ANALISIS KUAT TEKAN BETON DENGAN BAHAN TAMBAH SERBUK HALUS GELAS SERTA ANALISIS KUAT TEKAN BETON DENGAN BAHAN TAMBAH SERBUK HALUS ARANG BRIKET Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
Iqbal Fahmi Amrulloh NIM : D 100 090 017
kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2012 i
LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS KUAT TEKAN BETON DENGAN BAHAN TAMBAH SERBUK HALUS GELAS SERTA ANALISIS KUAT TEKAN BETON DENGAN BAHAN TAMBAH SERBUK HALUS ARANG BRIKET Tugas Akhir diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran Tugas Akhir di hadapan Dewan Penguji Pada tanggal 31 Oktober 2012 diajukan oleh : Iqbal Fahmi Amrulloh NIM : D 100 090 017 Susunan Dewan Penguji : Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T. NIK. 732
Yenny Nurchasanah, S.T., M.T. NIK. 921 Anggota
Basuki, S.T., M.T. NIK. 783 Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil Surakarta,…………………… Dekan Fakultas Teknik
Ketua Program Studi Teknik Sipil
Ir. Agus Riyanto, M.T. NIK. 483
Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T. NIK. 732
ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: Iqbal Fahmi Amrulloh
NIM
: D100 090 017
Program Studi
: Teknik Sipil
Judul Tugas Akhir
: Analisis Kuat Tekan Beton dengan Bahan Tambah Serbuk Halus Gelas serta Analisis Kuat Tekan Beton dengan Bahan Tambah Serbuk Halus Arang Briket
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa Tugas Akhir yang saya buat dan serahkan ini, merupakan hasil karya saya sendiri, bukan jiplakan dari orang lain. Kecuali kutipan dan ringkasan pendapat atau temuan orang lain yang telah saya jelaskan sumbernya berdasarkan kode etik ilmiah. Apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini hasil jiplakan, saya bersedia bertanggung jawab sepenuhnya.
Surakarta, 31 Oktober 2012 Yang Membuat Pernyataan
Iqbal Fahmi Amrulloh
iii
MOTTO “Ya Allah, Tunjukilah kami jalan yang lurus, yaitu jalan orang-orang yang telah engkau anugerahkan nikmat kepada mereka, bukan mereka yang dimurkai dan bukan pula jalan mereka yang sesat” ( QS. Al-Fatihah: 6-7 ) “Allah adalah pelindung orang-orang yang beriman, Dia mengeluarkan mereka dari kegelapan (kekafiran) kepada cahaya (iman)” (QS. Al-Baqarah: 257) “Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga mereka merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri” (QS. AL-RA’DU : 11) “Apabila aku memiliki sesuatu, aku tidak akan menyembunyikannya darimu. (ingatlah) siapa pun yang tidak meminta (mengemis) kepada orang lain, Allah akan memenuhinya, dan siapa pun yang berusaha membuat dirinya merasa cukup, maka Allah akan membuat dirinya merasa cukup. Dan siapa pun yang berupaya bersabar, maka Allah akan membuatnya sabar. Tidak ada anugerah yang lebih baik dan lebih besar yang diberikan kepada seseorang selain kesabaran” (RASULULLAH SAW) “Ilmu itu lebih baik daripada harta. Ilmu menjaga engkau dan engkau menjaga harta. Ilmu itu penghukum (hakim) dan harta terhukum. Harta itu kurang apabila dibelanjakan tapi ilmu bertambah bila dibelanjakan” (ALI BIN ABI THALIB) “Keberuntungan adalah sesuatu yang terjadi ketika kesempatan bertemu dengan kesiapan” (THOMAS A. EDISON) iv
PERSEMBAHAN Buah karya ini aku persembahkan untuk: Alloh SWT dengan segala rahmat, hidayah, karunia, dan KuasaNya Mamah dan Bapakku tercinta (Kamilah & Sugeng Hadiyanto) My Sisters Thol’ah Aeni Firdiasih, Syarah Shofiasih, Nur Asqi Millati My Sweethearth, Dina Tirta Pratiwi The Best Friends, Dewanti Astrining Tyas Kelarga besar teknik sipil UMS angkatan 2009 Keluarga Besar Mahasiswa Teknik Sipil (KMTS) UMS)
v
PRAKATA ﻪﺕﺎﮔﺭﺒﻮﷲﺍﺔﻣﺤﺮﻮﻢﮑﻴﻟﻋﻢﻼﺳﻠﺍ
Alhamdulillahirobbilalamin puji syukur kehadirat Allah SWT, atas rahmat, taufik, serta hidayahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir dengan judul “Analisis Kuat Tekan Beton dengan Bahan Tambah Serbuk Halus Gelas serta Analisis Kuat Tekan Beton dengan Bahan Tambah Serbuk Halus Arang Briket” ini dengan lancar. Sungguh Engkaulah Yang Maha Pemurah, Maha Pengasih, Maha Pengampun, dan Maha Bijaksana. Sholawat serta salam selalu tercurahkan kepada junjungan kita Rasullulah SAW yang akan kita nanti syafaatnya di hari kiamat. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat bagi semua mahasiswa Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta untuk mencapai derajat gelar sarjana S-1 Teknik Sipil. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini banyak kendala dan permasalahan yang harus dihadapi penulis, sehingga penulis perlu mengucapkan terima kasih atas segala bentuk dukungan, bimbingan dan bantuan kepada : 1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Surakarta. 2. Bapak Ir. Ngafwan, MT, selaku Wakil Dekan III yang telah banyak berbagi ilmu dalam berorganisasi. 3.
Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, MT, selaku Ketua Progdi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta dan selaku Pembimbing Akademik serta sekaligus sebagai dosen Pembimbing Utama Tugas Akhir ini yang telah memberikan bimbingannya dengan baik dan banyak meluangkan waktunya.
