KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT) BETON NORMAL BERSERAT GALVALUM AZ 150 SKRIPSI

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT) BETON NORMAL BERSERAT GALVALUM AZ 150 The Study of Impact Strength of Concrete Normal With Addition Galvalum AZ 150 fiber

SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

Oleh :

ARIF NUR HIDAYAT NIM. I0107047

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 commit to user LEMBAR PERSETUJUAN

i


digilib.uns.ac.id

KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT) BETON NORMAL BERSERAT GALVALUM AZ 150 The Study of Impact Strength of Concrete Normal With Addition Galvalum AZ 150 fiber

Disusun Oleh :

ARIF NUR HIDAYAT NIM. I0107047 Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Ir. A. Mediyanto, MT NIP. 19620118 199512 1 001

Wibowo, ST, DEA NIP. 19681007 199502 1 001

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 commit to user

ii


digilib.uns.ac.id

LEMBAR PENGESAHAN KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT) BETON NORMAL BERSERAT GALVALUM AZ 150 The Study of Impact Strength of Concrete Normal With Addition Galvalum AZ 150 fiber

SKRIPSI Disusun oleh:

ARIF NUR HIDAYAT NIM. I0107047 Dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarjana teknik Pada Hari : Selasa Tanggal : 24 Januari 2012 Tim Penguji Pendadaran : 1. Ir. A. Mediyanto, MT N I P . 19620118 199512 1 001

……………………………

2. Wibowo, ST, DEA N I P . 19681007 199502 1 001

……………………………

3. Ir. Slamet Prayitno, MT N I P . 19531227 198601 1 001

……………………………

4. Ir. Supardi, MT N I P . 19550504 198003 1 003

……………………………

Mengetahui, a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Pembantu Dekan I

Disahkan Ketua Jurusan Teknik sipil Fakultas Teknik UNS

Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD commit to user NIP. 19691026 199503 1 002

iii

Ir. Bambang Santosa, MT NIP 19590823 198601 1 001

ABSTRAK

Arif Nur Hidayat, 2012. Kajian Kuat Kejut (Impact) Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150. Skripsi. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Saat ini penggunaan perkerasan kaku semakin luas. Perkerasan kaku digunakan untuk jalan raya yang mempunyai arus kepadatan lalu-lintas yang tinggi, jalan tol yang dilewati beban berat, maupun landasan pacu bandara. Pada perencanaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id perkerasan jalan dengan menggunakan perkerasan kaku (rigid pavement) perlu diperhatikan pengaruh beban kejut terhadap struktur. Beban kejut dapat dihasilkan oleh percepatan roda kendaraan, gaya rem maupun suatu tumbukan yang terjadi pada struktur. Bahan tambah serat Galvalum AZ 150 pada beton diharapkan dapat mengatasi kelemahan sifat beton terhadap beban kejut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan bahan tambah serat Galvalum AZ 150 pada beton normal terhadap nilai kuat kejut. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di labolatorium dengan 12 buah benda uji kuat kejut. Benda uji tersebut adalah beton dengan bahan tambah serat Galvalum AZ 150 dengan variasi kadar serat 0%; 0,33%; 0,66% dan 1% dari volume adukan. Setiap variasi tersebut terdiri dari tiga buah benda uji. Benda uji berupa silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 6 cm. Kuat kejut beton diuji pada umur 28 hari. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penggunaan bahan tambah serat Galvalum AZ 150 dengan kadar serat 0 %, 0,33 %, 0,66 % dan 1 % pada beton normal diperoleh energi serapan pada retak pertama sebesar 1500,93 J, 1839,375 J, 2501,55 J, dan 1265,49 J. Kemudian pada runtuh total diperoleh energi serapan 1574,505 J; 1927,665 J; 2589,84 J; dan 1427,355 J. Pada kadar serat 0,66 % diperoleh nilai kuat kejut maksimal. Perbandingan nilai kuat kejut beton berserat galavalum AZ 150 kadar 0,66% terhadap beton normal secara keseluruhan berkisar 1,5-1,6 kali .

Kata kunci : beton normal, kuat kejut, serat galvalum az 150.

vi

commit to user

ABSTRACT

Arif Nur Hidayat, 2012. The Study of Impact Strength of Concrete Normal With Addition Galvalum AZ 150 fiber . Final Project. Department of Civil Engineering, University of Sebelas Maret, Surakarta. Recently, the use of rigid pavement is increasing widely. Rigid pavement was used for high flow traffic of highway, heavy load freeway, or airport runway . The perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id design of rigid pavement need to calculated from influence of impact load to structure. Impact load can be resulted from velocity of wheel car, braking force, or impact on the structure. The use of additive can increase the quality of concrete. Galvalum AZ 150 fiber additive materials in concrete as reinforcement was expected can overcome the weakness of concrete from burden pulled. This research aimed to know the influence of use Galvalum AZ 150 as fiber additive to the normal concrete on the value of impact strength. This research used the experiment methods in labolatorium, with 12 specimen of impact test. This test specimen was normal concrete with variation of the level fibre 0%, 0,33%, 0,66% and 1% Galvalum AZ 150 fibre of concrete volume. Each variation consisted of three test specimens. The test specimen is a cylinder concrete with diameter 15 cm and high 6 cm. The impact of concrete were tested in the age 28 days. The final result show that the use Galvalum AZ 150 fibre additive with dosage of fibre 0 %, 0.33 %, 0.66 % and 1 % to normal concrete volume obtained strength energy from first crack was 1500,93 J, 1839,375 J, 2501,55 J, dan 1265,49 J. Then at total collapse / big crack the strength energy obtained was 1574,505 J; 1927,665 J; 2589,84 J; dan 1427,355 J. The variation of 0,66% fibre in the concrete material result show maximum value of impact strength. Comparison of the average impact strength normal concrete with level of 0,66 % of fibre Galvalum AZ 150 to normal concrete overall ranged from 1,5-1,6 times.

Keyword : galvalum az 150 fibre , impact strength, normal concrete.

vii

commit to user

DAFTAR ISI Halaman Judul......................................................................................................... i Lembar Persetujuan................................................................................................ ii Lembar Pengesahan ..............................................................................................iii Motto ..................................................................................................................... iv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Persembahan .......................................................................................................... v Abstrak .................................................................................................................. vi Abstract ................................................................................................................ vii Kata Pengantar ....................................................................................................viii Daftar Isi ............................................................................................................... ix Daftar Gambar...................................................................................................... xii Daftar Tabel ........................................................................................................xiii Daftar Notasi dan Simbol .................................................................................... xiv Daftar Lampiran ................................................................................................... xv

BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ............................................................................................ 1 1.2. Rumusan Masalah ....................................................................................... 3 1.3. Batasan Masalah ......................................................................................... 3 1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3 1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 5 2.2. Landasan Teori ............................................................................................ 6 2.2.1.

Beton Normal ......................................................................................... 6

2.2.2.

Beton Serat ............................................................................................. 7

2.3 Material Penyusun Beton Normal ............................................................... 8 2.3.1

Semen Portland ........................................................................................ 8

2.3.2

Agregat ................................................................................................... 9

2.3.2.a

Agregat Halus ....................................................................................... 9

ix

commit to user

2.3.2.b

Agregat Kasar ...................................................................................... 11

2.3.3

Air ............................................................................................................ 13

2.3.4

Galvalum ................................................................................................. 14

2.4. Ketahanan Kejut ........................................................................................... 14

BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Uraian Umum ............................................................................................... 19 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 3.2. Tempat Penelitian ....................................................................................... 19 3.3 Benda Uji Penelitian ................................................................................... 19 3.4 Peralatan Penelitian ...................................................................................... 20 3.5 Tahap dan Prosedur Penelitian .................................................................... 22 3.6 Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar ......................................... 24 3.6.1.

Standar Pengujian Terhadap Agregat Halus............................................ 24

3.6.2.

Standar Pengujian Terhadap Agregat Kasar ........................................... 24

3.7 Pengujian Bahan Dasar Beton ..................................................................... 24 3.7.1

Pengujian Agregat Halus ......................................................................... 25

3.7.1.1

Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus ............................................. 25

3.7.1.2

Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus ....................................... 25

3.7.1.3

Pengujian Specific Gravity ................................................................... 25

3.7.1.4

Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus ............................................. 26

3.7.2

Pengujian Agregat Kasar ......................................................................... 27

3.7.2.1

Pengujian Specific Gravity ................................................................... 27

3.7.2.2

Pengujian Abrasi .................................................................................. 28

3.7.2.3

Pengujian Gradasi ................................................................................. 28

3.8 Perencanaan Campuran Beton ..................................................................... 28 3.9 Pembuatan Benda Uji................................................................................... 29 3.10 Pengujian Nilai Slump ................................................................................. 29 3.11 Perawatan Benda Uji (Curing) ..................................................................... 30 3.12 Pengujian Ketahanan Kejut .......................................................................... 30

x

commit to user

BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Agregat ............................................................................. 32 4.1.1

Hasil Pengujian Agregat Halus ............................................................... 32

4.1.2

Hasil Pengujian Agregat Kasar ............................................................... 34

4.2. Perhitungan Rancang Campur Beton .......................................................... 36 4.3. Hasil Pengujian Benda Uji ........................................................................... 36 4.3.1. Hasil Pengujian Slump ............................................................................. 37 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4.3.2.

Hasil Pengujian Kuat Desak Beton ......................................................... 37

4.3.3.

Hasil Pengujian Kuat Kejut Beton .......................................................... 38

4.4. Analisa Data Hasil Penelitian ..................................................................... 41 4.5.1

Analisa Pengujian Ketahanan Kejut ........................................................ 41

4.5.2

Analisa Data Hasil Pengujian Menggunakan Metode Regresi ................ 42

4.6 Pembahasan .................................................................................................. 46

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 53 5.2. Saran ............................................................................................................ 54 Daftar Pustaka Lampiran

xi

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Beton sebagai struktur dalam konstruksi teknik sipil, dapat dimanfaatkan dalam banyak hal. Dalam teknik sipil struktur, beton digunakan untuk bangunan pondasi, kolom, balok, pelat. Dalam teknik sipil hidro, beton berfungsi sebagai bangunan air seperti bendung, bendungan, saluran dan drainase perkotaan. Beton juga digunakan dalam teknik sipil transportasi untuk pekerjaan rigid pavement (lapis keras permukaan yang kaku). Hampir semua aspek ilmu teknik sipil menggunakan beton sebagai bagian struktur bangunan.

