LAPORAN PENELITIAN (Intern Biasa) 1. a. Judul Penelitian b. Bidang Ilmu c. Kategori
2.
Peneliti
: "Kinerja Campuran Beton Dengan Filler Sika Fume@ Ditinjau Dari Faktor Lama Perendaman" : Teknik Sipil : Penelitian untuk mengembangkan fungsi Kelembagaan Perguruan TingSl
I
a. Nama Lengkap
Yetty Riris Rotua Saragi, ST, MT
b. Jenis Kelamin c. Golongan/Pangkat d. Jabatan Fungsional
Perempuan
IIIb Asisten Ahli
e. Jabatan Struktural
Teknik/Sipil Teknologi Terapan
f. Fakultas/Jurusan g. Pusat Penelitian Peneliti
il
k.
Partahi H. Lumbangaol, MEngSc Laki laki IIIa Asisten Ahli
a. Nama Lengkap b. Jenis Kelamin
c. Golongan/Pangkat d. Jabatan Fungsional e. Jabatan Struktural
TekniVSipil
f. Fakultas/Jurusan g. Pusat
3.
4.
Penelitian
Susunan Tim Peneliti a. Ketua
: Teknologi Terapan
b. Anggota
Yetty Rjris Rotua Saragi, ST, MT : Ir. Partahi H. Lumbangaol. MEngSc
Lokasi Penelitian
: Laboratorium Jalan Raya dan Beton
:
{JHN
AMP PT Adhi Karya
5.
Biaya Penelitian Merupakan Kerjasarna dengan Institusi Lain a. Nama Institusi b. Alamat
6. 7.
Lama Penelitian Biaya Penelitian
: 4 (empat) bulan : Rp.5.000.000,-
(limajuta rupiah) Medan, l0Agustus 2015
Menyetujui
,( J,
,:,
Peneliti
I
,
li-\l
ii?l [,-r
n4^lft
\ii, !..1 Dr. RichardNapitupulu, ST, MT
Yetfi Saragi,ST,MT
KATA PENGANTAR Pertama sekali dipanjatan puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala kasih dan anugerahNya sehingga dapat menyelesaikan penelitian ini. Penelitian ini dibuat untuk memenuhi salah satu Tri Dharma Perguruan Tinggi. Peneliti menyadari bahwa dengan segala keterbatasannya laporan penelitian ini masih kurang dari sempurna. Dengan segala kerendahan hati penulis menerima kritik dan saran untuk menyempurnakan laporan penelitian ini. Penulis juga menyadari bahwa penelitian ini tanpa bantuan dari berbagai pihak, penelitian dan laporan penelitian ini tidak akan selesai sesuai dengan batas waktu yang telah ditentukan. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Bapak Prof.Dr.Monang Sitorus sebagai Ketua Lembaga Penelitian UHN. 2. Bapak Ir. Humisar Sibarani, MS.Met sebagai Dekan FT UHN. 3. Bapak Marshal Napitupulu, ST dari PT Sika Indonesia atas bantuan Sika Fume® 4. PT Adhi Karya atas bantuan material agregat campuran beton Akhir kata penulis mengharapkan semoga laporan penelitian ini bermanfaat bagi yang membacanya.
Medan, Agustus 2015
Peneliti
i
ABSTRAK
Perkembangan teknologi beton sekarang ini sangat pesat. Berbagai penelitian dan percobaan dibidang beton dilakukan sebagai upaya untuk meningkatkan kualitas beton, teknologi bahan dan teknik-teknik pelaksanaan. Hal ini dimaksudkan untuk menjawab tuntutan dan tantangan yang semakin tinggi terhadap pemakaian beton itu sendiri, khususnya pemakain beton pada Base Course (BC). Sifat beton sendiri akan mengalami penurunan kekuatan akibat adanya bahan tambah semen, agregat, dan adanya pori-pori. Penggunaan filler seperti Sika Fume® sering digunakan untuk memodifikasi komposisi beton dan mengurangi porositas. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan Sika Fume® terhadap nilai slump dan kuat tekan beton. Kadar Sika Fume® yang digunakan sebanyak 0%, 5%, 5.5%, 6% , 6.5% dan 7% dari berat semen. Nilai slump yang direncanakan adalah 5.0 cm – 7.5 cm, sesuai penggunaan beton pada perkerasan jalan. Mutu beton yang direncanakan f’c 30 MPa dan kuat tekan beton karakteristik (σ’bk) adalah 300 kg/cm2 yang diuji pada umur 3 hari, 7 hari, 9 hari 14 hari, 21 hari dan 28 hari setelah terlebih dahulu dilakukan perendaman. Penelitian ini menggunakan benda uji berbentuk silinder ukuran Ø 15 cm x 30 cm, sebanyak 108 benda uji dimana untuk setiap variasi sebanyak 3 benda uji. Penggunaan Sika Fume® optimum pada penambahan 6.5% - 7.0% sehingga dapat memenuhi spesifikasi nilai slump dan kuat tekan. Semakin besar persentase kadar Sika Fume® yang ditambahkan pada adukan beton maka kelecakan adukan akan berkurang. Hal ini terjadi karena butiran Sika Fume® sangat halus sehingga memerlukan air yang lebih banyak untuk membasahi permukaan butiran silika fume, yang pada akhirnya akanmengurangi kelecakan beton pada kadar silika fume yang lebih tinggi. Penambahan persentase penggunaan Sika Fume® tidak secara langsung menambah kuat tekan beton, tetapi konversi beton 28 hari menunjukkan bahwa waktu pengerasan beton akan semakin cepat seiring bertambahanya kadar Sika Fume® yang digunakan. Penggunaan kadar Sika Fume® yang digunakan sebanyak 0%, 5%, 5.5%, 6% , 6.5% dan 7% dari berat semen juga memenuhi target kuat tekan beton karakteristik (σ’bk) 300 kg/cm2. Kata kunci : base course, slump, kuat tekan, Sika Fume®
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
i
ABSTRAK
ii
DAFTAR ISI
iii
BAB I 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Kontribusi Penelitian Bagan Alir Penelitian
1 1 2 2 2 3
BAB II 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.2.1 2.2.2.2 2.3 2.4 2.5
TINJAUAN PUSTAKA Pendahuluan Bahan Lapisan Pondasi Agregat Bahan Pengisi (Filler) Semen Sika Fume® Nilai Slump Waktu Perawatan Kuat Tekan Beton
4 4 6 6 12 13 13 15 17 18
BAB III 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
METODE PENELITIAN Penyediaan Bahan Material Pengujian Bahan Material Pengujian Nilai Slump Pembuatan Sampel Masa Perawatan Pengujian Sampel
21 21 21 21 22 24 25
BAB IV 4.1 4.2
HASIL DAN ANALISA Hasil Laboratorium Analisa
26 26 29
BAB V 5.1 5.2
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran
33 33 33
DAFTAR PUSTAKA
35
LAMPIRAN
iii
I. PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Perkerasan jalan di Indonesia umumnya mengalami kerusakan sebelum mencapai
umur rencana. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kerusakan jalan lebih awal (kerusakan dini) antara lain akibat pengaruh beban lalu lintas kendaraan yang berlebihan (over loading), temperatur (cuaca), air, dan konstruksi perkerasan yang kurang memenuhi persyaratan teknis. Pada saat musim hujan tiba, tidak sedikit jalan-jalan yang ada di Indonesia terendam oleh air akibat banjir. Hal ini dapat mempengaruhi kinerja perkerasan pada lapisan Base Course (BC) khususnya masalah ketahanan atau keawetan jalan (durability). Indikasi awal yang dapat dijadikan sebagai hipotesis bahwa semakin lama lapisan BC terendam oleh air, maka sifat durabilitas suatu campuran beton tersebut juga akan berkurang sehingga lambat laun perkerasan jalan akan lebih cepat getas (rapuh). Berkaitan sifat durabilitas campuran beton untuk BC, selain pengaruh air, faktor pemadatan juga mempunyai peran yang sangat penting terhadap kinerjalapisan BC. Salah satu parameter kinerja campuran beton adalah ketahanan (durability) campuran akibat pengaruh cuaca dan air. Untuk mendapatkan durabilitas yang baik biasanya dibutuhkan kadar semen yang tinggi. Walaupun dengan menggunakan kadar semen yang tinggi tetapi bila jalan tersebut selalu terendam oleh air maka lambat laun jalan akan cepat mengalami kerusakan (getas) sebelum mencapai batas umur rencana. Letak lapisan pondasi yang langsung di bawah lapis permukaan sehingga menerima tegangan yang besar akibat beban roda kendaraan maka lapis pondasi atas dan lapis pondasi bawah pada perkerasan lentur harus mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap deformasi. Karena posisinya yang terletak di bawah lapis pondasi atas, lapis pondasi bawah dapat mempunyai mutu yang lebih rendah daripada mutu untuk lapis pondasi atas. Untuk memenuhi fungsi di atas, lapis pondasi atas dan lapis pondasi bawah dapat dibuat dari berbagai jenis bahan,tergantung pada ketersediaan bahan,efisiensi pengerjaan serta fungsi lainnya. Agar tahan terhadap deformasi seringkali bahan untuk lapis pondasi distabilisasi dengan bahan lain diantaranya aspal,penggunaan bahan pengisi filler dari abu batu, semen dan penambahan bahan aditive lainnya. Bahan Pengisi (Filler) adalah Bahan atau fraksi dari agregat halus yang lolos saringan no. 200 (2,36 mm) minimum 75 % terhadap berat total agregat., biasanya digunakan abu batu, abu kapur, semen dan bahan lain.