4.
Ibu Yenny Nurchasanah, ST, MT, selaku dosen Pembimbing Pendamping yang telah banyak memberikan nasehat dan bimbingannya.
5.
Bapak Basuki, ST, MT, selaku anggota Dewan Penguji yang juga telah memberikan nasehat dan bimbingannya.
6. Bapak Ibu Dosen, karyawan, karyawati dan seluruh keluarga besar Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. vi
7. Mamah dan Bapakku tercinta, yang selalu memberikan motivasi dan menyertai doanya di setiap langkahku. 8.
My Sisters Thol’ah Aeni Firdiasih, Syarah Shofiasih, Nur Asqi Millati yang selalu memberikan semangat
9. My Sweethearth yang selalu memberiku inspirasi, semangat dan kepercayaan diri, Dina Tirta Pratiwi. 10. The Best Friends, Dewanti Astrining Tyas yang selalu ada disaat suka, duka, bahkan galau. 11. Teman-teman team yang membantu penelitian, Rudi Septian Rahmat Pamungkas, Arys Andhikatama, Masitoh Agusta Ambarwati, Yuni Adi Wibowo, Rossian Setiawan March, Diar Fajar, M. Obeys Arrosyd, Pembra Juned Adipura dan teman-teman lainnya yang tak bisa ku sebutkan. Terimakasih banyak teman-teman atas semangatnya. 12. Penghuni Kos Al-Ausath dan Kos Bpk. Jono yang sudah ku anggap seperti keluarga sendiri. 13. Semua teman-teman di Civil Engineering 2009 senasib seperjuangan yang sudah menemaniku selama 3 tahun lebih. 14. Keluarga Besar Mahasiswa Teknik Sipil (KMTS) UMS yang sudah memberi pengalaman organisasi yang bermanfaat. 15. Semua pihak yang tidak mampu ditulis satu persatu yang telah membantu selesainya Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dan masih sangat jauh dari sempurna. Oleh karena itu besar harpan Penulis atas segala kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat. ﻪﺕﺎﮐﺮﺑﻮﷲﺍﺔﻤﺣﺮﻮﻡﻜﻳﺎﻋﻢﻼﺳﻠﺍﻮ
Surakarta,
Oktober 2012
Penulis
vii
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ......................................................................................................i HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................... ii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ....................................................... iii MOTTO .. .....................................................................................................................iv PERSEMBAHAN .......................................................................................................... v PRAKATA................. ...................................................................................................vi DAFTAR ISI .............................................................................................................. viii DAFTAR TABEL ........................................................................................................xi DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xii DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. xiii DAFTAR NOTASI .....................................................................................................xiv ABSTRAKSI................................................................................................................ xv BAB I
PENDAHULUAN ........................................................................................... 1 A. Latar Belakang ........................................................................................... 1 B. Rumusan Masalah ....................................................................................... 2 C. Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................................... 2 D. Batasan Masalah .......................................................................................... 3 E. Keaslian Penelitian ...................................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA. ................................................................................ 6 A. Umum......................................................................................................... 6 B. Deskripsi Beton .......................................................................................... 6 C. Sifat-sifat Beton ......................................................................................... 6 D. Kuat Tekan Beton ...................................................................................... 7 E. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton ............................. 8 F. Bahan Tambah Beton ................................................................................. 8 1. Bahan tambah kimia (chemical admixture) ......................................... 8 2. Bahan tambah mineral (additive) ......................................................... 9 BAB III LANDASAN TEORI ................................................................................... 11 A. Umum........................................................................................................ 11
