STUDI PENELITIAN KOMPOSISI BETON BERPORI DENGAN VARIASI JENIS DAN PERSENTASE BAHAN ADMIXTURE TERKAIT NILAI KUAT TEKAN PADA APLIKASI SIDEWALK Frandy Ferdian , Amelia Makmur, S.T., M.T. Binus University, Jl. K.H. Syahdan no.9
ABSTRAK Perkerasan beton berpori merupakan salah satu bentuk perkembangan infrastruktur dalam mendukung pembangunan pengembangan lahan dan penanganan aliran permukaan. Bentuk beton berpori yang beronggarongga menyebabkan kuat tekan beton berpori relatif rendah, sehingga dibutuhkan penelitian untuk mencari peningkatan kuat tekan beton berpori. Penelitian dilakukan untuk mengetahui jenis dan komposisi bahan tambahan (admixture) pada campuran beton berpori sesuai nilai kuat tekan beton berpori dan juga melihat nilai porositas yang dihasilkannya pada aplikasi sidewalk. Pembuatan sampel benda uji beton berpori berbentuk kubus 15x15x15 cm, dengan proporsi campuran semen 325 kg/m3; Faktor air semen 0,4 dan jumlah air yang dibutuhkan 130 liter/m3; Agregat kasar 1.300 kg/m3 dengan persentase: 30% agregat 2-3 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 30% agregat 0,5-1 cm. Variasi jenis serta persentase bahan tambahan yang dipakai, yaitu menggunakan Abu sekam padi dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori; Fly ash dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori; dan Produk Sika Air Entraining (Sika AE) dengan kadar 1, 2, 3% dari berat air dalam setiap campuran beton berpori. Hasil kuat tekan beton berpori yang ingin dicapai pada umur 28 hari adalah antara 150 sampai 180 kg/cm2. Campuran beton berpori yang mencapai kuat tekan tersebut, yaitu kuat tekan rata-rata dengan campuran fly ash 20% adalah 152,28 kg/cm2; campuran Sika AE 1% adalah 175,53 kg/cm2 dan campuran Sika AE 3% adalah 182,47 kg/cm2. Hasil kuat tekan beton berpori dengan campuran Sika Air Entraining 3% mencapai dan melebihi batas kuat tekan rencana yang diharapkan untuk perkerasan sidewalk. Kata Kunci: Beton berpori, Pervious concrete, Bahan tambahan, Kuat Tekan Beton, Sidewalk
PENDAHULUAN Beton merupakan salah satu bahan yang banyak digunakan sebagai perkerasan jalan, karena bukan saja memiliki keandalan dalam hal kekuatan, keawetan serta kemudahan pelaksanaannya, tetapi juga mempunyai nilai ekonomis yang relatif baik. Oleh karena itu, dengan perkembangan teknologi beton sekarang ini, dilakukan usaha untuk meningkatkan kinerja beton menjadi lebih efektif dan efisien sebagai bahan perkerasan jalan yaitu dengan cara membuat struktur perkerasan beton berpori (pervious concrete pavement) yang memungkinkan aliran permukaan untuk infiltrasi ke dalam tanah. Kota-kota besar di Indonesia seperti Jakarta, sudah banyak dibangun perumahan sehingga banyak lahan yang tadinya berfungsi menyerap air kini tertutup oleh gedunggedung dan pengerasan jalan dengan aspal. Selain itu banjir juga disebabkan oleh gangguan fungsi drainase
yang ada akibat tumpukan sampah. Jalan dari beton maupun aspal bersifat kedap air, sehingga air hujan akan langsung tergenang di jalan-jalan tersebut. Salah satu upaya untuk mereduksi jumlah air limpasan adalah dengan mengaplikasikan perkerasan berpori yang memiliki efisiensi cukup tinggi dalam meresapkan air limpasan ke dalam tanah. Dengan digunakannya beton berpori sebagai perkerasan diharapkan dapat menjadi salah satu alternatif perkerasan untuk mengurangi permasalahan lingkungan yang ada. Dengan penggunaan perkerasan beton berpori maka air permukaan, terutama air hujan akan dapat disalurkan ke dalam tanah kembali agar tidak terbuang begitu saja. Sehingga dapat menambah cadangan air tanah serta mencegah terjadinya banjir. Bentuk beton berpori yang memiliki rongga-rongga menyebabkan kuat tekan beton berpori relatif rendah (kuat tekannya berkurang). Semakin tinggi porositas beton maka kemampuannya untuk menahan beban akan semakin kecil, jadi apabila semakin besar kuat tekan beton maka porositas beton terhadap air akan semakin kecil. Dimana biasanya beton berpori memiliki kuat tekan sebesar 2,8 – 28 MPa (menurut ACI 522R Report on Pervious Concrete), menjadikan beton berpori lebih cocok bila diaplikasikan sebagai area tempat parkir, jalan taman, sidewalk, trotoar, atau jalanan di perumahan dengan intensitas kendaraan yang kecil. Oleh karena itu dibutuhkan penelitian untuk mencari peningkatan kuat tekan beton berpori karena beton berpori yang memiliki rongga-rongga. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui jenis dan komposisi bahan tambahan (admixture) pada campuran beton berpori sesuai nilai kuat tekan beton berpori dan juga melihat nilai porositas yang dihasilkannya pada aplikasi sidewalk. Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai referensi untuk pengembangan perkerasan beton berpori sebagai material yang ramah lingkungan dan dapat diaplikasikan pada sidewalk sesuai nilai kuat tekan yang dibutuhkan. Penelitian yang dilakukan adalah mengukur nilai kuat tekan dan kecepatan penyerapan air pada benda uji beton berpori.
