KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT) BETON NORMAL DENGAN BAHAN TAMBAH METAKAOLIN DAN SERAT GALVALUM AZ 150

STUDY OF IMPACT STRENGTH ON NORMAL CONCRETE WITH ADDITION METAKAOLIN

AND FIBRE OF GALVALUM AZ 150

SKRIPSI

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

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh: JANUAR AWAL PRIANTO NIM I 0107092 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012

HALAMAN PERSETUJUAN KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT) BETON NORMAL DENGAN BAHAN TAMBAH METAKAOLIN DAN SERAT GALVALUM AZ 150

STUDY OF IMPACT STRENGTH ON NORMAL CONCRETE WITH ADDITION METAKAOLIN

AND FIBRE OF GALVALUM AZ 150

SKRIPSI

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

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh: JANUAR AWAL PRIANTO NIM I 0107092

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Persetujuan:

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

HALAMAN PENGESAHAN KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT) BETON NORMAL DENGAN BAHAN TAMBAH METAKAOLIN DAN SERAT GALVALUM AZ 150

(STUDY OF IMPACT STRENGTH ON NORMAL CONCRETE WITH ADDITION METAKAOLIN

AND FIBRE OF GALVALUM AZ 150)

SKRIPSI Disusun Oleh: JANUAR AWAL PRIANTO NIM I 0107092

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Pada Hari

: Senin

Tangal

: 25 Juni 2012 Tim Penguji:

1. Ir. Antonius Mediyanto, MT

) NIP. 19620118 199512 1 001

2. Endah Safitri, ST, MT

) NIP. 19701212 200003 2 001

3. Edy Purwanto, ST, MT

) NIP. 19680912 199702 1 001

4. Ir. Slamet Prayitno, MT

) NIP. 19531227 198601 1 001

Mengesahkan:

Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik,

MOTTO

Barang siapa bertakwa kepada Allah niscaya Dia akan membukakan jalan keluar baginya. Dan Dia memberinya rezeki dari arah yang tidak disangka – sangkanya. Dan barang siapa bertawakal kepada Allah, niscaya Allah akan mencukupkan (keperluan)-nya. Sesungguhnya Allah melaksanakan urusan-Nya. Sungguh, Allah telah mengadakan ketentuan bagi setiap sesuatu

PERSEMBAHAN

Allah SWT yang telah memberikan petunjuk, ra hmat dan kasih sayangnya Bapak dan Ibuku yang tiada henti memberi doa, semangat dan dukungan serta kasih sayang Adikku dan seluruh keluargaku yang sangat aku sayangi Icha tersayang, makasih atas semangat dan dukunganmu hingga hari – hariku selalu penuh semangat Almamaterku, Universitas Sebelas Maret Surakarta, tempatku menimba ilmu

Pak Mediyanto dan Ibu Endah Safitri selaku dosen pembimbing skripsi saya, terimakasih atas bimbingan dan

doa bapak dan ibu Seluruh Dosen Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, terima kasih atas ilmu yang telah

disampaikan dengan ikhlas, semoga pahala selalu mengalir dari Allah SWT Teman – teman satu kelompokku, terima kasih atas kerjasama kalian, kita akan bersahabat selamanya Sahabatku dan semua teman – teman angkatan 2007, terima kasih atas dukungan kalian

ABSTRAK

Januar Awal Prianto, 2012. “KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT) BETON NORMAL DENGAN BAHAN TAMBAH METAKAOLIN DAN SERAT GALVALUM AZ-150”. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Beton memiliki kekurangan yaitu mempunyai kuat tarik yang kecil. Untuk meningkatkan kuat tarik beton, salah satu metode yang dapat digunakan adalah dengan menambahkan bahan tambah berupa serat ke dalam beton tersebut. Galvalum merupakan logam yang mempunyai kuat tarik yang baik dan dapat berfungsi sebagai serat. Disamping mudah didapatkan di pasaran, juga mudah dibentuk menjadi serat karena secara fisik tidak terlalu kaku dan mempunyai dimensi yang tipis. Penambahan metakaolin bertujuan untuk mempercepat proses hidrasi, sebagai pozzolan dan sebagai filler. Tujuan dari penelitian ini adalah Mengetahui pengaruh penambahan metakaolin dan serat galvalum AZ 150 pada beton normal terhadap kuat kejut (impact) dan nilai kadar optimum galvalum yang digunakan agar dapat menghasilkan nilai kuat kejut maksimum

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen melalui pengujian di laboratorium dengan membuat benda uji silinder berdiameter 150 mm dengan tinggi 60 mm. Variasi jumlah serat galvalum AZ 150 yang dipakai terhadap volume total adalah sebesar 0%; 0,25%; 0,50%; 0,75% dan 1%, sedangkan untuk presentase berat metakolin yang ditambahkan adalah 0% dan 7,5% terhadap berat semen dimana tiap variasi dibuat 3 benda uji. Pengujian kuat kejut dilakukan setelah benda uji berumur 28 hari dengan menjatuhkan beban seberat

5 kg diatas benda uji pada ketinggian 45 cm. Dari pengujian didapatkan data jumlah pukulan yang membuat benda uji retak pertama dan runtuh total, kemudian dianalisis untuk

mendapatkan energi serapan kuat kejut.

Hasil pengujian kuat kejut dalam penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan serat galvalum tanpa metakaolin pada kadar serat 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; 1% menghasilkan energi serapan saat retak pertama berturut – turut adalah 1528,8 Joule; 1793,4 Joule; 2116,8 Joule; 1749,3 Joule; 1264,2 Joule dan saat runtuh total berturut – turut adalah 1587,6 Joule; 1866,9 Joule; 2234,4 Joule; 1852,2 Joule; 1367,1 Joule. Pada penambahan metakaolin 7,5% dan serat galvalum 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; 1% menghasilkan energi serapan saat retak pertama berturut – turut adalah 1646,4 Joule; 2028,6 Joule; 2513,7 Joule; 2087,4 Joule; 1367,1 Joule dan saat runtuh total berturut – turut adalah 1690,5 Joule; 2102,1 Joule; 2646,0 Joule; 2190,3 Joule; 1470,0 Joule.

Kata kunci: Beton Normal, Metakaolin, Serat Galvalum AZ 150, Kuat Kejut

ABSTRACT

Januar Awal Prianto, 2012. “STUDY OF IMPACT STRENGTH ON NORMAL CONCRETE WITH ADDITION METAKAOLIN AND FIBRE OF GALVALUM AZ 150”. Thesis, Department of Civil Engineering Faculty, Sebelas Maret

University, Surakarta. Concrete has the disadvantage that has little tensile strength. To improve the tensile

strength of concrete, one method that can be used is to add the ingredients added in the form of fibers into the concrete. Galvalum is a metal that has good tensile strength and can function as a fiber. Aside from easily available in the market, is also easily formed into fibers because it is physically not too rigid and had a thin dimension. The addition of metakaolin aims to accelerate the hydration process, as a pozzolan and as a filler. The purpose of this study is knowing the effect of adding metakaolin and fiber of galvalum AZ 150 on normal concrete to the strong shock (impact) and the optimum levels of galvalum used in order to produce maximum value of a strong shock.

