PENGARUH GRADASI BUTIRAN BATU PECAH TERHADAP KEKUATAN BETON Safrin Zuraidah Hardi Wiratno
ABSTRAK Gradasi butiran atau distribusi ukuran agregat yang merupakan bahan pengisi beton harus memenuhi ketentuan-ketentuan yang berlaku. Agregat kasar harus keras, bersih dari unsur organik,bebas dari sifat penyerapan secara kimia dan bergradasi sedemikian rupa sehingga masa beton dapat berfungsi sebagai beton yang utuh, homogen dan rapat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh gradasi butiran batu pecah terhadap kekuatan beton. Dalam pembuatan benda uji beton, komposisi campuran mengacu pada gradasi butiran batu pecahnya dengan ukuran butiran masing-masing 5-10 mm, 10-20 mm, 20-30 mm dan kombinasi dari ketiga batu pecah tersebut. Dari hasil uji kuat tekan hancur beton didapat campuran beton dengan menggunakan batu pecah 5-10 mm memiliki kuat tekan 322,5 kg/cm2 , pada batu pecah 10-20 mm kuat tekannya sebesar 334 kg/cm2 , pada batu pecah 20-30 mm kuat tekannya 368 kg/cm2 dan kuat tekan pada batu pecah gabungan sebesar 390,5 kg/cm2. Dari hasil uji kuat tekan yang dikonversikan ke umur 28 hari mengalami peningkatan, dimana pada umur 7 hari sebesar 43 %, pada umur 14 hari naik 13 % dan pada umur 21 hari naik sebesar 5,1 %. Dapat disimpulkan bahwa pemakaian batu pecah bergradasi butiran gabungan (heterogen) menghasilkan nilai kuat tekan beton yang maksimal dibandingkan dengan beton yang menggunakan batu pecah bergradasi butiran 5-10 mm saja, 10-20 mm saja atau 20-30 mm saja (homogen). Kata kunci : Gradasi, butiran, agregat, komposisi , batu pecah, kuat tekan.
I. Pendahuluan Berbagai usaha telah dilakukan untuk meningkatkan performance beton guna mendapatkan beton yang kuat dan workable, yaitu beton yang dapat memenuhi kekuatan yang diinginkan, kebutuhan semen seminim mungkin, mudah pengerjaannya . Pada prinsipnya dalam mendisain campuran beton adalah bagaimana mengukur secara tepat gradasi kurva gabungan dari agregat halus dan kasar, serta pemakaian semen dan air untuk menghasilkan beton yang mempunyai kuat tekan tertentu. Biasanya dengan memperhatikan faktor yang mempengaruhi workabilitas beton diantaranya jumlah air pada beton, dan nilai slump, serta dapat digunakan zat aditif bila diperlukan. Butiran batu pecah yang berbedabeda dapat mempengaruhi kuat tekan beton
ISBN No. 978-979-18342-0-9
C-1
yang akan direncanakan. Selain itu juga harus bergradasi sedemikian rupa sehingga masa beton dapat berfungsi sebagai beton yang utuh dan padat, dimana agregat yang butirannya kecil sebagai pengisi celah yang ada diantara agregat yang butirannya besar. Sifat ini mempunyai pengaruh terhadap perilaku dari beton terhadap kekuatan beton yang sudah mengeras. II. Tinjauan Pustaka Beton merupakan campuran antara agregat kasar, agregat halus, air dan semen sebagai pengikat dan pengisi antara agregat kasar dan halus, serta kadang-kadang ditambahkan pula admixture bila diperlukan sehingga membentuk masa padat. Gradasi atau distribusi agregat yang merupakan bahan pengisi beton harus memenuhi ketentuan-ketentuan yang berlaku. Agregat kasar harus keras, bersih dari unsur
Safrin Zuraidah & Hardi Wiratno
organik,bebas dari sifat penyerapan secara kimia dan bergradasi sedemikian rupa sehingga masa beton dapat berfungsi sebagai beton yang utuh, homogen dan rapat. Dalam suatu perencanaan diusahakan membuat campuran yang ekonomis namun tetap diusahakan untuk mencapai kekuatan yang disyaratkan dan kemudahan didalam pelaksanaan serta keawetan. Agregat didapat dari beberapa jenis bahan yang umumnya menggunakan bahan alam seperti batu gunung, batu kali, yang mana bahan ini mudah dijumpai . Agregat dibagi menjadi agregat kasar (batu pecah/kerikil) dan agregat halus (pasir). Demikian juga semen dibagi menjadi beberapa jenis yang dibedakan dari unsurunsur kimia yang terkandung didalamnya. Beton yang bermutu baik ialah yang sesuai dengan perencanaan dan material yang sangat awet serta bebas pemeliharaan untuk beberapa tahun dan beton dapat dicetak sesuai dengan bentuk yang dikehendaki. Faktor lain yang menentukan kualitas beton yaitu pada waktu perawatan setelah pengecoran sampai beton mulai mengeras mencapai umur 28 hari. Dimana perawatan setelah pengecoran sangatlah menentukan kualitas dan kekuatan dari beton itu sendiri. Penilitian yang pernah dilakukan dalam usaha meningkatkan performance beton yaitu :