Beton Berpori Beton merupakan bahan bangunan utama yang banyak digunakan dalam suatu struktur bangunan. Beton dalam aplikasinya digunakan untuk membuat perkerasan jalan, struktur bangunan, pondasi, jalan, jembatan penyeberangan, struktur parkiran, dasar untuk pagar atau gerbang dan lain sebagainya. Beton berpori (pervious concrete) merupakan tipe perkerasan pembangunan dampak rendah yang permeabel, yaitu campuran beton berpori yang tidak menggunakan pasir atau hanya dalam jumlah kecil, sehingga menghasilkan beton dengan pori kira-kira 20%. Ruang pori tersebut membuat air dapat mengalir di dalam perkerasan ke lapisan batuan berukuran seragam di bawahnya, lalu ke dalam tanah - sehingga mengurangi atau menghilangkan aliran air di atas permukaan perkerasan.
Gambar 1 Beton Berpori Komposisi yang digunakan untuk beton berpori tidak jauh berbeda seperti beton normal, perbedaan yang ada adalah dalam pembuatan beton berpori tidak atau sedikit sekali digunakan agregat halus pada campuran betonnya, dikarenakan beton berpori yang terbentuk memiliki rongga-rongga untuk porositas air, serta faktor air semen (FAS) memiliki peranan yang sangat penting, dengan tujuan agar rongga-rongga yang ada pada beton nantinya tidak tertutup oleh pasta semen pada saat mengeras. Selain itu juga bertujuan untuk mengikat agregat agar tidak mudah terlepas.
Bahan Tambahan (admixture) Bahan tambahan (admixture) adalah suatu bahan berupa bubuk atau cairan, yang ditambahkan ke dalam campuran adukan beton selama pengadukan, dengan tujuan untuk mengubah sifat adukan atau betonnya [Spesifikasi Bahan Tambahan untuk Beton, SK SNI S-18-1990-03]. Berdasarkan ACI (American Concrete Institute), bahan tambah adalah material selain air, agregat dan semen hidrolik yang dicampurkan dalam beton
atau mortar yang ditambahkan sebelum atau selama pengadukan berlangsung. Penambahan bahan tambah dalam sebuah campuran beton atau mortar tidak mengubah komposisi yang besar dari bahan lainnya, karena penggunaan bahan tambah ini cenderung merupakan pengganti atau susbtitusi dari dalam campuran beton itu sendiri. Karena tujuannya memperbaiki atau mengubah sifat dan karakteristik tertentu dari beton atau mortar yang akan dihasilkan, maka kecenderungan perubahan komposisi dalam berat-volume tidak terasa secara langsung dibandingkan dengan komposisi awal beton tanpa bahan tambah. Penggunaan bahan tambah dalam sebuah campuran beton harus memperhatikan standar yang berlaku seperti SNI (Standar Nasional Indonesia), ASTM (American Society for Testing and Materials) atau ACI (American Concrete Institute) dan yang paling utama memperhatikan petunjuk dalam manual produk dagang. Pada penelitian ini, bahan tambahan yang digunakan adalah abu sekam padi dan fly ash dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori; dan produk dari Sika, dengan tipe air entraining dengan kadar 1, 2, 3% dari jumlah berat air dalam setiap campuran beton berpori.
METODOLOGI PENELITIAN Pendekatan Penelitian Bagan alir penelitian atau penjelasan secara umum tentang urutan kegiatan yang dilaksanakan untuk menyelesaikan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : Mulai Tinjauan Pustaka Pengujian Bahan Pemilihan Zat Tambahan Pembuatan Benda Uji Abu Sekam Komposisi 10%
Fly Ash
Komposisi 1%
Komposisi 20%
Komposisi 15%
Sika AE
Komposisi 10%
Komposisi 20%
Komposisi 3%
Komposisi 2%
Komposisi 15% Pengujian Kuat Tekan dan Permeabilitas Analisa Hasil Pengujian Kesimpulan dan Saran
Gambar 2 Bagan Alir Penelitian Penelitian dimulai dengan mengidentifikasi masalah yang ada dan dijadikan sebagai topik penelitian ini. Permasalahan yang ditinjau mengenai studi penelitian komposisi beton berpori menggunakan campuran semen portland komposit dengan variasi jenis serta persentase zat tambahan untuk meningkatkan nilai kuat tekan pada aplikasi perkerasan sidewalk. Tinjauan kepustakaan dilakukan untuk menjelaskan gambaran umum obyek penelitian dan landasan teori yang menjadi acuan pustaka pada saat penelitian dan dalam penyusunan laporan penelitian. Tinjauan pustaka dilakukan dengan studi literatur mengenai beton berpori dan hal-hal yang terkait. Dikarenakan kurangnya referensi mengenai beton berpori di Indonesia maka referensi yang lebih banyak digunakan diperoleh dari hasil penelitian di negara lain. Dimana berdasarkan referensi-referensi tersebut didapatkan kisaran komposisi pembuatan beton berpori serta pedoman tata cara pembuatan beton berpori yang akan digunakan sebagai perkerasan. Pendekatan penelitian yang dilakukan dibatasi dengan ruang lingkup/ batasan-batasan untuk menyederhanakan permasalahan selama penelitian berlangsung, adalah sebagai berikut : a. Komposisi beton merupakan kisaran komposisi berdasarkan penelitian sebelumnya (penelitian Bagus Hartanto Putra, 2011) dan ACI 522R-10. b. Pengujian bahan-bahan yang akan digunakan sebagai campuran beton berpori.