1
Ada kalanya filler ini tidak harus digunakan untuk bahan campuran beton, karena dengan secara umum setiap agregat sudah mengandung filler saat pencampuran. Bila kadar filler yang terkandung di dalam agregat sudah sesuai dengan rencana spesifikasi, maka tidak perlu dilakukan penambahan filler, tetapi bila diinginkan menggunakan filler maka harus memenuhi syarat . Adapun tujuan filler ini adalah untuk mengisi rongga dalam campuran sehingga tidak hanya diisi oleh bitumen tetapi juga material yang lebih halus. Dewasa ini banyak alternatif yang dilakukan berbagai pihak khususnya dalam pembangunan lapisan pondasi dengan menggunakan berbagai material sebagai filler dengan campuran tambahan bahan aditive yang masih memerlukan penelitian lebih lanjut dalam penggunaannya.
1.2
Perumusan Masalah Pada proses pencampuran beton atau bahan yang biasa digunakan sebagai filler
adalah semen. Dalam penelitian ini filler yang digunakan adalah Sika Fume®. Filler Sika Fume® dicampur ke campuran beton dengan kadar yang bervariasi sebagai penambahan semen. Pengaruh penggunaan filler diamati kualitasnya, demikian juga dengan masa perendaman yang bervariasi antara 3,7,9,14,21 dan 28 hari untuk mendapatkan pengaruh Sika Fume® yang berdaya serap air tinggi.
1.3
Tujuan Penelitian Tujuan dari penulisan ini adalah ”dimaksudkan untuk menganalisa kinerja durabilitas
campuran beton dengan filler Sika Fume® dengan variasi lamanya perendaman” Dimana nantinya dari penelitian ini kita akan memperoleh parameter-parameter dalam pembuatan campuran beton lapisan pondasi (base course) yang sesuai dengan syarat yang ditentukan oleh Bina Marga. Adapun parameter tersebut adalah kuat tekan dan nilai slump.
1.4
Kontribusi Penelitian
Hasil penelitian penggunaan filler Sika Fume® akan memberikan kontribusi antara lain : a. desain campuran beton dengan filler Sika Fume® yang memenuhi persyaratan lapisan pondasi . b. kaji ulang penggunaan Sika Fume® sebagai filler c. kinerja campuran beton dengan filler Sika Fume® dari lamanya perendaman. d. memberikan motivasi pada mahasiswa untuk mencoba melakukan penelitian.
2
e. sebagai kewajiban staf pengajar dan Perguruan Tinggi dalam melakukan Tri Darma Perguruan Tinggi. f. sebagai salah satu usaha untuk mendapatkan Jabatan Fungsional. g. sebagai salah satu usaha untuk menaikkan akreditasi Program Studi. 1.5 Bagan Alir Penelitian Mulai
Studi literatur dan referensi
Persiapan alat dan bahan
Alat : molen, cetakan, saringan, timbangan
Bahan (harus memenuhi spesifikasi)
Filler : semen, Sika Fume®
Agregat kasar
Agregat sedang
Agregat kasar
Buat campuran pasta beton normal dan pasta beton dengan filler (5%, 5.5%, 6%,6.5%, 7%)
Campuran sesuai spesifikasi
tidak
ya Uji Slump Test
Cetak benda uji silinder
Perawatan beton umur 3, 7,9, 14, 21, 28 hari
Uji Kuat Tekan
Analisa data
Kesimpulan dan Saran
selesai
3
4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan Konstruksi perkerasan lentur terdiri dari lapisan perkerasan jalan dan lapisan tanah dasar yang telah dipadatkan (sub grade). Lapisan – lapisan tersebut berfungsi untuk menerima beban lalu lintas dan menyebarkannya ke lapisan di bawahnya. Bagian perkerasan jalan (Gambar 2.1) umumnya meliputi : 1. Lapisan Permukaan (Surface Course) 2. Lapisan Pondasi Atas (Base Course) 3. Lapisan Pondasi Bawah (Sub Base Course) 4. Lapisan Tanah Dasar (Subgrade)
Gambar 2.1 Susunan Perkerasan Konstruksi Lentur (Sukirman,S., 1999) 1. Lapisan Permukaan (Surface Course) Lapisan Permukaan yang pada umumnya terletak di bagian paling atas dari lapisan permukaan jalan, dan berfungsi sebagai :
Lapis perkerasan penahan beban roda kenderaan, lapisan yang mempunyai stabilitas tinggi untuk menahan beban roda selama masa pelayanan.
Lapis kedap air, sehingga air hujan yang jatuh di atasnya tidak meresap kelapisan di bawahnya.
Lapis aus (Wearing Course), lapisan yang langsung menerima gesekan akibat rem kenderaan sehingga mudah menjadi aus. 4
Lapis yang menyebarkan beban ke lapisan bawah, sehingga dapat dipikul oleh lapisan lain yang mempunyai daya dukung lebih jelek. Bahan untuk lapisan permukaan umumnya adalah sama dengan bahan untuk lapis
pondasi, dengan persyaratan yang lebih tinggi. Penggunaan bahan aspal sendiri memberikan bantuan tegangan tarik, yang berarti mempertinggi daya dukung lapisan terhadap beban roda lalu lintas. Maka untuk lapisan permukaan digunakan campuran aspal yang dapat berupa Laston, Penetrasi Mac Adam, dan lain – lain. 2. Lapisan Pondasi Atas (Base Course) Lapisan pondasi atas adalah Lapis perkerasan yang terletak di antara lapis pondasi bawah dan lapis permukaan. Fungsi lapisan pondasi atas ini antara lain sebagai :
Bagian perkerasan yang menahan gaya lintang dari beban roda dan menyebarkan beban lapisan di bawahnya.
Lapisan peresapan untuk lapisan pondasi bawah.
Bantalan terhadap lapisan permukaan.
3. Lapisan Pondasi Bawah (Sub Base Course) Lapisan Pondasi Bawah adalah Lapis perkerasan ynag terletak di antara lapis pondasi atas dan tanah dasar. Fungsi lapisan pondasi bawah ini antara lain adalah :
Bagian dari konstruksi perkerasan untuk menyebarkan beban roda ke tanah dasar.
Efisiensi penggunaan bahan material. Bahan material pondasi bawah relative murah dibandingkan dengan lapisan perkerasan di atasnya.
Lapis peresapan, agar air tanah tidak berkumpul di pondasi.
Lapisan untuk mencegah partikel – partikel halus dari tanah dasar naik ke lapis pondasi atas.
Jenis lapisan pondasi bawah yang umum dipergunakan di Indonesia antara lain : 1. Agregat bergradasi baik, dibedakan atas : a. Sirtu / pitrun kelas A b. Sirtu / pitrun kelas B c. Sirtu / pitrun kelas C Sirtu kelas A bergradasi lebih kasar dari Sirtu kelas B, yang masing – masing dapat dilihat pada spesifikasi yang diberikan. 2. Stabilisasi 5
a. Stabilisasi agregat dengan semen (Cement Treated Subbase) b. Stabilisasi agregat dengan kapur (Lime Treated Subbase) c. Stabilisasi tanah dengan semen (Soil Cement Stabilzation) d. Stabilisasi tanah dengan kapur (Soil Lime Stabilization) 4. Lapisan Tanah Dasar (Subgrade) Lapisan Tanah Dasar (Subgrade) dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jika tanah aslinya baik, tanah yang didatangkan dari tepat lain dan dipadatkan atau tanah yang distabilisasi dengan kapur atau bahan lainnya. Pemadatan yang baik diperoleh jika dilakukan pada kadar air optimum dan diusahakan kadar air tersebut konstan selama umur rencana.
