BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan dunia konstruksi dari tahun ke tahun semakin pesat baik dari metode-metode maupun desain.Pembangunan infrastrukturpun sangat meningkat seiring perkembangan suatu negara dan kebutuhan manusia yang beranekaragam.Para konsumen saat ini lebih menginginkan bangunan konstruksi yang terbuat dari bahan beton.Oleh karena itu banyak di lakukan penelitianpenelitian teknologi pembuatan beton dengan material ekonomis dan murah dalam pembuatannya. Semen merupakan pozolan yang berfungsi mengikat material-material yang menyusun beton.hal ini yang membuaat beton menjadi satu kesatuan yang rigid.Harga semen yang mahal menuntut para peneliti untuk mencari bahan-bahan pengganti semen yang lebih murah tetapi memilki fungsi yang tidak jauh berbeda dengan semen.Material itu harus memiliki karakteristik berupa butiran yang menyerupai sifat-sifart semen. Selama ini banyak sekali dilakukan penelitian mengenai bahan pengganti semen.diantaranya fly ash, abu sekam ,dll. Letusan Gunung Bromo mengeluarkan material-material yang berasal dari dalam perut bumi,di antaranya limbah abu merapi yang sangat banyak dan mencemari kota-kota di Probolinggo dan Lumajang.Limbah abu Vulkanik ini berbahaya jika terhirup oleh manusia. "Warna abu vulkanik ini, coklat kemerahan yang terbawa oleh arah angin ke tenggara atau Lumajang dan tekanannya sedang sekitar 200-300 meter. Dominasi warna coklat kemerahan ini, karena kandungan silikatnya lebih banyak" ujar Gede Suantika, (Kepala Bidang Pengamatan Gempa Bumi dan Gerakan Tanah PVMBG Bandung). Untuk itu juga perlu dilakukan penelitian mengenai penggunaan abu bromo dalam campuran beton sebagai bahan pengganti semen agar abu bromo tidak lagi mencemari lingkungan.
1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah mengenai pemanfaatan abu vulkanik bromo sebagai pengganti dalam campuran beton adalah sebagai berikut: 1) Bagaimanakah kandungan kimia abu vulkanik bromo? 2) Bagaimanakah sifat fisik dan mekanik beton dengan tambahan abu vulkanik bromo? 3) Bagaimanakah peranan dan pengaruh abu vulkanik bromo pada campuran beton? 4) Dari penelitian ini berapakah kadar optimum pemakaian Abu Vulkanik bromo untuk mencapai kuat tekan rencana? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan yang hendak dicapai dari penelitian ini adalah: 1) Mengetahui kandungan kimia yang terdapat pada abu vulkanik gunung bromo. 2) Mengetahui secara tepat sifat fisik dan mekanik beton dengan tambahan abu vulkanik bromo. 3) Mengetahui peranan dan pengaruh abu vulkanik bromo pada campuran beton. 4) Mengetahui kadar optimum pemakaina abu vulkanik bromo untuk mencapai kuat tekan rencana. 1.4 Manfaat Penelitian Dengan adanya penelitian ini diharapkan akan diperoleh manfaat yaitu: 1) Limbah abu vulkanik bromo dapat digunakan sebagai bahan tambahan dalam pembuatan beton oleh masyarakat 2) Penelitian ini dapat menjadi referensi maupun tonggak awal untuk melakukan penelitian lebih lanjut. 3) Dapat meningkatakan peran Teknik Sipil ITS dalam dunia penelitian. 4) Dapat membantu peneliti dalam menyelesaikan study di Teknik Sipil ITS
1.5 Batasan Masalah
2.2 Dasar Mix Design
Agar penelitian ini lebih terarah.Maka dilakukan pembatasan masalah terhadap halhal yang di amati selama penelitian sebagai berikut:
Metode pencampuran campuran yang digunakan adalah metode DOE (Departement of Environment) SK.SNI.T-15-1990-03 dengan judul “Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal” adapun syaratsyarat yang harus di penuhi :
1) Metode pencampuran campuran yang digunakan adalah metode TINJAUAN SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung 2) Perbandingan semen : abu vulkanik bromo sebesar 10:0, 90:10, 85:15, 80:20, 75:25. 3) Mutu beton yang digunakan adalah: f’c = 30 MPa. 4) Analisa kimia hanya pada mencari kandungan unsur yang terkandung,tidak termasuk reaksi kimia. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Beton Beton sebagai bahan konstruksi atau struktur bangunan, sudah dikenal bahkan digunakan sejak ratusan tahun bahkan ribuan tahun yang lalu. Walaupun istilah ”semen portland” baru dikenal pada abad 19, namun bangunan beton sudah dikenal pada jaman Romawi.Abu merapi akan sangat bermanfaat jika dapat digunakan sebagai bahan pengganti semen dalam campuran beton normal.Menurut SNI 03 – 2847 – 2002, beton adalah bahan yang didapat dengan mencampurkan semen portland atau semen hidrolik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk masa padat. Beton normal : beton yang mempunyai berat satuan 2200 kg/m3 sampai 2500 kg/m3 dan dibuat dengan menggunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa dipecah. Pada penelitian sebelumnya pernah dilakukan terhadap fly ash namun saat ini penggunaan fly ash juga harus mengeluarkan biaya,karena fly ash sudah di perjual belikan.
Dalam SNI 03-2847-02 mengenai Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung mengacu dan berhubungan dengan SNI dan ASTM yang terkait dengan ketentuan teknis perencanaan dan pelaksanaan struktur beton untuk BANGUNAN GEDUNG. 2.3 Material Material penyusun beton terdiri dari semen,pasir,kerikil dan air dan semen. Bahanbahan tersebut harus memenuhi persyaratanpersyaratan sesuai peraturan. 2.3.1 Semen a. Semen untuk membuat campuran beton harus memenuhi salah satu dari ketentuan berikut 1. SNI 15 - 2049 – 1994 Portland cement ( ASTM C 150 ) 2. “Hydraulic cement concrete-specifications; Portland cement-specifications (ASTM C 595 ), kecuali type S dan type SA yang tidak diperuntukkan sebagai unsur pengikat utama struktur beton.” 3. Ekspansive Hydraulic cement specifications ( ASTM C 845 ) b. Semen yang digunakan pada pekerjaan konstruksi harus sesuai dengan semen yang digunakan pada perhitungan porporsi campuran beton, yang berkaitan dengan kekuatan dan karakteristik yang harus diperhatikan. 2.3.2 Agregat a. Agregat untuk beton harus memenuhi salah satu dari ketentuan berikut : 1. SNI 03-2461-1991 b. Ukuran maksimum nominal agregat kasar harus tidak melebihi : 1. 1/5 jarak terkecil antara sisi-sisi cetakan, ataupun 2. 1/3 ketebalan pelat lantai, ataupun
3. ¾ jarak bersih minimum antara tulangan-tulangan atau kawatkawat, bundel tulangan, atau tendon-tendon prategang atau selongsong-selongsong. 2.3.3 Air a. Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan-bahan merusak yang mengandung oli, asam, alkali, garam bahan organik, atau bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan. b. Air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang didalamnya tertanam logam aluminium, termasuk air bebas yang terkandung dalam agregat, tidak boleh mengandung ion khlorida dalam jumlah yang membahayakan. c. Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada beton, kecuali ketentuan berikut terpenuhi : 1. Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran beton yang menggunakan air dari sumber yang sama. 2. Hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90 % dari kekuatan benda uji yang dibuat dengan air yang dapat diminum. Perbandingan uji kekuatan tersebut harus dilakukan pada adukan serupa, terkecualipada air pencampur, yang dibuat dan diuji sesuai ASTM C 109. 2.3.4 Persyaratan keawetan beton 2.3.4.1 Rasio semen-air Rasio air semen yang disyaratkan harus dihitung menggunakan berat semen, sesuai dengan ASTM C 150, ASTM C 595 atau ASTM C 845, ditambah dengan berat abu terbang dan bahan pozzolan lainnya sesuai dengan ASTM C618, kerak sesuai dengan ASTM C 989, dan silika fume sesuai dengan ASTM C 1240.