c. Semen yang digunakan adalah semen Portland komposit (PCC). d. Agregat yang digunakan yaitu agregat kasar berupa kerikil atau batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu, dengan ukuran : - Agregat 2-3 cm (lolos saringan 38 mm dan tertahan pada saringan 19 mm) - Agregat 1-2 cm (lolos saringan 19 mm dan tertahan pada saringan 9,6 mm) - Agregat 0,5-1 cm (lolos saringan 9,6 mm dan tertahan pada saringan 4,8 mm) e. Bahan tambahan (admixture) yang digunakan sebanyak 3 jenis, yaitu : - Abu sekam padi dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori. - Fly ash dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori. - Produk Sika air entraining dengan kadar 1, 2, 3% dari berat air dalam setiap campuran beton berpori. f. Benda uji dibuat pada cetakan kubus berukuran 15x15x15 cm. Tiap komposisi dibuat sebanyak 18 buah untuk masing-masing kadar jenis admixture (Abu sekam, Fly ash dan Sika AE). Total benda uji sebanyak 162 buah. g. Parameter yang diukur adalah kuat tekan dan kecepatan penyerapan air pada beton berpori. h. Nilai slump pada campuran beton berpori diabaikan, karena nilai slump yang terbentuk dari campuran beton berpori sangat besar. Hal ini disebabkan karena tidak adanya pemakaian agregat halus dalam campuran beton berpori. i. Kuat tekan beton berpori yang ingin dicapai pada umur 28 hari adalah antara 150 sampai 180 kg/cm2 (Mutu beton berpori yang diambil disesuaikan dengan mutu bata beton dari SNI 03-0691-2002 untuk aplikasi area sidewalk pejalan kaki). j. Pengujian benda uji dilakukan melalui pengujian kuat tekan beton berpori pada hari ke 7, 14, dan 28 untuk mengetahui perkembangan kuat tekan beton. k. Perawatan benda uji dilakukan untuk menjamin agar tidak terjadi penguapan air dari benda uji, sehingga proses hidrasi yang terjadi pada benda uji dapat berlangsung dengan baik. l. Prosedur pengujian tentang analisa saringan agregat kasar yang digunakan sesuai dengan standar SNI 03-1968-1990. m. Prosedur pengujian berat jenis dan penyerapan air agregat kasar yang digunakan sesuai dengan standar SNI 1969:2008. n. Pengujian tingkat peresapan air pada beton berpori dilakukan dengan menggunakan alat falling-head permeameter sederhana. Pada penelitian ini, parameter dan perbandingan yang digunakan berasal dari pengujian benda uji. Data-data yang dihasilkan kemudian dianalisa untuk mencapai kesimpulan yang diharapkan dapat memberi solusi dalam pembuatan beton berpori. Pembuatan dan pengujian benda uji dilakukan di laboratorium teknologi beton PT. Subur Brothers, Cakung. Pengujian kuat tekan dilakukan dengan menggunakan alat uji kuat tekan beton. Pengujian kemampuan penyerapan air pada beton berpori dilakukan setelah didapatkan hasil kuat tekan yang terbaik dari setiap komposisi beton berpori. Penelitian beton berpori ini dimulai dengan melakukan pemeriksaan atau perhitungan kadar air dan penyerapan agregat kasar. Pemeriksaan kadar air bertujuan untuk menentukan kadar air agregat dengan cara pengeringan. Pemeriksaan penyerapan agregat kasar bertujuan untuk untuk menentukan berat jenis dan persentase berat air yang dapat diserap agregat yang kemudian dihitung terhadap berat kering agregat. Hasil nilai kadar air dan penyerapan dari agregat kasar yang didapatkan bertujuan untuk mencari koreksi persentase jumlah air dalam campuran, agar didapatkan campuran pasta semen yang dapat mengikat agregat secara kuat. Percobaan pendahuluan dilakukan untuk melihat komposisi campuran beton berpori yang direncanakan dapat dibuat dengan komposisi yang tepat. Pengujian/percobaan pendahuluan dilakukan dengan membuat benda uji beton berpori menggunakan proporsi campuran pertama dengan semen 325 kg/m3; Faktor air semen 0,4 dan jumlah air yang dibutuhkan 130 liter/m3; Agregat kasar 1.300 kg/m3 dengan persentase 50% agregat 2-3 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 10% agregat 0,5-1 cm. Persentase agregat kasar yang digunakan mengacu dari gambar grafik batas gradasi kerikil ukuran maksimum 40 mm dalam SNI 03-2834-2000. Proporsi campuran kedua dengan mengubah persentase agregat kasar menjadi 30% agregat 2-3 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 30% agregat 0,5-1 cm. Perbedaan pemakaian proporsi agregat kasar dalam percobaan pendahuluan campuran sampel beton berpori adalah untuk menganalisa komposisi yang memiliki bentuk permukaan beton berpori yang baik atau layak untuk sidewalk dan ikatan agregatnya, yang selanjutnya digunakan sebagai acuan proporsi campuran dalam membuat benda uji beton berpori dalam penelitian ini. Pembuatan benda uji menggunakan cetakan (mold) bentuk kubus berukuran 15x15x15 cm. Pembuatan benda uji beton berpori dibuat dengan variasi jenis serta persentase bahan tambahan terdiri dari tiga macam, yaitu dengan menggunakan admixture adalah abu sekam padi dan fly ash dengan kadar 10, 15, 20% dari berat
