BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Pengujian Material Kegiatan yang dilakukan sebelum perencanaan campuran beton (mix design)
adalah pengujian material agregat halus, agregat kasar, air, EPS dan semen. Hal ini bertujuan untuk mengetahui apakah spesifikasi agregat memenuhi persyaratan yang ditentukan. Dimana hasil pengujian material ini akan digunakan dalam perancangan campuran beton. Proses pencampuran beton pada setiap variabel memiliki kadar air agregat yang berbeda-beda. Hal ini disebabkan karena tidak semua proses pencampuran beton dilakukan pada hari yang sama. Oleh karena itu, kadar air pada agregat dapat berubahrubah. Hasil pengujian kadar air pada agregat kasar dan halus dapat dilihat pada tabel 4.1.Untuk ringkasan hasil pengujian material dapat dilihat pada tabel 4.2. Tabel tersebut menjelaskan hasil pengujian material yang digunakan untuk campuran beton normal, beton EPS dan beton EPS yang dilapisi oleh surfactant. Tabel 4.1 Hasil Uji Kadar Air untuk Campuran Beton
Persentase 0% 5% 10% 15% 20% 25%
Kadar Air Agregat Halus (%) EPS dengan EPS surfactant 3,04 19,56 4,92 11,81 4,92 19,56 5,00 9,40 5,00 19,56 7,76
41
Kadar Air Agregat Kasar (%) EPS dengan EPS surfactant 4,08 5,42 6,42 5,50 6,42 5,42 3,70 5,42 3,70 5,42 3,42
42 Pada tabel 4.1 dapat dilihat bahwa kadar air dari agregat halus dan agregat kasar yang digunakan dalam setiap proses pencampuran beton berbeda. Hal ini diakibatkan Agregat halus dan agregat kasar yang digunakan dicuci terlebih dahulu sebelum dilakukan proses pengujian kadar air. Selisih waktu antara hari pencucian agregat dengan hari pembuatan beton berbeda-beda pada setiap variabel . Pada persentase EPS 5%, 15% dan 25% kadar air agregat kasar sebesar 19,56%. Hal ini disebabkan karena adanya selisih waktu dari proses pencucian agregat kasar dengan proses pengadukan atau penggunaan agregat kasar. Selisih waktu tersebut sebesar 4 hari. Sedangkan pada persentase EPS 10% selisih waktu dari hari pencucian hingga hari penggunaan agregat kasar sebesar 7 hari dan selisih waktu saat pengadukan persentase EPS 20% sebesar 8 hari . Hal tersebut juga terjadi pada persentase EPS yang dilapisi surfactant. Pada saat persentase subtitusi EPS yang dilapisi surfactant sebesar 5%, 10% kadar air agregat kasar sebesar 4,92 lebih kecil dari nilai kadar air pada persentase subtitusi sebesar 15%, 20%, 25%. Hal ini disebabkan karena selisih waktu
pencucian
hingga waktu
pengadukan beton sebesar 14 hari, berbeda dengan selisih waktu beton dengan beton EPS dengan surfactant 15%, 20%, 25% sebesar 10 hari. Berdasarkan hasil pengamatan tersebut diperoleh bahwa adanya perbedaan waktu dri proses pengadukan setiap variabel berpengaruh kepada nilai kadar air agregat kasar dan agregat halus. Semakin besar selisih waktu pencucian agregat kasar dan agregat halus dengan waktu pengadukan campuran beton akan semakin mengurangi nilai kadar air yang dihasilkan.
43 Karena adanya ketidakseragaman agregat kasar dan agregat halus yangdigunakan pada saat pengadukan campuran beton, menyebabkan perbedaan nilai-nilai berat jenis SSD, berat jenis kering, penyerapan, kadar lumpur dari setiap ageregat. Setiap jenis agregat dilakukan pengujian material sehingga diperoleh hasil seperti pada tabel 4.2, tabel 4.3 dan tabel 4.4 Tabel 4.2 Hasil Uji Material untuk Campuran Beton Normal Agregat Hasil Kasar Berat Jenis SSD 2,354 Berat Jenis Kering 2,321 Penyerapan 1,4% Kadar lumpur 0,12% Berat isi lepas 1208,09 kg/m3
Agregat Halus 2,248 2,164 3,907% 961,54 kg/m3
Tabel 4.3 Hasil Uji Material untuk Campuran Beton EPS Hasil Berat Jenis SSD Berat Jenis Kering Penyerapan Kadar lumpur Berat isi lepas
Agregat Kasar 2,455 2,341 4,88% 0,12% 1208,09 kg/m3
Agregat Halus 2,104 2,024 3,993% 961,54 kg/m3
EPS 26,56 kg/m3
Tabel 4.4 Hasil Uji Material untuk Campuran Beton EPS Hasil Berat Jenis SSD Berat Jenis Kering Penyerapan Kadar lumpur Berat isi lepas 4.1.1
Agregat Kasar 2,455 2,341 4,88% 0,12% 1208,09 kg/m3
Agregat Halus 2,15 2,02 5,02% 961,54 kg/m3
EPS dengan surfactant 51,44 kg/m3
Pengujian Material Agregat Halus Rumus dan contoh perhitungan pengujian material agregat halus tercantum pada
tabel 4.5. Isi tabel tersebut menjelaskan cara perhitungan pengujian kadar air, berat jenis, penyerapan, berat isi lepas dari agregat halus.