Beton sebagai bahan struktur memiliki kelemahan bersifat getas (kurang daktail). Kelemahan ini dapat menyebabkan keruntuhan mendadak apabila terdapat beban kejut yang melampaui batas tidak dapat ditoleransi oleh struktur beton. Beban kejut dapat dihasilkan melalui benda jatuh dan bertumbukan dengan suatu struktur beton sehingga menghasilkan gaya yang bekerja secara tiba-tiba.

Penggunaan serat dalam beton dapat untuk mengurangi sifat getas beton. Serat tersebut dapat berupa metal, mineral maupun alami. Perkembangan teknolgi di bidang beton serat berkembang dengan pesat. Beton serat sangat berguna untuk memperbaiki atau menaikkan sifat mekanik beton . Sifat mekanik beton diantaranya adalah kuat tekan, kuat tarik, kuat lentur maupun kuat kejut. Dalam penelitian ini difokuskan pengaruh beton serat terhadap kuat kejut beton.

commit to user 1

2 digilib.uns.ac.id


Prinsip penambahan serat adalah memberi tulangan pada beton yang disebar merata kedalam adukan beton dengan orientasi random untuk mencegah terjadinya retakan-retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik akibat panas hidrasi maupun akibat pembebanan (Soroushin dan Bayashi, 1987). Dengan penambahan serat diharapkan dapat meningkatkan penyerapan energi, daktilitas, mengendalikan retak, dan meningkatkan sifat deformasi. Penelitian ini menggunakan serat galavalum AZ 150 (lightweight baring truss). Sebagai penelitian awal, serat galvalum AZ 150 ini mempunyai kuat tarik maksimum 6224,24 Kg/cm2, angka ini lebih besar dengan kekuatan baja BJTD 39 dengan kuat tarik 4800 Kg/cm2, hasil penelitian Mediyanto (2005).

Pada perencanaan perkerasan jalan dengan menggunakan perkerasan kaku (rigid pavement) perlu diperhatikan pengaruh beban kejut terhadap struktur. Pada struktur perkerasan kaku beban kejut yang ada akan didistribusikan ke bidang tanah setelah melalui lapisan plat beton. Plat (slab) beton semen berfungsi untuk menahan beban kejut yang mungkin terjadi pada permukaan jalan. Beban kejut dapat dihasilkan oleh percepatan roda kendaraan, gaya rem maupun suatu tumbukan yang terjadi pada struktur. Gambar lapisan perkerasan dapat dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1 Lapisan Rigid Pavement

commit to user

3 digilib.uns.ac.id


1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah di atas maka permasalahan yang dapat dirumuskan adalah bagaimanakah pengaruh serat galvalum AZ 150 terhadap beton normal dalam menahan beban kejut.

1.3 Batasan Masalah a. Semen yang digunakan adalah PPC (Pozzoland Portland Cement). b. Mix desain direncanakan untuk F’c = 29,05 MPa. c. Mix design rencana menggunakan metode sesuai SK.SNI.T-15-1990-03. d. Benda uji yang digunakan berupa silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 60 mm untuk uji kejut. e. Berat galvalum yang ditambahkan adalah 0 % , 0,33% , 0,66% dan 1 % dari volume adukan beton. f. Agregat alam yang digunakan adalah yang berbentuk pecah. g. Umur beton pengujian adalah umur 28 hari. h. Serat yang digunakan adalah serat galvalum AZ 150 yang dipotongpotong sepanjang 50 mm dan lebar 2 mm. i. Penelitian ini tidak membahas reaksi kimia yang terjadi akibat penambahan serat galvalum AZ 150.

1.4 Tujuan Penelitian Penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh bahan tambah serat galvalum az 150 terhadap beton normal dalam menerima beban kejut.

commit to user

4 digilib.uns.ac.id


1.5 Manfaat Penelitian

1. Manfaat Teoritis a. Menambah kontribusi dalam dunia teknik sipil. b. Mengetahui pengaruh penambahan galvalum terhadap kuat kejut (impact). c. Menambah pengetahuan mengenai sifat-sifat beton serat. 2. Manfaat Praktis a. Memperoleh data propertis mengenai sifat – sifat beton normal berserat galvalum AZ 150. b. Memberikan alternatif penggunaan serat yang ekonomis dengan peningkatan mutu beton yang diharapkan.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka Beton adalah suatu material yang menyerupai batu yang diperoleh dengan membuat suatu campuran yang mempunyai proporsi tertentu dari semen, pasir dan koral atau agregat lainnya, dan air untuk membuat campuran tersebut menjadi keras dalam cetakan sesuai dengan bentuk dan dimensi struktur yang di inginkan.(George Winter, 1993).

Beban kejut (Impact load) termasuk dalam beban dinamik, dimana beban diterapkan dan dihilangkan secara tiba-tiba. Pengertian beban kejut itu sendiri adalah beban yang dihasilkan apabila dua buah benda bertumbukan, atau apabila suatu benda jatuh dan mengenai suatu struktur (Gere dan Timoshenko, 2000).

Untuk mengurangi sifat getas dan meningkatkan ketahanan retak awal (first crack) beton dapat ditempuh dengan jalan menambahkan serat dalam campuran beton. Serat yang ditambahkan dapat dari berbagai tipe, bentuk permukaan, panjang serat dan persentase jumlah serat (fiber volume fraction,Vf) . Bahan – bahan fiber tersebut antara lain berupa serat baja (steel fiber), kaca (glass fiber), plastik (polypropylene) dan karbon (carbon). (Emilia Kadreni, 2002) Aspek ratio serat didapat dari pembandingan panjang dan tebal (diameter) serat (Soroushian, Lee dan Bayasi, 1987). Rasio perbandingan panjang dan tebal (diameter) ini juga mempengaruhi kekuatan beton berserat. Hannant (1974) mensyaratkan bahwa aspek rasio untuk serat baja yang akan menghasilkan perbaikan sifat antara 50-100. (Harjono, 2001) commit to user 5

6 digilib.uns.ac.id


Panjang serat akan berpengaruh terhadap besarnya tegangan yang mampu ditahan oleh beton berserat. Apabila serat terlalu pendek, maka kekuatan tarik dari serat tidak tercapai dan serat akan terlebih dahulu tercabut dari beton sehingga kerusakan yang terjadi diakibatkan oleh hancurnya ikatan antar beton dan serat. Apabila serat cukup panjang untuk mencapai kuat tariknya maka mekanisme kerusakan yang terjadi diakibatkan oleh putusnya serat. (Harjono, 2001) Untuk meningkatkan kuat tarik beton ditambahkan serat dengan variasi 0%, 0.25%, 0.5%, 0.75% and 1.0% ke dalam adukan beton. Hasil laboratorium menunjukkan bahwa dalam beton dengan Portland cement terdapat peningkatan kuat tarik beton. Namun demikian, seiring dengan peningkatan kuat tarik beton, terjadi penurunan workabilitas beton. (Sandesh D. Deshmukh, 2011) Ketahanan kejut didefinisikan sebagai energi total yang diperlukan untuk membuat benda uji retak dan patah menjadi beberapa bagian, yang diketahui dari jumlah pukulan suatu massa yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu (Portland Cement Association). Perkerasan kaku (rigid pavement) adalah perkerasan yang menggunakan bahan ikat aspal yang sifatnya kaku. Perkerasan kaku berupa plat beton dengan atau tanpa tulangan diatas tanah dasar dengan atau tanpa pondasi bawah. Beban lalu lintas diteruskan keatas plat beton (http://www.ilustri.org/index.php? Jenis-jenisperkerasan-jalan&-catid=37:know-how&itemid=2).

2.2 Landasan Teori

2.2.1. Beton Normal Beton normal adalah beton yang cukup berat dengan berat jenis 2400 kg/m3, kuat tekan 15 Mpa sampai 40 Mpa dan dapat menghantarkan panas. Agregat dalam bahan penyusun beton paling berpengaruh terhadap berat beton yang tinggi. Pada beton normal biasanya digunakan agregat normal yaitu agregat yang berat commit to user

7 digilib.uns.ac.id


jenisnya antara 2,5 sampai 2,7 kg/m3 seperti: granit, basalt, kuarsa, dan sebagainya.

2.2.2. Beton Serat Dalam penelitian terdahulu, pemberian serat didalam struktur beton memberi kontribusi positif terhadap kenaikan kekuatan tariknya. Penelitian yang dilakukan oleh Suhendro (1991) membuktikan bahwa sifat – sifat kurang baik dari beton yaitu getas, praktis tidak mampu menahan beban tarik dan momen lentur, dapat diperbaiki dengan menambahkan fiber lokal yang terbuat dari potongan – potongan kawat pada adukan beton.

