BAB 1 PENDAHULUAN - Pengaruh Penambahan Silica Fume dan Superplasticizer terhadap Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi dengan Metode ACI (American Concrete Institute)
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pembangunan dan perkembangan di bidang struktur dewasa ini mengalami kemajuan yang sangat pesat. Perkembangan tersebut berlangsung diberbagai bidang, misalnya gedung-gedung bertingkat tinggi, jembatan dengan bentang yang panjang dan lebar, tower, dan sebagainya. Untuk memenuhi tuntutan tersebut, beton terutama beton mutu tinggi merupakan salah satu pilihan sebagai bahan struktur dalam konstruksi bangunan.
Salah satu masalah yang sangat berpengaruh pada kuat tekan beton adalah adanya porositas. Semakin besar porositasnya maka kuat tekannya semakin kecil, sebaliknya semakin kecil porositas maka kuat tekannya semakin besar. Porositas dapat diakibatkan oleh adanya partikel-partikel bahan penyusun beton yang relatif besar, sehingga kerapatan tidak dapat maksimal. Partikel terkecil bahan penyusun beton konvensional adalah semen. Untuk mengurangi porositas semen dapat digunakan bahan tambah yang bersifat mineral (additive) yang lebih banyak bersifat penyemenan dan banyak digunakan untuk memperbaiki kinerja kekuatan beton, terutama untuk beton mutu tinggi. Salah satu additive tersebut adalah silica fume.
Silica fume adalah material pozollan yang sangat halus, dengan kadar kandungan
senyawa SiO
2 yang sangat tinggi (> 90%) dan memiliki ukuran sekitar 1/100 ukuran
rata-rata partikel semen. Silica fume sendiri komposisi silikanya lebih banyak yang dihasilkan dari tanur tinggi atau sisa produksi silikon atau alloy besi silikon.
Besar dan kecilnya porositas juga dipengaruhi besar dan kecilnya fas yang digunakan. Semakin besar fas-nya porositas semakin besar, sebaliknya semakin kecil fas-nya porositas semakin kecil. Beton mutu tinggi sendiri membutuhkan fas yang rendah, namun jika fas-nya terlalu rendah pengerjaan beton terutama ketika diaduk, dituang, diangkut dan terutama ketika dipadatkan tidak maksimal, sehingga akan mengakibatkan beton menjadi keropos, hal tersebut akan mengakibatkan menurunnya kuat tekan beton. Untuk mengatasi hal tersebut dapat dipergunakan
superplasticizer . Superplasticizer adalah bahan tambah yang bersifat kimiawi
(chemical admixture) yang lebih banyak digunakan untuk memperbaiki kinerja pelaksanaan. Penggunaan superplasticizer dapat mengurangi jumlah pemakaian air, mempercepat waktu pengerasan dan meningkatkan workability.
Berdasarkan uraian masalah tersebut di atas, maka penelitian ini mempunyai tujuan untuk mengetahui sejauh mana pengaruh penambahan silica fume dan
superplasticizer terhadap kuat tekan beton mutu tinggi. Diharapakan dari penelitian
ini, nilai kuat tekan yang dicapai > f ’c 70 MPa.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian yang telah dipaparkan maka dapat dirumuskan masalah yang akan diteliti yaitu:
1. Benarkah nilai kuat tekan beton yang dihasilkan dengan penambahan silica fume dan superplasticizer lebih tinggi dari nilai kuat tekan beton normal.
2. Bagaimana pengaruh penambahan silica fume dan superplasticizer terhadap
workability dan nilai slump untuk menentukan proporsi campuran beton mutu tinggi.
3. Bagaimanakah pengaruh penambahan silica fume dan superplasticizer terhadap porositas beton.
4. Berapa besar peningkatan kekuatan beton pada umur 7 hari, 14 hari, 21 hari, dan 28 hari dengan penambahan silica fume dan superplasticizer.
1.3. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Untuk mengetahui pengaruh penambahan silica fume dan superplasticizer terhadap kuat tekan beton mutu tinggi.
2. Untuk mengetahui persentase penambahan silica fume optimum dalam adukan beton agar menghasilkan kuat tekan beton yang maksimum.
3. Untuk mengetahui pengaruh penambahan silica fume dan superplasticizer terhadap nilai slump.
4. Untuk mengetahui nilai kuat tekan beton karakteristik dengan penambahan silica fume dan superplasticizer.
1.4. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah: 1. Bagi peneliti, tugas akhir ini dapat menambah pengetahuan dan wawasan mengenai teknologi beton dan memperoleh pengalaman dalam pembuatan beton dengan mutu yang tinggi.
2. Bagi dunia pendidikan khususnya Jurusan Teknik Sipil, tugas akhir ini dapat menambah referensi dan pengetahuan tentang perkembangan teknologi beton terutama beton mutu tinggi.
3. Bagi masyarakat, tugas akhir ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan perbandingan untuk dapat diaplikasikan dalam dunia konstruksi beton terutama konstruksi beton dengan menggunakan beton mutu tinggi.
1.5. Batasan Masalah
Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi cakupan/ruang lingkupnya agar tidak terlalu luas. Pembatasan masalah tersebut meliputi:
1. Kuat tekan beton mutu tinggi yang direncanakan dalam penelitian ini adalah f’c 70 MPa.
2. Dari penelitian ini diharapkan akan mendapatkan hasil kuat tekan, nilai faktor air semen (fas), nilai slump, nilai kuat tekan beton karakteristik, dan kadar masing- masing bahan (air, semen, agregat, silica fume, superplasticizer) dalam campuran.
3. Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan nilai kuat tekan beton pada saat beton berumur 7 hari, 14 hari, 21 hari, dan 28 hari untuk setiap variasi.
4. Perencanaan campuran beton (mix design) yang digunakan dalam penelitian ini adalah perencanaan campuran dengan metode ACI (American Concrete
Institute ).
5. Nilai FAS yang diharapkan pada beton mutu tinggi ini berada dalam rentang 0,2- 0,5.
6. Nilai slump yang diharapkan dalam penelitian berkisar antara 25-50 mm.
7. Silica fume yang digunakan produk dari PT. SIKA INDONESIA. Dalam penelitian ini silica fume digunakan sebagai pengganti sebagian semen. Kadar
silica fume yang digunakan 5%, 10%, 15% dan 20% dari berat semen
8. Superplastisizer yang digunakan adalah SikaCim, produk dari PT. SIKA
INDONESIA. Kadar superplastisizer yang digunakan untuk setiap variasi tetap yaitu sebesar 2% dari berat semen.
9. Dalam penelitian ini menggunakan benda uji silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
Gambar 1.1 Benda Uji Silinder1.6. Metodelogi Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah kajian eksperimental di laboratorium. Pada proses ini, penulis mengumpulkan data dan informasi yang berhubungan dengan pokok pembahasan kemudian melakukan penelitian dan pengujian berdasarkan data dan informasi yang ada dan setelah itu disusun dalam bentuk laporan dengan harapan dapat disusun secara sistematis dan terarah. Adapun tahapan-tahapan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Studi literatur dengan mengumpulkan data dan informasi, keterangan dari buku- buku, naskah ilmiah maupun jurnal dan skripsi mahasiswa yang berhubungan dengan penelitian ini, serta masukan dari dosen pembimbing dan dosen pembanding.
2. Pelaksaan dan pengujian di lapangan, adapun tahapan-tahapan dalam penelitian ini adalah: a.
Pemeriksaan material berupa pemeriksaan agregat (kasar dan halus), yaitu melakukan: pemeriksaan analisa ayak, kadar air, kadar lumpur, kadar organik, kadar liat, berat jenis, berat isi padat kering oven, los angeles dan daya serap.
b.
Pemeriksaan berat jenis semen dan silica fume.
c.
Selanjutnya dilakukan perencanaan campuran (mix design) beton yang hasilnya digunakan untuk proses pengolahan data. Metode perencanaan campuran akan diuraikan untuk penentuan proporsi dari unsur pembuatan beton mutu tinggi berdasarkan metode ACI (American Concrete Institute).
ACI digunakan karena pemakaiannya sederhana namun cukup akurat dalam penentuan bahan yang dipakai khususnya untuk beton mutu tinggi.
d.
Setelah itu akan dilakukan pencampuran (mixing), pemeriksaan slump, pembuatan benda uji, perawatan benda uji (curing), dan pengujian benda uji.
e.
Setelah di dapatkan data dari hasil pengujian dilakukan analisis data.
f.
Menarik kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan.
1.7. Percobaan 1.
Pembuatan benda uji: Jumlah benda uji yang dibuat berjumlah 100 buah benda uji dimana setiap variasi menggunakan 5 buah benda uji. Benda uji yang dibuat adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Adapun variasi yang digunakan adalah: a.
Variasi 1, tanpa penambahan silica fume dan penambahan superplasticizer sebesar 2% dari berat semen.
b.
Variasi 2, penambahan silica fume sebesar 5% dari berat semen dan penambahan superplasticizer sebesar 2% dari berat semen.
c.
Variasi 3, penambahan silica fume sebesar 10% dari berat semen dan penambahan superplasticizer sebesar 2% dari berat semen.
d.
Variasi 4, penambahan silica fume sebesar 15% dari berat semen dan penambahan superplasticizer sebesar 2% dari berat semen.
e.
Variasi 5, penambahan silica fume sebesar 20% dari berat semen dan penambahan superplasticizer sebesar 2% dari berat semen.
2. Pemeriksaan nilai slump setiap benda uji dilakukan di empat titik, kemudian dari empat kali pengujian ini diambil nilai slump rata-rata.
3. Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada saat beton berumur 7 hari, 14 hari, 21 hari, dan 28 hari untuk setiap variasi.
1.8. Benda Uji Silinder
5
5
5
5
5
20 Beton dengan
silica fume 15%
2% 0,27
5
5
silica fume 10%
5
20 Beton dengan
silica fume 20%
2% 0,27
5
5
5
5
20 Jumlah Benda Uji Silinder ∅15 cm, h = 30 cm 100
2% 0,27
Tabel 1.1 Jumlah Benda Uji Silinder yang digunakanVariasi
2% 0,27
Superplasticizer
(SikaCim type F) FAS
Jumlah Benda Uji untuk Kuat Tekan Beton Umur
Total
7 Hari
14 Hari
21 Hari
28 Hari Beton dengan
silica fume 0%
5
5
5
5
5
20 Beton dengan
silica fume 5%
2% 0,27
5
5
5
20 Beton dengan
1.9. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir
“Pengaruh Penambahan Silica
Fume dan Superplasticizer terhadap Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi dengan
Metode ACI (American Concrete Institute) ” disusun sebagai berikut: