Error! Bookmark not defined. PEMANFAATAN ABU SEKAM PADI SEBAGAI CAMPURAN UNTUK PENINGKATAN KEKUATAN BETON
SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan untuk memenuhi syarat sebagai sarjana sains
KHAIRUL LAKUM. C 030801028
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Khairul Lakum C. : Pemanfaatan Abu Sekam Padi Sebagai Campuran Untuk Peningkatan Kekuatan Beton, 2009. USU Repository © 2009
PERSETUJUAN
Judul
Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas
: PEMANFAATAN ABU SEKAM PADI SEBAGAI SEBAGIAN SEMEN DALAM PEMBUATAN BETON : SKRIPSI : KHAIRUL LAKUM. C : 030801028 : SARJANA (SI) FISIKA : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM(FMIPA)UNIVERSITASSUMATERA UTARA
Diluluskan di, Medan, Oktober 2008
Diketahui/disetujui oleh
Ketua Departemen Fisika FMIPA USU
Pembimbing
(Dr. Marhaposan Situmorang) NIP. 130 817 771
(Drs. Syahrul Humaidi. M.sc) NIP : 132 050 870
1
PERNYATAAN
PEMANFAATAN ABU SEKAM PADI SEBAGAI CAMPURAN UNTUK PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN DALAM PEMBUATAN BETON
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkjasan yang masing – masing di sebutkan sumbernya.
Medan, Oktober 2008
KHAIRUL LAKUM. C 030801028
2
PENGHARGAAN
Sebagai makhluk ciptaan, syukur penulis panjatkan pada sang pencipta segala, Allah S.W.T. yang merupakan zat yang memberikan penulis ruh, akal dan pikiran, mata dan pendengaran, serta waktu dan kesehatan, ridho dan kasih sayang, sehingga penulis dapat mnyelesaikan skripsi ini dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada bapak Drs.Syahrul Humaidi. Msc. Yang bersedia membimbimbing saya dalam penulisan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga saya sampaikan kepada bapak Bachtiar Effendi ST sebagai pembimbing lapangan. Terima kasih saya ajukan kepada ketua departemen fisika FMIPA USU, Dr. Marhaposan Situmorang dan Dra. Yustinon, MS, Dekan, dan staf – stafnya. Dan tak lupa kepada bapak Drs. Anwar Dharma Sembiring. MS. Selaku dosen wali selama masa perkuliahan. Spesial untuk rekan – rekan mahasiswa fisika 2003, Nur Ayu Ramadhani, yang selalu memberikan banyak pelajaran hidup, Rismawati, Brian, Daniel, Nolida sebagai motivator dalam penulisan skripsi ini. Pada Ayahanda Syahnul Chaniago, dan Ibunda Asniah Pasaribu, Uda Syahdan Alkisah Chaniago, Teta Nilpaida Chaniago, Uning Musdalifah chaniago, Uti Syahidal amin Chaniago, abang Mukhrizal Chaniago, Kaccu Akmansyah Chaniago, Adik – adik ku Thaiba Chaniago dan Atika Suri Chaniago. Terima kasih yang tiada terkira atas semua,yang diberikan kepada saya untuk menyelesaikan pendidikan diperkuliahan. Moga Allah membalas nantinya melebihi apa yang diberikan kepada saya. Amin….!
Penulis
3
ABSTRAK
Abu sekam padi dihasilkan dari pembakaran sekam padi. Belakangan ini banyak peneliti yang memanfaatkan abu sekam padi dalam membuat suatu bahan seperti pembuatan keramik, pembuatan batu bata, dan lain lain. Dalam penelitian ini, abu sekam padi digunalkan sebagai pengganti sebagian semen dalam pembuatan beton. Kadar abu sekam padi yang dipergunakan adalah 5%,10%,15%,20%, dan 25% dari jumlah semen. Benda uji dibuat dengan komposisi campuran 1 semen : 2 pasir : 3 kerikil, untuk pembuatan beton normal. Dan penambahan abu sekam padi untuk pembuatan beton dengan campuran abu sekam padi. Pengujian yang dilakukan terhadap beton, meliputi pengujian kuat tekan, porositas, dan penyerapan air. Dan dari hasil penelitian menunjukan bahwa penggunaan abu sekam padi dengan kadar 5% dan 10% dari jumlah semen, akan dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 28,48% dan 47,25%, dari kuat tekan beton normal. Selain itu pemanfaatan abu sekam padi dengan kadar 5% dan 10% pada pembuatan beton, juga akan memperkecil porositas dan penyerapan air oleh beton, dari hasil penelitian penyerapan air berkurang 1,6% dan 2,42% dari beton normal.dan porositas beton berkurang sebesar 2,65% dan 6,22% dari beton normal..
4
ABSTRACT Dusty luced up paddy directed by incediarism luced up paddy, This time, many scientist used dusty up paddy to make a material, like ceramik, etc.in this research, dusty luced up paddy used as subsitute a part of cement in making concrete. The proportion of dusty luced up paddy which used is 5%,10%,15%,20%, and 25% from the mount of cement. The test material are made with composition : 1 cement, 2 sand and 3 gravel to make a normal concrete, and by adding dusty luced up paddy to make concrete with mixing dusty luced paddy. The test are doing to concrete over load the test of compressive strength, porosity, and water absorbtion and from the result of the researching to indicate the used of dusty luced up paddywith proportion 5% and 10%.from the mount cement will increase compressive strength concrete up to 28,48% and 47,25%. From compressive strength normal concrete, except that , using of dusty luced up paddy which proportion 5% and 10%, the making of concrete will also smalles porosity and water absorbtion by concrete. From the result of research, water absorbtioan decrease 1,6% and 2,42% from normal concrete. And porosity of concrete decrease 2,65% and 6,22% from normal concrete.
5
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan ………………………………………………………………………... i Pengharagaan………………………………………………………………………. ii Abstrak…………………………………………………………………………….. iii Daftar isi…………………………………………………………………………… iv Daftar tabel………………………………………………………………………… v Daftar gambar……………………………………………………………………... vi BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang…………………………………………………………. 1.2 Batasan Masalah……………………………………………………….. 1.3 Tujuan penelitian………………………………………………………. 1.4 Manfaat Penelitian………………………………………………........... 1.5 Tempat Penelitian ………………………………………………........... 1.6 Sistematika Penulisan…………………………………………………..
1 3 3 3 3 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sekam Padi……………………………………………………………... 2.2 Abu Sekam Padi………………………………………………………... 3.3 Pozzolan………………………………………………………………... 2.4 Beton……………………………………………………………………
5 6 7 8
2.4.1 Semen………………………………………………………... 9 2.4.1.1 Jenis – jenis semen pordlant………………………. 10 2.4.2 Agregat………………………………………………............ 12 2.4.2.1 Agregat Halus……………………………………… 12 2.4.2.2 Agregat kasar………………………………............ 14 2.4.3 Air……………………………………………………............ 15 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Alat dan Bahan………………………………………………………… 17 3.1.1 Peralatan……………………………………………………... 17 3.1.2 Bahan – Bahan………………………………………............. 17 3.2 Metodologi Penelitian…………………………………………............ 18 3.2.1 Diagram Alir pembuatan beton abu sekam padi ………………………………………. 18 3.2.2 Diagram alir pembuatan beton normal……………………… 19 3.3 Prosedur Pembuatan Benda Uji Beton………………………….......... 20 3.3.1 Prosedur Pengujian Kuat tekan Beton……………………… 20 3.3.2 Prosedur Pengujian Serapan Air……………………………. 21 3.3.3 Prosedur Pengujian Porositas………………………………. 22 3.3.4 Pengujian sampel…………………………………………… 23 3.3.4.1 Pengujian Kuat tekan ……………………… ……. 23 3.3.4.2 Pengujian Penyerapan Air………………………… 23
6
3.3.4.3 Pengujian Porositas……………………………….. 24 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisa Data……………………………………………………. …….. 25 4.1.1 Pengujian Kuat Tekan………………………………………… ……. 25 4.1.2 Pengujian Penyerapan Air…………………………………………… 35 4.1.3 Pengujian Porositas…………………………………………………. 38
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ……………………………………………………. …….. 41 5.2 Saran…………………………………………………………… …….. 42
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………… …….. 43
Lampiran
7
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Komposisi kimia abu sekam padi ……………………………………..
