BAB III METODOLOGI PENGUJIAN

Bab III Metodologi Pengujian

BAB III METODOLOGI PENGUJIAN

3.1

Metodologi Metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini terdiri dari

peneletian laboratorium dan analisa data laboratorium 3.1.1 Penelitian laboratorium Dilakukan dengan cara mendapatkan data-data secara langsung dari hasil pengujian Laboratorium bahan Politeknik Negeri Bandung JL Gegerkalong hilir ds Ciwaruga Bandung 40012 Jawa Barat. Fasilitas laboratorium meliputi: Lab. Beton. Metode pelaksanaan penelitian laboratorium uji bahan dilakukan dengan cara pengujian agregat kasar dan agregat halus serta pengujian beton dengan menggunakan bahan tambah styrofoam PT. Beton Elemenindo Putra . Pengujian agregat kasar dan agregat halus meliputi, pengujian berat jenis dan penyerapan air, pengujian berat isi agregat, pengujian analisa ayak, pengujian kadar lumpur agregat, pengujian kadar air agregat, pengujian organik impuritis pada agregat halus dan pengujian kekerasan pada agregat kasar.

III-1


3.1.2 Studi terdahulu Pada penelitian terdahulu oleh Ida Bagus Dharma Giri', I Ketut Sudarsana, dan Ni Made Tutarani dalam Tulisan “KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTIS BETON DENGAN PENAMBAHAN STYROFOAM” bahwa dalam Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui nilai kuat tekan dan modulus elastisitas beton dengan penambahan butiran styrofoam serta hubungan antara kuat tekan dan modulus elastisitas beton dengan persentase penambahan butiran styrofoam. Butiran styrofoam ini digunakan dengan pertimbangan dapat menjadikan beton lebih ringan namun memiliki kekuatan yang cukup untuk memikul beban yang bekerja. Komposisi campuran yang digunakan adalah 1:2:3 (semen : pasir : batu pecah) dalam perbandingan berat dengan fas sebesar 0,50, dan ukuran agregat maksimum 25 mm. Variasi persentase penambahan butiran styrofoam sebanyak 0%, 10%, 20%, 30%, 40% terhadap volume campuran. Butiran styrofoam yang dipakai memiliki diameter antara 3-10 mm dengan berat satuan 22,89 kg/m3. Untuk mengetahui nilai kuat tekan dan madulus elastisitas beton dengan penambahan butiran styrofoam, maka dibuat benda uji berbentuk kubus dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm sebanyak 7 buah untuk masing-masing persentase penambahan butiran styrofoam dimana 5 buah benda uji dilakukan pembacaan perpendekan untuk mendapatkan nilai modulus elastisitasnya. Pengujian dilakukan pada umur benda uji 28 hari. Hasil penelitian menunjukkan kuat tekan beton dan modulus elastisitas yang dihasilkan mengalami penurunan dengan bertambahnya persentase butiran styrofoam yang ditambahkan pada carnpuran beton. Nilai kuat tekan dengan variasi persentase butiran styrofoam sebesar 0%, 10%, 20%, 30%, 40% berturutt-turut sebesar 32,395 MPa, 24,144 MPa, 17,994 MPa, 13,411 MPa, 9,995 MPa. III-2


Penurunan nilai modulus elastisitas dengan penambahan 10%, 20%, 30%, dan 40% berdasarkan ASTM C 469 berturut-turut 0,278%, 5,797%, 16,555%, dan 32,553%, dan berdasarkan kemiringan kurva tegangan-regangan 0,587%, 6,256%,17,006%, dan 32,83%.

