PENGARUH PENGGUNAAN ABU CANGKANG SAWIT TERHADAP KUAT TEKAN DAN PERIAKU TENGANGAN-REGANGAN BETON MUTU TINGGI - Repository utu

  PENGARUH PENGGUNAAN ABU CANGKANG SAWIT TERHADAP KUAT TEKAN DAN PERILAKU TEGANGAN - REGANGAN BETON MUTU TINGGI Tugas Akhir Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Dari Syarat - Syarat

  Yang Diperlukan Untuk Memperoleh Ijazah Sarjana Teknik Disusun Oleh :

  YUSLUDDIN NIM : 09c10203036 Bidang : Struktur Jurusan : Teknik Sipil

  FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TEUKU UMAR ALUE PEUNYARENG – ACEH BARAT 2015 ii

  

LEMBARAN PENGESAHAN

Pengaruh Penggunaan Abu Cangkang Sawit Terhadap

Kuat Tekan dan Perilaku Tegangan - Regangan

  

Beton Mutu Tinggi

  Oleh : Nama : Yusluddin NIM : 09c10203036 Bidang Studi : Struktur Program Studi : Teknik Sipil

  Alue Peunyareng, 13 Maret 2015 Disetujui Oleh,

KATA PENGANTAR

  Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan tauhid dan hidayah–Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul Pengaruh Penggunaan Abu Cangkang Sawit

  

Terhadap Kuat Tekan dan Perilaku Tegangan-Regangan Beton Mutu

Tinggi.

  Shalawat dan salam tercurahkan kepada Nabiyullah Muhammad SAW, yang telah membawa umat manusia dari alam kebodohan ke alam yang penuh dengan ilmu pengetahuan seperti saat sekarang ini.

  Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis telah banyak memperoleh petunjuk, bimbingan, bantuan dan motivasi dari berbagai pihak terutama dari pembimbing. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang amat tulus kepada Bapak Dr. Ing. T Budi Aulia, M.Ing dan juga kepada Bapak

  

Andi Yusra, ST.MT, selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan

  waktu, tenaga dan ilmu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  Penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

  1. Bapak Dr. Ir. H. Komala Pontas selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar.

  2. Ibu Astiah Amir, ST. MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil.

  3. Bapak Samsunan, ST. MT selaku pembahas I.

  4. Ibu Inseun Yuri Salena, B.Sc. M.Sc selaku pembahas II.

  5. Dosen Pengajar dan Staf Akademik yang telah memberikan ilmu dan pengalamannya kepada penulis.

  6. Kepada rekan-rekan satu Tim Penelitian yakni Jufriadi dan Amalul Ahli yang akan penulis ingat untuk selama-lamanya, serta seluruh staf yang ada di Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan (LKBB) Unsyiah yang telah banyak membantu penulis.

  7. Kepada teman-teman mahasiswa teknik sipil, khususnya mahasiswa angkatan 2009 serta semua teman-teman yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.

  Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca demi kebaikan di masa mendatang.

  Akhir kata, penulis berharap Allah SWT membalas segala kebaikan untuk semua pihak yang telah membantu, Amin.

  Meulaboh, Maret 2015 Penulis,

  Yusluddin

  NIM. 09c10203036

  

PENGARUH PENGGUNAAN ABU CANGKANG SAWIT TERHADAP

KUAT TEKAN DAN PERILAKU TEGANGAN - REGANGAN

BETON MUTU TINGGI

  Oleh :

  

Yusluddin

  NIM. 09c10203036 Dosen Pembimbing :

  1. Dr. Ing. T. Budi Aulia, M. Ing

  2. Andi Yusra, ST. MT

ABSTRAK

Beton adalah suatu campuran yang terdiri atas agregat, semen dan air.

  Kekuatannya sangat dipengaruhi factor-faktor komposisi campuran, mutu bahan dasar, kondisi temperatur tempat beton mengeras dan cara membuatnya/ pelaksanaannya. Pada penelitian ini direncanakan beton mutu tinggi menggunakan bahan tambahan (additive) yaitu abu cangkang sawit. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya pengaruh penggunaan zat tambahan abu cangkang sawit terhadap kuat tekan dan perilaku tegangan – regangan beton. Persentase abu cangkang sawit yang digunakan yaitu 0 %, 5 %, 8 %, 10 % dan 15 %. Bahan

  

admixture yang dipakai merupakan Superplasticizer (Viscocrete-10) masing-

  masing digunakan 1,5 % dari berat semen. Agregat yang digunakan adalah batu pecah dengan diameter agregat maksimum 16 mm. Beton yang direncanakan menggunakan FAS 0,30. Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 28 hari dan 56 hari sekaligus diukur regangannya. Ukuran benda uji beton yaitu Ø15 cm, T = 30 cm berjumlah 30 buah, mortar Ø10 cm, T = 20 cm berjumlah 30 buah dan pasta Ø10 cm, T = 20 cm berjumlah 30 buah serta benda uji agregat berukuran 10 cm x 10 cm x 10 cm berjumlah 3 buah. Dari hasil pengujian, kuat tekan rata-rata yang terbesar pada umur 28 hari adalah pada penggunaan 15 % yaitu sebesar 60,738 MPa . Selanjutnya untuk umur 56 hari memiliki kuat tekan rata-rata terbesar yaitu sebesar 69,227MPa yakni pada persentase 15 %. Pengujian benda uji pada umur 56 hari rata-rata meningkat dari pengujian umur 28 hari, peningkatan rata-ratanya sebesar 11,47 % dari keseluruhan persentase penggunaan abu cangkang sawit. Dari Grafik tegangan-regangan dapat diambil kesimpulan, bahwa tegangan dan regangan beton berada dibawah agregat dan di atas tegangan dan regangan mortar dan pasta semen.