2.2 Bahan Lapisan Pondasi Bahan utama yang dipergunakan untuk membuat lapisan pondasi atas (BC) adalah pasir, kerikil, batu pecah, dan filler sebagai pengisi.
2.2.1 Agregat Agregat atau batu atau granular material adalah material berbutir yang keras dan kompak dan juga dapat diartikan sebagai suatu bahan yang terdiri dari mineral padat. Istilah agregat mencakup antara lain batu bulat, batu pecah, abu batu dan pasir.Agregat mempunyai peranan yang sangat penting dan merupakan komponen utama dari lapisan perkerasan jalan yaitu mengandung 90 – 95 % agregat berdasarkan persentase berat atau 75 – 85 % agregat berdasarkan persentase volume. Batuan atau agregat untuk campuran beraspal umumnya diklasifikasikan berdasarkan sumbernya, seperti contoh agregat alam dan agregat hasil pemprosesan. a) Agregat Alam Agregat alam adalah agregat yang digunakan dalam bentuk alamiah dengan sedikit atau tanpa pemrosesan sama sekali. Agregat ini terbentuk dari proses erosi alamiah atau proses pemisahan akibat angin, air dan reaksi kimia. Aliran Gletser dapat menghasilkan agregat dalam bentuk bongkahan bulat atau batu kerikil, sedangkan aliran air akan menghasilkan batuan yang bulat atau licin. Dua jenis utama dari agregat alam yang digunakan untuk konstruksi jalan adalah pasir dan kerikil. Kerikil biasanya didefenisikan sebagai agregat yang berukuran lebih besar 6,35 mm sedangkan pasir didefenisikan sebagai partikel yang lebih kecil dari 6,35 mm tetapi lebih besar dari 0,075 mm. 6
b) Agregat Yang diproses Agregat yang diproses adalah batuan yang telah dipecah dan disaring sebelum digunakan, atau dengan kata lain dapat juga diproses secara mekanis yaitu pengolahan agregat atau batuan dengan menggunakan alat Stone Crusher. Pemecahan agregat dilakukan dengan tiga (3) alasan, yaitu : - Untuk merubah tekstur permukaan partikel dari licin ke yang kasar. - Untuk merubah bentuk partikel dari bentuk bulat ke bentuk angular. - dan Untuk mengurangi serta meningkatkan distribusi dan rentang ukuran partikel. Pada campuran beraspal, agregat memberikan kontribusi sampai 90-95 % terhadap berat campuran, sehingga sifat-sifat agregat merupakan salah satu faktor penentu dari kinerja campuran tersebut. Untuk tujuan ini, sifat agregat yang harus diperiksa antara lain : A. UKURAN BUTIR Ukuran agregat dalam suatu campuran beraspal terdistribusi dari yang berukuran besar sampai ke yang kecil. Semakin besar ukuran maksimum agregat yang dipakai semakin banyak variasi ukurannya dalam campuran tersebut. Istilah lain yang biasa digunakan sehubungan dengan ukuran agregat yaitu :
Agregat kasar : Agregat yang tertahan saringan no. 8 (2,36 mm).
Agregat halus : Agregat yang lolos saringan no. 8 (2,36 mm).
Mineral abu
: Fraksi dari agregat halus yang 100% lolos saringan no. 200 (0,075 mm).
B. GRADASI Salah satu faktor yang dapat menentukan pada suatu campuran aspal panas perkerasan jalan adalah gradasi, karena dapat mempengaruhi besarnya rongga dalam campuran dan menentukan workabilitas (sifat mudah dikerjakan) dan juga stabilitas dari campuran tersebut. Gradasi agregat ditentukan oleh analisa saringan, dimana contoh agregat harus melalui satu set saringan. Ukuran saringan menyatakan ukuran bukaan jaringan kawatnya dan nomor saringan menyatakan banyaknya bukaan jaringan kawat per inchi persegi dari saringan tersebut. Gradasi atau distribusi partikel-partikel berdasarkan ukuran agregat merupakan hal yang penting dalam menentukan stabilitas perkerasan. Gradasi agregat mempengaruhi besarnya rongga antar butir yang akan menentukan stabilitas dan kemudahan dalam proses pelaksanaan. 7
Gradasi agregat harus memenuhi ketentuan sebagaimana tertera pada tabel 2.1 menurut Petunjuk Pelaksanaan Lapisan Aspal Beton (LASTON) Bina Marga. Dalam tabel tersebut dijelaskan bahwa nomor campuran I, III, IV, VII, VIII, IX, X dan Xl digunakan untuk lapis permukaan, nomor campuran II digunakan untuk lapis permukaan, leveling dan lapis antara, sedangkan campuran IV digunakan untuk lapis permukaan dan lapis antara. Kadar aspal normal berkisar antara 4% -7% terhadap 100 % agregat kering. Dalam penelitian ini penulis menggunakan spec limit (gradasi) no II dan gradasi IV. Spesifikasi gradasi agregat dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini. Ada tiga (3) macam tipe gradasi agregat yaitu : 1. Gradasi seragam (uniform graded) / gradasi terbuka (open graded). 2. Gradasi rapat (dense graded). 3. Gradasi senjang (gap graded) Gradasi seragam (uniform graded) / gradasi terbuka (open graded). Adalah gradasi agregat dengan ukuran yang hampir sama. Gradasi seragam disebut juga gradasi terbuka (open graded) karena hanya mengandung sedikit agregat halus sehingga terdapat banyak rongga atau ruang kosong antar agregat. Campuran beraspal yang dibuat dengan gradasi ini bersifat porus atau memiliki permeabilitas yang tinggi, stabilitas rendah dan memiliki berat isi yang kecil. Gradasi rapat (well graded). Adalah gradasi agregat dimana terdapat butiran dari agregat kasar sampai agregat halus, sehingga sering juga disebut gradasi menerus atau gradasi baik (well graded). Gradasi ini umumnya digunakan untuk campuran-campuran aspal AC dan ATB. Gradasi agregat yang rapat dapat meningkatkan stabilitas konstruksi jalan dengan memperkecil rongga udara. Tetapi dengan semakin kecilnya rongga udara, maka rongga tersebut semakin tidak mampu menampung aspal sebagai akibat dari pembebanan lalu lintas. Suatu campuran dikatakan bergradasi sangat rapat bila persentase lolos dari masing-masing saringan memenuhi persamaan berikut
d P = 100 D
n
(2.1)
Dengan pengertian : d = Ukuran saringan yang ditinjau 8
D = Ukuran agregat maksimum dari gradasi tersebut n = 0,35 – 0,45 Campuran dengan gradasi ini memiliki stabilitas yang tinggi, agak kedap terhadap air dan memiliki berat isi yang besar. Tabel 2.1. Batas-batas Gradasi Agregat Campuran No Campuran Gradasi
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
Kasar
kasar
Rapat
Rapat
Rapat
Rapat
Rapat
Rapat
Rapat
Rapat
Rapat
20-40
25-50
20-40
25-50
40-65
50-75
20-50
20-40
40-65
40-65
40-50
Tebal padat (mm) No
Ukuran
sarin
saringan
gan
(mm)
1½”
38,1 mm
-
-
-
-
-
100
-
-
-
-
-
1”
25,4 mm
-
-
-
-
100
90-100
-
-
100
100
-
3/4”
19,1 mm
-
100
-
100
80-100
82-100
100
-
85-100
85-100
100
12,7 mm
100
75-100
100
-
72-90
80-100
100
-
-
-
3/8”
9,52 mm
75-100
60-85
80-100
70-90
60-80
-
-
-
65-85
56-85
74-92
4
4,75 mm
35-55
35-55
55-75
50-70
48-65
52-70
54-72
62-80
45-65
38-60
48-70
8
2,38 mm
20-35
20-35
35-50
35-50
35-50
40-56
42-58
44-60
34-56
27-47
33-53
30
0,59 mm
10-22
10-22
18-29
18-29
19-30
24-35
26-38
28-40
20-35
13-28
15-30
6-16
6-16
13-23
13-23
13-23
16-26
18-28
20-30
16-26
9-20
10-20
4-12
4-12
8-16
8-16
7-15
10-18
12-20
12-20
10-18
-
-
2-8
2-8
4-10
4-10
1-8
6-12
6-12
6-12
5-10
4-8
4-9
% BERAT YANG LEWAT SARINGAN
1/2”
50
100
200
80100
0,279 mm 0,149 mm 0,074 mm
Sumber : PU Dirjen Bina Marga “Petunjuk Pelaksanaan Lapisan Aspal Beton (LASTON) untuk Jalan Raya”, SKBI-2.4.26.1987.