3.2

Waktu & Tempat Penelitian Waktu pengujian

: Bulan april s/d mei 2010

Tempat pengujian

: Laboratorium Teknik Sipil Politeknik Negeri Bandung

3.3

Bahan-Bahan Penelitian. -

Air yang digunakan adalah air yang tersedia di laboratorium

-

Semen yang digunakan, adalah semen portland. Merek gresik PC type1

-

Agregat halus yang digunakan, adalah agregat dari Batujajar

-

Agregat kasar yang digunakan adalah agregat dari Galunggung

-

Bahan tambah Styrofoam dari hasil fabrikasi

III-3


3.4 Metode Pengujian 3.4.1 Pengujian Pendahuluan A.AGREGAT KASAR Tabel 3.1 Batas Standar Pengujian Agregat Kasar

JENIS PENGUJIAN 1 Berat jenis 2 Gradasi 3 Abrasi

kadar zat 4 organik

STANDAR PENGUJIA N ASTM C127 2.56 ASTM C33 90-100 ASTM C33 max 50%

ASTM C33-95

BATAS

Lebih muda (negatif), organik rendah sehingga tidak membahayakan pada saat beton segar dan beton kering. Lebih tua (positif), organik tinggi sehingga membahayakan pada saat beton segar dan beton kering (dicuci).

Kadar butir lolos ayakan 5 no 200

ASTM C33-95

maksimum 1 %

III-4


B. AGREGAT HALUS Tabel 3.2 Batas Standar Pengujian Agregat Halus JENIS PENGUJIAN 1 Berat jenis 2 GRADASI 3

4 kadar zat organik

STANDAR PENGUJIAN BATAS Bina marga 2.5 ASTM C-33 95-100

ASTM C-33-95

5 Kadar butir lolos ayakan no 200 ASTM C-33-95

Lebih muda (negatif), organik rendah sehingga tidak membahayakan pada saat beton segar dan beton kering. Lebih tua (positif), organik tinggi sehingga membahayakan pada saat beton segar dan beton kering (dicuci). maksimum 1 %

C. SEMEN Tabel 3.3 Batas Standar Pengujian Bahan Bersifat Semen JENIS PENGUJIAN 1 Berat jenis

STANDAR PENGUJIAN

ASTM C. 188

BATAS 3,00 – 3,20

III-5


3.5 MIX DESAIN

3.5.1 Faktor air semen Faktor air semen adalah persentase berat air terhadap berat semen, dimana agregat dalam keadaan jenuh permukaan kering (S.S.D = Saturated surface Dry) Tabel 3.4 F.a.s Maksimum untuk Tipe Struktur dan Lingkungan yang Berbeda

Kekuatan Tekan 28 hari* (Mpa)** 41.4 34.5 27.6 20.7 13.8

Beton Airentrained 0.41 0.48 0.57 0.68 0.62

FAS Beton Non Airentrained 0.4 0.48 0.59 0.74

3.5.2 Kemudahan Pengerjaan (Workability) Kemudahan pengerjaan dapat dilihat dari nilai slump yang identik dengan tingkat keplastisan beton. Semakin plastis beton, semakin mudah pengerjaannya. Unsur – unsure yang mempengaruhi antara lain : 1. Jumlah air pencampur Semakin banyak air semakin mudah untuk dikerjakan. 2. Kandungan semen Jika FAS tetap, semakin banyak semen berarti semakin banyak kebutuhan air sehingga keplastisaannya akan tinggi. 3. Gradasi campuran pasir-kerikil Jika memenuhi syarat dan sesuai dengan standar, akan lebih mudah dikerjakan. 4. Bentuk butiran agregat kasar III-6


Agregat berbentuk bulat – bulat lebih mudah dikerjakan. Tabel 3.5. Slump Tipe konstruksi

slump cm max

tembok &pondasi plat &sumuran lantai, balok & dinding, kolom lantai jembatan pavement trotoir bendungan, konstruksi masa besar

min 7.5 10 2,5 7.5 5 10 5

2.5 5 2.5 5 2.5

Max slump 15 cm, min 2.5 cm

Tabel 3.6 Perkiraan Air Campuran dan Persyaratan Kandungan Udara untuk Berbagai Slum dan Ukuran Nominal Agregat Maksimum Air (lt/m3) Slump (mm) 25.4 s/d 50.8 76.2 s/d 127 152.4 s/d 177.8 Mendekati jumlah kandungan udara dalam beton airentrained (%) 25.4 s/d 50.8 76.2 s/d 127 152.4 s/d 177.8 Kandungan udara total rata-rata yang disetujuid) (dalam persen) Diekspose sedikit Diekspose menengah Sangat akspose

