PENGARUH PENGGUNAAN PASIR PANTAI SEBAGAI PENGGANTI AGREGAT HALUS PADA BALOK BETON BERTULANG Iskandar1, Rahmi Karolina2 1
Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email :
[email protected] 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email :
[email protected]
ABSTRAK
SNI 03-6861.1-2002, menyebutkan bahwa agregat halus yang digunakan pada struktur beton bertulang sebaiknya menggunakan pasir sungai. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh penggunaan pasir pantai sebagai alternatif agregat halus pada beton bertulang dibandingkan dengan pasir biasa, terutama bila terjadi situasi darurat seperti gempabumi di daerah Perbaungan, Pantai Cermin, Sumatera Utara, dimana pasir pantailah yang paling mudah diperoleh. Percobaan ini terinspirasi dari gempabumi di Pulau Nias dan Pulau Sumeulue tanggal 28 Maret 2005. Berhubung lokasi pesisir Pantai Cermin juga berada pada zona gempa, maka pada penelitian ini akan dilakukan pengujian pada benda uji silinder dan balok dengan menggunakan pasir Pantai Cermin dan pasir biasa sebagai agregat halus. Pada percobaan ini, dibandingkan kandungan kimiawi, kuat tekan, elastisitas, kuat tarik belah silinder beton, lendutan, regangan dan tegangan pada beton dengan agregat halus pasir biasa dan beton dengan agregat halus pasir pantai yang diambil dari kawasan pesisir Pantai Cermin. Sampel yang digunakan adalah 16 buah sampel silinder dan 2 buah balok beton dengan tulangan tarik 3D10. Penurunan kuat tekan rata – rata pada beton dengan agregat halus pasir pantai dibandingkan dengan beton dengan agregat halus pasir biasa adalah 13,583 %. Kata Kunci : pasir pantai, alternatif agregat halus, balok beton bertulang
ABSTRACT
Based on the SNI 03-6861.1-2002, the reinforced concrete structure must be filled with the normal sand as fine aggregate. This study was conducted to find out how much the effect of the usage of the fine aggregate taken from Pantai Cermin as the fine aggregate for the reinforced concrete structure was, especially when disaster like earthquake occurs in Perbaungan, Pantai Cermin, North Sumatera. In that case, Pantai Cermin is the nearest quarry for the fine aggregate. This study was inspired from the earthquake occured in Nias Island and Simeulue Island on 25th March 2005. Like Nias Island and Simeulue Island, Pantai Cermin is also located in the earthquake zone. In this study, we casted 16 cylinder samples and 2 simple beams with 3 x 10 mm tensile steels to find out the number of the f’c, tensile strength, flexure, stress, strain, elasticity and the length of the cracks. The concrete casted with the fine aggregate taken from Pantai Cermin is about 13,583% weaker than the concrete casted with normal sand. Keywords : fine aggregate from Pantai Cermin, alternative of fine aggregate, reinforced concrete beam.
1.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Beton ( concrete ) adalah material untuk konstruksi yang paling sering digunakan di seluruh dunia selain baja ( steel ). Beton banyak digunakan untuk memenuhi kebutuhan dalam proyek pembangunan infrastruktur seperti jalan, gedung, bendungan, gudang, jembatan, dan sebagainya. Beton diperoleh dari pencampuran semen, agregat halus ( fine aggregate ), agregat kasar ( coarse aggregate ) dan air. Dengan menambahkan bahan perekat ( semen ) dengan takaran tertentu, dan air sebagai bahan pembantu untuk keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton ( concrete curing ). Nilai kekuatan dan daya tahan ( durability ) beton merupakan fungsi dari sekian banyak faktor, beberapa diantaranya nilai banding campuran dan mutu bahan susun, metode pelaksanaan pengecoran, temperatur, pelaksanaan akhir ( finishing ), dan perawatan ( curing ) beton. Mengacu pada SNI 036861.1-2002, disebutkan bahwa agregat halus yang digunakan pada struktur beton bertulang sebaiknya menggunakan pasir biasa ( pasir sungai ). Namun karena keterbatasan quarry yang menyediakan pasir biasa ( pasir sungai ) pada daerah pantai, maka dalam percobaan ini akan diuji apakah pasir yang diambil dari Pantai Cermin, Kecamatan Perbaungan, Sumatera Utara layak digunakan sebagai alternatif agregat halus pengisi beton apabila suatu hari terjadi situasi darurat seperti bencana alam gempabumi dan Tsunami di daerah Pantai Cermin, Kecamatan Perbaungan, Sumatera Utara. Percobaan ini terinspirasi dari bencana alam yang terjadi di Pulau Nias, Sumatera Utara dan Pulau Simeulue, Nanggroe Aceh Darussalam pada tanggal 28 Maret 2005 yang pusat gempanya berada pada 2° 04′ 35″ U 97° 00′ 58″ T, 30 km di bawah permukaan Samudra Hindia, 200 km sebelah barat Sibolga, Sumatera Utara dan berkekuatan 8,7 Skala Richter ( SR ). Berhubung lokasi geografis Pantai Cermin dan Pulau Nias sama – sama berada pada wilayah yang rawan terhadap bencana gempa bumi dan Tsunami, maka dilakukan pengujian pada beton dengan menggunakan agregat halus pasir biasa dan pasir pantai yang diperoleh dari Pantai Cermin, Kecamatan Perbaungan, Sumatera Utara. Dalam eksperimen ini dilakukan pengujian pada benda uji silinder dan balok dengan menggunakan pasir biasa dan pasir yang diambil dari Pantai Cermin, Kecamatan Perbaungan, Sumatera Utara sebagai agregat halus. Dengan menggunakan pasir dari daerah pantai sebagai agregat halus, apakah pengaruhnya jika dibandingkan dengan struktur beton bertulang yang dilaksanakan dengan pasir biasa?
