Bab IV Analisa Data
BAB IV ANALISA DATA
4.1.
Pendahuluan Setelah dilakukan pengujian beton di Laboratorium Pengujian Bahan Teknik
Sipil Politeknik Negeri Bandung, yang meliputi pengujian agregat, pengujian beton segar, pengujian beton keras, dan didapatkan data-data hasil dan analisa pengujian berupa tabel dan grafik yang disajikan pada bab ini.
4.2 Hasil uji pemeriksaan bahan Tabel 4.1 : Hasil Pengujian Pendahuluan IV-1
Bab IV Analisa Data
4.2 Hasil uji pemeriksaan bahan Tabel 4.1 : Hasil Pengujian Pendahuluan
No.
Jenis Pengujian
Metode Pengujian
Standard
Nilai
1.
Uji berat jenis semen
ASTM C. 150
ASTM C. 188-95
2.
Uji analisis ayak agregat kasar dan agregat halus
ASTM C.136-96a
-
Uji kadar zat organik
ASTM C. 40 –04
3.
Ketentuan
Hasil
Keterangan
3,0 - 3,2
3,06
memenuhi
-
FMhalus = 2.876 FMkasar = 6,876
ASTM C. 33-93 SNI 033407-1994
SNI 03– 2816 –1992
10% Natrium
Warna lebih muda
memenuhi
Halus = 5.53 %
Halus tidak memenuhi
Kasar = 2,83%
Kasar tidak memenuhi
15% Magnesium Lebih muda (negatif) Lebih tua (positif)
4.
Uji kadar butir lolos ayakan no. 200
ASTM C. 117-95
ASTM C. 117-95
SNI 034142-1996
5.
Uji berat jenis dan penyerapan air agregat kasar dan agregat halus
ASTM C. 127-01
< 3 % (Agg. halus) < 1,5 % (Agg. kasar)
ASTM C.
> 2,5
SSD (%)
Curah (%)
Apparent (%)
Penyerapan air (%)
Halus
2,505
2,35
2,750
6,315
Kasar
2,630
2,540
2,790
3,600
127-01 Penyerapan = 3%
ASTM C. 128-01 SNI 031969-1990 SNI 031970-1990
6.
Uji bobot isi agregat padat dan gembur
SNI 034804-1998 7
Uji abrasi agregat kasar dengan mesin LA
Padat (gr/cm3)
Gembur (gr/cm3)
Halus
1.58
1.55
Kasar
1.36
1.24
ASTM C. 29/ C. 29M-97
ASTM C. 131-03
ASTM C. 33-93
Abrasi maksimum 50%
17,2365 %
memenuhi
SNI 032417-1991
IV-2
Bab IV Analisa Data
Dari hasil pemeriksaan material dapat disimpulkan bahwa : A. Berat Jenis semen : material semen yang diuji memenuhi syarat karena BJ semen Portland pada umumnya berkisar antara 3,00 – 3,20, hasil pengujian didapat BJ semen Portland 3,06. B. Analisa ayak agregat halus dan kasar. Dari hasil pengujian analisa ayak diperoleh nilai fine modulus (Fm) dari agregat halus dan kasar. Fine modulus (Fm) agregat halus menurut ASTM adalah 2,876 yang berarti agregat tersebut banyak memiliki fraksi butir yang kasar. Fine modulus (Fm) agregat kasar menurut ASTM adalah 6,835 Setelah dilakukan penggabungan agregat sehingga didapatkan komposisi untuk agregat halus 25,5% dan agregat kasar 74,5%. C. Uji kadar zat organic Menurut standar ASTM C.33-95 di jelaskan bahwa: 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).
IV-3
Bab IV Analisa Data
Dasil dari pengujian menyebutkan bahwa material berwarna lebih muda (negatif) tidak berbahaya,kadar organik rendah, jadi dengan kata lain material tersebut dapat digunakan untuk campuran beton mutu tinggi. D. Uji kadar butir lolos ayakan 200
Kadar lumpur pada agregat halus sebesar 5.53 % tidak sesuai dengan ketentuan, yaitu lebih dari 5% maka agregat halus harus dicuci.
