BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1.
Uraian Umum
Dalam suatu penelitian agar tujuan yang diharapkan dapat tercapai, maka dilaksanakan suatu metode. Metode penelitian merupakan langkah-langkah penelitian suatu masalah, kasus, gejala, atau fenomena tertentu dengan jalan ilmiah untuk menghasilkan jawaban yang rasio.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental yaitu metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan secara langsung untuk mendapatkan suatu hasil yang menghubungkan antar variabel – variabel yang diselidiki. Metode eksperimental dapat dilakukan di dalam ataupun di luar laboratorium. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian gradasi material, workability, kuat tekan, porositas, dan permeabilitas.
3.2.
Tempat Penelitian
Penelitian beton berpori yang dilakukan adalah : gradasi agregat, uji workability, porositas, permeabilitas, dan kuat tekan dilakukan di Laboratorium Bahan Jurusan Teknik Sipil FT UNS.
24
25
3.3.
Tahap dan Prosedur Penelitian
Tahap penelitian ini dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir pada Gambar 3.1. berikut ini: Mulai Studi pustaka Persiapan bahan
Tahap 1
tidak Agregat
Air
Semen
Uji Bahan :
Uji Bahan :
kandungan zat organik, kandungan lumpur, bulk spesific gravity SSD, dan abrasi
kandungan lumpur, kandungan zat kimia
Aditif
Tahap 2
ya
ya Pemeriksaan Gradasi
Pembuatan adukan beton dengan memakai komposisi mix design dari penelitian Rochim, 2014
Tahap 3
Test Slump (Uji Workability) dan Pembuatan Benda Uji
Perawatan (Curing) benda uji di laboratorium dengan cara di rendam dalam bak air
Tahap 4
Pengujian dan pengambilan data benda uji (porositas, kuat tekan, dan permeabilitas)
Tahap 5
Analisa Data
Tahap 6
Kesimpulan Tahap 7 Selesai
Gambar 3.1. Skema Metode Penelitian
26
Sebagai penelitian ilmiah, maka penelitian ini harus dilaksanakan dalam sistematika dan urutan yang jelas dan teratur sehingga nantinya di peroleh hasil yang memuaskan dan dapat dipertanggung jawabkan. Oleh karena itu, pelaksanaan penelitian dibagi dalam beberapa tahap, yaitu:
1.
Tahap I Tahap persiapan, pada tahap ini dilakukan studi pustaka yang terkait dengan beton berpori. Seluruh bahan dan peralatan yang dibutuhkan dalam penelitian dipersiapkan terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar. Bahan yang digunakan pada penelitian meliputi : agregat ukuran 1-2 dan 2-3, semen Tiga Roda, air bersih/pam, dan aditif LEMKRA TG 300.
2.
Tahap II Tahap uji bahan, pada tahap ini dilakukan uji bahan terhadap material penyusun beton berpori. Uji bahan yang dilakukan adalah uji kandungan zat organik, kandungan lumpur, bulk spesific gravity SSD, dan abrasi. Hal ini dilakukan untuk mengetahui sifat dan karakteristik bahan tersebut. Selain itu untuk mengetahui apakah material tersebut memenuhi persyaratan atau tidak. Bahan yang dinyatakan memenuhi syarat, maka bisa lanjut ke tahap selanjutnya, jika bahan yang digunakan tidak memenuhi syarat maka kembali ke tahap persiapan bahan untuk mencari bahan yang memenuhi syarat.
3.
Tahap III Tahap merencanakan mix design, pada tahap ini dimulai dari pemeriksaan gradasi masing-masing agregat untuk pembuatan beton berpori. Setelah pemeriksaan gradasi didapat hasil yang berupa grafik gradasi dari masingmasing ukuran agregat. Mix design yang digunakan mengacu pada penelitian Rochim, 2014. Mix design dari penelitian Rochim, 2014 dipakai untuk pembuatan benda uji di laboratorium. Pembuatan benda uji dimulai dengan menghitung komposisi masing-masing material untuk membuat adukan beton berpori. Menimbang kebutuhan material sesuai dengan hasil perhitungan dan dilanjutkan membuat adukan beton di laboratorium. Melakukan pengujian workability setelah adukan beton sudah siap untuk dikerjakan, untuk mengetahui nilai workability
27
dilakukan dengan uji Slump. Pembuatan benda uji untuk pengujian kuat tekan adalah silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Pengujian porositas dan permeabilitas menggunakan silinder beton dengan diameter 10,16 cm dan tinggi 6,5 cm. 4.
Tahap IV Tahap perawatan (curing), pada tahap ini dilakukan perawatan terhadap benda uji beton berpori yang telah dibuat pada tahap III. Perawatan dilakukan dengan merendam benda uji pada bak air setelah dilepas dari cetakannya selama 21 hari.
5.
Tahap V Tahap pengujian, pada tahap ini dilakukan test untuk mengetahui kuat tekan, porositas, dan permeabilitas. Pengujian kuat tekan dilakukan terhadap benda uji silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 dengan menggunakan alat uji tekan. Pengujian porositas dan permeabilitas dilakukan dengan benda uji silender beton dengan diameter 10,16 cm dan tinggi 6,5 cm.