This study uses an experimental method by testing in the laboratory by creating a cylindrical specimen with a diameter of 150 mm height 60 mm. Variation of the number of fibers used galvalum AZ 150 towards the total volume is at 0%, 0.25%, 0.50%, 0.75% and 1%, while the percentage of the added weight of metakaolin was 0% and 7.5% against weight of cement in which each variation made three test specimens. Strong shock test specimens was performed after 28 days by dropping a weight of 5 kg over the test object at a height of 45 cm. Data obtained from testing the number of strokes that made the first crack specimens and total collapse, and then analyzed to obtain a strong absorption of energy absorbers.

The test results are a strong shock in this study suggests that the use of fiber galvalum without metakaolin on the fiber content of 0%, 0.25%, 0.5%, 0.75%, 1% resulted in energy absorption when the first cracks sequentially by 1528.8 Joule ; 1793.4 Joule; 2116.8 Joule; 1749.3 Joule; 1264.2 Joule and when successive total collapse

sequentially by 1587.6 Joule; 1866.9 Joule; 2234.4 Joule; 1852.2 Joule; 1367, 1 Joule. On addition of 7.5% metakaolin and fiber galvalum 0%, 0.25%, 0.5%, 0.75%, 1% resulted in energy absorption when the first cracks sequentially by Joule 1646.4; 2028.6 Joule; 2513 , 7 Joule; 2087.4 Joule; 1367.1 Joule and when successive total collapse sequentially by 1690.5 Joule; 2102.1 Joule; 2646.0 Joule; 2190.3 Joule; 1470.0 Joule

Keyword: Normal Concrete, Metakaolin, Fibre of Galvalum AZ 150, Impact

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penyusun mengambil judul “ Kajian Kuat Kejut (Impact) Beton Normal dengan Bahan Tambah Metakaolin dan Serat Galvalum AZ 150”.

Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf. 2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf. 3. Pimpinan Program S-1 Regular Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf. 4. Bapak Ir. A. Mediyanto, MT selaku Dosen Pembimbing I. 5. Ibu Endah Safitri, ST,MT selaku Dosen Pembimbing II. 6. Bapak Edy Purwanto, ST, MT dan Bapak Ir. Slamet Prayitno, MT selaku dosen penguji. 7. Bapak Dr.Tech.Ir. Sholihin As'ad, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik. 8. Staf pengelola/ laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. 9. Teman – teman Tim: Agung Mardiyanto, Arif Fajar Nugroho, Arif Suryo Prabowo, Fitri Ekasari yang telah membantu selama di laboratorium.

10. Teman – teman Mahasiswa Sipil UNS angkatan 2007. Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan

mahasiwa pada khususnya. Surakarta, 25 Juni 2012

Penyusun

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 78

5.2. Saran ................................................................................................. 78

PENUTUP .................................................................................................... ..xvii DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... .xviii LAMPIRAN .................................................................................................... ....xx

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Galvalum Lembaran .................................................................... 23 Gambar 2.2.

Susunan Lapisan Galvalum ........................................................ 23 Gambar 2.3.

Galvalum Setelah Dipotong – potong ........................................ 23 Gambar 2.4.

Beban Kejut, Batang Prismatik Akibat Jatuhnya Benda Bermassa m .................................................................... 27

Gambar 2.5. Diagaram Tegangan – Regangan Akibat Beban Impact W..... 28 Gambar 3.1.

Benda Uji Ketahanan Kejut ........................................................ 31 Gambar 3.2.

Diagram Alir Tahapan Penelitian ............................................... 33 Gambar 3.3.

Alat Uji Manual Kuat Kejut (Impact) ........................................ 47 Gambar 4.1.

Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Halus ............................ 54 Gambar 4.2.

Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Kasar ............................ 57 Gambar 4.3.

Nilai Slump pada Berbagai Variasi Campuran .......................... 60 Gambar 4.4.

Nilai Kuat Tekan pada Berbagai Variasi ................................... 61 Gambar 4.5.

Grafik Perbandingan Jumlah Pukulan Terhadap Kadar Metakaolin dan Serat Galvalum saat Benda Uji Retak Pertama ............................................................ 64

Gambar 4.6.

Grafik Perbandingan Jumlah Pukulan Terhadap Kadar Metakaolin dan Serat Galvalum saat Benda Uji Runtuh Total .............................................................. 64

Gambar 4.7.

Grafik Nilai Kuat Kejut Terhadap Kadar Metakaolin dan Serat Galvalum saat Benda Uji Retak Pertama

.................................................................... 68 Gambar 4.8.

Grafik Nilai Kuat Kejut Terhadap Kadar Metakaolin dan Serat Galvalum saat Benda Uji Benda Uji Runtuh Total .............................................................. 68

Gambar 4.9. Grafik Regresi Hubungan Nilai Enegi Serapan Retak Pertama terhadap Kadar Serat dengan Kadar Metakolin 0% dan 7,5% ........................................................ 70

Gambar 4.10. Grafik Regresi Hubungan Nilai Enegi Serapan Runtuh Total terhadap Kadar Serat dengan Kadar Metakolin 0% dan 7,5% ........................................................ 71

Gambar 4.11. Grafik Regresi Hubungan Nilai Enegi Serapan Retak Pertama terhadap Nilai Kuat Tekan dengan Kadar Metakolin 0% dan 7,5% ........................................................ 72

Gambar 4.12. Grafik Regresi Hubungan Nilai Enegi Serapan Runtuh Total terhadap Nilai Kuat Tekan dengan Kadar Metakolin 0% dan 7,5%................................................... 73

Gambar 4.13. Matriks Serat dalam Beton ........................................................ 77 Gambar 4.14. Aksi Serat Bersama Pasta Semen ............................................... 77 Gambar 4.14. Aksi Pasak dalam Beton ........................................................ 77

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.

Sifat – sifat berbagai jenis kawat yang digunakan sebagai fiber ................................................................................ ..6

Tabel 2.2. Susunan Unsur Semen Portland ................................................. 12 Tabel 2.3.

Jenis Semen Portland di Indonesia ............................................. 13 Tabel 2.4.

Persyaratan Gradasi Agregat Halus ASTM C 33-97 ...... 15 Tabel 2.5.

Persyaratan Gradasi Agregat Kasar ......................................... 18 Tabel 2.6.

Penetapan Nilai Slump (SNI T-15-1990-03) ............................ 21 Tabel 3.1.

Jumlah dan Kode Benda Uji Ketahanan Kejut .......................... 31 Tabel 4.1.

Hasil Pengujian Agregat Halus................................................... 53 Tabel 4.2.

Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus dan Syarat ASTM C 33.................................................................................. 53

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar..................................... 55 Tabel 4.4.

Hasil Pengujian Agregat Kasar................................................... 57 Tabel 4.5.

Hasil Pengujian Kandungan Senyawa Kimia Metakaolin ........ 58 Tabel 4.6.

Kebutuhan Bahan untuk Setiap Adukan (3 Benda Uji) ............ 58 Tabel 4.7.