Serat pada campuran beton dapat menunda retaknya beton, membatasi penambahan retak dan juga membantu ketidakmampuan semen portland yang tidak dapat menahan regangan dan benturan menjadi ikatan komposit kuat dan lebih tahan retak. Spesifikasi yang sering digunakan dapat dilihat pada tabel 2.1 berikut ini :

Tabel 2.1 Spesifikasi Serat – serat yang Sering Digunakan Fiber

Spesific

Tensile

Young’s

Elongation

Common

Common

Gravity

Strenght

Modulus

At Failure

Diameters

Length

(ksi)

(103 Ksi)

(%)

(in)

(in)

Steel

7,86

100-300

30

Up To 30

0,0005-0,04

0,5-1,5

Glass

2,7

Up to 180

11

3,5

0,004-0,03

0,5-1,5

Polypropilon

0,91

Up to 100

0,14-1,2

2,5

Up to 0,1

0,5-1,5

Carbon

1,6

UP to 100

72

1,4

0,0004-0,008

0,02-0,5

(Soroushian & Bayasi, 1987)

Tipe serat secara umum dapat diklarifikasikan menjadi empat (ACI Committee 544), yaitu : 1. SFRC (Steel Fiber Reinforced Concrete) 2. GFRC (Glass Fiber Reinforced Concrete) 3. SNFRC (Synthetic Fiber Reinforced Concrete) commit to user 4. NFRC (Natural Fiber Reinforced Concrete)

8 digilib.uns.ac.id


2.3

Material Penyusun Beton Normal

2.3.1

Semen Portland

Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan (PUBI-1982, dalam Tjokrodimuljo, 1996). Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang padat dan juga untuk mengisi rongga-rongga antar butir agregat. Empat unsur yang paling penting dalam semen adalah: a. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO3 b. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2 c. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3 d. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.FeO2 Tabel 2.2. Jenis Semen Portland di Indonesia Sesuai SII 0013-81 Jenis semen

Karakteristik umum

Jenis I

Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-jenis lain

Jenis II

Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III

Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi

Jenis IV

Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan panas hidrasi yang rendah

Jenis V

Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat

Sumber : Tjokrodimuljo (1996)

commit to user


2.3.2

9 digilib.uns.ac.id

Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60 % - 80 % dari volume mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton. Berdasarkan ukuran besar butirnya, agregat yang dipakai dalam adukan beton dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar.

a. Agregat Halus Menurut Tjokrodimuljo (1996), agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil antara 0,15 mm dan 5 mm. Dalam pemilihan agregat halus harus benar-benar memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Karena sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk mortar bersama semen dan air, berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat.

Berdasarkan ASTM C 125-03 “Standard Terminology Relating to Concrete and Concrete Aggregates” agregat halus adalah agregat yang lolos saringan 4,75 mm (No. 4) dan tertahan pada saringan 75µm (No. 200). DP Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 33, syarat-syarat agregat halus (pasir) adalah sebagai berikut : 1) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran tajam dan keras, bersifat kekal dalam arti tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti panas matahari dan hujan. 2) Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5 % terhadap jumlah berat agregat kering. Apabila kandungan lumpur lebih dari 5 %, agregat halus harus dicuci terlebih dahulu. 3) Agregat halus tidak boleh mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak. Hal demikian dapat dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams Header dengan menggunakan larutan commit NaOH. to user

10 digilib.uns.ac.id


4) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran yang beranekaragam besarnya dan apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1 (PBI 1971), harus memenuhi syarat sebagai berikut : (a) Sisa di atas ayakan 4 mm , harus minimum 2 % berat. (b) Sisa di atas ayakan 1 mm , harus minimum 10 % berat. (c) Sisa di atas ayakan 0,25 mm , harus berkisar antara 80 % - 90 % berat.

Pasir di dalam campuran beton sangat menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu pasir harus dikendalikan. Oleh karena itu pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan yang ditentukan. Batasan susunan butiran agregat halus dapat dilihat pada Tabel 2.3. Tabel 2.3. Batasan Susunan Butiran Agregat Halus Persentase lolos saringan

Ukuran saringan (mm)

Daerah 1

Daerah 2

Daerah 3

Daerah 4

10,00

100

100

100

100

4,80

90-100

90-100

90-100

95-100

2,40

60-95

75-100

85-100

95-100

1,20

30-70

55-90

75-100

90-100

0,60

15-34

35-59

60-79

80-100

0,30

5-20

8-30

12-40

15-50

0,15

0-10

0-10

0-10

0-15

Sumber : Tjokrodimuljo (1996) Keterangan: Daerah 1 : Pasir kasar Daerah 2 : Pasir agak kasar Daerah 3 : Pasir agak halus Daerah 4 : Pasir halus

commit to user



b. Agregat Kasar Menurut Tjokrodimuljo (1996) disebutkan bahwa agregat kasar adalah agregat yang mempunyai ukuran butir-butir besar antara 5 mm dan 40 mm. Sifat dari agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan semen.

Berdasarkan ASTM C 125-03 “Standard Terminology Relating to Concrete and Concrete Aggregates” agregat kasar adalah suatu agregat yang tertahan pada saringan 4,75 mm (No. 4).

Sifat-sifat bahan bangunan sangat perlu untuk diketahui, karena dengan mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan tersebut, kita dapat menentukan langkah-langkah yang diambil dalam menangani bahan bangunan tersebut. Sifatsifat dari agregat kasar yang perlu untuk diketahui antara lain ketahanan (hardness), bentuk dan tekstur permukaan (shape and texture surface), berat jenis agregat (specific gravity), ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir (finenes modulus), dan gradasi agregat (grading). Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 3.4 syarat-syarat agregat kasar (kerikil) adalah sebagai berikut : 1) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir keras dan tidak berpori. Agregat kasar yang mengandung butir-butir pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah butir-butir pipih tersebut tidak melebihi 20 % dari berat agregat seluruhnya. Butir-butir agregat kasar harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan. 2) Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1 % yang ditentukan terhadap berat kering. Apabila kadar lumpur melampaui 1 % maka agregat kasar harus dicuci. 3) Agregat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton, seperti zat-zat yang reaktif alkali. commit to user



4) Kekerasan butir-butir agregat kasar yang diperiksa dengan bejana penguji dari Rudelof dengan beton penguji 20 ton, yang harus memenuhi syarat-syarat : (a) Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5-19 mm lebih dari 24 % berat. (b) Tidak terjadi pembubukan sampai 19-30 mm lebih dari 22 % berat. Kekerasan ini dapat juga diperiksa dengan mesin Los Angeles. Dalam hal ini tidak boleh terjadi kehilangan berat lebih dari 50 %. 5) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam besarnya dan apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1 PBI 1971, harus memenuhi syarat sebagai berikut : (a) Sisa diatas ayakan 31,5 mm harus 0 % berat . (b) Sisa diatas ayakan 4 mm harus berkisar antara 90 % dan 98 % berat. (c) Selisih antara sisa-sisa kumulatif diatas dua ayakan yang berurutan, maksimum 60 % dan minimum 10 % berat. Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.4. Tabel 2.4. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar Persentase lolos saringan

Ukuran saringan (mm)

40 mm

20 mm

40

95-100

100

20

30-70

95 – 100

10

10-35

22-55

4,8

0-5

0-10

Sumber : Tjokrodimuljo (1996)

Susunan untuk butiran (gradasi) yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan (density) maksimum dan porositas (voids) minimum. Sifat penting dari suatu agregat (baik kasar maupun halus) ialah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap penyusutan. commit to user



Bentuk dari partikel agregat dapat mempengaruhi kebutuhan air, workability, kemampuan untuk diangkut (mobility), bleeding, kemampuan untuk membentuk hasil akhir yang baik (finishability) dan kekuatan. Partikel yang lebih bulat (rounded) memberikan workability yang lebih baik dibandingkan dengan partikel yang bentuknya pecah atau bersudut. Hal ini disebabkan karena sedikitnya bidang kontak antar partikel yang dialami oleh partikel bulat, sehingga gaya gesek antar partikel menjadi lebih kecil dan aliran campuran beton menjadi lebih mudah.

Bentuk agregat juga mempengaruhi kuat tekan pada beton. Campuran yang menggunakan agregat dengan bentuk pecah dan bersudut akan menghasilkan beton dengan kekuatan yang lebih tinggi karena kekuatan ikatan antar partikelnya besar. Kekuatan ikatan yang besar tersebut dikarenakan bidang kontak antara partikel dengan pasta yang besar.

2.3.3

Air

Air merupakan bahan dasar pembuat dan perawatan beton, penting namun harganya paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta untuk menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula untuk bahan campuran beton. Tetapi tidak berarti air harus memenuhi persyaratan air minum. Jika diperoleh air dengan standar air minum, maka dapat dilakukan pemeriksaan secara visual yang menyatakan bahwa air tidak berwarna, tidak berbau, dan cukup jernih. Menurut Tjokrodimuljo (1996), dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut: a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter. b. Tidak mengandung garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll) lebih dari 15 gram/liter. c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter. d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter. Menurut Tjokrodimuljo (1996) kekuatan beton dan daya tahannya berkurang jika air mengandung kotoran. Pengaruh pada beton diantaranya pada lamanya waktu ikatan awal serta kekuatan betoncommit setelahto mengeras. Adanya lumpur dalam air user



diatas 2 gram/liter dapat mengurangi kekuatan beton. Air dapat memperlambat ikatan awal beton sehingga beton belum mempunyai kekuatan dalam umur 2-3 hari. Sodium karbonat dan potasium dapat menyebabkan ikatan awal sangat cepat dan konsentrasi yang besar akan mengurangi kekuatan beton.

2.3.4. Serat Galvalum AZ 150 Penelitian ini menggunakan bahan tambah berupa serat galvalum. Berdasarkan pada penelitian beton ringan berserat galvalum oleh Mediyanto, 2003 beberapa sifat dan prilaku beton yang dapat diperbaiki setelah penambahan serat adalah a. Kekuatan terhadap lentur dan tarik b. Ketahanan terhadap beban kejut c. Sifat daktilitas beton d. Ketahanan terhadap keausan e. Kekuatan geser beton

Keunggulan inilah yang dijadikan dasar dalam pemilihan serat galvalum dalam pembuatan beton normal berserat, selain dikarenakan serat galvalum memiliki unit densitas yang lebih rendah dari serat baja.

2.4

Ketahanan Kejut (Impact)

Menurut Gere dan Timoshenko (2000) beban kejut (Impact load) termasuk dalam beban dinamik, dimana beban diterapkan dan dihilangkan secara tiba-tiba. Pengertian beban kejut itu sendiri adalah beban yang dihasilkan apabila dua buah benda bertumbukan, atau apabila suatu benda jatuh dan mengenai suatu struktur.

commit to user



Keterangan : A

= tinggi tali (katrol)

B

= benda uji

m

= massa beban (kg)

h

= tinggi jatuh (m)

L

= panjang semula (m)

δ

= perpanjangan batang (m)

Gambar 2.1 Beban Kejut Batang Prismatik Akibat Jatuhnya Benda Bermassa m.