  Kata Kunci : Beton Mutu Tinggi, Abu cangkang sawit.

  

DAFTAR ISI

LEMBARAN JUDUL .................................................................................... i

LEMBARAN PENGESAHAN ...................................................................... ii

KATA PENGANTAR ................................................................................... iv

LEMBARAN ABSTRAK .............................................................................. vi

DAFTAR ISI .................................................................................................. vii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... x

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN GAMBAR DAN GRAFIK .................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN PERHITUNGAN ................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN ..........................................................................

  8 2.3.1 Superplasticizer ..............................................................

  2.7 Analisa Mutu Pelaksanaan......................................................... 11

  2.6 Kuat Tekan Beton ...................................................................... 11

  2.5 Perilaku Tegangan-Regangan .................................................... 10

  2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Mutu Beton ...................... 10

  9

  8 2.3.2 Abu Hasil Pembakaran Cangkang Sawit .........................

  7 2.3 Bahan Tambahan (Admixture) ...................................................

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

  5 2.2.1 Sifat-Sifat fisis agregat ....................................................

  4 2.2 Agregat ......................................................................................

  4 2.1 Beton Mutu Tinggi ...................................................................

  3 BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN ....................................................

  2 1.4 Hasil Penelitian ..........................................................................

  2 1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ..................................................

  1 1.2 Rumusan Masalah .....................................................................

  2.8 Analisa Varian ........................................................................... 12

  

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................. 15

  3.1 Material ...................................................................................... 15

  3.1.2 Pengambilan material ...................................................... 15

  3.2 Peralatan .................................................................................... 16

  3.2.1 Pemeriksaan material ....................................................... 16

  3.2.2 Pengecoran dan pemeriksaan adukan beton .................... 16

  3.2.3 Pengujian kekuatan beton, pasta semen, mortar- dan agregat ...................................................................... 17

  3.3 Prosedur Penelitian .................................................................... 17

  3.3.1 Persiapan.......................................................................... 17

  3.3.2 Pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat ................................ 17

  3.3.3 Perencanaan dan pengerjaan campuran beton ................. 19

  3.3.4 Rancangan benda uji ....................................................... 20

  3.3.5 Pembuaatan benda uji .................................................... 21

  3.3.6 Perawatan benda uji ........................................................ 22

  3.3.7 Pengujian kuat tekan ....................................................... 22

  3.4 Analisa Data .............................................................................. 23

  

BAB IV PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN ......................... 24

  4.1 Sifat-sifat Fisis Agregat ............................................................ 24

  4.1.1 Berat volume ................................................................... 24

  4.1.2 Berat jenis dan absorbsi ................................................... 25

  4.1.3 Susunan butiran agregat (gradasi) ................................... 26

  4.1.4 Kandungan bahan organik ............................................... 27

  4.2 Pemeriksaan Kandungan Kimia Abu Cangkang Sawit ............ 28

  4.3 Rancangan Campuran Beton .................................................... 28

  4.4 Sifat Beton Segar ...................................................................... 29

  4.4.1 Slump ............................................................................... 29

  4.4.2 Temperatur ...................................................................... 29

  4.5 Hasil Pengujian Kuat Tekan ...................................................... 30

  4.5.1 Kuat Tekan Silinder Beton .............................................. 30

  4.5.2 Kuat Tekan Mortar .......................................................... 31

  4.5.3 Kuat Tekan Pasta ............................................................. 31

  4.5.4 Kuat Tekan Agregat ........................................................ 32

  4.6 Hubungan Tegangan-Regangan Beton ...................................... 32

  4.7 Seleksi Data ............................................................................... 34

  4.8 Analisis Varian .......................................................................... 34

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 36

  5.1 Kesimpulan ................................................................................ 36

  5.2 Saran .......................................................................................... 36

  

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 38

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kurva Stress-Strain untuk Agregat, Pasta Semen,-

  Mortar dan Beton .................................................................... 11

Gambar 3.1 Sketsa Proses Pengujian Kuar Tekan .................................... 22Gambar 4.1 Diagram Nilai Slump Beton Mutu Tinggi ............................. 29Gambar 4.2 Diagram Kuat Tekan Beton ACS pada Umur 28 Hari – dan Umur 56 Hari ................................................................... 30Gambar 4.3 Kurva Hubungan Tegangan-Regangan pada Umur 28 Hari –

  Antara Agregat, Beton, Mortar dan Pasta 15% FAACS ........ 33

Gambar 4.4 Kurva Hubungan Tegangan-Regangan pada Umur 56 Hari –

  Antara Agregat, Beton, Mortar dan Pasta 15% FAACS ........ 33

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Kekuatan Berbagai Beton Mutu Tinggi ......................... 4Tabel 2.2 Hasil Pemeriksaan Daya Tahan Agregat ................................ 8Tabel 2.3 Kandungan Kimia Abu Cangkang Sawit ............................... 9Tabel 2.4 Data Analisa Varian Klasifikasi Dua Arah ............................ 14Tabel 2.5 Analisa Varian untuk Klasifikasi Dua Arah Model -

  Efek Tetap .............................................................................. 14

Tabel 3.1 Rencana Benda Uji Untuk Pengujian Kuat Tekan Beton,-

  Mortar dan Pasta ..................................................................... 20