44 Tabel 4.5 Rumus Perhitungan Uji Material Agregat Halus Berat Isi Lepas Simbol Rumus
Parameter
Hasil
Satuan
Tinggi mold
t
30
cm
Diameter mold
d
15
cm
Berat mold
W1
10,462
kg
Berat mold dan pasir
W2
15,560
kg
Volume Mold
V
5,3014x10-3
m3
Berat agregat halus
W3
W2-W1
5,098
kg
W3/V
961,538
kg/m3
Hasil
Satuan
Berat isi lepas
Kadar air Simbol Rumus
Parameter Berat talam
W1
109,60
gr
Berat talam dan agregat
W2
609,60
gr
Berat talam dan agregat kering oven
W3
594,40
gr
Berat agregat halus
W4
W2-W1
500,00
gr
Berat agergat halus kering oven
W5
W3-W1
484,80
gr
3,04
%
Kadar air agregat halus Parameter
Berat Jenis dan Penyerapan Simbol Rumus
Hasil
Satuan
Berat piknometer, air, benda uji
B1
824,000
gr
Berat sampel kondisi kering
B2
240,600
gr
Berat piknometer dan air
B3
685,200
gr
Berat jenis kering
2,164
gr
Berat jenis SSD
2,248
gr
Penyerapan agegat halus
3,907
%
45 Untuk hasil pengamatan mengenai kadar organik agregat halus dapat dilihat pada gambar 4.1. Dapat dilihat bahwa kadar organik masuk kategori 2, maka dapat dikatakan kadar organik agregat halus tersebut cukup rendah.
Gambar 4.1 Hasil Pengujian Kadar Organik Agregat Halus Berdasarkan pengujian gradasi agregat halus yang dilakukan di laboratorium, agregat halus yang digunakan masuk ke zona gradasi no 3. Berikut adalah hasil pengamatan gradasi pada agregat halus . Tabel 4.6 Gradasi Agregat Halus untuk Campuran Beton Normal Kumulatif Nomor Saringan
Ukuran Saringan (mm)
4 8 16 30 50 100 200
4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 0,075 Pan Total
Berat Tertahan Rata-rata (gr) 0,00 0,79 142,00 159,20 355,89 283,33 55,97 2,82 1000,00
Berat Tertahan
Persentase Tertahan
Persentase Lolos
(gr) 0,00 0,79 142,79 301,99 657,88 941,21 997,18 1000,00
(%) 0,00 0,08 14,28 30,20 65,79 94,12 99,72 100,00
(%) 100,00 99,92 85,72 69,80 34,21 5,88 0,28 0,00
46
Gambar 4.2 Gradasi Agregat Halus Tabel 4.7 Gradasi Agregat Halus untuk Campuran Beton EPS 5%
Nomor Saringan
Ukuran Saringan (mm)
Kumulatif Berat Tertahan Rata-rata (gr)
Berat Tertahan
Persentase Tertahan
Persentase Lolos
(gr)
(%)
(%)
4
4,8
0,00
0,00
0,00
100,00
8
2,4
2,52
2,52
0,26
99,74
16
1,2
161,13
163,65
17,21
82,79
30
0,6
191,73
355,39
37,36
62,64
50
0,3
295,27
650,65
68,40
31,60
100
0,15
231,33
881,99
92,73
7,27
200
0,075
54,30
936,29
98,43
1,57
Pan
14,89
951,18
100,00
0,00
Total
951,18
47
Gambar 4.3 Gradasi Agregat Halus EPS 5% Tabel 4.8 Gradasi Agregat Halus untuk Campuran Beton EPS 10% Kumulatif Nomor Saringan
Ukuran Saringan (mm)
Berat Tertahan Rata-rata (gr)
Berat Tertahan
Persentase Tertahan
Persentase Lolos
(gr)
(%)
(%)
4
4,8
0,00
0,00
0,00
100,00
8
2,4
5,12
5,12
0,57
99,43
16
1,2
197,07
202,18
22,41
77,59
30
0,6
149,80
351,98
39,01
60,99
50
0,3
285,73
637,72
70,67
29,33
100
0,15
238,33
876,05
97,08
2,92
200
0,075
23,50
899,55
99,69
0,31
Pan
2,82
902,37
100,00
0,00
Total
902,37
48
Gambar 4.4 Gradasi Agregat Halus EPS 10% Tabel 4.9 Gradasi Agregat Halus untuk Campuran Beton EPS 15% Kumulatif Ukuran Nomor Saringan Saringan (mm)
Berat Tertahan Rata-rata (gr)
Berat Tertahan
Persentase Tertahan
Persentase Lolos
(gr)
(%)
(%)
4
4,8
0,00
0,00
0,00
100,00
8
2,4
2,72
2,72
0,32
99,68
16
1,2
148,53
151,26
17,72
82,28
30
0,6
166,60
317,86
37,24
62,76
50
0,3
248,53
566,39
66,36
33,64
100
0,15
237,67
804,06
94,20
5,80
200
0,075
38,73
842,79
98,74
1,26
Pan
10,74
853,53
100,00
0,00
Total
853,55
49
Gambar 4.5 Gradasi Agregat Halus EPS 15% Tabel 4.10 Gradasi Agregat Halus untuk Campuran Beton EPS 20% Kumulatif Nomor Saringan
Ukuran Saringan (mm)
Berat Tertahan Rata-rata (gr)
Berat Tertahan
Persentase Tertahan
Persentase Lolos
(gr)
(%)
(%)
4
4,8
0,00
0,00
0,00
100,00
8
2,4
0,05
0,05
0,01
99,99
16
1,2
146,57
146,62
18,22
81,78
30
0,6
163,77
310,39
38,57
61,43
50
0,3
235,47
545,85
67,83
32,17
100
0,15
199,40
745,25
92,61
7,39
200
0,075
47,33
792,59
98,49
1,51
Pan
12,14
804,73
100,00
0,00
Total
804,73
50
Gambar 4.6 Gradasi Agregat Halus EPS 20% Tabel 4.11 Gradasi Agregat Halus untuk Campuran Beton EPS 25% Kumulatif Nomor Saringan
Ukuran Saringan (mm)
Berat Tertahan Rata-rata (gr)
Berat Tertahan
Persentase Tertahan
Persentase Lolos
(gr)
(%)
(%)
4
4,8
0,00
0,00
0,00
100,00
8
2,4
0,13
0,13
0,02
99,98
16
1,2
148,20
148,33
19,62
80,38
30
0,6
150,27
298,59
39,50
60,50
50
0,3
240,53
539,13
71,32
28,68
100
0,15
203,33
742,46
98,22
1,78
200
0,075
2,93
745,39
98,61
1,39
Pan
10,53
755,93
100,00
0,00
Total
755,93
51
Gambar 4.7 Gradasi Agregat Halus EPS 25% Berdasarkan hasil pengujian material, gradasi agregat halus untuk campuran beton normal dapat dikatagorikan kedalam daerah gradasi zona 3. Hal tersebut dapat dilihat pada gambar 4.2. Dimana batas-batas zona gradasi dapat dilihat pada tabel 2.1. Subtitusi EPS terhadap agregat halus tidak berpengaruh terhadap zona gradasi agregat halus. Hasil zona gradasi subtitusi EPS 5%, 10%, 15%, 20% dan 25 % terhadap agregat halus tetap dapat dikatagorikan sebagai daerah gradasi zona 3. Berdasarkan gambar 4.2 sampai 4.7 dapat disimpulkan bahwa dengan adanya subtitusi EPS pada agregat halus tidak berpengaruh pada grafik gradasi . 4.1.2
Pengujian Material Agregat Kasar Pengujian material yang dilakukan pada agregat kasar adalah berat jenis dan
penyerapan, berat isi lepas, gradasi dan kadar air dari agregat kasar. Berikut adalah hasil pengujian dan contoh rumus perhitungan uji material pada agregat kasar.