semen dalam setiap campuran beton berpori; dan produk dari Sika, dengan tipe air entraining dengan kadar 1, 2, 3% dari jumlah berat air dalam setiap campuran beton berpori. Hal ini untuk melihat perbedaan dari penggunaan bahan tambahan dalam campuran beton terhadap hasil nilai kuat tekan. Pembuatan benda uji dimulai dengan perencanaan kuat tekan yang diharapkan, lalu melakukan penimbangan semen, admixture, agregat kasar dan air sesuai dengan komposisi campuran yang direncanakan. Bahan tambahan abu sekam sebelumnya disaring atau diayak terlebih dahulu dengan saringan No.50 ukuran lubang 0,297 mm dan No.100 ukuran lubang 0,149 mm untuk mendapatkan kehalusan abu sekam yang lebih halus. Setelah semua material campuran telah siap, lalu dilakukan pengadukan dengan menggunakan sekop. Pengadukan dimulai dengan mencampur semen dan admixture kemudian mencampur agregat kasar, semen, dan admixture dalam kondisi kering, sampai agregat kasar, semen, admixture dirasa telah bercampur secara merata, kurang lebih selama dua menit. Lalu kemudian diberi air. Pengadukan dilakukan sampai terbentuk campuran beton yang dirasa telah tercampur secara merata. Setelah itu, campuran dituang ke dalam cetakan yang telah dibersihkan dan diberi pelumas. Pemadatan campuran beton berpori dilakukan dengan memberi tumbukan sebanyak 25 x 3 tumbukan untuk setiap 1/3 bagian cetakan yang terisi oleh campuran basah beton berpori. Kemudian campuran basah beton berpori dibiarkan mengering selama 1-2 hari sebelum beton dikeluarkan dari cetakan. Setelah kering, sampel beton berpori dikeluarkan dari cetakan, lalu ditimbang untuk mengukur berat dan berat jenisnya. Dalam hal ini, beton berpori termasuk dalam beton ringan karena beratnya berkisar antara 5 kg – 7 kg. Lalu beton berpori direndam dalam bak air sampai hari sebelum pengetesan kuat tekan dilakukan. Pengujian tes kuat tekan benda uji dilakukan dengan menggunakan alat uji kuat tekan beton di PT. Subur Brothers. Pengetesan kuat tekan yang pertama dilakukan setelah beton berpori berumur 7 hari. Hasil uji kuat tekan beton berpori menunjukkan bahwa beton berpori memiliki kuat tekan yang tidak terlalu besar. Selanjutnya tes kuat tekan beton berpori dilakukan pada umur 14 dan 28 hari. Langkah selanjutnya adalah pengujian kecepatan rembesan air dari beton berpori. Pengujian tingkat peresapan air pada beton berpori dilakukan dengan menggunakan alat pengujian permeabilitas beton berpori sederhana. Pertama benda uji haruslah dibungkus dengan lapisan kedap air pada bagian sisi-sisi samping nya, hal ini membuat air tidak akan bocor kesisi samping tetapi akan mengalir dari atas permukaan sampai ke bagian bawah beton. Beton dipasang pada alat uji dimana sisi bawah beton dikunci dengan rapat agar posisi beton tidak bergeser dan air tidak bocor. Tabung pengukur dipasang pada bagian atas beton untuk mengukur seberapa banyak air yang nantinya akan mengalir pada beton. Setelah benda uji sudah terpasang dengan baik maka tabung yang terhubung dengan beton dan alat penguji diisi dengan air dan dilihat apakah air akan keluar pada ujung pipa atau uji untuk memastikan bahwa alat uji berfungsi dengan baik. Air diisi sampai dengan ketinggian yang sama antara beton dengan ujung pipa, membuat beton terendam air akan tetapi bagian atas beton kosong. Untuk memulai pengujian maka katup yang ada pada pipa ditutup sehingga air akan berhenti mengalir. Pertama-tama yang harus dilakukan adalah mencatat seberapa banyak jumlah air yang digunakan untuk pengujian ini. Kemudian bertepatan dengan dibukanya katup pipa maka stopwatch mulai bekerja untuk menghitung seberapa lama waktu yang digunakan untuk air pada tabung habis mengalir.