2.3.4.2 Pengaruh lingkungan Beton yang akan mengalami pengaruh lingkungan harus memenuhi rasio air semen dan persyaratan kuat tekan karakteristik beton yang ditetapkan. 2.4.1 Penelitian Sebelumnya FLY ASH Fly ash merupakan material yang memiliki ukuran butiran yang halus, berwarna keabuabuan dan diperoleh dari hasil pembakaran batubara . Pada intinya fly ash mengandung unsur kimia antara lain silika (SiO2), alumina (Al2O3), fero oksida (Fe2O3) dan kalsium oksida (CaO), juga mengandung unsur tambahan lain yaitu magnesium oksida (MgO), titanium oksida (TiO2), alkalin (Na2O dan K2O), sulfur trioksida (SO3), pospor oksida (P2O5) dan carbon. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat fisik, kimia dan teknis dari fly ash adalah tipe batubara, kemurnian batubara, tingkat penghancuran, tipe pemanasan dan operasi, metoda penyimpanan dan penimbunan(Sri Prabandiyani Retno Wardani. “Pemanfaatan Limbah Batu Bara(fly ash)
. Adapun komposisi kimia dan klasifikasinya seperti dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 1.2 Komposisi dan klasifikasi fly ash
SiO2
52.24%
Na20
0.52%
P205
0.13%
Al 2O3
38.58%
K2O
0.44%
SO3
1.21%
Fe2O3 CaO
2.94% 0.69%
TiO2 MgO
2.42% 0.49%
SO2 LIO
1.39%
Ekaputri,Januarti J. Dan Triwulan, “Study on Porong Mud-Based Geopolymer Concrete”, 2006.
Namun Untuk menggunakan fly ash saat ini harus mengeluarkan biaya,untuk itu peneliti merasa perlu mencari bahan pengganti semen yang lain.
2.4 .2 Abu Vulkanik Bromo Kandungan yang terdapat dalam abu vulkanik bromo banyak mengandung silika.”Kandungan material dari abu yang dimuntahkan itu mengandung SiO2 atau pasir kuarsa yang biasa digunakan untuk membuat gelas” dr Andreas Dewanto. Abu vulkanik memiliki ukuran yang
memang tidak lebih kecil. jika di bandingkan dengan semen, fly ash dan silica fume..Abu vulkanik ini memiliki karakteristik yang tajam,sehingga dapat merusak paru-paru jika terhirup,berbeda dengan debu biasa. Saat meletus, gunung berapi memang umumnya menyemburkan uap air (H2O), karbon dioksida (CO2), sulfur dioksida (SO2), asam klorida (HCl), asam fluorida (HF), dan abu vulkanik ke atmosfer. Abu vulkanik mengandung silika, mineral, dan bebatuan. Unsur yang paling umum adalah sulfat, klorida, natrium, kalsium, kalium, magnesium, dan fluoride. Ada juga unsur lain, seperti seng, kadmium, dan timah, tapi dalam konsentrasi yang lebih rendah (id blog network). "Warna abu vulkanik ini, coklat kemerahan yang terbawa oleh arah angin ke tenggara atau Lumajang dan tekanannya sedang sekitar 200-300 meter. Dominasi warna coklat kemerahan ini, karena kandungan silikatnya lebih banyak" ujar Gede Suantika, (Kepala Bidang Pengamatan Gempa Bumi dan Gerakan Tanah PVMBG Bandung). Dengan kandungan silika yang cukup banyak ini kemungkinan abu merapi dapat digunakan sebagai semen.
Gambar 1. 1 Scanning Electron Micrograph (SEM) Mag = 2500 kali Research center ITS
.
Gambar 1.2 Scanning Electron Micrograph (SEM) Mag = 5000 kali Research center ITS
BAB III METODOLOGI PENELITIAN Dalam pengerjaan Tugas akhir metodologi sangatlah penting.Hal ini sangat karena, dengan adanya ini maka penelitian atau tugas akhir yang akan dilakukan menjadi lebih terarah untuk mencapai tujuan. Adapun metodologi penelitian pada tugas akhir ini, yaitu: 3.1 LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN 1. Penentuan ide penelitian 2. Penentuan judul penelitian 3. Studi pustaka 4. Menentukan diagram alir penelitian 5. Persiapan alat dan material 6. Pembuatan benda uji 7. Analisa hasil 8. Penentuan kesimpulan 9. Presentasi 10. Revisi laporan
3.2 Diagram Alir Mix Desain Beton Normal menggunakan Campuran abu Vulkanik
.3. Studi Literatur Untuk menunjang kelancaran dalam penyusunan tugas akhir ini dilakukan studi literatur untuk mencari berbagai informasi mengenai Beton Normal. Studi literatur ini dilakukan dengan membaca Buku-buku panduan Pembuatan Beton Normal,Nawi, peraturan-peraturan.SNI 03-2847-02 mengenai Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung mengacu dan berhubungan dengan SNI dan ASTM yang terkait dengan ketentuan teknis perencanaan dan pelaksanaan struktur beton untuk BANGUNAN GEDUNG serta bukubuku yang berkaitan dengan judul tugas akhir ini. 3.4. Persiapan Bahan/Material 3.4.1. Pemilihan Semen Portland Semen portland yang dipakai adalah Semen Tipe 1 dari Semen Gersik dimana jenis semen ini untuk keperluan membuat beton sangat baik sekali.Keseluruhan semen yang dipakai adalah dari Semen Gersik yang mengacu pada standart ASTM C150-83a dengan alasan keseragaman karena diketahui walaupun bertipe sama tetapi dari pabrik yang berbeda kemungkinan kekuatan yang dicapai akan berbeda, hal tersebut karena banyak faktor, misalnya bahan baku yang berbeda kualitas, uniformity, proses pembuatan semen itu sendiri, kehalusan dan sebagainya (Aman, Ferry 1996). Semen Tipe 1 dipakai untuk keperluan konstruksi yang tidak memerlukan persyaratan khusus terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal. Cocok dipakai pada tanah dan air yang mengandung sulfat antara 0,0 - 0,10 % dan dapat digunakan untuk bangunan rumah pemukiman, gedung-gedung bertingkat dan lain-lain. (Kursus AplikasiI Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Terkini di Indonesia Oleh Teknik Sipil ITS) 3.4.2. Agregat Kasar Agregat kasar tersebut adalah batu pecah. Selanjutnya dilakukan pengujian yang dilakukan di laboratorium Beton dan Bahan Bangunan Institut Teknologi Sepuluh Nopember untuk mengetahui karakteristik dari agregat kasar tersebut.