Sebuah benda bermassa m yang mula-mula dalam keadaan diam, dijatuhkan dalam ketinggian h ke sayap di ujung bawah batang AB. Apabila batang tersebut menumbuk sayap maka batang akan memulai memanjang sehingga menimbulkan tegangan dan regangan aksial pada batang. Pada selang waktu yang sangat singkat, sayap akan bergerak ke bawah dan mencapai peralihan maksimum. Dengan demikian batang akan memendek, memanjang, lalu memendek lagi, yang berarti batang bergetar secara longitudinal dan batang atas bergerak atas dan bawah. Getaran di atas analog dengan getaran yang terjadi pada suatu pegas yang ditarik kemudian dilepas. Getaran batang akan berhenti karena efek redaman, dan batang akan diam dengan benda bermassa m terletak pasa sayap. Analisis dimulai dengan meninjau energi suatu sistem sesaat sebelum massa dilepaskan. Energi potensial massa terhadap elevasi sayap sama dengan m.g.h. Energi potensial ini akan commit to user dikonversikan akan menjadi energi kinetik. Pada saat massa menumbuk sayap,



energi potensial massa terhadap elevasi sayap sama dengan nol dan energi kinetik yang terjadi sama dengan

6 ָ

dimana

2

.

(2.1)

Setelah tumbukan terjadi, energi kinetik massa ditransformasikan menjadi energi regangan. Sebagian energi panas, atau

menjadi deformasi plastik yang

terlokalisasi pada massa dan sayap. Sebagian kecil masih energi kinetik dari massa yang mungkin bergerak ke bawah lebih jauh lagi selama masih ada kontak dengan sayap, atau memantul ke atas. Asumsi-asumsi analisis : 1. Massa dan sayap mempunyai struktur sedemikian rupa sehingga massa “menempel” ke sayap dan beregerak ke bawah bersama-sama (massa tidak memantul). 2. Energi yang hilang diabaikan dan energi kinetik dari massa yang jatuh berubah seluruhnya menjadi energi regangan batang. 3. Energi pada batang akibat gerakan vertical elemen batang dan energi regangan pada batang akibat berat sendiri diabaikan. 4. Tegangan pada batang tetap berada di dalam daerah elastis linier. 5. Distribusi tegangan seluruh batang sama apabila batang tersebut dibebani secara static oleh gaya di ujung bawah (tegangan terbagi rata di seluruh volume batang) Prinsip konversi energi menyatakan bahwa energi potensial yang hilang pada saat jatuhnya massa sama dengan energi regangan yang timbul pada batang :

꬐ú

꬐

(2.2)

趨Ƽ ָ

(2.3)

commit to user



Persamaan kuadratik di atas dapat dipecah untuk mencari akar positif yaitu :

趨Ƽ

2

趨Ƽ

ָ

趨Ƽ

(2.4)

Persamaan di atas dapat disederhanakan dengan menggunakan notasi :

t

(2.5)

趨Ƽ

Dengan, δst = Perpanjangan batang akibat berat benda yang jatuh pada kondisi pembebanan static.

Dengan memasukkan persamaan 2.4 ke persamaan 2.3 akan didapat :

t

t

2

tָ

(2.6)

Beban yang diterapkan secara tiba-tiba akan menyebabkan perpanjangan dua kali lebih besar dari perpanjangan yang disebabkan oleh beban yang diterapkan secara static. Perpanjangan untuk kondisi seperti ini diperoleh dari persamaan 2.5 dengan menetapkan h sama dengan nol :

ĖǴ

2

t

commit to user

(2.7)



Analog dengan teori di atas, maka rumus yang digunakan sebagai pendekatan perhitungan serapan energi adalah :

Emaks = 2 Ep

(2.8)

= 2.m.g.h Emaks = Energi serapan (joule) m

= massa beban yang dijatuhkan (kg)

g

= gravitasi (m/det2)

h

= tinggi jatuh (m)

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1 Uraian Umum Metode yang diterapkan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental yaitu suatu metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan secara langsung untuk mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara variabel yang diselidiki. Pada penelitian ini ekperimen dilakukan di laboratorium. Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian bahan dan pengujian ketahanan kejut.

3.2 Tempat Penelitian Penelitian ini bertempat di Laboratorium Bahan Jurusan Teknik sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

3.3 Benda Uji Penelitian Benda uji yang digunakan dalam pengujian ketahanan kejut adalah benda uji silinder berdiameter 150 mm dengan tinggi 60 mm. Sebanyak 12 benda uji dengan 3 benda uji untuk masing – masing kondisi .Dengan kadar penambahan galvalum adalah 0 %, 0,33 % 0,66 % dan 1 % dari volume adukan.

commit to user 19



Tabel 3.1 Identifikasi Benda Uji Kode

Ukuran

Kadar Serat

Jumlah

(mm)

Galvalum (%)

I-0,00

150 x 60

0

3 Buah

I-0,33

150 x 60

0,33

3 Buah

I-0,66

150 x 60

0,66

3 Buah

I-1,00

150 x 60

1

3 Buah

Gambar 3.1 Beban Uji Kuat Kejut

3.4 Peralatan Penelitian Penelitian ini dilakukan pada laboratorium bahan konstruksi teknik sipil Universitas Sebelas Maret sehingga menggunakan alat – alat yang ada di laboratorium tersebut. Alat – alat yang dipakai dalam penelitian ini adalah : a. Timbangan 1. Neraca merk Murayana Seisakusho Ltd japan dengan kapasitas 5 kg, ketelitian sampai 0,1 gram, digunalan untuk mengukur berat materila yang berada dibawah kapsitas. 2. Timbangan bascule merk DSN Bola Dunia dengan kapasitas 150 kg dengan ketelitian 0,1 kg. b. Ayakan Ayakan yang digunkan adalah ayakan dengan merk Control italy bentuk lubang ayakan adalah bujur dangkar dengan ukuran 75 mm 50 mm 38 mm 25 mm 12,5 mm 9,5 mm 4,75 mm 2,36 mm 1,18 mm 0,85 mm 0,3 mm 0,15 mm dan pan. c. Mesin penggetar ayakan Mesin penggetar ayakan yang digunakan adalah mesin penggetar dengan merk control italy mesin ini digunakan sebagai dudukan sekaligus penggetar ayakan. Penggunaan untuk uji gradasi agregat halus maupun commit to user kasar.



d. Oven merk binder Oven berkapasitas 300°C 2200 W digunakan untuk mengeringkan meterial (pasir dan krikil). e. Corong konik Corong konik dengan ukuran diameter atas 3,8 cm diameter bawah 8,9 cm tinggi 7,6 cm lengkap dengan alat penumbuk Alat ini digunakan untuk mengukur keadaan SSD agregat halus. f. Corong / kerucut abrams Kerucut abrams terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm dan diameter bawah 20 cm tinggi 30 cm dilengkapi dengan tongkat baja yang diujungnya ditumpulkan panjang 60 cm diameter 16 cm Alat ini digunakan untuk mengukur nilai slump adukan beton. g. Mesin los angeles Mesin ini dilengkapi dengan 12 buah bola baja. Alat ini digunakan untuk menguji ketahanan aus dari agragat kasar. h. Cetakan benda uji. Cetakan benda uji yang digunkan adalah cetakan silinder baja dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 6 cm. i. Alat Bantu Untuk kelancaran dan kemudahan penelitian pada saat pembuatan benda uji digunakan beberapa alat bantu : 1. Vibrator yang digunkan untuk pemadatan saat pembuatan benda uji. 2. Cetok semen, digunakan untuk memindahkan bahan batuan dan memasukan campuran beton ke dalam cetakan beton. 3. Gelas ukur kapasitas 250 ml digunkan untuk meneliti kandungan zat organik dan kandungan lumpur agregat halus. 4. Ember untuk tempat air dan sisa adukan. 5. Cangkul untuk mengaduk campuran beton. j. ITM (Impact Testing Machine) Alat untuk menguji beban kejut. commit to user



3.5. Tahap dan Prosedur Penelitian Tahapan – tahapan pelaksanaan penelitian sebagai berikut : a. Tahap I ( Tahap persiapan) Melakukan studi literatur serta mempersiapkan bahan dan alat uji penelitian supaya penelitian berjalan lancar. b. Tahap II (Tahap pengujian Bahan) Melakukan pengujian bahan yang akan digunakan dengan tujuan untuk mengetahui sifat dan karakterstik bahan. Bahan yang diuji adalah agregat kasar dan agregat halusnya. c. Tahap III (Tahap pembuatan Benda Uji) Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut : 1. Penetapan campuran adukan beton. Rencana proporsi campuran adukan beton dengan mix design sesuai standar SK.SNI.T-15-1990-03. 2. Pembuatan adukan beton. 3. Pemerikasaan nilai slump. 4. Pembuatan benda uji berupa silinder diameter 15 cm dan tinggi 6 cm. d. Tahap IV (Tahap perawatan Benda uji ) Pada tahap ini dilakukan perwatan terhadap benda uji yang telah dibuat pada tahap III. Perwatan beton umur 28 hari dilakukan dengan cara merendam benda uji dalam air pada hari kedua selama 14 hari, kemudian beton dikeluarkan dari air dan diangin-anginkan selama 14 hari atau sampel benda uji berumur 28 hari untuk kemudian dilakukan uji kejut. e. Tahap V Melakukan pengujian kuat kejut (Impact) terhadap semua benda uji pada suhu kamar 25°C setelah beton mencapai umur 28 hari. f. Tahap VI Melakukan analisis data hasil pengujian untuk mendapatkan kesimpulan hubungan antara variabel – variabel yang diteliti dalam penelitian. g. Tahap VII Tahap ini melakukan pengambilan kesimpulan dari hasil analisis pengujian commit to user yang berhubungan dengan tujuan penelitian.



