BAB 3 METODOLOGI
3.1 Bagan Alir Penelitian Bagan alir ini menjelaskan langkah apa saja yang dilakukan untuk membuat penelitan ini. Dimulai dari mengidentifikasi masalah yang ada sehingga dapat diangkat sebagai topik penelitian. Setelah masalah teridentifikasi dilakukan pencarian literatur–literatur yang mengacu pada penelitian ini. Oleh karena itu dapat diperoleh hipotesa sementara. Dilakukan uji material sebelum melakukan penelitian, hal ini menunjukkan agregat atau material yang digunakan memenuhi spesifikasi yang ditentukan. Setelah itu membuat benda uji dengan membuat rancangan campuran beton sesuai dengan SNI 03-2834-2000, Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. Dengan subtitusi EPS dan EPS yang terlapisi surfactant terhadap agregat halus sebagai variabel penelitian. Pengujian yang dilakukan adalah uji tekan dan tarik belah. Setelah diperoleh data hasil pengujian benda uji dilakukan analisa hasil pengamatan. Maka dapat ditarik kesimpulan dan saran untuk penelitian berikutnya. Bagan alir dari penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3.1 yang menjelaskan secara singkat proses dari penelitian yang dilakukan.
25
26 Mulai Identifikasi Masalah Studi Literartur Hipotesa Uji Material Agregat Halus : -Kadar air -Gradasi agregat halus - Berat jenis dan penyerapan
Agregat Kasar : -Kadar air -Gradasi agregat kasar - Berat jenis dan penyerapan
EPS dan EPS dengan surfactant : - Berat jenis
Air : - Uji Ph air
Perancangan Campuran Beton
Beton Normal
Beton dengan EPS sebagai material subtitusi
Beton dengan EPS terlapisi surfactant sebagai material subtitusi
Pembuatan Benda Uji
Pengujian Benda Uji : -Uji tekan -Uji tarik belah Analisa Hasil Pengujian
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian
27 Berikut alir penelitian yang akan dilakukan : a.
Mulai, pencarian topik penelitian
b.
Identifikasi masalah, permasalahan yang ada adalah dengan berkurangnya berat
jenis beton dapat mempengaruhi pengurangan dari kuat tekan beton . c.
Studi literatur, pencarian teori–teori yang relevan dengan penelitian, berupa
jurnal, buku dan lain-lain. d.
Hipotesa, dugaan sementara atas hasil penelitian. Hipotesa menurut penelitian
ini adalah surfactant dapat mampu menaikkan kuat tekan beton. e.
Uji material, pengujian material yang dilakukan terdiri dari :
-
Agregat halus : pengujian kadar air yang dilakukan pada hari pengadukan akan
dilakukan. Sedangkan berat jenis dan penyerapan, gradasi agregat halus, berat isi dilakukan setiap agregat baru atau sebelum digunakan. -
Agregat halus : pengujian kadar air yang dilakukan pada hari pengadukan akan
dilakukan. Sedangkan berat jenis dan penyerapan, gradasi agregat halus, berat isi dilakukan setiap agregat baru atau sebelum digunakan. -
EPS dan EPS dengan surfactant : Berat jenis
-
Air : visualisasi dari air
f.
Perancangan campuran beton, perancangan beton terdiri dari 3 jenis beton
yaitu: -
Beton normal
-
Beton dengan subtitusi parsial pasir dengan EPS
-
Beton dengan subtitusi parsial pasir dengan EPS yang dilapisi surfactant
g.
Pembuatan benda uji, proses pembuatan benda uji disesuaikan dengan
ketentuan SNI 03-2493-1991. h.
Pengujian benda uji, ada beberapa jenis pengujian benda uji yang akan
dilakukan yaitu :
28 -
Uji tekan
-
Uji tarik belah
i.
Analisa dari hasil pengujian material dan sampel, pembahasan yang dilakukan
terhadap hasil pengamatan yang diperoleh dari hasil penelitian. j.
Kesimpulan dan saran, kesimpulan atas hasil pengamatan dan saran yang
diberikan untuk penelitian yang serupa. k. 3.2
Selesai Bahan yang Digunakan Pembuatan beton terdiri dari campuran antara agregat, semen, air dan bahan
tambahan beton. Berikut adalah bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini : a.
Agregat yang digunakan adalah • Agregat halus : Pasir alam • Agregat kasar : Batu pecah
b.
