KUAT TEKAN BETON YANG OPTIMUM DENGAN PENAMBAHAN BIO ENZIM Sofyan Ali Pradana, Tony Hartono Bagio, Koespiadi Program Studi Teknik Sipil, Universitas Narotama, Surabaya Email:
[email protected]
ABSTRAK Untuk membuat beton dengan kuat tekan yang tinggi dan memiliki spesifikasi beton tertentu selain bahan material utama beton juga dibutuhkan kontrol kualitas campuran beton dan juga bahan tambah lain sejalan dengan teknologi campuran beton saat ini yang menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu. Penambahan bio enzim pada lima campuran beton yang akan dibandingkan dengan beton normal dengan tujuan mengetahui kadar optimum bio enzim pada beton untuk menambah kekuatan beton tersebut. Beton degan bio enzim 200 ml/m3, bio enzim 400 ml/m3 , bio enzim 600 ml/m3 , bio enzim 800 ml/m3 , bio enzim 1000 ml/m3 dan beton normal. Hasil dari keenam model beton dengan menggunakan regresi polynomial pangkat empat (leastquartic), f(x)= -17.9(x)4 + 95.321(x)32 145.044(x) +83.007(x)+17.938, didapatkan mutu beton dari beton normal dengan fc’=25 Mpa menghasilkan nilai optimum sebesar 33,98Mpa, dan penambahan bio enzim sebesar 509 ml. Kata Kunci: kuat tekan optimum, bio enzim, leastquartic PENDAHULUAN Kualitas beton ditentukan oleh bahan-bahan penyusunan beton. Untuk membuat beton dengan kuat tekan yang tinggi dan memiliki spesifikasi beton tertentu tidak hanya diperoleh hanya dengan mencampurkan semen Portland atau jenis semen lain dengan agregat kasar, agregat halus, dan air. Tetapi perlu dilakukan juga kontrol kualitas campuran beton. Peningkatan kualitas campuran beton akan meningkatkan kuat tekan yang dihasilkan.Teknologi campuran beton saat ini juga berkembang pesat, banyak teknologi aplikasi bahan tambah lain untuk menghasilkan beton dengan karakteristik yang diinginkan. Salah satu cara untuk meningkatkan kualitas campuran beton adalah dengan menggunakan bahan tambah, baik berupa chemical admixture seperti entraining, water reducing yang berupa sintetis ataupun organic seperti missal bio enzim maupun mineral admixture seperti slag, fly ash, dan silicafume. Penelitan ini dilakukan mempunyai tujuan, yaitu untuk mengetahui kekuatan tekan untuk setiap variasi penambahan bio enzim terhadap berat semen. Serta untuk mengetahui prosentase bio enzim yang optimum sehingga menghasilkan kuat tekan yang maksimal. METODE PENELITIAN Menurut referensi [4] Beton adalah salah satu bahan yang sering digunakan dalam struktur yang bahan utamanya adalah semen, air, agregat halus, agregat kasar dengan perbandingan tertentu. Dan terkadang menggunakan bahan campuran lain (admixture atau additive). Bahan atau material beton yang digunakan diantaranya: 1. Semen Menurut referensi [3] Semen juga merupakan bahan campuran yang secara aktif setelah berhubungan dengan air. Definisi semen portland adalah semen hidraulis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidraulis bersama bahan-bahan yang biasa digunakan, yaitu gypsum. 2. Agregat Agregat adalah material granular (suatu bahan keras/kaku) yang dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk membentuk suatu beton semen hidraulik atau mortar. Agregat dapat berasal dari bahan organik dan an-organik. Volume agregat dalam beton
NAROTAMA JURNAL TEKNIK SIPIL e-ISSN: 2460-3430 VOLUME 1 NOMOR 2 NOVEMBER 2015