Tabel 3.1 Rencana Benda Uji Untuk Pengujian Kuat Tekan Agregat ... 20Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Perhitungan Berat Volume. ..................... 25Tabel 4.2 Hasil Pemeriksaan Perhitungan Berat Jenis dan –

  Absorbsi Zat Tambah ............................................................. 25

Tabel 4.3 Hasil Pemeriksaan Perhitungan Berat Jenis Agregat ............. 26Tabel 4.4 Hasil Pemeriksaan Perhitungan Absorbsi Agregat................. 26Tabel 4.5 Nilai Fineness Modulus (FM) Agregat................................... 27Tabel 4.6 Komposisi Kandungan Kimia Abu Cangkang Sawit ............. 28

  3 Tabel 4.7 Komposisi Material untuk 1 m Beton ................................... 28

Tabel 4.8 Hasil Pemeriksaan Temperatur Adukan Beton pada –

  Abu Cangkang Sawit ............................................................. 29

Tabel 4.9 Hasil Pengujian Kuat Tekan untuk Benda Uji Beton ............. 30Tabel 4.10 Hasil Pengujian Kuat Tekan untuk Benda Uji Mortar ........... 31Tabel 4.11 Hasil Pengujian Kuat Tekan untuk Benda Uji Pasta .............. 32Tabel 4.12 Analisa Varian Pengaruh Fly Ash terhadap Kuat Tekan –

  Beton Umur 28 Hari dan Umur 56 Hari ................................. 34

  

DAFTAR LAMPIRAN GAMBAR DAN GRAFIK

  Lampiran A.3.1 Gambar Bagan Alir Penelitian ........................................ 39 Lampiran A.3.2 Foto-Foto Pelaksanaan Penelitian ................................... 41 Lampiran A.3.3 Grafik Susunan Butiran ................................................... 51 Lampiran A.3.4 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, Beton,-

  Mortar dan Pasta FA. 0% Umur 28 Hari ........................ 52 Lampiran A.3.5 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, Beton,-

  Mortar dan Pasta FA. 5% Umur 28 Hari ........................ 54 Lampiran A.3.6 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, Beton,-

  Mortar dan Pasta FA. 8% Umur 28 Hari ........................ 56 Lampiran A.3.7 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, Beton,-

  Mortar dan Pasta FA. 10% Umur 28 Hari ...................... 58 Lampiran A.3.8 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, Beton,-

  Mortar dan Pasta FA. 15% Umur 28 Hari ...................... 60 Lampiran A.3.9 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, Beton,-

  Mortar dan Pasta FA. 0% Umur 56 Hari ........................ 62 Lampiran A.3.10 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, Beton,-

  Mortar dan Pasta FA. 5% Umur 56 Hari ........................ 64 Lampiran A.3.11 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, Beton,-

  Mortar dan Pasta FA. 8% Umur 56 Hari ........................ 66 Lampiran A.3.12 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, Beton,-

  Mortar dan Pasta FA. 10% Umur 56 Hari ...................... 68 Lampiran A.3.13 Grafik Hubungan Tegangan-Regangan Agregat, Beton,-

  Mortar dan Pasta FA. 15% Umur 56 Hari ...................... 70

  

DAFTAR LAMPIRAN PERHITUNGAN

  Lampiran B.4.1 Perhitungan Berat Volume (Bulk Density) Agregat ....... 72 Lampiran B.4.2 Perhitungan Berat Jenis (Specific Gravity) dan Absorbsi 75 Lampiran B.4.3 Perhitungan Berat Jenis (Specific Gravity) dan Absorbsi-

  Pada Abu Cangkang Sawit .............................................. 80 Lampiran B.4.4 Perhitungan Susunan Butiran (Sieve Analysis) Agregat . 81 Lampiran B.4.5 Perhitungan Modulus Kehalusan Butiran Agregat ......... 86 Lampiran B.4.6 Perhitungan Kombinasi dari Agregat (0-2 mm),-

  (2-5 mm), (5-8 mm), (8-11 mm) dan (11-16 mm)- Untuk Mencari Nilai Perbandingan Yang Diinginkan .... 91

  Lampiran B.4.7 Perhitungan Mix Design Beton Silinder (Ø=15,- T=30)cm dengan Persentase 0% dari Zat- Tambahan ........................................................................ 92

  Lampiran B.4.8 Perhitungan Mix Design Beton Silinder (Ø=15,- T=30)cm dengan Persentase 5% dari Zat- Tambahan ........................................................................ 95

  Lampiran B.4.9 Perhitungan Mix Design Beton Silinder (Ø=15,- T=30)cm dengan Persentase 8% dari Zat- Tambahan ........................................................................ 98

  Lampiran B.4.10 Perhitungan Mix Design Beton Silinder (Ø=15,- T=30)cm dengan Persentase 10% dari Zat- Tambahan ........................................................................ 101

  Lampiran B.4.11 Perhitungan Mix Design Beton Silinder (Ø=15,- T=30)cm dengan Persentase 15% dari Zat- Tambahan ........................................................................ 104

  Lampiran B.4.12 Perhitungan Kuat Tekan Umur 28 Hari .......................... 107 Lampiran B.4.13 Perhitungan Kuat Umur 56 Hari ..................................... 112 Lampiran B.4.14 Perhitungan Kuat Tekan Agregat ................................... 117

  Lampiran B.4.15 Seleksi Data Berat Benda Uji Beton Zat- Tambahan 0% Pada Umur 28 Hari ................................. 118