Semen, semen yang digunakan adalah semen Portland tipe satu.
c.
Air, air yang digunakan adalah air yang memiliki PH netral 7
d.
Bahan subtitusi pasir : expanded ploysterene (styrofoam)
e.
Bahan additive : surfactant SPAN 80
3.3
Metode Perancangan Metode perancangan dari penelitian ini dibuat berdasarkan tujuan yang ingin
dicapai. Membuat rancangan beton normal 25 MPa, kemudian menyubsitusikan EPS terhadap agregat halus pada campuran beton. Seperti yang dapat dilihat pada tabel 3.1 skema perancangan. Pembuatan benda uji menggunakan cetakan berbentuk silinder dan perhitungan campuran beton disesuaikan dengan SNI 03-2834-2000 (Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal).
29 Tabel 3.1 Skema Perancangan No
Tujuan penelitian
Kegiatan yang dilakukan
Metode
1
Pengurangan berat beton
Melakukan subtitusi parsial terhadap agregat ringan dengan menggunakan EPS
- Pembagian presentase subsitusi EPS: 0%, 5%; 10%; 15%; 20%, 25%
2
Meningkatkan kuat tekan
Menggunakan surfactant
- Melapisi EPS dengan surfactant - Membilas EPS dengan surfactant dengan air.
3.3.1 Metode Melapisi Expanded Polystyrene dengan surfactant berikut adalah langkah-langkah yang digunakan untuk melapisi EPS dengan surfactant yaitu : a.
Menyiapkan EPS yang akan dilapisi oleh surfactant.
Gambar 3.2 EPS Yang Belum Dilapisi Surfactant b.
Mencampur EPS dengan surfactant hingga merata dan didiamkan selama 1-2
jam.
Gambar 3.3 EPS Yang Sudah Dilapisi surfactant
30
c.
Mencuci atau membilas EPS dengan surfactant dengan air
Gambar 3.4 EPS dengan Surfactant Dibilas dengan Air d.
Mengerignkan EPS hingga kering udara bebas
Gambar 3.5 EPS dengan Surfactant yang Dikeringkan e.
Menimbang EPS yang akan digunakan dalam campuran beton. (EPS dengan
surfactant siap untuk digunakan) Campuran yang digunakan dalam percobaan ini adalah dengan berat 6 ml surfactant dicampur dengan 100 gr EPS. Dengan metode langkah kerja pelapisan EPS dengan surfactant yang dilakukan diatas diharapkan semua permukaan EPS telah terlapis. Pelapisan surfactant dilakukan dengan kembali membilas campuran styrofoam yang dilapisi surfactant dengan air. Hal ini disebabkan dengan membilasnya butiran styrofoam menjadi lebih keras, karena adanya rekasi antara
31 surfactant yang mengemulsi dengan air sehingga memberi pengaruh terhadap butiran styrofoam.
Gambar 3.6 Surfactant 3.3.2 Metode Perancangan Campuran Beton Standar SNI (Tata CaraPembuatan Rencana campuran Beton Normal). Adapun langkah-langkahnya secara garis besarnya adalah sebagai berikut: a.
Penetapan kuat tekan beton yang disyaratkan (f'c) pada umur tertentu.
b.
Penetapan nilai standar deviasi (Sd). Standar deviasi ditetapkan berdasarkan
tingkat mutu pengendalian pelaksanaan campuran beton-nya. Semakin baik mutu pelaksanaan makin kecil nilai standar deviasinya. -
Jika mempunyai data hasil pembuatan beton serupa pada masa lalu, maka harus
dikalikan faktor pengali, seperti tercantum dalam Tabel 2.3 c.
Perhitungan nilai tambah (Margin/M) Jika nilai tambah dihitung berdasarkan nilai standar deviasi Sd, maka margin
dihitung dengan rumus: M = k. Sd ........................................................................................................ (3.1) Keterangan : M
: nilai tambah (MPa)
K
: 1,34
Sd
: standar deviasi (MPa)
32 Bila tidak ada catatan hasil uji lapangan untuk perhitungan deviasi standar, maka kuat tekan rata–rata perlu (f’cr) harus ditetapkan berdasarkan tabel 2.4. d.
Menetapkan kuat tekan rata-rata yang direncanakan, dihitung dengan rumus: f'cr = f'c + M ................................................................................................... (3.2) Keterangan
:
f'cr
: kuat tekan rata-rata (MPa)
f'c
: kuat tekan yang disyaratkan (MPa)
M
: nilai tambah (MPa)
e.