menempati sekitar 70-75%, sehingga kualitas agregat akan sangat berpengaruh terhadap kualitas beton. Untuk agregat halus adalah agregat yang butirannya menembus ayakan dengan lubang 4.75 mm. Menurut referensi [2] yang juga dipakai Indonesia saat ini. Kekasaran pasir dapat dibagai menjadi 4 (empat) kelompok zone, zona 1, zona 2, zona 3, dan zona 4. Sedangkan agregat kasar yaitu agregat dengan butiran-butiran tertinggal di atas ayakan dengan lubang 4,8mm, tetapi lolos ayakan 40mm. 3. Air Air diperlukan dalam pembuatan beton agar terjadi reaksi kimiawi dengan semen untuk membasahi agregat dan untuk melumas campuran agar mudah pelaksanaanya (workability). Pada umunya air minum dapat dipakai untuk campuran beton. Karena pasta semen merupakan hasil reaksi kimiawi antar semen dengan air, maka yang menentukan adalah perbandingan antara air dengan semen. 4. Bahan Tambah Bio Enzim Salah satu produk bio teknologi atau bio enzim yang dapat diaplikasikan pada beton adalah Bioconc yang diproduksi oleh PT. Bangun Mukti Abadi. Bioconc merupakan suatu produk bio teknologi yang berbentuk cairan yang dibuat dari material organic denaturasi protein biopolymer surfactant dan organomineral yang telah difermentasikan oleh mikroba yang menguntungkan. Bioconc dapat meningkatkan sifat mekanis beton dengan meningkatnya kekuatan kompressif beton dengan mereduksi kadar semen hingga 20%-30%. Dan fungsi lain untuk menahan retak susut beton. Perencanaan Campuran beton (mix design) menggunakan pedoman DOE (Department of Environment). berasal dari Inggris (The British Mix Design Methode). Di Indonesia cara ini dikenal dengan DOE. Perencanaan dengan cara DOE dipakai sebagai standar perencanaan oleh Departemen Pekerjaan Umum di Indonesia dan dimuat dalam buku standar SK SNI T – 15– 1990-03 (Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal) dengan edisi terbaru tertuang di SNI 03-2834-2000 berdasarkan referensi [1]. Adapun langkah-langkahnya pada gambar 1 adalah sebagai berikut: HASIL PENELITIAN Setelah dilakukan uji fisik terhadap material yang digunakan, dibuat perencanaan adukan beton dengan metode Department of Environment (DoE) British Standard 8110 yang ditunjukan pada table 1 di bawah ini: Tabel 1: Formulir Perencanaa Adukan Beton Normal (DoE) No. Uraian Nilai 1 Kuat tekan yang di syaratkan 25 Mpa pada 28 hari (silinder) 2 Deviasi Standart 6 Mpa 3 Nilai tambah (margin) 1,64 x SD =9.84 Mpa 4 Target Kuat tekan rata-rata 35 Mpa 5 Jenis semen portland Gresik OPC Jenis Agregat kasar Batu Pecah, Mojosari, Mojokerto 6 Jenis Agregat halus Alami, Lumajang 7 Faktor Air Semen (FAS) bebas 0.55 8 Faktor Air Semen Maksimum 0.60 9 Slump 150+/-2, (60-180) mm 10 Ukuran Agregat Maksimum 20 mm 11 Kadar Air Bebas 225 Ltr 12 Kadar Semen 409 Kg
HALAMAN 43
NAROTAMA JURNAL TEKNIK SIPIL e-ISSN: 2460-3430 VOLUME 1 NOMOR 2 NOVEMBER 2015
No. 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Uraian Kadar Semen Minimum Fas yang di sesuaikan Susunan butir Agregat Perbandingan agregat halus dan kasar Berat Jenis Agregat Campuran Berat Beton Segar Kadar Agregat Gabungan Kadar Agregat Halus Kadar Agregat Kasar
275 225
Nilai Kg Ltr
Zona II 43 2.67 2380 1746 733 1013
% Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3
Sumber: Hasil Perhitungan
Proporsi campuran adukan beton normal di atas juga di gunakan untuk membuat dengan menggunakan bio enzim. Bio Enzim yang digunakan adalah merk Bioconc dari PT. Bangun Mukti Abadi. Berikut ini komposisi rencana per m3 material penyusun beton yang digunakan: Semen : 409 Kg/m3 Air : 225 Kg/m3 Agg. Halus : 733 Kg/m3 Agg. Kasar : 1013 Kg/m3 Bio Enzim : Beton A : 0 ml/m3 Beton B : 200 ml/m3 Beton C : 400 ml/m3 Beton D : 600 ml/m3 Beton E : 800 ml/m3 Beton F : 1000 ml/m3 Setelah dilakukan pengujian dan evaluasi rata-rata kuat tekan beton masing-masing jenis beton, berikut ini rekapitulasi hasil kuat tekan beton, pada table 2: Tabel 2: Rekapitulasi Hasil Kuat Tekan Beton Type Benda Hasil Hasil Rerata 3(tiga) Berat Beton Uji (kN) (Mpa) Benda Uji Beton A sample 