Kebutuhan Bahan untuk Setiap Adukan (3 Benda Uji) + Margin 10% .............................................................................. 59

Tabel 4.8. Hasil Pengujian Nilai Slump ...................................................... 59 Tabel 4.9.

Hasil Pengujian Nilai Kuat Tekan ............................................. 61 Tabel 4.10.

Jumlah Pukulan saat Benda Uji Retak Pertama ........................ 62 Tabel 4.11.

Jumlah Pukulan saat Benda Uji Runtuh Total ........................... 63 Tabel 4.12.

Hasil Analisis Energi Serapan saat Benda Uji Retak Pertama ........................................................................................ 66

Tabel 4.13. Hasil Analiis Energi Serapan saat Benda Uji Runtuh Total ............................................................................................ 67

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A

: HASIL PENGUJIAN BAHAN

Lampiran B

: RENCANA CAMPURAN BETON

Lampiran C : DATA DAN ANALISIS HASIL PENGUJIAN Lampiran D

: GRAFIK

Lampiran E

: DOKUMENTASI PENELITIAN

Lampiran F

: BERKAS KELENGKAPAN SKRIPSI

a 1 ,a 2 = Berat pasir kering oven

a 3 = ∑ Persentase berat pasir yang tertinggal selain dalam pan

a 4 = Berat agregat kasar

a 5 = ∑ persentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal selain dalam pan

a 6 = Berat agregat kasar kering oven mula - mula

A = Tinggi tali As

= Luas penampang ASTM = American Society for Testing and Materials

b 1 = Berat pasir kering oven setelah pencucian

b 2 = Berat volumetric flash + air

b 3 = ∑ persentase berat pasir yang tertinggal selain dalam pan

b 4 = berat agregat kasar setelah direndam 24 jam dan di lap

b 5 = ∑ Persentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal

b 6 = Berat agregat kasar kering oven yang tertahan ayakan 2,36 mm setelah abrasi

c 2 = Berat volumetrick flash + air + pasir

c 4 = Berat agregat kasar jenuh cm

= Centimeter

d 2 = Berat pasir kering permukaan jenuh Ek

= Energi kinetik Em

= Energi mekanik Emaks = Energi serapan Ep

= Energi potensial

f = ∑ persentase kumulatif berat pasir / kerikil yang tertinggal

g = Gravitasi gr

= Gram

h = Tinggi jatuh beban kg

= Kilogram L

= Panjang total lt

= Liter m

= Massa m

= Meter MK

= Modulus Kehalusan mm

= Milimeter n

= Jumlah pukulan S d = Standar deviasi

SNI = Standar Nasional Indonesia

X r = Kuat kejut benda uji rata – rata

X i = Kuat kejut benda uji

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar

Pengujian bahan dan benda uji dilaksanakan sesuai dengan tata cara dan standar pengujian. Waktu pelaksanaan percobaan disesuaikan dengan jadwal penelitian dan ijin penggunaan Laboratorium Bahan dan Laboratorium Struktur Fakultas Teknik UNS. Pengujian ini meliputi pengujian terhadap agregat halus, agregat kasar, metakaolin dan serat Galvalum AZ-150. Dalam bab ini akan disajikan hasil penelitian dan pembahasan terhadap hasil yang diperoleh.

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Pengujian yang dilakukan terhadap agregat halus meliputi pengujian kandungan lumpur, kandungan zat organik, spesifik gravity, dan gradasi agregat halus.

1. Hasil Pengujian Kandungan Zat Organik Agregat Halus

Kadar zat organik yang ditentukan dengan mencampur agregat halus dengan natrium sulfat (NaSO4) 3% tidak menghasilkan warna yang lebih tua dibanding warna standar. Jika warnanya lebih tua, maka ditolak kecuali :

a. Warna lebih tua timbul karena sedikit adanya arang lignit atau yang sejenis.

b. Ketika diuji dengan uji perbandingan kuat tekan beton yang dibuat dengan

pasir standar silika hasilnya menunjukkan nilai lebih besar dari 95%. Berdasarkan hasil pengujian di laboratorium, setelah pasir dianalisis

menggunakan larutan NaOH 3% diperoleh hasil bahwa warna larutan NaOH 3% menjadi kuning muda. Dapat diketahui bahwa pasir masih dalam batas warna yang diperbolehkan, maka pasir dapat digunakan sebagai agregat halus.

2. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur Agregat Halus

Syarat dari pemeriksaan kandungan lumpur adalah kandungan lumpur dalam

Hasil uji kadar lumpur pada pasir seberat 100 gram (pencucian hingga jernih): Berat pasir awal a 1 = 100 gr Berat pasir akhir b 1 = 97 gr

Perhitungan kadar lumpur dalam pasir menggunakan Persamaan 3.1. Kandungan lumpur =

Dari hasil pengujian di laboratorium dan perhitungan diperoleh kandungan lumpur dalam pasir sebesar 3 % sehingga pasir memenuhi syarat sebagai agregat halus dalam campuran adukan beton.

3. Hasil Pengujian Specific Grafity Agregat Halus

Perhitungan Bulk Specific Grafity, Bulk Specific Grafity SSD, Apparent Specific Gravity dan Absorbsion adalah sebagai berikut:

Berat pasir SSD

d 2 = 500

Berat pasir kering oven

a 2 = 495

Berat volumetrick + air

b 2 = 710

Berat volumetrick + air + pasir

c 2 = 1015

Hasil pengujian specific gravity agregat halus menggunakan Persamaan 3.2 – 3.5. Bulk Specific gravity

= 54 2 , Bulk Specific gravity SSD

= 56 2 , Apparent Specific gravity =

Dari hasil perhitungan perhitungan diperoleh Bulk Specific gravity SSD adalah

, 2 , . Menurut ASTM C 128-97 syarat Bulk Specific Gravity SSD antara 2.5-2.7, maka sampel pasir memenuhi syarat dan layak digunakan sebagai agregat halus

4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus

Hasil pengujian – pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.1. Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Jenis Pengujian

Hasil Pengujian

Syarat (Standar)

Kesimpulan Kandungan Lumpur

Maks. 5 %

Memenuhi Kandungan zat organik

Kuning muda

Jernih atau kuning Memenuhi Modulus halus butir

Memenuhi Bulk specific gravity

- Bulk specific gravity SSD

2,5 - 2,7

Memenuhi Apparent specific gravity

Syarat dari pengujian gradasi agregat halus menurut ASTM C 33-99 adalah modulus agregat halus berkisar antara 2,3 – 3,1. Dari hasil perhitungan modulus halus agregat halus sebesar 2,74 sehingga masih memenuhi syarat sebagai agregat halus.

Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C 33-99 dapat dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus dan Syarat ASTM C 33.

Ukuran Ayakan

Tertahan

Berat Butir yang Lewat

Syarat Berat ASTM C 33 Persentase Komulatif (mm) (gr) (%) (%) (%) 9,5

95 - 100 2,36

80 - 100 1,18

50 - 85 0,85

25 - 60 0,3

10 - 30 0,15

Jumlah

Modulus Kehalusan (MK) =

r ,r � �

Agregat yang hilang

Ǣe.Ͷs ͶM.eMͶs Ͷ̊Ͷ4 Ǣe.Ͷs ͶM.eMͶs Ͷ i.