52 Tabel 4.12 Rumus Perhitungan Uji Material Agregat Kasar Berat Isi Lepas Parameter
Simbol
Rumus
Hasil
Satuan
Tinggi mold
t
30
cm
Diameter mold
d
15
cm
Berat mold
W1
10,462
kg
Berat mold dan batu
W2
16,877
kg
Volume mold
V
5,301x10-3
m3
Berat agregat kasar
W3
W2-W1
6,415
kg
W3/V
1208,098
kg/m3
Hasil
Satuan
t
Berat isi lepas
Kadar air Parameter
Simbol
Rumus
Berat talam
W1
131,6
gr
Berat talam dan agregat
W2
1131,6
gr
Berat talam dan agregat kering oven
W3
1090,8
gr
Berat agregat kasar
W4
W2-W1
1000
gr
Berat agregat kasar kering oven
W5
W3-W1
959,20
gr
4,08
%
Kadar air agregat kasar
53 Tabel 4.13 Rumus Perhitungan Uji Material Agregat Kasar (Lanjutan) Berat Jenis dan Penyerapan Parameter
Simbol
Hasil
Satuan
Bk
500
gr
Bj
507
gr
W1
1222,2
gr
W2
930,6
gr
Berat agregat kasar dalam kondisi kering Berat agregat kasar kondisi jenuh kering permukaan Berat bejana ,air, dan agregat kasar Berat piknometer dan air
Rumus
Berat jenis kering
2,164
Berat jenis SSD
2,248
Penyerapan agegat halus
3,907
%
Hasil
Satuan
x
1203,4
gr
y
203,4
gr
z
1202,2
gr
0,12
%
Kadar Lumpur Parameter Berat talam + agregat kasar Berat talam Berat agregat kering oven + talam
Simbol
Kadar lumpur
Rumus
Agregat kasar yang digunakan adalah agregat kasar dengan ukuran butir maximum 40 mm. Dilakukan tiga kali pengujian gradasi terhadap agregat kasar . Dari ketiga hasil pengujian itu di rata-ratakan.
54 Tabel 4.14 Gradasi Agregat Kasar untuk Campuran Beton Normal
Nomor Saringan
Ukuran Saringan (mm)
3/4" 3/8" 4 8 16 30 50 100
19,1 9,52 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 Pan Total
Berat Tertahan Rata-rata (gr) 403,80 431,20 148,20 9,13 0,25 0,11 0,29 1,06 5,96 1000,00
Berat Tertahan (gr) 403,80 835,00 983,20 992,33 992,58 992,69 992,98 994,04 1000,00
Kumulatif Persentase Tertahan (%) 40,38 83,50 98,32 99,23 99,26 99,27 99,30 99,40 100,00
Persentase Lolos (%) 59,62 16,50 1,68 0,77 0,74 0,73 0,70 0,60 0,00
Gambar 4.8 Gradasi Agregat Kasar Sehingga diperoleh data seperti pada tabel 4.14 dan grafik pada gambar 4.8. Dapat disimpulkan bahwa agregat kasar yang digunakan memiliki berat jenis SSD normal dimana batas BJ SSD normal sebesar 1,2–2,8. Ukuran maximum agregat digunakan dalam penelitian ini sebesar 40 mm dan kadar lumpur pada agregat yang digunakan rendah karena batas kadar lumpur agregat kasar adalah kurang dari 1%.
55 4.1.3
Pengujian Material EPS Uji Material yang dilakukan pada EPS dan EPS yang terlapisi surfactant adalah
uji berat isi EPS. Cara perhitungan yang dilakukan adalah dengan membandingkan antara berat EPS didalam sebuah wadah terhadap volume dari wadah tersebut. Pengujian dilakukan dengan cara: a. Menghitung volume wadah yang diugunakan untuk menimbang EPS b. Mengisi wadah hingga terisi penuh dan mencatat berat dari wadah yang berisi EPS c. Melakukan test tersebut sebanyak tiga kali, dan diperoleh rata-rata berat EPS dalam Berikut adalah contoh perhitungan berat isi EPS yang Terlapisi surfactant. Tabel 4.15 Perhitungan Berat isi EPS dan EPS yang Terlapisi Surfactant
Parameter Berat EPS Volume wadah
Berat Isi Lepas EPS Simbol Rumus W1 V
Berat isi lepas EPS
W1/V
Berat Isi Lepas EPS yang Terlapisi surfactant Parameter Simbol Rumus Berat EPS yang terlapisi W2 surfactant Volume wadah V Berat isi lepas EPS yang W2/V terlapisi surfactant
Hasil 2,019 76,03 0,266 26,56
Satuan gr cm3 gr/cm3 kg/m3
Hasil
Satuan
3,911
gr
76,03 0,05 51,44
cm3 gr/cm3 kg/m3
Berdasarkan hasil pengamatan dari tabel 4.15 diperoleh bahwa berat jenis EPS yang dilapisi surfactant lebih besar dibandingkan dengan EPS yang tidak dilapisi oleh surfactant. Hal ini disebabkan karena surfactant yang melapisi dan melekat pada EPS berpengaruh pada berat jenis dari EPS tersebut.