6.
Tahap VI Tahap analisa data, pada tahap ini data yang diperoleh dari hasil penelitian yang dilakukan di laboratorium. Analisa data menggunakan metode penelitian dengan pendekatan kualitatif, untuk mendapatkan suatu hasil dan kesimpulan dengan menginterpretasi tebel, grafik, dan angka yang didapat dari hasil penelitian.
7.
Tahap VII Tahap pengambilan kesimpulan, pada tahap ini data yang telah dianalisis dibuat suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan penelitian.
28
3.4. Benda Uji Penelitian Benda uji yang digunakan dalam penelitian ini berupa beton silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm untuk uji kuat tekan dan diameter 10,16 cm dan tinggi 6,5 cm untuk uji porositas dan permeabilitas. Adapun jumlah sampel disajikan dalam tabel 3.1 seperti dibawah ini :
Tabel 3.1 Tabulasi bentuk dan jumlah benda uji beton berpori Jenis Material
Batu Pecah (Ukuran 1-2)
Batu Pecah (Ukuran 2-3)
Batu Pecah + Aditif (Ukuran 1-2)
Batu Pecah + Aditif (Ukuran 2-3)
Uji
Umur
Workabilitas Kuat Tekan Porositas Permeabilitas Workabilitas Kuat Tekan Porositas Permeabilitas Workabilitas Kuat Tekan Porositas Permeabilitas Workabilitas Kuat Tekan Porositas Permeabilitas
28 Hari 28 Hari 28 hari 28 Hari 28 Hari 28 Hari 28 Hari 28 Hari 28 hari 28 Hari 28 Hari 28 Hari
Jumlah Sampel 1 3 3 3 1 3 3 3 1 3 3 3 1 3 3 3
Total
10
10
10
10
29
3.5.
Pembuatan Benda Uji
Pembuatan benda uji menggunakan hasil gradasi dari material batu pecah ukuran 1-2 dan 2-3. Hasil gradasi agregat 1-2 dan 2-3 dapat dilihat pada tabel dan grafik di bawah : Tabel 3.2. Hasil Perhitungan Gradasi Agregat 1-2 No 1/4 3/4 1/2 1 2 4 8 Pan
Ukuran Ayakan (mm) 38 25 19 12,50 9,50 4,75 2,36 0 Jumlah
Gram 0 0 0 965 1265 739 7 22 2998,00
Berat Tertahan % Komulatif (%) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 32,19 32,19 42,19 74,38 24,65 99,03 0,23 99,27 0,73 100,00 100,00 404,87
Berat Lolos Komulatif (%) 100,00 100,00 100,00 67,81 25,62 0,97 0,73 0,00
ASTM C-33 100 100 95-100 65-85 22-55 0-10 0-0
Berat Lolos Komulatif (%) 100,00 99,23 92,93 7,14 1,50 0,37 0,33 0,00
ASTM C-33 100 100 95-100 65-85 22-55 0-10 0-0
Tabel 3.3. Hasil Perhitungan Gradasi Agregat 2-3 No 1/4 3/4 1/2 1 2 4 8 Pan
Ukuran Ayakan (mm) 38 25 19 12,50 9,50 4,75 2,36 0 Jumlah
Gram 0 23 189 2571 169 34 1 10 2997,00
Berat Tertahan % Komulatif (%) 0,00 0,00 0,77 0,77 6,31 7,07 85,79 92,86 5,64 98,50 1,13 99,63 0,03 99,67 0,33 100,00 100,00 498,50
Spesifikasi gradasi agregat kasar untuk beton biasa menggunakan ASTM C331997. Spesifikasi ASTM C33-1997 merupakan contoh gradasi untuk beton biasa, sedangkan beton berpori sejauh ini belum memiliki spesifikasi gradasi. Jadi ASTM C33-1997 hanya sebagai pembanding gradasi agregat kasar antara beton biasa dan beton berpori. Dari tabel hasil gradasi diatas dapat dilihat pada grafik 3.2. sebagai berikut :
30
100 90
Batas Bawah
% Lolos Saringan
80 70
Batas Atas
60 50
Agregat 1-2
40 30
Agregat 2-3
20 10 0 0
2,36
4,75
9,5
12,5
19
25
38
Ukuran Saringan (mm)
Gambar 3.2. Gradasi Agregat Kasar Agregat 1-2 dan Agregat 2-3
Langkah-langkah pembuatan benda uji dalam penelitian ini dapat diuraikan sebagai berikut : 1.
Menyiapkan material (semen, agregat, air, dan aditif) dan peralatan yang akan digunakan untuk campuran beton.
2.
Menyiapkan cetakan untuk sampel beton berpori.
3.
Menimbang masing-masing material berdasarkan perhitungan mix design beton berpori.
4.
Membuat adukan beton berpori dengan diaduk secara manual sampai semua bahan tercampur semua dan merata.
5.
Melakukan uji workabilitas beton dengan slump test pada campuran beton yang sudah selesai dicampur.
6.