Penetapan jenis semen Portland.
f.
Penetapan jenis agregat, memakai jenis pasir atau kerikil yang alami atau agregat
jenis batu pecah. g.
Menetapkan FAS. Penetapan air semen dapat dilihat dengan mengunakan grafik pada gambar 2.2.
Namun perlu dicari nilai perkiraan kekuatan tekan beton dari tabel 2.5. Selain itu nilai
FAS juga ditentukan dengan mengunakan grafik pada gambar 2.2 h.
Penetapan FAS maksimum, dari tabel 2.7, tabel 2.8 atau tabel 2.9
i.
Penetapan FAS yang digunakan. Membandingkan FAS dari langkah g dengan fas
langkah h, diperoleh nilai yang terkecil. j.
Penetapan
nilai
slump,
ditetapkan
berdasarkan
pelaksanaan
pembuatan,
pengangkutan, penuangan, pemadatan maupun jenis strukturnya. Nilai slump yang digunakan dapat dilihat pada tabel 2.6 mengenai penetapan nilai slump. k.
Penetapan ukuran maksimum agregat kasar.
l.
Menentukan jumlah air per-meter kubik beton berdasarkan ukuran maksimum
agregat. Perkiraan kadar air yang digunakan dapat dilihat pada tabel 2.7 Jika agregat
halus (alami) berbeda jenis dengan agregat kasar (batu pecah) yang digunakan, maka jumlah air yang diperkirakan diperbaiki dengan rumus :
33 ......................................................................................... (3.3) Dimana : A
= Jumlah air yang dibutuhkan (lt/m3)
ah
= Jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat halusnya
ak
= Jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat kasarnya
m.
Hitung berat semen yang dibutuhkan. Berat semen per kubik dihitung dengan
membagi jumlah air dari langkah (l) dengan FAS dari langkah (i). n.
Kebutuhan semen minimum. Kebutuhan semen minimum dapat dilihat dari tabel 2.8 . Lokasi penggunaan beton
dapat berpengaruh pada jumlah semen minimum yang digunakan . o.
Penyesuaian kebutuhan semen. Kebutuhan semen harus dipakai yang minimum.
Dibandingkan antara berat semen yang dihitung dari langkah (m) dengan berat semen minimum dari langkah (n), diambil yang paling besar p.
Penyesuain jumlah air dan FAS.
q.
Penentuan daerah gradasi agregat halus. Gradasi agregat halus dibagi menjadi 4
daerah : daerah I, II, III dan IV. r.
Perbandingan agregat halus dan agregat kasar. Dicari berdasarkan besar butir
maksimum,nilai slump, faktor air semen dan daerah gradasi agregat halus. Berat jenis agregat campuran, dihitung dengan:
Bjcamp =
.......................................................... (3.4)
Keterangan : Bj camp
: berat jenis agregat campuran
Bj agr.hls
: berat jenis agregat halus
Bjagr.ksr
: berat jenis agregat kasar
P
: persentase agregat halus terhadap agregat campuran
K
: persentase agregat kasar terhadapagregat campuran
34 s.
Penentuan berat jenis beton. Dengan data berat jenis agregat campuran (langkah
R) dan kebutuhan air tiap meter kubik beton, maka dapat diperkirakan berat jenis betonnya. t.
Kebutuhan agregat campuran. Diperoleh dengan mengurangi berat beton per meter
kubik dengan kebutuhan air dan semen. u.
Hitung berat agregat halus, dengan cara mengalikan kebutuhan agregat campuran
(langkah t) dengan persentase berat agregat halusnya (langkah q) v.
Hitung berat agregat kasar, dengan cara mengurangi kebutuhan agregat campuran
(langkah t) dengan kebutuhan agregat halus (langkah u).