56 4.2
Perancangan Campuran Beton Perancangan campuran beton dapat dilakukan setelah data pengujian material
didapatkan. Proses perancangan Campuran beton dengan kuat tekan sebesar 25 MPa dilakukan dengan cara yang tertera pada SNI 03-2834-2000 (Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal). Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam perancangan campuran beton seperti yang dijelaskan pada sub bab 4.2.1 Metode yang digunakan untuk perancangan campuran beton dengan EPS atau EPS yang terlapisi surfactant mengacu kepada SNI 03-2834-2000 (Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal). Perancangan campuran beton dengan EPS atau EPS yang terlapisi surfactant disubsitusikan terhadap volume agregat halus. Kadar air yang digunakan pada proses perancangan campuran beton setiap variabel bervariasi, hal ini disebabkan karena pencampuran beton tidak dilakukan dalam satu hari yang sama. Oleh karena itu data kadar air diambil sesusai hari pencampuran beton. 4.2.1
Perancangan Campuran Beton Perancangan Campuran Beton Normal dilakukan dengan mengunakan tata cara
SNI 03-2834-2000. Adapun langkah-langkah perhitungan dimulai dari penentuan kuat tekan yang direncanakan, pencarian nilai FAS sehingga dapat diperoleh berat semen, agregat, air yang akan digunakan. Setelah itu dilakukan koreksi kembali terhadap kadar air, penyerapan, dan berat jenis agregat yang digunakan di lapangan. Sehingga diperoleh berat agregat, semen, air yang disesuaikan dengan keadaan agregat dilapangan. Berikut adalah langkah-langkah perancangan campuran beton normal yang dirangkumkan pada tabel 4. 16(a) dan tabel 4.16(b) .
57 Tabel 4.16(a) Langkah Perhitungan Campuran Beton No
Uraian
Notasi
1
Penetapan Kuat tekan
fc
2
Standar Deviasi
sd
3
Nilai Tambah (Margin)
m
4 5
6
Kekuatan rata-rata yang direncanakan Jenis semen yang digunakan Jenis agregat yang digunakan : a. Agregat Kasar b. Agregat Halus
f’cr
Tabel/Grafik/Perhitungan Nilai Ditetapkan sesuai 25 MPa pada umur perencanaan beton 28 hari Tidak ada , karena Diperoleh dari hasil belum ada hasil penelitian sebelumnya penelitian sebelumnya Karena tidak ada standar devisiasi yang ditetapkan 8,5 MPa maka nilai margin yang digunakan sebesar 8,5MPa F’cr = f’c + M
33,5 Mpa
Ditetapkan
Portland cement tipe 1 - Batu pecah - Pasir alam dan EPS
7
FAS bebas
8
FAS Maximum
9 10
Slump Ukuran agregat maximum
11
Kadar air bebas
A
12
Jumlah semen
B
-Berdasarkan tabel 2.5 dengan menggunakan semen Portland tipe 1 dan batu pecah pada umur beton 28 hari - Kuat tekan dari tabel 2.5 Tersebut digunakan untuk mencari FAS dengan grafik pada gambar 4. 9 - Berdasarkan tabel 2.8 , keadaan beton didalam ruang Nilai slump maximum Ditetapkan -Berdasarkan tabel 2.7. , diperoleh data batu pecah (wk) 205 kg/m3, dan batu tak dipecahkan (wh) 175 kg/m3 -
-
Dengan kuat tekan 37 MPa pada umur 28 hari diperoleh nilai FAS 0,52
FAS maximum sebesar 0,6 12,5 cm 40 mm
185 kg/m3
355,77 kg/m3
58 Tabel 4.16(b) Langkah Perhitungan Campuran Beton (lanjutan) No
13
14
Uraian
Notasi
Penetapan jumlah semen yang digunakan
Tabel/Grafik/Perhitungan - Jumlah semen minimum 275 kg/m3 - Jumlah semen berdasasrkan FAS 355,77 kg/m3 - Digunakan nilai terbesar
Gradasi agregat halus
Nilai - Jumlah semen yang digunakan adalah 355,77 kg/m3 -Gradasi agregat halus termasuk kategori zona 3
Persentase agregat Halus
- Gradasi agregat halus yang masuk pada zona 3, dapat dilihat grafik pada gambar 4.1
-Persentase agregat halus : - Diperoleh nilai batas atas(x1) 31% 33% dan batas bawah (x2) 29% dari grafik. -Persentase agregat kasar : - Persentase agregat halus (C): 69%
15
-Persentase agregat
kasar (D) :
100% - a 16. 17. 18. 19. 20.
Berat Jenis Relatif agregat (kering permukaan) Berat Jenis Beton Kadar Agregat gabungan Kadar Agregat halus Kadar Agregat halus
E F G H I
2,36 Diperoleh dari grafik Kadar agregat gabungan: G = F – (A+B) Kadar agregat halus : H=CxG Kadar agregat halus : I=G-H
2185 kg/m3 1644,23 kg 509,71 kg 1134,52 kg
Pada gambar 4.9 dapat dilihat perkiraan nilai FAS yang diperoleh pada umur 28 hari yaitu sebesar 0,52.