3.4.3. Agregat Halus Agregat halu berasal dari kota Lumajang. Secara visual, pasir ini memiliki tekstur yang relatif bulat dan berwarna hitam keabu-abuan. Pasir Lumajang memiliki kualitas yang baik sehingga sering digunakan untuk pemuatan beton mutu tinggi. Selanjutnya dilakukan pengujian yang dilakukan di laboratorium Beton dan Bahan Bangunan Institut Teknologi Sepuluh Nopember untuk mengetahui karakteristik dari agregat halus tersebut 3.4.4. Abu Vulkanik Abu Vulkanik yang digunakan pada penelitian ini didapatkan dari pengambilan limbah dari letusan Gunung Bromo. Abu vulkanik yang kami gunakan dalam penelitian ini diambil dari desa Wonokerto kabupaten probolinggo,di pemukiman penduduk suku Tengger.Gunung bromo yang berada di kabupaten probolinggo ini meletus di akhir-akhir tahun 2010 ini mengeluarkan banyak material-material dari perut bumi seperti batu-batu dan abu vulkanik,namun karena kondisi geografis di sekitar Gunung Bromo ini membuat hanya abu vulkanik saja yang menimpa desa-desa sekitar di kabupaten probolinggo,abu vulkanik ini bergerak mengikuti arah angin,ketika arah angin ke arah timur maka kebupaten Lumajang terkena abu vulkanik yang sangat tebal mencapai 2 cm .Abu Vulkanik Bromo bahkan mencapai kabupaten jember yang terletak di sebelah timur kabupaten Lumajang. 3.4.5. Air Air yang dipakai adalah air yang berasal dari PDAM. Total air dalam mix beton terdiri dari air yang diserap oleh agregat sampai mencapai kondisi jenuhkering permukaan. (Saturated Surface Dry, SSD) dan air bebas diaplikasikan pada hidrasi semen dan untuk workabilitas beton segar. Dalam prakteknya agregat sering dalam kondisi basah dan menyerap air dan air bebas permukaan sehingga kadar air dalam campuran kurang dari air bebas yang
dibutuhkan. Workabilitas dari beton tergantung dari besarnya eksistensi dari kandungan air bebas. Jumlah kandungan air yang sama digunakan dalam agregat kering yang mempunyai perbedaan absorbsi sehingga beton tersebut akan mempunyai perbedaan workabilitas. Serupa dengan hal di atas, kekuatan beton dapat dikaitkan dengan faktor air/semen (FAS) yang secara lebih tepat karena dasar kekuatan beton tidak tergantung dari karakteristik absorbsi agregat. 3.5. Analisa Material Untuk memastikan bahwa bahanbahan untuk pembuatan benda uji memenuhi persyaratan, dilakukan analisa material.Analisa semen diambil daro penelitian-penelitian sebelumnya. 3.5.1.2 Percobaan waktu mengikat dan mengeras semen (ASTM C19192) Waktu mengikat : Periode yang berlangsung antara permulaan semen menjadi kaku dan saat semen itu beralih ke dalam keadaan keras/padat. Keadaan dapat diartikan bahwa pasta semen telah menjadi keras, akan tetapi belum cukup kuat. Awal waktu pengikatan ditandai dengan penurunan jarum vicat sebesar 25 mm. Waktu mengeras : Periode yang digunakan sebagai patokan untuk membuka cetakan beton. Pada saat ini pasta semen dan agregat telah memasuki tahap pengerasan. Waktu pengerasan ini ditandai dengan penurunan jarum vicat telah menunjukkan angka 0 mm. A. Tujuan Menentukan waktu pengikatan awal (mulai mengikat) dan pengikatan akhir (mulai mengeras) semen Portland. 3.5.1.3 Percobaan konsistensi normal semen portland (ASTM C 18786) A. Tujuan Mengetahui kadar air normal untuk mencari kondisi kebasahan pasta yang standart.
. 3.5.2. Penyelidikan Agregat Halus (Pasir) 3.5.2.1 Percobaan Kelembaban Pasir ( ASTM C 556-89 ) A. Tujuan Untuk mengetahui/menentukan kelembaban pasir dengan cara kering. 3.5.2.2 Percobaan Berat Jenis Pasir (ASTM C128-78) A. Tujuan Menentukan berat jenis pasir pada kondisi SSD 3.5.2.3Percobaan Air Resapan Pasir ( ASTM C 128-93 ) A. Tujuan Menentukan kadar air resapan pasir 3.5.2.4 Percobaan Berat Volume Pasir ( ASTM C 29/C29M – 91 ) A. Tujuan Menentukan berat volume pasir baik dalam keadaan lepas maupun padat. 3.5.2.5 Test Kebersihan Pasir Terhadap Bahan Organik ( ASTM C40-92 ) Percobaan ini lakukan dengan tujuan untuk mengetahui kadar zat organik di dalam pasir yang akan digunakan. 3.5.2.6 Test Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur (Pencucian) (ASTM C117-95) Percobaan ini lakukan dengan tujuan untuk mengetahui kadar lumpur di dalam pasir yang akan digunakan. Berikut adalah langkah pelaksanaanya: A. Tujuan Mengetahui kadar lumpur dalam pasir. 3.5.2.7 Test Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur (Pengendapan) (ASTM C 33 – 93) A. Tujuan Menentukan banyaknya kadar lumpur dalam pasir. 3.5.2.8 Percobaan Analisa Saringan Pasir (ASTM C 136 – 95 a) A. Tujuan Menentukan distribusi ukuran butir / gradasi pasir. 3.5.3.1 Percobaan Kelembaban Pecah (ASTM C 556 – 89 )
Batu
Percobaan ini lakukan dengan tujuan untuk mengetahui kelembaban pada agregat kasar yang akan digunakan. Berikut adalah langkah pelaksanaanya: A. Tujuan Untuk mengetahui/menentukan kelembapan Batu pecah dengan cara kering. 3.5.3.2 Percobaan Berat Jenis Batu Pecah ( ASTM C 127 – 88 Reapp. 93 ) Percobaan ini lakukan dengan tujuan untuk mengetahui berat jenis pada agregat kasar yang akan digunakan. Berikut adalah langkah pelaksanaanya:
Percobaan ini lakukan dengan tujuan untuk mengetahui kadar lumpur agregat kasar yang akan digunakan. Berikut adalah langkah pelaksanaanya: A. Tujuan. Mengetahui kadar Lumpur dalam batu pecah 3.5.3.6 Test Keausan Agregat Kasar (ASTM C 131 – 89 ) Percobaan ini lakukan dengan tujuan untuk mengetahui prosentase kausan agregat kasar yang akan digunakan. Berikut adalah langkah pelaksanaanya:
A. Definisi Berat jenis batu pecah adalah berat batu pecah saat berada di udara terbuka dibandingkan dengan berat batu pecah saat dimasukkan ke dalam air dimana pori-pori batu pecah tersebut terisi oleh air B. Tujuan. Menentukan berat jenis Batu pecah pada kondisi SSD 3.5.3.3 Percobaan Air Resapan Pada Batu Pecah (ASTM C 127- 88 Reapp 93 ) Percobaan ini lakukan dengan tujuan untuk mengetahui kadar air resapan pada agregat kasar yang akan digunakan. Berikut adalah langkah pelaksanaanya: A. Tujuan. Menentukan Kadar air resapan Batu pecah 3.5.3.4 Percobaan Berat Volume Batu Pecah (ASTM C 29/C 29 M – 91a )
A. Tujuan. Mengetahui keausan Batu pecah untuk beton dengan menggunakan mesin Los Angeles 3.5.3.7 Analisa Saringan (ASTM 136-95 A)
Percobaan ini lakukan dengan tujuan untuk mengetahui berat volume pada agregat kasar yang akan digunakan baik pada kondisi lepas ataupun kondisi padat. Berikut adalah langkah pelaksanaanya: A. Definsi Berat volume batu pecah adalah berat batu pecah dalam kondisi asli dibandingkan dengan berat batu pecah ketika pori-pori batu pecah tersebut dimampatkan dengan cara dirojok tetapi pori-pori batu pecah tersebut masih terisi oleh udara tetapi tidak penuh B. Tujuan. Menentukan berat volume batu pecah baik dalam keadaan lepas maupun padat. 3.5.3.5 Test Kebersihan Batu Pecah Terhadap Lumpur ( Pencucian ) (ASTM C 117 –95)
1. Perbandingan volume agregat halus dan agregat kasar adalah 39:61. 2. Perbandingan semen:Abu Vulkanik sebesar 100:0, 85:15, 75:25, 65:35, 5:5. Kemudian dilanjutkan dengan prosentase perbandingan 100:0 , 90:10, 85:15, 80:20, 75:25. 3. Jumlah air yang diberikan pada saat dilakukan trial mix adalah sesuai dari hasil perhitungan Mix design.