9.5 mm

12.7 mm

a)

a)

19.1 mm

a)

25.4 mm a)

38.1 mm a)

50.8 mm

76.2 mm

152.4 mm

ab)

bc)

bc)

210 231 246

201 219 231

189 204 216

180 195 204

165 180 189

156 171 180

132 147 162

114 126 -

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.3

0.2

183 204 219

177 195 207

168 183 195

162 177 168

150 165 174

144 159 168

123 135 156

108 120 -

4.5 6.0

4.0 5.5

3.5 5.0

3.0 4.5

2.5 4.5

2.0 4.0

1.5ef) 3.5ef)

1.0ef) 3.0ef)

7.5

7.0

6.0

6.0

5.5

5.0

4.5ef)

4.0ef)

Keterangan :

a) Banyaknya air campuran disini dipakai untuk menghitung faktor air semen untuk suatu campuran percobaan (trial batch). Harga-harga ini adalah

III-7


maksimal butirnya 1.5 in ( 40 mm), untuk suatu agregat kasar bentuk dan gradasinya cukup baik dan dalam batas yang diterima oleh spesifikasi. b) Nilai slump untuk beton yang mengandung agregat dengan ukuran maksimum 1.5 inch (38.1 mm atau 40 mm) ini adalah berdasarkan percobaan-percobaan yang dibuat setelah membung partikel agregat yang lebih besar dari 38 atau 40 mm c) Banyaknya air campuran disini dipakai untuk menghitung faktor air semen untuk suatu campuran percobaan (trial batch). Jika digunakan butiran maksimum agregat 3 inch (76.2 mm) atau 6 inch (152.4 mm). Harga-harga ini adalah maksimal untuk suatu agregat kasar bentuk dan gradasinya cukup baik dari halus sampai kasar. d) Rekomendasi lainnya tentang kandungan air dan toleransi yang diperlukan untuk control di lapangan tercantum dalam sejumlah dokumen ACI, seperti ACI 201, 345, 318, 301, dan 302. Batas-batas kandungan air dalam beton juga diberikan oleh ASTM C-94 untuk beton ready mix. Persyaratan-persyaratan ini bias saja tidak sama untuk masing-masing peraturan, sehingga perancangan beton perlu ditinjau lebih lanjut dalam menentukan kandungan air yang memenuhi syarat untuk pekerjaan yang juga memenuhi syarat peraturan. e) Untuk beton yang menggunakan agregat lebih besar dari 1.5 inch (40mm) dan tertahan di atasnya, prosentase udara yang diharapkan pada 1.5 inch. Dikurangi material ditabelkan dikolom 38.1. Akan tetapi, dalam perhitungan komposisi awal seharusnya kandungan udara juga ada sebagai suatu persen keseluruhan. f) Jika menggunakan agregat besar pada beton dengan FAS besar, gelembung udara yang ada bias saja tidak mengurangi kekuatan. Dalam banyak hal, persyaratan air campuran akan berkurang jika FAS bertambah, artinya pengaruh reduksi kekuatan akibat air entrained akan berkurang. g) Harga-harga ini berdasarkan criteria 9% udara di perlukan pada fase mortar. Jika volume mortar sangat berbeda dengn yang ditentukan dalam

III-8


rekomendasi praktis ini, besarnya dapat dihitung dengan mengambil 9% dari volume mortar sesungguhnya.