Tahapan penelitian ini dapat dilihat secara sketmatis dalam bagan alir pada Gambar 3.2. Persiapan

Air

Agregat Halus

Agregat Kasar

Uji Bahan:

Uji Bahan:

- kadar lumpur - kadar organik - specific gravity - gradasi - agregat SSD - absorbsi

- abrasi - specific gravity - gradasi -absorbsi

Tahap I

Semen

Galvalum

Tahap II

Perhitungan Rancang Campur Tidak Uji

(Mix Design) Pembuatan Adukan Beton

Tahap III

Slump

Ya

Pembuatan Benda Uji Silinder d: 15 cm, t: 6 cm

Perawatan (Curing)

Tahap IV

Pengujian Kuat Kejut

Tahap V

Analisis Data dan Pembahasan

Tahap VI

Kesimpulan dan Saran

Tahap VII

Gambar 3.2 Bagan Alir Tahap Penelitian commit to user



3.6 Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Beton Untuk memenuhi sifat dan karakteristik dari bahan dasar penyusun beton maka perlu dilakukan pengujian. Pengujian ini dilakukan terhadap agregat halus dan kasar.

3.6.1 Standar Pengujian Agregat Halus Pengujian agregat halus dilakukan berdasarkan ASTM dan disesuaikan dengan spesifikasi bahan menurut ASTM. Standar pengujian agregat halus adalah sebgai berikut : a. ASTM C-23 : Standar penelitian pengujian berat isi agregat halus. b. ASTM C-40 : Standar penelitian untuk tes kotoran organik dalam agregat halus. c. ASTM C-117 : Standar penelitian untuk agregat lolos saringan no. 200 dengan pencucian. d. ASTM C-128 : Standar penelitian untuk menentukan spesific gravity agregat halus. e. ASTM C-136 : Standar penelitian untik analisis saringan agregat halus. 3.6.2 Standar Pengujian Agregat Kasar a. ASTM C-29 : Standar penelitian untuk pengujian berat isi agregat kasar. b. ASTM C-127 : Standar penelitian untuk menentukan spesific gravity agregat kasar. c. ASTM C-131 : Standar penelitian untuk pengujian abrasai agregat kasar. d. ASTM C-136 : Standar pengujian untuk analisis ayakan agregat kasar.

3.7 Pengujian Bahan Dasar Beton Untuk mengetahui sifat dan karakteristik dari material pembentuk beton maka dalam penelitian ini dilakukan pengujian terhadap bahan – bahan pembentuk beton. Pengujian ini hanya dilakukan terhadap agregat halus agregat kasar sedangkan air dan semen yang digunakan telah sesuai dengan dpesifikasi standar commit to user dalam PBI NI 1971 pasal 3.6.



3.7.1 Pengujian Agregat Halus

3.7.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus Pasir adalah salah satu bahan dasar beton yaitu sebagai agregat halus. Pasir digunakan dalam pembuatan beton harus memenuhi beberapa persyaratan, salah satunya adalah pasir harus bersih. Pasir bersih yaitu pasir yang tidak mengandung lumpur lebih dari 5 % dari berat keringnya. Apabila kadar lumpur lebih dari 5 % maka harus dicuci terlebih dahulu. Syarat – syarat agregat halus sesuai dengan PBI NI-2,1971. Kadar lumpur pasir dihitung dengan Persamaan 3.1. Kadar lumpur = Dengan :

紐䑐紐紐

x 100 %

G0 = berat awal 100 gram

(2.1)

G1 = Berat pasir akhir (gram)

(2.2)

3.7.1.2 Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus Pasir biasanya diambil dari sungai maka kemungkinan kotor sangat besar, misalnya bercampur dengan lumpur zat organik lainnya. Pasir sebagai agregat halus dalam adukan beton tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak karena mengakibatkan penurunana kekuatan beton dihasilkan. Kandungan zat oeganik ini dapat dilihat dari percobaan warna dari abrams harder dengan menggunakan larutan NaOH 3 % dengan peraturan beton bertulang indonesia (PBI NI-2,1971). Penurunan kekuatan dapat dilihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Pengaruh Kadar Zat Organik terhadap Persentase Penurunan Kekuatan Beton

Warna

Penurunan Kekuatan

Jernih

0

Kuning muda

0 – 10

Kuning tua

10 – 20

Kuning kemerahan

20 – 30

Coklat kemerahan

30 – 50

Coklat tua

50 – 100 commit to user (Sumber : tabel Prof Ir. Rooseno, 1995 )



3.7.1.3 Pengujian Specific Gravity Mengetahui sifat - siifat bahan bangunan yang dipakai dalam suatu pekerjaan struktur dangat penting, karena sifat – sifat tersebut dapat ditentukan langkah – langkah yang tepat untuk mengerjakan bangunan tersebut. Berat jenis merupakan salah satu variabel yang sangat penting dalam merencanakan campuran adukan beton karena dengan mengetahui variabel tersebut dapat dihitung volume pasir yang ditentukan. Tujuan dari pengujian ini untuk mendapatkan : a. Bulk spesific gravity yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi kering dengan volume pasir total. b. Bulk spesific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam kondisi kering permukaan dengan volume pasir total. c. Apparent Spesific gravity yaitu perbandingan antara berat pasir kering dengan volume butir pasir. d. Absorbtion yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat kering. Nilai – nilai yang ingin diketahui di atas dihitung dengan persamaan Bulk spesific gravity

=

Bulk spesific gravity SSD

=

Apparent spesific gravity

=

Absorbtion

=

㨸77䑐

㨸77

㨸77䑐䑐

㨸77䑐

x 100 %

(2.3) (2.4) (2.5) (2.6)

Dengan : a

= berat pasir kering oven (gram)

b

= berat Volumetric Flask berisi air (gram)

c

= berat Volumetric Flask berisi air dan pasir (gram)

500

= berat pasir dalam keadaaan kering permukaan jenuh (gram)

3.7.1.4 Pengujian Gradasi Agregat Halus Gradasi dan keseragaman diameter pasir sebagai agregat halus lebih doperhitungkan daripada agregat kasar karena sanagat menentukan pengerjaan commit to user



dan sifat kohesi campuran adukan beton. Selain itu pasir sangat menetukan pemakaian semen dalam pembuatan beton. Menurut ASTM agregat halus yang baik mempunyai gradasi butiran sesai tabel 3.3.

Tabel 3.3 Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM Diameter Ayakan

Berat lolos saringan ASTM ( %)

9,5

100

4,75

90 – 100

2,36

75 – 100

1,18

55 – 90

0,6

35 – 59

0,3

8 – 30

0,15

0 – 10

0

0 Sumber

Modulus kehalusan pasir dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3.6. Modulus kehalusan pasir =

(2.7)

Dengan : d = Persentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan e = Persentase berat pasir yang tertinggal

3.7.2 Pengujian Agregat Kasar

3.7.2.1 Pengujian Spesific Gravity Mengetahui sifat – sifat bahan bangunan yang akan dicapai dalam suatu konstruksi adalah sangat penting, karena sifat – sifat tersebut dapat ditentukan langkah – langkah yang tepat untuk mengerjakan bangunan tersebut. Berat jenis merupakan salah satu variabel yang sangat penting dalam merencanakan campuran adukan beton, karena dengan mengetahui variabel tersebut dapat dapat dihitung volume pasir yang diperlukan. commit to user



Tujuan : 1. Untuk mengetahui bulk spesific gravity yaitu perbandingan antara berat krikil dalam kondisi kering dengan volume pasir total. 2. Untuk mengetahui bulk spesific SSD yaitu perbandingan antara berat kerikil jenuh dalam kondisi kering permukaan dengan volume kerikil total. 3. Untuk mengetahui apparent spesific gravity yaitu perbandingan antar berat kerikil kering dengan volume butir kerikil. 4. Untuk mengetahui daya serap (absorbsion) yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat kerikil kering.

3.7.2.2. Pengujian Abrasi Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kekerasan batuan atau daya tahan aus batuan , dalam hal ini adalah agregat kasar bakibat gesekan atau perputaran yang dinyatakan dalam prosentase.

Tujuan : Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kekerasan kerikil, prosentase dan modulus kehalusannya.

3.7.2.3. Pengujian Gradasi Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui variasi diameter agregat kasar, prosentase dan modulus halusnya. Modulus kehalusan merupakan angka yang menunjukan tinggi rendahnya tingkat keausan butir dalam agregat.

3.8 Perencanaan Campuran Beton Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik. Dalam penelitian ini digunakan rancang campur beton yang mengacu peraturan SK SNI T-15-1990-03 dengan kekuatan yang akan dicapai pada umur 28 hari 23 Mpa. commit to user



3.9 Pembuatan Benda Uji Langkah – langkah pembuatan benda uji dalam penelitian ini diuraikan sebagai berikut : 1. Menyiapkan meterial dan peralatan yang akan digunakan untuk membuat campuran beton. 2. Menyiapkan cetakan beton. 3. Menimbang material – material yang akan digunakan sesuai dengan kebutuhan. 4. Membuat adukan dengan cara mencampurkan meterial – material tersebut dengan mixer. 5. Menguji nilai slump dari adukan tersebut. 6. Adukan dituang kedalam cetakan beton dan digunakan vibrator agar adukan homogen dan merata didalam cetakan , dan memberi tanda untuk masing – masing benda uji. 7. Melepaskan benda dari cetakan setelah 24 jam kemudian dilakukan curing terhadap benda uji tersebut.

