abstrak fitri ekasari, 2012. kajian serapan dan penetrasi .../kajian... · perpustakaan.uns.ac.id...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

v

ABSTRAK Fitri Ekasari, 2012. Kajian Serapan dan Penetrasi Beton Normal dengan Bahan Tambah Metakaolin dan Serat Galvalum AZ 150. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Beton banyak digunakan secara luas sebagai bahan bangunan dibidang teknik sipil. Beton menjadi material pilihan pada lingkungan pesisir yang agresif yang memiliki kandungan klorida, sulfat dan derajat keasaman tinggi yang dapat mengakibatkan beton menjadi keropos. Sifat kekedapan yang tinggi diharapkan mampu menahan beton terhadap lingkungan yang agresif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan bahan tambah serat Galvalum AZ 150 dan metakaolin pada beton normal terhadap nilai serapan dan penetrasi sebagai tolak ukur beton kedap air. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di laboratorium. Benda uji serapan sebanyak 30 sampel dan benda uji penetrasi sebanyak 30 sampel. Variasi serat 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; dan 1% serta variasi penambahan metakaolin sebesar 0% dan 7,5%. Pada masing-masing variasi terdiri dari 3 benda uji. Benda uji serapan dan penetrasi adalah silinder beton diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm, Porositas dan permeabilitas beton diuji pada umur beton 28 hari. Berdasarkan SK SNI S-36-1990-03 untuk perendaman air selama 10+0,5 menit, semua benda uji serapan memenuhi syarat untuk beton kedap air normal. Serapan air terbesar terjadi pada beton normal dengan bahan tambah metakaolin dan serat galvalum dengan kadar serat 7,5% yaitu sebesar 2,4091%. Pada perendaman 1 x 24 jam, semua benda uji juga memenuhi syarat untuk beton kedap air normal. Serapan air terbesar terjadi pada beton dengan penambahan metakaolin dan serat 7,5%, yaitu sebesar 3,6266%. Semua benda uji porositas telah memenuhi syarat untuk agresif sedang. Sedangkan benda uji yang memenuhi syarat untuk agresif kuat adalah beton dengan kadar serta 0%; 0,25%; 0,5%; 1% tanpa penambahan metakaolin dan beton dengan kadar serat 0%; 0,25%; 0,5% dengan penambahan metakaolin. Nilai penetrasi maksimum terjadi pada beton dengan kadar serat 0,75% dengan kedalaman penetrasi sebesar 35 mm. Kata kunci: Beton Serat, Galvalum AZ 150, Metakaolin, Serapan dan Penetrasi.


commit to user

vi

ABSTRACT Fitri Ekasari, 2012. Study of Absorption and Penetration of Normal Concrete Metakaolin With Galvalum AZ 150 Fiber. Thesis.Civil Engineering Faculty of Engineering. Sebelas Maret University. Concrete was a construction material that was very dominant in the structure of the building. Concrete became material choice in aggressive coastal environment. The aggressive environment had content of chloride, sulphate and level of high acidity that could result in concrete becaming porous. This research aimed to got the influence of use Galvalum AZ 150 fiber and metakaolin additive to the normal concrete on absoption and penetration as waterproof concrete. This study used an experimental method in the laboratory. Absorption of the test object as much as 30 samples and the test object penetration of 30 samples. The variation of fiber were 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; and 1% while used metakaolin variation of 0% and 7,5%. Each variation consisted of 3 specimens. The absorption and the penetration objects was concrete cylinder with 7.5 cm diameter and 15 cm. The porosity and permeability of specimens were measured in the day-28 of concrete age. SK SNI based on S-36-1990-03 for water immersion for 10 +0.5 minutes, all specimens absorption eligible for normal water-resistant concrete. Largest water absorption uptake occurs in normal concrete with metakaolin and fiber-added materials galvalum with 7.5% fiber content that was equal to 2.4091%. At 1 x 24 hours of immersion, all specimens were also eligible for a normal water-resistant concrete. Water uptake was greatest with the addition of metakaolin in concrete and fiber 7.5%. All specimen porosity had been qualified for being aggressive. While the specimens were eligible for the concrete with a strong aggressive levels and 0%, 0.25%, 0.5%, 1% without the addition of metakaolin and concrete with a fiber content of 0%, 0.25%, 0.5% with addition of metakaolin. The maximum penetration values occur in the concrete with a fiber content of 0.75% with a penetration depth of 35 mm. Keywords: Concrete Fibers, Galvalum AZ 150, Metakaolin, Absorption and Penetration.


commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Beton adalah suatu material konstruksi yang tidak dapat dipisahkan dengan

kehidupan sosial modern. Seiring dengan berkembangnya zaman, maka

kebutuhan manusia akan terus bertambah. Salah satunya adalah kebutuhaan akan

bangunan-bangunan konstruksi, baik berupa sarana umum maupun bangunan

pribadi. Saat ini banyak dikembangkan konsep Waterfront City, yaitu bangunan-

bangunan konstruksi yang dibangun pada lingkungan yang lembab, terutama pada

daerah pesisir pantai.

Sifat-sifat air laut yang sangat agresif membuat bangunan-bangunan tersebut

memerlukan bahan bangunan yang tahan terhadap air laut. Beton menjadi pilihan

bahan bangunan yang tepat untuk digunakan di wilayah pesisir dibanding dengan

baja yang sifatnya sangat korosif . Sifat beton yang tahan terhadap korosi, mudah

dibentuk dan mudah dalam pengerjaan sangat menguntungkan untuk pembangun

di wilayah pesisir terutama dalam skala besar.

Beton yang baik adalah beton dengan kekedapan tinggi. Salah satu faktor yang

sangat berpengaruh terhadap tingkat keawetan beton adalah adanya aliran air

masuk ke dalam beton (permeation). Terdapat beberapa cara aliran air masuk ke

dalam beton, diantaranya adalah masuknya air ke dalam pipa-pipa kapiler

(capillary suction) yang disebut serapan air dan penetrasi yang terjadi akibat

adanya perbedaan tekanan, baik tekanan cairan maupun tekanan gas.

Pasta semen yang mengeras memilki struktur yang berpori (Tjokrodimuljo, 1996).

Dengan adanya pori-pori pada beton akan berpengaruh terhadap rembesan dan

permeabilitas beton. Permeabilitas penting untuk diketahui karena pada beton

bertulang terdapat tulangan baja yang berfungsi untuk menahan tegangan tarik


commit to user

2

yang bekerja pada beton dan lapisan beton akan melindungi baja agar tidak kontak

langsung dengan udara yang dapat mengakibatkan reaksi oksidasi sehingga akan

menyebabkan terjadi korosi pada tulangan.

Beton diminati karena banyak memiliki kelebihan-kelebihan dibandingkan

dengan bahan lainnya, kelebihan beton antara lain harganya yang relatif murah,

ekonomis, mampu menerima kuat tekan dengan baik, tahan aus, awet dan mudah

perawatannya. Banyaknya penggunaaan beton dalam konstruksi membuat upaya

penciptaan mutu yang baik, salah satu upaya tersebut dengan penambahan

pozolan jenis metakaolin dan serat galvalum AZ 150 pada beton dimaksudkan

akan memperbaiki parameter-parameter mutu beton.

Pozzolan yaitu bahan yang mengandung silika atau aluminosilika yang dengan

sendiri, tidak atau sedikit mempunyai sifat mengikat seperti semen, akan tetapi

dalam bentuknya yang halus dan dengan adanya air, senyawa tersebut akan

bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar membentuk

senyawa yang memiliki sifat seperti semen.

Ditinjau dari segi kimia, pozzolan mempunyai pengaruh positif terhadap beton.

Dalam campuran beton SiO2 yang reaktif dari pozzolan akan bereaksi dengan

kapur/kalsium hidroksida dari semen Portland membentuk kalsium hidrosilikat.