1 12.82 516.70 29.25 28.58 Normal sample 2 12.94 501.70 28.40 sample 3 12.91 496.00 28.08 Beton B sample 1 12.65 500.80 28.35 29.47 Bio Enzim sample 2 12.72 523.30 29.63 200 ml sample 3 12.67 537.40 30.43 Beton C sample 1 12.93 590.10 33.41 33.58 Bio Enzim sample 2 12.91 597.70 33.84 400 ml sample 3 12.91 591.60 33.49 Beton D sample 1 12.87 614.40 34.79 33.79 Bio Enzim sample 2 12.91 594.50 33.66 600 ml sample 3 12.95 581.60 32.93 Beton E sample 1 12.97 577.60 32.70 32.99 Bio Enzim sample 2 13.00 568.10 32.16 800 ml sample 3 12.96 602.60 34.12 Beton F sample 1 12.95 582.90 33.00 33.32 Bio Enzim sample 2 13.03 574.00 32.50 1000 ml sample 3 12.98 608.40 34.45
HALAMAN 44
NAROTAMA JURNAL TEKNIK SIPIL e-ISSN: 2460-3430 VOLUME 1 NOMOR 2 NOVEMBER 2015
34.00
33.79
Kuat Tekan Beton (Mpa)
33.58 33.00
33.32
32.99
32.00 31.00 30.00
29.47 29.00
28.58 28.00 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Kadar Bio Enzim (Liter)
Gambar 2 Pola Perbandingan Kekuatan Beton Sumber:Hasil Perhitungan
Analisa statistik yang digunakan mencari kadar optimum campuran bio enzim untuk kuat tekan beton adalah analisis regresi polynomial pangkat empat, atau analisis leastquartic. Dalam penelitian ini yang menjadi variabel (x) bebas adalah variasi kadar campuran bio enzim dan yang menjadi variabel terikat (y) adalah kuat tekan beton. Hasil analisis regresi pangkat empat disajikan pada gambar berikut:
Kuat Tekan Beton (Mpa)
Analisa Regresi Polynomial Pangkat Empat 34.5 34 33.5 33 32.5 32 31.5 31 30.5 30 29.5 29
Regresi Kuat Tekan
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Kadar Bio Enzim (Liter)
Gambar 3: Analisa Regresi Pangkat Empat Sumber:Hasil Perhitungan
Dari gambar grafik di atas diketahui persamaan regresi pangkat empat sebagai berikut: ( ) Mencari Xmax: ( ) Untuk max: ( ) Didapat: X1= 0,509; X2=0,872; dan X3=2,613
HALAMAN 45
NAROTAMA JURNAL TEKNIK SIPIL e-ISSN: 2460-3430 VOLUME 1 NOMOR 2 NOVEMBER 2015
Digunakan X1= 0,509 dan disubtitusikan pada rumus ( ) sebagai berikut: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( )
)
Berdasarkan gambar 3 dan perhitungan persamaan di atas (Xmax) adalah sebesar 0.509 (Liter) atau 509 ml, dengan kuat tekan maksimum 33,98 Mpa. Maka dapat disimpulkan kadar pemakaian campuran bio enzim yang optimum untuk menambah mutu kekuatan tekan beton adalah sebesar 509 ml/m3. KESIMPULAN 1. Beton B dengan penambahan bio enzim 200 ml/m3 terdapat kenaikan 3.1% terhadap beton normal (beton A), beton C penambahan bio enzim 400 ml/m3 naik 17.5% terhadap beton normal, beton D penambahan bio enzim 600 ml/m3 naik 18.2% terhadap beton normal, beton E penambahan bio enzim 800 ml/m3 naik 15.4% dari beton normal dan mengalami penurunan mutu dari beton D sebanyak 2.4%, dan beton F penambahan bio enzim 1000 ml/m3 naik 16.6% dari beton normal. Dapat diketahui bahwa beton D dengan penambahan bio enzim 600 ml/m3 adalah kadar campuran bio enzim yang tepat untuk menghasilkan kuat tekan beton diantara variasi-variasi beton lainnya. 2. X maksimum beradasarkan analisa regresi adalah sebesar 0.509 (Liter) atau 509 ml, dengan kuat tekan maksimum 33,98 Mpa. Maka dapat disimpulkan kadar pemakaian campuran bio enzim yang optimum untuk menambah mutu kekuatan tekan beton adalah sebesar 509 ml/m3. DAFTAR PUSTAKA Badan Standarisasi Nasional, 2000, Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal, SNI 03-2834-2000, adobsi SK-SNI T-15 1990-03. Kong FK. and Evans RH., 1994, Reinforced and Prestressed Concrete, 3rd Edition, Chapman and Hall, London, UK Mulyono, T., 2004, Teknologi Beton, Andi, Yogyakarta Nawy, Edward G., 1998, Beton Bertulang: Suatu Pendekatan Dasar, Refika Aditama
HALAMAN 46