  Lampiran B.4.16 Seleksi Data Berat Benda Uji Beton Zat- Tambahan Pada Umur 56 Hari........................................ 123

  Lampiran B.4.17 Perhitungan Analisis Varian Untuk Mengetahui- Pengaruh Zat Tambahan Terhadap Kuat Tekan- Beton Umur 28 Hari dan 56 Hari .................................... 128

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Penggunaan beton sebagai salah satu pilihan kontruksi bangunan sipil lebih dikenal luas dibandingkan dengan kontruksi lain seperti kayu dan baja. Pilihan penggunaan beton sebagai bahan kontruksi ini dikarenakan beton mempunyai beberapa kelebihan yang tidak dimiliki oleh bahan lain, diantaranya beton relatif murah karena bahan penyusunnya didapat dari bahan lokal, mudah dalam pengerjaan dan perawatannya, mudah dibentuk sesuai kebutuhan, tahan terhadap perubahan cuaca, lebih tahan terhadap api dan korosi. Seiring dengan hal tersebut, peningkatan mutu, efisiensi, dan produktivitas dari setiap kegiatan pembangunan terutama yang terkait dengan sektor fisik mutlak harus dilakukan, seperti halnya sektor bangunan yang saat ini terus mengalami peningkatan.

  Dalam dunia konstruksi bangunan, penelitian untuk mendapatkan produk-produk konstruksi yang lebih baik terus dilakukan. Beton yang merupakan salah satu material penting dari sebuah bangunan. Sesuai dengan perkembangan teknologi beton yang demikian pesat, terutama mengenai beton mutu tinggi yang menggunakan nilai FAS yang kecil serta adanya penggunaan zat tambahan (silica

  

fume) dan zat admixture superplasticizer, maka sangat diperlukan penelitian-

  penelitian lanjutan agar diperoleh bahan-bahan baru yang bisa digunakan sebagai alternatif pengganti untuk pembuatan beton mutu tinggi tersebut. Penggunaan zat tambahan (silica fume) membuat harga beton mutu tinggi sangat mahal, sehingga perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan zat tambahan pengganti yaitu abu cangkang sawit yang harganya lebih murah dan sesuai dengan potensi- potensi yang dimiliki oleh daerah setempat khususnya daerah Aceh Barat.

  Melihat kondisi saat ini, dimana mulai banyak berkembang perkebunan kelapa sawit yang juga diikuti dengan perindustrian CPO yang banyak menghasilkan limbah yaitu limbah pembakaran pabrik CPO (abu cangkang sawit). Penggunaan bahan limbah tersebut di atas masih terbatas (khususnya di daerah Aceh), dengan demikian penggunaan abu terbang yang berasal dari abu cangkang sawit sebagai bahan tambahan masih mungkin untuk dikembangkan untuk menghasilkan beton mutu tinggi dengan harga yang lebih murah dengan tetap mempertahankan sifat-sifat mekanis beton mutu tinggi yang sesuai dengan standar yang berlaku.

  1.2 Rumusan Masalah

  Penggunaan bahan tambahan (additive) untuk membentuk beton mutu tinggi pada saat ini sudah merupakan bagian yang mutlak. Zat tambahan (additive) adalah bahan yang mempunyai kandungan utama silika dan alumina yang didapat dari alam maupun buatan. Zat additive ini salah satunya bisa didapat dari abu cangkang sawit yang mengandung cukup banyak silika.

  Penggunaan zat tambahan pada beton mutu tinggi ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruhnya terhadap sifat mekanis beton mutu tinggi dan juga hubungan tegangan regangan beton tersebut.

  1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian

  Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya pengaruh penggunaan zat tambahan abu cangkang sawit terhadap sifat-sifat mekanis beton mutu tinggi, yaitu : kuat tekan dan hubungan tegangan-regangan beton. Zat tambahan yang akan digunakan yaitu abu cangkang sawit dengan persentase 0%, 5%, 8%, 10% dan 15% dari berat semen dan juga faktor air semen (FAS) yang digunakan 0,30. Penambahan zat admixture yaitu superplasticizer tipe F (Viscocrete N 10) masing-masing 1,5% terhadap berat semen (Mulyono, 2005:124).

  Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 28 hari dan 56 hari. Perencanaan komposisi campuran beton (mix design) direncanakan berdasarkan metode perbandingan berat material pembentuk beton. Rancangan campuran beton mutu tinggi ini diperhitungkan untuk kekuatan rencana 70 MPa, benda uji yang akan digunakan berbentuk silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Agregat kasar yang digunakan adalah batu pecah dengan diameter agregat maksimum 16 mm. Gradasi butiran yang digunakan dalam perencanaan ini adalah (0 - 2) mm, (2 - 5) mm, (5 - 8) mm, (8 – 11) mm dan (11 – 16) mm. Beton mutu tinggi sangat bermanfaat pada beton pratekan, penggunaan pada bangunan bertingkat banyak akan mengurangi beban akibat berat sendiri karena dimensi yang digunakan lebih kecil.

1.4 Hasil Penelitian

  Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa untuk pengujian kuat tekan terbesar diperoleh pada pengujian umur 56 hari yaitu pada penggunaan 15% abu cangkang sawit dengan kuat tekan 78,092 MPa. Hasil pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat, semua agregat yang digunakan untuk campuran beton ini telah memenuhi standarisasi yang ada, seperti pemeriksaan berat volume (bulk density), berat jenis (specific grafity), analisa saringan (sieve analysis), penyerapan (absorbsi) dan kandungan bahan organik.