6
Tabel 2.2 Kelas dan mutu beton …………………………………………………
9
Tabel 2.3 Persyaratan dan Gradasi Untuk Agregat Pada Beton Berbobot Normal………………………………... 13 Tabel 4.3 Batas Izin Air Untuk Kekuatan Beton…………………………………
16
Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Dengan Waktu pengeringan 7 hari……………………………………. 26 Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Dengan waktu Pengeringan 14 hari…………………………………… 28 Tabel 4.3 Data hasil Pengujian kuat Tekan Beton dengan waktu pengeringan 28 hari……………………………………. 30 Tabel 4.4 Data hasil pengujian Penyerapan air…………………………………..
35
Tabel 4.5 Data hasil Pengujian Porositas………………………………………..
38
8
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 4.1 Grafik kuat tekan beton normal dan beton Abu sekam pad terhadap waktu pengeringan …………….32 Gambar 4.2 Grafik Penyerapan Air Terhadap Penambahan Abu sekam padi……………………………………….. 37 Gambar 4.3 Grafik Porositas Beton Terhadap penambahan abu sekam padi………………………………………... 40
9
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Beton merupakan suatu campuran antara semen, agregat halus dan agregat kasar, dan air dengan tambahan adanya rongga-rongga udara.Campuran bahan – bahan yang membentuk beton harus ditetapkan sedemikian rupa, sehingga menghasilkan basah yang mudah dikerjakan, memenuhi kekuatan tekan rencana setelah mengeras dan cukup ekonomis.
Beton
merupakan
dipergunakan dalam struktur
salah
satu
bahan
kontruksi
yang
banyak
bangunan modern. Beton diperoleh dengan cara
mencampurkan semen pordland, air, agregat dan kadang – kadang bahan tambahan (admixtur) yang berupa bahan kimia, serat, bahan non kimia dengan perbandingan tertentu. Baton banyak dipergunakan karena keunggulan – keunggulannya, antara lain karena kuat tekan beton tinggi, mudah dalam perawatan, mudah dalam pembentukan serta mudah mendapatkan bahan penyusunan.
Beton sangat banyak digunakan untuk konstruksi disamping kayu dan baja. Pembangunan suatu konstruksi diperlukan beton dengan kemampuan menahan beban yang cukup tinggi dan ketahanan terhadap waktu yang memadai. Kekuatan beton pada dasarnya sangat dipengaruhi oleh beberapa hal diantaranya : 1. mutu agrerat halus dan kasar (yang meliputi modulus kehalusan, porositas, berat jenis, dan asalnya). 2. Jenis semen, rasio w/c, dan lainnya.
Teori faktor air semen (faktor w/c) menyatakan bahwa untuk sebuah kombinasi bahan yang sudah memenuhi konsistensi yang telah dikerjakan, kekuatan beton pada umur tertentu tergantung pada perbandingan berat air dan berat beton. Dengan perkataan lain, jika angka perbandingan air terhadap beton sudah tertentu, maka kekuatan beton pada umur tertentu pada dasarnya dapat diperoleh, dengan 10
syarat bahwa campurannya plastis, dapat dikerjakan, dan agregatnya baik dan tahan lama, dan bebas material yang merugikan.
Perbandingan antara gabah dan jerami biasanya adalah 1: 1,25 atau 1 : 1. Gabah sendiri biasanya mengandung ± 35% sekam dan 65% beras.disamping beras,pertanian padi juga menghasilkan jerami, merang, dan sekam. Sekam biasanya merupakan bahan buangan yang pembuangannya sering menjadi masalah. Cara yang biasa yang dilakukan untuk membuang sekam adalah dengan cara membakar ditempat terbuka. Melalui pembakaran secara terkontrol sekam diubah menjadi abu yang dapat merupakan sumber silika dalam bentuk amorphous untuk keperluan berbagai industri. Panas yang dihasilkan dalam pembakaran (± 3000 kcal/kg) dapat ditampung dan disalurkan kedalam berbagai keperluan.
Pencampuran abu sekam dengan (20% – 30%) kapur dapat menghailkan semen hidrolik untuk pembuatan bata tahan asam. emen portland hitam dapat dibentuk dengan mencampurkan 10 % abu sekam padi pada semen portland.
Pembakaran sekam padi memiliki unsur yang bermanfaat untuk peningkatan kekuatan beton, mempunyai sifat pozzolan dan mengandung silika yang sangat menonjol, bila unsur ini dicampur dengan semen akan menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi.
11
1.2. BATASAN MASALAH . Adapun batasan masalah yang dibahas dalam penelitian ini adalah :
1. Menerangkan secara rinci pembuatan beton dengan menggunakan abu sekam padi sebagai bahan campuran. 2. Menjelaskan secara garis besar fungsi abu sekam padi sebagai bahan campuran dalam konstruksi bangunan. 3. Melakukan pengujian kekuatan mekanik pada campuran beton yang meliputi: a. Pengujian kuat tekan beton. b. Pengujian penyerapan air c. Pengujian porositas
1.3.TUJUAN PENELITIAN . Tujuan dilakukannya penellitian ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengetahui pengaruh abu sekam padi sebagai campuran terhadap kekuatan beton. 2. Membandingkan kekuatan beton biasa dengan beton campuran abu sekam padi.
1.4. MANFAAT PENELITIAN . Dengan penelitian ini diharapkan masyarakat dapat mengetahui fungsi lebih dari abu sekam padi. Selain itu diharapkan abu sekam padi dapat dipergunakan oleh masyarakat sebagai bahan campuran dalam pembuatan beton yang digunakan dalam teknologi beton.
1.5. TEMPAT PENELITIAN
PENDIDIKAN TEKNOLGI KIMIA INDUSTRI (PTKI), MEDAN
12
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Sistmatika penulisan masing-masing bab adalah sebagai berikut :
BAB I
Pendahuluan Bab ini mencakup latar belakang penelitian, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II
Tinjauan pustaka Bab ini berisi tentang teori yang mendasari penelitian.
BAB III
Metodologi Penelitian Bab ini membahas tentang diagram alir penelitian, Peralatan, bahanbahan,Pembuatan sampel uji, dan pengujian sampel.
BAB IV
Hasil dan Pembahasan Bab ini membahas tentang hasil penelitian dan mnganalisis data yang diperoleh dari penlitian.
BAB V
Kesimpulan dan Saran Menyimpulkan
hasil-hasil
yang
didapat
memberikan saran untuk penelitian lebih lanjut.
13
dari
penelitian
dan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sekam padi
Sekam padi adalah limbah dari hasil penggilingan padi, karena bentuk butirnya tidak begitu halus ( ± 3 mm) dan bobotnya ringan, pnyimpanan limbah ini memerlukan tempat yang luas. Kulit padi (sekam) merupakan salah satu bahan/material sisa dari proses pengolahan padi yang sering dianggap sebagai limbah. Besarnya konsumsi beras sebagai makanan pokok dan meningkatnya produksi padi dapat memberikan perkiraan makro akan jumlah material tersebut dari tahun ke tahun. Produksi padi di Indonesia pada tahun 2004 mencapai 53,67 juta ton gabah kering giling (GKG), dimana dapat menghasilkan sekam padi sebanyak 20% - 25% dari berat keseluruhan. Sekam padi umumnya hanya digunakan sebagai bahan bakar utama atau tambahan pada industri pembuatan bata atau batu, bahan dekorasi, media tumbuh bagi tanaman hias, atau bahkan dibuang. Sudah diketahui bahwa sekam padi mengandung banyak Silika amorf apabila dibakar mencapai suhu 700ºC dalam waktu sekitar 2 jam. Oleh karena itu, kini mulai dikembangkan pemanfaatan abu sekam padi (sisa pembakaran sekam padi) dalam berbagai bidang, salah satunya di bidang konstruksi. Reaktivitas antara silika dalam abu sekam padi dengan kalsium hidroksida dalam pasta semen dapat berpengaruh pada peningkatan mutu beton.