59
33,5
0,52
Gambar 4.9 Penentuan FAS Berdasarkan Kuat Tekan Beton Pada Umur 28 hari Sumber : SNI 03-2834-2000, Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal
60 Tabel 4.17 Proposi Campuran Beton Proposi Campuran Variabel
Volume
1m3 Normal
5 sampel 1kali pengadukan 1m3
EPS 5%
5 sampel 1kali pengadukan 1m3
EPS 10%
5 sampel 1kali pengadukan 1m3
EPS 15%
5 sampel 1kali pengadukan 1m3
EPS 20%
5 sampel 1kali pengadukan 1m3
EPS 25%
EPS dengan surfactant 5% EPS dengan surfactant 10% EPS dengan surfactant 15% EPS dengan surfactant 20% EPS dengan surfactant 25%
5 sampel 1kali pengadukan 1m3 5 sampel 1kali pengadukan 1m3 5 sampel 1kali pengadukan 1m3 5 sampel 1kali pengadukan 1m3 5 sampel 1kali pengadukan 1m3 5 sampel 1kali pengadukan
Subtitusi Agregat Halus
Agregat Kasar (kg)
Agregat Halus (kg)
1164,92
505,29
355,77
159,01
-
505,29
30,88
13,39
9,43
4,22
-
13,39
1140,65
589,06
355,77
99,53
358,02
559,61
30,22
15,61
9,43
2,64
9,49
14,83
1141,55
549,55
355,77
138,13
668,01
494,59
30,24
14,56
9,43
3,66
17,70
13,10
1140,65
589,06
355,77
99,53
1074,05
500,70
30,22
15,61
9,43
2,64
28,46
13,27
1140,65
537,27
355,77
151,31
1306,17
429,82
30,22
14,23
9,43
4,01
34,61
11,39
1140,65
589,06
355,77
99,53
1790,09
441,79
30,22
15,61
9,43
2,64
47,43
11,70
1151,99
504,10
355,77
173,14
593,39
478,90
30,52
13,36
9,43
4,59
15,72
12,69
1151,99
515,32
355,77
161,92
1213,18
412,25
30,52
13,65
9,43
4,29
32,14
12,29
1121,36
515,73
355,77
192,15
1821,21
438,37
29,71
13,66
9,43
5,09
48,25
11,61
1121,36
515,73
355,77
192,15
2428,28
412,58
29,71
13,66
9,43
5,09
64,33
10,93
1117,96
529,79
355,77
181,48
3118,15
397,35
29,62
14,04
9,43
4,81
82,61
10,53
Semen (kg)
Air (L)
EPS(gr)
Pasir (Kg)
61 Tabel 4.18 Perancangan Campuran Beton Normal No. 1 2
Uraian Deviasi standar (s) Nilai tambah (m)
3
Kuat tekan yang diisyaratkan (f'c) pada umur 28 hari
4
Kuat tekan rata-rata perlu (f 'cr)
5
Jenis semen Jenis agregat kasar (alami / batu pecah) Jenis agregat halus (alami / batu pecah) Faktor air semen Faktor air semen maksimum Faktor air semen yang digunakan (terendah) Nilai slump Ukuran maksimum agregat kasar Kebutuhan air Kebutuhan semen Kebutuhan semen minimum Jumlah semen yang digunakan dalam perancangan Jumlah air yang digunakan dalam perancangan FAS yang digunakan dalam perancangan Daerah gradasi agregat halus % berat agregat halus terhadap campuran % berat agregat kasar terhadap campuran Berat jenis agregat campuran Berat isi beton Kebutuhan agregat Kebutuhan agregat halus Kebutuhan agregat kasar Air Semen Koreksi Agregat Halus Agregat Kasar
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
24
Hasil 8,5 25 33,5 I batu pecah alami 0,52 0,60 0,52 125 mm 40 mm 185 355,77 275 355,77 185 0,52 III 31 69 2,32 2185 1644,23 509,71 1134,52 159,01 355,77 505,29 1164,92
Proporsi campuran yang digunakan pada saat pencampuran beton dapat dilihat pada tabel 4.16. Kebutuhan agregat, air dan semen disesuaikan dengan kadar air, berat jenis, penyerapan agregat yang digunakan pada saat pengadukan.
62 Tabel 4.19 Perancangan Campuran Beton dengan Subtitusi 5% EPS No. 1
Uraian Deviasi standar (s)
Hasil -
2
Nilai tambah (m)
8,5
3
Kuat tekan yang diisyaratkan (f'c) pada umur 28 hari
25
4
Kuat tekan rata-rata perlu (f 'cr)
5
Jenis semen
33,5 I
Jenis agregat kasar (alami / batu pecah)
batu pecah
Jenis agregat halus (alami / batu pecah)
alami
7
Faktor air semen
0,52
8
Faktor air semen maksimum
0,6
9
Faktor air semen yang digunakan (terendah)
0,52
10
Nilai slump
125
11
Ukuran maksimum agregat kasar
12
Kebutuhan air
13
Kebutuhan semen
14
Kebutuhan semen minimum
15
Jumlah semen yang digunakan dalam perancangan
16
Jumlah air yang digunakan dalam perancangan FAS yang digunakan dalam perancangan
17
Daerah gradasi agregat halus
III
% berat agregat halus terhadap campuran
31
% berat agregat kasar terhadap campuran
69
6
18
40 mm 185 355,77 275 355,77 185 0,52
19
Berat jenis agregat campuran
20 21
Berat isi beton Kebutuhan agregat
2185 1644,23
22
Kebutuhan agregat halus
509,71
23
Kebutuhan agregat kasar
1134,52
24
Koreksi
2,35
Air
99,53
Semen
355,77
Agregat Halus Agregat Kasar
589,06 1140,65
63 Tabel 4.20 Perancangan Campuran Beton dengan Subtitusi 5% EPS yang Terlapisi surfactant No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Uraian Deviasi standar (s) Nilai tambah (m) Kuat tekan yang diisyaratkan (f'c) pada umur 28 hari Kuat tekan rata-rata perlu (f 'cr) Jenis semen Jenis agregat kasar (alami / batu pecah) Jenis agregat halus (alami / batu pecah) Faktor air semen Faktor air semen maksimum Faktor air semen yang digunakan (terendah) Nilai slump Ukuran maksimum agregat kasar Kebutuhan air Kebutuhan semen Kebutuhan semen minimum Jumlah semen yang digunakan dalam perancangan Jumlah air yang digunakan dalam perancangan FAS yang digunakan dalam perancangan Daerah gradasi agregat halus % berat agregat halus terhadap campuran % berat agregat kasar terhadap campuran Berat jenis agregat campuran Berat isi beton Kebutuhan agregat Kebutuhan agregat halus Kebutuhan agregat kasar Air Semen Koreksi Agregat Halus Agregat Kasar
Hasil 8,5 25 335 I batu pecah alami 0,52 0,6 0,52 125 40 mm 185 355,77 275 355,77 185 0,52 III 31 69 2,36 2185 1644,20 509,71 1134,52 173,14 355,77 504,10 1151,99
Perhitungan Campuran Beton EPS dan EPS yang terlapisi juga menggunakan cara perhitungan yang sama dengan perhitungan beton normal. Namun terjadi subtitusi EPS terhadap volume agregat halus. Berikut adalah contoh perhitungan subtitusi EPS :
64 Tabel 4.21 Rumus dan Contoh Perhitungan Subtitusi EPS
Parameter
Contoh Perhitungan subtitusi EPS 5 % Simbol Rumus Hasil
Satuan
Berat agregat halus (m3)
A
15,61
kg
Bj Beton
Bj
2185
kg/m3
Berat jenis EPS
BEPS
26,56
kg/m3
Volume / sampel
v
5,301x10-3
m3
Persentase subtitusi EPS
y
5
%
Jumlah sampel
n
5
Total subtitusi EPS 100%
B
0,1897
kg
189,70
gr
Berat EPS y %
y % x B (gr)
9,49
gr
Berat (100%-y) pasir
(100-y)% x A
14,83
kg
4.3
Hasil Pengamatan Menurut hasil pengamatan yang dilakukan di laboratorium teknik sipil Bina
Nusantara, diperoleh data kuat tekan dan kuat tarik belah beton setelah berumur 28 hari. Pengamatan dilakukan tehadap 5 sampel per variabel. Berikut adalah hasil pengamatan kuat tekan dan kuat tarik belah beton normal, EPS dan EPS yang terlapisi oleh surfactant.