Agent Terhadap Kuat Tekan Yang Dihasilkan, Tugas Akhir Universitas 17 Agustus 1945 (Untag), Surabaya. • Zuraidah Safrin , Helmy, 2006,”Pengaruh penggunaan pecahan batu kapur puger sebagai alternatif agregat kasar ditinjau terhadap porositas dan kuat tekan beton” tahun 2005. Menyatakan bahwa batu kapur Puger dapat digunakan sebagai agregat kasar dalam campuran beton dan semakin tinggi nilai porositas beton akan semakin kecil kuat tekan beton yang dihasilkan begitu sebaliknya. 2.1 2.2.1
Dari definisi Semen Portland (PC) dapat dilihat bahwa semen portland dibuat dari Carareous seperti batu kapur (Lime Stone atau Chalk) dan bahan silica atau Alumunium yang terdapat dalam tanah liat (Clay atau Shale). Pada dasarnya proses pembuatan semen Portland terdiri dari : Penggilingan dan pencampuran menurut suatu proses tertentu dan dengan melalui pengawasan yang sangat ketat. Semen Portland ini dapat langsung dimasukkan sak atau mobil kontainer dan silo (tempat penyimpanan semen). 2.2.2.
Agregat
Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton. Agregat ini kira-kira menempati 60% - 75% volume beton. Sifat yang paling penting dalam agregat adalah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan, sehingga dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen. Agregat ini harus bergradasi sedemikian rupa sehingga masa beton dapat berfungsi sebagai beton yang utuh, homogen dan rapat. Dimana agregat yang berukuran kecil sebagai pengisi celah yang ada diantara agregat yang berukuran besar. Sifat ini mempunyai pengaruh terhadap perilaku dari beton yang sudah mengeras. Disamping itu banyaknya agregat dapat mengurangi penyusutan akibat mengerasnya beton. Kekuatan beton yang maksimum adalah beton yang mampu dalam segi ketahanan, kekuatan, dari
• Utomo, “Alternatif pemakaian tali beneser pada pembuatan beton untuk meningkatkan kuat tarik, tekan dan lentur” tahun 1994. Menyatakan bahwa pada kadar maksimal ( 20 gr / bu) menghasilkan beton fiber menimbulkan kuat tekan 19,94 % dibandingkan beton normal. • Arina D Hariyanti, “Analisa perbandingan rekatan antara repair beton dengan beton normal” tahun 1998. Menyatakan bahwa repair beton menggunakan lateks memiliki kuat tekan yang lebih rendah dibandingkan dengan normal campuran konvensional. • Wahyono Agung, 2003, Study Analisa Sifat Beton Normal Dibandingkan Dengan Sifat Beton Yang Menggunakan Air Entraining
ISBN No. 978-979-18342-0-9
BAHAN-BAHAN PENYUSUN BETON Semen Portland
C-2
Pengaruh Gradasi Butiran Batu Pecah Terhadap Kekuatan Beton
ekonomis. Untuk jenis agregat yang digunakan sebagai bahan campuran beton tergantung pada : a. MutuHarganya. b. Ketersediaan c. Jenis konstruksi yang akan menggunakan bahan tersebut. • Pemilihan Bahan Agregat
Pada umumnya permukaan butiran hanya disebut kasar, agak kasar, agak licin dan licin.Tekstur permukaan tergantung pada kekerasan dan ukuran molekul. Bentuk dari tekstur permukaan sangat berpengaruh terhadap : 1. 2. 3.
Daya serap terhadap air. Kemudahan pekerjaan. Daya lekat antara agregat dan pasta semen. Suatu agregat dengan permukaan yang berpori dan kasar lebih baik daripada agregat dengan permukaan yang halus, karena agregat dengan tekstur kasar dapat meningkatkan rekatan antara agregat dengan pada semen.
a. Ukuran maksimum agregat Ukuran maksimum agregat untuk beton yang biasa dipakai adalah ¾ “ (19,10 mm). Tetapi sering juga dipakai ukuran maksimum 1 ½ “ (38,10 mm) dan 3/8 “ (9,50 mm) adapula yang sampai memakai ukuran maksimum 6 “.