Kadar lumpur pada agregat kasar sebesar 2.83 % tidak sesuai dengan ketentuan, yaitu lebih dari 1% maka agregat kasar harus dicuci.
E. Uji berat jenis dan penyerapan air agregat kasar dan agregat halus Dengan melihat nilai BJ diatas maka agregat halus = 2.505 dapat digunakan dalam pembuatan beton mutu tinggi dan agregat kasar = 2.630 dapat digunakan dalam pembuatan beton mutu tinggi. F. Uji bobot isi agregat padat dan gembur Berdasarkan pengujian bobot isi agregat kasar didapatkan : 1. Berat isi lepas/gembur = 1,24 gr/cm³ 2. Berat isi padat = 1,36 gr/cm³ 3. Faktor konversi padat ke gembur = 1,10 Berdasarkan pengujian bobot isi agregat halus didapatkan : 1. Berat isi lepas/gembur = 1,55 gr/cm³ IV-4
Bab IV Analisa Data
2. Berat isi padat = 1,58 gr/cm³ 3. Faktor konversi padat ke gembur = 1,019 G. Uji abrasi agregat kasar dengan mesin LA Dari hasil percobaan bahwa nilai abrasi / keausan agregat kurang dari 50 % yaitu 17,2365 % dan memenuhi syarat menurut ASTM.C.33-1996 untuk pembuatan beton yang digunakan sebagai struktur. 4.3. MIX DESAIN Hasil perhitungan mix desain menggunakan sistem ACI Tabel 4.2 : Perhitungan ACI Kuat Tekan Spesifik Semen portland Type I, nilai BJ Agregat halus : Angka Kehalusan (FM) Berat Jenis Kering (BDG dry) Penyerapan Air Bobot isi padat kering
40.0 3.06
MPa -
3.09 2.505 6.32
%
1679
kg/m3
Agregat Kasar : Maks Butir 19 mm Berat Jenis Kering (BDG dry) 2.63 Penyerapan Air 3.6 % Bobot isi padat kering 1528 kg/m3 Gradasi ASTM C.33, nomor 1. Slump = 25 s/d 50 mm ( tabel 3.5 slump)
IV-5
Bab IV Analisa Data
2. Maksimum butir agregat
= 19 mm ( modul rancangan beton mutu tinggi
oleh IR. A. SUBAGDJA, MT) 3. Kadar optimum agregat kasar = 0.65 x 1528 = 993.2 kg/cm3 (Tabel 3.7 Volume agregat kasar pers satuan volume) 4. Kadar air
= 168 liter / m3 (tabel 2.11 perkiraan air
campuran dan persyaratan kandungan udara untuk berbagai slump dan ukuran nominal agregat maksimum) 5. Faktor air semen
= 0.386 (tabel 2.12 F.a.s maksimum untuk tipe
struktur dan lingkungan yang berbeda) hasil interpolasi 6. Kadar semen
= 168 / 0.386 = 435.3 kg/m3
7. Proporsi campuran dasar Tabel 4.3 Proporsi Campuran
a.
Semen =
b.
Agg. Kasar =
c.
Air =
435.0 3.06 x 1000 1100 2.54 x 1000 168.00 1000 (2%x1000)/1000
d. Udara = Volume bahan padat tanpa agregat halus (Pasir)
0.142
m3
0.418
m3
0.168
m3
0.020 0.748
m3 m3
Volume agregat halus (Pasir) = 1 - 0.748 0.0.252 m3 Berat agregat halus (Pasir) = 0.252 x 2.505x 1000 631.26 kg
Jadi Proporsi Campuran Dasar Beton (tanpa bahan bersifat semen):
IV-6
Bab IV Analisa Data
Tabel 4.4 Proporsi Campuran Setelah Agregat Halus di Perhitungkan a.
Semen
435.0
kg/m3
b.
Agregat Kasar
993.2
kg/m3
c.
