Gambar 4.13. Hubungan nilai porositas terhadap persentase pasir tailing tambang timah... 60

commit to user

xvi

Gambar 4.16. Hubungan koefisien permeabilitas beton terhadap persentase kadar pasir tailing timah ... 66 Gambar 4.17. Hubungan koefisien permeabilitas beton terhadap persentase hubungan kadar pasir besi ... 69 Gambar 4.18. Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton menggunakan pasir tailing tambang timah………..…. 72 Gambar 4.19. Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton menggunakan pasir besi………. 72 Gambar 4.20. Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton

menggunakan pasir tailing tambang timah………... 74 Gambar 4.21. Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton

menggunakan pasir besi……… 75 Gambar 4.22. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton

menggunakan pasir tailing tambang timah……….. 77 Gambar 4.23. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton

commit to user

xviii Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat

Lampiran B. Perhitungan Rencana Campuran Beton Lampiran C. Data Hasil Pengujian

Lampiran D. Dokumentasi Penelitian Lampiran E. Surat-surat Skripsi

commit to user

xiii

Tabel 2.1. Jenis semen portland di Indonesia sesuai SII 0013-81 ... 8

Tabel 2.2. Batasan susunan butiran agregat halus ... 10

Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar ... 11

Tabel 3.1 Tabel perubahan warna pada uji kadar zat organik pasir... 19

Tabel 3.2 Rincian sampel benda uji porositas beton ... 23

Tabel 3.3 Rincian sampel benda uji permeabilitas beton ... 24

Tabel 3.4 Tekanan air dan waktu penekanan ... 28

Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus ... 32

Tabel 4.2. Analisis data gradasi pasir... 33

Tabel 4.3 Hasil pengujian pasir tailing tambang timah ... 34

Tabel 4.4 Analisis data gradasi pasir tailing _{tambang timah ... 35}

Tabel 4.5 Hasil pengujian pasir besi ... 36

Tabel 4.6 Analisis data gradasi pasir besi ... 36

Tabel 4.7 Hasil pengujian agregat kasar ... 37

Tabel 4.8 Analisis data gradasi agregat kasar ... 38

Tabel 4.9 Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji porositas ... 39

Tabel 4.10 Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji permeabilitas... 40

Tabel 4.11 Hasil pengujian nilai slump dengan pasir tailing tambang timah.. 43

Tabel 4.12 Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir tailing tambang timah... 45

Tabel 4.13 Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir besi ... 47

Tabel 4.14 Data hasil pengujian permeabilitas beton dengan pasir tailing tambang timah………..……… 49

Tabel 4.15 Data hasil pengujian permeabilitas beton dengan pasir besi ... 51

Tabel 4.16 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji porositas menggunakan pasir tailing tambang timah... 53 Tabel 4.17 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji porositas menggunakan pasir besi . 54

commit to user

xiv

Tabel 4.19 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji permeabilitas menggunakan pasir besi ... 56 Tabel 4.20 Perbandingan Berat Lolos Kumulatif Antara Syarat ASTM C-33 dan

Gradasi Pasir Zona IV berdasar SK-SNI-T-15-1990-03………… 57 Tabel 4.21 Nilai porositas dan persentase perubahan porositas akibat penggunaan

pasir tailing tambang timah………. 60 Tabel 4.22 Nilai porositas dan persentase perubahan porositas akibat penggunaan

pasir besi……….. 61 Tabel 4.23 Evaluasi hasil uji permeabilitas beton pasir tailing timah menurut ACI

301-729……….……….. 65 Tabel 4.24 Nilai permeabilitas dan persentase perubahan permeabilitas akibat

pasir tailing tambang timah... 66 Tabel 4.25. Evaluasi hasil pengujian permeabilitas terhadap standar ACI 301-729

... 67 Tabel 4.26 Nilai permeabilitas dan persentase perubahan permeabilitas akibat penggunaan pasir besi ... 68 Tabel 4.27 Hasil pengujian kuat tekan dan porositas beton... 71

commit to user

1

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Beton merupakan bahan yang banyak dipakai dalam industri konstruksi. Hal tersebut dikarenakan beton memiliki keunggulan dibandingkan bahan lain. Beton memiliki kuat tekan yang tinggi. Proses pembuatannya mudah dan bahan baku untuk membuat beton juga mudah didapat sehingga harganya relatif murah. Selain itu beton juga memiliki ketahanan yang baik terhadap kondisi lingkungan.

Pembangunan yang berjalan dinamis memaksa industri konstruksi untuk terus melakukan inovasi dalam pembuatan beton. Salah satunya dengan memanfaatkan limbah hasil pertambangan atau tailing sebagai bahan baku pembuatan beton. Tailing pertambangan timah sangat melimpah di Provinsi Bangka. Ada berbagai komponen agregat dalam tailing timah. Selain timah, ada mineral ikutan berupa batuan kasar dan batuan halus yaitu pasir tailing yang dijumpai di bekas penambangan timah tersebut. Setelah dipisahkan dengan cairan, pasir halus itu diendapkan kemudian dibuang sebagai limbah ke sungai atau ditimbun di palung laut.

Total produksi tailing timah sangat melimpah. Produksi per tahunnya mencapai 131.610 ribu ton. Penambangan timah legal di Bangka sekitar 71.610 ribu ton per tahun, sedangkan jumlah produksi dari pertambangan ilegal sekitar 60 ribu ton per tahun. Setiap pengerukan 100 kg batuan hanya menghasilkan 0,35 kg timah, dan lebih dari 99% dari sisa bahan tambang itu dibuang sebagai limbah. Hal tersebut membuktikan bahwa sedikit sekali timah yang dihasilkan dibandingkan dengan limbah hasil penambangannya. Pasir tailing ini harus dimanfaatkan untuk mengurangi beban lingkungan. (Senaring, 2011)

commit to user

dalam campuran pembuatan beton.

Begitu pula di Siliran, Yogyakarta. Sebagai satu-satunya penghasil pasir besi (pig iron) di Asia Tenggara, Siliran menghasilkan pasir besi yang sangat melimpah. Pasir besi yang dihasilkan dapat digunakan sebagai campuran dalam pembuatan beton. Penggunaan pasir besi sebagai campuran beton diharapkan akan menambah nilai ekonomis dari pasir besi.

Beton yang baik adalah beton yang padat. Penggunaan pasir tailing tambang timah dan pasir besi sebagai bahan dalam campuran pembuatan beton diharapkan dapat membuat beton lebih padat karena ukuran butirannya yang lebih kecil dari pasir kali yang biasa digunakan dalam pembuatan beton. Padatnya suatu beton berhubungan erat dengan porositas dan permeabilitas dari beton tersebut.

Porositas beton adalah jumlah/besarnya kadar pori yang terkandung dalam beton. Pori-pori beton tidak semuanya tertutup oleh pasta semen. Pori tersebut biasanya terisi udara (air void) atau berisi air (water filled space) yang saling berhubungan dan dinamakan kapiler beton. Kapiler beton ini akan tetap ada walaupun air yang digunakan telah menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan beton yang dihasilkan. Gelembung udara yang terperangkap dan air yang menguap merupakan sumber utama dari timbulnya rongga/pori dalam beton. Beton yang memiliki jumlah pori sedikit merupakan beton kedap air, padat, dan kuat. Sedangkan permeabilitas beton adalah kemudahan cairan atau gas untuk melewati beton (A.M.Neville & J.J Brooks, 1987). Permeabilitas juga diartikan sifat dapat dilewati/dimasuki zat cair atau gas. Beton yang baik adalah beton yang relatif tidak bisa dilewati air/gas, atau dengan kata lain mempunyai permeabilitas yang rendah. Menurut Murdock (1979), beton tidak bisa kedap air secara sempurna. Permeabilitas penting untuk diketahui karena berhubungan erat dengan durabilitas beton.

commit to user

tentang pengaruh penggunaan pasir tailing tambang timah dan pasir besi sebagai bahan pengganti pasir pada pembuatan beton terhadap porositas dan permeabilitasnya.