Sekam padi dapat digunakan untuk pembuatan hard board, dimana pada pembuatan hard board perekat yang digunakan adalah urea formaldehid atau fenol formaldehid, sedangkan pada pembuatan soft board perekat yang digunakan adalah latex hard board, sekam mempunyai sifat tahan air, dan tahan rayap, oleh karena itu dapat digunakan untuk bagian dalam atau bagian luar rumah.
14
2.2 Abu Sekam Padi
Abu sekam padi merupakan hasil dari sisa pembakaran sekam padi, Abu sekam padi merupakan salah satu bahan yang potensial digunakan di Indonesia karena produksi yang tinggi dan penyebaran yang luas. Bila abu sekam padi dibakar pada suhu terkontrol, abu sekam yang dihasilkan dari sisa pembakaran mempunyai sifat pozzolan yang tinggi karena mengandung silika.
Selama proses perubahan sekam padi menjadi abu, pembakaran memghilangkan
zat-zat
organik
dan
meninggalkan
sisa
yang
kaya
akan
silika.perlakuan panas pada sekam menghasilkan perubahan struktur yang berpengaruh pada dua hal. Yaitu tingkat aktivitas pozzolan dan kehalusan butiran abunya.
Komposisi kimia abu sekam padi adalah sebagai berikut :
Tabel 2.1. Komposisi kimia abu sekam padi Persentase
No
Komponen
1
SiO2
94,5
2
Al2O3
1.05
3
Fe2O3
1,05
4
Cao
0,25
5
MgO
0,23
6
SO4
1,13
7
CaO bebas
-
8
Na2O
0,78
9
K2O
1
kompposisi (%)
Dari tabel diatas, terlihat bahwa abu sekam padi mempunyai kandungan silika hingga 94%. Komposisi silika yang cukup besar pada abu sekam padi, membuat abu sekam padi menjadi bersifat pozzolan yang bila dicampur dengan semen menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi.
15
2.3 Pozzolan
Pozzolan adalah bahan tambahan yang berasal dari alam atau buatan, yang sebagian besar terdiri dari unsur – unsur silika dan alumina yang reaktif. Pozzolan sendiri tidak mempunyai sifat semen. Tetapi dalam keadaan halus bereaksi dengan kapur bebas dan air menjadi suatu massa padat yang tidak larut dalam air. Pozzolan dapat ditambahkan pada campuran adukan beton atau mortar (sampai pada batas tertentu dapat menggantikan semen), untuk memperbaiki kelecakan (workability), membuat beton menjadi lebih kedap air (mengurangi permeabilitas) dan yang bersifat agresif. Penambahan pozzolan juaga dapat meningkatkan kuat tekan beton, karena adanya reaksi peningkatan kapur bebas (Ca(OH)2) oleh silikat atau aluminat menjadi tober morit (3.CaO.2.SiO2.3H2O). Pozzolan dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu : 1. Pozzolan alam.
: yaitu bahan alam yang merupakan sedimentasi dari
abu atau lava atau gunung yang mengandung silikat aktif, yang bila dicampur dengan kapur padam akan mengadakam sementasi. 2. Pozzolan buatan
: jenis ini banyak macamnya baik merupakan sisa
pembakaran dari tungku, maupun pemanfaatan limbah yang diolah menjadi abu yang mengandung silika reaktif dengan proses pembakaran, seperti abu terbang (Fly ash), silika fume, dll.
Pemakaian bahan pozzolan dalam beton, akan menghasilkan beton yang lebih kedap air. Silikat dalam jumlah tertentu dapat menggantikan semen dan juga berperan sebagai pengisi antara partikel – partikel semen sehingga adanya silikat maka porositas beton akan menjadi lebih kecil dan selanjutnya kedapan beton akan menjadi bertambah sehingga permeabilitas semakin kecil.
Pozzolan dapat dipakai sebagai bahan tambahan atau sebagai pengganti semen pordland. Bila dipakai sebagai pengganti sebagian semen pordland umumnya berkisar antara 5% sampai 35%.
16
2.4 Beton
Beton biasanya campuran dari empat komponen, yaitu semen, agregat halus, agregat kasar, dan air. Untuk mendapatkan tujuan – tujuan khusus atau sifat – sifat tertentu, beton di tambah dengan satu atau lebih admixture sebagai komponen kelima dalam campuran. Beton dalam berbagai variasi sifat kekuatan dapat diperoleh dengan pengaturan yang sesuai dari perbandingan jumlah material pembentuknya, semen - semen khusus (seperti semen- semen kekuatan tinggi), agregat – agregat khusus ( seperti bermacam – macam agregat ringan dan agregat berat), metode – metode pemulihan khusus (seperti metode pemulihan uap) memungkinkan untuk mendapatkan variasi sifat – sifat beton yang lebih luas lagi.
Susunan beton secara umum, yaitu: 7-15 % PC, 16-21 % air, 25-30% pasir, dan 31-50% kerikil. Kekuatan beton terletak pada perbandingan jumlah semen dan air, rasio perbandingan air terhadap semen (W/C ratio) yang semakin kecil akan menambah kekuatan (compressive strength) beton. Kekuatan beton ditentukan oleh perbandingan air semen, selama campuran cukup plastis, dapat dikerjakan dan beton itu dipadatkan sempurna dengan agregat yang baik”.
Sifat beton yang meliputi : mudah diaduk, di salurkan, di cor, di padatkan dan diselesaikan, tanpa menimbulkan pemisahan bahan susunan adukan dan mutu beton yang disyaratkan oleh konstruksi tetap di penuhi.
Sifat – sifat tersebut untuk adukan beton dipengaruhi oleh : 1. kekentalan 2. Mobilitas setelah aliran dimulai. 3. kohesi atau perlawanan terhadap pemisaham bahan bahan komponen 4. sifat saling melekat (hubungannya dengan kohesi ), berarti bahan – bahan susunannya tidak akan mudah terpisah – pisah sehingga memudahkan pengerjaan yang perlu dilakukan.
Sampai saat ini beton masih menjadi pilihan utama dalam pembuatan struktur. Sifat-sifat dan karakteristik material penyusun beton akan mempengaruhi kinerja beton yang dibuat. Kinerja beton ini harus disesuaikan dengan kelas dan mutu 17
beton yang dibuat. Sehingga dalam penggunaannya dapat disesuaikan dengan bangunan ataupun kontruksi yang akan dibangun untuk mendapatkan hasil yang memuaskan dan sesuai dengan dibutuhkan. Menurut PBI’ 71 beton dibagi dalam kelas dan mutu sebagai berikut:
Tabel 2.2 Kelas dan Mutu Beton Kelas Beton
Mutu Beton
Kekuatan Tekan
Tujuan
Minimum
Pemakaian Beton
Kgf 2 cm I
Bo
50-80
Non-Struktual
II
B1
100
Rumah Tinggal
K125
125
Perumahan
K175
175
Perumahan
K225
225
Perumahan
dan
Bendungan III
K>225
>225
Jembatan,Bangunan tinggi, Terowongan kereta api
(sumber : Gunawan, 2000)
2.4.1 Semen
Semen adalah suatu bahan yang meiliki sifat adhesif dan kohesif yang memungkinkan melekatnya fragmen – fragmen mineral menjadi suatu massa yang padat. Meskipun defenisi ini dapat diterapkan dalam jenis bahan , semen yang dimaksud adalah bahan yang menjadi mengeras dengan adanya air – yang dinamakan semen hidraulik (Hydraulik cement). Semen semacam ini terutama terdiri dari silikat (silicate) dan lime yang terbuat dari kapur dan tanah liat (batu tulis) yang digerinda., di campur, di bakar dalam pembakaran kapur (klin), dan kemudian dihancur menjadi tepung. Semen semacam ini secara kimia dicampur dengan air (hydration) untuk membentuk massa yang mengeras. Semen hidrolik biasa digunakan dalam pembuatan beton bertulang yang di sebut dengan semen pordlant.