3.10 Pengujian Nilai Slump Slump beton adalah besaran kekentalan atau viskositi /plastisitas dan kohesi dari beton segar . menurut SK SNI-M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah sebagai berikut : 1. Kerucut abrams bagian dalam dan luar dibersihkan dengan air. 2. Cetakan kerucut diletakan diatas plat baja. 3. Dengan memegang kakai kerucut kuat – kuat , adonan beton dimasuikan hingga

1/3

tinggi

kerucut,

kemudian

didapatkan

dengan

cara

menumbuknya menggunakan tongkat besi ujung bulat sebanyak 25 kali. 4. Pengisian diselesaikan sampai 2 lapis berikutnya dan dipdatkan dengan cara yang sama seperti yang sebelumnya, sampai cetakan terisi penuh, selanjutnya pada bagian atas diratakan dengan cetok. to perlahan user 5. Kemudian cetakan kerucutcommit diangkat tegak lurus ke atas.



6. Mengukur penurunan dari tinggi mula – mula , besar penurunan ini disebut nilai slump.

3.11 Perawatan Benda Uji (Curing) Perawatan beton adalah suatu pekerjaan menjaga agar permukaan beton segar selalu lembab sejak adukan beton dipadatkan sampaim beton dianggap cukup keras. Hali ini dimaksudkan untuk menjamin agar proses hidrasi dapat berlangsung dengan baik. Dan proses pengerasan terjadi dengan sempurna sehingga tidak terjadi retak – retak pada beton dan mutu beton dapat terjamin.

Pada penelitian ini perawatan dilakuakn dengan melepas cetakan beton setelah berumur 1 hari dan merendam beton dalam air pada hari kedua selama 2 hari. Setelah itu beton dikeluarkan dari dalam air dan perawatan dilanjutkan dengan diangin –anginkan sampai beton berumur 28 hari .

3.12 Pengujian Ketahanan Kejut Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya energi serapan yang diterima oleh benda uji sesudah terjadi tumbukan, besarnya energi serapan dihitung berdasarkan banyaknya jumlah pukulan.

Benda uji yang digunakan adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 6 cm. Pengujian untuk mengetahui jumlah pukulan (blow) yang diperlukan untuk membuat benda uji retak pertama kali sampai benda uji mengalami runtuh. Retak pertama kali dari benda uji ditandai dengan adanya retak rambut pada permukaannya. Sedangkan benda uji dikatakan runtuh jika sudah pecah / terbelah. Pengujian menggunakan alat uji kejut atau ITM (Impact Testing Machine) yang berada di Laboratorium Bahan Fakultas Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret. Alat uji kejut ini menggunakan prinsip Drop Weight Test. Beban yang digunakan dengan ukuran diameter 6 cm, tinggi 12 cm, dan berat 5 kg yang dijatuhkan pada commit to user ketinggian 45 cm.



Langkah-langkah pengujian adalah sebagai berikut : 1. Meletakkan benda uji pada dudukannya. 2. Memasang alat pemukul (hammer) beserta pipa pralon untuk memposisikan jatuhnya beban. 3. Menjatuhkan alat pemukul dan mengamati retak yang terjadi secara visual, baik saat benda uji mengalami retak pertama maupun pada saat benda uji mengalami runtuh total. 4. Mencatat jumlah pukulan yang diperlukan untuk membuat benda uji retak pertama dan jumlah pukulan untuk membuat benda uji runtuh total.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Agregat 4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus Pengujian-pengujian yang dilakukan terhadap agregat halus dalam penelitian ini meliputi pengujian kandungan lumpur, kandungan zat organik, berat jenis, dan gradasi pasir. Setelah dilakukan pengujian didapat hasil pengujian yang disajikan dalam tabel 4.1. Untuk perhitungan dan data-data pengujian secara lengkap terdapat pada lampiran A. Tabel 4.1 Hasil Pengujian Agregat Halus Jenis Pengujian

Hasil Pengujian

Standar

Kesimpulan

Kandungan Zat

Larutan NaOH 3%

Jernih atau kuning

Memenuhi

Organik

berwarna kuning

muda

Syarat

Maksimum 5%

Memenuhi

muda Kandungan

2,3%

Lumpur Bulk Spesific

Syarat 2,55

-

-

2,56

2,5 - 2,7

Memenuhi

Gravity Bulk Spesific Gravity SSD Apparent Spesific

Syarat 2,58

-

-

Absorption

0,42%

-

-

Modulus Halus

2,6

2,3 - 3,1

Memenuhi

Gravity

Butir

Syarat

Untuk hasil pengujian agregat halus serta persyaratan batas dari ASTM C33-97 dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut ini. commit to user

32



Tabel 4.2 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus Diameter No Ayakan 1 2 3 4 5 6 7 8

9.5 4.75 2.36 1.18 0.85 0.3 0.15 0 Total

Berat (gram) 0 5 304.5 567.5 397.5 1187.5 395 140 2997

Berat Tertahan Kumulatif % (%) 0.00 0 0.17 0.17 10.16 10.33 18.94 29.26 13.26 42.53 39.62 82.15 13.18 95.33 4.67 100.00 100 359.77

Berat Lolos Kumulatif

ASTM C 33

100.00 99.83 89.67 70.74 57.47 17.85 4.67 0.00 -

100 95-100 80-100 50-85 25-60 10-30 2-10 0 -

Dari tabel 4.2 gradasi agregat halus di atas dapat digambarkan grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C33-97 sebagai berikut : 100

Kumulatif Lolos ( % )

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

2

4 6 Diameter Ayakan (mm) Hasil Pengujian

8

ASTM batas atas

Gambar 4.1 Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Halus

commit to user

10



4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar Pengujian terhadap agregat kasar split (batu pecah) yang dipakai dalam penelitian ini meliputi pengujian berat jenis (spesific gravity), gradasi agregat kasar, dan keausan (abrasi). Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam tabel 4.3, sedangkan data hasil pengujian secara lengkap disajikan dalam lampiran B.

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Agregat Kasar Jenis Pengujian

Hasil

Standar

Kesimpulan

2,50

-

-

2,57

2,5 – 2,7

Memenuhi

Pengujian Bulk Spesific Gravity Bulk Spesific Gravity SSD

Syarat 2,68

-

-

Absorption

2,66 %

-

-

Modulus Halus

7,61

5–8

Memenuhi

Apparent Spesific Gravity

Butir Abrasi

Syarat 43,10 %

Maksimum

Memenuhi

50%

Syarat

commit to user



Tabel 4.4 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Berat Lolos Kumulatif Kumulatif (%) (%) 0.000 100.00

Berat tertinggal Diameter Ayakan

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

38,00 25,00 19,00 12,50 9,50 4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 0,00 Jumlah

Berat (gram)

%

0

0.000

0 475 930 415 854 300 0 0 0 0 0

0.00 15.97 31.27 13.95 28.72 10.09 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00

2974

0.00 15.97 47.24 61.20 89.91 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 814.32

100.00 84.03 52.76 38.80 10.09 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -

ASTM C33 100 95-100 35-70 10-30 0-5 -

-

Dari tabel 4.4 gradasi agregat kasar di atas dapat digambarkan grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C33-84 sebagai berikut : 100

Kumulatif Lolos ( % )

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

10 Hasil Pengujian

20 Diameter Ayakan (mm) ASTM batas atas

30 ASTM batas bawah

Gambar 4.2 Grafik Daerah commitSusunan to user Butir Agregat Kasar

40



4.2. Perhitungan Rancang Campur Beton Perhitungan rencana campuran beton normal (mix design) menggunakan standar Dinas Pekerjaan Umum (SK SNI T-15-1990-03), dari perhitungan tersebut didapat kebutuhan bahan per m³ yaitu :

Air

= 225

liter

Semen

= 562,5

kg

Pasir

= 540,18

kg

Kerikil

= 960,32

kg

Dari hasil tersebut maka dapat dihitung kebutuhan bahan total adukan yang terdiri dari 12 buah benda uji silinder tinggi 15 cm diameter 6 cm diuji pada umur 28 hari sebesar 0,0127 m³. Kebutuhan bahan tiap adukan disajikan dalam tabel 4.5.

Tabel 4.5 Hasil Hitungan Kebutuhan Bahan Tiap Adukan Total Kadar Total Air Semen Pasir Volume+ Serat

Kerikil

Galvalum

(lt/m³) (kg/m³) (kg/m³)

(kg/m³)

(kg)

Volume

SF 20%

( m³ )

( m³ )

0%

0.0032

0.0038

0.8588

2.1471

2.0619

3.6656

0.0000

0,33 %

0.0032

0.0038

0.8588

2.1471

2.0619

3.6656

0.0279

0,66 %

0.0032

0.0038

0.8588

2.1471

2.0619

3.6656

0.0557

1%

0.0032

0.0038

0.8588

2.1471

2.0619

3.6656

0.0844

Total

0.0127

0.0153

3.4353

8.5883

8.2475

14.6623

0.1680

commit to user



4.3. Hasil Pengujian Benda Uji 4.3.1. Hasil Pengujian Slump Dari masing-masing campuran adukan beton tersebut dilakukan pengujian slump. Nilai slump diperlukan untuk mengetahui tingkat workabilitas dari campuran beton. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 4.6 sebagai berikut :

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Nilai Slump Kadar Serat (%) 0% 0,33% Nilai Slump ( cm )

7

0,66%

1%

6

5,5

6

4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Desak Beton Pengujian kuat desak beton menggunakan CTM (Compression

Taesting

Machine) merk Controls pada benda uji silinder ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm pada umur 28 hari didapat beban maksimum (Pmaks). Dengan beban maksimum tersebut dapat diperoleh kuat desak beton dengan menggunakan persamaan.

fc’ = dimana:

Pmak s

………………………………...(4.1)

AC

fc’

: kuat tekan beton salah satu benda uji (MPa)

Pmaks

: beban tekan maksimal (N)

AC

: luas permukaan benda uji (mm2)

Sebagai contoh perhitungan diambil data dari benda uji silinder SNI. Dari Lampiran C diperoleh data sebagai berikut: = 6,8 x 105 N

Pmaks

= 680 kN

A

= 0,25 x 3,14 x 0,152 = 1,76625 x 10-2 m2 = 17662,5 mm2

Maka kuat desak betonnya adalah: 또

6,8 10 17662,5

38,449 뤰

commit to user



Tabel 4.7. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150 No

Kadar serat

Kode

P maks (kN)

f’c (MPa)