3.5.4. Analisa Abu Vulkanik Analisa Abu Vulkanik dilakukan dengan cara mencari jenis dan jumlah senyawa yang terkandung di dalamnya. Kehalusan Abu Vulkanik diperoleh dengan menggunakan analisa ayakan.yaitu ayakn no 200. 3.6. Penentuan Komposisi Awal Tiap Bahan Penentuan komposisi awal tiap bahan adalah sebagai berikut :
1.7.1.1 Percobaan Slump Test (ASTM C 143 – 78) A. Tujuan Untuk mengukur workability (kemampuan dikerjakan) dari campuran beton. Dan memperoleh keseragaman pemakaian air.
3.8.1 Pembuatan Benda Uji Pasta 3.8.1.1 Benda Uji Pasta Ukuran 20 x 40 mm (AFNOR NF B 49104) Pengetesan benda uji pasta ukuran 20 x 40 mm ini digunakan untuk menghitung prosentase optimum campuran semen dengan fly ash. Yang nantinya digunakan sebagai campuran dasar untuk membuat beton yang akan diuji temperaturnya. 3.8.1.2 Uji Setting Time (ASTM C 191-01a) Setting time merupakan suatu uji untuk mengetahui pengikatan awal dan pengikatan akhir pada pasta binder, dimana indikasi pengikatan awal terjadi ketika penurunan jarum vicat tercatat sebesar 25 mm. Sedangkan untuk pengikatan akhir tercatat kurang lebih 0 mm, dengan kata lain tidak terjadi penurunan jarum vicat. 3.8.1.3 Pengujian Panas Hidrasi (ASTM C 1074-98) Dalam penelitian ini yang menjadi salah satu analisa adalah pada pendataan suhu
pori yang terbuka membuat menjadi keropos (menurunkan kuat tekan). Tes porositas binder abu vulkanik bertujuan untuk mengetahui besarnya pori terbuka dan tertutup yang ada didalam binder (pasta) dengan abu vulkanik tersebut: 3.9.1.1 Benda Uji Mortar Ukuran 50 x 50 mm (SKSNI M-111-1990-03) 1.10.1 Tes Kuat Tekan (ASTM C 39/C 39M-01) Pasta dan Mortar Pertama-tama tes kuat tekan dilakukan pada binder ukuran 20x40 mm dengan variasi prosentase abu vulkanik 0%, 15%, 25%, 35% dan 50%, pada umur 3, 7, 14, 28, 56, dan 91, hari untuk mendapatkan prosentase yang paling optimum. Jumlah sampel yang dibuat untuk masing-masing prosentase adalah 6 buah binder dengan 3 benda uji untuk masing-masing umur pengujian. Nantinya prosentase optimum tersebut akan digunakan pada beton ukuran 10x20 cm yang akan diuji tekan pada umur 3, 7, 14, 28, 56, dan 91 hari untuk mencari nilai b. Pengujian kuat tekan dimaksudkan untuk mengetahui kuat tekan pasta dan beton yang telah mengeras.: 3.10.2. Pengujian Susut (Shrinkage) mortar (ASTM C-490) A. Tujuan Untuk mengetahui besarnya nilai susut (shrinkage) beton dari benda uji yang diukur
Gambar Pengujian Panas Hidrasi menggunakan termokopel
3.8.1.2 Pengujian Porositas Pasta Ada dua macam pori yaitu por terbuka dan pori tertutup. Pori terbuka yaitu pori yang bersifat permeable (dapat ditembus,baik oleh udara maupun air). Pori tertutup yaitu pori yang bersifat impermeable (tidak dapat ditembus). Pori yang tertutup lebih baik daripada pori yang terbuka karena pori yang tertutup memilki tekanan hidrostatis yang menambah kuat tekan dan terhindar dari retak, sedangkan
Gambar pengujian Susut mortar menggunakan strain gauge
3.11 Pembuatan Benda Uji Beton
Prosedur pembuatan benda uji yang digunakan mengacu pada standar ASTM C-192-90a. A. Tujuan Membuat silinder benda uji dengan ukuran diameter 10 cm tinggi 20 cm untuk evaluasi mutu beton. . 3.12 Proses Pemeliharaan Beton Prosedur perawatan (curing) benda uji yang digunakan mengacu pada standar ASTM C-192-81. A. Tujuan Perawatan (curing) benda uji setelah dikeluarkan dari cetakan sampai hatri pengetesan bertujuan untuk : 1. Mencegah penguapan air secara berlebihan dari lapisan beton yang belum mengeras yang justru dibutuhkan untuk proses pengerasan beton. 2. Mencegah pengurangan kebutuhan air selama proses hidratasi semen. A. Tujuan Mencegah penguapan dalam beton benda uji.
3.13 .Pengetesan Beton Normal Keras 3.13.1. Capping Silinder Beton (ASTM C-617-83) Caping merupakan suatu cara meratakan ujung benda uji dengan menutupnya menggunakan bahan yang cocok, sehingga terbentuk ujung permukaan silinder yang berbidang datar. Hal ini diperlukan agar pembagian tekanan dapat merata ke semua permukaan benda uji sehingga tidak hanya terpusat pada bagian yang cembung saja. Bahan yang digunakan untuk caping bisa berupa campuran semen, ataupun dari bahan mortar yang mengandung belerang.
air
mewakili spesimen beton dalam mix desain. 3.14. Analisa Data Trial Mix Hasil tes benda uji yang dilakukan dicatat dan dibuat tabel. Nantinya dari beberapa trial yang dilakukan, yang nantinya hasil trial mix tersebut akan dibuat benda uji untuk dilakukan pengujian beton fisik maupun mekaniknya. 3.15. Pelaksanaan Pembuatan Beton Normal. Mix desain 30 MPa berdasarkan data hasil trial mix yang sudah dilakukan sebelumnya. Untuk prosedur pelaksanaan mix desain menggunakan metode doe 3.16. Analisa Data Beton Normal = 30 MPa. Hasil tes benda uji yang dilakukan dicatat dan dibuat grafik atau tabel. Sesuai dengan SNI 03-2847-2002 pasal 7.6(3) tentang benda uji yang dirawat di laboratorium, perlu dilakukan pengecekan terhadap nilai dari hasil uji kuat tekan rata-rata yang dihasilkan. 3.17. Cek Standard Deviasi Beton Normal = 30 MPa. Sebagai Quality Control. Untuk mengetahui kualitas dari beton yang telah dibuat, perlu dilakukan kontrol kualitas beton agar nantinya dapat diketahui kelas dari beton yang telah dibuat. Standart deviasi dinyatakan dengan simbol S dengan rumus sebagai berikut : (
)
.......................................( Rumus 21) X = niali benda uji = rata -rata n = jumlah benda uji 3.18. Kesimpulan Beton Normal
3.13.2. Pengujian Kuat Tekan Beton (ASTM C-39-81) A. Tujuan Untuk mengetahui kuat tekan hancur dari silinder beton yang
Merupakan kumpulan hasil – hasil yang diperoleh dari seluruh percobaan. Kesimpulan ini meliputi hasil tes kuat tekan dari berbagai variasi campuran, hasil susut dari beton dan
Bisa tidaknya Abu Vulkanik digunakan untuk campuran Beton.
ini
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA DATA Kondisi Pasir : 1. Lolos saringan No. 200 2. Berat jenis (SSD) 3. Berat Volume 4. Kelembaban 5. Resapan 6. Modulus Kehalusan 7. Grading zone
: : 2.72 gr/cm3 : 1.485gr/cm3 : 5.82 % : 1.52 % : 2.2495 :2
Kesimpulan analisa ayakan batu pecah Kondisi Batu Pecah : 1. Berat jenis (SSD) : 2.745 gr / cm3 2. Berat Volume : 1.405 gr / cm3 3. Kelembaban : 1.25 % 4. Resapan : 1.35 % 5. Modulus Kehalusan : 6.69 6. Diameter Maximum : 20mm/10mm 1.2.4 Mix Design Dari hasil analisa material kita bisa mencari mix design yang tepat untuk merencanakan beton pada umur 28 hari denga mutu f’c 30MPa. Campuran mix design ini dalam penelitian ini menggunakan 1 macam saja. Namun yang berubah-ubah adalah prosentase abu vulkanik dan semen. Abu vulkanik digunakan sebagai pengganti semen. Yaitu dengan prosentase 0%,10%, 15%, 20%, dan 25%.berikut kami tampilkan tabel mix design dalam penelitian ini.