18
Fungsi utama dari semen adalah untukmengikat partikel agregat yang terpisah sehingga menjadi satu kesatuan. Bahan dasar pembentuk semen adalah : a. 3CaO.SiO2 (tricalcium silikat) disingkat C3S (58% - 69%) b. 2CaO.SiO2 (dicalcium silikat) disingkat C2S (8% - 15%) c. 3CaO.Al2O3 (tricalcium aluminate) disingkat C3A (2% - 15%) d. 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (tetracalcium aalummoferrit) disingkat C4AF (6% 14%)
C3S dan C2S merupakan senyawa yang membuat sifat – sifat perekat, C3A adalah senyawa yang paling reaktif, sedangkan C4F berfungsi sebagai katalisator yang menurunkan temperatur pembakaran dalam pembentukan calcium silicat.
Faktor semen sangatlah mempengaruhi karakteristik campuran mortar . Kandungan semen hidraulis yang tinggi akan memberikan banyak keuntungan, antara lain dapat membuat campuran mortar menjadi lebih kuat, lebih padat, lebih tahan air, lebih cepat mengeras, dan juga memberikan rekatan yang lebih baik. Kerugiannya adalah dengan cepatnya campuran mortar mengeras, maka dapat menyebabkan susut kering yang lebih tinggi pula. Mortar dengan kandungan hidrulik rendah akan lebih lemah dan mudah dalm pergerakan .
Semen pordland dibuat dari serbuk halus kristalin yang komposisi utmanya adalah kalsium dan aluminium silikat. Bahan baku utama dalam pembuatan semen pordland adalh sebagai berikut : •
Kapur (CaO) – dari batu kapur
(60 -65%)
•
Silika (SiO2) – dari lempung
(17 – 25%)
•
Alumina (Al2O3) – dari lempung
(3% – 8%)
2.4.1.1. Jenis – jenis semen pordland
Pada umumnya semen pordland yang biasa kita jumpai dipasaran adalah jenis semen pordlant biasa (ordinary cement pordlan), yaitu semen portland yang digunakan untuk tujuan umum. Jenis semen pordland dapat dibagi kedalam beberapa segi, yaitu segi kebutuhan dan segi penggunaan dan kekuatan.
19
Ditinjau dari penggunaannya, semen pordland dapat dikelompokan sebagai berikut : a.
Jenis I (Normal pordland cement) Yaitu jenis semen pordland untuk penggunaan dalam konstruksi beton secara umum yang tidak memerlukan sifat – sifat khusus. Misalnya untuk pembuatan trotoar dan lain-lain.
b.
Jenis II (hifh – early – strength pordland cement) Jenis ini memperoleh kekuatan besar dalam waktu singkat, sehingga dapat digunakan untuk perbaikan bangunan beton yang perlu segera digunakan atau acuannya segera perlu dilepas.
c.
Jenis III (modifid pordland cement) Semen ini memiliki panas hidrasi lebih rendah dan keluarnya panas lebih lambat.jenis ini di gunakan untuk bangunan tebal seperti pilar dengan ukuran besar. Panas hidrasi yang sangat rendah dapat mengurangi terjadinya retak – retak pergeseran.
d.
Jenis IV (low heat pordland cement) Jenis ini merupakan jenis khusus untuk penggunaan yang memerlukan panas hidrasi serendah – rendahnya. Kekuatannya tumbuh lambat . jenis ini di gunakan untuk bangunan beton massa seperti bendungan gravitasi – gravitasi besar.
e.
Jenis V (Sulfate resisting porldland cement) Jenis ini merupakan jenis khusus maksudnya hanya pada penggunaan bangunan – bangunan yang kena sulfat, seperti ditanah yang kadar alkalinya tinggi. Pengerasan berjalan lebih lambat dari p[ada semen pordlan biasa.
f.
pordland pozzolan cement (PPC) Semen pordland pozzolan adalah campuran dari semen tipe I biasa dengan pozzolan. Pozzolan adalah suatu campuran silika yang halus atau silika dengan bahan aluminium yang memiliki sedikit sifat semen, akan tetapi berada pada bentuk tepung dan yang dengan kelembaban akan bereaksi secara kimiawi dengan kalsium hidrolik pada suhu biasa dan membentuk bahan yang memiliki sifat semen.semen campuran dengan pozzolan memperoleh kekuatan lebih lambat dibandingkan dengan semen yang tanpa pozzolan dan mengeluarkan suhu yang rendah sewaktu hidrasi. 20
Proses hidrasi yang terjadi pada semen pordland dapat dinyatakan dalam persamaan kimia sebagai berikut : 2(3CaO.SiO2) + 6H2O
3CaO.SiO2.. 3H2O + 3Ca (OH)2
2(3CaO.SiO2) + 4H2O
3CaO.SiO2.. 2H2O + Ca (OH)2
Kalsium silikat salam air akan terhidrolisa kalsium silikat hidrat (3CaO.SiO2.. 3H2O) yang berupa padatan berongga yang sering disebut tobermorite gel dan kalsium hidroksida Ca (OH)2 atau kapur bebas yang merupakan sisa reaksi antara C3S dan C2S dengan air.
2.4.2 Agregat Agregat biasanya menempati 75% dari isi total beton, maka sifat – sifat dari agregat ini mempunyai pengaruh yang besar perilaku dari beton yang sudah mengeras. Sifat agregat bukan hanya mempengaruhi sifat beton, akan tetapi juga mempengruhi ketahanan (durbility, daya tahan kemunduran mutu akibat siklus dari pembekuan pencairan). Agregat lebih murah dari pada semen, maka logis mempergunakannya dengan persentase yang setinggi mungkin.
Agregat dapat diperoleh dari proses pelapukan dan abrasi atau pemecahan massa batuan induk yang lebih besar. Oleh karena itu, sifat agregat tergantung dari sifat batuan induk. Sifat-sifat tersebut diantaranya, komposisi kimia dan mineral, klasifikasi petrografik , berat jenis, kekerasan (hardness), kekuatan, stabilitas fisika dan kimia, struktur pori, warna dan lain-lain. Namun, ada juga sifat agregat yang tidak bergantung dari sifat batuan induk, yaitu ukuran dan bentuk partikel, tekstur dan absorbsi permukaan. Agregat di bagi menjadi dua bagian yaitu : 1. Agregat halus (pasir alami dan buatan) 2. Agregat kasar (kerikil, batu pecah, atau pecahan – pecahan dari Bkast furnace)
21
Agregat halus Agregat halus (pasir) adalah material yang lolos dari ayakan no 4 (yaitu) lebih kecil dari 5mm didalam diameter). Agregat halus yang baik harus bebas dari bahan organik, lempung, atau bahan – bahan lain yang dapat merusak campuran beton.variasi ukuran dalam campuran harus mempunyai gradasi yang baik yang sesuai dengan standart analisis saringan dari analisis dari ASTM (american society of testing and materials). Gradasi yang direkomendasikan untuk agregat kasar dan halus yang akan digunakan sebagai beton berbobot normal dicantumkan pada tabel berikut : Tabel 2.3 Persyaratan gradasi untuk agregat pada beton berbobot normal (ASTM C-33) Persen lewat Ukuran saringan standart amerika
Agregat kasar
Agregat halus
No.4 sampai 2 in
No.4 sampai 1 1 /2 in
No.4 sampai 1 in
No.4 sampai 3 /4 in
2 in (50 mm)
95 - 100
100
-
-
-
1 1/2 in (37,5 mm)
-
95 - 100
100
-
-
1 in (25 mm)
25 - 70
-
95 - 100
100
-
-
35 - 75
-
90 - 100
-
in (12,5 mm)
10 – 30
-
25 - 60
-
-
/8 in (9,5 mm)
-
10 - 30
-
20 - 55
100
N0. 4 (4,75 mm)
0-5
0-5
0 - 10
0 - 10
95 -100
No.8 (2,36 mm)
0
0
0-5
1-5
80 – 100
No. 16 (1,18 mm)
0
0
0
0
50 – 85
¾
inc (19 mm) ½
3
22
No. 30 (600 μm)
0
0
0
0
25 – 60
0
0
0
0
2 - 10
N0. 50 (300 μm) No. 100 (150 μm)
Agregat kasar Yang dimaksud dengan agregat kasar adalah agregat yang berukuran lebih besar dari 5 mm. sifat yang paling penting dari suatu agregat kasar adalah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan semen, porositas beton dan karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia. Serta ketahanan terhadap penyusutan. Jenis agregat kasar secara umum adalah sebagai berikut : 1. Batu pecah alami : Bahan ini diperoleh dari cadas atau batu pecah alami yang digali, yang berasal dari gunung merapi. 2. kerikil alami : kerikil didapat dari proses alami, yaitu dari pengikisan tepi maupun dasar sungai oleh air sungai yang mengalir. 3. Agregat kasar buatan : terutama berupa slag atau shale yang biasa digunakan untuk beton berbobot ringan. Biasanya hasil dari proses lain seperti dari blast – furnace dan lain – lain. 4. agregat untuk pelindung nuklir dan berbobot berat : dengan adanya tuntutan yang spesifik pada zaman atom yang sekarang ini, juga untuk pelindung dari radaisi nuklir sebagai akibat banyaknya pembangkit atom an stasiun tenga nuklir, maka perlu ada beton yang melindungi dari sinar X, sinar gamma, dan neutron. Pada beton demikian syarat ekonomis maupun syarat kemudahan pengerjaan tidak begitu menentukan. Agregat yang diklasifikasikan disini misalnya baja pecah, barit, magnatit, dan limonit.