1.2. Perumusan Masalah Penelitian Pada eksperimen ini akan diuji seberapa besar pengaruh penggunaan pasir Pantai Cermin sebagai agregat halus dibandingkan dengan penggunaan pasir biasa ( pasir sungai ) pada struktur beton bertulang.
1.3. Maksud Penelitian Maksud dari penelitian ini adalah untuk membandingkan perilaku beton dengan pasir biasa dan beton dengan pasir Pantai Cermin pada balok beton bertulang.
1.4.
Tujuan Penelitian
Memperoleh suatu perbandingan nilai kuat tekan, elastisitas, kuat tarik belah, tegangan, regangan, lenturan, dan panjang retak dari 2 ( dua ) variasi agregat halus pada silinder dan balok beton bertulang.
1.5.
Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : a. Mutu beton rencana yang digunakan adalah fc’ = 20 MPa, b. Variasi benda uji adalah 2 buah, terdiri dari :
Faktor Air Semen ( F.A.S )
Pengujian Kuat Tekan
Pengujian Kuat Lentur
Benda Uji Silinder d = 15 cm , h = 30 cm.
Benda Uji Balok b = 20 cm , h = 30 cm , L = 320 cm 2
16 0.57
Pasir Pantai
Pasir Biasa
Pasir Pantai
Jumlah Sampel 8
Total Benda Uji
Pasir Biasa
Jumlah Sampel 8
1
1
18
c. Dimensi benda uji berupa balok berukuran 20 x 30 x 320 cm dengan tulangan minimum, dan silinder d. e. f. g. h. i. j.
berdiameter 15 cm dan tinggi 30 cm, Dimensi tulangan balok adalah baja tulangan polos D10 sebanyak 3 batang ( untuk wilayah tarik saja ), Pasir yang digunakan untuk beton normal adalah pasir biasa dan pasir pantai, Pengujian kuat tekan dan elastisitas pada benda uji silinder dilaksanakan pada umur beton 28 hari, Pengujian kuat tarik belah pada benda uji silinder dilaksanakan pada umur beton 28 hari, Pengujian ketahanan balok beton bertulang terhadap keruntuhan ( flexure test ) dilaksanakan pada umur beton 28 hari. Pengujian regangan balok beton bertulang dilaksanakan pada umur beton 28 hari. Pengujian pola retak balok beton bertulang dilaksanakan pada umur beton 28 hari.