3.3.3 Teknik Pengambilan Benda Uji Benda uji yang akan digunakan berbentuk silinder. Benda Uji akan di uji tekan dan tarik belah pada hari ke 28 hari. Lima buah benda uji untuk pengujian tekan dan tiga buah benda uji untuk pengujian tarik belah. Demikian rencana jumlah benda uji dapat dilihat pada tabel 3.3. Tabel 3.2 Jumlah Benda Uji Berdasarkan Subsitusi Campuran EPS Nama Sampel Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 Sampel 4 Sampel 5 Sampel 6
Persentase EPS 0% 5% 10% 15% 20% 25%
Jumlah Benda Uji Kuat tarik belah Kuat tekan 3 Buah 5 buah 3 Buah 5 buah 3 Buah 5 buah 3 Buah 5 buah 3 Buah 5 buah 3 Buah 5 buah
3.3.4 Metode Pengujian Pengujian yang akan dilakukan dalam penelitian ini adalah pengujian kuat tekan, kuat tarik belah. Berdasarkan hasil penelitian akan di analisa pengaruh expanded polystrene yang sudah dilapisi surfactant antara berat jenis beton dan kuat tekan serta kuat tarik dari beton tersebut. Berikut uji beton yang akan dilakukan :
35 a.
Kuat Tekan Kuat tekan adalah kemampuan dari beton untuk menahan gaya tekan dengan
berat tertentu pada luasan permukaan beton. Alat yang digunakan untuk pengujian kuat tekan adalah alat compression test. Rumus kuat tekan yang digunakan berdasarkan SNI 03-1974-2000 : Kuat tekan beton :
.................................................................... (3.5)
Keterangan : Kuat tekan beton (kg/cm2) P
= Beban maximum (kg)
A
= Luas penampang benda uji (cm2)
Berikut adalah langkah-langkah pengujian kuat tekan : -
Menyiapkan benda uji yang sudah di curing sebanyak 3 buah
-
Menimbang dan mencatat berat dari benda uji
-
Meletakan benda uji secara sentris dialat pengujian, memberikan beban secara
konstan terhadap beton hingga beton pecah dan mencatat kemampuan maximum beton dapat menahan gaya tekan. -
Pengujian dilakukan pada hari ke 28 .
b.
Kuat Tarik Belah Kuat tarik beton adalah kemampuan beton menahan gaya tarik. Alat uji tarik
yang digunakan adalah Universal Testing Machine. Ketentuan pengujian kuat tarik beton berdasarkan SNI 03-2491-2002. Rumus kuat tarik beton : fct
:
.................................................................................. (3.6)
36 Keterangan : fct
= Kuat tarik belah (MPa)
P
= Beban uji maximum(N)
L
= Panjang benda uji (mm)
D
= Diameter benda uji (mm)
Berikut langkah-langkah pengujian kuat tarik beton : -
Menyiapkan 3 buah benda uji beton pada umur beton 28 hari
-
Melakukan uji tarik belah beton dengan Universal Testing Machine.
3.4
Pembuatan Benda uji Proses pembuatan benda uji terdiri dari beberapa tahap yaitu pembuatan benda
uji, perawatan benda uji. Proses pembuatan benda uji sangat mempengaruhi hasil benda uji yang dibuat. Berikut adalah proses pembuatan benda uji: -
Bersihkan dan siapkan alat-alat yang akan digunakan. Mengolesi Mold dengan
menggunakan oli. Hal ini bertujuan agar permukaan beton tidak menempel pada cetakan saat cetakan dibuka. Mold yang digunakan berbentuk silinder.
Gambar 3.7 Cetakan Beton -
Timbang agregat, semen, air sesuai perhitungan campuran beton. Pada proses
pencampuran beton dengan EPS dan EPS dengan surfactant dilakukan juga proses penimbangan EPS sesuai keperluan campuran beton.
37
Gambar 3.8 Agregat Halus (Pasir)
Gambar 3.9 Agregat Kasar (Batu)
Gambar 3.10 Semen
38
Gambar 3.11 Air -
Setelah proses penimbangan dilakukan pengadukan beton dengan campurkan
agregat, semen, air, hingga beton merata menjadi beton segar. Pada pencampuran beton dengan EPS, EPS dicampurkan ketika agregat, semen, air dicampurkan terlebih dahulu.
Gambar 3.12 Campuran Beton -
Melakukan test slump dengan slump cone.
Gambar 3.13 Slump test
39 -
Cetak beton pada cetakan secara berlapis, campuran beton dimasukan
berlapis,setebal 1/3 cetakan silinder. Setiap lapisan dirojok dengan menggunakan rod atau besi rojokan sebanyak 25 kali / lapisan.
Gambar 3.14 Beton Segar
Gambar 3.15 Beton yang Sudah Dicetak -
Buka cetakan beton setelah 24 jam dan rendam didalam bak air sebagai proses
perawatan selama.
Gambar 3.16 Beton Setelah Buka Cetakan
40
Gambar 3.17 Perendaman Beton