23
2.4.3 Air. Air sangat diperlukan dalam pembuatan beton, beton tidak akan terbentuk tanpa adanya air sebagai campurannya. karena semen tidak akan bereaksi dan menjadi pasta apabila tidak ada air. Air selalu diperlukan dalm campuran beton, tidak saja untuk proses hidrasi semen, tapi juga mengubah semen menjadi pasta sehingga beton menjadi lecak dan mudah dikerjakan terutama pada saat penuangan beton dalam cetakan.
Air memiliki beberapa pengaruh terhadap kekuatan beton antara lain : 1. Air merupakan media pencampuran pada pembuatan pasta 2. kekuatan dari pasta pengerasan semen ditentukan oleh perbandingan berat antara air dan faktor semen 3. kandungan air yang tinggi menghalangi proses pengikatan, dan kandungan air yang rendah reaksi tidak selesai. Kandungan air yang tinggi dapat mengakibatkan - Mudah mengerjakannya - Kekuatan rendah - Beton dapat menjadi poros Air yang digunakan untuk campuran beton harus memenuhi syarat – syarat sebagai berikut : . 1. Air tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, bahan padat, sulfat, klorida, dan bahan lainnya yang dapat merusak beton, sebaiknya digunakan air yang dapat diminum 2. Air yang keruh sebelum digunakan diendapkan selama minimal 24 jam atau jika dapt dissaing terlebih dahulu.
24
Tabel. 2.7 Batas dan izin air untuk campuran beton.
Batas yang di izinkan Ph
– 8.5
Bahan padat
2000 ppm
Bahan terlarut
2000 ppm
Bahan organik
2000 ppm
Minyak
2% berat semen
Sulfat (SO3)
10000 ppm
Chlor (Cl)
10000 ppm
Air digunakan untuk membuat adukan menjadi bubur kental dan juga sebagai bahan untuk menimbulkan reaksi pada bahan lain untuk mengeras. Oleh karena itu air sangat dibutuhkan dalam pengerjaan bahan, tanpa air konstruksi bahan tidak akan terlaksana dengan baik dan semprna.
25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. ALAT DAN BAHAN
3.1.1 Peralatan. Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain adalah sebagai berikut ; a. Universal testing machine •
Merek : MAEKAWA TASTING MACHINE MFG.CO
•
Kecepatan : 3,5 cm/menit
•
Type MR-20-CT
Alat ini berfungsi sebagai alat pengujian kuat tekan pada saat sampel berumur 7 hari, 14 hari, dan 28 hari. b. Neraca Analitik Neraca Analitik berfungsi untuk menimbang sampel c. Gelas ukur 100 mL Gelas ukur berfungsi sebagai takaran dari perbandingan volume dari bahan. d. Cetakan a. kubus (5cm x 5cm x 5cm), sebanyak 72 buah. b. silinder (Ө2cm x 5 cm) sebanyak 18 buah.
3.1.2 Bahan-bahan Adapun bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : -
Semen pordland Tipe I
-
Agregat yang terdiri dari batu pecah dan pasir
-
Abu sekam padi
-
Air PDAM TIRTANADI MEDAN
26
3.2 Metodologi Penelitian 3.2.1 Diagram Alir Pembuatan beton campuran abu sekam padi
BATU PECAH
SEMEN + ABU SEKAM PADI (Variasi canmpuran 5% - 25%)
PASIR
AIR
PENCAMPURAN
PENGADUKAN
PENCETAKAN
PENGERINGAN (didiamkan selama 24 jam)
PERENDAMAN
- pengujian kuat tekan - pengujian penyerapan air - pengujian porositas
PENGUJIAN BETON
ANALISA DATA
HASIL/LAPORAN PENELITIAN
27
3.2.2 Diagram alir pembuatan beton normal SEMEN
PASIR
BATU PECAH
AIR
PENCAMPURA N PENGADUKAN
PENCETAKAN
PENGERINGAN (didiamkan selama 24 jam)
PERENDAMAN
- pengujian kuat tekan - pengujian penyerapan air - pengujian porositas
PENGUJIAN BETON
ANALISA DATA
HASIL/LAPORAN PENELITIAN
28
3.3 PROSEDUR PEMBUATAN BENDA UJI BETON. 3.3.1 Prosedur Pengujian Kuat Tekan Prosedur yang dilakukan dalam uji kuat tekan adalah sebagai berikut : 1. Persiapan Bahan Seluruh material seperti semen, pasir, kerikil, abu sekam padi, disiapkan 2. Pencampuran a. Semen, pasir, dan batu pecah dicampur dengan perbandingan 1 : 2 : 3 b. Untuk beton dengan campuran abu sekam padi Abu sekam padi ditambah kedalam campuran dengan variasi 5% - 25% yang diambil atau dikurangi dari semen. c. campuran diberi air
2.Pencetakan Disiapkan cetakan berbentuk silinder dengan ukuran 5x5x5 cm3
3. Pengeringan Pengeringan dilakukan dengan cara didiamkan selama 24 jam dalam suhu kamar (27oC).
4. Perendaman Perendaman dilakukan agar terjadi proses hidrasi antara semen dengan air.
5. Pengujian Pengujian beton dilakukan pada saat beton berumur 7hari, 14hari, 28 hari.
29
3.3.2 Prosedur Pengujian penyerapan Air Prosedur yang dilakukan dalam uji penyerapan air adalah sebagai berikut :
1. Persiapan Bahan Seluruh material seperti semen, pasir, kerikil, abu sekam padi, disiapkan 2. Pencampuran a
Semen, pasir, dan batu pecah dicampur dengan perbandingan 1 : 2 : 3
b
Untuk beton dengan campuran abu sekam padi Abu sekam padi ditambah kedalam campuran dengan variasi 5% - 25% yang diambil atau dikurangi dari semen.
c
campuran diberi air
3. Pencetakan Disiapkan cetakan berbentuk silinder dengan ukuran (Ө2cm x 5 cm) sebanyak 18 buah.
4. Pengeringan Pengeringan dilakukan dengan cara didiamkan selama 24 jam dalam suhu kamar (27oC).
5. Penimbangan Setelah 28 hari benda uji di timbang untuk mendapatkan massa kering.
6. Perendaman Perendaman dilakukan selama 2 hari agar mendapatkan penyerapan air pada beton
7. Penimbangan Setelah direndam beton kembali ditimbang untuk mendapatkan massa basah.
30
3.3.3Prosedur Pengujian Porositas Prosedur yang dilakukan dalam uji porositas adalah sebagai berikut : 1. Persiapan Bahan Seluruh material seperti semen, pasir, kerikil, abu sekam padi, disiapkan
2. Pencampuran a
Semen, pasir, dan batu pecah dicampur dengan perbandingan 1 : 2 : 3
b
Untuk beton dengan campuran abu sekam padi Abu sekam padi ditambah kedalam campuran dengan variasi 5% - 25% yang diambil atau dikurangi dari semen.