2. TINJAUAN PUSTAKA Beton ( concrete ) adalah material utama konstruksi yang paling banyak digunakan selain baja. Beton diperoleh dengan cara mencampurkan semen, agregat halus dan kasar, dan air dengan perbandingan tertentu. Bila campuran tersebut dicampur dan dituang ke dalam cetakan dan kemudian dibiarkan, maka akan terjadi proses pengerasan. Proses pengerasan itu terjadi karena reaksi kimia antara air dan semen yang berlangsung terus menerus. Agregat halus ( pasir ) adalah bahan yang berbahan mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton yang memiliki ukuran butiran kurang dari 5 mm atau lolos saringan No.4 dan tertahan pada saringan No.200. Agregat halus ( pasir ) berasal dari hasil disintegrasi alami dari batuan alam atau pasir buatan yang dihasilkan dari alat pemecah batu ( stone crusher ). Agregat halus yang akan digunakan harus memenuhi spesifikasi yang telah ditetapkan oleh. Jika seluruh spesifikasi yang ada telah terpenuhi maka barulah dapat dikatakan agregat tersebut bermutu baik. Adapun spesifikasi tersebut adalah : a. Susunan Butiran ( Gradasi ), Untuk mengetahui kategori kehalusan pasir, maka dilakukan analisa saringan. b. Kadar Lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 75 mikron ( ayakan No.200 ), tidak boleh melebihi 5 % ( terhadap berat kering ). Apabila kadar lumpur melampaui 5 % maka agragat harus dicuci. c. Kadar liat tidak boleh melebihi 1 % ( terhadap berat kering ) d. Agregat halus harus bebas dari pengotoran zat organik yang akan merugikan beton, atau kadar organik jika diuji di laboratorium tidak menghasilkan warna yang lebih tua dari standar percobaan Abrams – Harder dengan batas standarnya pada acuan No 3. e. Agregat halus yang digunakan untuk pembuatan beton dan akan mengalami basah dan lembab terus menerus atau yang berhubungan dengan tanah basah, tidak boleh mengandung bahan yang bersifat reaktif terhadap alkali dalam semen, yang jumlahnya cukup dapat menimbulkan pemuaian yang berlebihan di dalam mortar atau beton dengan semen kadar alkalinya tidak lebih dari 0,60 % atau dengan penambahan yang bahannya dapat mencegah pemuaian. f. Sifat kekal ( keawetan ) diuji dengan larutan garam sulfat : Jika dipakai Natrium – Sulfat, bagian yang hancur maksimum 10 %. Jika dipakai Magnesium – Sulfat, bagian yang hancur maksimum 15 %.
Adapun metode untuk membersihkan agregat halus adalah dengan mencuci pasir dengan air keran di atas ayakan no. 200 hingga air yang lolos ayakan no. 200 tampak bersih secara visual. Pada penelitian kali ini, digunakan pasir biasa ( pasir sungai ) dan pasir Pantai Cermin sebagai agregat halus beton. Distribusi butiran pasir pantai lebih seragam bila dibandingkan dengan pasir biasa. Hal ini berpotensi menyebabkan rongga udara yang lebih banyak di dalam beton. 3. METODE PENELITIAN PENYEDIAAN BAHAN PENYUSUN BETON
ANALISA BAHAN PENYUSUN BETON ( AGREGAT HALUS DAN AGREGAT KASAR ) ANALISA BAHAN PENYUSUN BETON
PERENCANAAN BETON ( MIX DESIGN )
PEMBUATAN BENDA UJI
BENDA UJI SILINDER
BENDA UJI BALOK CURING BENDA UJI SILINDER DAN BALOK
PENGUJIAN TERHADAP BENDA UJI ANALISA DATA LAPORAN HASIL PENELITIAN
Nilai kuat tekan beton diperoleh dari persamaan :
f' c
Ρ Α
dimana : f’c P A
= Kekuatan tekan ( kg / cm2 ) = Beban tekan ( kg ) = Luas permukaan benda uji ( cm2 )
Pengujian kuat lentur balok dilakukan dengan konfigurasi sebagai berikut : P
30 cm
75 cm
20 cm
300 cm 320 cm
4.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Setelah melalui proses penelitian, diperoleh hasil sebagai berikut : Pasir Pantai Cermin memiliki nilai FM : 2,38 Pasir Pantai Biasa memiliki nilai FM : 2,62
Tabel 1. Kuat Tekan Beton : No. Sampel 1. 2. 3. 4.
Luas ( mm2 )
Beton dengan Pasir Biasa Berat ( Kg ) Kuat Tekan ( MPa ) 17662,5 12,2 19,438 17662,5 12,1 22,308 17662,5 12,1 20,136 17662,5 12,2 19,929 Kuat Tekan Rata - Rata 20,452
Beton dengan Pasir Pantai Cermin Berat ( Kg ) Kuat Tekan ( MPa ) 12,9 16,985 12,7 19,023 12,5 18,249 12,5 16,418 17,668
Tabel 2. persen penurunan kuat tekan beton : No. Sampel 1 2 3 4
Luas ( mm2 )
Kuat Tekan Sampel Silinder dengan Pasir Biasa ( MPa ) 19,438 22,308 20,136 19,929 20,452
17662,5 17662,5 17662,5 17662,5 Rata – rata
Kuat Tekan Sampel Silinder dengan Pasir Pantai Cermin ( MPa ) 16,985 19,023 18,249 16,418 17,668
Penurunan Kuat Tekan (%) 12,619 14,725 9,371 17,617 13,583
Tabel 3. Kuat Tarik Belah Beton : Luas ( mm2 )
No. Sampel
Beton dengan Pasir Pantai Cermin Berat ( Kg ) Kuat Tarik ( MPa ) 12,1 1,774 12,4 2,303 12,2 2,473 12,4 2,643 2,298
Grafik Kuat Tekan Beton dengan Pasir Biasa dan Pasir Pantai Cermin 24 KUAT TEKAN ( MPa )
1. 2. 3. 4.