1.2.

Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas, rumusan masalah adalah sebagai berikut:

1. Berapa kadar optimum pasir tailing tambang timah sebagai bahan pengganti pasir terhadap porositas dan permeabilitas beton.

2. Berapa kadar optimum pasir besi sebagai bahan pengganti pasir terhadap porositas dan permeabilitas beton.

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak meluas maka perlu adanya pembatasan sebagai berikut:

1. Agregat halus yang di amati untuk penelitian ini adalah agregat halus tailing tambang timah yang tedapat di pulau Bangka.

2. Pasir Besi yang digunakan berasal dari Siliran, Yogyakarta.

3. Prosentase pasir tailing tambang timah yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebesar 20%,40%,60%, 80%, dan 100 % dari berat pasir.

4. Prosentase pasir besi yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebesar 20%,40%,60%, dan 80%, 100% dari berat pasir.

5. Beton normal dengan mutu beton (f’c) adalah 30 MPa, dengan factor air semen 0,38.

6. Pengujian dilakukan di laboratorium struktur dan bahan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

commit to user

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui kadar optimum pasir tailing tambang timah sebagai bahan pengganti pasir terhadap porositas dan permeabilitas beton.

2. Mengetahui kadar optimum pasir besi sebagai bahan pengganti pasir terhadap porositas dan permeabilitas beton.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :

a. Menambah pengetahuan tentang pengaruh penggunaan pasir tailing tambang timah dan pasir besi sebagai bahan pengganti pasir terhadap porositas dan permeabilitas beton.

b. Memberikan kontribusi terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi beton.

commit to user

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Nawy (1996) mendefinisikan beton sebagai sekumpulan interaksi mekanis dan kimiawi dari material pembentuknya. Material beton umumnya terdiri atas semen, agregat, air dan bahan tambah. Perencana dapat mengembangkan pemilihan material yang layak komposisinya sehingga diperoleh beton yang efisien, memenuhi kekuatan batas yang diisyaratkan oleh perencana dan memenuhi persyaratan serviceability

yang dapat diartikan juga sebagai pelayanan yang handal dengan memenuhi kriteria ekonomi.

Beton tersebut diperoleh dengan cara mencampurkan semen Portland, air, agregat, maupun bahan tambah pada perbandingan tertentu. Dalam adukan beton, air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini selain berfungsi mengisi pori-pori diantara butiran-butiran, juga bersifat sebagai pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terikat kuat dan terbentuklah suatu massa yang kompak dan padat. (Tjokrodimuljo,1996).

Beton yang padat dan kuat diperoleh dengan menggunakan jumlah air yang minimal konsisten dengan derajat workabilitas yang diberikan untuk memberikan kepadatan maksimal. Derajat kepadatan harus dipertimbangkan dalam hubungannya dengan cara pemadatan dan jenis konstruksi, agar terhindar dari kebutuhan akan pekerjaan yang berlebihan dalam mencapai kepadatan maksimal. (Murdock, 1991).

Jumlah pori yang terkandung pada beton mempengaruhi kekuatan dan durabilitas pada beton. Pasta semen yang mengeras memiliki struktur yang berpori (Tjokrodimuljo, 1996). Kandungan pori yang terlalu banyak pada beton

mengakibatkan beton tersebut menjadi poros sehingga zat-zat perusak dapat mudah masuk ke dalam beton berupa cairan atau gas. Peluang masuknya zat-zat perusak itu ditentukan oleh besarnya nilai permeabilitas beton.

Permeabilitas adalah kemampun media yang poros untuk mengalirkan fluida. Setiap material dengan ruang kosong diantaranya disebut poros, dan apabila ruang kosong itu saling berhubungan maka ia akan memiliki sifat permeabilitas. Maka batuan, beton, tanah, dan banyak material lain dapat merupakan material poros dan permeabel. Material dengan ruang kosong yang lebih besar biasanya mempunyai angka pori yang lebih besar pula (Bowles, JE 1986).

Menurut A.M Neville & JJ Brooks (1987), permeabilitas beton dapat diartikan kemudahan cairan atau gas untuk melewati beton. Pengujian dilakukan dengan mensealed beton dengan air yang bertekanan. Dalam beton nilai koefisien permeabilitas akan menurun secara substansial dengan menurunnya faktor air semen (f.a.s).

Permeabilitas beton juga dipengaruhi dari sifat semen, untuk perbandingan air atau semen yang sama. Semen yang butirannya kasar cenderung menghasilkan pasta semen yang mengeras dengan porositas yang lebih tinggi daripada semen yang butirannya lebih halus (Neville, 1995).

2.2. Landasan Teori

2.2.1 Beton

Beton adalah batuan buatan yang diperoleh dengan mencampurkan semen portland, air, dan agregat serta dengan atau tanpa bahan tambahan dengan perbandingan tertentu. Bahan tambahan berupa bahan kimia, serat dan bahan buangan non kimia. Bahan serat yaitu serat baja, plastik, dan tumbuh – tumbuhan. Kelebihan dari beton adalah kuat tekan yang tinggi sedangkan kekurangannya adalah kuat tarik yang sangat rendah. (Tjokrodimuljo 1996 : 2).

2.2.2 Bahan Penyusun Beton

2.2.2.1 Semen Portland

Semen Portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan dasar pembentuk semen portland terdiri dari bahan-bahan yang mengandung kapur, silika, alumina, dan oksida besi. Semen portland memiliki sifat-sifat yang dapat meningkatkan kekuatan. Sifat yang paling penting dari semen portland ini adalah mengeras melalui suatu reaksi kimia dengan air yang disebut hidrasi, dimana hidrasi ini akan menghasilkan panas. Hidrasi ini menghasilkan pengikatan yang terjadi pada permukaan butir Trikalsium Aluminat, sehingga akan terjadi rekatan yang kuat antara agregat dalam campuran mortar.

Tabel 2.1. Jenis semen portland di Indonesia sesuai SII 0013-81

Jenis

Semen

Karakteristik Umum

Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-jenis lain

Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut

persyaratan panas hidrasi yang rendah

Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

2.2.2.2 Agregat

Agregat merupakan butiran mineral alami atau buatan yang berfungsi sebagai bahan pengisi campuran beton. Agregat sangat berpengaruh terhadap sifat ataupun kualitas beton, sehingga pemilihan agregat merupakan bagian penting dalam pembuatan beton. Terdapat 2 agregat yang dibutuhkan yaitu:

a. Agregat Halus

Pasir dalam campuran mortar sangat menentukan kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari mortar yang dihasilkan. Pasir biasanya didapatkan dari alam dengan cara memompa dari sungai atau melalui endapan. Pada beberapa daerah pasir didapatkan melalui tambang pasir

atau pecahan batu. Komposisi kimia pasir dan keadaan geologi mempengaruhi kualitas pasir. Gradasi yang baik dari pasir juga memberikan efek yang penting pada kelecakan dan ketahanan pada mortar. Pasir dengan butiran yang sangat halus tidak praktis untuk kelecakannya, sehingga harus ditambahkan semen untuk mengisi rongga di antara butiran yang halus tersebut untuk mendapatkan kelecakan yang baik, sedangkan mortar yang menggunakan pasir dengan butiran yang besar biasanya lemah karena rongga antar butiran cukup lebar sehingga tegangan tidak dapat menyebar secara merata (Chandra dan Yusuf, 2003).

Oleh karena itu, pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan yang telah ditentukan.

Syarat-syarat agregat halus sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.3, adalah sebagai berikut :

1) Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras.

2) Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% (ditentukan terhadap berat kering). Apabila kadar lumpur melampaui batas 5% maka agregat harus dicuci dahulu sebelum digunakan dalam campuran beton.

3) Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak yang harus dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams-Harder (dengan larutan NaOH).

4) Agregat halus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam dan melewati ayakan sebesar 4,75 mm.

5) Pasir laut tidak boleh digunakan sebagai agregat halus untuk semua mutu beton, kecuali dengan petunjuk lembaga pemeriksaan bahan yang diakui.