Ǣe.Ͷs ͶM.eMͶs Ͷ̊Ͷ4

= 0,5% Persentase berat pasir yang hilang adalah sebesar 0,5% < 1% sehingga pasir

memenuhi syarat sebagai bahan campuran beton. Selain itu, diperoleh Modulus Kehalusan sebesar 2,74. Berdasarkan ASTM C 33-99, modulus kehalusan adalah 2,3 < MK < 3,1 sehingga pasir memenuhi syarat.

Dari Tabel 4.3. dapat digambarkan grafik hubungan antara % kumulatif agregat yang lolos dengan diameter ayakan sesuai yang disyaratkan ASTM C 33 pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Halus Berdasarkan Gambar 4.1 di atas dapat dilihat bahwa pasir tersebut berada di

dalam gradasi yang diizinkan sehingga pasir tersebut memenuhi syarat sebagai bahan campuran adukan beton.

Diameter Ayakan (mm)

Batas Bawah

Batas Atas

Hasil Pengujian

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 pengujian agregat kasar adalah sebagai berikut :

1. Hasil Pengujian Specific Grafity Agregat Kasar

Kerikil kering oven (a 4 )

Berat kerikil kondisi SSD (b 4 )

Berat kerikil dalam air (c 4 )

Hasil pengujian specific gravity agregat kasar menggunakan Persamaan 3.7– 3.10. Bulk Spesific Gravity

Bulk Spesific Gravity SSD

Apparent Spesific Gravity =

2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar

Hasil analisa gradasi agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Menurut ASTM C 33-99

Ukuran Ayakan

Tertahan

Berat Butir yang Lewat

Syarat Berat ASTM Persentase Kumulatif (mm)

(gr)

25 0 0.00 0.00 100.00 97,5-100

19 65 2.18 2.18 97.82 95-100 12,5

22.31 24.49 75.51 60-77,5 9,5

40.83 65.31 34.69 25-55 4,75

26.37 91.68 8.32 0-10 2,36

0.00 0 Pan

Perhitungan persentase berat agregat yang hilang dapat dihitung dengan Persamaan 3.12. Berat kerikil awal

= 3000 gr

Berat kerikil setelah diayak = 2981 gr Perhitungan modulus halus butir dapat dihitung dengan Persamaan 3.11.

Modulus Kehalusan (MK) = S% omo4Ͷsif e.Ͷs se.sinMMͶ4 S % e.Ͷs se.sinMMͶ4

S% e.Ͷs se.sinMMͶ4

Persentase yang hilang = Ǣe.Ͷs ͶM.eMͶs Ͷ̊Ͷ4 Ǣe.Ͷs ͶM.eMͶs Ͷ i.

Ǣe.Ͷs ͶM.eMͶs Ͷ̊Ͷ4

= 0,633 % Berdasarkan ASTM C 33 Modulus Kehalusan adalah 5<MK<8 sehingga kerikil memenuhi syarat.

3. Hasil Pengujian Abrasi Agregat Kasar

Berat agregat kasar kering oven mula-mula (a 6 )

= 10000 gr

Sisa agregat kasar kering oven diatas ayakan 2,36 (b 6 )

= 8600 gr

Perhitungan persentase berat agregat kasar yang hilang dapat dihitung dengan Persamaan 3.12.

Persentase yang hilang

= 14 % Abrasi yang terjadi 14% dan ini memenuhi standar yang disyaratkan, yaitu kurang

dari 50% . Hasil pengujian agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 4.5.

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Agregat Kasar Jenis Pengujian

Hasil Pengujian

Syarat (Standar) Kesimpulan Abrasi

Maks. 50%

Memenuhi syarat Modulus Halus

5-8%

Memenuhi syarat Bulk specific gravity

- Bulk specific gravity SSD

Memenuhi syarat Apparent specific gravity

Dari Tabel 4.4 dapat digambarkan grafik gradasi dengan batas gradasi yang disyaratkan ASTM C 33 pada Gambar 4.2 sebagai berikut :

Gambar 4.2. Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Kasar

Untuk perhitungan dan data-data pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A.

4.1.3. Hasil Pengujian Metakaolin

Kaolin dilakukan pembakaran di daerah Putaran, Miring, Bayat, Klaten selama 2

jam dengan suhu 750 0 C sehingga menjadi metakaolin kemudian diayak lolos

ayakan 0,21 mm. Pengujian yang dilakukan khusus untuk pengujian kandungan unsur kimia yang terdapat pada metakaolin.

Pengujian metakaolin dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 4.5.

Diameter Ayakan (mm)

Batas Bawah

Batas Atas

Hasil Pengujian

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Kandungan Senyawa Kimia Metakaolin

No Sampel

Parameter

Hasil Pengukuran

Metode

I II III

rata - rata

Metakaolin

Al 2 O 3 162.659

Atomic Absorption Spect.

3 Fe 2 O 3 36.202

( Sumber : Laboratorium Kimia Analitik UGM, 2012 )

4.2. Rencana Campuran Adukan Beton

Hasil perhitungan kebutuhan bahan tiap 1 m 3 rencana campuran adukan beton

(menggunakan standar Dinas Pekerjaan Umum: SK SNI T-15-1990-03) adalah:

b. Semen

c. Pasir

= 523,05 kg

d. Kerikil = 1061,95 kg Kebutuhan bahan untuk setiap variasi adalah 3 benda uji. Total benda uji yang

dibuat adalah 30 buah untuk pengujian kuat kejut. Tabel 4.6 dan Tabel 4.7 menunjukkan kebutuhan bahan untuk pembuatan adukan setiap variasi. Tabel 4.6. Kebutuhan Bahan Untuk Setiap Adukan (3 Benda Uji)

Kode Benda Uji

Kebutuhan Material Rencana

Metakaolin

Serat

Air (liter)

Kerikil (%) (kg) (kg) (%) (kg) MGI-0-0.00

0 0 0 0 0.67 1.670 1.664 3.378 MGI-0-0.25

0 0 0.25 0.018 0.67 1.670 1.664 3.378 MGI-0-0.50

0 0 0.50 0.035 0.67 1.670 1.664 3.378 MGI-0-0.75

0 0 0.75 0.053 0.67 1.670 1.664 3.378 MGI-0-1.00

0 0 1.00 0.071 0.67 1.670 1.664 3.378 MGI-7.5-0.00 7.5 0.125 0 0 0.67 1.670 1.664 3.378 MGI-7.5-0.25 7.5 0.125 0.25 0.018 0.67 1.670 1.664 3.378 MGI-7.5-0.50 7.5 0.125 0.50 0.035 0.67 1.670 1.664 3.378 MGI-7.5-0.75 7.5 0.125 0.75 0.053 0.67 1.670 1.664 3.378

Tabel 4.7. Kebutuhan Bahan Untuk Setiap Adukan (3 Benda Uji) + Margin 10%

Kode Benda Uji

Kebutuhan Material Takaran + Margin 10 % Metakaolin

Serat

Air (liter)

Semen

(kg)

Pasir (kg)