1

0%

Galv 0% -1

680

38,449

2

Galv 0% -2

640

36,235

3

Galv 0% -3

630

35,669

Galv 0,33% -1

670

37,933

5

Galv 0,33% -2

750

42,463

6

Galv 0,33% -3

770

43,595

Galv 0,66% -1

730

41,331

8

Galv 0,66% -2

700

39,632

9

Galv 0,66% -3

420 *

23,779 *

Galv 1% -1

620

35,103

11

Galv 1% -2

600

33,970

12

Galv 1% -3

670

37,933

4

0.33 %

7

10

0.66%

1%

f’cr (MPa)

36,784

41,350

40,482

35,668

4.3.3. Hasil Pengujian Kuat Kejut Beton Pengujian terhadap beban kejut ini menggunakan tiga buah benda uji silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 6 cm untuk tiap variasi. Pengujian dilakukan setelah umur beton mencapai 28 hari. Parameter yang perlu dicatat dalam pengujian ini adalah jumlah pukulan yang diperlukan untuk membuat benda uji mengalami retak pertama kali dan jumlah pukulan yang diperlukan untuk membuat benda uji runtuh total. Hasil pengujian disajikan dalam tabel 4.7 dan tabel 4.8.

commit to user



Tabel 4.8 Jumlah Pukulan Saat Benda Uji Mengalami Retak Pertama Kadar Serat Galvalum

0%

0.33%

0.66%

1%

Kode Benda Uji

Jumlah Pukulan

I-0-1

29

I-0-2

36

I-0-3

37

I-0.33-1

36

I-0.33-2

38

I-0.33-3

51

I-0.66-1

54

I-0.66-2

60

I-0.66-3

56

I-1-1

25

I-1-2

33

I-1-3

28

50 Jumlah Pukulan

34

41,66667

56,66667

28,66667

56.667

60

40

Rata-rata

41.667 34.000 28.667

30 20 10 0 0

0.33

0.66

1

Kadar Serat Galvalum (%)

Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Jumlah Pukulan Terhadap Kadar Serat Galvalum Saat Benda Uji Retak Pertama.

commit to user



Tabel 4.9 Jumlah Pukulan Saat Benda Uji Mengalami Runtuh Total Kadar Serat Galvalum

0%

0.33%

0.66%

1%

Kode Benda Uji

Jumlah Pukulan

I-0-1

31

I-0-2

38

I-0-3

38

I-0.33-1

38

I-0.33-2

39

I-0.33-3

54

I-0.66-1

55

I-0.66-2

62

I-0.66-3

59

I-1-1

30

I-1-2

36

I-1-3

31

43.667

58.667

32.333

43.667

50

Jumlah Pukulan

35.667

58.667

60

40

Rata-rata

35.667

32.333

30

20

10

0 0

0.33

0.66

1

Kadar Serat Galvalum (%)

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Jumlah Pukulan Terhadap Kadar Serat Galvalum Saat Benda Uji to Runtuh commit user Total.



4.4. Analisa Data Hasil Penelitian 4.4.1. Analisa Pengujian Ketahanan Kejut Energi serapan dihitung dengan menggunakan jumlah pukulan sebagai acuannya. Semakin banyak suatu beton menerima pukulan, maka energi yang diserap oleh beton akan semakin besar. Berikut ini contoh perhitungan energi yang diserap oleh beton :

Saat silinder mengalami retak pertama n = jumlah pukulan rata-rata,m = 5 kg;h = 45 cm = 0,45 mg = 9,81 m/dt2 Energi serapan = n x 2mgh = 29 x 2 x 4,5 x 9,81 x 0,45 = 1152,18 Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel 4.10 berikut ini : Tabel 4.10 Hasil Analisis Energi Serapan Saat Benda Uji Retak Pertama Kode Benda Uji

Retak Pertama (Pukulan)

Energi Serapan (Joule)

I-0-1

29

1280.205

I-0-2

36

1589.22

3

I-0-3

37

1633.365

4

I-0.33-1

36

1589.22

I-0.33-2

38

1677.51

6

I-0.33-3

51

2251.395

7

I-0.66-1

54

2383.83

I-0.66-2

60

2648.7

9

I-0.66-3

56

2472.12

10

I-1-1

25

1103.625

I-1-2

33

1456.785

I-1-3

28

1236.06

No

Kadar Serat Galvalum

1 2

5

8

11 12

0%

0.33%

0.66%

1%

commit to user

Energi Serapan Rata-rata (Joule)

Kenaikan Energi Serapan (%)

1500.9300

0

1839.3750

22.5490

2501.5500

66.6667

1265.4900

-15.6863



Tabel 4.11 Hasil Analisis Energi Serapan Saat Benda Uji Runtuh Total Kode Benda Uji

Runtuh Total (Pukulan)


I-0-1

31

1368.495

I-0-2

38

1677.51

3

I-0-3

38

1677.51

4

I-0.33-1

38

1677.51

I-0.33-2

39

1721.655

6

I-0.33-3

54

2383.83

7

I-0.66-1

55

2427.975

I-0.66-2

62

2736.99

9

I-0.66-3

59

2604.555

10

I-1-1

30

1324.35

I-1-2

36

1589.22

I-1-3

31

1368.495

No

Kadar Serat Galvalum

1 2

5

8

0%

0.33%

0.66%

11

1%

12 4.4.2.

Energi Serapan Rata-rata (Joule)

Kenaikan Energi Serapan (%)

1574.5050

0

1927.6650

22.4299

2589.8400

64.4860

1427.3550

-9.3458

Analisa Data Hasil Pengujian Menggunakan Metode Regresi 3000 y = -3555.7x2 + 3536.9x + 1390.1 R² = 0.7242


2500 2000 1500 1000 500 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Serat Galvalum (%)

Gambar 4.5 Grafik Regresi Hubungan Nilai Energi Serapan Retak Pertama Dengan Serat

commit to user

1.2



Grafik pada gambar 4.5 menggunakan analisa regresi polinomial orde 2 sehingga diperoleh hubungan antara nilai energi serapan retak pertama dengan variasi serat yang menghasilkan persamaan sebagai berikut : y = -3555.x2 + 3536.x + 1390………………………………...(4.2) R² = 0.724

Keterangan : y = Nilai Energi Serapan Retak Pertama (Joule) x = Serat ( % ) 3000 y = -3424.5x2 + 3485.5x + 1468.1 R² = 0.7257


2500 2000 1500 1000 500 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Serat Galvalum (%)

Gambar 4.6 Grafik Regresi Hubungan Nilai Energi Serapan Runtuh Total Dengan Serat

Grafik pada gambar 4.6 menggunakan analisa regresi polinomial orde 2 sehingga diperoleh hubungan antara nilai energi serapan runtuh total dengan variasi serat yang menghasilkan persamaan sebagai berikut : y = -3424.x2 + 3485.x + 1468.………………………………...(4.3) R² = 0.725

commit to user



Keterangan : y = Nilai Energi Serapan Retak Pertama (Joule) x = Serat ( % )

44

y = -8E-06x2 + 0.0338x + 4.8263 R² = 0.8993

Kuat Tekan (Mpa)

42 40 38 36 34 32 30 1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600


Gambar 4.7 Grafik Regresi Hubungan Kuat Tekan Dengan Energi Serapan Retak Pertama

Grafik pada gambar 4.7 diperoleh hubungan antara nilai kuat tekan dengan energi serapan retak pertama yang menghasilkan persamaan sebagai berikut : y = -8E-06x2 + 0.033x + 4.826………………………………...(4.4) R² = 0.899 Keterangan : y = Kuat Tekan (MPa) x = Energi Serapan (Joule)

commit to user



44

y = -1E-05x2 + 0.0472x - 10.539 R² = 0.9656

Kuat Tekan (Mpa)

42 40 38 36 34 32 30 1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800


Gambar 4.8 Grafik Regresi Hubungan Kuat Tekan Dengan Energi Serapan Runtuh Total

Grafik pada gambar 4.8 diperoleh hubungan antara nilai kuat tekan dengan energi serapan runtuh total yang menghasilkan persamaan sebagai berikut : y = -1E-05x2 + 0.047x - 10.53………………………………...(4.5) R² = 0.965

Keterangan : y = Kuat Tekan (MPa) x = Energi Serapan (Joule)

Dari Persamaan 4.3 dan 4.4 menunjukkan kesimpulan bahwa adanya peningkatan kuat tekan disertai dengan peningkatan nilai kuat impact.

commit to user



4.5. Pembahasan 4.5.1. Pengujian Slump Dari hasil pengujian slump terlihat bahwa nilai slump mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya kadar serat galvalum ke dalam adukan beton. Pada penelitian ini workabilitas adukan beton normal berada pada tingkat paling tinggi sebesar 70 mm, sedangkan tingkat workabilitas paling rendah terdapat pada kadar serat galvalum 1% sebesar 55 mm. Tabel 4.12 Hasil Pengujian Nilai Slump Kadar Serat (%)

0%

0,33%

0,66%

1%

Nilai Slump ( cm )

7

6

6

5,5

4.5.2. Pengujian Kuat Desak Pada variasi serat 0%, 0,33%, 0,66%, dan 1% dihasilkan nilai kuat tekan sebesar 36,784 Mpa; 41,350 Mpa; 40,482 Mpa; 35,668 Mpa. Dari hasil pengujian kuat desak beton dapat dilihat bahwa kuat desak beton mengalami peningkatan sampai mencapai nilai optimum setelah itu terjadi penurunan nilai kuat desak beton. Pada penelitian ini nilai kuat desak beton normal sebesar 36,784 Mpa, sedangkan nilai kuat desak yang terdapat pada kadar serat galavalum 0,66% sebesar 40,482 Mpa. Berdasarkan SNI.T-15-1990-03 untuk beton yang dipergunakan sebagai perkerasan jalan (rigid pavement) mutu beton yang disyaratkan harus memiliki kuat desak / fc’ rata-rata sebesar 29,05 Mpa (K350). Maka sampel beton dengan kadar serat galvalum 0,66% yang memiliki kuat desak 40,482 Mpa memenuhi syarat untuk digunakan dalam pekerjaan perkerasan jalan.

commit to user



4.5.3. Pengujian Kuat Kejut Dalam penelitian kuat kejut ini menggunakan serat galvalum AZ 150, dengan presentase masing-masing variasi sebesar 0%, 0,33%, 0,66%, dan 1%.