Tabel 2.2. Batasan susunan butiran agregat halus

Persentase lolos saringan Ukuran saringan (mm) Daerah 1 Daerah 2 Daerah

3 Daerah 4

10,00 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15 100 90-100 60-95 30-70 15-34 5-20 0-10 100 90-100 75-100 55-90 35-59 8-30 0-10 100 90-100 85-100 75-100 60-79 12-40 0-10 100 95-100 95-100 90-100 80-100 15-50 0-15

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996) Keterangan:

Daerah 1 : Pasir kasar Daerah 2 : Pasir agak kasar Daerah 3 : Pasir agak halus Daerah 4 : Pasir halus

b. Agregat Kasar

Agregat kasar adalah agregat yang mempunyai ukuran butir-butir besar (antara 5 mm dan 40 mm). Sifat dari agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan semen.

Sifat-sifat bahan bangunan sangat perlu untuk diketahui, karena dengan mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan tersebut, kita dapat menentukan langkah-langkah yang diambil dalam menangani bahan bangunan tersebut. Sifat-sifat dari agregat kasar yang perlu untuk diketahui antara lain ketahanan (hardness), bentuk dan tekstur

permukaan (shape and texture of surface), berat jenis agregat (specific gravity), ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir (finenes modulus), dan gradasi agregat (grading).

Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.3. Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar

Persentase lolos saringan Ukuran saringan

(mm) 40 mm 20 mm

40 20 10 4,8

95-100 30-70 10-35 0-5

100 95 – 100

22-55 0-10

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

2.2.2.3 Air

Air merupakan bahan dasar penyusun mortar yang paling penting. Air yang digunakan dalam campuran mortar mempunyai fungsi sebagai peningkat kelecakan dalam pembuatan mortar dan berperan penting dalam reaksi kimia yang disebut juga reaksi hidrasi. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen dan menyebabkan terjadinya pengikatan antara pasta semen dengan agregat, sedangkan fungsi lain adalah sebagai bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Jumlah air dalam pembuatan mortar harus cukup supaya terjadi rekatan yang benar-benar kuat antara partikel di dalam campuran mortar, tetapi jumlahnya tidak boleh berlebih karena akan menimbulkan rongga-rongga pada mortar dan kekuatannya akan menurun. Secara umum air yang dapat digunakan dalam campuran adukan mortar adalah air yang apabila dipakai akan menghasilkan mortar dengan kekuatan lebih dari 90 % dari mortar yang memakai air suling.

2.2.3 Pasir Tailing Pertambangan Timah

Tailing adalah bahan-bahan yang dibuang setelah proses pemisahan material berharga dari material yang tidak berharga dari suatu proses pertambangan. Tailing merupakan limbah hasil pengolahan bijih sudah dianggap tidak berpotensi lagi untuk dimanfaatkan, akan tetapi dengan hasil penelitian dan kemanjuan teknologi saat ini

tailing tersebut masih dapat dimanfaatkan untuk bahan bangunan. Umumnya keberadaan tailing mudah didapat dan dekat lokasi tambang tanpa harus melakukan pengupasan tanah penutup, eksplorasi, dan lokasinya mudah dijangkau.

Pemanfaatan tailing sebagai bahan bangunan memiliki banyak manfaat. Antara lain mengurangi eksploitasi sumber daya alam. Penambangan Sumber Daya Alam yang terus menerus mengakibatkan kesediaan material menipis dan mengakibatkan dampak kerusakan alam. Pemanfaatan tailing sebagai bahan pembuatan beton secara tidak langsung akan memberikan kontribusi terhadap penghematan pemakaian energi.

Kandungan kimia pasir tailing tambang timah antara lain FeTiO2 sebanyak

37%-31%; Fe2O3 sebanyak 11,85%-15,17%; ZrSiO4 sebanyak 23,15%-26,14%; dan

sisanya merupakan silika dioksida SiO2 dan SnO2. (Denny Widhiyatna, 2006)

Komposisi tailing dengan ukuran yang halus membuat banyak tailing dimanfaatan sebagai media tanam untuk reklamasi, pengurukan lahan reklamasi dengan sistem

cutt and fill serta pembuatan bahan bangunan dan agregat. Dalam pembuatan bahan bangunan dan beton ini, tailing digunakan sebagai bahan utama dan ditambahkan beberapa bahan aditif lainnya.

Gambar 2.1. Contoh pasir tailing tambang timah

2.2.4 Pasir Besi

Pasir besi adalah pasir yang banyak mengandung besi. Pasir besi banyak terdapat di daerah pantai, contohnya di sepanjang pantai selatan Kabupaten Lumajang, pantai Buton di Kabupaten Cilacap maupun di Siliran, Yogyakarta. Pasir besi biasanya dimanfaatkan sebagai bahan baku pada industri logam besi.

Pasir besi mempunyai komposisi oksida besi (Fe2O3), silika dioksida (SiO2), dan

Magnesium (MgO) dan ukuran butiran 80-100 mesh berpotensi untuk digunakan sebagai cementitious dalam produksi beton mutu tinggi. Hasil penelitian nilai kuat tekan silinder beton dengan tambahan 5% serbuk pasir besi menunjukkan hasil yang maksimum yaitu mengalami kenaikan kuat tekan sebesar 3,64% dibandingkan dengan beton mutu normal tanpa tambahan serbuk pasir besi. Modulus elastisitas beton dengan 5% serbuk pasir besi mengalami peningkatan sebesar 8,68% dibandingkan dengan beton normal tanpa tambahan serbuk pasir besi. (Akhmad Suryadi, 2001).

Pada daerah Siliran, pasir besi masih tersedia secara melimpah. Tersedianya jumlah pasir besi dalam jumlah juga banyak dapat dimanfaatkan sebagai campuaran

pembuatan beton. Namun, penelitian yang ada sekarang ini umumnya memanfaatkan pasir besi sebagai bahan pengganti semen.

Pasir besi Kulon Progo memiliki kandungan kimia yang sebagian besar berupa Fe2O3

sebanyak 58%-60%; TiO2 sebanyak 7%-9%; V2O5 sebayak 0,5%-0,6%; Al2O3

sebanyak 3,3%-3,5%; SiO2 sebanyak 0,03-0,05%, P2O5 sebanyak 0,24-0,26%.

(Project Information Brief, Indo Mines, 2006).

Pasir besi dapat memperbaiki interface antara mortar dan agregat kasar. Kandungan unsur magnesium yang cukup kecil dapat mengurangi timbulnya pemekaran

(efflorence) dalam struktur beton terutama bila senyawa tersebut diikat oleh air. Gejala efflorence ini muncul seiring dengan masa-masa pertumbuhan kekuatan beton, dimana kuat tekan beton cenderung menurun seiring dengan berkembangnya umur beton (Qomariah, 2006).

2.2.5 Porositas Beton

Porositas beton adalah jumlah/besarnya kadar pori yang terkandung dalam beton. Pori-pori beton tidak semuanya tertutup oleh pasta semen. Pori tersebut biasanya terisi udara (air void) atau berisi air (water filled space) yang saling berhubungan dan dinamakan kapiler beton. Kapiler beton ini akan tetap ada walaupun air yang digunakan telah menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan beton yang dihasilkan. Gelembung udara yang terperangkap dan air yang menguap merupakan sumber utama dari timbulnya rongga/pori dalam beton. Beton yang memiliki jumlah pori sedikit merupakan beton kedap air, padat, dan kuat. Kepadatan beton diperoleh dengan cara mereduksi perbandingan air semen seminimal mungkin sejauh kemudahan pengerjaan campuran beton (workability) masih konsisten untuk dipadatkan dengan baik.