Tabel.4.16 Mix Design Beton Abu Vulkanik Bromo
4.2.5 Pengujian Beton Kondisi Segar Slump Tes Slump tes ini digunakan sebagai kontrol terhadap pembuatan campuran beton. berikut kami tampilkan hasil slump tes. Tabel.4.17 hasil Slump Tes Beton Abu Vulkanik. Prosentase 0% 10% 15% 20% 25%
Slump Tes 80 + 20 10 9 8 7 7
Dari tabel diatas bahwa hasil slump tes masih memenuhi sesuai slump tes rencana . 4.3
Uji Parameter Mekanik
Untuk mencari kadar air campuran Binder maka perlu dilakukan pengujian konsistensi normal untuk tiap-tiap komposisi (SNI 03-6826-2002). Konsistensi Normal Binder Semen dan Abu Vulkanik Bromo Tabel.4.18 Dengan Alat Vikat
% Abu Vulkanik
Air (ml)
0 15 25 35 50 70
72.9 73.075 73.35 74.3 74.8 77.31
Tabel 4.19 Dengan pengamatan
4.3.1 Tes Kuat Tekan (ASTM C 823-75)
% Abu Vulkanik
Air (ml)
Test kuat tekan dilakukan pada 3 jenis benda uji, yaitu benda uji binder ukuran 20 x 40 mm,benda uji mortar ukuran 50 x 50mm dan benda uji beton ukuran 10 x 20 cm. Adapun tes kuat tekan yang dilakukan pada binder 20 x40 mm adalah untuk mengetahui nilai kuat tekan optimum pada campuran semen dan abu vulkanik dengan prosentase tertentu. Prosentase abu vulkanik yang digunakan pada awalnya yaitu 0%, 15%, 25%, 35%, 50%. Namun dikarenakan pada saat percobaan ternyata yang optimum antara 15%,maka dilakukan uji ulang dengan komposisi 0%, 10%, 15% ,20%dan 25%. Tes kuat tekan untuk binder dilakukan pada umur 3, 7, 14, 21 dan 28 hari. Untuk tes kuat tekan yang dilakukan pada mortar 50 x 50 mm adalah untuk mengetahui nilai kuat optimum dan trend yang terjadi akibat penambahan abu vulkanik.prosentase abu vulkanik yang di tambahkan yaitu 0%, 10%, 15%, 20%, 25%.Tes kuat tekan untuk mortar dilakukan pada umur 3, 7, 14, 21 dan 28 hari. Sedangkan untuk benda uji ukuran 10 x 20 cm dilakukan beberapa pengetesan untuk beberapa tujuan.Diantaranya untuk mengetahui kuat tekan beton dengan campuran abu vulkanik bromo dan mendapatkan prosentase abu vulkanik bromo optimum yang ditambahkan pada campuran beton.
0 10 15 20 25 30 35
72.9 75.36 77.5 78.6 79.3 79.95 80.04
Keterangan : Berat Semen + Abu = 300 gram.
Berikut disajikan grafik konsistensi normal semen dengan Abu Vulkanik pada Gambar 4.4 dibawah ini:
Gambar 4.1 Grafik Konsistensi Normal binder dengan pengamatan.
untuk mengetahui dari variasi prosentase Abu Vulkanik. Pada awalnya dilakukan pengujian terhadap pasta dengan prosentase 0%, 15%, 25%,35% dan 50% Abu Vulkanik, manakah prosentase yang memberikan nilai kuat tekan paling optimum.pengujian kuat tekan ini menggunakan mesin Old UTM . Tabel 4.25 kuat tekan binder umur 28 Hari
Gambar 4.2 Grafik konsistensi Normal dengan percobaan menggunakan alat Vikat.
Untuk mencari kadar air campuran Mortar maka perlu dilakukan pengujian konsistensi normal untuk tiap-tiap komposisi.(SK SNI M 111-1990-03) Tabel.4.20 konsistensi normal Mortar
% Abu Vulkanik
Air (ml)
KOMPOSISI 0% 15% 25% 35% 50%
spesi 1 (Mpa) 70.06 80.57 71.34 49.36 35.67
spesi 2 (Mpa) 79.62 74.52 77.71 49.68 30.25
spesi 3 (Mpa) 79.62 86.62 66.56 56.05 35.35
rata – rata (Mpa) 76.43 80.57 71.87 38.86 33.76
Dapat dilihat pada Gambar dibawah ini grafik prosentase optimum Abu Vulkanik Bromo,yaitu:
0 242 10 238 15 235 20 230 25 225 Keterangan : Berat Pasir = 1375 gram Berat Semen + Abu = 500 gram. Berikut disajikan grafik konsistensi normal Mortar.
Mortar.
Gambar 4.3 Grafik konsistensi normal
4.3.1.1 Kuat Tekan Benda Uji 20 x 40 mm 4.3.1.1.1 Penentuan Prosentase Optimum Campuran Semen dengan Abu Vulkanik Bromo (pasta). Penentuan prosentase optimum Abu Vulkanik Bromo ini dilakukan dengan tujuan
Gambar 4.4 Grafik kuat tekan pasta
Dari grafik tersebut didapatkan hasil yang tidak beraturan, kemungkinan ini terjadi akibat dari alat yang digunakan untuk pengetesan masih baru, belum terkalibrasi, dan sifat Abu Vulkanik yang masih baru meletus,diduga sifat Abu ini sangat reaktif. Didapatka optimum di perosentase 0%, 15% , 25%. Sehingga perlu dilakukan pengujian ulang terhadap prosentase diantara range tersebut,sehingga dilakukan pengujian ulang terhadap prosentase 0%, 10%, 15%, 20%, 25%. Pengujian kuat tekan ini menggunakan Old UTM seperti gamabar berikut:
Dari grafik diatas menunjukan bahwa Kuat tekan optimum pada Umur 28 Hari berada di prosentase 15%.
Gambar 4.7 Grafik gabungan Kuat tekan binder
Gamabar 4.5. Pengujian kuat tekan Di bawah ini tabel berikut grafik hasil dari uji kuat tekan terhadap binder 0%, 10%, 15%, 20%, 25% Dapat dilihat pada Gambar dibawah ini gabungan tabel dan grafik prosentase optimum Abu Vulkanik Bromo,yaitu: Tabel 4.31gabungan kuat tekan binder.
Abu
3 hari
7 hari
14 hari
21 hari
28 hari
0%
68.94
72.76
74.45
82.09
85.27
10%
66.50
68.52
71.06
76.68
67.24
15%
51.55
63.64
67.61
68.09
79.55
20%
35.11
48.89
70.64
71.48
76.47
25%
50.91
59.08
60.67
65.65
67.24
Gambar 4.6 Grafik gabungan Kuat tekan binder (Pasta) Umur 28 Hari.