  Pengujian benda uji pada umur 56 hari rata-rata meningkat dari pengujian umur 28 hari, peningkatan rata-ratanya sebesar 11,47% dari keseluruhan persentase penggunaan abu cangkang sawit. Dari Grafik tegangan- regangan antara agregat dengan beton, mortar dan pasta cenderung menjauh, hal ini menunjukan kekuatan agregat masih jauh di atas kekuatan beton dan mortar serta pasta semen.

  Dari analisis varian di atas diperoleh F hitung umur pengujian = 13,326 > F 0,005;1;16 = 4,49, F hitung persentase zat tambahan = 9,185 > F 0,05;3;16 = 3,24 dan F hitung interaksi = 0,554 < F = 3,24. Hal ini menunjukkan bahwa

  

0,005;3;16

  variasi umur pengujian berpengaruh terhadap kuat tekan, variasi persentase penggunaan zat tambahan juga berpengaruh terhadap kuat tekan, tetapi interaksi keduanya kurang berpengaruh terhadap kuat tekan.

BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN

2.1 Beton Mutu Tinggi

  Beton merupakan fungsi dari bahan penyusunnya yang terdiri dari bahan semen hidrolik (portland cement), agregat kasar, agregat halus, air dan bahan tambah (admixture atau additive). Untuk mengetahui dan mempelajari perilaku elemen gabungan (bahan-bahan penyusun beton), kita memerlukan pengetahuan mengenai karakterisitik masing-masing komponen. Nawy (1985 : 8) mendefinisikan beton sebagai sekumpulan interaksi mekanis dan kimiawi dari material pembentuknya.

  Saat ini beton dikatakan sebagai beton mutu tinggi jika kekuatan tekannya di atas 50 MPa (Supartono, 1998). Beberapa sifat kekuatan beton mutu tinggi dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Sifat Kekuatan Berbagai Beton Mutu Tinggi

  Kuat Tekan Jenis FAS Catatan (28 hari)

  Konsistensi Slump 50-100 mm 0,35-0,40 35-80 MPa

  Normal Semen lebih besar

  No – Slump 0,30-0,45 35-50 MPa Slump > 25 mm

  w/c Rendah 0,20-0,35 100-170 MPa Pakai admixtures Compacted 0,05-0,30 70-240 MPa Kuat Tekan > 70 Mpa

  Sumber : Paul Nugraha dan Antoni, 2007 Seperti yang didefinisikan oleh American Concrete Institute (1997), beton mutu tinggi adalah beton yang memiliki kekuatan lebih besar dari 6000 Psi atau 41,4 MPa. Selanjutnya Dobrowolski (1988), menyatakan bahwa beton mutu tinggi adalah beton dengan kuat tekan lebih besar dari pada 6000 Psi dan digunakan untuk mengecilkan ukuran kolom dan balok agar lebih menguntungkan pada bentang yang lebih panjang dan dapat meringankan struktur. Untuk sifat beton itu sendiri dikatakan bahwa beton mutu tinggi memiliki berat satuan yang lebih besar dari beton mutu rendah, permeabilitasnya berkurang dan sifat thermalnya sama.

  Menurut Newman dan Choo (2003), untuk meningkatkan kekuatan beton, minimal ada tiga konsep dasar yang perlu diikuti, yaitu : pertama adalah peningkatan kekuatan pasta semen, yang biasanya didapatkan dengan mengurangi porositas pasta, dengan mengurangi rasio air – semen dan atau menggunakan

  

water reducing agent. Peningkatan kekuatan pasta semen juga dapat diperoleh

dengan pemakaian mineral admixtures seperti mikrosilika atau abu terbang.

  Kedua adalah dengan pemilihan kualitas agregat yang baik. Ketiga adalah dengan peningkatan kuat lekatan antara pasta semen dengan agregat, yang dapat dilakukan dengan memberikan bahan tambahan seperti klinker atau juga mikrosilika, serta pemilihan bentuk agregat yang sesuai.

  Pozolan adalah bahan alam atau buatan yang sebagian terdiri dari unsur- unsur silikat atau aluminat yang reaktif. Dalam ACI (1995), fume silika atau silika fume merupakan hasil reduksi dari quartz murni dengan batu bara. Sebagian besar silika fume memiliki warna terang sampai abu gelap, warna ini disebabkan oleh kandungan karbon dan oksida karena secara umum silika fume mengandung karbon yang tinggi sedangkan warna gelap disebabkan oleh kandungan mikrosilika itu sendiri, dan bila tercampur dengan air akan berwarna hitam. Silika fume terdiri dari partikel-partikel yang sangat halus dengan diameter 0,1 mili mikron dan memiliki specific surface area sekitar 20.000 m2/kg. Sebagai additive, dalam jumlah yang kecil dapat menghasilkan beton yang berkualitas dengan kuat tekan yang tinggi.

2.2 Agregat Kandungan agregat dalam campuran beton biasanya sangat tinggi.

  Berdasarkan pengalaman, komposisi agregat berkisar 60-70% dari berat campuran beton. Walaupun fungsinya hanya sebagai pengisi, tetapi karena komposisinya yang cukup besar, agregat inipun menjadi penting. Karena itu perlu dipelajari karakteristik agregat yang akan menentukan sifat mortar atau beton yang akan dihasilkan.

  Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam atau agregat buatan (artificial aggregates). Secara umum, agregat dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu agregat kasar dan agregat halus. Batasan antara agregat halus dan agregat kasar yaitu 4,80 mm (British Standard) atau 4,75 mm (Standar ASTM). Agregat kasar adalah batuan yang ukurannya lebih besar dari 4,75 mm dan agregat halus adalah batuan yang lebih kecil dari 4,75 mm.

  Agregat merupakan salah satu bahan pengisi pada beton, yang mencapai 70%-75% dari volume beton, sehingga agregat sangat berpengaruh terhadap sifat sifat beton. Dengan agregat yang baik, beton dapat dikerjakan (workable), kuat, tahan lama (durable) dan ekonomis (Nugraha dan Antoni, 2007).

  Jenis agregat berdasarkan sumbernya dapat digolongkan menjadi :

  a. Agregat alam, agregat alam adalah butiran mineral yang merupakan hasil disintegrasi alami batu-batuan atau juga berupa hasil mesin pemecah batu dengan memecah batu alami.

  b. Agregat buatan, merupakan agregat yang dibuat dengan tujuan penggunaan khusus atau karena kekurangan agregat alam.

  Menurut Mulyono (2005), karakteristik agregat sangat berpengaruh pada mutu campuran beton. Sifat fisik dan mekanis (karakteristik) agregat yang digunakan Indonesia harus memenuhi syarat SII 0052-80, “Mutu dan Cara Uji Agregat Beton” dan ketentuan yang diberikan ASTM C-33-82, “Standard Specification for Concrete Agregates”.

  Indeks yang dipakai untuk ukuran kehalusan dan kekasaran butiran agregat ditetapkan dengan modulus halus butir (Abrams, 1918). Modulus halus butir (MHB) didefinisikan sebagai jumlah persentase kumulatif dari butir agregat yang tertinggal di atas satu set ayakan (25 ; 19 ; 12,5 ; 10,5 ; 2,5 ; 1,2 ; 0,6 ; 0,3 ; 0,15) dibagi seratus (Ilsey, 1942).

2.2.1 Sifat-sifat fisis agregat

  Dasar digunakan untuk pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat adalah metode American Concrete Institute (ACI), American Society for Testing and Materials (ASTM), British Standard (BS) dan Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI) 1971. Pemeriksaan sifat-sifat fisis dilakukan untuk menentukan apakah agregat yang digunakan memenuhi syarat sebagai material pembentuk beton yang baik. Data sifat-sifat fisis juga digunakan untuk merencanakan perbandingan campuran beton.

  Secara umum agregat yang baik haruslah agregat yang mempunyai bentuk yang menyerupai kubus atau bundar, bersih, keras, kuat, bergradasi baik dan stabil secara kimiawi. Tekstur permukaan agregat sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat beton segar seperti kelecakan. Bentuk dan tekstur permukaan agregat, terutama agregat halus sangat mempengaruhi kebutuhan air campuran beton. Semakin banyak kandungan void pada agregat yang tersusun secara tidak padat, semakin tinggi kebutuhan air. Kekuatan beton mutu tinggi dipengaruhi juga oleh bentuk tekstur agregat, semakin kasar tekstur semakin besar daya lekat antara partikel dan matriks semen. Kekuatan partikel agregat, daya tahan agregat terhadap beban impak, ketahanan terhadap keausan agregat juga mempengaruhi kekuatan beton.

  Karakteristik bagian luar agregat, terutama bentuk partikel dan tekstur permukaan memegang peranan penting terhadap sifat beton segar dan yang sudah mengeras. Partikel dengan rasio luas permukaan terhadap volume yang tinggi (sebagai contoh yang bentuknya pipih dan lonjong) dapat menurunkan workability campuran beton. Partikel dengan bentuk pipih juga merugikan durabilitas beton karena partikel-partikel ini cenderung terorientasi pada satu bidang sehingga air dan gelembung udara dapat terbentuk di bagian bawahnya. Jumlah partikel lonjong dan pipih yang melebihi 10-15% massa agregat kasar dianggap merugikan. Sifat-sifat fisis seperti gradasi, bentuk partikel, tekstur permukaan, kerapatan, penyerapan air, abrasi, kekalan, kadar lumpur, modulus kehalusan, nilai crushing, reaksi agregat alkali, reaksi kotoran dan material berbahaya, serta reaksi bahan-bahan garam sangat mempengaruhi mutu beton.

  Menurut (Mahdi, 2008) hasil pemeriksaan daya tahan agregat terhadap agregat sumber Krueng Aceh memenuhi spesifikasi persyaratan yang telah ditetapkan oleh AASHTO (1990). Hasil Pemeriksaan daya tahan agregat dapat dilihat pada Tabel 2.3 berikut.

Tabel 2.2 Hasil Pemeriksaan Daya Tahan Agregat

  Hasil Pemeriksaan No. Sifat-sifat Fisis Persyaratan

  Agregat (%)

  1. Pelapukan < 12 % Berat 1,33

  2. Keausan < 40 % Berat

  27

  3. Tumbukan < 30 % Berat

  10

2.3 Bahan Tambahan (Admixture)

2.3.1 Superplasticizer

  Superplasticizer adalah bahan tambah kimia (chemical admixture) yang

  akan melarutkan gumpalan-gumpalan dengan cara melapisi pasta semen sehingga semen dapat tersebar secara merata pada adukan beton dan akan berpengaruh dalam meningkatkan workability beton sampai pada tingkat yang cukup besar.