Kerikil (%) (kg) (kg) (%) (kg) MGI-0-0.00

0 0 0 0 0.73 1.837 1.830 3.716 MGI-0-0.25

0 0 0.25 0.019 0.73 1.837 1.830 3.716 MGI-0-0.50

0 0 0.50 0.039 0.73 1.837 1.830 3.716 MGI-0-0.75

0 0 0.75 0.058 0.73 1.837 1.830 3.716 MGI-0-1.00

0 0 1.00 0.078 0.73 1.837 1.830 3.716 MGI-7.5-0.00 7.5 0.138 0 0 0.73 1.837 1.830 3.716 MGI-7.5-0.25 7.5 0.138 0.25 0.019 0.73 1.837 1.830 3.716 MGI-7.5-0.50 7.5 0.138 0.50 0.039 0.73 1.837 1.830 3.716 MGI-7.5-0.75 7.5 0.138 0.75 0.058 0.73 1.837 1.830 3.716 MGI-7.5-1.00 7.5 0.138 1.00 0.078 0.73 1.837 1.830 3.716

4.3. Hasil Pengujian Slump

Dari masing-masing variasi campuran adukan beton tersebut dilakukan pengujian slump . Nilai slump diperlukan untuk mengetahui tingkat workabilitas dari campuran beton. Hasil pengujian slump dapat dilihat pada Tabel 4.8.

Tabel 4.8. Hasil Pengujian Nilai Slump Benda Uji

Nilai slump

Metakaolin (%) (cm) Serat (%)

Dari hasil pengujian nilai slump menunjukkan bahwa terjadi penurunan nilai slump seiring bertambahnya persentase serat dan metakaolin. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan serat dan metakaolin membuat nilai slump menjadi lebih kecil. Pada beton segar, serat yang ditambahkan akan menahan agregat agar tidak runtuh sehingga nilai slump turun, sedangkan metakaolin akan menyerap sebagian air sehingga nilai slump juga akan turun. Hubungan antara nilai slump beton normal dengan penambahan metakolin dan serat galvalum AZ 150 ditunjukkan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3. Nilai Slump pada Berbagai Variasi Campuran.

4.4. Hasil Pengujian Kuat Tekan

Berikut ini diberikan hasil pengujian kuat desak beton pada benda uji silinder dengan diameter 15 cm dan tingi 30 cm pada umur 28 hari sebagai perbandingan energy yang dapat diserap beton antara serapan perlahan (kuat tekan) dengan serapan tiba – tiba (kuat kejut). Hasil selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.9 dan Gambar 4.4.

% SERAT

metakaolin 0%

matakaolin 7,5%

Tabel 4.9. Hasil Pengujian Nilai Kuat Tekan

Kode Benda Uji

Kuat Tekan

F'c (Mpa)

Kuat Tekan Rata-rata

KT - 0,25

KT - 0,50

KT - 0,75

KTM - 0,25

KTM - 0,50

KTM - 0,75

(Sumber: Nugroho, 2012)

Kadar Serat

Metakaolin 0%

Metakaolin 7,5%

4.5. Hasil Pengujian Kuat Kejut (Impact)

Pengujian terhadap beban kejut ini menggunakan tiga buah benda uji silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 6 cm untuk tiap variasi. Pengujian dilakukan setelah umur beton mencapai 28 hari. Parameter yang perlu dicatat dalam pengujian ini adalah jumlah pukulan yang diperlukan hingga benda uji mengalami retak pertama dan jumlah pukulan yang diperlukan untuk membuat benda uji runtuh total. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 4.10 dan Tabel 4.11.

Tabel 4.10. Jumlah Pukulan Saat Benda Uji Retak Pertama Kadar Metakaolin

Kadar Serat

Kode Benda Uji

Jumlah Pukulan

Rata - rata

MGI-0-0.00-A

36 MGI-0-0.00-B 34.67 30 MGI-0-0.00-C

MGI-0-0.25-A

45 MGI-0-0.25-B 40.67 39 MGI-0-0.25-C

MGI-0-0.50-A

50 MGI-0-0.50-B 48 42 MGI-0-0.50-C

MGI-0-0.75-A

35 MGI-0-0.75-B 39.67 44 MGI-0-0.75-C

MGI-0-1.00-A

28 MGI-0-1.00-B 28.67 33 MGI-0-1.00-C

MGI-7.5-0.00-A

29 MGI-7.5-0.00-B 37.33 46 MGI-7.5-0.00-C

MGI-7.5-0.25-A

48 MGI-7.5-0.25-B 46 39

MGI-7.5-0.25-C

MGI-7.5-0.50-A

55 MGI-7.5-0.50-B 57 50 MGI-7.5-0.50-C

MGI-7.5-0.75-A

47 MGI-7.5-0.75-B 47.33 37 MGI-7.5-0.75-C

MGI-7.5-1.00-A

40 MGI-7.5-1.00-B 31 24 MGI-7.5-1.00-C

Tabel 4.11. Jumlah Pukulan Saat Benda Uji Runtuh Total Kadar Metakaolin

(%)

Kadar Serat

(%)

Kode Benda Uji

Jumlah Pukulan

Rata - rata

MGI-0-0.00-A

37 MGI-0-0.00-B 36 31 MGI-0-0.00-C

0.25

MGI-0-0.25-A

47 MGI-0-0.25-B 42.33 41 MGI-0-0.25-C

0.5

MGI-0-0.50-A

54 MGI-0-0.50-B 50.67 44 MGI-0-0.50-C

0.75

MGI-0-0.75-A

37 MGI-0-0.75-B 42 47 MGI-0-0.75-C

MGI-0-1.00-A

31 MGI-0-1.00-B 31 35 MGI-0-1.00-C

7.5

MGI-7.5-0.00-A

30 MGI-7.5-0.00-B 38.33 47 MGI-7.5-0.00-C

0.25

MGI-7.5-0.25-A

50 MGI-7.5-0.25-B 47.67 40 MGI-7.5-0.25-C

0.5

MGI-7.5-0.50-A

58 MGI-7.5-0.50-B 60 52 MGI-7.5-0.50-C

0.75

MGI-7.5-0.75-A

49 MGI-7.5-0.75-B 49. 67 39 MGI-7.5-0.75-C

MGI-7.5-1.00-A

43 MGI-7.5-1.00-B 33.33 26 MGI-7.5-1.00-C

Gambar 4.5. Grafik Perbandingan Jumlah Pukulan Terhadap Kadar Metakaolin

dan Serat Galvalum Saat Benda Uji Retak Pertama

Gambar 4.6. Grafik Perbandingan Jumlah Pukulan Terhadap Kadar Metakaolin dan Serat Galvalum Saat Benda Uji Runtuh Total

Kadar Serat Galvalum AZ 150

metakaolin 0%

metakaolin 7,5%

4.6. Analisis Data Hasil Pengujian

4.6.1. Analisis Hasil Pengujian Nilai Slump

Workability merupakan faktor yang penting dalam pembuatan adukan beton. Workability yang memadai sangat diperlukan untuk memudahkan proses pengadukan, pengangkutan, penuangan, dan pemadatan. Tabel 4.8 dan Gambar

4.3 menunjukkan nilai slump pada beton turun seiring penambahan serat dan penambahan metakaolin. Hal tersebut menunjukan bahwa kemudahan pengerjaan pada beton normal (tanpa penambahan serat atau metakaolin) lebih tinggi dari beton dengan penambahan serat ataupun metakaolin. Hal ini disebabkan karena adanya serat pada beton segar sehingga agregat tertahan oleh adanya serat tersebut dan keruntuhan pada pengujian slump berkurang. Penambahan metakaolin yang mempunyai sifat dapat menyerap air sehingga berakibat air yang seharusnya digunakan untuk pasta akan lebih banyak berkurang. Keadaan demikian menyebabkan workability adukan beton menurun dan nilai slump juga rendah.