Dari grafik uji kuat tekan binder diatas didapatkan kesimpulan bahwa penambahan abu vulkanik dapat menurunkan kuat tekan binder,semakin banyak jumlah Abu vulkanik ditambahkan maka semakin besar pula penurunan kuat tekan binder,namun hal ini terkecuali pada binder dengna prosentase 10 %, walaupun jumlah semen yang tersubtitusi tidak terlalu besar tetapi penurunan kuat tekan sangat besar,ini akibat dari sifat abu vulkanik yang sangat reaktif,disuga dengan penambahan abu vulkanik 10% itu hanya akan mengganggu semen,jadi jika dilakukan penggantian jumlah semen dengan abu vulkanik disarankan antara penambahan optimum sebesar 15%. 4.3.1.2 Kuat Tekan Benda Uji 50 x 50 mm 4.3.1.1.1 Penentuan Prosentase Optimum Campuran Mortar dengan Abu Vulkanik Bromo (pasta). Setelah dilakukan uji kuat tekan binder,maka dilakukan uji kuat tekan mortar yang bertujuan untuk mendapatkan kekuatan tekan dari mortar dengan campuran abu vulkanik bromo sebagai subtitusi semen,dengan prosentase 0%, 10%, 15%, 20%, 25%.dari percobaan tersebut didapatkan hasil yang disajikan dalam tebel dan grafik dibawah ini:
Hubungan Faktor Air Semen Denga Kuat Tekan. Berikut kami tampilkan grafik hubungan faktor air semen dengan kuat tekan.
Dari grafik diatas menunjukan bahwa Kuat tekan optimum pada Umur 28 Hari berada di prosentase 15%. Dari data di atas didapat hasil kuat tekan mortar,sehingga jika di gabungkan menjadiseperti di bawah ini :
Gambar 4.10 Grafik kuat tekan pasta
Tabel 4.37 kuat tekan mortar abu vulkanik Gabungan
Mortar 3 hari 7 hari 14 hari 21 hari 28 hari
0% 27.307 29.600 30.400 32.560 39.013
10% 25.653 26.080 26.560 28.400 31.387
15% 24.400 29.467 32.453 34.933 35.013
20% 20.960 21.653 25.547 31.280 34.773
25% 21.600 24.800 31.573 32.053 34.000 Gambar 4.11 Grafik hubungan kuat tekan Mortar dengan FAS Dari Grafik Hubungan Kuat Faktor air semen dengan Kuat tekan pasta menunjukan jumlah abu vulkanik yang bisa ditambahkan adalah 15 %,begitu juga dengan mortar yaitu 15 %.
4.3.1.3 Kuat Tekan Benda Uji 10 x 20 cm
Gambar 4.9 Grafik kuat tekan Mortar gabungan
Dari Tabel dan grafik pengujian kuat tekan mortar dapat dianalisa komposisi mortar campuran abu vulkanik,semakin banyak komposisi abu vulkanik yang mengganti semen maka akan semakin besar penurunan kuat tekannya,sehingga didapatkan penggunaan abu vulkaniuk yang di sarankan untuk pembuatan mortar adalah 15%.
Untuk membuktikan kebenaran dari penelitian ini perlu dilakukan uji kuat tekan terhadap beton.untuk itu dibuat beton dengan prosentase Abu vulkanik yang menggantikan semen sebesar 0%, 10%, 15%, 20%, dan 25%. Dari uji kuat tekan terhadap beton didapat data yang di tampilkan dalam bentuk tabel dan grafik berikut:
Beton (Mpa) 0%
10%
15%
20%
25%
3 hari
22.082 16.015 19.812 16.715 16.355
7 hari 14 hari 21 hari 28 hari
26.833 25.221 24.330 18.964 17.415 28.233 26.146 29.888 21.785 19.846 34.364 27.215 29.909 22.273 23.121
terbukti dari hasi XRD yang menunjukan kandungan unsur kimia dalam abu vulkanik yang sangat reaktif. 4.3.1.4 Kuat Tekan Umur 28 Hari Benda uji dianggap matang ketika berumur 28 hari. Berikut kami tampilkan gabungan kuat tekan benda uji ke Pasta, Mortar dan Beton ketika berumur 28 hari.
35.212 28.085 31.903 29.485 26.727
Gambar 4.14 Grafik Gabungan kuat tekan Pasta, Mortar dan Beton umur 28 hari Gambar 4.12 Grafik kuat tekan Mortar Umur 28 Hari
Dari grafik diatas menunjukan bahwa Kuat tekan optimum pada Umur 28 Hari berada di prosentase 15%.
Dari garfik diatas kita dapat mengamati bahwa hasil dari kuat tekan Binder (Pasta), Mortar dan Beton Memiliki trand yang sama, hal ini menunjukan bahwa sifat abu vulkanik ini yang masih belum stabil, untuk itu perlu di lakukan penelitian lebih mendalam oleh peneliti-peneliti yang lain sehingga bisa didapatkan kesimpulan yang tepat. 4.3.1.5 Standart deviasi Standart deviasi ini di perlukan sebagai kontrol terhadap kualitas benda uji dan pembuatan. Berikut kami tampilkan hasil standart deviasi dari hasil kuat tekan binder, mortar dan beton dengan satuan MPa diatas dalam asebuah tabel.
Gambar 4.13 Grafik kuat tekan beton subtitusi semen dengan abu vulkanik 25% Dari hasil Tes kuat
tekan beton subtitusi semen dengan abu vulkanik bromo diatas dapat dianalisa bahwa kecenderungannya sama dengan pada benda uji binder dan mortar,yaitu terjadi penurunan kuat tekan seiring ditambahnya prosentase abu vulkanik yang menggantikan semen kedalam beton.namun terjadi keanehan pada beton dengan prosentase abu vulkanik 10%.di mungkinkan hal ini terjadi karena sifat abu vulkanik yang sangat reaktif,sehingga hasil dari kuat tekan menjadi kurang beraturan,dan
Tabel 4.44 hasil standart deviasi dari bendau uji kuat tekan binder dalam Mpa.
STDV
3 hari
7 hari
14 hari
21 hari
28 hari
0%
9.45
7.06
3.82
2.55
3.59
10%
5.31
2.43
5.11
4.30
4.24
15%
3.32
8.74
3.31
2.96
5.33
20%
5.46
0.37
7.34
4.95
6.37
25%
1.65
1.57
2.39
4.15
5.14
Dari hasil diatas didapat bahwa standart deviasi lebih dari 3,5 hal ini krena satuan yang dipakai adalah Mpa sementara benda uji yang dibuat berukuran 10 x 20 mm. Tabel 4.45 hasil standart deviasi dari bendau uji kuat tekan Mortar dalam Mpa.
STDV 0%
3 hari 0.65
7 hari 0.40
14 hari 0.69
21 hari 0.65
28 hari 1.69
10%
1.92
1.35
4.04
0.00
1.44
15%
2.12
1.39
0.41
1.62
1.99
20%
1.08
1.60
3.28
1.91
3.41
25%
0.00
2.12
3.13
2.59
0.80
Dari hasil diatas didapat bahwa standart deviasi lebih dari 3.5 hanya 1 kali yaitu terjadi pada pengujian mortar prosentase 10% pada umur 14 hari, namun hal ini masih dapat di tolelir karena 4 tidak terlalu jauh dengan 3.5 dan juag tidak terlalu signifikan pengaruhnya. Tabel 4.46 hasil standart deviasi dari bendau uji kuat tekan Beton dalam Mpa.
STDV 0% 10% 15% 20% 25%
3 hari 0.45 2.71 3.03 0.15 1.47
7 hari 0.86 0.99 0.16 0.46 1.80
14 hari 3.51 1.55 3.49 1.23 3.05
21 hari 2.98 1.31 1.80 0.00 3.14
28 hari 2.57 2.81 1.51 2.96 3.18
Dari hasil diatas didapat bahwa tidak ada standart deviasi lebih dari 3.5 hal ini
menunjukan bahwa benda uji yang di buat sudah seragam. 4.4 Uji Parameter Fisik 4.4.1 Setting Time (ASTM C 191-92) Telah dijelaskan didepan bahwa setting time merupakan suatu uji untuk mengetahui pengikatan awal dan pengikatan akhir pada pasta binder, dimana indikasi pengikatan awal terjadi ketika penurunan jarum vicat tercatat sebesar 25 mm. Sedangkan untuk pengikatan akhir tercatat kurang lebih 0 mm, dengan kata lain tidak terjadi penurunan jarum vicat.pengujian setting time dilakukan 2 kali. Pertama terhadap binder dengan prosentase abu vulkanik 0%, 15%, 25%, 35%, dan 50% dengan jumlah air sesuai dengan konsistensi normal dengan uji vikat dan kedua dilakukan uji setting time dengan prosentse abu vulkanik 0%. 10%, 15%, 20% dan 25% dengan jumlah air sesuai konsistensi normal dengan cara pengamatan.pengujian setting time ini menggunakan dua metode yaitu menggunakan alat vikat dan menggunakan termokopel dan data loger.