  Superplasticizer pada campuran beton akan meningkatkan workability

  campuran beton dan keistimewaan penggunaan superplasticizer dalam campuran pasta semen maupun campuran beton antara lain :

  1. Menjaga kandungan air dan semen agar tetap konstan sehingga didapat campuran dengan workability yang tinggi.

  2. Mengurangi kandungan air dan semen dengan FAS yang konstan dengan meningkatkan kemampuan kerjanya sehingga menghasilkan beton dengan kekuatan yang sama tetapi menggunakan semen yang lebih sedikit.

  3. Tidak ada udara yang masuk. Penambahan 1% udara ke dalam beton dapat menyebabkan pengurangan kekuatan beton rata-rata 6%. Untuk memperoleh kekuatan yang tinggi, diharapkan dapat menjaga “air content” di dalam beton serendah mungkin. Penggunaan superplasticizer menyebabkan sedikit bahkan tidak ada udara yang masuk ke dalam beton.

  4. Tidak adanya pengaruh korosi yang terjadi pada tulangan beton.

  Penambahan superplasticizer menyebabkan partikel semen akan saling melepaskan diri dan terdispersi, dengan kata lain superplasticizer mempunyai dua fungsi yaitu, mendispersikan partikel semen dari gumpalan partikel dan mencegah kohesi antar semen. Fenomena dispersi partikel semen dengan penambahan

  

superplasticizer dapat menurunkan viskositas pasta semen, sehingga pasta semen

  lebih fluid (mudah alir). Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan air dapat diturunkan dengan penambahan superplasticizer.

2.3.2 Abu hasil pembakaran cangkang sawit

  Menurut hasil penelitian Muhardi, Sitompul, IR dan Rinaldi (2004) limbah pembakaran serat dan cangkang sawit yang berupa abu memiliki unsur yang bermanfaat untuk meningkatkan kekuatan mortar. Mortar yang menggunakan abu cangkang sawit sebagai pengganti sebagian semen dengan persentase 10% - 40% dan perbandingan volume semen : agregat halus 1 : 3 , serta faktor air semen 0,55 menghasilkan kuat tekan maksimum pada penambahan abu kelapa sawit 20% (Salihuddin, 1993 : Muhardi dkk, 2004) yang mana abu cangkang sawit memiliki sifat pozolan dan mengandung unsur silika yang cukup banyak (sekitar 60% dari berat seluruh sisa pembakaran).

Tabel 2.3 Kandungan kimia abu cangkang sawit

  Unsur/Senyawa Serat (%) Cangkang (%) Kalium (K)

  9,2 7,5 Natrium (Na)

  0,5 1,1 Kalsium (Ca)

  4,9 1,5 Magnesium (Mg) 2,3 2,8 Klor (Cl)

  2,5 1,3 Karbonat (CaO ) 2,6 1,9 ₃ Nitrogen (N)

  0,04 0,05 Pospat (P)

  1,4 0,9 Silika (SiO ^{2 )}

  59,1

  61 (Sumber : Graille dkk, 1985 dalam Utama Dan Sentosa, 2005) Abu cangkang sawit merupakan limbah hasil pembakaran cangkang kelapa sawit juga mengandung kation anorganik seperti Kalium dan Natrium (Graille, 1985).

  2.4 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Mutu Beton

  Menurut Pujianto, (2005), ada beberapa faktor utama yang mempengaruhi mutu beton, di antaranya adalah : Faktor air semen (FAS, w/c) yang rendah. - Kualitas agregat halus (pasir) dan Kualitas agregat kasar (batu pecah). - Penggunaan admixture dan additive dengan kadar yang tepat. - - Prosedur yang benar dan cermat pada keseluruhan proses produksi beton.

• Pengawasan dan pengendalian yang ketat pada keseluruhan prosedur dan mutu pelaksanaan yang didukung oleh koordinasi operasional yang optimal.

  2.5 Perilaku Tegangan-Regangan

  Mindess (2003) mengatakan beton adalah suatu material heterogen yang sangat kompleks dimana reaksi terhadap tegangan tidak hanya tergantung dari reaksi komponen individu tetapi juga interaksi antar komponen. Kompleksitas interaksi diilustrasikan dalam Gambar 2.3, dimana ditunjukkan kurva tegangan- regangan tertekan untuk beton dan mortar, pasta semen dan agregat kasar. Agregat kasar adalah suatu material getas elastis linier, dengan kekuatan signifikan di atas beton. Pasta semen mempunyai nilai modulus elastisitas rendah, tetapi kuat lebih tinggi dibandingkan dengan mortar atau beton. Penambahan agregat halus ke pasta semen menjadi mortar mengakibatkan suatu peningkatan modulus elastistas, tetapi mereduksi kekuatan. Secara keseluruhan, perilaku beton adalah serupa dengan unsur pokok mortar, sedangkan perilaku mortar dan beton secara signifikan berbeda dari perilaku baik pasta semen atau agregat. Gambar 2.1: Kurva Stress-Strain untuk agregat, pasta semen, mortar dan beton Sumber : Mindess (2003)

  2.6 Kuat Tekan Beton

  Pengujian dilakukan pada saat benda uji berumur 28 hari dan 56 hari, sebelum dilakukan pengujian terlebih dahulu benda uji ditimbang beratnya serta dilakukan pengukuran dimensi.

