Optimasi Substitusi Fly Ash Dan Bottom Ash Terhadap Pembuatan Paving Block Sesuai SNI 03-0691-1996 Chapter III V

BAB III
METODE PENELITIAN
Metode Penelitian merupakan tahapan, proses, urutan ataupun alur kerja untuk
mendapatkan tujuan dari penelitian yang dilaksanakan. Metode penelitian yang
dilakukan pada penelitian ini dilakukan diawali dengan tahapan pengetesan sampel
Fly Ash dan Bottom Ash dari PT.SOCI MAS. Adapun tahap pelaksanaan penelitian
pada Labaoraturium antara lain:

3.1 Lokasi dan Waktu Pengujian
a. Tempat
Penelitian dilakukan di Laboratorium Bahan Konstruksi Departemen Teknik
Sipil Universitas Sumatera Utara.
b. Waktu
Pengujian dilakukan mulai pada bulan Agustus sampai dengan bulan
Desember 2016.

3.2 Metode Penelitian
Secara singkat tahapan penelitian yang akan dilakukan dapat dijabarkan pada
langkah- langkah berikut ini;
a. Studi literatur
Studi literatur dilakukan untuk mempelajari penelitian - penelitian yang telah

dilakukan sebelumnya, terutama mengenai komposisi bahan penyusun yang telah
dilakukan peneliti-peneliti sebelumnya. Studi ini juga dilakukan untuk mencari
kemungkinan pemakaian bahan tambahan lainnya pada komposisi penyusun yang
mungkin bisa memperbaiki sifat – sifat penelitian tersebut.
b. Pemeriksaan Bahan dan pembuatan benda uji
Pemeriksaan ini dilakukan terhadap bahan - bahan yang akan digunakan
sebagai penyusun. Pemeriksaan yang dilakukan antara lain:

25
Universitas Sumatera Utara

1) Pemeriksaan Sifat Semen, antara lain;
a) Pemeriksaan kehalusan butir
b) Pemeriksaan waktu ikat semen
2) Pemeriksaan Agregat, antara lain;
a) Pemeriksaan gradasi butiran agregat
b) Pemeriksaan kadar lumpur
c) Pemeriksaan kandungan organik
d) Pemeriksaan kadar liat
e) Pemeriksaan berat isi agregat

f) Pemeriksaan berat jenis dan arbsorpsi
3) Pemeriksaan kadar bahan kimia dalam air
4) Perendaman benda uji
5) Pengujian absorpsi bata beton
6) Pengujian kuat tekan pada umur 28 hari
7) Pengujian ketahanan aus dan ketahanan terhadap natrium sulfat
c. Desain bata beton
Dari hasill pengujian akan dilakukan perhitungan struktur untuk mendesain
ukuran dan ketebalan bata beton beton yang paling optimal.

3.3 Bahan yang Digunakan
Bahan penyusun Paving Block terdiri dari semen portland, agregat halus dan
air. Sering pula ditambah bahan campuran tambahan yang sangat bervariasi untuk
mendapatkan sifat-sifat batako yang diinginkan. Biasanya perbandingan campuran
yang digunakan adalah perbandingan jumlah bahan penyusun Paving Block yang
lebih ekonomis dan efektif. Bahan-bahan penyusun Paving Block yang digunakan
dalam penelitian ini adalah:

3.3.1 Semen Portland
Semen Portland yang dipergunakan adalah semen dengan merk dagang Semen

Andalas dalam kemasan 50 kg.

26
Universitas Sumatera Utara

3.3.2 Pasir
Pasir yang dipergunakan dalam penelitian ini diambil dari quarry Sei Wampu,
Binjai. Pemeriksaan yang dilakukan terhadap agregat halus meliputi:
a. Analisa ayakan pasir;
b. Pemeriksaan berat isi agregat halus;
c. Pemeriksaan kandungan organik (colorimetric test) pada agregat halus;
d. Pemeriksaan berat jenis pada semen dan fly ash;
e. Pemeriksaan kadar lumpur dan kadar liat agregat halus.

3.3.3 Air
Air yang digunakan sebagai bahan pencampur berasal dari Laboratorium
Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.

3.3.4 Fly Ash dan Bottom Ash

Pada penelitian ini, digunakan Fly Ash dan Bottom Ash hasil dari sisa
pembakaran batu bara sebagai bahan substitusi semen dan pasir.