Beton mempunyai kecenderungan berisi rongga akibat adanya gelembung-gelembung udara yang terbentuk selama atau sesudah pencetakan. Hal ini penting terutama untuk memperoleh campuran yang mudah untuk dikerjakan dengan menggunakan air yang berlebihan daripada yang dibutuhkan guna persenyawaan kimia dengan semen. Air ini menggunakan ruangan dan bila kemudian kering maka akan meninggalkan rongga-rongga udara. Dapat ditambahkan bahwa selain air yang mengawali pemakaian ruangan dan kelak menjadi rongga, terjadi juga rongga-rongga udara langsung pada jumlah persentase yang kecil. Hal ini adalah terdapatnya pengurangan volume absolut dari semen dan air setelah reaksi kimia dan terjadi pengeringan sedemikian rupa sehingga pasta semen sudah keringakan menempati volume yang lebih kecil disbanding dengan pasta yang masih basah, berapapun perbandingan air yang digunakan.

Nilai porositas dapat diukur dengan menggunakan perbandingan antara berat air dan udara yang berada dalam sampel (B-C) dengan berat sampel padat/volume mortar padat (B-A) dan dihitung dengan persamaan 2.1

( a ) ( b )

………(2.1) Dengan:

A = berat sampel dalam air (gr)

B = berat sampel dalam kondisi SSD (gr) C = berat sampel kering oven (gr)

2.2.6 Permeabilitas Beton

Permeabilitas adalah sifat dapat dilewati/dimasuki zat cair atau gas. Jadi permeabilitas beton adalah kemudahan cairan atau gas melewati beton. Beton yang baik adalah beton yang relatif tidak bisa dilewati air/gas, atau dengan kata lain mempunyai permeabilitas yang rendah.

Pada Gambar 2.3 di bawah ini menggambarkan hubungan antara porositas dan permeabilitas beton.

Gambar 2.3. Hubungan porositas dan permeabilitas beton (a) Permeabilitas tinggi - pori-pori kapiler terhubung oleh lintasan besar (b) Permeabilitas rendah - pori-pori kapiler terbagi dalam ruas-ruas dan hanya

Faktor air semen yang digunakan akan mempengaruhi besarnya koefisien permeabilitas. Makin tinggi faktor air semen akan menyebabkan nilai koefisien permeabilitas makin tinggi. Hal ini dapat dipahami karena makin banyak air tersisa yang tidak digunakan untuk proses hidrasi semen akan memberikan pori-pori yang besar sehingga beton akan porous dan sangat mudah dilalui air (permeable). Pada pembuatan beton-beton yang mensyaratkan kedap air harus digunakan faktor air semen yang rendah sehingga koefisien permeabilitas akan rendah juga.

Faktor-faktor lain yang mempengaruhi besarnya permeabilitas beton (Ardiarsa, 2001):

a) Mutu dan porositas dari agregat yang digunakan dalam adukan beton. Penggunaan agregat yang porous akan meningkatkan permeabilitas. b) Umur beton.

Permeabilitas beton akan menurun seiring bertambahnya umur beton. c) Gradasi agregat dalam adukan beton.

Agregat dengan gradasi yang kasar serta terlalu banyak pasir aka menyebabkan

workabilitas turun sehingga memerlukan tambahan air untuk kemudahan pengerjaan yang baik, yang berdampak meningkatnya permeabilitas.

d) Perawatan (curing) beton.

Curing yang baik akan berpengaruh terhadap permeabilitas beton.

Permeabilitas beton dapat diekspresikan sebagai koefisien permeabilitas k, yang dievaluasi berdasarkan hukum Darcy pada persamaan 2.2 berikut :

………..(2.2) Dimana :

= debit aliran air (m3/dt)

dh = tingi air jatuh (m) L = kedalaman penetrasi (m) k = koefisien permeabilitas (m/dt)

commit to user

METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental di laboratorium yaitu dengan mengadakan suatu percobaan secara langsung untuk mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara variabel-variabel yang diselidiki. Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian bahan, pengujian porositas dan pengujian permeabilitas.

3.1.

Pengujian Bahan Dasar Beton

Pengujian bahan dasar beton ditujukan untuk mengetahui kelayakan karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya dipakai dalam rancang campur (mix design). Pengujian bahan dasar beton dilakukan terhadap agregat halus dan agregat kasar. Agregat halus terdiri dari pasir kali, pasir tailing tambang timah dan pasir besi

3.1.1. Agregat Halus

3.1.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus

Pengujian kadar lumpur bertujuan untuk mengetahui kandungan lumpur dalam pasir. Agregat halus yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir kali, pasir tailing tambang timah, dan pasir besi.

Kadar lumpur yang disyaratkan PBI 1971 untuk pasir yang digunakan dalam campuran beton maksimal adalah 5%. Maka bila pasir mengandung lumpur 5% dari dari berat keringnya, pasir tersebut harus dicuci. Kandungan lumpur yang berlebihan dalam pasir dapat menurunkan kekuatan beton karena kandungan lumpur akan mengganggu lekatan antara partikel dalam pencampuran beton. Kadar lumpur pasir dihitung dengan persamaan 3.1 sebagai berikut :

commit to user

...(3.1) dengan :

G0 = berat pasir awal (100 gram) G1 = berat pasir akhir (gram)

3.1.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui banyak sedikitnya kandungan zat organik dalam agregat halus. Pengujian kandungan zat organik pada agregat halus menggunakan larutan NaOH 3% pada percobaan perubahan warna Abrams Harder sesuai dengan PBI 1971. Kandungan zat organik yang terlalu banyak dapat menimbulkan pori pada beton. Kadar zat organik pada pasir berdasarkan perubahan warnanya dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Tabel perubahan warna pada uji kadar zat organik pasir

Warna Prosentase kandungan zat organik Jernih

Kuning muda Kuning tua Kuning kemerahan

Coklat kemerahan Coklat

0 % 0 – 10% 10 – 20% 20 – 30% 30 – 50% 50 – 100% Sumber : Prof.Rooseno

3.1.1.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus

Pengujian specific gravity agregat halus mengacu pada ASTM C 128. Pengujian ini ditujukan agar mendapatkan :

a. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi kering dengan volume pasir total

kondisi kering permukaan dengan volume pasir total

c. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi kering dengan volume butir pasir

d. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat pasir kering

Untuk menganalisis hasil pengujian dengan persamaan 3.2 s/d 3.5 sebagai berikut: Bulk Specific Gravity

c d b a -+

= ... (3.2)

Bulk Specific Gravity SSD

c d b d -+

= ... (3.3)

Apparent Specific Gravity

c a b a -+

= ... (3.4)

Absorbsion = - ´100%

a a d

... (3.5)

dengan :

a = berat pasir kering oven (gram)

b = berat volumetricflash berisi air (gram)

c = berat volumetricflash berisi pasir dan air (gram)

d = berat pasir dalam keadaan kering permukaan jenuh (500 gram)

3.1.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk memeriksa susunan atau variasi susunan agregat halus dan angka kehalusan (modulus kehalusan) agregat halus tersebut. Gradasi pada pasir sebagai agregat halus sangat penting untuk diketahui karena menentukan sifat pengerjaan dan sifat kohesi dari campuran beton. Pengujian gradasi agregat halus menggunakan standar pengujian ASTM C 136.

commit to user

dengan :

d = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan e = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal

3.1.2. Agregat Kasar

3.1.2.1. Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar

Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian adalah kerikil berdiameter maksimum 20 mm. Standar pengujian yang digunakan adalah ASTM C127. Pengujian ini ditujukan untuk mengetahui :

a. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi kering dengan volume kerikil total

b. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat kerikil jenuh dalam kondisi kering permukaan dengan volume kerikil total

c. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi kering dengan volume butir kerikil

d. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat kerikil kering

Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.7 s/d 3.10 sebagai berikut:

Bulk Specific Gravity

h g

f

-= ... (3.7)

Bulk Specific Gravity SSD

h g

g

-= ... (3.8)

Apparent Specific Gravity

h f

f

-= ... (3.9)

Absorbsion = - ´100%

h h g

commit to user

f = berat agregat kasar (3000 gram)

g = berat agregat kasar setelah direndam 24 jam dan dilap (gram) h = berat agregat kasar jenuh (gram)

3.1.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui variasi diameter butiran kerikil, prosentase dan modulus kehalusannya

Pengujian gradasi agregat kasar menggunakan standar pengujian ASTM C 136.

Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.11 sebagai berikut :

... (3.11) dengan :

m = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal selain dalam pan n = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal

3.1.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan persentase keausan agregat kasar. Standar pengujian abrasi pada agregat kasar menggunakan ASTM C 131, dengan menggunakan mesin Los Angeles. Keausan agregat tidak boleh lebih dari 50%. Prosentase berat yang hilang dihitung dengan menggunakan persamaan 3.12 sebagai berikut :

... (3.12)

dengan:

i = berat agregat kasar kering oven yang telah dicuci, sebelum pengausan (gram)

commit to user

dicuci, setelah pengausan (gram)

3.2

Bahan dan Benda Uji Penelitian

Benda uji yang digunakan dalam penelitian porositas beton menggunakan benda uji berbentuk balok dengan ukuran 5 x 5 x 5 cm3. Sedangkan benda uji untuk permeabilitas beton menggunakan silinder beton yang mempunyai diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm.

Benda uji yang digunakan pada penelitian permeabilitas dan porositas masing-masing terdiri dari 3 buah sampel. Pengujian benda uji dilakukan setelah benda uji berumur 28 hari. Perincian sampel benda uji porositas dapat dilihat di Tabel 3.2, sedangkan perincian sampel benda uji permeabilitas dapat dilihat di Tabel 3.3.

Tabel 3.2. Rincian sampel benda uji porositas beton

No Jenis Beton Jenis Pasir Nama Sampel Jumlah Sampel 1 Beton

Normal

Pasir Normal K-PK 3

Pasir tailing eks timah 20 % K-PT-1 3 2 Beton

Normal Pasir Besi 20 % K-PB-1 3 Pasir tailing eks timah 40 % K-PT-2 3 3 Beton

Normal Pasir Besi 40 % K-PB-2 3 Pasir tailing eks timah 60 % K-PT-3 3 4 Beton

Normal Pasir Besi 60 % K-PB-3 3 Pasir tailing eks timah 80% K-PT-4 3 5 Beton

Normal Pasir Besi 80% K-PB-4 3 Pasir tailing eks timah 100% K-PT-5 3 6 Beton

Normal Pasir Besi 100% K-PB-5 3

commit to user

K-PK : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Normal.

K-PT-1 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 20%. K-PB-1 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 20%

K-PT-2 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 40%. K-PB-2 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 40%.

K-PT-3 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 60%. K-PB-3 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 60%.

K-PT-4 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 80%. K-PB-4 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 80%.

K-PT-5 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 100%. K-PB-5 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 100%.

Tabel 3.3. Rincian sampel benda uji permeabilitas beton

No Jenis Beton Jenis Pasir Nama Sampel Jumlah Sampel 1 Beton

Normal

Pasir Normal S-PK 3

Pasir tailing eks timah 20 % S-PT-1 3 2 Beton

Normal Pasir Besi 20 % S-PB-1 3 Pasir tailing eks timah 40 % S-PT-2 3 3 Beton

Normal Pasir Besi 40 % S-PB-2 3 Pasir tailing eks timah 60 % S-PT-3 3 4 Beton

Normal Pasir Besi 60 % S-PB-3 3 Pasir tailing eks timah 80% S-PT-4 3 5 Beton

Normal Pasir Besi 80% S-PB-4 3 Pasir tailing eks timah 100% S-PT-5 3 6 Beton

Normal Pasir Besi 100% S-PB-5 3

commit to user

S-PK : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Normal.

S-PT-1 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 20%. S-PB-1 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 20%

S-PT-2 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 40%. S-PB-2 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 40%.

K-PT-3 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 60%. S-PB-3 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 60%.

S-PT-4 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 80%. S-PB-4 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 80%.

S-PT-5 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah100%. S-PB-5 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi Sebesar 100%.

3.3

Alat Uji Penelitian

Penelitian ini menggunakan alat uji sebagai berikut :

a. Timbangan dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg yang digunakan untuk mengukur berat bahan campuran beton

b. Oven dengan temperatur 220 oC dan daya listrik 1500 W yang digunakan untuk mengeringkan agregat

c. Conical mould dengan ukuran diameter atas 3,8 cm, diameter bawah 8,9 cm, tinggi 7,6 cm, lengkap dengan alat penumbuk. Alat ini digunakan untuk mengukur keadaan SSD agregat halus

d. Kerucut Abrams yang terbuat dari baja untuk mengukur nilai slump.

e. Cetakan benda uji untuk uji permeabilitas berupa silinder diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm, sedangkan untuk benda uji porositas digunakan cetakan berbentuk balok 5 x 5 x 5 cm3.

f. Satu set alat uji permeabilitas untuk pengujian permeabilitas. g. Vacuum pump untuk pengujian porositas.

h. Ayakan dengan ukuran diameter saringan 25 mm; 19 mm; 12,5 mm; 9,5 mm; 4,75 mm; 2,36 mm; 1,18 mm; 0,6 mm; 0,3 mm; 0,15 mm; pan dan mesin penggetar ayakan (vibrator) yang digunakan untuk pengujian gradasi agregat.

j. Alat bantu lain yaitu gelas ukur, pipet, cangkul, ember, alat tulis, stopwatch, kamera digital, dll.

3.4

Curing

(Perawatan) Beton

Perawatan beton dilakukan setelah beton mengeras kira-kira satu atau dua hari setelah dilakukan pengecoran. Tujuan dari curing ini adalah menjaga kelembaban beton saat proses hidrasi semen berlangsung. Perawatan beton yang baik akan berpengaruh terhadap porositas dan permeabilitas beton.

3.5

Pengujian Benda Uji

3.5.1. Pengujian Porositas

Langkah pengujian sebagai berikut:

a. Menyiapkan benda uji lalu dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 1000 C selama 24 jam

b. Benda uji dikeluarkan dari oven dan diangin-anginkan pada suhu kamar (250C) kemudian ditimbang dan didapatkan berat benda uji kondisi kering oven (C)

c. Benda uji dimasukkan ke dalam desicator guna proses pemvacuuman benda uji dengan vacuum pump. Proses pemvacuuman benda uji dilakukan selama 24 jam. Setelah divacuum, benda uji dialiri air sampai semua benda uji benar-benar terendam air. Perendaman benda uji juga dalam kondisi vacuum dan dilakukan selama 24 jam. Setelah perendaman selama 24 jam kemudian ditimbang dalam air dan di dapatkan berat benda uji dalam air (A).

d. Benda uji dikeluarkan dari air dan dilap permukaanya untuk mendapatkan kondisi SSD kemudian sampel ditimbang dan didapatkan berat benda uji kondisi SSD setelah perendaman (B).

perbandingan antara berat air dan udara yang berada dalam sampel (B-C) dengan berat sampel padat/volume mortar padat (B-A).

..………(3.13) Dengan:

A = berat sampel dalam air (gr)

B = berat sampel dalam kondisi SSD (gr) C = berat sampel kering oven (gr)

Gambar 3.1. Alat uji porositas

3.5.2. Pengujian Permeabilitas

Langkah pengujian sebagai berikut:

a. Setelah mencapai umur 28 hari, sampel beton dikeringkan dengan oven sampai mencapai berat konstan

b. Selang air bertekanan dipasang pada permukaan atas sampel dengan cara memberi lubang sebesar pipa selangnya. Pipa selang yang berisi air di-sealed, dengan diikat dengan klem pada atas permukaan beton.

c. Sampel dikenakan air bertekanan 1 kg/cm2 selama 48 jam, dilanjutkan air bertekanan 3 kg/cm2 selama 24 jam dan air bertekanan 7 kg/cm2 selama 24 jam, seperti tampak pada Tabel 3.4 dibawah ini :

Benda uji

Air bertekanan

Compressor

Tabel 3.4. Tekanan air dan waktu penenkanan

Tekanan Air ( kg/cm2) Waktu (jam)

1 48

3 24

7 24

d. Selang air bertekanan dilepas, kemudian dipasang selang transparan berisi air yang diletakkan pada penyangga, diamkan selama 1 jam untuk mengetahui penurunan air yang terjadi dan tinggi air jatuh.

e. Kemudian sampel dibelah dan diukur kedalaman penetrasi air, diameter sebaran air dan koefisien permeabilitas dapat dihitung berdasarkan hukum Darcy, sebagaimana persamaan (2.2).

Gambar alat uji permeabilitas digambarkan pada Gambar 3.2 dibawah ini.

commit to user

Gambar 3.3. Pemasangan alat pada benda uji

Gambar 3.4. Pengujian tinggi jatuh air

Gambar 3.5. Diameter resapan dan rata-rata kedalaman penetrasi Air bertekanan

commit to user

Tahapan pelaksanaan penelitian sebagai berikut : a. Tahap I

Tahap ini melakukan studi literatur serta mempersiapkan bahan dan alat uji penelitian.

b. Tahap II

Tahap ini melakukan pengujian bahan yang akan digunakan dengan tujuan untuk mengetahui sifat dan karakterstik bahan.

c. Tahap III

Tahap ini melakukan rancang campur (mix design) untuk pembuatan silinder beton.

d. Tahap IV

Tahap ini melakukan penetapan campuran adukan beton, pembuatan adukan beton, pengujian nilai slump, pengecoran ke dalam cetakan silinder dan kubus, dan perawatan beton dengan merendam benda uji dalam zat cair.

e. Tahap V

Tahap ini melakukan pengujian porositas dan permeabilitas beton yang telah berumur 28 hari. Pengujian dilakukan di Laboratorium Bahan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS.

f. Tahap VI

Tahap ini melakukan analisis data hasil pengujian untuk mendapatkan kesimpulan hubungan antara variabel – variabel yang diteliti dalam penelitian. g. Tahap VII

Tahap ini melakukan pengambilan kesimpulan dari hasil analisis pengujian yang berhubungan dengan tujuan penelitian.

Tahapan penelitian dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir pada Gambar 3.6.

commit to user

Agregat Kasar Air Semen

Uji Bahan: - kadar kumpur - kadar organik - specific gravity - gradasi

- kadar air

Uji Bahan : - abrasi

- specific gravity - gradasi

- kadar air

Perhitungan Rancang Campur (Mix Design)

Pembuatan Adukan Beton Pengujian Nilai Slump

Pembuatan Benda Uji

Perawatan (Curing)

Pengujian Porositas dan Permeabilitas Beton

Analisis Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran Selesai

Tahap I

Tahap III Tahap II

Tahap VI Tahap V Tahap IV

Tahap VII Agregat Halus

Pasir Pasir Pasir Kali Tailing eks Besi timah

Gambar 3.6. Bagan alir tahap – tahap penelitian Pasir Replacement

commit to user

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Agregat

Hasil pengujian dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik dari agregat yang dipakai dalam campuran beton.

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Agregat halus yang diuji meliputi pasir normal, pasir tailing tambang timah dan pasir besi.

4.1.1.1 Hasil Pengujian Pasir Normal

Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus

Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan Kandungan zat organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat

Kandungan lumpur 4 % Maks 5 % Memenuhi syarat

Bulk specific gravity 2,48 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,5 gr/cm3 - -

Apparent specific gravity 2,45 gr/cm3 - -

Absorbtion 1,01 % - -

Modulus halus 2,79 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat

Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33 dapat dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.

Tabel 4.2. Analisis data gradasi pasir Tertahan Diameter

Ayakan (mm)

Berat (gr)

Presentase (%)

Kumulatif (%)

Berat Lolos Kumulatif

(%)

Syarat ASTM C-33

9,5 0 0 0 100 100

4,75 135 4,50 4,50 95,50 95 - 100 2,36 400 13,34 17,85 82,15 80 - 100 1,18 494 16,48 34,32 65,68 50 - 85 0,85 350 11,67 46,00 54,00 25 - 60 0,3 1193 39,79 85,79 14,21 10 - 30 0,15 250 8,34 94,13 5,87 2 - 10

0 176 5,87 100 0 0

Jumlah 2998 100 382,59

Dari Tabel 4.2 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.1.

Pengujian terhadap agregat halus yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian kadar lumpur, kandungan zat organik, specific gravity, dan gradasi agregat. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.1. Perhitungan serta data-data pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A.

Gambar 4.1 Gradasi agregat halus

4.1.1.2. Hasil Pengujian Pasir Tailing Tambang Timah

Hasil pengujian pasir tailing tambang timah disajikan pada Tabel 4.3

Tabel 4.3. Hasil pengujian pasir tailing tambang timah

Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan Kandungan zat organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat

Kandungan lumpur 0,05 % Maks 5 % Memenuhi syarat

Bulk specific gravity 2,605 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,463 gr/cm3 - -

Apparent specific gravity 2,67 gr/cm3 - -

Absorbtion 2,01 % - -

Modulus halus 2,67 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat

Untuk hasil pengujian gradasi pasir tailing tambang timah dan syarat batas dari ASTM C-33 dapat dilihat pada Tabel 4.4. dan Gambar 4.2.

Tabel 4.4. Analisis data gradasi pasir tailing tambang timah

Tertahan Diameter

Ayakan (mm)

Berat (gr)

Presentase (%)

Kumulatif (%)

Berat Lolos Kumulatif

(%)

Syarat ASTM C-33

9,5 0 0 0 100 100

4,75 0 0 0 100 95 - 100

2,36 20 0,672 0,672 99,328 80 - 100 1,18 160 5,378 6,050 93,950 50 - 85 0,85 345 11,597 17,647 82,353 25 - 60 0,3 2105 70,756 88,403 11,597 10 - 30 0,15 300 10,084 98,487 1,513 2 - 10

0 45 1,513 100 0,000 0

Jumlah 2975 100 367,76

4.1.1.3. Hasil Pengujian Pasir Besi

Hasil pengujian pasir besi disajikan pada Tabel 4.5

Tabel 4.5. Hasil pengujian pasir besi

Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan Kandungan zat organik Jernih Kuning Memenuhi syarat

Kandungan lumpur 2,2 % Maks 5 % Memenuhi syarat

Bulk specific gravity 2,648 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,7 gr/cm3 - -

Apparent specific gravity 2,8 gr/cm3 - -

Absorbtion 2,04 % - -

Modulus halus 1,642 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat

Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33 dapat dilihat pada Tabel 4.6. dan Gambar 4.3.

Tabel 4.6. Analisis data gradasi pasir besi

Tertahan Diameter Ayakan (mm) Berat (gr) Presentase (%) Kumulatif (%) Berat Lolos Kumulatif (%) Syarat ASTM C-33

9,5 0 0 0 100 100

4,75 0 0 0 100,000 95 - 100

2,36 0 0,000 0,000 100,000 80 - 100

1,18 0 0,000 0,000 100,000 50 - 85

0,85 10 0,336 0,334 99,666 25 - 60

0,3 2165 72,773 72,742 27,258 10 - 30

0,15 550 18,487 91,137 8,863 2 - 10

0 265 8,908 100,000 0,000 0

Gambar 4.3 Gradasi pasir besi

4.1.2

Hasil Pengujian Agregat Kasar

Pengujian terhadap agregat kasar split (batu pecah) yang dilaksanakan dalam penelitian ini meliputi pengujian berat jenis (specific gravity), keausan (abrasi) dan gradasi agregat kasar. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.7. Perhitungan serta data-data pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A.

Tabel 4.7. Hasil pengujian agregat kasar

Jenis pengujian Hasil

Pengujian Standar Kesimpulan

Bulk specific gravity 2,57 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,68 gr/cm3 - -

Apparent specific gravity 2,62 gr/cm3 - -

Absorbtion 2,23 % - -

Abrasi 24,3 % Maksimum 50

Modulus halus butir 5,1806 5 - 8 Memenuhi syarat Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33 dapat dilihat pada Tabel 4.8. dan Gambar 4.4.