65
Tabel 4.22 Kuat Tekan Beton EPS 28 hari
No
Keterangan
Volume Sampel (m3)
Luas Alas Sampel (mm2)
Nama Sampel
Berat (kg)
Hasil Uji Tekan (kN)
2
3
4
5
6
EPS 0%
EPS 5%
EPS 10%
EPS 15%
EPS 20%
EPS 25%
0,0053
0,0053
0,0053
0,0053
0,0053
0,0053
17662,5
17662,5
17662,5
17662,5
17662,5
17662,5
Rata-rata kuat tekan (MPa)
Rata-rata Berat Beton (kg)
Berat jenis Beton (kg/m3)
Standard Deviasi (MPa)
fcr
br
br/v
(fc-fcr)2
1a
11,43
420
Fc= (px1000)/A 23,78
1c
11,675
450
25,48
1e
11,625
430
24,35
0,0324
4a
11,438
350
19,82
0,0361
4b
11,129
350
19,82
4e
11,024
340
19,25
0,1444
2a
11,05
330
18,68
0,3136
2b
11,02
330
18,68
2d
11,139
300
16,99
1,2769
5a
10,796
310
17,55
0,3136
5b
11,107
290
16,42
5e
11,103
300
16,99
0,0000
3a
10,879
280
15,85
0,1444
3d
10,867
290
16,42
3e
10,89
290
16,42
0,1444
6b
10,565
320
18,12
5,1529
6c
10,58
290
16,42
6e
10,88
230
13,02
(p)
1
28 Hari (MPa)
0,5625 24,53
19,63
18,12
16,99
16,23
15,85
11,58
11,2
11,07
11
10,88
10,68
2184,79
2113,14
2089,11
2076,34
2053,06
2014,63
0,9025
0,0361
0,3136
0,3249
0,0361
0,3249 8,0089
Total
17,9599
66
Tabel 4.23 Kuat Tekan Beton EPS yang Terlapisi surfactant 28 Hari
No
Keterangan
Volume Sampel (m3)
Luas Alas Sampel (mm2)
Nama Sampel
Berat (kg)
Hasil Uji Tekan (kN)
2
3
4
5
EPSS 5%
EPSS 10%
EPSS 15%
EPSS 20%
EPSS 25%
0,0053
0,0053
0,0053
0,0053
0,0053
17662,5
17662,5
17662,5
17662,5
17662,5
Rata-rata kuat tekan (MPa)
Rata-rata berat beton (kg)
Berat jenis beton (kg/m3)
Standard Deviasi
fcr
br
br/v
(fc-fcr)2
7b
11,112
350
Fc= (px1000)/A 19,82
7c
11,43
350
19,82
7d
11,458
350
19,82
0,1156
8b
11,08
320
18,12
0,0144
8d
11,311
320
18,12
8e
11,245
330
18,68
0,4624
9a
11,197
310
17,55
0,2025
9b
11,291
300
16,99
9d
10,874
300
16,99
0,0121
10a
10,988
300
16,99
0,3249
10b
10,918
290
16,42
10c
10,974
280
15,85
0,3249
11a
10,822
260
14,72
0,8281
11b
10,900
310
17,55
11d
10,777
290
16,42
(p)
1
28 Hari (MPa)
0,1156 19,48
18
17,1
16,42
15,63
11,34
11,18
11,05
10,97
10,87
2140,656
2109,328
2085,548
2070,941
2051,842
0,1156
0,0144
0,0121
0,000
3,6864 0,6241
Total
6,8531
67
Gambar 4.10 Persentase EPS Terhadap Berat Jenis Menurut hasil pengamatan pada gambar 4.10 dapat dilihat bahwa dengan semakin bertambahnya persentase subtitusi EPS akan semakin berkurangnya berat jenis dari beton tersebut. Selain itu penambahan surfactant yang melapisi EPS, akan menambah berat jenis dari beton dengan EPS. Hal ini dibuktikan dengan grafik berat jenis EPS yang terlapisi surfactant berada diatas grafik berat jenis EPS yang tidak dilapisi oleh surfactant. Dengan penambahan berat jenis EPS yang terlapisi oleh surfactant, menyatakan bahwa EPS terlapisi oleh surfactant tersebut. Sehingga menambah berat dari EPS itu sendiri, hal ini pun dapat dilihat pada tabel 4.15.Bahwa berat jenis EPS sebesar 26,56 kg/m3 dan berat jenis EPS yang terlapisi surfactant sebesar 51,44 kg/m3. Selain berpengaruh terhadap berat jenis, EPS dengan surfactant juga berpengaruh terhadap kuat tekan. Dapat dilihat pada gambar 4.1, penambahan surfactant yang melapisi EPS juga memberikan pengaruh terhadap penambahan kuat tekan beton. Kuat tekan yang
68 bertambah terjadi oleh karena pengaruh dari surfactant yang mengikat styrofoam, sehingga butiran styrofoam menjadi lebih keras.