3.4 Pemeriksaan Bahan Penyusun Paving Block
3.4.1 Analisa Ayak Agregat Halus (SNI 03-1968-1990) dan Analisis Ayak Bottom
Ash
a. Tujuan Percobaan
1) Menentukan gradasi/distribusi butiran pasir dan Bottom Ash
2) Mengetahui modulus kehalusan (fineness modulus) pasir dan
Bottom Ash
b. Peralatan
1) Timbangan
2) Sieve shaker machine

27
Universitas Sumatera Utara

3) 1 set ayakan
4) Oven
5) Sample splitter

c. Bahan
1) Pasir kering oven sebanyak 1000 gram.
2) Bottom Ash
d. Prosedur Percobaan
1) Ambil pasir dan Bottom Ash yang telah kering oven (110±5) ºC;
2) Sediakan pasir dan Bottom Ash sebanyak 2 sampel masingmasing seberat 1000 gr dengan menggunakan sampel splitter;
3) Susun ayakan berturut-turut dari atas ke bawah: 9,52 mm; 4,76
mm; 2,38 mm; 1,19 mm; 0,60 mm; 0,30 mm; 0,15 mm dan
pan;
4) Tempatkan susunan ayakan tersebut diatas sieve shaker
machine;
5) Masukkan sampel 1 pada ayakan yang paling atas lalu ditutup
rapat;
6) Mesin dihidupkan selama 5 (lima) menit;
7) Timbang sampel yang tertahan pada masing-masing ayakan;
8) Lakukan percobaan diatas untuk sampel 2.
e. Rumus
(3.1)
Dimana:
FM = Fineness Modulus

Derajat kehalusan (kekasaran) suatu agregat ditentukan oleh modulus
kehalusan (fineness) dengan batasan-batasan sebagai berikut:
-

Pasir halus

: 2,20 < FM < 2,60

-

Pasir sedang : 2,60 < FM < 2,90

28
Universitas Sumatera Utara

-

Pasir kasar

: 2,90 < FM < 3,20


f. Hasil Percobaan
Modulus kehalusan pasir (FM) = 2,51
Modulus kehalusan Bottom Ash (FM) = 2,406
Pasir dapat dikategorikan sebagai pasir halus. (2,20 < FM < 2,60)

3.4.2 Berat Isi Agregat Halus (ASTM C-29) dan Berat isi Bottom Ash.
a. Tujuan Percobaan
1) Menentukan berat isi agregat halus pasir dan Bottom Ash
b. Peralatan
1) Timbangan dengan tingkat kepekaan 0,1% dari berat sampel
2) Batang perojok
3) Bejana besi
4) Termometer
5) Sekop Kecil
c. Bahan
1) Pasir ≤ Saringan Ø 4,75 mm kering oven suhu 110±5 ºC
2) Air
d. Prosedur Percobaan
1) Dengan cara merojok:

a) Bejana besi ditimbang dan kemudian diisi dengan pasir dan
Bottom Ash sampai bagian tinggi bejana tersebut lalu rojok
sebanyak 25 kali secara merata pada permukaannya; Pasir
Bottom Ash ditambah lagi hingga mencapai ⅔ tinggi bejana
dan dirojok 25 kali secara merata pada permukaannya,
kemudian bejana diisi pasir Bottom Ash sampai penuh dan
dirojok 25 kali secara merata lalu permukaannya diratakan.
Dalam perojokan untuk setiap lapis tidak boleh menembus
lapisan dibawahnya;

29
Universitas Sumatera Utara

b) Timbang bejana + pasir / Bottom Ash;
c) Pasir dan Bottom Ash dikeluarkan dan bejana dibersihkan lalu
diisi oleh air hingga penuh, timbang berat bejana + air dan
diukur suhu air didalam bejana;
2) Cara menyiram:
a) Bejana besi ditimbang kemudian diisi pasir dan Bottom Ash
dengan cara menyiram dengan sekop setinggi ± 5 cm dari

bagian atas bejana sampai bejana tersebut penuh, lalu ratakan
permukaannya.
b) Timbang bejana + pasir / Bottom Ash.
Pasir dikeluarkan dan bejana dibersihkan lalu diisi air hingga
penuh, timbang berat bejana + air dan diukur suhu air didalam
bejana. Percobaan dilakukan untuk 2 sampel.
e. Rumus
(3.2)
Dimana:
ρ = Berat isi pasir (gr/cm3)
m = Berat pasir (gr)
v = volume bejana (cm3)
f. Hasil Percobaan Pasir
Berat isi dengan cara merojok: 1,677 gr/cm3
Berat isi dengan cara menyiram: 1,562 gr/cm3
g. Hasil Percobaan Bottom Ash
Berat isi dengan cara merojok: 1,421 gr/cm3
Berat isi dengan cara menyiram: 1,331 gr/cm3

30

Universitas Sumatera Utara

3.4.3 Pengujian Kadar Organik Pasir/Colorimetric Test (SNI 03-2816-1992) dan
Kadar Organik Bottom Ash/ Colorimetric Test.
a. Tujuan Percobaan
Mengetahui tingkat kandungan bahan organik dalam agregat halus.
b. Peralatan
1) Botol gelas tembus pandang dengan penutup karet kapasitas 350
ml
2) Gelas ukur kapasitas 1000 ml
3) Timbangan
4) Mistar
5) Standar warna Gardner
6) Sendok pengaduk
7) Sampel splitter
c. Bahan
1) Pasir dan Bottom Ash kering oven lolos ayakan Ø 4,75 mm
2) NaOH padat
3) Air
d. Prosedur percobaan