Agregat Halus (Pasir)
631.26
kg/m3
d.
Air
168.00
kg/m3
2227.46
kg/m3
Total
8. Campuran dengan mempertimbangkan kadar air lapangan a. Kadar air agregat halus = 6.4 % (didapat dari pengujian lapangan) b. Kadar air agregat kasar = 0.5 % (didapat dari pengujian lapangan) Maka berat masing-masing bahan untuk campuran dasar 1m3 beton adalah : Tabel 4.5 Proporsi Campuran Dasar untuk 1m3 Beton a.
Semen
435.0
kg
b.
Agregat Halus
=(556) x (1.0632)
666.2
kg
c.
Agregat Kasar
=(993.2) x (1.036)
1139.8
kg
d.
Air
=(168)-[(993.2)x(0.036+0.005)]
126.8
kg
2367.8
kg
+ [(631.26)x(0.0632-0.064)] Total
4.4 Kebutuhan material pengujian laboratorium Bahan susun beton yang dipakai meliputi agregat halus berupa pasir, agregat kasar berupa batu pecah mesin dengan butiran max 19 mm semen tipe I ukuran 50 kg, air dari laboratorium bahan, dan Styrofoam dari bahan pabrik penghasil Styrofoam. IV-7
Bab IV Analisa Data
Berikut ini langkah – langkah perhitungan kebutuhan material pengujian bahan 1. Benda uji kubus 15 x 15 x 15 = 0.0034m3 2. Jumlah benda uji = 24 x 0.0034 m3 = 0.0810 3. Faktor keamana 30% = (30% X 0.0810)+0.0810 = 0.1053 m3 4. Semen = 435.0 kg/m3 x 0.1053 m3 = 45.81 kg 5. Air = 168 kg/m3 x 0.1053 = 17.6904 kg 6. Pasir = 666.2 kg/m3 x 0.1053 = 70.151kg 7. Split = 1139.8kg/m3 x 0.1053 = 120.02 kg Jadi kebutuhan material untuk masing2 campuran dan mofifikasi Styrofoam adalah Table 4.6 Kebutuhan Bahan dalam Kilogram
Bahan
0%
Presentase Styrofoam (kg) 5% 10%
15%
Semen
11.453
11.453
11.453
11.453
Air
4.423
4.423
4.423
4.423
30.005 17.538
30.005 16.661
30.005 15.784
30.005 14.907
Agregat kasar Agregat halus
Styrofoam 0.0000 0.0042 0.0084 0.0127 Ket : untuk agregat halus tiap penambahan Styrofoam 5% dikurangi 5% dari berat agregat halus
IV-8
Bab IV Analisa Data
4.5 Kuat Tekan Beton K400 Pengujian kuat tekan beton dilaksanakan setelah umur beton mencapai umur 28 hari karena pada umur ini kekuatan beton telah mencapai 100%. Hasil pengujian kuat tekan beton disajikan dalam tabel dibawah ini sesuai dengan variasi penambahan
Tabel 4.7 Hasil Kuat Tekan Beton untuk Variasi Styrofoam 0 % KUAT TEKAN BETON (Compressive Strength of Cilindrical Specimens) (ASTM C.39-96) Mutu Beton (f'c):
40.0 5801.5
MPa
Jenis Sampel
: kubus 15 x 15x15 (Cm)
Psi
Dibuat tgl.
:
Diuji tgl.
Nomo r Sampe l
Dimensi sampel P Cm
1 1 2 3 4
L
2 14.9 1 15.2 4 15.2 0 15.0 0
T
umu r
Berat Sampe l
Cm
hari
Gram
3 15.2 0 15.3 0 15.0 0 15.0 0
15.2 0 15.0 6 15.1 0 15.4 0
14.0 0 14.0 0 28.0 0 28.0 0
Berat/ Volum e Gr/Cm 3
Variasi Styrofoam Beban Kuat Maksimu Tekan m (fc) Kgf/Cm KN 2
: 0% Kuat Teka n (fc)
Ket.