Pengamatan pertama dilakukan terhadap adanya retak rambut atau retak yang terjadi pertama kali. Pada kadar serat 0% atau beton normal menghasilkan energi serapan 1500,93 J. Kemudian pada kadar serat 0,33% terjadi peningkatan yang menghasilkan energi serapan sebesar 1839,375 J. Adanya peningkatan ini disebabkan oleh reaksi mekanisme kinerja serat. Sesuai yang diusulkan oleh Zolo (1997) dan diperkuat oleh Mediyanto dkk. (2004), Serat bersama pasta beton membentuk matrik komposit, dimana serat akan menahan beban yang ada sesuai dengan modulus elastisitasnya. Dengan modulus elastisitas serat yang lebih besar dari modulus elastisitas beton, maka serat dapat meningkatkan kuat tekan beton.

Gambar 4.9 Mekanisme Kerja Serat pada Pembebanan Tekan

Pada kadar serat 0,66% mekanisme kinerja serat mencapai tahap optimumnya. Dalam variasi ini energi serapan mencapai titik maksimal yaitu sebesar 2501,55 J. Namun demikian pada kadar serat 1% terjadi penurunan nilai energi serapan menjadi 1265,49 J. Hal ini diakibatkan nilai slump yang semakin rendah yaitu sebesar 55 mm (Tabel 4.12). Pada nilai slump yang rendah workabilitas beton semakin jelek, sehingga rongga atau pori pada beton semakin besar mengakibatkan kinerja serat kurang maksimal dalam menerima beban kejut yang terjadi.

commit to user



Pengamatan kedua terhadap keruntuhan total, dimana pada saat itu benda uji sudah melewati toleransi dalam menerima beban. Keruntuhan total dapat dilihat dari benda uji yang mengalami keretakan yang besar hingga terpecah menjadi 2 bagian. Pada presentase variasi sebesar 0%, 0,33%, 0,66%, dan 1%, menghasilkan energi serapan sebesar 1574,505 J; 1927,665 J; 2589,84 J; dan 1427,355 J. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa keruntuhan total memiliki pola yang sama dengan retak pertama, yaitu terjadi peningkatan energi serapan sampai nilai optimumnya yaitu pada kadar serat 0,66%, kemudian terjadi penurunan pada kadar serat 1%. Untuk penjelasan mengenai hal tersebut, telah disampaikan seperti yang terjadi pada retak pertama di atas.

Dalam

penelitian ini menunjukkan bahwa kandungan serat galvalum 0,66%

adalah yang paling baik dibandingkan dengan presentase 0,33% dan 1 %. Hal ini didasarkan pada peningkatan persentase serat galvalum 0,66% adalah yang paling maksimal terhadap beton normal. Persentase serat galvalum 0,66% pada beton normal dapat meningkatkan ketahanan beban beton terhadap beban kejut sebesar 64,49 %.

4.5.4. Pengujian Normalitas 4.5.4.1. Metode Lilliefors Dalam pengujian normalitas data menggunakan metode Liliefors, semua sebaran data kelompok benda harus bersifat normal. Dari hasil analisa data menggunakan metode ini, sebaran data semua benda uji masih bersifat normal.

Berikut tata cara dan langkah-langkah perhitungan untuk uji normalitas metode Liliefors, dengan data jumlah pada saat retak pertama dan pada saat runtuh total untuk masing-masing variasi. Sedangkan hasil perhitungan secara lengkap dapat dilihat dalam lampiran E.

commit to user



Tata cara dan langkah-langkah perhitungan yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Menentukan jumlah pukulan rata-rata saat beton mengalami retak pertama (X) 䐰䐰䐰

………………………………...(4.6) 29

36 3

34 pukulan

37

2. Menentukan simpangan baku (S) ∑

…..………………………...(4.7)

4,3589 3. Menentukan Zi 

  

....………………………………...(4.8)

29 34 4,3589

36 34 4,3589 37 34 4,3589

1,15 0,46 0,69

4. Menentukan F(Zi), dengan mencari harga zi berdasarkan lampiran E.1, diperoleh: z = -0,3749

F(Z1) = 0,5 – 0,3749 = 0,1251

z = 0,1772

to user F(Z2) = 0,5commit + 0,1772 = 0,6772



z = 0,2549

F(Z3) = 0,5 + 0,2549 = 0,7549

5. Menentukan S(Zi), di mana : 

딐

頀

頀 ,

,

,…………,

頀

(4.9)

 = 3/3 = 1

2 = 2/3 = 0,67 3 = 1/3 = 0,33

6. Menentukan harga mutlak selisih antara F(Zi) dengan S(Zi) [F(Z1) - S(Z1)] = [0,1251- 1]

= 0,2082

[F(Z2) - S(Z2)] = [0,6772- 0,67] = 0,0105 [F(Z3) - S(Z3)] = [0,7549- 0,33] = 0,2451 7. Menentukan Lo, di mana Lo merupakan harga terbesar diantara harga-harga mutlak (Lo=0,2451) 8. Menentukan Lcr, berdasarkan Lampiran E.1

dengan menggunakan taraf

nyata = 0,05 diperoleh Lcr = 0,425. 9. Membandingkan Lo dengan Lcr, berdasarkan hasil di atas diperoleh Lo (0,2451) < Lcr (0,425), sehingga dapat disimpulkan bahwa sebaran kelompok data uji berdistribusi normal. Dengan menggunakan prosedur yang sama seperti di atas, dilakukan uji normalitas impact dengan metode Liliefors terhadap beton pada saat mengalami runtuh total. Sedangkan hasil pengujian secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran E (Tabel E.1 dan E.2). Dari hasil uji normalitas yang dilakukan dengan menggunakan metode Liliefors untuk uji kuat kejut beton yang terlihat pada lampiran E (Tabel E.1 dan Tabel E.2) ternyata secara keseluruhan mempunyai commit to user



nilai Lo
4.5.4.2. Metode Sewart Pengujian normalitas data yang kedua menggunakan metode Sewart. Dari hasil analisa data menggunakan metode ini, sebaran data semua benda uji masih bersifat normal.

Berikut tata cara dan langkah-langkah perhitungan untuk uji normalitas metode Sewart, dengan data jumlah pada saat retak pertama dan pada saat runtuh total untuk masing-masing variasi. Sedangkan hasil perhitungan secara lengkap dapat dilihat dalam lampiran E.

Tata cara dan langkah-langkah perhitungan yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Menentukan jumlah pukulan rata-rata saat beton mengalami retak pertama (X) 䐰䐰䐰

………………………………...(4.10) 29

36 3

37

34 pukulan

2. Menentukan simpangan baku (S) ∑

..………………………………...(4.11)

4,3589 commit to user



3. Mencari kontrol batas atas dan bawah (LCL dan UCL) Kontrol batas bawah (LCL) : 외ú외 외ú외

䐰

√

………………………………...(4.12)

26,45

Kontrol batas atas (UCL) : ú외

䐰

√

………………………………...(4.13)

ú외 41,55

4. Berdasarkan hasil diatas diperoleh harga LCL(26,45) < X (34) < UCL (41,55), sehingga dapat disimpulkan bahwa kelompok data benda uji berdistribusi normal.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Dari hasil pengujian, analisa data dan pembahasan mengenai kuat kejut (Impact) beton normal dengan bahan tambah serat galvalum, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Pada penambahan serat galvalum terhadap beton normal terjadi peningkatan nilai kuat kejut dari kadar 0,33% sampai dengan kadar 0,66%, setelah itu terjadi penurunan nilai kuat kejut sampai dengan kadar 1% serat galvalum. 2. Penggunaan bahan tambah serat galvalum az 150 dengan kadar serat 0,66% berpengaruh dalam meningkatkan kuat kejut sebesar 64,49% pada beton normal. 3. Nilai energi serapan rata-rata yang dihasilkan benda uji mengalami retak pertama dan runtuh total adalah sebagai berikut : a.

0 % sebesar 1500,93 Joule dan 1574,505 Joule

b.

0,33 % sebesar 1839,375 Joule dan 1927,665 Joule

c.

0,66 % sebesar 2501,55 Joule dan 2589,84 Joule

d.

1 % sebesar 1265,49 Joule dan 1427,355 Joule

4. Nilai energi serapan maksimal terdapat pada kadar serat 0,66% sebesar 2501,55 Joule saat retak pertama dan 2589,84 Joule saat runtuh total.

commit to user

53



5.2. Saran Untuk memperdalam kajian dari penelitian yang sudah dilakukan, maka perlu dilakukan penelitian lanjutan yang merupakan pengembangan tema maupun metodologi. Adapun saran untuk penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut :

1.

Perlu dilakukan penelitian terhadap penambahan material lain yang dapat meningkatkan ketahanan kejut beton.

2.

Perlu dilakukan penelitian penambahan serat galvalum dengan rancangan mix desain yang berbeda, misalkan beton struktur 17 Mpa.

3.

Perlu dilakukan penelitian penambahan serat galvalum dengan variasi ukuran serat yang berbeda, agar didapat nilai aspek rasio yang baik.

4.

Perlu dilakukan penelitian yang membahas reaksi kimia.

5.

Penggunaan vibrator yang merata pada adukan beton.

6.

Perlu dilakukan pembenahan alat uji impact di Universitas Sebelas Maret agar hasil pengujian yang didapat lebih presisi dan teliti.

commit to user

KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT) BETON NORMAL BERSERAT GALVALUM AZ 150 SKRIPSI

Recommend Documents