Tabel 3.7 Volume Agregat Kasar Per Satuan Volume Beton Ukuran Agregat Maks (mm) 9.5 12.7 19.1 25.4 38.1 50.8 76.2 152.4

Volume Agregat kasar kering* persatuan volume untuk berbagai modulusa halus butir 2.40 2.60 2.80 3.00 0.44 0.50 0.48 0.46 0.53 0.59 0.57 0.55 0.60 0.66 0.64 0.62 0.65 0.71 0.69 0.67 0.69 0.75 0.73 0.71 0.72 0.78 0.76 0.74 0.76 0.82 0.80 0.78 0.81 0.87 0.85 0.83

*) Volume ini didasarkan atas agregat kasar kondisi kering oven (dry-rodded) sesuai dengan ASTM C-29, “Satuan Berat Agegat”. Volume ini dihasilkan dari hubungan empiris yang menghasilkan beton dengan tingkat kemudahan pengerjaan yang tinggi, cocok untuk beton biasa. Untuk beton yang kurang mudah dikerjakan dalam syarat konstruksi maka nilai ini dapat dinaikan sekitar 40%. Untuk beton yang lebih mudah dikerjakan kandungan agregat kasarnya dapat dikurangi sekitar 10%, apabila nilai slump dan FAS telah dipenuhi. Tabel 3.8 Estimasi Berat Awal Beton Segar* (kg/m3) Ukuran Agregat Maks (mm) 9.5 12.7 19.1 25.4 38.1 50.8 76.2 152.4

Beton Air-entrained

Beton Non Air-entrained

2,304 2,334 2,376 2,406 2,442 2,472 2,496 2,538

2,214 2,256 2,304 2,340 2,376 2,400 2,424 2,472

III-9


3.6 Pengujian Beton 3.6.1 Kuat tekan beton Kekuatan tekan beton merupakan salah satu kinerja utama beton. Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Walaupuun dalam beton terdapat tegangan tarik yang kecil, diasumsikan bahwa semua tegangan tekan didukung oleh beton tersebut. Penentuan kekuatan tekan dapat dilakukan dengan menggunakan alat uji tekan dan benda uji berbentuk silinder dengan prosedur uji ASTM c-39 atau kubus dengan prosedur BS-1881 part 116 pada umur 28 hari.  Kuat tekan beton = (kg/cm2) atau N/mm2 atau MPa  P = Gaya Tekan [gaya maksimum yang diberikan oleh mesin kepada benda uji sampai benda uji hancur, Newton(N) atau kilogram(kg)]  A = luas penampang benda uji [cm2 atau mm2]  Jika benda uji silinder A= luas lingkaran =0,25 x  x D2 Contoh utk D = 15 cm  = 0,25 x 3,14 x 152 = 176,7 cm2 

Jika benda uji kubus A=luas bujur sangkar = H x L Contoh utk D=H=L=15 cm  = 15 x 15 = 225 cm2

III-10


III-11


Contoh perhitungan manual mix desain menggunakan sistem ACI 

Diketahui kuat rencana beton = 40 mpa



BJ semen tipe 1

= 3.06 ( diketahui dari hasil uji

pendahuluan) 

Agregat halus o Angka kehalusan

= 3.09 ( hasil uji pendahuluan)

o Berat Jenis Kering (BDG dry) = 2.64 (hasil uji pendahuluan) III-12


o Penyerapan Air

= 6.32% (hasil uji pendahuluan)

o Bobot isi padat kering = 1679 kg/cm3 (hasil uji pendahuluan) 

Agregat kasar o Max butir

= 19 mm

o Berat Jenis Kering (BDG dry) = 2.54 o Penyerapan Air

= 3.6% (hasil uji pendahuluan)

o Bobot isi padat kering = 1528 kg/cm3 

Slump = 25 s/d 50 mm



Kuat tekan rata – rata target , fcr =



Max butir > 55.2 Mpa = 19 mm



Kadar Opimum Agregat kasar

= 55.2 Mpa

= Vol Padat Kering x Bobot isi padat kering = 0.72 x 1528 kg/m3 = 1100 kg /m3

Volume Padat kering agregat ( Tabel 2.7 ) untuk agregat kasar 19 mm = 0.72 

Perkiraan Kadar air dalam meter kubik = 169 liter / m3 (tabel 2.8)