c
campuran diberi air
3. Pencetakan Disiapkan cetakan berbentuk kubus dengan ukuran Ө2cm ( x 5 cm) sebanyak 18 buah.
4. Pengeringan Pengeringan dilakukan dengan cara didiamkan selama 24 jam dalam suhu kamar (27oC).
5. Penimbangan Setelah 28 hari benda uji di timbang untuk mendapatkan massa kering.
6. Perendaman Perendaman dilakukan selama 2 hari agar mendapatkan penyerapan air pada beton
7. Penimbangan Setelah direndam beton kembali ditimbang untuk mendapatkan masa basah.
31
3.3.4
Pengujian Sampel
33.4.1 Pengujian Kuat Tekan Beton
Pengujian kuat tekan beton dilakukan untuk mengetahui kuat tekan hancur dari benda uji. Pengujian kuat tekan dilakukan saat sampel berumur 7 hari, 14 hari, dan 28 hari. Jumlah beton yang di uji adalah 54 beton dengan bentuk kubus. Yang terdiri dari 9 buah beton normal, 9 buah beton dengan campuran 5% abu sekam padi, 9 buah beton dengan campuran sekam padi 10%, 9 buah beton dengancampuran abu sekam padi 15%. 9 buah beton dengan campuran 20%, dan 9 buah beton dengan campuran abu sekam padi 25%.
Kuat tekan beton dapat diperoleh dengan menggunakan rumus :
fc =
P A
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (3.1)
(sumber : RSNI, 2005)
Dimana : fc
= Kuat tekan (Mpa)
P
= Beban maksimum (N)
A
= Luas bidang permukaan (m2)
3.3.4. Pengujian Penyerapan Air ( Water Absorbtion)
Uji penyerapan air di lakukan dengan tujuan untuk mengetahui persentase penyerapan air oleh benda uji. Uji penyerapan air ( water absorbtion) di lakukan dengan menggunakan benda uji berbentuk silinder. Jumlah bahan uji saat bahan uji berumur 28 hari adalah 18. Terdiri dari 3 beton normal, 3 beton dengan campuran abu sekam padi 5%, 3 beton dengan campuran abu sekam padi 10%. 3 beton dengan campuran abu sekam padi 15%. 3 beton dengan campuran abu sekam padi 20%. Dan
32
3 beton dengan campuran abu sekam padi 25%. Pengujian penyerapan air dilakukan saat benda uji berumur 28 hari.
Persentase penyerapan air dapat diperoleh dengan rumus :
Penyerapan air (%) =
Mb − Mk x100% ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (3.2) Mk
(Sumber : Van Vlack, lawrence, 1989)
Dimana : Mb = Massa basah dari benda uji (gram) Mk = Massa kering dari benda uji (garam)
3.3.4.3 Pengujian Porositas
Pengujian porositas dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui besarnya porositas pada benda uji. Semakin besar porositas pada benda uji maka semakin rendah kekuatannya. Pengujian porositas dilakukan dengan menggunakan benda uji berbentuk silinder. Jumlah sampel dalm pengujian porositas ini adalah 18 sampel. Yang terdiri dari 3 buah beton normal, 3 beton dengan campuran abu sekam padi 5%, 3 beton dengan campuran abu sekam padi 10%, 3 beton dengan campuran abu sekam padi 15%, 3 beton dengan campuran abu sekam padi 20%. Dan 3 beton dengan campuran abu sekam padi 25%. Pengujian porositas dilakukan saat sampel berumur 28 hari.
Porositas dari benda uji diperoleh dengan menggunakn rumus :
Porositas =
Mb − Mk 1 x x100% Vb ρ air
(sumber : Anwar Dharma Sembiring)
33
Dimana : Mb = Massa benda uji dalam keadaan basah (gram) Mk = Massa benda uji dalam keadaan kering (gram)
ρ air = massa jenis air (1 gr/cm3) Vb = Volum benda uji (cm3)
34
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Data
4.1.1 Pengujian Kuat Tekan Pengujian kuat tekan beton dilakukan dengan menggunakan alat Universal Testing Machine. Kuat tekan dapat diperoleh dengan menggunakan rumus : fc =
P ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅(4.1) A
Dimana : fc
= Kuat tekan (Mpa)
P
= Beban maksimum (N)
A
= Luas bidang permukaan (m2)
Tabel 4.1 Data hasil pengujian kuat tekan beton dengan waktu pengeringan 7 hari.
No
Variasi Campuran
Hari ke -
1
Normal
7
2
5%
7
3
10%
7
4
15%
7
5
20%
7
6
25%
7
Kuat (Mpa) 5,21 5,12 5,05 5,68 5,42 5,28 6,27 6,34 6,19 4,59 4,84 4,52 3,92 4,02 3,89 2,03 2,36 2,05
35
tekan
Rata-rata (Mpa) 5,12
5,43
6,27
4,65
3,91
2,11
Contoh perhitungan pengujian kuat tekan adalah sebagai berikut : •
Kuat tekan beton
Beban maksimum ( P)
= 1330. kg.f = 1330. kg x 9,8 m/s2 = 13034 N
Luas permukaan (A)
= 5cm x 5 cm = 25 cm2 = 2500 mm2
Maka :
fc
=
P A
=
13034 N 2500mm 2
= 5,21MPa
Untuk perhitungan kuat tekan rata – rata : 5,21MPa + 5,12 MPa + 5,03MPa 3 = 5,12 MPa =
36
Tabel 4.2 Data hasilpengujian kuat tekan beton dengan waktu pengeringan 14 hari.
No
Variasi Campuran
Hari ke -
Kuat tekan Rata-rata (Mpa) (Mpa)
1
Normal
14
7,10 7,14 7,21
7,15
2
5%
14
8,02 7,84 7,93
7,93
3
10%
14
8,54 8,22 8,44
8,40
6,74
4
15%
14
6,97 6,51 6,73
5
20%
14
4,69 4,70 4,89
4,76
6
25%
14
3,31 3,31 3,34
3,32
Contoh perhitungan pengujian kuat tekan adalah sebagai berikut : •
Kuat tekan beton
Beban maksimum ( P)
= 1811 kg.f = 1811 kg x 9,8 m/s2 = 17750 N
37
Luas permukaan (A)
= 5cm x 5 cm = 25 cm2 = 2500 mm2
Maka :
fc =
=
P A 17750 N 2500mm 2
= 7,10 MPa
Untuk perhitungan kuat tekan rata – rata : 7,10 MPa + 7,14 MPa + 7,21MPa 3 = 7,15MPa
=
38
Tabel 4.3 Data hasilpengujian kuat tekan beton dengan waktu pengeringan 28 hari.
No
Variasi Campuran
Hari ke -
Kuat tekan Rata-rata (Mpa) (Mpa)
1
Normal
28
7,92 7,87 7,71
7,83
2
5%
28
10,38 10,34 9,46
10,06
3
10%
28
12,25 11,17 11,17
11,53
6,90
4
15%
28
6,52 6,89 7,06
5
20%
28
6,46 6,17 5,97
6,17
6
25%
28
3,70 3,92 4,32
3,98
Contoh perhitungan pengujian kuat tekan adalah sebagai berikut : •
Kuat tekan beton
Beban maksimum ( P)
= 2020 kg.f = 2020 kg x 9,8 m/s2 = 19800 N
Luas permukaan (A)
= 5cm x 5 cm = 25 cm2 = 2500 mm2
39
Maka :
fc
=
P A
=
19800 N 2500mm 2
= 7,92 MPa
Untuk perhitungan kuat tekan rata – rata : 7,92 MPa + 7,87 MPa + 7,71MPa 3 = 7,83MPa =
40
Gambar 4.1 Grafik kuat tekan beton normal dan beton abu sekam padi terhadap waktu pengeringan
kuat tekan beton (MPa)
14 12 10 8 6 4 2 0 normal
campuran campuran campuran campuran campuran 20% 25% 5% 10% 15%
7 hari
5.12
5.43
6.27
4.65
3.91
2.11
14 hari
7.15
7.93
8.4
6.74
4.76
3.32
28 hari
8.16
10.06
11.53
6.9
6.17
3.98
waktu pengeringan
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa kuat tekan beton tanpa campuram abu sekam padi adalah sebesar 5,12 MPa untuk waktu pengeringan selama 7 hari, sedangkan waktu untuk pengeringan 14 hari dan 28 hari kekuatan beton semakin meningkat yaitu sebesar 7,15 MPa dan 8,16 MPa. Peningkatan ini sesuai dengan sifat dari beton, di mana beton akan mengalami perubahan kekuatan saat beton berumur 7 hari sampai 28 hari. Hal ini di sebabkan kadar air yang terdapat pada beton tersebut akan semakin berkurang sesuai dengan lama waktu pengeringan.