Gambar 4.17 Grafik Setting time binder dengan data loger.
Gambar 4.16 grafik Setting time binder dengan alat vicat.
Berdasarkan grafik diatas, pengikatan awal dna pengikatan akhir dapat di jelaskan melalui tabel berikut.
Prosentase abu 0% 15% 25% 35% 50%
pengikatan awal (menit) 84 122 183 214 288
pengikatan akhir (menit) 120 150 240 255 345
Dari tabel diatas dapat di analisa bahwa semakin banyak prosentase abu vulkanik yang ditambahkan maka semakin lama pula waktu pengikatan yang diperlukan.ini menunjukan bahawa penambahan abu vulkanik dapat memperlambat reaksi yang terjadi dalam campuran binder.Abu vulkanik berpengaruh menurunkan suhu dalam campuran binder, dapat dilihat dari tabel berikut : Tabel 4.48 Hasil panas hidrasi Panas Hidrasi Panas Maksimum (°C) Panas Akhir (°C) 0% 52.85 28 15% 48.85 28 25% 44.9 28 35% 42.8 28 50% 38.05 28
C) Komulatif (°C) 4 3.95 2.1 4.75
4 7.95 10.05 14.8
Dari tabel tersebut dapat di ketahui bahwa penambahan Abu Vulkanik 50% dapat menurunkan suhu dalam pasta sebesar 14.8C. hal ini menunjukan bahwa Abu vulkanik tidak dapat bereaksi secara cepat semen.sehingga semen memerlukan waktu yang cukup lama untyk mengikat abu vulkanik tersebut.
Gambar4.18 Grafik Setting Time binder 2 dengan alat vikat
Tabel 4.47 penjelasan setting time
Gambar 4.19 Grafik Setting Tiem Binder Mmenggunakan Data Loger
Tabel 4.49 Hasil panas hidrasi Prosentase 0% 10% 15% 20% 25%
Pengikatan Awal (menit) 81 103 116 120 132
Pengikatan Awal (menit) 120 135 150 165 195
Dari tabel diatas dapat di analisa bahwa semakin banyak prosentase abu vulkanik yang ditambahkan maka semakin lama pula waktu pengikatan yang diperlukan.ini menunjukan bahawa penambahan abu vulkanik dapat mengahambat reaksi yang terjadi dalam campuran binder.Abu vulkanik berpengaruh menurunkan suhu dalam campuran binder, dapat dilihat dari tabel berikut :
Keterangan Dalam air () gram SSD (Mh) gram Kering oven (Mo) gram kondisi halus (mo) gram volume benda (Vo) gram r (Kepadatan Absolut) Kepadatan Visual) pt (porositas total) po (Porositas terbuka) pf (porositas tertutup)
0% 16.10 29.10 25.00 23.00 8.00 2.88 1.92 33.11 31.54 1.57
10% 15.70 28.70 25.60 24.00 9.00 2.67 1.97 26.15 23.85 2.31
15% 14.90 27.80 24.50 23.60 9.00 2.62 1.90 27.57 25.58 1.99
20% 14.90 27.80 24.50 22.80 8.50 2.68 1.90 29.20 25.58 3.61
25% 15.50 28.90 25.50 24.00 9.00 2.67 1.90 28.64 25.37 3.26
Dari tabel diatas dapat diketahui ternyata didalam binder terdapat rongaa yan cukup baik tidak begitu banyak.
Tabel 4.52 hasil pengujian porositas Mortar Tabel 4.50 Hasil panas hidrasi
Panas Hidrasi 0% 15% 20% 25%
Setting awal (C) setting akhir (°C) C) Komulatif (°C) 54.8 28 51.3 28 3.5 3.5 49.5 28 1.8 5.3 47.3 28 2.2 7.5
PercobaanDari tabel tersebut dapat di ketahui bahwa penambahan Abu Vulkanik 25% dapat menurunkan suhu dalam pasta sebesar 7.5C. hal ini menunjukan bahwa Abu vulkanik tidak dapat bereaksi secara cepat semen.sehingga semen memerlukan waktu yang cukup lama untyk mengikat abu vulkanik tersebut.
4.4.3 Uji porositas Pengujian porositas ini sangat perlu dilakukan,hal dilakukan agar kita dapat mengetahui kualitas benda uji yang kita buat. Dalam penelitian ini juga dilakukan uji porositas terhadap binder (pasta),mortar dan beton hanya pada prosentase 0%, 10%, 15%, 20%, 25%. Karena prosentase tersebut marupakan titik-titik optimum penambahan abu vulkanik berdasarkan percobaan sebelumnya diatas.berikut disajikan hasil dari .porositas dalam bentuk tabel.
awal Prosentase 0% 10% 15% 20% 25%
1 (gram) 289.5 312.5 294 292 302.6
2 (gram) 301 306.5 299.2 298 301
3 (gram) 300.5 304.5 297 300.5 304
akhir Prosentase 0% 10% 15% 20% 25%
1 (gram) 278.8 289.4 273.7 271.4 275.3
2 (gram) 278.4 284 279.1 277.2 274.7
3 (gram) 279.5 283 267.3 270.2 279.8
Tabel 4.53 hasil pengujian porositas Mortar
porositas 0% 10% 15% 20% 25%
1 (%) 3.696028 7.392 6.904762 7.054795 9.021811
2 (%) 7.508306 7.340946 6.717914 6.979866 8.737542
3 (%) 6.988353 7.060755 10 10.08319 7.960526
ratarata(%) 6.064229 7.264567 7.874225 8.039285 8.573293
Berdasarkan tabel diatas kita dapat mengetahui bahwa porositas yang terdapat di dalam campuran mortar maksimum mencapai 10,08319, namum hal tersebut masih bisa diterima karena porositas maksimum yang bisa ditolelir sebesar 12 %.
4.4.5 Tes Kuat Tarik beton. Tes kuat tarik beton juga diperlukan untuk mengetahui kemampuan tarik yang bisa di pikul oleh campuran beton. Hasil dari tes kuat tarik kami tampilkan sebagai berikut: Tabel 4.55 Tes belah beton pada umur 28 hari
Tabel 4.54 porositas terbuka Beton
Awal Prosent ase 0% 10% 15% 20% 25% Akhir Prosent ase 0% 10% 15% 20% 25%
porosit as 0% 10% 15% 20% 25%
Prosentase
1 (ton)
2 (ton)
3 (ton)
rata-rata (ton)
1 (gram) 3925
2 (gram) 3900
3 (gram) 3965
umur 28
0%
8.50
11.00
10.50
10.00
10%
7.80
8.50
9.50
8.60
3845 3860 3925 3860
3840 3845 3905 3855
3855 3865 3940 3865
28 28 28 28
15%
12.35
10.00
8.55
10.30
20%
9.65
10.10
8.00
9.25
25%
7.00
9.00
9.00
8.33
1 (gram) 3725 3725 3725 3715 3675
2 (gram) 3700 3720 3720 3705 3675
3 (gram) 3760 3715 3740 3755 3696
Prosentase
1 (Mpa)
2 (Mpa)
3 (Mpa)
rata-rata (Mpa)
umur 34-37 34-37 34-37 34-37 34-37
0%
27.57
35.68
34.05
32.43
10%
25.30
27.57
30.81
27.89
15%
40.05
32.43
27.73
33.41
20%
31.30
32.76
25.95
30.00
25%
22.70
29.19
29.19
27.03
3 (%) 5.1702 4 3.6316 47 3.2341 53 4.6954 31 4.3725 74
ratarata (%) 5.1313 29 3.2925 28 3.3275 12 5.0557 96 4.6115 27
1 (%) 5.0955 41 3.1209 36 3.4974 09 5.3503 18 4.7927 46
2 (%) 5.1282 05 3.125 3.2509 75 5.1216 39 4.6692 61
Berdasarkan tabel diatas kita dapat mengetahui bahwa porositas yang terdapat di dalam campuran beton maksimum mencapai 5.350318, namum hal tersebut masih bisa diterima karena porositas maksimum yang bisa ditolelir sebesar 12 %.