  Pengujian kuat tekan beton mengacu standar ASTM dengan menggunakan alat compression test machine kuat tekan beton dapat dihitung: f’ c = P maks /A ....................................................................................(2.3) dimana : f’c = Tegangan beton yang timbul (MPa); P = besar beban maksimum yang bekerja (N);

  2 A = luas tampang benda uji (mm ).

  2.7 Analisa Mutu Pelaksanaan

  Dari hasil pengujian diperoleh sejumlah data. Baik tidaknya data dilihat dari standar deviasi. Standar deviasi dihitung dengan menggunakan persamaan 2.4 berikut :

  _n

  2 _{i 1} X _i

  X

  ...............................................................................(2.4)

  S n

1 Di mana :

  S = standar deviasi (MPa) X i = kuat tekan beton ke – i (MPa) X = nilai rata-rata kuat tekan beton (MPa) N = jumlah data.

  Mulyono (2003:262) mengemukakan bahwa, standar deviasi adalah identifikasi penyimpangan yang terjadi dalam kelompok data. Menurut Troxell (1968), Cv adalah koefisien ragam sampel, yang dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.5.

  S Cv 100 % …………………........……..…………………....... (2.5)

  X

  di mana :

  Cv = koefisien ragam sampel (%); S = deviasi standar (MPa) ; dan X = data rata-rata (MPa).

  Klasifikasi mutu pelaksanaan untuk pekerjaan penelitian di laboratorium menurut Troxell (1968) adalah: Cv 5% sangat baik; 5% Cv 7% baik; 7% Cv 10 % sedang; dan Cv 10 % kurang baik

2.8 Analisa Varian

  Analisa varian dilakukan untuk mengetahui apakah terdapat pengaruh penggunaan pozzolan tambahan sebagai pengganti silica fume terhadap kuat tekan dan perilaku tegangan-regangan beton. Menurut Hines dan Mongomery (1990 :

  372), percobaan faktorial digunakan untuk mempelajari secara serentak satu atau lebih faktor.

  Metode pengolahan data yang dipilih adalah metode analisis varian untuk klasifikasi dua arah model efek tetap. Susunan data untuk sebuah rancangan faktorial dua arah model efek tetap diperlihatkan pada Tabel. 2.4. Prosedur pengujian analisa varian untuk klasifikasi dua arah model efek tetap diperlihatkan pada Tabel 2.5. Jumlah kuadrat dihitung dengan persamaan-persamaan di bawah ini : _{a n 2 2} Y SS . Y ..........................................................................(2.6) _{r ij i 1 i 1 a} N _{2 2} yi y ....

  SS ............................................................(2.9) _{Perlakuan i 1} n N

  Jumlah Kuadrat eror diperoleh dengan pengurangan ke dua nilai tersebut, yaitu :

  SS SS SS ......................................................................(2.10) _{E r Perlakuan}

  Dimana : N = total data observasi N-1 = derajat kebebasan a = tingkat faktor/jumlah perlakuan (penambahan abu) a-1 = derajat kebebasan SS perlakuan n = pengulangan N-a = derajat kebebasan error yi = total observasi dengan perlakuan ke-i yi = rata-rata total observasi dengan perlakuan ke-i y.. = total keseluruhan semua observasi yij = observasi ke (ij)

  Bila dari hasil analisis varian menginformasikan bahwa F > F ( ) ; (a- 1,N-a), atau dengan istilah lain F0 hitung lebih besar dari F tabel maka kuat tekan beton dan perilaku tegangan-regangan beton dipengaruhi oleh penambahan abu cangkang sawit. Bila sebaliknya maka perbedaan tidak berpengaruh nyata.

Tabel 2.4 Data Analisa Varian Klasifikasi Dua Arah

  Observasi Perlakuan

  1

  2 Ya.1 Y.1.1 Y2.1 Ya.2 Y1.2 Y2.2

• Ya.n Y1.n Y2.n

  Sumber : Hines dan Montgomery (1990)

Tabel 2.5 Analisa Varian untuk Klasifikasi Dua Arah Model Efek Tetap

  Sumber Jumlah Derajat Rata-rata Kuadrat F Hitung

  Varian Kuadrat Kebebasan Antara SS SS _A

  MS

  a-1 A

  a

  1 Perlakuan Perlakuan Error

  SS _E MS _perlakuan MS

  Dalam SS E N-a E

  F ab (n

  1 )

  MS _E

  Perlakuan Total

  SSr N-1 . Sumber : Hines dan Montgomery (1990)

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Material

  Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen portland, agregat dari Krueng Aceh dan bahan tambahan abu cangkang sawit dari PT. Scofindo Nagan Raya. Semen yang digunakan adalah semen Portland Tipe I produksi PT. Semen Andalas Indonesia (PT. SAI). Pemeriksaan laboratorium terhadap semen ini tidak dilakukan karena telah memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI) 15-20490-1994. Pemeriksaan hanya dilakukan secara visual terhadap kantong yang tidak robek dan keadaan butiran (tidak terdapat gumpalan- gumpalan yang keras) pada semen tersebut.

  Pemeriksaan terhadap agregat kasar dan agregat halus sebagai material pembentuk beton untuk mendapatkan mutu material pembentuk beton perlu dilakukan untuk mendapatkan mutu material yang baik sesuai dengan Anonim (1982), Pemeriksaan ini dilakukan terhadap sifat-sifat agregat yang meliputi berat jenis (specific gravity), penyerapan (absorbtion), berat volume (bulk density), analis saringan (sieve analyisis), sifat-sifat ketahanan agregat dan kadar bahan organik. Pemeriksaan sifat-sifat fisis agregat kasar dan agregat halus didasarkan pada standar ASTM.