Pembuatan benda uji di laboratorium sesuai kebutuhan benda uji masingmasing pengujian dan mendiamkan benda uji selama 24 jam.
7.
Melepaskan benda uji dari cetakan setelah benda uji didiamkan selama 24 jam dan memberi kode pada setiap benda uji untuk memudahkan dalam pengujian.
8.
Merawat beton berpori (curing) dan merendam benda uji di dalam air sampai waktu pengujian.
31
3.6.
Pengujian Workability
Workability beton dapat diuji dengan melakukan slump test. Slump pada dasarnya merupakan salah satu pengetesan sederhana untuk mengetahui workability beton segar sebelum diterima dan diaplikasikan dalam pekerjaan pengecoran. Langkah pengujian Slump sebagai berikut : a. Kerucut Abrams diletakkan di atas bidang alas yang rata dan tidak menyerap air. b. Kerucut diisi adukan beton sambil ditekan supaya tidak bergeser. c. Adukan beton diisikan dalam tiga lapis, masing-masing diatur supaya sama tebalnya (1/3 tinggi kerucut Abrams). d. Setiap lapis ditusuk-tusuk dengan batang penusuk sebanyak sepuluh kali. e. Setelah selesai, bidang atas diratakan. f. Dibiarkan selama 30 detik (sambil membersihkan sisa jatuhan beton di samping kerucut Abrams). g. Kerucut ditarik vertikal ke atas dengan hati-hati – tidak boleh diputar atau ada gerakan menggeser selama menarik kerucut. h. Diukur penurunan puncak beton segar yang diuji slump-nya.
3.7.
Pengujian Porositas
Pengujian porositas dilakukan pada sampel berbentuk silinder dengan ukuran 10,16 cm dan tinggi 6,5 cm. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui besarnya prosentase pori-pori beton berpori terhadap volume dengan pengujian seperti pada perkerasan aspal. Adapun langkah-langkah pengujiannya adalah sebagai berikut: 1) Melepas benda uji dari cetakan setelah berumur satu hari kemudian dirawat di bak curing. 2) Sampel masing-masing umur benda uji diangkat dari bak curing dan dianginanginkan.
32
3) Menyiapkan benda uji lalu dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 100oC selam 24 jam. 4) Menimbang benda uji (Ma) 5) Menghitung volume benda uji (V)
Dari hasil pengujian diatas kemudian dihitung besarnya porositas benda uji dengan rumus sebagai berikut: Densitas (D)
Ma V
Spesific gravity campuran ( SG mix)
100 %Wag.k %Wag.h %Ws SGag.k SGag.h SGs
D Porositas (VIM ) 1 .x 100 %. SGm ix
3.8.
Pengujian Permeabilitas
Langkah pengujian permeabilitas : 1) Meletakkan benda uji pada pipa bagian bawah. 2) Untuk menjaga agar benda uji selalu menempel pada pipa dan mencegah kebocoran, harus mengencangkan klem untuk permeabilitas vertikal. 3) Mengukur luas permukaan benda uji. 4) Meletakkan pipa dan benda uji yang sudah diklem pada bak air yang sudah terisi penuh dengan air, dan permukaan sampel bagian atas sama dengan tinggi permukaan air pada bak untuk menjaga tekanan agar tetap konstan. 5) Menjepit tabung dengan statif untuk menjaga posisi tabung tetap tegak 6) Mengisi tabung dengan air sampai mencapai ketinggian tertentu (h1) 7) Mencatat waktu saat air dalam pipa mencapai ketinggian h1 sampai air turun mencapai ketinggian 20 cm diatas permukaan benda uji (h2)
33
Gambar 3.3. Alat Uji Permeabilitas (Sumber : Rochim, 2014)
3.9.
Pengujian Kuat Tekan Beton
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kuat tekan beton. Benda uji yang digunakan adalah silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Pengujian dilakukan sampai umur beton 28 hari. Pengujian ini menggunakan alat uji CTM (Compression Testing Machine) yang berada di Laboratorium Bahan Fakultas Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret. Langkah-langkah pengujian sebagai berikut : 1. Mengukur tinggi dan diameter serta menimbang sampel beton, kemudian diamati apakah terdapat cacat pada beton sebagai bahan laporan. 2. Meletakkan sampel beton pada alat benda uji CTM secara sentris. 3. Menjalankan mesin kuat tekan dengan penambahan konstan berkisar antara 2 sampai 4 kg/m2 per detik. 4. Melakukan pembebanan sampai benda uji hancur dan membaca besarnya beban maksimal yang dapat diterima beton berpori. 5. Menghitung hasil kuat tekan beton untuk tiap sampel.
34
3.10. Waktu Penelitian Penelitian direncanakan berjalan selama empat bulan sejak pengajuan proposal dilakukan. Untuk lebih detailnya dapat dilihat pada tabel 3.4. Tabel 3.4. Rencana Jadwal Penelitian No
Aktifitas
1 2
Pengajuan Proposal Survey material Pengadaan bahan dan alat Curing dan Perawatan benda uji Pengujian Analisis data dan laporan Laporan dan publikasi
3 4 5 6 7
Bulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