Tabel 4.8. Analisis data gradasi agregat kasar Tertahan

Diameter Ayakan

(mm)

Berat (gr)

Presentas e (%)

Kumulatif (%)

Berat Lolos Kumulatif

(%)

Syarat ASTM C-33

19 0 0 0 100 ₁₀₀

12,5 155 5,86 5,86 94,14 _{90 – 100} 9,5 1047 39,55 45,41 54,59 _- 4,75 698 26,37 71,78 28,22 _{20 – 55} 2,36 615 23,23 95,01 4,99 _{0 – 10}

1,18 132 4,99 100 0 _{0 – 5}

0,85 0 0 100 0 _-

Pan 0 0 100 0 _-

Gambar 4.4 Gradasi agregat kasar

4.2 Rencana Campuran

Perhitungan rencana campuran adukan untuk mutu beton f’c 30 MPa menggunakan standar Dinas Pekerjaan Umum ( SK SNI T-15-1990-03 ) , dari perhitungan tersebut didapat kebutuhan bahan per 1 m3 yaitu :

a. Semen = 592,1 kg b. Pasir = 555,9 kg c. Kerikil = 906,99 kg d. Air = 225 liter

Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji porositas dan permeabilitas disajikan pada Tabel 4.9 dan Tabel 4.10.

Tabel 4.9. Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji porositas

Semen Pasir Kerikil Air Pasir replacement

Kadar Pasir

replacement _{(kg) (kg) (kg) (liter) (kg)} 0% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.000 20% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.042 40% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.083 60% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.125 80% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.167 100% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.208

Total material yang dibutuhkan untuk membuat 33 sampel porositas adalah sebagai berikut :

a. Air = 0,924 liter

b. Semen = 2,442 kg

c. Pasir total = 2,365 kg d. Kerikil (batu pecah) = 3,542 kg e. Pasir tailing tambang timah = 0,625 kg f. Pasir besi = 0,625 kg

g. Pasir Kali = Pasir total – (pasir tailing + pasir besi) = 2,365 – (0,625 + 0,625)

= 1,115 kg

Tabel 4.10. Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji permeabilitas Kadar Pasir

replacement

Semen (kg)

Pasir (kg)

Kerikil (kg)

Air (liter)

Pasir

replacement

(kg) 0% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.000 20% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.221 40% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.442 60% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.663 80% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.884 100% 1.177 1.105 1.802 0.447 1.105 Total material yang dibutuhkan untuk membuat 33 sampel permeabilitas adalah sebagai berikut :

a. Air = 4,917 liter

b. Semen = 12,947 kg

c. Pasir total = 12,155 kg d. Kerikil (batu pecah) = 19,822 kg e. Pasir tailing tambang timah = 3,417 kg f. Pasir besi = 3,417 kg

g. Pasir Kali = Pasir total – (pasir tailing + pasir besi) = 12,529 – (3,315 + 3,315)

= 5,899 kg

Gradasi campuran pasir tailing tambang timah dan pasir besi ditunjukkan pada Gambar 4.5 dan 4.6

Gambar 4.5. Perbandingan kurva gradasi campuran pasir tailing tambang timah dengan batas gradasi pasir menurut ASTM C-33

4.3. Hasil Pengujian Slump

Pengujian nilai slump tampak bahwa penambahan pasir tailing eks timah dan pasir besi akan mempengaruhi workability, yang diperlukan untuk memudahkan proses pengadukan, pengangkutan, penuangan, dan pemadatan. Pengujian ini dilakukan pada setiap adukan beton dengan pasir replacement sebesar 20 %, 40 %, 60 %, 80% dan 100 %. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.11. berikut :

Tabel 4.11. Hasil pengujian nilai slump dengan pasir tailing tambang timah Nilai Slump (cm) Variasi Pasir

Pasir Tailing Pasir Besi

0% 10

20% 10 10

40% 10 10

60% 9,5 9,5

80% 9 9

100% 9 8,5

Hubungan antara variasi pasir tailing tambang timah dengan nilai slump dapat dilihat pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7. Hubungan variasi pasir replacement dengan nilai slump

4.4

Hasil Pengujian Porositas

4.4.1 Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah

Pengujian porositas dilakukan terhadap 3 benda uji berupa kubus berdimensi 5 x 5 x 5 cm3 untuk tiap variasi kadar pasir tailing eks timah. Pengujian ini dilakukan dengan menimbang beratnya pada kondisi kering oven, kondisi dalam air dan kondisi SSD. Besarnya nilai porositas dapat dihitung dengan menggunakan rumus (2.1)

Porositas Dimana :

A= Berat benda uji dalam air (gram)

B = Berat benda uji dalam kondisi SSD (gram) C = Berat benda uji dalam kondisi kering oven (gram)

Untuk perhitungan porositas benda uji dengan nama benda uji K-PK-2 adalah sebagai berikut:

Berat benda uji dalam air (A) = 172 gram Berat benda uji dalam kondisi SSD (B) = 312 gram Berat benda uji dalam kondisi kering oven (C) = 306 gram

= 4,255%

Untuk hasil pengujian porositas selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.12

Tabel 4.12. Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir tailing tambang timah Kode benda uji Variasi pasir replacement Berat SSD (gram) Berat dalam air (gram) kondisi kering oven (gram) Porositas (%) Porositas rata-rata (%)

K-PK-1 320 172 313 4.730

K-PK-2 312 171 306 4.255

K-PK-3

0%

315 170 309 4.138

4.37433

K-PT-1-1 332 172 325 4.375

K-PT-1-2 325 175 319 4.000

K-PT-1-3

20%

330 173 325 3.185

3.85324

K-PT-2-1 295 157 290 3.623

K-PT-2-2 320 166 315 3.247

K-PT-2-3

40%

290 154 285 3.676

3.51547

K-PT-3-1 310 165 304 4.138

K-PT-3-2 305 161 300 3.472

K-PT-3-3

60%

315 166 309 4.027

3.87900

K-PT-4-2 300 155.7 294 4.158

K-PT-4-3 295 151 290 3.472

K-PT-5-1 281 150.3 275 4.591

K-PT-5-2 302 160.7 295 4.954

K-PT-5-3

100%

297 153.7 290 4.885

4.80984

Hasil pengujian porositas beton pada pada tabel 4.12 disajikan pada Gambar 4.8

Gambar 4.8. Hubungan variasi pasir tailing tambang timah dan nilai porositas

4.4.2 Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Besi

Perhitungan hasil uji menggunakan persamaan 4.1. Untuk perhitungan porositas benda uji dengan nama benda uji K-PT-2 adalah sebagai berikut:

Berat benda uji dalam air (A) = 159 gram Berat benda uji dalam kondisi SSD (B) = 295 gram Berat benda uji dalam kondisi kering oven (C) = 290 gram

Untuk hasil pengujian porositas selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.13

Tabel 4.13. Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir besi

Kode Benda Uji Variasi pasir replacement Berat SSD (gram) Berat dalam air (gram) kondisi kering oven (gram) Porositas (%) Porositas rata-rata (%)

K-PK-1 320 172 313 4.730

K-PK-2 312 171 306 4.255

K-PK-3

0%

315 170 309 4.138

4.374327

K-PB-1-1 315 181.5 310 3.745

K-PB-1-2 295 159 290 3.676

K-PB-1-3

20%

310 169.7 303 4.989

4.137033

K-PB-2-1 307 167.2 302 3.577

K-PB-2-2 323 175.2 316 4.736

K-PB-2-3

40%

320 179.5 315 3.559

3.957129

K-PB-3-1 340 193 335 3.401

K-PB-3-2 360 206 354 3.896

K-PB-3-3

60%

380 210.5 374 3.540

3.612429

K-PB-4-2 335 190 330 3.448

K-PB-4-3 332 192.5 328 2.867

K-PB-5-1 307 178.5 302 3.891

K-PB-5-2 323 182.5 318 3.559

K-PB-5-3

100%

320 183.5 315 3.663

3.704258

Hasil pengujian porositas beton pada pada tabel 4.13 digambarkan lebih jelas pada Gambar 4.9

Gambar 4.9. Hubungan variasi pasir besi dan nilai porositas

4.5

Hasil Pegujian Permeabilitas

4.5.1 Hasil Pegujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah

Pemeriksaan permeabilitas pada benda uji dilakukan dengan menggunakan alat uji permeabilitas AF-16 yang berada di Laboratorium Bahan Teknik Sipil UNS. Tujuan dari

pengujian ini adalah mengetahui sejauh mana pengaruh variasi penggunaan pasir tailing

eks timah sebagai campuran aggregat halus terhadap penetrasi dan koefiien permeabilitas beton.