Jenis-Jenis Agregat
b. Kekuatan Agregat
a. Agregat Halus Kekuatan agregat sangat penting untuk membuat suatu beton karena, kekuatan agregat tersebut dapat mempengaruhi kuat tekan beton yang akan direncanakan.
Agregat halus ialah agregat yang semua butir menembus ayakan 4,8 mm (5 mm). Agregat halus dapat berupa pasir alam, pasir hasil olahan atau gabungan dari kedua pasir tersebut.
Kekuatan agregat tersebut dapat mengurangi konsentrasi tegangan yang terjadi pada pasta beton selama pembebanan, pembasahan atau pengeringan, pemanasan atau pendinginan.
Pasir laut tidak boleh dipakai sebagai agregat halus untuk semua mutu beton, kecuali dengan petunjuk dari lembaga pemeriksaan bahan-bahan yang diakui. Dalam pengujian ini menggunakan standart sesuai dengan SII 0052 – 1980 dan ASTM C 33 – 90.
Dengan demikian dapat membantu mengurangi bahaya akibat terjadinya retakan dalam beton. Pengujian kekuatan agregat kasar dapat dilakukan dengan menggunakan mesin pengetes.
URAIAN
SYARAT BATAS
HASIL PENGUJIAN
NB
BATU PECAH
c. Kemulusan Agregat Suatu agregat dianggap mulus apabila agregat itu tidak mengalami perubahan volume besar atau tetap akibat pemanasan atau pendinginan dalam proses pembasahan. Kemulusan agregat berpengaruh pada pengikatan antara mortar dengan agregat, apabila pengikatan kurang kuat maka beton tersebut akan berkurang kuat tekannya. d. Tekstur Permukaan Butiran Tekstur permukaan butiran adalah suatu sifat permukaan yang tergantung pada ukuran apakah permukaan butir termasuk halus atau kasar, mengkilat atau kusam.
ISBN No. 978-979-18342-0-9
5-10 mm Fine Modulus (ASTM C 556-89) Berat Jenis (ASTM C 127-88) Air Resapan (ASTM C 127-77) Kadar Lumpur (ASTM C 117-95) Berat Volume Lepas (ASTM C 29) Berat Volume Rojok (ASTM C 29) Keausan Batu Pecah (ASTM C 535-9)
C-3
10-20 mm
2030 mm
FM : 6,00
FM : 6,22
FM : 7,83
FM : 8,84
Ok
2,3 s/d 2,75
2,6
2,6
2,6
Ok
3,5 %
1,7 %
1,1 %
0,8 %
Ok
1%
0,8 %
0,6 %
1,35 gr/c m3 1,41 gr/c m3
1,36 gr/cm3
0,45 % 1,41 gr/c m3 1,56 gr/c m3
Ok
1,35 s/d 1,75 gr/cm3 1,35 s/d 1,75 gr/cm3 50 %
20,61 %
20,57 %
20,55 %
Ok
1,54 gr/cm3
Ok
Ok
Safrin Zuraidah & Hardi Wiratno
b. Agregat Kasar
tergantung dari banyaknya air dan kadar semen. Untuk penelitian ini faktor air semen ( FAS ) ditetapkan FAS 0,5.
Agregat kasar ialah agregat yang semua butirnya tertinggal di atas ayakan 4,8 mm (5 mm). Agregat kasar dapat berupa kerikil, pecahan kerikil, batu pecah, terak tanur tiup atau beton semen hidroulis yang dipecah, limbah marmer. 2.2.2
III.
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Test Material : 3.1.1 Semen Portland : • Analisa Berat Jenis Semen ( ASTM C 188 – 89 ) • Analisa Konsistensi Semen • Analisa Pengikatan dan Pengerasan Semen ( ASTM C 191 – 92 )
Air Campuran Beton
Seperti yang kita ketahui, air merupakan salah satu bahan penting dalam pembuatan beton. Peranan air sebagai material dapat menentukan mutu dalam campuran beton. Air yang dipergunakan dalam campuran beton harus memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Sesuai dengan catatan mengenai kesesuaian air untuk pembuatan beton menurut British Standart (BS) 3148:1980 ialah : Bahwasannya air yang berasal dari sumber alam tanpa pengolahan, sering mengandung bahan-bahan organik dan zat-zat yang mengapung seperti lempung atau tanah liat, minyak dan pengotor lain, yang berpengaruh buruk terhadap mutu dan sifat beton. Tujuan utama dari penggunaan air ialah agar terjadi hidrasi, yaitu reaksi kimia antar semen dan air yang menyebabkan campuran ini menjadi keras setelah lewat beberapa waktu tertentu. Proses hidrasi akan berlangsung baik apabila dipakai air tawar serta murni. Disamping digunakan sebagai bahan campuran beton, air digunakan pula untuk merawat beton dengan cara pembasahan setelah di cor dan untuk membasahi dan membersihkan acuan. Air untuk perawatan dan pembuatan beton tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, garam, bahan-bahan organik, atau bahan-bahan lain yang dapat merusak beton atau tulangannya. Sebaiknya digunakan air bersih, tidak berasa, tidak berbau dan dapat diminum. Dalam penggunaan metode DOE, ada dua anggapan dasar, yaitu : 1. Mudahnya pengerjaan adukan beton tergantung dari jumlah air bebas dan tidak tergantung dari kadar semen dan faktor air semen ( FAS ).
3.1.2 • • • • •
AGREGAT : Gregat Halus : Analisa Berat Jenis Pasir SSD Analisa Air Resapan Pasir Berat isi pasir Analisa kelembapan (kadar air) Analisa Saringan Pasir
Agregat Kasar : • Analisa Saringan Kerikil • Analisa Berat Jenis Kerikil SSD • Analisa Air Resapan Kerikil • Analisa Kadar Air (Kelembapan) Kerikil 3.1.3
Tes Beton :
• Uji kuat tekan. Kuat tekan beton dihitung dengan persamaan : fc’ = (d)
2
P 1 ; dimana : A = x πx A 4
Dari hasil kuat tekan masingmasing benda uji akan dihitung kuat tekan beton rata-rata setiap campuran. Test kuat tekan beton menggunakan batu pecah masing-masing 3 benda uji berukuran 1-2 ; 2-3 ; 3-4, dan gabungan yang di tes pada umur 7 hari, 14 hari, 28 hari. •
2. Kekuatan beton tergantung dari faktor air semen ( FAS ) dan tidak
IV.
Berat Volume Beton ( ASTM C138-77 ) HASIL PENELITIAN ANALISA
4.1 Hasil Tes Material :
ISBN No. 978-979-18342-0-9
C-4
Pengaruh Gradasi Butiran Batu Pecah Terhadap Kekuatan Beton
Tabel 4.1 : Rekapitulasi Hasil Pengujian Batu Pecah
4.2.2 •
Pengujian Beton Keras
Uji Kuat Tekan
4.2. Hasil Tes Beton
Berat Volume (Kg/cm3)
2,37
2,45
2,42
2,48
Kuat Tekan beton ( Kg/cm2)
322,5
334
368
390,5
300
200
3 9 0 ,5 368 334 334 2 9 9 ,5 3 2 2 ,5 277 266 2 8 8 ,5 2 5 4 ,5 3 5 6 ,5
300 Kuat Tekan (kg/cm²)
Uji Beton
400
Beton Berdasarkan Gradasi Butirannya 5-10 10-20 20-30 Gab. mm mm mm
229 2 2 0 ,5 210
3 2 2 ,5
100
0 7
4.2.1. Pengujian Beton Segar •
Tabel 4.2 : Hasil Rekapitulasi Berat Volume Beton Beton Segar Gradasi Butiran Batu Pecah
Uji Berat Volume ( kg/cm3 )
1.
Beton Segar dengan batu pecah 5-10 mm
2,37 gr/cm3
2.
Beton Segar dengan batu pecah 10-20 mm
2,45 gr/cm3
3.
Beton Segar dengan batu pecah 20-30 mm
2,42 gr/cm3
4.