Gambar 4.11 Persentase EPS Terhadap Kuat Tekan Semakin bertambahnya kuat tekan beton maka semakin bertambah juga berat jenisnya. Hal tersebut terjadi pada beton EPS dan beton EPS yang dilapisi oleh surfactant . Gambar 4.12 dan Gambar 4.13 dapat dilihat bahwa terjadinya peningkatan berat jenis setiap penambahan kuat tekan.
Gambar 4.12 Berat Jenis Vs Kuat Tekan Beton EPS
69
Gambar 4.13 Berat Jenis Vs Kuat Tekan Beton EPS dengan Surfactant Tabel 4.24 Perbandingan Kuat Tekan Beton EPS dan EPS Surfactant
Persentase subtitusi
EPS (MPa)
EPS dengan surfactant (MPa)
Selisih (MPa)
0%
24,53
24,53
0,00
5%
19,63
19,82
0,19
10%
18,12
18,31
0,19
15%
16,99
17,17
0,19
20%
16,23
16,42
0,19
25%
15,85
16,23
0,38
Rata-rata
0,19
Pada tabel 4.25 dapat dilihat selisih atau penambahan kuat tekan beton EPS dan beton EPS dengan surfactant. Diperoleh rata-rata kenaikan kuat tekan beton sebesar 0,19 MPa. Pada hasil pengamatan dapat dilihat bahwa EPS yang dilapisi surfactant dapat menambah kuat tekan beton namun tidak signifikan.
70 Tabel 4.25 Perbandingan Berat Jenis Beton EPS dan EPS dengan Surfactant Persentase subtitusi
EPS (kg/m3)
0% 5% 10% 15% 20% 25%
2184,79 2113,14 2089,11 2076,34 2053,06 2014,63 Rata- rata
EPS dengan Surfactant (kg/m3)
Selisih (kg/m3)
2184,79 2138,869 2115,971 2098,734 2068,412 2044,444
0,00 25,73 26,86 22,40 15,35 29,82 20,03
Menurut hasil pengamatan dengan penambahan surfactant sebagai lapisan EPS berpengaruh terhadap berat jenis beton. Berat jenis beton EPS dengan surfactant lebih besar dibandingkan dengan berat jenis beton EPS. Hal ini disebabkan karena penambahan surfactant menambah berat jenis dari styrofoam itu sendiri. Butiran EPS yang bersifat hidrophobic, sedangkan surfactant adalah wetting agents yang dapat menurunkan tegangan permukaan dari suatu liquida, memudahkan penyebaran, dan menurunkan tegangan antarmuka (interfacial). Oleh karena itu sifat surfactant yang bersifat liphophylic bergumpal menjadi satu dengan butiran styrofoam dan yang bersifat hidrophylic bersatu dengan campuran pasta beton. Hal ini menyebabkan pemurunan tegangan antarmuka sehingga persebaran styrofoam pada pasta campuran lebih tersebar merata. Berdasarkan buku “The HLB SYSTEM a time-saving guide to emulsifier selection” SPAN 80 memililki batas nilai hydroxyl atas sebesar 209,0 mg KOH/g dan batas bawah sebesar 193,0 mg KOH/g sehingga diklasifikasikan memiliki HLB 4,3 lebih bersifat liphophylic dan tidak bermuatan. Hal tersebut menyebabkan bahwa surfactant dapat
71 menyatu dengan EPS karena bersifat liphophylic dan tidak memisahkan diri dengan air karena tidak bermuatan. Oleh karena itu penyebaran EPS pada pasta beton lebih merata. Tabel 4.26 Selisih Penurunan Kuat Tekan dan Berat Jenis Setiap Penurunan EPS 5%
Variabel 0% 5% 10% 15% 20% 25%
Kuat Tekan (MPa) 24,53 19,63 18,12 16,99 16,23 15,85 Rata-rata
Berat Jenis (Kg/m3) 2184,79 2113,14 2089,11 2076,34 2053,06 2014,63
Selisih penurunan EPS setiap 5% Kuat Tekan Berat Jenis (MPa) (Kg/m3) 4,91 71,65 1,51 24,03 1,13 12,77 0,75 23,28 0,38 38,44 1,74 34,03
Setiap penurunan 5% subtitusi EPS terhadap agregat halus pada campuran beton diperoleh rata-rata penurunan kuat tekan sebesar 1,74 MPa dan rata-rata penurunan berat jenis sebesar 34,03 kg/m3. Hal tersebut dapat dilihat pada tabel 4.27. Penurunan kuat tekan pada beton normal terhadap kuat tekan beton EPS 5% adalah sebesar 4,91 MPa hal ini sangat berbeda dengan selisih penurunan subtitusi EPS terhadap persentase lainnya. Tabel 4.27 Selisih Penurunan Kuat Tekan dan Berat Jenis Setiap Penurunan EPS dengan surfactant 5%
Variabel 0% 5% 10% 15% 20% 25%
Kuat Tekan (MPa) 24,53 19,82 18,31 17,17 16,42 16,23 Rata-rata
Berat Jenis (Kg/m3) 2184,79 2138,87 2115,97 2098,73 2068,41 2044,44
Selisih Penurunan EPS dengan surfactant Setiap 5% Kuat Tekan Berat Jenis (MPa) (Kg/m3) 4,72 1,51 1,13 0,75 0,19 1,66
45,92 22,90 17,24 30,32 23,97 28,07
72 Sedangkan pada beton EPS dengan surfactant setiap penurunan persentase subtitusi EPS dengan surfactant sebesar 5%, rata-rata penurunan kuat tekan beton adalah sebesar 1,66 MPa dan penurunan berat jenis rata-rata sebesar 28,07 kg/m3. Pada tabel 4.28 dapat dilihat bahwa setiap penurunan berat jenis beton maka akan berkurangnya juga kuat tekan dari beton tersebut. Selain uji kuat tekan, pada pengamatan ini juga dilakukan uji kuat tarik belah beton pada usia 28 hari. Sehingga diperoleh data hasil uji kuat tarik belah dari beton dengan EPS dan EPS dengan surfactant sebagai material subtitusi sebagai agregat halus. Hasil pengujian kuat tarik belah beton usia 28 hari dapat dilihat pada tabel 4.28 kuat tarik belah dan berat jenis beton EPS dan tabel 4.29 untuk beton kuat tarik belah dan berat jenis beton EPS dengan surfactant.