Untuk beton dengan campuran abu sekam padi 5% kuat tekan pada waktu pengeringan 7 hari adalah 5,43 Mpa,dan 7,93MPa. Untuk waktu pengeringan selama 14 hari. kuat tekan beton semakin meningkat yaitu sebesar 10.06 MPa pada saat beton berumur 28 hari.
Untuk beton dengan campuran abu sekam padi 10% kuat tekan pada waktu pengeringan 7 hari adalah 6,27 Mpa,dan 8,4 MPa. Untuk waktu pengeringan selama
41
14 hari. kuat tekan beton semakin meningkat yaitu sebesar 11,53 MPa pada saat beton berumur 28 hari. ] Meningkatnya kekuatan tekan beton dengan mencampuran abu sekam padi dengan kadar 5% dan 10% disebabkan oleh semakin berkurangnya pori – pori yang terdapat pada beton, pori – pori pada beton semakin berkurang karena diisi oleh serbuk – serbuk halus abu sekam padi yang mengakibatkam beton lebih padat.
Untuk beton dengan campuran abu sekam padi 15% kuat tekan pada waktu pengeringan 7 hari adalah 4,66 Mpa,dan 6,74 MPa. Untuk waktu pengeringan selama 14 hari. kuat tekan beton semakin meningkat yaitu sebesar 6.9 MPa pada saat beton berumur 28 hari.
Untuk beton dengan campuran abu sekam padi 20% kuat tekan pada waktu pengeringan 7 hari adalah 3,91 MPa,dan 4,76 MPa. Untuk waktu pengeringan selama 14 hari. kuat tekan beton semakin meningkat yaitu sebesar 6,17 MPa pada saat beton berumur 28 hari.
Untuk beton dengan campuran abu sekam padi 25% kuat tekan pada waktu pengeringan 7 hari adalah 2,11 MPa,dan 3,32 MPa. Untuk waktu pengeringan selama 14 hari. kuat tekan beton semakin meningkat yaitu sebesar 3,38 MPa pada saat beton berumur 28 hari.
Kuat tekan beton semakin meningkat saat beton berumur 28 hari,. Hal ini disebabkan karena saat beton berumur 28 hari, beton benar – benar dalam keadaan kering. Atau dengan kata lain tidak terdapat kadar air pada beton tersebut. Dengan adanya kadar air pada beton, akan menyebabkan beton menjadi lemah.
Dari grafik terlihat juga bahwa kekuatan beton semakin meningkat jika kadar campuran abu sekam padi berkisar 5% - 10% dari jumlah semen. Sedangkan pencampuran kadar abu sekam padi lebih dari 10% akan mengurangi kuat tekan beton. Dengan demikian dapat dikatakan penggunaan abu sekam padi dengan kadar 10%, merupakan kadar campuran optimum pada campuran ini. Jika digunakan abu
42
sekam pedi melebihi kadar tersebut, maka akan di hasilkan beton yang lebih lacak atau mangandung kadar air yang terlalu banyak.
Unsur C3S dan C2S merupakan bagian terbesar dan paling dominan dalam memberikan sifat semen. Bila semen terkena air, maka C3S akan segera berhidrasi dan memberikan pengaruh yang besar dalam proses pengerasan semen, terutama sebelum mencapai umur 14 hari. Unsur C2S bereaksi dengan air lebih lambat sehingga hanya berpengaruh setelah beton nberumur 7 hari. Unsur C3S bereaksi dengan cepat dan memberikan kekuatan setelah 24 jam. Semen mengandung unsur C3A lebih dari 10% akan berakibat kurang tahan terhadap sulfat. Unsur yang paling sedikit dalam semen adalah C2AF, sehingga tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kekerasan pasta atau beton.
Proses hydrasi yang terjadi pada semen portlant dapat dinyatakan dalam persamaan kimia sebagai berikut : 2(3CaO.SiO2) + 6H2O
3CaO.SiO2.. 3H2O + 3Ca (OH)2
2(3CaO.SiO2) + 4H2O
3CaO.SiO2.. 2H2O + Ca (OH)2
Hasil utama dari hidrasi semen adalah C3H2H3 (tobermorite) yang berbentuk jel dan menghasilkan panas hidrasi selama reaksi berlangsung. Hasil yang lain berupa kapur bebas Ca(OH)2, yang merupakan sisa dari reaksi antara C3S dan C2S dengan air. Kapur bebas ini dalam jangka panjang cenderung melemahkan beton, karena dapat bereaksi dengan zat asam maupun sulfat yang ada dilingkungan sekitar, sehingga menimbulkan proses korosi pada beton.
43
4.1.2 Pengujian Penyerapan Air.
Pengujian penyerapan air dilakukan pada saat beton berumur 28 hari. Penyerapan air dapat diperoleh dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Water Absorbtion =
Mb − Mk x100% ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (4.2) Mk
Dimana : Mb = Massa benda uji keadaan basah (gram) Mk = Massa benda uji keadaan kering (gram)
Tabel 4.4 Data hasil pengujian penyerapan air (Water absorbtion)
Type
Masss basah (gram)
Massa kering (Gram)
Penyerapan Rata-rata (%) (%)
1
Normal
45,40 45,10 45,90
41,25 41,14 41,93
10,06 9,62 10,49
10,06
2
Campuran 5%
46,73 46,30 45,80
43,22 42,50 42,28
8,12 8,94 8,32
8,46
46,70 45,48 45,75 44,50 42,74 44,80 43,85 44,35 44,85 41,84 41,42 40,81
43,25 42,25 42,55 40,29 38,76 40,55 37,85 39,10 39,15 37,71 37,02 36,30
7,97 7,44 7,52 10,44 10,24 10,48 15,83 13,42 14,54 9,78 11,88 12,42
No
3
Campuran 10%
4
Campuran 15%
5
Campuran 20%
6
Campuran 25%
44
7,64
10,38
14,26
11,36
Contoh perhitungan penyerapan air sebagai berikut : •
Penyerapan Air
Massa Basah (Mb) = 46,70 gram Massa kering (Mk) = 43,25 gram Maka : WaterAbsorbtion =
Mb − Mk x100% ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (4.2) Mk
46,70 gr − 41,95 gr x100% 41,95 gr = 8,12% =
Perhitungan Penyerapan air rata-rata : 8,12% + 8,94% + 8,32% x100% 3 = 8,46% =
45
Gambar 4.2. Grafik pengujian penyerapan air beton terhadap persentase campuran abu sekam padi
persentase penyerapan air
16 14 12 10 8 6 4 2 0 Normal
campuran 5%
campuran 10%
campuran 15%
campuran 20%
campuran 25%
persentase abu sekam padi 28 hari
Dari grafik diatas dapat dilihat persentase penyerapan air untuk beton tanpa abu sekam padi atau beton normal yaitu : 10,06%. Sedangkan persentase penyerapan air untuk beton dengan campuran abu sekam padi 5% yaitu 8,46%, menurun sebesar 1,6 % dari penyerapan air oleh beton normal. Pada beton dengan campuran abu sekam padi 10%, persentase penyerapan air yaitu sebesar 7,64%, menurun sebesar 2,42% dari beton normal. Sedangkan beton dengan campuran abu sekam padi 15%, 20%, dan 25% memiliki persentase penyerapan air masing – masing 10,38%, 14,26%, dan 11,36%. Atau semakin meningkat dibandingkan dengan beton normal Pada beton dengan campuran abu sekam padi melebihi 10%, akan bersifat penyerap air yang sangat tinggi, dengan demikian kekuatan beton akan semakin berkurang, atau akan lebih mudah retak, dan daya kuat tekannya akan berkurang. Hal ini disebabkan karena penggunaan jumlah abu sekam padi yang terlalu banyak akan menyebabkan beton menjadi lebih berongga.