9
Gradasi senjang (gap graded) Adalah gradasi agregat dimana ukuran agregat yang ada tidak lengkap atau tidak ada fraksi agregat yang tidak ada atau jumlahnya sedikit sekali, oleh sebab itu gradasi ini disebut juga sebagai gradasi senjang (gap graded). Campuran agregat dengan gradasi ini memiliki kualitas peralihan dari kedua gradasi yang disebutkan di atas (gradasi seragam dan gradasi rapat). Pengaruh gradasi terhadap konstruksi perkerasan adalah terhadap kepadatannya. Agregat yang bergradasi rapat (well graded) akan lebih mudah dipadatkan jika dibandingkan dengan agregat yang bergradasi seragam (uniform graded), disamping mempunyai nilai stabilitas yang tinggi dibandingkan dengan gardasi lainnya.
Gambar 2.2 Jenis Gradasi Agregat (Sukirman,S.,1999) C. KEBERSIHAN AGREGAT Agregat yang digunakan kadang-kadang mengandung zat asing yang dapat menurunkan mutu perkerasan jalan. Jenis agregat ini tidak di ijinkan kecuali zat-zat tersebut dapat dikurangi ataupun di hilangkan. Zat-zat tersebut dapat berupa lempung dan sebagainya. Kebersihan agregat sering ditentukan dengan pemeriksaan visual, tetapi dengan test laboratorium akan memberikan hasil yang lebih baik. California Division of Highway mengembangkan suatu cara untuk menentukan perbandingan relatif dari kerbersihan agregat tersebut. Percobaan ini dikenal dengan Sand Equvalent Test (SE). Semakin kecil nilai SE suatu agregat maka semakin kotor agregat tersebut begitu juga sebaliknya. 10
D. KEKERASAN (Toughness) Semua agregat yang digunakan harus kuat, mampu menahan abrasi dan degradasi selama proses produksi dan operasionalnya dilapangan. Agregat yang digunakan sebagai lapis permukaan perkerasan harus lebih keras (lebih tahan) daripada agregat yang digunakan untuk lapis bawahnya. Hal ini disebabkan karena lapisan permukaan perkerasan akan menerima dan menahan tekanan dan benturan akibat beban lalu lintas paling besar. Uji kekuatan agregat di laboratorium biasanya dilakukan dengan uji abrasi dengan mesin Los Angeles Test (Los Angeles Abration Test), uji beban kejut (Impact Test) dan uji ketahanan terhadap pecah (Crushing Test). E. BENTUK BUTIR AGREGAT Agregat memiliki bentuk butir dari bentuk bulat (rounded) sampai bentuk bersudut (angular). Bentuk butir agregat ini dapat mempengaruhi workabilitas campuran perkerasan selama penghamparan, yaitu dalam hal energi pemadatan yang dibutuhkan untuk memadatkan campuran dan kekuatan struktur perkerasan selama umur pelayanannya. Bentuk partikel agregat yang bersudut memberikan ikatan antara agregat yang baik yang dapat menahan perpindahan agregat yang mungkin terjadi. Agregat yang bersudut tajam, berbentuk kubikal dan agregat yang memiliki lebih dari satu bidang pecah akan menghasilkan ikatan antar agregat yang paling baik. F. TEKSTUR PERMUKAAN AGREGAT Selain memberikan sifat ketahanan terhadap gelincir (skid resistance) pada permukaan perkerasan, tekstur permukaan agregat juga merupakan factor yang menentukan kekuatan, work abilitas dan durabilitas capuran beraspal. Permukaan agregat yang kasar akan memberikan kekuatan pada campuran beraspal karena kekasaran permukaan agregat dapat menahan agregat tersebut dari pergeseran atau perpindahan. Kekasaran permukaan agregat juga akan memberikan tahanan gesek yang kuat pada roda kenderaan sehingga akan meningkatkan keamanan terhadap slip. G. DAYA SERAP AGREGAT Keporusan agregat menentukan banyaknya zat cair yang dapat diserap agregat. Kemampuan agregat untuk dapat menyerap air dan aspal adalah suatu informasi yang penting yang harus diketahui dalam pembuatan campuran beraspal. Jika daya serap agregat sangat
11
tinggi, agregat ini akan terus menyerap aspal baik pada saat maupun setelah proses pencampuran agregat dengan aspal di unit pencampur aspal (AMP). Agregat dengan keporusan atau daya serap yang tinggi biasanya tidak digunakan, tetapi untuk tujuan tertentu pemakaian agregat ini masih dapat dibenarkan asalkan sifat lainnya dapat terpenuhi. Contoh material seperti batu apung yang memiliki keporusan tinggi digunakan karena ringan dan tahan terhadap abrasi. Meskipun demikian perbedaan berat jenis harus dikoreksi mengingat semua perhitungan didasarkan pada persentase bukan terhadap berat volume.
2.2.2 Bahan Pengisi/ Filler Bahan Pengisi (Filler) adalah Bahan atau fraksi dari agregat halus yang lolos saringan no. 200 (2,36 mm) minimum 75 % terhadap berat total agregat., biasanya digunakan abu batu, abu kapur, semen dan bahan lain. Ada kalanya filler ini tidak harus digunakan untuk bahan campuran beton, karena dengan secara umum setiap agregat sudah mengandung filler saat pencampuran. Bila kadar filler yang terkandung di dalam agregat sudah sesuai dengan rencana spesifikasi, maka tidak perlu dilakukan penambahan filler, tetapi bila diinginkan menggunakan filler maka harus memenuhi syarat . Adapun tujuan filler ini adalah untuk mengisi rongga dalam campuran sehingga tidak hanya diisi oleh bitumen tetapi juga material yang lebih halus. Dewasa ini banyak alternatif yang dilakukan berbagai pihak khususnya dalam pembangunan lapisan pondasi dengan menggunakan berbagai material sebagai filler dengan campuran tambahan bahan aditive yang masih memerlukan penelitian lebih lanjut dalam penggunaannya. Fungsi Filler dalam campuran beton antara lain : a. Memodifikasi gradasi agregat halus, sehingga campuran menjadi lebih rapat gradasinya. b. Bersama-sama dengan semen membentuk bahan pengikat. c.
Penambahan kadar filler pada campuran beton, filler akan menurunkan angka penetrasi
d. Penambahan kadar filler akan memperbaiki ketahanan campuran beton terhadap temperatur tinggi. e. Filler meningkatkan ketahanan campuran beton terhadap cuaca. Penguatan oleh filler berarti dapat menambah ketahanan terhadap retak. Ketahanan terhadap retak akan mencegah kerusakan yang disebabkan oleh pemuaian dan kontraksi akibat panas dan penyusutan beton akibat adanya perubahan reaksi kimia-fisika selama berada dalam pengaruh cuaca. 12
2.2.2.1 Semen Semen adalah bahan yang mempunyai sifat adesif dan kohesif, yaitu sebagai bahan pengikat. Semen portland adalah semen hidraulis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama tersiri dari silikat kalsium yang bersifat hidraulis bersama bahan-bahan yang digunakan yaitu gypsum (SNI 15-2049-2004). Semen dapat dibedakan atas semen hidraulis dan non hidraulis. Semen hidraulis adalah semen yang akan mengeras bila bereaksi dengan air, tahan terhadap air (water resistance) dan stabil di dalam air setelah mengeras. Semen non hidraulis adalah semen yang dapat mengeras tetapi tidak stabil di dalam air. Semen portland terdiri dari empat bahan dasar, yaitu : - Kelompok Calcareour : oksida kapur - Kelompok Siliceous : oksida silika - Kelompok Arfillacous : oksida alumina - Kelompok Ferriferous : oksida besi Mengubah kehalusan (fineness) semen maka kecepatan hidrasi semen dapat diubah. Dengan butiran partikel yang semakin halus maka reaksi hidrasi akan semakin cepat karena hidrasi dimulai dari permukaan. Pada umumnya butir semen portland berukuran < 45 mikron (325 mesh). Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen portland dengan merk Semen Padang Tipe I yang sudah memenuhi spesifikasi dan layak digunakan. 2.2.2.2 Sika Fume® Silica fume merupakan hasil produk sampingan dari reduksi quarsa murni (SiO2) dengan batu bara di tanur listrik dalam pembuatan campuran silikon dan ferrosilikon. Silica fume mengandung kadar SiO2 yang tinggi, dan mempunyai permukaan yang sangat halus, berbentuk bulat dengan diameter 1/100 dari diameter semen, sehingga mampu bergerak dan mengisi rongga pori dalam struktur beton (Subakti, 1995). Silica fume mempunyai peranan penting terhadap pengaruh sifat kimia dan sifat mekanis beton. Ditinjau dari sifat mekanis, secara geometrikal silica fume mengisi ronggarongga butiran semen (grain of cement), dan mengakibatkan diameter pori mengecil serta total volume pori juga berkurang. Ditinjau dari sifat kimia, reaksinya bersifat pozolan di mana silica fume dapat bereaksi dangan kapur (lime) yang lepas langsung dari semen (Subakti, 1995).