Menentukan W/(c+p) Koreksi pelaksanaan dilapangan, maka = 0.9 x 55.2 Mpa = 49.7 Mpa Dalam untuk 49.7 Mpa = 0.386 ( hasil Interpolasi) III-13




Kebutuhan bahan semen Untuk 1m3 beton = Kadar air dalam meter kubik / (w/c+p) = 169 / 0.386 = 437.6 kg/m3



Proporsi kebutuhan bahan beton (m3) o Semen = (keb semen /m3) / (bj semen x 1000)

= 0.143 m3

=

o Aggregate kasar = kadar optimum aggregate kasar / (bj agg kasar x 1000)

= 0.418 m3

= o Air = perkiraan air dalam / 1000 =

= 0.169 m3

o Kadar udara = 2 % x1000 / 1000 = 0.02 m3 ( table ) o Volume aggregate halus = 1 – komulatif volume bahan tanpa aggregate halus = 1 – 0.706 = 0.250 m3= 622 kg Jadi proporsi campuran dasar beton o Semen = 437.6 kg/m3 o Aggregate kasar = 1100 kg/m3 o Aggregate halus = 622 kg/m3 o Air

= 169 kg/m3 Total

= 2328.72 kg/m3 III-14


Kadar air lapangan = aggregate halus = 6.4 % Aggregate kasar = 0.5 % Dengan mempertimbangkan kadar air lapangan, maka kebutuhan bahan (1m3):

a. Semen

437.6

kg

b. Agregat Halus =(556) x (1.064)

661.8

kg

c. Agregat Kasar =(1100) x (1.005)

1105.7

kg

123.4

kg

d. Air

=(136.93)-[(1100)x(0.036+0.005)] + [(688)x(0.0632-0.064)]

Total 

2328.42 kg

Pembuatan benda uji : Dimensi kubuh x keb benda uji

= 15 cm x 15 cm x 15 cm x

24 buah = 0.081 m3 + 30 %( factor keamanan) = 0.1053 m3

Kebutuhan bahan untuk benda uji kubus dengan komposisi 0,1053 m3 III-15


(sebelum koreksi kadar air lapangan) SEMEN (kg)

46.079

SEMEN (m3)

AIR (kg)

17.796

AIR (m3)

KASAR (kg)

115.847

KASAR (m3)

HALUS (kg)

65.493

HALUS (m3)

0.015 1 0.017 8 0.044 0 0.026 3

kebutuhan bahan pada campuran Styrofoam 0 % = 

Semen

= 46.079 / 4 (tipe campuran) = 11.520 kg



Air

= 17.796 / 4 (tipe campuran) = 4.441 kg



Aggregate kasar = 115.847 / 4 (tipe campuran) = 28.962 kg



Aggregate halus = 65.493 / 4 (tipe campuran) = 16.373 kg



Styrofoam = 0 kg


Semen

= 46.079 / 4 (tipe campuran) = 11.520 kg



Air

= 17.796 / 4 (tipe campuran) = 4.441 kg






Aggregate halus = 16.373– (5 % x agg halus) = 15.554 kg



Styrofoam (5 % ) =

=

x 5%x bj sterofoam x 5% x 12 kg/m3

= 0.0039 kg

kebutuhan bahan pada campuran Styrofoam 10 % = III-16




Semen

= 46.079 / 4 (tipe campuran) = 11.520 kg



Air

= 17.796 / 4 (tipe campuran) = 4.441 kg






Aggregate halus = 16.373 – (10 % x agg halus) = 14.736 kg



Styrofoam (10% ) =

=

x 10%x bj sterofoam

x 10% x 12 kg/m3

= 0.0079 kg


Semen

= 46.079 / 4 (tipe campuran) = 11.520 kg



Air

= 17.796 / 4 (tipe campuran) = 4.441 kg






Aggregate halus = 6516.373– (15 % x agg halus) = 13.917kg



Styrofoam (15 % ) =

=

x 5%x bj sterofoam

x 15% x 12 kg/m3

= 0.0118 kg

III-17


III-18

BAB III METODOLOGI PENGUJIAN

Recommend Documents