Beton Segar gabungan dari ke-3 batu pecah
2,48 gr/cm3
Grafik 1. Kuat Tekan Beton Terhadap Umur dengan Gradasi butiran yang Berbeda Berdasarkan grafik kuat tekan beton diatas dapat disimpulkan bahwa kuat tekan beton dengan menggunakan campuran batu pecah gabungan mempunyai kuat tekan lebih besar dibandingkan kuat tekan beton menggunakan gradasi butiran batu pecah 510 mm, 10-20 mm dan 20-30 mm. Hal ini dikarenakan adanya ikatan antara bahan beton diantaranya air, semen, agregat halus (Pasir Lumajang) dan agregat kasar (Batu pecah Pasuruan) yang mempunyai gradasi butiran tidak sama maka dapat saling mengisi rongga atau celah kosong sehingga beton menjadi satu kesatuan utuh dan rapat. Tabel 4.3 : Rekapitulasi Hasil Uji Beton Berdasarkan tabel diatas maka dapat disimpulkan bahwa pada uji berat volume beton bergradasi butiran kecil semakin kecil berat volumenya. Begitu juga pada kuat tekan beton semakin kecil gradasi butirannya semakin kecil kuat tekannya. Analisa hasil pengujian material dan beton yang telah dilakukan, maka pengaruh gradasi butiran batu pecah terhadap kekuatan beton sebagai berikut : 1. Bahwa gradasi butiran batu pecah 5-10 mm, 10-20 mm dan 20-30 mm dari Pasuruan sangat memenuhi sebagai agregat kasar dalam pembuatan beton sesuai dengan uji material berdasarkan
Hasil uji berat volume beton segar dengan menggunakan parameter gradasi butirannnya dapat disimpulkan bahwa semakin kecil gradasi butirannya maka semakin kecil berat volumenya, dan banyaknya rongga yang tidak terisi pada beton tersebut. Ini dapat dilihat pada tabel 4.2 dimana pada gradasi butiran batu pecah 5-10 mm, 10-20 mm, 20-30 mm dan beton segar dengan menggunakan batu pecah gabungan ada perbedaan hasil uji berat volume hal ini dipengaruhi oleh adanya celah ikatan antara agregat yang tidak utuh dan rapat pada beton.
ISBN No. 978-979-18342-0-9
28
Be ton ke ras den gan c ampur an batu p ec ah 5- 10 mm Be ton ke ras den gan c ampur an batu p ec ah 10- 20 mm Be ton ke ras den gan c ampur an batu
Uji Berat Volume
No.
14 21 U m u r (h a ri)
C-5
Safrin Zuraidah & Hardi Wiratno
•
ASTM. Dalam pengujian keausan batu pecah bergradasi butiran 5-10 mm kadar keausannya 20,61 %, pada batu pecah 10-20 mm kadar keausannya 20,57 % dan pada batu pecah 20-30 mm kadar keausannya sebesar 20,55 %. Kadar uji keausan ke-3 batu pecah tersebut telah memenuhi syarat yang di ijinkan karena nilai ujinya lebih kecil dari 50 % ( ASTM C 535-9 ) 2. Hasil uji berat volume beton segar batu pecah bergradasi butiran gabungan lebih besar daripada beton dengan gradasi butiran 5-10 mm, 10-20 mm dan 20-30 mm. Hal ini dikarenakan ikatan antara agregat beton dengan batu pecah bergradasi gabungan lebih utuh dan rapat. Campuran beton dengan menggunakan batu pecah garadasi butiran gabungan kuat tekan rata-ratanya sebesar 390,5 kg/cm2 lebih besar kuat tekannya dari pada beton yang menggunakan batu pecah dengan gradasi butiran 5-10 mm, 10-20 mm, dan 20-30 mm. Hal ini dipengaruhi oleh gradasi butiran batu pecah tersebut dimana saling mengisi rongga pada ikatan antar agregat sehingga beton menjadi lebih rapat dan padat.
Normal
DOE,
Fakultas
Surabaya. •
Subakti
Aman,
Teknologi
Beton
Dalam Praktek, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan ITS, Surabaya. •
Wahyono Agung, Study Analisa Sifat Beton Normal Dibandingkan Dengan Sifat Beton Yang Menggunakan Air Entraining Agent Terhadap Kuat Tekan Yang Dihasilkan, Tugas Akhir Universitas 17 Agustus 1945 (Untag), Surabaya. Tahun 2003,
•
Zuraidah Safrin , Helmy, , Pengaruh Penggunaan Pecahan Batu Kapur Puger Sebagai Alternatif Agregat Kasar Ditinjau Terhadap Porositas Dan
Kuat
Tekan
Beton,
Jurnal
Rekayasa . UPN, Surabaya. Tahun 2006
Berdasarkan analisa hasil pengujian beton, maka dapat disimpulkan bahwa : Pemakaian gradasi butiran gabungan batu pecah yang terdiri dari ukuran 5-10 mm, 10-20 mm dan 20-30 mm (ukuran butirannya heterogen) pada campuran beton menghasilkan kuat tekan yang maksimal bila dibandingkan dengan pemakaian gradasi butiran batu pecah yang satu ukuran (ukuran butirannya homogen).
DAFTAR PUSTAKA Arina D Hariyanti, “Analisa perbandingan rekatan antara repair beton dengan beton normal” tahun 1998.
ISBN No. 978-979-18342-0-9
Metode
Teknik Sipil dan Perencanaan ITS,
V. Kesimpulan
•
Subakti Aman, Mix Design Beton
C-6