HASIL DAN BAHASAN Hasil Pemeriksaan Agregat Kasar Pemeriksaan agregat kasar dilakukan pada tahap awal penelitian beton berpori, dimulai dengan melakukan pemeriksaan atau perhitungan kadar air, berat jenis dan penyerapan agregat kasar. Hasil kadar air, berat jenis dan penyerapan agregat kasar berdasarkan hasil pengujian di laboratorium teknologi beton PT. Subur Brothers adalah sebagai berikut : • Dari pengujian diketahui bahwa kadar air agregat kasar dalam percobaan ini yaitu sebesar 2,8 %. Nilai kadar air ini menunjukkan banyaknya air yang terkandung dalam agregat kasar tersebut. Nilai kadar air ini akan digunakan untuk koreksi jumlah air di dalam perhitungan perancangan campuran beton. • Dari pengujian diketahui bahwa berat jenis dan penyerapan agregat kasar dalam percobaan ini, yaitu : - Berat jenis kering agregat kasar = 2,65 - Berat jenis jenuh kering permukaan agregat kasar = 2,67 - Penyerapan agregat kasar = 0,8 % Hasil berat jenis dan penyerapan agregat kasar ini memenuhi persyaratan, dimana menurut SNI 1969:2008 syarat untuk berat jenis agregat ≤ 3,00 dan untuk penyerapan agregat ≤ 5,00 , sehingga agregat kasar ini dapat digunakan dalam campuran beton.
Percobaan Pendahuluan Hasil sampel benda uji proporsi campuran pertama (dengan semen 325 kg/m3; Faktor air semen 0,4 dan jumlah air 130 liter/m3; Agregat kasar 1.300 kg/m3 dengan persentase 50% agregat 2-3 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 10% agregat 0,5-1 cm) yang terbentuk kurang baik karena memiliki permukaan beton berpori yang kasar dan ikatan antara semen dan agregat tidak kuat, agregat ada yang terlepas. Hasil sampel benda uji proporsi campuran pertama kurang layak digunakan.
Gambar 3 Hasil Proporsi Campuran Pertama (kiri) dan Kedua (kanan) Hasil sampel benda uji proporsi campuran kedua (dengan mengubah persentase agregat kasar menjadi 30% agregat 2-3 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 30% agregat 0,5-1 cm) yang terbentuk lebih baik dengan memiliki permukaan beton berpori yang lebih rata, tidak kasar dan ikatan semen dan agregat lebih kuat, agregat tidak terlepas. Maka dalam pembuatan benda uji beton berpori digunakan persentase agregat kasar : 30% agregat 2-3 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 30% agregat 0,5-1 cm.
Pembuatan Benda Uji Benda uji yang dibuat pada penelitian ini menggunakan cetakan (mold) berbentuk kubus dengan ukuran 15x15x15 cm. Total benda uji yang dibuat sebanyak 162 buah, untuk 9 komposisi campuran beton dengan admixture, yang kemudian akan digunakan untuk pengujian kuat tekan pada umur 7, 14, dan 28 hari. Variasi jenis serta persentase bahan tambahan terdiri dari tiga macam, yaitu dengan menggunakan Abu sekam padi dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori; Fly ash dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori; dan Produk Sika Air Entraining (Sika AE) dengan kadar 1, 2, 3% dari berat air dalam setiap campuran beton berpori. Hal ini untuk melihat perbedaan dari penggunaan bahan tambahan dalam campuran beton terhadap hasil nilai kuat tekan. Proporsi campuran benda uji beton berpori yang dibuat terdiri dari semen 325 kg/m3; Faktor air semen 0,4 dan jumlah air yang dibutuhkan 130 liter/m3; Agregat kasar 1.300 kg/m3 dengan kombinasi agregat kasar yang digunakan adalah 30% agregat 23 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 30% agregat 0,5-1 cm. Koreksi jumlah air dan agregat kasar sesuai kadar air dan penyerapan agregat kasar adalah : 2,8 − 0,8 3 Air = 130 − × 1.300 = 104 lt/m 100