Koefisien permeabilitas dapat diketahui dengan menggunakan rumus Darcy dan dihitung dengan persamaan (2.2).

Diameter selang = ¼ inc = 0,00635 m Waktu aliran = 3600 dt

Contoh perhitungan:

· dQ = 0,25. π . 0,006352.0,03 = 9.50077E-07 m3 · A = 0,25. π . 0,032 = 0.000706858 m2 · Koefisien Permeabilitas, (k) =

= 1.33342E-08 m/dt

Perhitungan pengujian permeabilitas secara lengkap disajikan pada lampiran. Hasil pengujian permeabilitas dapat dilihat pada tabel 4.14 berikut:

Tabel 4.14. Data hasil pengujian permeabilitas beton dengan pasir tailing tambang timah

Kode

Benda Uji % Tailing Penur unan (cm) D (cm) Dalam

(cm) A (m

2

) dQ (m3)

Koefisien permeabilit

as (m/dt)

k rata-rata (m/dt)

SPK 1 2.5 2.5 3 0.000490874 7.9173E-07 1.92012E-08

SPK 2 3 3 2.5 0.000706858 9.50077E-07 1.33342E-08

SPK 3

0%

2.5 2.5 3 0.000490874 7.9173E-07 1.92012E-08

Gambar 4.21. Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir besi

Gambar 4.20 dan Gambar 4.21 menunjukkan hubungan antara kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton. Sama seperti halnya porositas, hubungan antara kuat tekan dan permeabilitas beton juga berbanding terbalik, artinya semakin tinggi kuat tekan suatu beton akan terjadi permeabilitas yang semakin rendah. Jika kuat tekan beton tinggi, ruang kosong sebagai media lewatnya gas maupun cairan sedikit sehingga membuat beton tersebut tidak mudah dilalui gas atau cairan.

Menurut Roy dan Gouda (1973) hubungan antara kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton dirumuskan dengan persamaan (4.4)

Menurut hasil penelitian pada beton dengan menggunakan pasir tailing tambang timah, didapatkan persamaan y = 1E-05x-1.86

commit to user

k = 1E-05*fc-1.86………..(4.5)

Hasil penelitian pada beton yang menggunakan pasir besi didapatkan persamaan y = 5E-07x-0.98

Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir besi dirumuskan pada persamaan 4.6 sebagai berikut

k = 5E-07*fc-0.98………..……….………...(4.6)

keterangan :

k = koefisien permeabilitas (m/s)

fc = kuat desak beton (MPa)

4.7.9 Hubung

an Antara Nilai Porositas dengan Koefisien Permeabilitas Beton

Hubungan antara koefisien permeabilitas dan nilai porositas dalam beton normal memiliki rumus yang umum yang dikemukakan oleh Sambowo (2003) dengan rumus yang dituliskan dengan Persamaan 4.7 sebagai berikut :

k = 0,023*e0,319*P ... (4.7) dengan :

k = koefisien permeabilitas (m/s)

P = nilai porositas (%)

Gambar 4.22 dan Gambar 4.23 menunjukkan kurva hubungan antara porositas dan koefisien permeabilitas beton .

Gambar 4.22. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir tailing tambang timah

Gambar 4.23. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir besi

Gambar 4.22 dan Gambar 4.23 menunjukkan hubungan porositas dan permeabilitas. Porositas yang semakin tinggi akan membuat permeabilitas yang semakin tinggi. Hal tersebut dikarenakan banyaknya pori sebagai media lewatnya gas maupun cairan.

commit to user

Menurut Bowles JE (1986), ruang kosong pada beton yang saling berhubungan akan memiliki sifat permeabilitas. Dari pernyataan tersebut dapat disimpulkan bahwa jumlah pori yang banyak belum tentu membuat beton tersebut akan memiliki nilai permeabilitas yang tinggi tergantung pada pori pori yang saling berhubungan pada beton tersebut.

Sambowo (2003) merumuskan hubungan antara nilai porositas dan koefisien permeabilitas sebagaimana persamaan (4.7)

k = 0,023*e0,319*P

Menurut hasil penelitian pada beton dengan menggunakan pasir tailing tambang timah, didapatkan persamaan y = 5E-09e0.306x

Hubungan antara nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir tailing tambang timah dapat dirumuskan pada persamaan 4.8

k = 5E-09*e0.319*P………..………..(4.8)

Hasil penelitian pada beton yang menggunakan pasir besi didapatkan persamaan y = 4E-09e0.302x

Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir besi dirumuskan pada persamaan 4.9 sebagai berikut

k = 4E-09e0.302*P ………..……….………...(4.9)

dengan :

k = koefisien permeabilitas (m/s)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh pengujian, analisis data, dan pembahasan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikutsebagai berikut :

1. Porositas beton terendah menggunakan pasir tailing tambang timah terjadi pada kadar pasir tailing 40 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar 3,51547%. Penggunaan pasir tailing tambang timah sebesar 40% memberikan penurunan sebesar 19,63% dari porositas beton normal. Kadar pasir tailing tambang timah yang paling optimal sebesar 44,8% dari berat agregat halus.

2. Permeabilitas beton terendah menggunakan pasir tailing tambang timah terjadi pada kadar pasir tailing 40 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar 1,299955x10-8m/dt. Penggunaan pasir tailing tambang timah sebesar 40% memberikan penurunan sebesar 24,6% dari permeabilitas beton normal. Kadar pasir tailing tambang timah yang paling optimal sebesar 42,2% dari berat agregat halus.

3. Porositas beton terendah menggunakan pasir besi terjadi pada kadar pasir besi sebesar 80 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar 3,28308%. Penggunaan pasir besi sebesar 80% memberikan penurunan sebesar 24,94% dari porositas beton normal. Kadar pasir besi yang paling optimal sebesar 87,2% dari berat agregat halus.

4. Permeabilitas beton terendah menggunakan pasir besi terjadi pada kadar pasir besi sebesar 80 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar 1,2137 x10-8m/dt.

commit to user

permeabilitas beton normal. Kadar pasir besi yang paling optimal sebesar 69% dari berat agregat halus.

5. Penggunaan pasir tailing tambang timah dan pasir besi mampu menjadi pengisi (filler) pada campuran beton. Butiranya yang lebih halus dari pasir kali membuat pasir tailing tambang timah dan pasir besi mampu mengisi pori yang ada didalam beton. Porositas dan permeabilitas dengan menggunakan pasir tailing tambang timah naik pada kadar 60-100%, sedangkan porositas dan permeabilitas beton menggunakan pasir besi naik pada kadar 100% dari berat agregat halus. Hal tersebut dikarenakan gradasi pasir yang semakin seragam sehingga kepadatan beton berkurang. Namun butiran pasir besi yang lebih halus lebih mampu mengisi ruang kosong pada beton sehingga porositas dan permeabilitas beton menggunakan pasir besi menurun pada kadar 80%, lebih banyak dari kadar pasir tailing tambang timah sebesar 40%.

5.2

Saran

Saran yang diberikan agar penelitian ke depan lebih baik adalah mencoba menggunakan pasir normal yang masuk pada zona IV sehingga perbandingan antara beton normal dan beton dengan pasir replacement pada zona IV lebih mudah dianalisis.