Beton dengan Pasir Biasa Berat ( Kg ) Kuat Tarik ( MPa ) 17662,5 12,1 2,247 17662,5 12,1 2,586 17662,5 11,9 2,889 17662,5 12,3 2,719 Kuat Tarik Rata - Rata 2,61025
22,308
22
20,136
19,438
19,929
20 18 16
19,023
18,249
16,985
Pasir Biasa 16,418
Pasir Pantai Cermin
14 12 10 I
II
III
IV
Grafik 1. Nilai Kuat Tekan Beton dengan Agregat Halus Pasir Biasa dan Pasir Pantai Cermin
( MPa )
Grafik Kuat Tarik Belah Beton dengan Pasir Biasa dan Pasir Pantai Cermin 4 3
2,586
2,889
2,719
KUAT TARIK BELAH
2,247 2
2,303
2,473
2,643
Pasir Biasa Pasir Pantai Cermin
1,774 1 0 I
II
III
IV
Grafik 2. Nilai Kuat Tarik Belah Beton dengan Agregat Halus Pasir Biasa dan Pasir Pantai Cermin
5. Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan, maka diambil beberapa kesimpulan, antara lain : Pasir biasa dan pasir pantai tidak perlu melalui proses pencucian karena kandungan lumpur pasir biasa dan pasir pantai masih berada di bawah batas toleransi, yaitu 5 %. Dalam pengujian berbagai parameter kandungan kimia seperti Ca, Mg, Cl, Fe dan SiO 2 di laboratorium, terdapat perbedaan yang signifikan pada kandungan besi ( Fe ) dalam pasir biasa dan pasir pantai, yaitu 22,02 % untuk pasir biasa dan 1,50 % untuk pasir pantai. Nilai slump rata – rata untuk beton dengan agregat halus pasir biasa adalah 11,3 cm, sedangkan nilai slump rata – rata untuk beton dengan agregat halus pasir pantai adalah 6,8 cm. Penurunan kuat tekan rata – rata pada beton dengan pasir pantai dibandingkan dengan beton dengan pasir biasa adalah 13,583 %. Kuat tarik belah rata – rata pada beton dengan agregat halus pasir biasa adalah 2,61025 MPa, sedangkan kuat tarik belah rata – rata pada beton dengan agregat halus pasir Pantai Cermin adalah 2,298 MPa. Nilai elastisitas rata – rata untuk beton dengan agregat halus pasir biasa adalah 20130,5 MPa, sedangkan nilai elastisitas rata – rata untuk beton dengan agregat halus pasir pantai adalah 18742,5 MPa. Pada pengujian lendutan balok ( flexure test ), balok dengan agregat halus pasir biasa mengalami retak untuk pertama kalinya pada saat P = 8500 kg. Sedangkan balok dengan agregat halus pasir Pantai Cermin mengalami retak untuk pertama kalinya pada saat P = 7000 kg. Total panjang retak pada balok dengan agregat halus pasir biasa adalah 267 cm, sedangkan total panjang retak pada balok dengan agregat halus pasir Pantai Cermin adalah 275 cm.
DAFTAR PUSTAKA
Mulyono, Tri. 2003, Teknologi Beton, Penerbit ANDI Yogyakarta. Nugraha, Paul., Antoni. 2007. Teknologi Beton, Surabaya : Penerbit Andi. Tjokrodimuljo, Kardiyono. 2009. Teknologi Beton, Biro Penerbit Teknik Sipil Universitas Gajah Mada Neville, A.M., 1977. Properties of Conrete, London : Pitman Publishing Limited. SK SNI 1972-2008, “Cara Uji Slump Beton”, Badan Standar Nasional. SK SNI 03-2847-2002, “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung”, Badan Standar Nasional. ASTM, Annual Books of ASTM Standards 1991 : Concretes And Aggregates, Vol.04.02 Construction, Philadelphia-USA: ASTM,1991,PA19103-1187. Pateha, M. Kasim., P, Murlita. 2003. Pengaruh Gradasi Agregat Halus Terhadap Stabilitas dan Kuat Tekan Beton. Siregar, Ahmad Husin., Satyarno., Tjokrodimuljo. 2008. Pemanfaatan Pasir Pantai Sepempang dan Batu Pecah Asal Ranai Sebagai Bahan Pembuatan Beton Normal. Suroso, Hery., Tjokrodimuljo, Kardiyono. 2003. Pengaruh Penambahan Pasir Pantai Terhadap Laju Kenaikan Kuat Tekan Beton.