Pemakaian bahan pozzolan pada kadar tertentu dalam beton menghasilkan beton yang lebih kedap air. Silika pada jumlah tertentu dapat menggantikan jumlah semen dan juga berperan sebagai pengisi antara partikel – pertikel semen sehingga adanya silikat maka porositas beton menjadi lebih kecil dan selanjutnya kedapan air beton menjadi bertambah sehingga penyerapan air semakin kecil.
46
Pengujian Porositas
Pengujian porositas dilakukan pada saat beton berumur 28 hari. Porositas beton dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Porositas =
Mb − Mk 1 x x100% Vb ρ air
Dimana : Mb = Massa benda uji dalam keadaan basah (gram) Mk = Massa benda uji dalam keadaan kering (gram)
ρ air = Massa jenis air (1 gr/cm3) Vb = Volum benda uji (cm3)
Tabel 4.6 Data hasil pengujian porositas
Type
Masss basah (gram)
Massa kering (Gram)
Porositas (%)
Rata-rata (%)
1
Normal
45,40 45,10 45,90
41,25 41,14 41,93
26,43 25,22 25,28
25,64
2
Campuran 5%
3
Campuran 10%
4
Campuran 15%
5
Campuran 20%
6
Campuran 25%
46,73 46,30 45,80 46,70 45,48 45,75 44,50 42,74 44,80 43,85 44,35 44,85 41,84 41,42 40,81
43,22 42,50 42,28 43,95 42,25 42,55 40,29 38,76 40,55 37,85 39,10 39,15 37,71 37,02 36,30
22,35 24,20 22,42 17,51 20,44 20,31 26,81 25,35 27,07 38,21 33,43 36,30 24,01 28,02 28,72
No
47
22,99
19,42
26,41
36,01
26,91
Contoh Perhitungan Pengujian poroitas adalah sebagai berikut : •
Porositas
Massa Basah (Mb) = 45,40 gram Massa kering (mk) = 42,24 gram Volumebendauji =
π 4
d 2L
3,14 2 (2) .5 4 = 15,70cm 3 =
Maka ;
Porositas =
Mb − Mk 1 x x100% Vb ρ air
45,40 gram − 41,25 gram 1 x 3 15,70cm 1gr / cm 3 = 26,43% =
Untuk perhitungan porositas rata-rata : 26,43% + 25,22% + 25,28% 3 = 25,64% =
48
Gambar 4.3. Grafik pengujian penyerapan air beton terhadap persentase campuran abu sekam padi
persentase penyerapan air
16 14 12 10 8 6 4 2 0 Normal
campuran 5%
campuran 10%
campuran 15%
campuran 20%
campuran 25%
persentase abu sekam padi 28 hari
Dari grafik di atas terlihat persentase porositas beton normal (beton tanpa campuran abu sekam padi sebesar 25,64%. Sedangkan untuk beton dengan campuran abu sekam padi 5% adalah sebesar 22,99%, atau turun sebesar 2,65% dari beton normal, untuk beton dengan campuran abu sekam padi sebesar 10% memiliki porositas sebesar 19,42%, atau turun sebesar 6,22% dari beton normal.
Pada beton dengan kadar sekam padi sebesar 15%, 20%, dan 25% pada beton, mempunyai porositas 19,42%, 36,01%, dan 26,91%. Atau mengalami pertambahan porositas di bandingkan dengan beton normal.
Dari grafik, kadar abu sekam padi yang di perbolehkan adalah 5% 10%. Penggunaan kadar abu sekam padi yang terlalu banyak akan meningkatkan porositas beton serta mengurangi kuat tekan dari beton. Sehingga menyebabkan kekuatan beton semakin berkurang.
Silikat yang merupakan kandungan terbesar dari abu sukam padi mempunyai sifat pozzolan.sehingga bila dicampur dengan kapur dan air akan bereaksi membentuk cementing agent. Atau di sebut juga reaksi pozzolanic : Ca(OH)2
Ca2+ + 2OH −
Ca2+ + 2OH − + SiO2
CaSiO2H2O
49
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Dari data penelitian yang diperoleh dan dari analisa data yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Kuat tekan beton dengan menggunakan abu sekam padi, lebih tinggi dari beton normal, dengan kadar komposisi abu sekam padi 5% - 10%. 2. Penggunaan abu sekam padi lebih dari 10%, akan mengakibatkan kekuatan beton akan semakin berkurang. 3. Dari hasil penelitian diperoleh nilai penyerapan air dengan menggunakan abu sekam padi yaitu 7,64% - 11,36%. 4. Dari hasil percobaan besarnya porositas yang diperoleh dengan menggunakan abu sekam padi adalah 19,42% - 36,01%. 5. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa abu sekam padi dapat dipergunakan sebagai campuran untuk pengganti semen dalam pembuatan beton. 6. Pemanfaatan abu sekam padi pada pembuatan beton, akan menghasilkan beton yang lebih kuat dan ekonomis
50
5.2 Saran Beberapa saran untuk penelitian lebih lanjut, untuk memperoleh hasil penelitian yang lebih baik sebagai berikut : 1. Diharapkan agar campuran antara semen dan abu sekam padi serta material – material pembentuk lainnya benar – benar homogen agar menghasilkan beton yang baik. 2. Dalam penggunaan air, diharapkan lebih teliti, karena penggunaan air yang cukup banyak akan menghasilkan beton yang tidak optimal. 3. Dalam melakukan pencetakan, diharapkan adonan benar – dalam kondisi padat agar mendapatkan beton dengan hasil optimal.
51
DAFTAR PUSTAKA
Chu – Kia Wang, 1994, Disain Beton Bertulang, Terjemahan oleh Binsar Harianja, Jilid I, Edisi Keempat, Peenerbit Erlangga, Jakarta. Daryanto, 1994, Pengetahuan Tehnik Bangunan, Penerbit Rineka Cipta, Jakarta. Gunawan, Margaret, (2000), Konstruksi Beton I, Penerbit Delta Teknik Group,Jakarta I Made Alit Karyawan Salin, Perbandingan Kuat Tekan dan Permeabilitas Beton Yang
Menggunakan
Semen
Pordlant
Poozzolan
dengan
Yang
Menggunakan Semen Portlan Tipe I, 2007. I Swamy, R.N.1986, Cement Replacement Materials, Edisi ke – II, Surrey University Press, New Delhi. Lea F.M, 1970, The Chemistry Of Cement and Concrete, Third Edition, Edward Arnold Ltd, London. Mehta, P, K, 1986, Concrete stucture properties and Material, Englewood Cliffs, New Jersey. Kadiyono, L .J, & Brook, K.M, 1991, Bahan dan Praktek Beton, Terjemahan Oleh Stephanus Hindarko, Erlangga, Jakarta. Nawy . G . Edwad, 1998, Beton Bertulang, Terjemahan Oleh bambang Surycatmono, Penerbit PT. Refika Aditama, Bandung. S. Timoshenko, 1999, Dasar – Dasar Perhitungan Kekuatan Bahan, Terjemahan Oleh Gulo D.H, Penerbit Restu Agung, Jakarta. Tjokrodimuljo, K, 1996, Teknologi Beton, Nafigiri, Yogyakarta. Van Vlack, H lawrence, 1989, Ilmu Dan Teknologi Bahan, Edisi Kelima, Terjemahan Oleh Sriati Djaprie, Penerbit Erlangga, Jakarta. Winter, George, 1993, PerencanaanStruktur Beton Bertulang, Terjemahan Oleh Besari M. Sahari, dkk, PT. Prandnya Paramita, Jakarta. http://www. Google. Co. id.
52