2,8 − 0,8 3 = 1300 + × 1.300 = 1.326 kg/m 100 Pembuatan benda uji dilakukan secara bertahap dengan dibuat 3 buah benda uji kubus untuk sekali pengadukan. Komposisi material yang dibutuhkan untuk 3 buah benda uji pada setiap campuran beton berpori dapat dihitung sebagai berikut : o Volume benda uji kubus = (0,15 × 0,15 × 0,15) m 3 = 3,375 × 10 -3 m 3 Agregat kasar
(
)
o Agregat kasar = 1.326 × 3,375 × 10 −3 × 3 = 13,5 kg 30% agregat ukuran 2-3 cm
= 0,3 × 13,5 kg = 4,05 kg
-
40% agregat ukuran 1-2 cm
= 0,4 × 13,5 kg = 5,4 kg
-
30% agregat ukuran 0,5-1 cm = 0,3 × 13,5 kg = 4,05 kg
-
( ) = (104 × 3,375 ×10 )× 3 = 1,1 lt
o Semen = 325 × 3,375 ×10 −3 × 3 = 3,3 kg o Air
−3
Hasil Tes Kuat Tekan Beton Berpori Tanpa Admixture Benda uji beton berpori dibuat tanpa menggunakan campuran bahan tambahan (admixture). Hal ini dilakukan untuk melihat perbedaan, membandingkan serta mengetahui seberapa pentingnya penggunaan admixture dalam campuran beton berpori terkait dengan nilai kuat tekan yang dihasilkan. Proporsi campuran benda uji beton berpori yang dibuat terdiri dari semen 325 kg/m3; Faktor air semen 0,4 dan jumlah air yang dibutuhkan 130 liter/m3; Agregat kasar 1.300 kg/m3 dengan kombinasi agregat kasar yang digunakan adalah 30% agregat 2-3 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 30% agregat 0,5-1 cm. Benda uji yang dibuat berbentuk kubus 15x15x15 cm, dibuat sebanyak 9 buah untuk pengujian kuat tekan pada umur 7, 14 dan 28 hari. Hasil tes kuat tekan beton berpori tanpa admixture dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 1 Hasil Tes Kuat Tekan Beton Berpori Tanpa Admixtures
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Campuran Beton
Umur Test (Hari) 7
Tanpa Admixture
14
28
Berat Benda Uji (gr) 6145 6216 6223 6167 6255 6520 6262 6021 6065
Berat Isi Benda Uji (Kg/m3) 1820,74 1841,78 1843,85 1827,26 1853,33 1931,85 1855,41 1784,00 1797,04
Beban Max (Kg) 11200 9400 11800 18400 17200 17600 19200 15600 14200
Hasil Test Kuat Tekan (Kg/cm2) 49,78 41,78 52,44 81,78 76,44 78,22 85,33 69,33 63,11
Koreksi Umur 0,65 0,65 0,65 0,88 0,88 0,88 1,00 1,00 1,00
Kuat Tekan 28 hari (Kg/cm2) 76,58 64,27 80,68 92,93 86,87 88,89 85,33 69,33 63,11
Hasil kuat tekan beton berpori tanpa admixture yang didapat tergolong kecil, jauh di bawah batas kuat tekan untuk perkerasan sidewalk 150-180 kg/cm2.
Pembahasan Hasil Kuat Tekan Beton Berpori Pembahasan hasil dari data-data pengujian kuat tekan beton berpori meliputi perbandingan kuat tekan dari masing-masing komposisi beton berpori dan admixture pada kuat tekan 7, 14 dan 28 hari. Pembahasan hasil kuat tekan sebagai berikut : - Hasil kuat tekan pada campuran dengan kandungan abu sekam secara keseluruhan meningkat pada kuat tekan umur 14 hari, tetapi menurun kuat tekan nya pada umur 28 hari. Hal ini disebabkan dengan adanya penambahan jumlah air dalam adukan campuran yang berpengaruh terhadap faktor air semen bertambah, menjadikan hasil nilai kuat tekan berkurang. - Hasil kuat tekan pada campuran dengan kandungan fly ash secara keseluruhan meningkat terus sampai kuat tekan umur 28 hari. - Hasil kuat tekan pada campuran dengan kandungan Sika Air Entraining secara keseluruhan meningkat sampai kuat tekan umur 28 hari. Tabel 2 Hasil Tes Kuat Tekan Rata-Rata Semua Campuran Beton Berpori
No.