MPa
4
5
6
7
8
8006.4
2.324
1030
447.6
43.9
8096.3
2.306
1050
443.5
43.5
8109.6
2.356
1120
425.8
41.8
8009.5
2.312
1090
419.9
41.2
2.324
1105
42.6
9
5 6 7 8 9 10 Rata-rata Rata-Rata Kuat Tekan (f'cr)
MPa
422.8 42.6
Standar Deviasi (SD)
MPa
1.32
Konstanta Statistik (k)
1.64
Kuat Tekan Karakteristik (f'c)
MPa
49.7
f'c Rencana
MPa
40.0
IV-9
Bab IV Analisa Data
Menghitung kuat tekan beton untuk tipe Styrofoam 0% 1. Sampel 1 umur 14 hari : -
Luas kubus beton : A = 14.91 cm x 15.20 cm =226.63 cm2
-
berat sample = 8006.4 gram (dari hasil timbangan)
-
berat volume
= berat / volume = 8006.4 kg/ (226.63 x 15.20)
= 2.324 gr/cm3 -
Beban maximum = pembacaan dari dial alat uji tekan adalah 1030 KN Ket : 1 KN =101.9716 kgf
-
Nilai kuat tekan kgf/luas area = 1030 KN x 101.9716 / luas area = 105030.748 kgf/ 226.63 cm2 = 463.446 kg/cm2
-
Untuk konfersi kubus ke silinder = 1:0.85 (sumber PBI-NI 2-71)
-
Jadi untuk hasil kubus setelah dikonfersikan adalah = 463.446 / 0.85 = 393.92 kg/cm2
-
Untuk umur 14 hari, kuat tekan rencana adalah = 0.88 x kuat tekan rencana IV-10
Bab IV Analisa Data
= 0.88 x 400 kg/cm2 = 352 kg/cm2 Jadi diharapkan setelah mengetahui kuat tekan pada umur 14 hari campuran beton telah mencapai syarat k400.dengan catatan hasil tekan kubus pada umur 14 hari lebih besar dari kuat tekan rencana beton. 2. Sampel 3 umur 28 hari untuk tipe Styrofoam 0% Benda uji pada umur 28 hari nilai kuat tekan tidak perlu di konfersi dengan umur hari, Karena pada umur 28 hari kekuatan beton sudah mencapai nilai perbandingan satu.
-
Luas kubus beton : A = 15.20 cm x 15.00 cm =228 cm2
-
berat sample = 8006.4 gram (dari hasil timbangan)
-
berat volume
= berat / volume = 8109.6 kg/ (228 x 15.10)
= 2.356 gr/cm3 -
Beban maximum = pembacaan dari dial alat uji tekan adalah 1120 KN Ket : 1 KN =101.9716 kgf
-
Nilai kuat tekan kgf/luas area = 1120 KN x 101.9716 / luas area IV-11
Bab IV Analisa Data
= 114208.192 kgf/ 228cm2 = 500.91 kg/cm2 x 0,85 = 425.8 kg/cm2 (setelah dikonversi ke silinder) Tabel 4.8 Hasil Kuat Tekan Beton untuk Variasi Styrofoam 5 %
KUAT TEKAN BETON (Compressive Strength of Cilindrical Specimens) (ASTM C.39-96) Mutu Beton (f'c):
40.0 5801.5
MPa
Jenis Sampel
: kubus 15 x 15x15 (Cm)
Psi
Dibuat tgl.