1) Sediakan pasir secukupnya dengan menggunakan sampel
splitter sehingga terbagi seperempat bagian;
2) Sampel dimasukkan ke dalam botol gelas setinggi ± 3 cm dari
dasar botol;
3) Sediakan larutan NaOH 3% dengan cara mencampur 12 gram
kristal NaOH kedalam 388 ml air menggunakan gelas ukur.
Aduk hingga kristal NaOH larut;
4) Masukkan larutan tersebut sampai tinggi larutan ± 2 cm dari
permukaan pasir (tinggi pasir + larutan = 5 cm);
5) Larutan diaduk menggunakan sendok pengaduk selama 7
menit;

31
Universitas Sumatera Utara

6) Botol gelas ditutup rapat menggunakan penutup karet dan
diguncang-guncang pada arah mendatar selama 8 menit;
7) Campuran didiamkan selama 24 jam;
8) Bandingkan perubahan warna yang terjadi setelah 24 jam
dengan standar warna Gardner.
e. Rumus/standar
Pengelompokkan standar warna Gardner adalah sebagai berikut:
1) Standar warna no. 1: berwarna bening/jernih
2) Standar warna no. 2: berwarna kuning muda
3) Standar warna no. 3: berwarna kuning tua
4) Standar warna no. 4: berwarna kuning kecoklatan
5) Standar warna no. 5: berwarna coklat
Perubahan warna yang diperbolehkan menurut standar warna Gardner adalah
standar warna no. 3. Jika perubahan warna yang terjadi melebihi standar warna no. 3
maka, pasir tersebut mengandung bahan organik yang banyak dan harus dicuci
dengan larutan NaOH 3% kemudian bersihkan dengan air.
f. Hasil Percobaan
Warna material pasir adalah kuning muda (Standar no. 2)
Warna material Bottom Ash adalah kuning kecoklatan (Standar no. 4)

3.4.4 Pemeriksaan Kadar Lumpur (Pencucian Pasir Lewat Ayakan No.200)
a. Tujuan Percobaan
Menentukan persentase kadar lumpur pada pasir dan Bottom Ash.
b. Peralatan
1) Ayakan no. 200
2) Oven
3) Timbangan
4) Pan

32
Universitas Sumatera Utara

c. Bahan
1) Pasir kering oven
2) Kerikil kering oven
3) Air

d. Prosedur Percobaan
1) Sediakan 2 (dua) sampel pasir sebanyak masing-masing 500
gram dan 2 (dua) sampel kerikil sebanyak masing-masing 1000
gram dalam keadaan kering oven;
2) Tuang pasir kedalam ayakan no. 200 dan disiram dengan air
melalui kran;
3) Pada saat pencucian, pasir harus diremas-remas hingga air
keluar melalui ayakan terlihat jernih dan bersih;
4) Letakkan sampel kedalam pan dan keringkan dalam oven
selama 24 jam;
5) Setelah 24 jam, sampel yang ada didalam pan ditimbang dan
hasilnya dicatat;
6) Lakukan percobaan untuk sampel kedua dan sampel kerikil.
e. Rumus
(3.3)
Dimana:
KL = Kadar lumpur agregat (%)
A = Berat sampel mula-mula (gr)
B = Berat sampel setelah dikeringkan selama 24 jam (gr)
Pasir yang memenuhi persyaratan dan layak untuk digunakan, bila kadar lumpur pasir
< 5%.

33
Universitas Sumatera Utara

f. Hasil Penelitian
Kadar lumpur Bottom Ash rata-rata = 4,4% (Bottom Ash memenuhi
persyaratan dan layak untuk digunakan).

3.4.5 Pemeriksaan Kadar Liat (Clay Lump)
a. Tujuan Percobaan
Menentukan persentase kadar liat dalam pasir dan Bottom Ash.
b. Peralatan
1) Ayakan no. 200
2) Oven
3) Timbangan
4) Pan
c. Bahan
1) Pasir sisa pengujian kadar lumpur
2) Aquades
3) Air
d. Prosedur Percobaan
1) Pasir hasil percobaan kadar lumpur sebanyak 2 (dua) sampel
dengan berat kering setelah pencucian lumpur sebagai berat awal
direndam dalam aquades selama 24 jam;
2) Setelah direndam ± 24 jam aquades dibuang dengan hati-hati agar
jangan ada pasir yang ikut terbuang;
3) Tuangkan pasir dalam ayakan no. 200 dan dicuci dibawah kran
sambil diremas-remas selama ± 5 menit;
4) Pasir hasil pencucian dituang ke dalam pan dikeringkan dalam
oven bersuhu 110 ± 5 ºC selama 24 jam;
5) Pasir kering hasil pengovenan kemudian ditimbang beratnya dan
dicatat.

34
Universitas Sumatera Utara

e. Rumus
(3.4)
Dimana:
A = Berat pasir mula-mula (sisa pencucian kadar lumpur) (gr)
B = Berat pasir setelah di oven (gr)
Pasir yang memenuhi persyaratan, bila kadar liat pasir