13
Pada pembuatan beton mutu tinggi, penggunaan silica fume dapat meningkatkan kekuatan beton. Hal ini disebabkan karena partikel silica fume dapat mengisi struktur pori pasta semen serta mampu bereaksi dengan Ca(OH)2 yang dihasilkan dari proses hidrasi air dan semen. Reaksi sekunder yang terjadi antara Ca(OH)2 dengan SiO2 dapat membentuk calcium silicate hidrat (CSH) yang mampu meningkatkan kekuatan beton menjadi lebih tinggi. Proses hidrasi pada beton mutu tinggi adalah : Reaksi Hidrasi : Semen + Air
→
CSH + Ca(OH)2
Reaksi Sekunder : Ca(OH)2 + SiO2
→
CSH meningkatkan kekuatan beton
Menurut Aulia (2005: 60), pengaruh penggunaan silica fume dalam meningkatkan kinerja beton adalah sebagai : Packing Effect : Partikel silica fume (<0,1 um; dimana 100 kali lebih kecil dari partikel semen) akan mengisi struktur pori pasta semen sehingga memperkecil diameter pori kapiler. Reaksi Pozzolanis mengurangi CH-Phase dan membentuk C-S-H Phase ekstra (hidrasi sekunder). Silica fume yang diperdagangkan secara umum oleh PT. Sika Indonesia adalah SikaFume. Data teknis SikaFume ini dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut.
Tabel 2.2 Data Teknis SikaFume®
Sumber : Anonim (2011)
Sika Fume® merupakan generasi terbaru dari additive beton dalam bentuk bubuk halus yang didasarkan pada teknologi Silica Fume. Sika Fume® digunakan sebagai additive yang sangat efektif untuk menghasilkan beton dengan kualitas tinggi sesuai standar ASTM C 14
1240-00. Sika Fume® digunakan untuk meningkatkan kepadatan, daya tahan dan kuat tekan beton. Dalam campuran beton, partikel halus Sika Fume® yang lebih halus 0.1 mili mikron dari butiran semen akan mengisi celah pada campuran sehingga rongga udara berkurang dan campuran lebih padat (Data Teknis PT Sika Nusa Indonesia, 2011). Penggunaan Sika Fume® akan meningkatkan kemampuan beton dengan cara : - Memperkecil permeability sehingga kemampuan durabilitas beton bertambah baik - Memperbaiki daya ikat dan stabilitas beton segar - Meningkatkan ketahanan terhadap karbonasi - Mempertinggi kekuatan stabilitas beton - Penyusupan klorin menurun tajam - Resapan terhadap gas menurun tajam - Memperkecil terjadinya shrinkage - Kuat tekan awal dan akhir tinggi Melihat dari faktor keuntungan yang diberikan bila menggunakan Sika Fume® maka Sika Fume® dapat digunakan pada konstruksi irigasi, PLTA, jembatan, terowongan, dermaga dimana proses hidrasi rendah. Sika Fume® tidak mengandung klorin dan bahan lain yang bersifat korosif. Sika Fume® sepenuhnya digunakan untuk beton bertulang maupun beton pratekan. Dosis penggunaan Sika Fume® adalah 3% - 10% dari berat semen. 2.3 Nilai Slump Workabilitas merupakan tingkat kemudahan pengerjaan beton dalam pencampuran, pengangkutan, penuangan, dan pemadatannya. Suatu adukan dapat dikatakan cukup workable jika memenuhi kriteria sebagai berikut : a. Plasticity, artinya adukan beton harus cukup plastis (kondisi antara cair dan padat), sehingga dapat dikerjakan dengan mudah tanpa perlu usaha tambahan ataupun terjadi perubahan bentuk pada adukan. b. Cohesiveness, artinya adukan beton harus mempunyai gaya-gaya kohesi yang cukup sehingga adukan masih saling melekat selama proses pengerjaan beton. c. Fluidity, artinya adukan harus mempunyai kemampuan untuk mengalir selama proses penuangan. d. Mobility, artinya adukan harus mempunyai kemampuan untuk bergerak / berpindah tempat tanpa terjadi perubahan bentuk.
15
Tingkat kemudahan pengerjaan berkaitan erat dengan tingkat kelecakan atau keenceran adukan beton. Makin cair adukan maka makin mudah cara pengerjaannya. Untuk mengetahui kelecakan suatu adukan beton biasanya dengan dilakukan pengujian slump. Semakin tinggi nilai slump berarti adukan beton makin mudah untuk dikerjakan. Slump adalah suatu percobaan untuk mengukur kelecakan adukan beton. Semakin besar nilai slump maka campuran beton semakin encer. Sesuai SNI 2000 maka nilai slump yang memenuhi tercantum pada Tabel 2.3 Cara mendapatkan nilai slump adalah dengan memasukkan adukan beton ke dalam corong baja berbentuk conus berlubang pada kedua ujungnya, bagian bawah berdiameter 30 cm dan bagian atas 20 cm. Adukan dimasukkan tiga tahap dan dirojok. Kemudian tunggu 60 detik lalu tarik corong lurus ke atas. Ukur penurunan campuran beton segar dari permukaan atas, yang nilainya adalah nilai slump. Dalam praktek, ada tiga macam tipe slump yang terjadi (Gambar 2.3)yaitu : a. Slump sebenarnya, terjadi apabila penurunannya seragam tanpa ada yang runtuh. b. Slump geser, terjadi bila separuh puncaknya bergeser dan tergelincir ke bawah pada bidang miring. SNI 2008 menggolongkan slump geser sebagai keruntuhan yang tidak diijinkan , karena mengindikasikan kurangnya plastisitas beton atau kurangnya adukan pasata semen/mortar untuk mengikat beton c. Slump runtuh, terjadi bila kerucut runtuh semuanya.
Gambar 2.3 Beberapa tipe hasil pengujian slump
Tabel 2.3 Nilai Slump Yang Disyaratkan Untuk Berbagai Konstruksi
16
Sumber : SNI 03-2834-2000
2.4 Waktu Perawatan Perawatan beton/curing adalah suatu usaha untuk mencegah kehilangan air pada beton segar dan membuat kondisi suhu didalam beton berada pada suhu tertentu segera setelah beton dicor sehingga sifat-sifat beton yang diinginkan dapat berkembang dengan baik. Perawatan beton sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat beton keras seperti keawetan, kekuatan, sifat rapat air, ketahanan abrasi, stabilitas volume dan ketahanan terhadap pembekuan. Supaya perawatan berlangsung dengan baik, perlu diperhatikan dua hal berikut:
Mencegah kehilangan kelembaban (air) dalam adukan beton
Memelihara temperatur untuk suatu jangka waktu tertentu
Dengan melaksanakan perawatan beton yang seharusnya, akan didapat beton yang lebih kuat, lebih padat, lebih awet dan lebih tahan abrasi dibandingkan beton yang dibuat dengan tanpa perawatan beton. Waktu yang diperlukan untuk perawatan beton tergantung pada tipe semen, proporsi campuran, teknik perawatan, dan kuat tekan rencana. Untuk beton dilapangan juga tergantung pada cuaca, bentuk dan ukuran elemen beton. Agar kualitas dan biaya yang dikeluarkan ekonomis, perawatan beton normal seperti perawatan dengan peren-daman biasanya minimum 7 hari pada suhu 20 - 30ºC. Waktu ini dapat dikurang sampai 3 hari untuk jenis pemakaian semen yang menghasilkan kuat tekan awal yang tinggi. Waktu curing bisa sampai 3 minggu terutama untuk beton dengan semen yang sedikit yang digunakan pada struktur masif seperti bendungan. Apabila dengan perawatan dengan pemanasan maka dapat 17
dipersingkat sampai 24 jam. Suhu curing yang tinggi pada awal umur beton akan meningkatkan kuat tekan beton. Pada umur 28 hari, peningkatan suhu curing akan menurunkan kuat tekan beton. Temperature maksimum perawatan beton terletak diantara 40-100ºC. Akan tetapi, temperatur optimum terletak diantara 65-80ºC. Temperatur yang membahayakan berada pada jarak antara naiknya kekuatan dan batas kekuatan. Lebih tinggi temperatur yang ada, semakin rendah batas kekuatan. Temperatur optimum tergantung kegunaan dari beton. Penggunaan temperatur yang lebih rendah membutuhkan perawatan yang lebih lama tapi memberikan kekuatan batas yang lebih baik (Mindess & Young, 1981). Kuat tekan beton bertambah sesuai dengan bertambahnya umur beton. Kecepat-an bertambahnya kekuatan beton tersebut sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor, antara lain: faktor air - semen dan suhu perawatan. Semakin tinggi faktor air - semen semakin lambat kenaikan kekuatan beton, semakin tinggi suhu perawatan semakin cepat kenaikan kekuatan beton. Laju kenaikan kuat tekan beton ini mula-mula cepat, akan tetapi semakin lama laju kenaikan itu makin lambat.