:
Diuji tgl. Dimensi sampel
Nomo r Sampe l
Cm
Cm
1
2
3
1 2 3 4
P
15.0 0 14.9 2 14.6 0 15.1 0
L
15.1 5 15.1 0 15.5 0 15.1 0
T
15.1 5 15.1 6 15.2 0 15.1 0
Rata-rata
umu r hari
14.0 0 14.0 0 28.0 0 28.0 0
Berat Sampe l Gram
Berat/ Volum e Gr/Cm
Variasi Styrofoam
: 5%
Beban Maksimu m
Kuat Teka n (fc)
3
KN
4
5
8006.4
Kuat Tekan (fc) Kgf/Cm 2
MPa
6
7
8
2.326
1020
442.1
43.4
7979.2
2.336
1030
450.3
44.2
7991.7
2.323
1130
432.8
42.4
7864.5
2.284
1050
399.1
39.1
2.317
1058
42.3
Rata-Rata Kuat Tekan (f'cr)
MPa
431.1 42.3
Standar Deviasi (SD)
MPa
2.20
Konstanta Statistik (k)
Ket.
9
1.64
Kuat Tekan Karakteristik (f'c)
MPa
47.6
f'c Rencana
MPa
40.0
IV-12
Bab IV Analisa Data
Tabel 4.9 Hasil Kuat Tekan Beton untuk Variasi Styrofoam 10 %
KUAT TEKAN BETON (Compressive Strength of Cilindrical Specimens) (ASTM C.39-96) Mutu Beton (f'c):
40.0 5801.5
MPa
Jenis Sampel
: kubus 15 x 15x15 (Cm)
Psi
Dibuat tgl.
:
Diuji tgl.
:
Variasi Styrofoam Dimensi sampel Nomor Sampel
p
l
Cm
Cm
t
Berat Sampel
Berat/ Volume
Cm
Gram
Gr/Cm
3
4
3
Beban Maksimum
: 10%
Kuat Tekan (fc)
Kuat Tekan (fc) 2
KN
Kgf/Cm
5
6
7
8
Ket.
MPa
1
2
1
15.50
15.50
15.20
7819.7
2.141
985
403.8
39.6
2
15.20
15.20
14.90
7998.9
2.324
995
424.2
41.6
3
15.20
15.10
15.20
8007.7
2.295
1040
392.7
38.5
4
15.40
14.90
15.40
7877.4
2.229
1060
400.4
39.3
2.247
1020
405.3
39.7
9
5 6 7 8 9 10 Rata-rata Rata-Rata Kuat Tekan (f'cr)
MPa
39.7
Standar Deviasi (SD)
MPa
1.32
Konstanta Statistik (k)
1.64
Kuat Tekan Karakteristik (f'c)
MPa
46.2
f'c Rencana
MPa
40.0
IV-13
Bab IV Analisa Data
Tabel 4.10 Hasil Kuat Tekan Beton untuk Variasi Styrofoam 15 %
KUAT TEKAN BETON (Compressive Strength of Cilindrical Specimens) (ASTM C.39-96) Mutu Beton (f'c):
40.0 5801.5
MPa
Jenis Sampel
: kubus 15 x 15x15 (Cm)
Psi
Dibuat tgl.
:
Diuji tgl.
:
Variasi Styrofoam Dimensi sampel Nomor Sampel
: 15%
Berat Sampel
Berat/ Volume
Beban Maksimum
Kuat Tekan (fc)
Kuat Tekan (fc)
p
l
t
Cm
cm
Cm
Gram
Gr/Cm3
KN
Kgf/Cm2
MPa
3
4
5
6
7
8
1
2
1
14.90
15.15
15.15
7823.9
2.288
925
403.6
39.6
2
15.00
15.10
15.10
7775.6
2.273
910
395.7
38.8
3
15.30
14.90
15.30
7732.3
2.217
940
357.4
35.0
4
15.30
15.20
15.40
7742.5
2.162
1005
374.6
36.7
2.235
945
382.8
37.5
Ket.
9
5 6 7 8 9 10 Rata-rata Rata-Rata Kuat Tekan (f'cr)
MPa
37.5
Standar Deviasi (SD)
MPa
2.05
Konstanta Statistik (k)
1.64
Kuat Tekan Karakteristik (f'c)
MPa
42.0
f'c Rencana
MPa
40.0
IV-14
Bab IV Analisa Data
4.6 Opini hasil penambahan Styrofoam terhadap karekteristik beton Setelah hasil hasil tersebut di kumulkan dapat di gambarkan dalam grafik yang memudahkan untuk membaca hasil kuat tekan dari berbagai variasi penambahan Styrofoam.