Campuran Beton
Kadar
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tanpa Admixture
10% 15% 20% 10% 15% 20% 1% 2% 3%
Abu Sekam
Fly Ash
Sika Air Entraining
Kuat Tekan Rata-Rata (fcr) (Kg/cm2) 78,67 95,96 101,45 107,39 124,21 137,06 152,28 175,53 148,36 182,47
Pembahasan Nilai Deviasi Standar (s) Dalam perencanaan campuran beton dengan metode SNI 03-2834-2000, deviasi standar ditetapkan berdasarkan tingkat mutu pelaksanaan pencampuran beton di lapangan. Makin baik mutu pelaksanaannya makin kecil nilai deviasi standarnya. Penetapan nilai deviasi standar (s) ini berdasarkan atas hasil perancangan pada pembuatan beton mutu yang sama dan menggunakan bahan dasar yang sama pula. Nilai deviasi standar (s) dihitung dengan rumus : n
∑ (f s=
c
− f cr ) 2
1
n −1
Dengan : fc = Kuat tekan masing-masing hasil uji (MPa) fcr = Kuat tekan beton rata-rata (MPa) n = Jumlah data hasil uji kuat tekan • Jika jumlah data hasil uji kurang dari 30 buah, maka dilakukan koreksi terhadap nilai deviasi standar dengan suatu faktor pengali, seperti pada tabel berikut : Tabel 3 Faktor Pengali Deviasi Standar Jumlah data
≥ 30
25
20
15
<15
Faktor pengali
1,00
1,03
1,08
1,16
Tidak bisa
• Jika tidak mempunyai data percobaan sebelumnya atau mempunyai percobaan kurang dari 15 buah benda uji, maka nilai deviasi standar diambil dari tingkat pengendalian mutu pekerjaan di lapangan. Untuk memberikan gambaran bagaimana cara menilai tingkat mutu pekerjaan beton, di sini diberikan pedoman sebagai berikut : Tabel 4 Nilai Deviasi Standar Untuk Berbagai Tingkat Pengendalian Mutu Pekerjaan di Lapangan Tingkat Pengendalian Mutu Pekerjaan
s (MPa)
Sangat Memuaskan
2,8
Memuaskan
3,5
Baik
4,2
Cukup
5,0
Jelek
7,0
Tanpa Kendali
8,4
Dari hasil pengujian pada benda uji yang dilakukan, didapatkan nilai deviasi standar (s) sebagai berikut : Tabel 5 Nilai Deviasi Standar (s) Semua Campuran Beton Berpori
No.
Campuran Beton
Kadar
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tanpa Admixture
10% 15% 20% 10% 15% 20% 1% 2% 3%
Abu Sekam
Fly Ash
Sika Air Entraining
Kuat Tekan Rata-Rata (fcr) (Kg/cm2)
Deviasi Standar (s) 2 (Kg/cm )
78,67 95,96 101,45 107,39 124,21 137,06 152,28 175,53 148,36 182,47
10,98 25,54 39,06 42,40 29,11 31,64 18,05 19,67 36,91 36,00
Berdasarkan Tabel 4 Nilai Deviasi Standar Untuk Berbagai Tingkat Pengendalian Mutu Pekerjaan di Lapangan s (MPa)
s (Kg/cm2)
Sangat Memuaskan
2,8
28
Memuaskan
3,5
35
Baik
4,2
42
Cukup
5,0
50
Jelek
7,0
70
Tanpa Kendali
8,4
84
Tingkat Pengendalian Mutu Pekerjaan
Hasil nilai deviasi standar (s) untuk semua campuran beton berpori dalam penelitian ini memiliki tingkat pengendalian mutu pekerjaan :
No.
Campuran Beton
Kadar
Deviasi Standar (s) (Kg/cm2)
Tingkat Pengendalian Mutu Pekerjaan
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tanpa Admixture
10% 15% 20% 10% 15% 20% 1% 2% 3%
10,98 25,54 39,06 42,40 29,11 31,64 18,05 19,67 36,91 36,00
Sangat memuaskan Sangat memuaskan Baik Baik Memuaskan Memuaskan Sangat memuaskan Sangat memuaskan Baik Baik
Abu Sekam
Fly Ash
Sika Air Entraining
Hasil Pengujian Kecepatan Air Pengujian kecepatan penyerapan air ini dilakukan dengan membuat 6 buah benda uji yang berbentuk silinder dengan diameter 4 inci (10,16 cm) dan tinggi 15 cm, dengan komposisi sebagai berikut : - 2 buah benda uji dengan campuran admixture abu sekam 10% - 2 buah benda uji dengan campuran admixture fly ash 10% - 2 buah benda uji dengan campuran admixture Sika 3%
Semen 325 kg/m3; Faktor air semen 0,4 dan jumlah air yang dibutuhkan 130 liter/m3. Ukuran agregat yang digunakan digunakan dengan persentase agregat kasar : 30% agregat 2-3 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 30% agregat 0,5-1 cm pada setiap campuran beton berpori. Hasil pengujian kecepatan penyerapan air pada benda uji yang dilakukan dengan alat pengujian permeabilitas sederhana adalah sebagai berikut : Tabel 5 Hasil Pengujian Kecepatan Penyerapan Air Benda Uji Beton Berpori
Benda Uji
Waktu (detik)
Abu Sekam
13,13 13,16
Kecepatan Penyerapan Air (k) (m/detik) 7,052x10-3 7,036x10-3
Fly Ash
12,67 13,18
7,308x10-3 7,025x10-3
7,166x10-3
Sika AE
14,05 14,11
6,590x10-3 6,562x10-3
6,576x10-3
•
Contoh perhitungan pada tabel 4.29 : A ; Dimana nilai A adalah konstan = 0,0926 m. k= t 0,0926 k= = 7,052 × 10−3 m/detik 13,13 Untuk mencari nilai A adalah sebagai berikut : h A ⋅l k = 1 ⋅ log 2 A2 ⋅t h1