2.5 Kuat Tekan Beton Kekuatan tekan merupakan salah satu kinerja utama beton. Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan per satuan luas. Oleh sebab itu, kuat tekan beton mencerminkan kemampuan beton yang dipakai dalam perencanaan struktur. Kuat tekan beton dipengaruhi oleh beberapa faktor penting yaitu : a. metode pencampurannya; b. komposisi dan mutu material yang digunakan; c. perbandingan jumlah air terhadap semen (FAS); d. tingkat kepadatan; e. umur; f. jenis semen; dan g. metode perawatan. Pengujian kuat tekan beton mengacu standar ASTM C 234 dengan menggunakan alat compression testing machine. Kuat tekan beton yang terjadi dinyatakan dalam tegangan desak beton dan dapat dihitung dengan Persamaan (2.2) : f 'c
P A
(2.2) 18
σ = Tegangan beton yang timbul (kg/cm2)
dimana :
P = Besar beban yang bekerja (kg) A = Luas penampang benda uji (cm2) Pada penelitian ini direncanakan beton mutu sedang (30 MPa) yang merupakan beton mutu sedang yang bersifat structural yang digunakan untuk beton bertulang seperti bangunan bawah jembatan, lantai, dan perkerasan beton semen. Dalam kegiatan ini beton mutu sedang diperuntukkan untuk struktur bangunan bawah jembatan (Abutment, Wing Wall dan Petak Injak). Beton akan mengalami pengerasan secara sempurna setelah 28 hari sehingga pada hari-hari sebelumnya akan mempunyai kuat tekan berbeda, dimana untuk mengetahuinya dapat menggunakan rumus tabel konversi beton umur 3, 7, 14, 21 dan 28 hari (Tabel 2.4). Nilai ini biasanya diperlukan ketika hendak menetapkan waktu pembongkaran bekisting sehingga tidak perlu menunggu sampai 28 hari dan bekisting bisa digunakan untuk bagian pekerjaan beton yang lain. Nilai kuat tekan beton sebelum 28 hari juga dibuat oleh kontraktor skala besar untuk keperluan laporan kualitas beton kepada pemilik proyek bahwa beton yang digunakan dilapangan mempunyai kuat tekan minimal sama dengan perencanaan.
Tabel 2.4 Konversi Beton Umur Beton (hari)
Perbandingan Kuat Tekan
3
0.46
7
0.70
14
0.88
21
0.96
28
1.00
Pengujian dapat dilakukan dengan membuat benda uji berbentuk silinder ukuran diameter 15 cm dengan tinggi 30 cm, bisa juga menggunakan benda uji beton berbentuk kubus ukuran 15 cm x 15 cm namun hasil pengujianya harus dikonversikan kedalam bentuk silinder dengan rumus:
f ' c cylinder 0.83 f ' c cube
(2.3)
Dimana f’c-cube = nilai kuat tekan beton ( Mpa ) yang didapat dari hasil pengujian dengan benda uji berbentuk kubus 15 cm x 15 cm). 19
Setelah itu akan ditentukan nilai kekuatan tekan beton karakteristik berdasarkan rumus
' bk ' bm 1,64s Dimana
' bk
= kuat tekan beton karakteristik (MPa)
' bm
= kuat tekan rata-rata (MPa)
s
= standar deviasi
(2.4)
20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan melakukan percobaan di Laboratorium Beton dan Laboratorium Jalan Raya Universitas HKBP Nommensen. Pembuatan sampel diawali dengan penyediaan material dan melakukan pengujian bahan material yang digunakan sesuai SNI.
3.1 Penyediaan Bahan Material Agregat yang digunakan adalah batu kerikil pecah hasil mesin pemecah batu (stone crouser) yang dihasilkan AMP PT Adhi Karya. Agregat yang digunakan adalah agregat kasar (CA), agregat sedang (MA) dan agregat halus (FA). Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah Semen Portland dengan merk Semen Padang Tipe I yang diperoleh dari panglong. Filler yang digunakan dalam penelitian ini adalah Sika Fume®, yaitu generasi terbaru additive beton dalam bentuk bubuk halus yang diperoleh dari PT SIKA Indonesia.
3.2 Pengujian Bahan Material Pengujian yang dilakukan pada material adalah analisa saringan dan penentuan berat jenis agregat. Tujuan analisa saringan adalah untuk mengetahui persentase butiran yang lolos dari saringan dengan susunan ½, 3/8, #4, #8, #30, #50, #100, #200 dan pan. Agregat yang digunakan harus memenuhi batas gradasi II. Penentuan berat jenis agregat juga dilakukan untuk memperoleh nilai berat jenis agregat pada kondisi semu, kering dan SSD (saturated surface dry).
3.3 Pengujian Nilai Slump Pengujian slump dilakukan dengan menggunakan kerucut Abrams, pengujian dilakukan untuk mengetahui tingkat workabilitas (kemudahan dalam pengerjaan) dari campuran beton yang telah dibuat. Pemeriksaan nilai slump dimaksudkan untuk mengetahui konsistensi beton dan sifat workabilitas sesuai dengan syarat-syarat yang telah ditetapkan. Semakin rendah nilai slump menunjukkan bahwa beton tersebut semakin kental dan nilai yang tinggi menunjukkan bahwa beton tersebut encer.
21
Gambar 3.1 Percobaan slump beton 3.4 Pembuatan Sampel Pembuatan sampel dapat dibedakan atas dua bagian besar yaitu sampel beton normal dan sampel beton dengan Sika Fume®. Sampel beton normal dibuat sebanyak 18 buah dengan rincian sesuai Tabel 3.1 berikut ini. Sampel dengan filler Sika Fume® dibuat dengan variasi kadar Sika Fume® 5%, 5.5%, 6%, 6.5% dan 7% dari semen yang digunakan. Sampel beton dengan filler Sika Fume® dibuat sebanyak 108 buah dengan rincian sesuai Tabel 3.1 berikut ini. Pembuatan sampel dilakukan berdasarkan hasil mix design campuran beton. Pengisian campuran beton ke dalam cetakan dilakukan dengan tetap melakukan rojokan agar beton menjadi padat dan menghilangkan rongga udara.
Gambar 3.2 Pembuatan sampel uji beton silinder
22
Tabel 3.1 Rincian sampel beton normal dan pengkodean No
1
2
3
4
5
6
Umur beton (hari)
0.0
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
3
3
3
3
3
3
3
3(0)A
3(5)A
3(5.5)A
3(6)A
3(6.5)A
3(7)A
3(0)B
3(5)B
3(5.5)B
3(6)B
3(6.5)B
3(7)B
3(0)C
3(5)C
3(5.5)C
3(6)C
3(6.5)C
3(7)C
3
3
3
3
3
3
7(0)A
7(5)A
7(5.5)A
7(6)A
7(6.5)A
7(7)A
7(0)B
7(5)B
7(5.5)B
7(6)B
7(6.5)B
7(7)B
7(0)C
7(5)C
7(5.5)C
7(6)C
7(6.5)C
7(7)C
3
3
3
3
3
3
9(0)A
9(5)A
9(5.5)A
9(6)A
9(6.5)A
9(7)A
9(0)B
9(5)B
9(5.5)B
9(6)B
9(6.5)B
9(7)B
9(0)C
9(5)C
9(5.5)C
9(6)C
9(6.5)C
9(7)C
3
3
3
3
3
3
14(0)A
14(5)A
14(5.5)A
14(6)A
14(6.5)A
14(7)A
14(0)B
14(5)B
14(5.5)B
14(6)B
14(6.5)B
14(7)B
14(0)C
14(5)C
14(5.5)C
14(6)C
14(6.5)C
14(7)C
3
3
3
3
3
3
21(0)A
21(5)A
21(5.5)A
21(6)A
21(6.5)A
21(7)A
21(0)B
21(5)B
21(5.5)B
21(6)B
21(6.5)B
21(7)B
21(0)C
21(5)C
21(5.5)C
21(6)C
21(6.5)C
21(7)C
3
3
3
3
3
3
28(0)A
28(5)A
28(5.5)A
28(6)A
28(6.5)A
28(7)A
28(0)B
28(5)B
28(5.5)B
28(6)B
28(6.5)B
28(7)B
28(0)C
28(5)C
28(5.5)C
28(6)C
28(6.5)C
28(7)C
18
18
18
18
18
18
7
9
14
21
28
Total sampel per kadar Sika Fume®
Jumlah sampel setiap kadar Sika Fume® (%) / kode sampel
23
Gambar 3.3 Perlengkapan membuat sampel beton bentuk silinder
Gambar 3.4 Sampel beton yang akan direndam sesuai umur perawatan
3.5 Masa Perawatan Perawatan ini dilakukan setelah beton mengalami final setting, artinya beton telah mengeras. Perawatan ini dilakukan agar proses hidrasi selanjutnya tidak mengalami gangguan. Jika hal ini terjadi, beton mengalami keretakan karena kehilangan air yang begitu cepat. Perawatan benda uji dilakukan dengan perendaman selama 3,7,9,14,21 dan 28 hari.