Gambar 4.1 Menunjukkan Kurva Kuat Tekan vs Variasi Styrofoam untuk Persentase 0%
IV-15
Bab IV Analisa Data
a. Kuat tekan beton Dari gambar 4.1 dapat diketahui bahwa pada penambahan styrofoam 0% kuat tekan mencapai 49.7 Mpa sedangan pada penambahan 5%=47.6Mpa, pada 10%=46.2Mpa, pada 15%=42.0Mpa Ini menunjukkan bahwas semakin banyak penambahan styrofoam pada campuran beton akan mengurangi kuat tekan beton itu sendiri, apabila di rata ratakan makan hasil pengurangan kekuatan beton adalah 2.5 Mpa per 5% penambahan styrofoam b. Berat isi Sedangakan jika di tinjau dari berat isi beton, pada 0% = 2.334 gr/cm3, pada 5% =2.304 gr/cm2 Untuk penambahan 10 % = 2.262gr/cm3, sedangkan untuk 15% = 2.189 gr/cm, Apabila di lihat dari berat isi beton dengan penambahan styrofoam, maka berat akan berkurang sesuai dengan jumlah persentase bahan styrofoam, adapun rata – rata nya berkurang nya berat isi beton adalah 0.048 gr/cm3 pada tiap penambahan styrofoam.
IV-16
Bab IV Analisa Data
Gambar 4.2 Menunjukkan kurva berat isi vs variasi styrofoam
IV-17
Bab IV Analisa Data
Gambar 4.3 Kurva Kuat Tekan (Mpa) Vs Berat isi (gr) untuk tiap modifikasi styrofoam
4.7 Modulus elastisitas Modulus elastisitas adalah rasio dari tegangan normal tarik atau tekan terhadap regangan yang bersangkutan, dibawah batas proposional dari material (SK SNI-T-15-1991-03) Modulus elastisitas beton adalah koefisien pembanding antara tegangan dan regangan pada keadaan elastic. Berikut ini adalah hasil dari pengujian Modulus elastisitas beton dengan bahan tambah variasi Styrofoam.
IV-18
Bab IV Analisa Data
Tabel 4.11 Modulus Elastisitas Beton kadar styrofoam
fc
Ec
(%)
(Mpa)
(Mpa)
e0
0
41.4660732
28278.9
0.000591465
5
42.2752103
28486.43735
0.001222098
10
39.7451179
27830.51809
0.000792622
15
37.542035
27242.15639
0.000173698
Dari tabel hasil uji modulus elastisitas di atas, tampak bahwa modulus elastisitas beton akan berkurang sering ditambahkan bahan styrofoam. 1. Modulus elastisitas pada 0% adalah 28278.9 MPa dan regangan adalah 0.000591465mm/mm
2. Modulus elastisitas pada 5% adalah 28486.43 MPa dan regangan adalah 0.001222098 mm/mm
3. Modulus elastisitas pada 10% adalah 27830.51 MPa dan regangan adalah 0.000792622mm/mm
4. Modulus elastisitas pada 15% adalah 27242.156 MPa dan regangan adalah 0.000173698 mm/mm
Modulus elastisitas beton (Ec) tertinggi terdapat pada kadar Styrofoam 0% yaitu sebesar 31589.8 MPa, regangan nya = 0.0005914 mm/mm, untuk regangan beton (ε0) pada saat persentase styrofoam (5 %) maksimal sebesar 0.001222098 IV-19
Bab IV Analisa Data
mm/mm,
dan modulus elastisitasnya adalah 31494.58 Mpa. Untuk persentase. Dengan
kata lain bahwa dalam kondisi persentase styrofoam (5 %) kuat tekan menurun, modulus elastisitas beton menurun akan tetapi regangan maximal.
Gambar 4.4 Kurva tegangan tekan vs regangan beton pada campuran Styrofoam
IV-20