viii
B. Bahan Penyusun Beton ............................................................................. 11 1. Semen Portland............................................................................... 11 2. Agregat.................. .......................................................................... 12 3. Air................... ................................................................................ 14 4. Bahan tambah (Admixture) ............................................................. 15 4a). Bahan tambah serbuk halus gelas .......................................... 15 4b). Bahan tambah serbuk halus arang briket ............................... 16 C. Rencana Campuran Adukan Beton ............................................................ 16 BAB IV METODE PENELITIAN .......................................................................... 20 A. Umum.............. .......................................................................................... 20 B. Bahan dan Peralatan Penelitian ................................................................ 20 1. Bahan penelitian .............................................................................. 20 2. Peralatan penelitian ......................................................................... 21 C. Tahapan Penelitian ................................................................................... 29 D. Pelaksanaan Penelitian ............................................................................. 31 1. Pemeriksaan bahan .......................................................................... 31 1a). Pemeriksaan kualitas agregat kasar (batu pecah) ................. 31 1b). Pemeriksaan kualitas agregat halus (pasir) ........................... 32 2. Perhitungan rencana campuran beton ............................................. 35 3. Pembuatan benda uji ....................................................................... 37 4. Pengujian slump .............................................................................. 38 5. Perawatan (curing) .......................................................................... 39 6. Pengujian kuat tekan beton ............................................................. 39 BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .......................................... 41 A. Hasil Pengujian Bahan ............................................................................. 41 1. Air ................................................................................................... 41 2. Semen ............................................................................................. 41 3. Hasil pengujian agregat halus ......................................................... 42 4. Hasil pengujian agregat kasar ......................................................... 42 B. Pengujian Slump ....................................................................................... 43 C. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ........................................................... 44
ix
1. Hasil pengujian kuat tekan beton dengan additive serbuk gelas ..... 45 2. Hasil pengujian kuat tekan beton dengan additive serbuk arang briket ............................................................................................... 47 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN................................................................... 50 A. Kesimpulan ........................................................................................... 50 B. Saran ..................................................................................................... 51 DAFTAR PUSTAKA BIBLIOGRAFI LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL Halaman Tabel III.1. Komposisi bahan penyusun gelas ........................................................... 15 Tabel III.2. Nilai deviasi standar................................................................................. 16 Tabel III.3. Hubungan factor air semen dan kuat tekan rata-rata silinder beton pada umur 28 hari .................................................................................... 17 Tabel III.4. Faktor air semen maksimum .................................................................... 17 Tabel III.5. Nilai slump ............................................................................................... 18 Tabel III.6. Ukuran maksimum agregat ..................................................................... 18 Tabel III.7. Perkiraan kebutuhan air berdasarkan nilai slump dan ukuran maksimum agregat ................................................................................... 18 Tabel III.8. Perkiraan kebutuhan agregat kasar per m3, berdasarkan ukuran maksimum agregat dan modulus halus pasir ........................................... 19 Tabel V.1.