24
Gambar 3.5 Perendaman benda uji beton silinder di dalam bak air
3.6 Pengujian Sampel Benda uji yang telah mencapai masa perawatannya dikeluarkan dari bak perendaman untuk dilakukan uji tekan. Sebelum dilakukan uji tekan, benda uji dibiarkan kering permukaan (± 24 jam) dan ditimbang beratnya. Uji tekan beton dilakukan dengan tekan uniaksial jenis statik dengan pertambahan beban relatif konstan.
Gambar 3.6 Uji tekan beton
25
BAB IV HASIL DAN ANALISA
4.1 HASIL LABORATORIUM Hasil penelitian laboratorium pada agregat yan digunakan dan perbandingan bahan campuran beton hasil trial mix komposisisi beton dapat dilihat pada Tabel 4.1-4.3 berikut ini.
Tabel 4.1 Hasil penelitian pada agregat yang digunakan dalam penelitian Jenis Agregat
Berat jenis, SSD
Berat Isi (gr/cm3)
Penyerapan Air (%)
Fine Modulus
Kadar Air (%)
Keausan Agregat (%)
Kasar
2.57
1445
2.16
6.506
4.2
36
Halus
2.29
1119
6.81
2.237
10.1
-
Tabel 4.2 Perbandingan komposisi campuran beton normal Umur rendaman (hari)
3,7, 9,14, 21,28
Bahan campuran beton (kg) untuk 18 bh silinder S : P : K : A = 1 : 1.62 : 2.55 : 0.43 Semen
Pasir
Kerikil
Air
6.96
11.31
17.19
2.01
Tabel 4.3 Perbandingan komposisi campuran beton dengan Sika Fume® Jenis sampel berdasarkan kadar Sika Fume® (%)
Bahan campuran beton (kg) per silinder (12.72 kg/silinder) S : P : K : A = 1 : 1.62 : 2.55 : 0.43 Semen
Pasir
Kerikil
Air
Sika Fume®
5.0
2.27
3.68
5,79
0,98
0,11
5.5
2.27
3.68
5,79
0,98
0,12
6.0
2.27
3.68
5,79
0,98
0,14
6.5
2.27
3.68
5,79
0,98
0,15
7.0
2.27
3.68
5,79
0,98
0,16
26
Pengujian slump beton dilakukan pada saat beton dalam keadaan segar dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4.4 berikut ini. Tabel 4.4 Hasil pengujian slump Jenis sampel
Nilai slump (cm)
0% Sika Fume® (Beton Normal)
11.0
5.0% Sika Fume®
10.0
5.5% Sika Fume®
8.5
6.0% Sika Fume®
8.0
6.5% Sika Fume®
7.4
7.0% Sika Fume®
6.8
Pengujian tekan beton dilakukan pada umur 3, 7, 9, 14, 21,28 hari dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4.5 berikut ini. Tabel 4.5 Hasil pengujian kuat tekan Umur rendaman (hari)
Kadar Sika Fume® (%)
3
7
Nilai Kuat Tekan (σ’bk), MPa
0.0
15.01
5.0
18.22
5.5
18.57
6.0
19.31
6.5
19.89
7.0
20.44
0.0
18.15
5.0
20.15
5.5
20.73
6.0
21.21
6.5
21.96
7.0
22.46 27
Tabel 4.5 Hasil pengujian kuat tekan (sambungan) Umur rendaman (hari)
9
14
21
28
Kadar Sika Fume®
Nilai Kuat Tekan (σ’bk)
(%)
MPa
0.0
20.95
5.0
23.42
5.5
24.14
6.0
25.05
6.5
24.89
7.0
24.76
0.0
25.75
5.0
26.22
5.5
26.79
6.0
27.31
6.5
27.81
7.0
28.18
0.0
27.22
5.0
26.88
5.5
28.55
6.0
28.92
6.5
29.23
7.0
29.84
0.0
30.11
5.0
28.59
5.5
29.33
6.0
30.52
6.5
31.88
7.0
32.25 28
4.2 ANALISA Hasil pengujian slump beton menunjukkan bahwa penambahan Sika Fume® menyebabkan campuran beton semakin kental sehingga nilai slump mengecil dan kelecakannya berkurang. Penambahan Sika Fume® sebesar 6.5% dan 7.0% menunjukkan hasil slump yang memenuhi persyaratan pada pemakaian beton untuk perkerasan jalan (Tabel 2.3). Hasil pengujian slump dan batas nilai slump yang memenuhi dapat dilihat pada Gambar 4.1 berikut ini.
Batas nilai slump 5.0 - 7.5 cm
Workability (kemudahan pengerjaan) beton dapat dilihat dari nilai slump yang terjadi. Karena nilai slump merupakan parameter workability, semakin tinggi nilai slump maka semakin mudah proses pengerjaan beton ( workability ). Beton mutu tinggi menggunakan nilai fas rendah, berarti air yang digunakan sangat sedikit, sehingga nilai slump rendah. Berbagai penelitian telah dilakukan untuk membuat beton mutu tinggi dengan adukan yang mudah dibentuk dan dikerjakan, serta mempunyai faktor air semen yang rendah sehingga kuat tekan beton menjadi tinggi. Faktor air semen yang rendah menyebabkan adukan beton menjadi kaku sehingga sulit dibentuk dan dikerjakan (workability rendah). Adukan beton yang mengandung Sika Fume® akan membutuhkan air yang lebih banyak, diatas 5 persen daripada beton tanpa silika fume, adukan beton lebih kohesif, sehingga tidak menimbulkan segregasi dan secara signifikan mengurangi terjadinya bleeding (ACI Committee 234) Semakin besar persentase kadar Sika Fume® yang ditambahkan pada adukan beton maka kelecakan adukan akan berkurang (Gambar 4.1). Hal ini terjadi karena butiran Sika 29
Fume® sangat halus sehingga memerlukan air yang lebih banyak untuk membasahi permukaan butiran silika fume, yang pada akhirnya akanmengurangi kelecakan beton pada kadar silika fume yang lebih tinggi.
Dari Tabel 4.5 dan Gambar 4.2 yang menunjukkan kuat tekan beton, dapat dilihat bahwa kuat tekan beton yang mencapai 30 MPa terdapat pada campuran beton normal dan dengan penambahan Sika Fume® sebanyak 6.0%, 6.5% dan 7.0% dari berat semen pada umur pengujian 28 hari. Kuat tekan beton mempunyai standard deviasi (s) 1.42 MPa, sesuai dengan yang disyaratkan (s < 5.0 MPa). Kuat tekan beton minimum atau terendah terdapat pada campuran beton dengan penambahan Sika Fume® sebanyak 5.0% dari berat semen, memiliki nilai kuat tekan beton sebesar 28.59 MPa pada umur pengujian 28 hari. Dari Gambar 4.2 dibuktikan bahwa peningkatan kekuatan beton akan terus bertambah sesuai dengan naiknya umur beton. Kekuatan beton akan naik secara cepat (linier) sampai umur 28 hari. Dari Tabel 4.5 dan Gambar 4.2 didapat kuat tekan beton maksimum yang dihasilkan penelitian ini yaitu 32.25 MPa yaitu berdasarkan penambahan Sika Fume® 7.0 % pada umur beton 28 hari. Berdasarkan uraian kepustakaan dan hasil penelitian ternyata penambahan Sika Fume® dapat membuat daerah interfacial zone menjadi lebih baik ( bertambahnya kerapatan) 30
yaitu bertambah kuatnya ikatan antara agregat dengan pasta. Sika Fume® yang secara fisik lebih halus dari pada semen dan secara kimia mengandung unsur SiO2 yang tinggi, akan dapat
menambah kekuatan beton apabila digunakan sebagaibahan tambahan pada beton. Pemikiran ini sangat beralasan karena secara mekanik Sika Fume® akan mengisi rongga antara butiran semen dan secara kimiawi akan memberikan sifat hidrolik pada kapur mati yang dihasilkan dari proses hidrasi. Dengan menggunakan konversi beton dari Tabel 2.4 dan hasil uji beton di Tabel 4.5 dapat diperkirakan kekuatan beton pada umur 28 hari. Tabel 4.6 berikut memperlihatkan waktu pengerasan beton mencapai 30 MPa sesuai peruntukannya pada perkerasan jalan.