Dimana : k = Kecepatan penyerapan air A1 = Luas alas benda uji A2 = Luas alas tempat masuk air l = Tinggi benda uji t = Waktu yang dibutuhkan h1 = Tinggi air awal h2 = Tinggi air akhir •
Contoh perhitungan : h A ⋅l k = 1 ⋅ log 2 A2 ⋅t h1 1 2 ⋅ π ⋅ (101,6 mm ) ⋅150 mm 290 mm 4 k= ⋅ log 1 70 mm 2 ⋅ π ⋅ (101,6 mm ) ⋅ t 4 150 mm 92,595 0,0926 × 0,6173 = mm/s = m/s t t t 0,0926 A k= m/s ≈ k = ⇒ A = 0,0926 m t t k=
Rata-Rata Kecepatan Penyerapan Air (m/detik) 7,044x10-3
KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN Kesimpulan dari hasil penelitian dan pembahasan yang diperoleh pada pengujian beton berpori ini, yaitu : • Benda uji beton berpori yang menggunakan campuran admixture memiliki kuat tekan lebih tinggi dibandingkan tanpa menggunakan admixture. • Hasil nilai kuat tekan rata-rata beton berpori tanpa admixture adalah 78,67 kg/cm2; dengan campuran abu sekam 10% adalah 95,96 kg/cm2; abu sekam 15% adalah 101,45 kg/cm2; abu sekam 20% adalah 107,39 kg/cm2; dengan campuran fly ash 10% adalah 124,21 kg/cm2; fly ash 15% adalah 137,06 kg/cm2; fly ash 20% adalah 152,28 kg/cm2; dengan campuran Sika Air Entraining 1% adalah 175,53 kg/cm2; Sika Air Entraining 2% adalah 148,36 kg/cm2; Sika Air Entraining 3% adalah 182,47 kg/cm2. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan bahwa jenis dan komposisi admixture dengan nilai kuat tekan rata-rata beton berpori tertinggi adalah jenis admixture Sika Air Entraining dengan kadar 3%. • Hasil pengujian kecepatan penyerapan air pada benda uji beton berpori dengan campuran abu sekam sebesar 7,044x10-3 m/detik; dengan campuran fly ash sebesar 7,166x10-3 m/detik; dengan campuran Sika Air Entraining sebesar 6,576x10-3 m/detik. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan bahwa nilai porositas atau kecepatan penyerapan air paling besar adalah benda uji beton berpori dengan campuran fly ash. • Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan terlihat bahwa beton berpori yang memiliki kuat tekan yang besar belum tentu memiliki nilai porositas yang baik (semakin besar nilai kuat tekan dari beton berpori maka porositas air dari beton berpori cenderung akan semakin rendah).
SARAN Saran yang dapat digunakan untuk membantu dalam penelitian dan perkembangan teknologi beton berpori selanjutnya adalah sebagai berikut : • Penelitian lebih lanjut mengenai beton berpori dapat menggunakan bahan-bahan aditif alami lainnya. • Dalam penelitian selanjutnya dapat digunakan abu sekam dengan memperhatikan secara khusus dari segi kualitasnya.
DAFTAR PUSTAKA ACI 522R-10. (2010). Report On Pervious Concrete. USA: American Concrete Institute Committee 522. Colorado Ready Mixed Concrete Assosiation. Specifier’s Guide for Pervious Concrete Pavement Design Version 1.2. Colorado. Concrete Promotional Group. (2010). Handbook for Pervious Concrete Certification in Kansas City. Kansas. Ferguson, B.K. (2005). Porous Pavements. New York: Taylor & Francis Group. Florida Concrete and Product Association. Pervious Concrete. Presentation : A Stormwater Treatment Option. Florida. Huyssteen, A.V., Tilaka Diyagama, Maunsell Limited. (2004). Permeable Pavement Design Guideline. Kevern, J.K. (2008). Advancements In Pervious Concrete Technology. Iowa: Iowa State University. Leming, M.L., H. Rooney Malcom, and Paul D. Tennis. (2007). Hydrologic Design of Pervious Concrete. Portland Cement Assosiation. Maryland. National Concrete Pavement Technology Center. (2006). Mix Design Development for Pervious Concrete in Cold Weather Climates. Iowa: Iowa State University. Putra, B.H. (2011). Studi Analisa Campuran Beton Berpori Sebagai Material Ramah Lingkungan Berdasarkan Nilai Kuat Tekan dan Tingkat Peresapan Air. Skripsi Sarjana S1 Teknik Sipil. Jakarta: Binus University. SNI 03-0691-2002. (2002). Bata Beton (Paving Block). Jakarta: Badan Standarisasi Nasional. SNI 03-1968-1990. (1990). Metode Pengujian Analisis Saringan Agregat Halus dan Kasar. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional. SNI 03-2834-2000. (2000). Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional. SNI 03-6817-2002. (2002). Metode Pengujian Mutu Air Untuk Digunakan Dalam Beton. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional. SNI 15-2049-2004. (2004). Semen Portland. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional. SNI 1969:2008. (2008). Cara Uji Berat Jenis Penyerapan Air Agregat Kasar. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.