4.6.2. Analisis Data Hasil Pengujian Ketahanan Kejut

Energi serapan dihitung berdasarkan jumlah pukulan yang mampu diterima benda uji hingga benda uji mengalami retak. Semakin banyak suatu beton menerima pukulan, maka energi yang diserap oleh beton akan semakin besar.

Berikut ini adalah contoh perhitungan energi yang diserap oleh beton pada saat benda uji mengalami retak pertama: Energi serapan

= n x 2mgh .......................................................... (4.1) = 36 pukulan x 2 x 5 kg x 9,81 m/dt 2 x 0,45m

= 1587,6 joule

Dengan: n

= jumlah pukulan berulang hingga benda uji retak m

= 5 kg

h = 45 cm = 0,45 m

g = 9,81 m/dt 2

Tabel 4.12. Hasil Analisis Energi Serapan Saat Benda Uji Retak Pertama Kadar

Kode Benda Uji

Jumlah Pukulan

Energi Serapan

(joule)

Energi Serapan Rata - rata (joule)

Kenaikan (%)

MGI-0-0.00-A

1528.8 MGI-0-0.00-B 0 30 1323

MGI-0-0.00-C

MGI-0-0.25-A

1793.4 MGI-0-0.25-B 17.31 39 1719.9

MGI-0-0.25-C

MGI-0-0.50-A

2116.8 MGI-0-0.50-B 38.46 42 1852.2

MGI-0-0.50-C

MGI-0-0.75-A

1749.3 MGI-0-0.75-B 14.42 44 1940.4

MGI-0-0.75-C

MGI-0-1.00-A

1264.2 MGI-0-1.00-B -17.31 33 1455.3

MGI-0-1.00-C

MGI-7.5-0.00-A

1646.4 MGI-7.5-0.00-B 7.69 46 2028.6

MGI-7.5-0.00-C

MGI-7.5-0.25-A

2028.6 MGI-7.5-0.25-B 32.69 39 1719.9

MGI-7.5-0.25-C

MGI-7.5-0.50-A

2513.7 MGI-7.5-0.50-B 64.42 50 2205

MGI-7.5-0.50-C

MGI-7.5-0.75-A

2087.4 MGI-7.5-0.75-B 36.54 37 1631.7

MGI-7.5-0.75-C

MGI-7.5-1.00-A

1367.1 MGI-7.5-1.00-B -10.58 24 1058.4

MGI-7.5-1.00-C

Tabel 4.13. Hasil Analisis Energi Serapan Saat Benda Uji Runtuh Total Kadar

Kode Benda Uji

Jumlah Pukulan

Energi Serapan

(joule)

Energi Serapan Rata - rata (joule)

Kenaikan (%)

MGI-0-0.00-A

37 1631.7

1587.6 MGI-0-0.00-B 0 31 1367.1

MGI-0-0.00-C

40 1764

0.25

MGI-0-0.25-A

47 2072.7

1866.9 MGI-0-0.25-B 17.59 41 1808.1

MGI-0-0.25-C

39 1719.9

0.5

MGI-0-0.50-A

54 2381.4

2234.4 MGI-0-0.50-B 40.74 44 1940.4

MGI-0-0.50-C

54 2381.4

0.75

MGI-0-0.75-A

37 1631.7

1852.2 MGI-0-0.75-B 16.67 47 2072.7

MGI-0-0.75-C

42 1852.2

MGI-0-1.00-A

31 1367.1

1367.1 MGI-0-1.00-B -13.89 35 1543.5

MGI-0-1.00-C

27 1190.7

7.5

MGI-7.5-0.00-A

30 1323

1690.5 MGI-7.5-0.00-B 6.48 47 2072.7

MGI-7.5-0.00-C

38 1675.8

0.25

MGI-7.5-0.25-A

50 2205

2102.1 MGI-7.5-0.25-B 32.41 40 1764

MGI-7.5-0.25-C

53 2337.3

0.5

MGI-7.5-0.50-A

58 2557.8

2646 MGI-7.5-0.50-B 66.67 52 2293.2

MGI-7.5-0.50-C

70 3087

0.75

MGI-7.5-0.75-A

49 2160.9

2190.3 MGI-7.5-0.75-B 37.96 39 1719.9

MGI-7.5-0.75-C

61 2690.1

MGI-7.5-1.00-A

43 1896.3

1470 MGI-7.5-1.00-B -7.41 26 1146.6

MGI-7.5-1.00-C

31 1367.1

Gambar 4.7. Grafik Nilai Kuat Kejut Terhadap Kadar Metakaolin

dan Serat Galvalum Saat Benda Uji Retak Pertama

Gambar 4.8. Grafik Nilai Kuat Kejut Terhadap Kadar Metakaolin

dan Serat Galvalum Saat Benda Uji Runtuh Total

Kadar Serat Galvalum AZ 150

metakaolin 0%

metakaolin 7,5%

4.6.3. Analisis Data Hasil Pengujian Ketahanan Kejut Menggunakan Metode Regresi Polynomial

Berikut ini disajikan grafik fungsi regresi polynomial ordo 2 untuk mengetahui persamaan hubungan antara kadar serat dan metakaolin dengan energi serapan benda uji. Dalam persamaan regresi, kadar serat dan metakaolin sebagai variabel bebas x dan nilai ketahanan kejut sebagai variabel terikat y . Y adalah persamaan yang menghasilkan nilai ketahanan kejut dengan memasukkan variabel bebas x dimana grafik regresi y melewati data hasil pengujian ketahanan kejut. R adalah koefisien korelasi yang mempresentasikan data - data hasil pengujian terhadap garis persamaan regresi y. Nilai R yang mendekati 1 semakin mempresentasikan bahwa data – data hasil pengujian mendekati garis regresi y dan data bersifat teratur. Nilai R yang mendekati 0 semakin mempresentasikan bahwa data – data hasil pengujian sifatnya tak teratur dan acak.

Sebagai contoh fungsi y pada persamaan pada Gambar 4.9, nilai R=0,930. Misalkan akan dicari energi serapan pada kadar serat 0,33% dengan kadar metakaolin 7,5%, maka akan didapat nilai energi serapan dengan memasukkan harga 0,33% pada persamaan y.