73
Tabel 4.28 Kuat Tarik Belah Beton EPS 28 hari
Keterangan
Normal
EPS 5%
EPS 10%
EPS 15%
EPS 20%
EPS 25%
Nama Sampel
a b c a b c a b c a b c a b c a b c
Panjang (mm)
Diameter (mm)
L
D
150
300
Volume (m3)
0,0053
150
300
0,0053
150
300
0,0053
150
300
0,0053
150
300
0,0053
150
300
0,0053
Berat (kg)
11,022 11,103 11,253 11,038 10,988 11,024 11,050 11,139 10,700 10,796 10,841 11,103 10,879 10,767 10,890 10,353 10,965 10,880
Hasil Uji Tarik (kN)
28 Hari (MPa)
Rata-rata kuat tekan (MPa)
Rata-rata berat beton (kg)
Berat Jenis (kg/m3)
Standard Deviasi
P
(2P)/(LD)
Fcr
br
br/v
(fc-fcr)2
170 180 180 180 150 150 110 160 150 160 100 140 100 140 130 130 120 130
7,56 8,00 8,00 8,00 6,67 6,67 4,89 7,11 6,67 7,11 4,44 6,22 4,44 6,22 5,78 5,78 5,33 5,78
2099,74
0,084 0,023
7,85
11,13
7,11
11,02
2079,11
6,22
10,96
2068,98
5,93
10,91
2059,61
5,48
10,85
2046,77
5,63
10,73
2025,51 Total
0,023 0,792 0,194 0,194 1,769 0,792 0,203 0,198 0,790 0,198 1,082 0,548 0,090 0,088 0,022 0,022 9,623
74
Tabel 4.29 Kuat Tarik Belah Beton EPS yang Terlapisi Surfactant 28 hari
Keterangan
Hasil Uji Tarik (kN)
28 Hari MPa
Rata-rata kuat tekan (MPa)
Rata-rata berat beton (kg)
Berat Jenis (kg/m3)
P
(2P)/(LD)
Fcr
br
br/v
11,021
140
6,22
11,012
140
6,22
c
11,193
120
5,33
0,360
a
10,943
120
5,33
0,020
11,128
120
5,33
c
10,995
110
4,89
0,090
a
10,997
100
4,44
0,202
11,091
110
4,89
c
10,882
120
5,33
0,194
a
10,988
110
4,89
0,022
10,918
110
4,89
c
10,825
100
4,44
a
10,882
110
4,89
10,779
100
4,44
10,894
100
4,44
Nama Sampel
Panjang (mm)
Diameter (mm)
L
D
Volume (m3)
a EPSS 5%
EPSS 10%
EPSS 15%
EPSS 20%
EPSS 25%
b
b
b
b
b c
150
150
150
150
150
300
300
300
300
300
0,0053
0,0053
0,0053
0,0053
0,0053
Berat (kg)
Standard Deviasi (fc-fcr)2
0,084 5,93
5,19
4,89
11,08
11,02
10,99
2090,18
2080,11
2074,1
2059,01 4,74
10,91
0,084
0,020
0,000
0,022 0,090 0,090
2047,97 4,59
10,85
0,022 0,022
Total
1,324
75
Gambar 4.14 Persentase EPS Terhadap Kuat Tarik Belah Pada gambar 4.14 dapat dilihat terjadi penurunan setiap penambahan persentase subtitusi EPS dan EPS dengan surfactant terhadap material agregat halus. Penambahan Surfactant pada pelapisan EPS mengurangi nilai kuat tarik belah dari beton EPS, hal ini dapat dilihat bahwa grafik nilai kuat tarik belah EPS dengan surfactant terletak dibawah grafik beton EPS. 4.4
Standar Deviasi Standar deviasi digunakan untuk mengetahui baik tidaknya penyebaran data yang
kita peroleh dari suatu penelitian. Berikut adalah contoh perhitungan dan hasil perhitungan standar deviasi: Contoh Perhitungan :
3 MPa = 10,23 kg/cm2
76
Tabel 4.30 Klasifikasi Standar Deviasi
Klas Operasi Pengujian Konst. Umumnya Percobaan di Laboratorium
Variabel Keseluruhan Deviasi Standar Untuk Standar Kontrol yang berbeda (kg/cm2) Terbaik Sangat Baik Baik Cukup Kurang 35,2Dibawah 28,1 28,1-35,2 42,2-49,2 Diatas 49,2 42,2 17,6Dibawah 14,1 14,1-17,6 21,1-24,6 Diatas 24,6 21,1
Tabel 4.31 Standar Deviasi Penelitian Variabel EPS EPS dengan surfactant
Kuat Tekan (kg/cm2) 10,23 (Terbaik) 6,99 (Terbaik
Kuat Tarik Belah (kg/cm2) 7,54 (Terbaik) 3,07(Terbaik)
Berdasarkan hasil perhitungan standar deviasi pada penelitian bahwa hasilnya dapat dikatagorikan terbaik. Hal ini dapat dilihat dari nilai standar deviasi pada tabel 4.32 diklasifikasikan dengan tabel 2.31