Dari tabel diatas didapatkan bahwa kuat tarik beton rata-rata maksimum mencapai 33.41 yang dialami oleh 15% abu vulkanik disusul dengan prosentase 0%.hal ini menunnjukkan prosentase tersebut lebih kuat menahan tarik dari pada presentase lainnya 4.4.6 Susut. Susut yang di ujikan disini adalh susut mortar.Uji susut ini sangat penting untuk mengetahui perubahan panjang pada campuran.perubahan panjang sangat mempengaruhi kuat tekan.
Dari Grafik dapat ditarik kesimpulan bahwa Mortar pada prosentase 10% mengalami susut yang sangat besar. Sedangkan pada prosentase 0% mengalami susut yang terkecil.untuk mengetahui pengaruh susut terhadap kuat tekan dapat kita loihat pada grafik sebagai berikut.
Dari grafik dapat di simpulkan bahwa semakin besar susut yang terjadi mengakibatkan penurunan kuat tekan yang besar, hal ini dapat kita tarik kesimpulan penyebab dari menurunya kuat tekan Pasta, Mortar dan Beton akibat dari Penyusutan pada Prosentase 10 % paling besar daripada lainya, sehingg akuat teknya lebih rendah daripada prosentase 15%. 4.5 Uji Mikrostruktur Untuk memahami lebih dalam tentang mikrostruktur dan mengetahui senyawasenyawa di dalam Abu Vulkanik Bromo yang digunakan dalam penelitian maka perlu dilakukan pengujian mikrostruktur, yakni dengan tes XRD (X-Ray Diffractometer). Dengan tes tersebut maka kita akan mengetahui susunan senyawa kimia yang terkandung di dalam material tersebut.
Gambar 4.22 X-Ray Diffractometer Bromo Volcano Ash
Gambar 4.21 hasil analisa strain dengan data loger
.
Dari hasil uji XRD diatas diketahui bahwa Kandungan unsur kimia yang terdapat pada Abu Vulkanik yang digunakan pada penelitian ini mengandung quartz (SiO2) yang sangat tinggi melebihi unsur yang lainyat. Dari Uji XRF diketahui kandungan Abu Vulkanik Bromo Adalah sebgai berikut. Tabel 4.56 Analisa XRF
Gambar 4.23 X-Ray Diffractometer Merapi Volcano Ash
Compound SiO2 Na20 Fe2O3 Al2O3 CaO K2O TiO2 SO3 MgO P205 conc unit 35.70% 22% 15.80% 9.90% 8.32% 3.37% 1.50% 1.30% 1% 0.73 Selain unsur silika,ternyata terdapat kandungan unsur-unsur lain seperti Ferat (Fe2O3 15,8%), Nitrit (Na2O 22%), dan Alumunium Oksida (Al2O3 9.9%). Tabel Perbandingan Pozolan yang dibakar Pengetesan dengan metode XRF
Unsur Kimia
Syarat ASTM (1996) Syarat SK-SNI15-1990-F Abu Vulkanik Keterangan
SiO2+Al2O3+Fe2O3
>70%
>70%
61.40%
Not OK
SO3
< 4%
< 5%
1.30%
OK
Na2O
< 1.5%
< 1.5%
22%
NOT OK
Berdasarkan tabel perbandingan pozolan tersebut ada mineral yang terkandung dalam Abu Vulkanik Bromo yang melebihi dari persyaratan yang ditentukan yaitu mengandung 22% Na2O, dengan adanya kandungan yang yang tinggi tidak baik terhadap campuran beton., hal ini dikarenakan reaksi alkali yang terjadi membuat agreagt terlepas dari campuran pasta dan menyebabkan retak pada beton. adapun hasil analisa kimia yang dilakukan oleh lab TAKI Teknik Kimia ITS sebagai berikut: Mineral Prosentase Metode SiO2 62% Titrimetri CaO 19.88% Gravimetri Lab Taki Teknik Kimia ITS
Dari ketiga hasil Analisa Kimi tersebut menunjukan Hasil yang berbeda-beda. Hal ini menunjukan bahwa kandungan mineral abu vulkanik dalam satu tempat tidak selalu sama, Waktu letusan yang berbeda dimungkinakan juga membawa mineral yang berbeda pula
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab terkhir ini akan disampaikan beberapa kesimpulan dan saran dari pengujian yang telah dilakukan. 5.1 Kesimpulan 1. Kandungan Kimia dari abu vulkanik ini sebagian besar adalah unsur yang digunakan sebagai pozolan,yaitu 35% SiO2, (Fe2O3 15,8%), (Al2O3 9.9%). 2. Dari Hasil percobaan yang kami lakukan menunjukan sifat kuat tekan beton semakin menurun seiring dengan bertambahnya prosentase abu vulkaanik. Pada saat pelaksaan pengecoran terlihat benda uji waktu basah mengeluarkan air dan terjadi segregasi,ada indikasi bahwa reaksi antara beton denga abu vulkanik melambat. Hal ini terbukti melalui uji setting time dan panas hidrasi. 3. Abu vulkanik pada prosentase 10% kurang berperan dalam campuran beton, hal ini di indikasi karena pada prosentase tersebut jumlah silika yang bereaksi tidak cukup untuk menggantikan jumlah semen yang hilang, sehingga terjadi kekacauan di prosentase tersebut.namun ketika prosentase di tambah menjadi 15% maka didalam campuran tersebut prosentase silika dan bahan pozolan yang terkanding dalam abu vulkanik cukup untuk bereaksi menggantikan jumlah semen yang hilang. 4. Hasil Kuat tekan beton pada Umur 28 hari menunjukan bahwa penambahan abu vulkanik tidak menunjukan penurunan yang signifikan. Dari prosentase abu vulkanik yang ditambahkan didapatkan kekuatan pada komposisi 0% = 35.212 MPa, 10% = 28. 085 MPa, 15% = 31.903 MPa, 20% =29.485, 25%= 26.727. dengan hal tersebut dapat disimpulkan abu vulkanik ini dapat digunakan namun dengan prosentase dibawah 25%. Dan komposisi teroptimum disarankan menggunakan prosentase 15%.
5.2 Saran 1. Ketepatan Hasil Analisa ini bergantung pada Kuat tekan dan perawatan dan kontrol pada saat pengujian, untuk itu pada saat pembuatan benda uji,pemeliharaan ,capping, suhu,kondisi alat,serta kondisi benda uji sebelum dan pada saat dilakukan pengetesan harus benarbenar terjaga dan berhati-hati dalam melaksanakanya agar didapatkan hasil yang sangat akurat. 2. Penelitian ini tidak menggunakan terlalu banyak benda uji beton.dikarenakan jumlah abu vulkanik yang cukup terbatas dan pengolahanya sebelum dijadikan pengganti semen yang cukup lama, oeleh karena ini diharapkan pada penelitian selanjutnya gunakan benda uji yang cukup banyak dengan ukuran 15x30 supaya didapatkan hasil yang lebih akurat lebih baik. 3. Dalam penelitian ini metode yang digunakan adalah metode beton normal bisasa.untuk itu diharapkan pada penelitian selanjutnya digunakan metode-metode lain yang memungkinkan hasil dari penggunaan abu vulkanik ini jauh lebih baik. 4. Diharapkan hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai pembanding oleh peneliti-peneliti selanjutnya.
.