Pada kadar serat 0,33% saat retak pertama pada kadar metakaolin 7,5% memberikan nilai:

= -3561.(0,33) 2 + 3361. (0,33) + 1583

= 2304,34 Joule. Nilai tersebut adalah nilai perkiraan sesuai persamaan regresi Y dengan koefisien

korelasi / kesesuaian 0,93. Sehingga nilai Perkiraan Y adalah berkisar antara: Y

= 2304,34 ± 2304,34.( 2304,34(1-0,93)) Y

= 2304,34 ± 161,3 Joule Dari persamaan Y tersebut memberikan nilai perkiraan nilai energy serapan: Min Y = 2304,34 – 161,3 Joule

= 2143,04 Joule

Max Y = 2304,34 + 161,3 Joule

= 2465,64 Joule

Gambar 4.9. Grafik Regresi Hubungan Nilai Energi Serapan Retak Pertama

terhadap Kadar Serat dengan Kadar Metakaolin 0% dan 7,5%

Grafik pada Gambar 4.9 menggunakan analisis regresi polynomial orde 2 s ehingga diperoleh hubungan antara nilai energi serapan retak pertama dengan variasi serat yang menghasilkan persamaan sebagai berikut :

Kadar metakaolin 0% retak pertama: y = -2503.x 2 + 2273.x + 1492 ....................................................................... (4.1) R² = 0.930

Kadar metakaolin 7,5% retak pertama: y = -3561.x 2 + 3361.x + 1583 ....................................................................... (4.2) R² = 0.930

Keterangan : y = Nilai Energi Serapan Retak Pertama (Joule) x = Serat ( % )

y = -2503.x2 + 2273.x + 1492. R² = 0.930

y = -3561.x2 + 3361.x + 1583. R² = 0.930

Serat Galvalum (%)

metakaolin 0%

metakaolin 7,5%

Poly. (metakaolin 0%)

Poly. (metakaolin 7,5%)

Gambar 4.10. Grafik Regresi Hubungan Nilai Energi Serapan Runtuh Total

terhadap Kadar Serat dengan Kadar Metakaolin 0% dan 7,5%

Grafik pada Gambar 4.10 menggunakan analisis regresi polynomial orde 2 s ehingga diperoleh hubungan antara nilai energi serapan retak pertama dengan variasi serat yang menghasilkan persamaan sebagai berikut :

Kadar metakaolin 0% runtuh total: y = -2604x 2 + 2421.x + 1547 ....................................................................... (4.3) R² = 0.917

Kadar metakaolin 7,5% runtuh total: y = -3729.x 2 + 3588.x + 1624 ....................................................................... (4.4) R² = 0.921

Keterangan : y = Nilai Energi Serapan Runtuh Total (Joule) x = Serat ( % )

y = -2604x2 + 2421.x + 1547. R² = 0.917

y = -3729,x 2 + 3588,x + 1624, R² = 0,921

Serat Galvalum (%)

metakaolin 0%

metakaolin 7,5%

Poly. (metakaolin 0%)

Poly. (metakaolin 7,5%)

Gambar 4.11. Grafik Regresi Hubungan Nilai Energi Serapan Retak Pertama

terhadap Nilai Kuat Tekan dengan Kadar Metakaolin 0% dan 7,5%

Grafik pada Gambar 4.11 menggunakan analisis regresi polynomial orde 2 s ehingga diperoleh hubungan antara nilai energi serapan retak pertama dengan variasi serat yang menghasilkan persamaan sebagai berikut :

Kadar metakaolin 0% retak pertama: y = 4E-06x 2 - 0.007x + 34.61 ....................................................................... (4.5) R² = 0.995

Kadar metakaolin 7,5% retak pertama: y = 3E-06x 2 - 0.007x + 36.27 ....................................................................... (4.6) R² = 0.965

Keterangan : y = Kuat Tekan (MPa) x = Energi Serapan (Joule)

y = 4E-06x2 - 0.007x + 34.61

R² = 0.995

y = 3E-06x2 - 0.007x + 36.27 R² = 0.965

Energi Serapan (Joule)

metakaolin 0%

metakaolin 7,5%

Poly. (metakaolin 0%)

Poly. (metakaolin 7,5%)

Gambar 4.12. Grafik Regresi Hubungan Nilai Energi Serapan Runtuh Total

terhadap Nilai Kuat Tekan dengan Kadar Metakaolin 0% dan 7,5%

Grafik pada Gambar 4.12 menggunakan analisis regresi polynomial orde 2 s ehingga diperoleh hubungan antara nilai energi serapan retak pertama dengan variasi serat yang menghasilkan persamaan sebagai berikut :

Kadar metakaolin 0% runtuh total: y = 3E-06x 2 - 0.005x + 32.74 ....................................................................... (4.7) R² = 0.989

Kadar metakaolin 7,5% runtuh total: y = 2E-06x 2 - 0.005x + 34.80 ....................................................................... (4.8) R² = 0.958

Keterangan : y = Kuat Tekan (MPa)

x = Energi Serapan (Joule) Dari Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 menunjukkan kesimpulan bahwa adanya

peningkatan kuat tekan disertai dengan peningkatan nilai kuat impact. Untuk selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran D.

y = 3E-06x2 - 0.005x + 32.74

R² = 0.989

y = 2E-06x2 - 0.005x + 34.80 R² = 0.958

Energi Serapan (Joule)

metakaolin 0%

metakaolin 7,5%

Poly. (metakaolin 0%)

Poly. (metakaolin 7,5%)

4.7. Pembahasan Hasil Pengujian

4.7.1. Energi Serapan Impact Benda Uji

Pengamatan pertama dilakukan terhadap adanya retak rambut atau retak yang terjadi pertama kali. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan dapat dilihat bahwa energi serapan yang merupakan indikator penyerapan energi (kuat impact) yang terjadi meningkat seiring dengan ditambahkannya metakaolin pada kadar 7,5% dan serat galvalum sampai pada kadar optimum 0,5% kemudian terjadi penurunan kembali pada kadar serat melebihi 0,5%.

Pada kadar metakaolin 0% (tanpa penambahan metakaolin), energi serapan yang dihasilkan pada beton normal adalah 1528,8 Joule. Pada penambahan serat 0,25%

dan 0,5% terjadi peningkatan energi serapan berturut – turut sebesar 1793,4 Joule dan 2116,8 Joule atau kenaikan sebesar 17,31% dan 38,46%. Adanya peningkatan energi serapan ini disebabkan oleh reaksi mekanisme kinerja serat yang memberikan kontribusi besar menahan beton dari keretakan dan keruntuhan yang semakin baik dengan membentuk matriks komposit dalam beton. Penambahan serat pada campuran beton dapat menaikkan energi serapan beton dibandingkan dengan beton normal tanpa serat. Pada penambahan serat 0,75% dan 1% terjadi penurunan nilai energi serapan berturut – turut menjadi 1749,3 dan 1264,2 Joule atau 14,42% dan -17,31% dari beton normal. Pada penambahan serat sampai kadar 0,5%, energi serapan beton terus meningkat dikarenakan pada penambahan serat sampai 0,5% beton masih cukup mudah dikerjakan dan serat bersama pasta beton mampu membentuk matriks komposit dengan baik sehingga dihasilkan kepadatan yang baik dan kekuatan yang baik. Namun pada penambahan serat 0,75% dan 1% terjadi penurunan energi serapan karena pada penambahan kadar serat lebih dari 0,5% beton sudah mulai sulit dikerjakan dikarenakan penambahan serat pada kadar lebih dari 0,5% ke dalam beton akan mengacaukan matriks serat, kekuatan ikat antara serat dengan beton berkurang dan kepadatan beton berkurang sehingga kekuatan beton menurun.