Tabel 4.6 Hasil Kuat Tekan Beton Menggunakan Konversi Beton 28 Hari
Dari Tabel 4.6 terlihat ketidaksesuaian hasil konversi dengan hasil uji tekan pada umur 28 hari. Pada beton normal terdapat standard deviasi (s) 2.45 MPa dan pada beton dengan Sika Fume® berbagai variasi terdapat standard deviasi (s) 4.88 MPa, dimana keduanya masih memenuhi syarat standar deviasi (s) 5.0 MPa. Setelah pengujian kuat tekan beton, selanjutnya pada penelitian ini, akan ditentukan nilai kekuatan tekan beton karakteristik berdasarkan variasi campurannya. Untuk menghitung kekuatan tekan beton karakteristik dihitung dari benda uji kubus 15x15x15 cm pada umur 28 hari dengan satuan kg/cm2. Apabila benda uji bukan berupa kubus karena alasan tertentu, seperti pada penelitian ini benda uji yang digunakan adalah benda uji silinder ukuran Ø 15 cm x 30 cm, maka hasil uji kuat tekan beton bentuk silinder dikonversikan ke dalam bentuk kubus dengan faktor pembagi 0,83. Setelah itu akan ditentukan nilai kekuatan tekan beton karakteristik berdasarkan rumus σ’bk = σ’bm - 1.64.s. Di bawah ini Tabel 4.7 yang memuat nilai kuat tekan beton karakteristik.
31
Tabel 4.7 Nilai Kuat Tekan Beton Karakteristik
Dari Tabel 4.7, nilai kuat tekan beton karakteristiknya bervariasi, tetapi secara keseluruhan mutu pelaksanaan untuk semua variasi campuran baik karena telah mencapai 300 kg/cm2.
32
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian tentang pengaruh penggunaan Sika Fume® sebagai penambahan filler pada lapisan base Course (BC), dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Persentase Sika Fume® yang optimum dan memenuhi spesifikasi nilai slump 5.0 cm – 7.5 cm cm adalah penambahan Sika Fume® 6.5% dan 7.0%. Penggunaan Sika Fume® yang lebih besar akan menghasilkan nilai slump yang semakin kecil. 2. Kuat tekan 30.0 MPa pada umur 28 hari dipenuhi dengan penambahan Sika Fume® 6.0%, 6.5% dan 7.0%. 3. Penggunaan Sika Fume® optimum pada penambahan 6.5% - 7.0% sehingga dapat memenuhi spesifikasi nilai slump dan kuat tekan. 4. Penambahan Sika Fume® dapat membuat daerah interfacial zone menjadi lebih baik (bertambahnya kerapatan) yaitu bertambah kuatnya ikatan antara agregat dengan pasta. Sika Fume®
yang secara fisik lebih halus dari pada semen dan secara kimia
mengandung unsur SiO2 yang tinggi, akan dapat menambah kekuatan beton apabila
digunakan sebagai bahan tambahan pada beton. Karena secara mekanik Sika Fume® akan mengisi rongga antara butiran semen dan secara kimiawi akan memberikan sifat hidrolik pada kapur mati yang dihasilkan dari proses hidrasi. 5. Konversi beton 28 hari menghasilkan untuk beton normal mencapai 30 MPa pada 28 hari (30.11 MPa). Konversi beton 28 hari dari penambahan Sika Fume® 6.0%, 6.5% dan 7.0% mencapai 30 MPa sebelum 28 hari. Penambahan Sika Fume® 6.0%, 6.5% dan 7.0% menghasilkan waktu pengerasan beton yang lebih cepat. 6. Kuat tekan beton karakteristik (σ’bk) 300 kg/cm2 dicapai untuk beton normal dan penambahan Sika Fume® 5.0% - 7.0%.
5.2 SARAN Beberapa hal yang dapat disarankan berdasarkan hasil penelitian ini adalah : 1. Pelaksanaan pembuatan campuran beton harus dilakukan dengan seksama, mengingat perubahan persentase Sika Fume® yang digunakan sangat berpengaruh terhadap kelecakan dan kuat tekan yang dihasilkan.
33
2. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui bagian unsur kimia dari Sika Fume® yang paling berpengaruh terhadap kelecakan dan kuat tekan beton. 3. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh penggunaan Sika Fume® pada kondisi lingkungan yang berubah, seperti basah dan kering.
34
DAFTAR PUSTAKA Anonim. (1987). “Petunjuk Pelaksanaan Lapis Aspal Beton Untuk Jalan Raya No 13/PT/B/1987”. Direktorat Jendral Bina Marga. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta Anonim. (1995). “Guides for Use of Silica Fume in Concrete”. ACI Materials Journals. ACI Commitee 234, Vol 92, No 4 Anonim. (2002). “SNI 03-T-15-2002 Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton “. Badan Standardisasi Nasional (BSN). Jakarta Anonim. (2004). “Annual Book of ASTM Standard 2004, Section 4, Volume 04.02, Concrete and Aggregates”. International Standard Worldwide Anonim. (2011). “Sika Fume® Data Teknis 1.2011”. PT Sika Nusa Indonesia Bosoi,A.,et.al,. (2009). “Influence of Chemical Admixtures on The Drying Shringkage of Concrete”. 9th CANMET/AC International Conference os Superplasticizer and ither Chemical Admixtures in Concrete. Selville, Spain Mahmud,F. (2007). “Optimasi Campuran Material Pozzolan Abu Batu Apung Dan Sika Fume Sebagai Bahan Pengganti Semen Pada Beton Mutu Tinggi”. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Mataram, Mataram Irawan,I. (2012). “Pengaruh Sika Fume Terhadap Beton Mutu Tinggi Self Compacting Concrete”. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Pendidikan Indonesia, Jakarta Irene,S. (2011). “Pengaruh Tambahan Sika Cim Terhadap Kuat Tekan Dan Workabilitas Beton Normal Dengan Agregat Asal Terah Buluh”. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Islam Riau, Pekan Baru Tambak,I. (2014). “Pengaruh Penggunaan Sika Fume® Sebagai Filler Pada Lapisan Base Course (BC) Campuran Aspal Beton”. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Universitas HKBP Nommensen, Medan Parmawati,N. (2014). “Pengaruh Variasi Jenis Dan Persentase Superplasticizer Terhadap Sifat dan Prilaku Beton Mutu Tinggi Pada Umur Musa (Fresh Concrete) dan Setelah Mengeras (Hardended Concrete)”. Thesis, Program Pasca Sarjana, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh Subakti. (1995). “Teknologi Beton Dalam Praktek”. Jurnal Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. ITS, Surabaya
35
Susilo,I. (2009). “Pengaruh Penambahan Sika Fume Terhadap Kuat Tekan Dan Porositas Beton Non Pasir”. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negri Medan, Medan Saragi,Y.,et.al. (2012). “Analisa Perbandingan Kualitas Aspal Beton Dengan Penambahan Zat Aditif Wetfix”. Jurnal Teknik, Vol 1, No 1, ISSN 2089-8797 Saragi,Y. (2014). “Analisa Perbandingan Kualitas Lapisan Base Course (BC) Dengan Filler Sika Fume®”. Lembaga Penelitian, Universitas HKBP Nommensen Sebayang,S. (2011). “Tinjauan Sifat Sifat Mekanik Beton Alir Mutu Tinggi Dengan Silika Fume Sebagai Bahan Tambahan”. Jurnal Rekayasa, Vol 15 No 2, 131-138 Simbolon, Y. (2011). “Analisa Perbandingan Kualitas Aspal Beton Dengan Penambahan Zat Aditif Wetfix”. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil, Universitas HKBP Nommensen, Medan Young,J., et.al. (1998). The Science and Technology of Civil Engineering Materials. Prentice Hall Inc, New Jersey Zai,K.,et.al,. (2014). “ Pengaruh Penambahan Silica Fume Dan Superplasticizer Terhadap Kuat Tekan Beton Mutu Tinggi Dengan Metode ACI”. Jurnal Teknik Sipil USU, Vol.3, No 2, Medan
35