Hasil Pengujian air di daerah Pabelan ..................................................... 41
Tabel V.2.
Hasil Pengujian vicat apparatus semen Tiga Roda ................................. 42
Tabel V.3.
Hasil Pemeriksaan agregat halus ............................................................. 42
Tabel V.4.
Hasil Pemeriksaan agregat kasar ............................................................. 43
Tabel V.5.
Hasil Pengujian nilai slump dengan bahan tambah serbuk halus gelas pada fas 0,5 .............................................................................................. 43
Tabel V.6.
Hasil Pengujian nilai slump dengan bahan tambah serbuk halus gelas pada fas 0,5 .............................................................................................. 44
Tabel V.7.
Hasil Pengujian kuat tekan beton dengan additive serbuk gelas ............. 45
Tabel V.8.
Hasil Pengujian kuat tekan beton dengan additive serbuk arang briket ........................................................................................................ 47
xi
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar IV.1. Semen portland .................................................................................... 20 Gambar IV.2. Serbuk halus gelas ................................................................................. 21 Gambar IV.3. Serbuk halus arang briket ...................................................................... 22 Gambar IV.4. Ayakan standart ................................................................................... 22 Gambar IV.5. Penggetar ayakan .................................................................................. 22 Gambar IV.6. Timbangan ............................................................................................ 23 Gambar IV.7. Kerucut conus ....................................................................................... 23 Gambar IV.8. Gelas ukur ............................................................................................. 24 Gambar IV.9. Oven ..................................................................................................... 24 Gambar IV.10. Mesin uji Los Angeles ....................................................................... 25 Gambar IV.11. Molen ................................................................................................. 25 Gambar IV.12. Cetakan silinder .................................................................................. 26 Gambar IV.13. Bak tempat perendaman benda uji ..................................................... 26 Gambar IV.14. Compression tension machine ........................................................... 27 Gambar IV.15. Vacuum pump ..................................................................................... 27 Gambar IV.16. Kerucut Abram’s ................................................................................ 28 Gambar IV.17. Peralatan penunjang lain .................................................................... 28 Gambar IV.18. Bagan alir tahapan penelitian ............................................................. 30 Gambar IV.19. Skema pengujian kuat tekan beton ..................................................... 40 Gambar V.1. Pengujian kuat tekan beton .................................................................... 44 Gambar V.2. Hubungan kuat tekan beton dengan prosentase serbuk halus gelas pada fas 0,5 umur 28 hari ...................................................................... 46 Gambar V.3. Grafik polynomial kadar optimum penambahan serbuk halus gelas pada fas 0,5 umur 28 hari ...................................................................... 46 Gambar V.4. Hubungan kuat tekan beton dengan prosentase serbuk halus arang briket fas 0,5 umur 28 hari ................................................................... 48 Gambar V.5. Grafik polynomial kadar optimum penambahan serbuk halus arang briket fas 0,5 umur 28 hari .................................................................... 48 Gambar V.6. Sampel beton dengan bahan tambah serbuk halus aranga briket 10% ... 49
xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 : Data hasil penelitian pemeriksaan agregat halus .................................. L-1 Lampiran 2 : Data hasil penelitian pemeriksaan agregat kasar .................................. L-6 Lampiran 3 : Data hasil pengujian slump ................................................................. L-10 Lampiran 4 : Data hasil pengujian kuat tekan beton ................................................ L-11 Lampiran 5 : Lembar konsultasi tugas akhir ............................................................ L-13
xiii
DAFTAR NOTASI f’c
: kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
f’cr
: kuat tekan rat-rat (MPa)
m
: nilai margin (MPa)
sd
: deviasi standar (MPa)
P
: beban maksimum (kg)
A
: luas permukaan benda uji (cm2)
xiv
ABSTRAKSI ANALISIS KUAT TEKAN BETON DENGAN BAHAN TAMBAH SERBUK HALUS GELAS SERTA ANALISIS KUAT TEKAN BETON DENGAN BAHAN TAMBAH SERBUK HALUS ARANG BRIKET Seiring berkembangnya era yang lebih maju, menuntut manusia untuk lebih kreatif dalam mengembangkan teknologi yang telah ada. Salah satu dari perkembangan teknologi khususnya di bidang konstruksi bangunan adalah teknologi beton. Untuk meningkatkan mutu beton dapat dilakukan dengan menambah campuran proporsi beton normal dengan bahan tambah (Admixture). Akhir-akhir ini penggunaan limbah/benda padat buangan sering dibicarakan sebagai bahan tambah pada campuran beton. Berbagai jenis limbah padat yang sering digunakan sebagai bahan tambah campuran beton misalnya serbuk arang briket, gelas, serat, dan lain-lain. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui peningkatan kuat tekan maksimal beton dengan bahan tambah serbuk halus gelas dan serbuk halus arang briket dengan nilai fas 0,5 pada umur 28 hari. Dalam penelitian ini terdapat dua jenis riset, yaitu analisis kuat tekan beton dengan bahan tambah serbuk halus gelas serta analisis kuat tekan beton dengan bahan tambah serbuk halus arang briket. Adapun variasi penambahan serbuk halus gelas sebesar 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, dan 25% dari berat semen. Sedangkan variasi penambahan serbuk halus arang briket sebesar 0%, 5%, 10%, dan 12,5% dari berat semen. Tinjauan analisis penelitian ini adalah nilai kuat tekan beton, dengan sampel benda uji berupa silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Metode pencampuran yang digunakan adalah metode American Concrete Institute (ACI). Setelah dilakukan penelitian dan penguian terhadap sampel beton, maka didapatkan hasil Untuk beton dengan bahan tambah serbuk halus gelas, nilai kuat tekan rata-rata tertinggi sebesar 38,933 MPa dengan penambahan serbuk halus gelas sebesar 20% terhadap berat semen. Peningkatan kuat tekan sebesar 31,55% bila dibandingkan dengan beton normal dengan kuat tekan sebesar 29,596 MPa. Kadar penambahan serbuk halus gelas yang paling optimum sebesar 19,5% terhadap berat semen dengan kuat tekan maksimum sebesar 38,300 MPa. Untuk beton dengan bahan tambah serbuk halus arang briket, nilai kuat tekan rata-rata tertinggi sebesar 38,593 MPa dengan penambahan serbuk halus arang briket sebesar 5% terhadap berat semen. Peningkatan kuat tekan sebesar 30,40% bila dibandingkan dengan beton normal dengan kuat tekan sebesar 29,596 MPa. Kadar penambahan serbuk halus arang briket yang paling optimum sebesar 3% terhadap berat semen dengan kuat tekan maksimum sebesar 38,300 MPa. Fungsi serbuk halus gelas dominan sebagai filler yang mengisi rongga-rongga dalam campuran beton, meskipun memiliki kandungan silika cukup tinggi. Sedangkan serbuk halus arang briket mampu bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat. Kata kunci: serbuk halus gelas, serbuk halus arang briket, kuat tekan beton, filler.
xv