Pada kadar metakaolin 7,5%, energi yang dihasilkan pada penambahan serat 0%,

Joule, 2028,6 Joule 2513,7 Joule, 2087,4 Joule dan 1367,1 Joule atau terjadi peningkatan berturut – turut sebesar 7,69%; 32,69%; 64,42% dan 36,54% dan - 10,58% dibandingkan dengan beton normal. Nilai tersebut lebih tinggi dibanding beton tanpa metakaolin pada penambahan kadar serat yang sama. Hal ini terjadi karena metakaolin dapat mengikat kalsium hidroksida yang merupakan hasil samping dari proses hidrasi semen yang tidak memberikan kontribusi terhadap beton menjadi kalsium silikat yang mempunyai sifat perekat. Ukuran metakaolin yang lebih kecil dari semen akan mampu mengisi pori – pori beton sehingga rongga udara dalam beton menjadi minimal, rongga beton menjadi berkurang dan beton menjadi padat sehingga meningkatkan kekuatan beton.

Pengamatan kedua terhadap keruntuhan total, dimana pada saat itu benda uji sudah melewati toleransi dalam menerima beban. Keruntuhan total dapat dilihat dari benda uji yang mengalami keretakan yang besar hingga terpecah menjadi 2 bagian atau lebih.

Pada kadar metakaolin 0%, variasi penambahan serat sebesar 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75% dan 1%, menghasilkan energi serapan berturut – turut sebesar 1587,6 Joule; 1866,9 Joule; 2234,4 Joule;1852,2 Joule dan 1367,1 Joule. Pada kadar metakaolin 7,5%, variasi penambahan serat sebesar 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75% dan 1%, menghasilkan energi serapan berturut – turut sebesar 1690,5 Joule; 2102.1 Joule; 2646 Joule; 2190,3 Joule dan 1470 Joule. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa keruntuhan total memiliki pola yang sama dengan retak pertama.

Keruntuhan total pada beton seiring dengan bertambahnya kadar serat hingga 0,5% (optimum) menunjukkan peningkatan selisih jumlah pukulan antara retak pertama hingga runtuh total.

Dalam penelitian ini menunjukkan bahwa penambahan metakaolin 7,5% dan serat galvalum 0,5% adalah yang paling baik dibandingkan dengan persentase penambahan serat 0,25%; 0,75% dan 1%. Hal ini didasarkan pada penambahan metakaolin pada kadar 7,5% dan kadar serat galvalum 0,5% adalah yang memiliki kontribusi paling maksimal terhadap beton normal.

4.7.2. Mekanisme Kerja Metakaolin dalam Beton

Pada proses hidrasi semen, semen yang bereaksi dengan air akan menghasilkan kalsium hidroksida yang tidak memberikan kontribusi terhadap kuat tekan atau durabilitas beton. Metakaolin yang ditambahkan akan bereaksi dengan kalsium hidroksida membentuk kalsium silikat hidrat (CSH) yang mempunyai sifat perekat sehingga beton semakin kuat. Metakaolin mengurangi penetrasi klorida sehingga resiko terjadi korosi pada beton yang bersentuhan langsung dengan klorida berkurang. Karena efek keuntungan pada kualitas pasta semen, metakaolin meningkatkan kuat tekan pada umur 28 hari.

Dapat disimpulkan bahwa metakaolin dapat memperbaiki mutu beton karena pada saat proses hidrasi semen akan menghasilkan senyawa sisa (kalsium hidroksida) yang tidak mempunyai sifat seperti semen (mengeras) sehingga menyebabkan pori – pori yang terisi kalsium hidroksida tidak dapat mengeras. Setelah metakaolin bereaksi dengan kalsium hidroksida, beton menjadi padat dan mengeras merata.

Metakaolin mempunyai unsur utama yang mendominasi yaitu SiO 2 dan Al 2 O 3 .

Penambahan metakaolin ini yang mempunyai sifat pozzolan mengakibatkan

terjadinya reaksi antara Kalsium hidroksida / Ca(OH) 2 dan silika (SiO 2 ), sehingga berakibat terhadap perbaikan sifat beton tersebut.

4.7.3. Mekanisme Kerja Serat dalam Beton

Dalam penelitian Wibowo, 2006, mekanisme kerja serat terletak pada adanya dowel action (aksi lekatan antar muka pada serat dengan beton) yang merupakan kobinasi dari pull-out resistance dan bending resistance. Dalam hal ini pull out resistance diartikan sebagai ketahanan tarik yang dimiliki oleh lekatan serat terhadap matrik beton sehingga memungkinkan terjadinya perpindahan tegangan (stress transfer) dari matrik beton ke serat atau dari serat ke beton, sedangkan bending resistance berkaitan dengan kelenturan dan keliatan serat sebagai tulangan mikro beton yang membantu menahan tegangan-tegangan dalam yang terjadi (tegangan normal dan regangan geser). Dengan adanya mekanisme dowel action dalam beton telah terbukti secara efektif mencegah terjadinya retakan- Dalam penelitian Wibowo, 2006, mekanisme kerja serat terletak pada adanya dowel action (aksi lekatan antar muka pada serat dengan beton) yang merupakan kobinasi dari pull-out resistance dan bending resistance. Dalam hal ini pull out resistance diartikan sebagai ketahanan tarik yang dimiliki oleh lekatan serat terhadap matrik beton sehingga memungkinkan terjadinya perpindahan tegangan (stress transfer) dari matrik beton ke serat atau dari serat ke beton, sedangkan bending resistance berkaitan dengan kelenturan dan keliatan serat sebagai tulangan mikro beton yang membantu menahan tegangan-tegangan dalam yang terjadi (tegangan normal dan regangan geser). Dengan adanya mekanisme dowel action dalam beton telah terbukti secara efektif mencegah terjadinya retakan-

Untuk mengetahui mekanisme kerja serat dalam adukan beton secara bersama- sama, yang dapat dijelaskan sebegai berikut :

a. Serat bersama pasta beton akan membentuk matrik komposit, dimana serat akan menahan beban yang ada sesuai dengan modulus elastisitasnya.

Gambar 4.13. Matriks Serat dalam Beton

b. Pasta beton akan semakin stabil/kokoh dalam menahan beban karena aksi serat (fiber bridging) yang saling mengikat di sekelilingnya.

Gambar 4.14. Aksi Serat Bersama Pasta Semen

c. Serat akan melakukan aksi pasak (dowel action) sehingga pasta yang sudah retak dapat stabil / kokoh menahan beban yang ada.

Gambar 4.15. Aksi Pasak dalam Beton

serat

beban beban

retakan

serat

beban beban

beban

KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT) BETON NORMAL DENGAN BAHAN TAMBAH METAKAOLIN DAN SERAT GALVALUM AZ 150