Semen + Air CSH + Ca(OH)2

Ca(OH)2 + SiO2 + H2O CaOSiO2 + 2H2O

Penambahan metakaolin sebagai pengganti sebagian semen dimaksudkan untuk

mempercepat proses hidrasi dan sebagai pozzolan. Metakaolin merupakan hasil

pembakaran dari kaolin pada suhu 450oC-900o C yang mempunyai ukuran partikel

lebih kecil dari silica fume dan banyak mengandung SiO2(54,64%) dan

Al2O3(42,87%) yang merupakan unsur utama semen sehingga dapat digunakan

sebagai bahan pengganti semen (Sambowo, 2002). Dengan penambahan

metakaolin diharapkan dapat meningkatkan kekuatan beton, memperkecil


commit to user

3

permeabilitas, dan meningkatkan kepadatan. Metakaolin sebagai salah satu jenis

pozzolan mempunyai ukuran rata-rata partikelnya lebih kecil daripada ukuran

rata-rata partikel semen sehingga dapat bekerja untuk mengisi ruang antar butiran

semen dan dapat memperkuat ikatan antar partikel-partikelnya. Penyebaran pori-

pori dalam beton diharapkan dapat dikurangi dengan adanya metakaolin sehingga

total volume pori berkurang dan ukuran rata-rata pori mengecil.

Selain metakaolin dalam penelitian ini juga menggunakan bahan tambah berupa

serat galvalum AZ 150, karena memiliki unit densitas lebih rendah dari pada serat

baja (sehingga dapat mempertahankan berat jenis beton agar tetap ringan) dan

memiliki sifat mekanis yang cukup baik. Sebagai penelitian awal serat galvalum

AZ 150 ini mempunyai kuat tarik maksimum 6224,24 kg/cm2, angka ini setara

dengan kekuatan baja BJTD 39, hasil penelitian mediyanto (2005) dan hasil ini

lebih tinggi dari kekuatan bendrat hasil penelitian Suhendro (1991).

Penambahan serat pada campuran beton akan memberikan kontribusi terhadap

perbaikan karakteristik beton diantaranya adalah meningkatkan kekuatan tarik,

kekuatan tekan, dan daktilitas beton. Telah banyak penelitian yang dilakukan

mengenai beton berserat. Seperti yang telah dilakukan oleh Suhendro (1991)

dengan menambahkan serat baja (kawat bandrat), terbukti dapat meningkatkan

kuat tarik beton. Penelitian serupa dengan menambahkan serat plastik yang

dilakukan oleh Wibowo (2002) juga menunjukan adanya peningkatan kuat tarik

beton berserat.

Prinsip penambahan serat adalah memberi tulangan pada beton yang disebar

dalam adukan beton dengan orientasi random untuk mencegah terjadinya retakan-

retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik akibat panas hidrasi maupun akibat

pembebanan (Soroushin dan Bayasi, 1997).

Ide penambahan serat galvalum diharapkan dapat memberikan kontribusi positif

terhadap beton, dimana dengan serat tersebut dapat mengurangi masuknya air ke

dalam pipa-pipa kapiler (capillary suction) dalam beton dan atau nilai serapan air


commit to user

4

dan penetrasi dalam beton memenuhi syarat untuk beton kedap air. Disamping itu

penambahan serat ini diharapkan mampu meningkatkan kinerja beton, dalam

kapasitas tarik, kuat lentur, toughness, ketahanan terhadap formasi retak, dan kuat

geser.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang masalah diatas, maka dapat dirumuskan suatu

masalah sebagai berikut :

a. Bagaimana pengaruh penambahan metakaolin dan serat galvalum AZ 150

terhadap serapan dan penetrasi beton.

b. Berapa kadar serat Galvalum AZ 150 pada beton normal yang memenuhi

syarat beton kedap air.

1.3. Batasan Masalah

Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan

masalah sebagai berikut :

a. Semen yang digunakanadalah semen tipe I OPC.

b. Mix Design rencana menggunakan metode standar Dinas Pekerjaan Umum

(SK SNIT-15-1990-03).

c. Berat galvalum yang ditambahkan adalah 0 % ; 0,25 % ; 0,50 %; 0,75 % ;

dan 1 % dari volume total beton.

d. Berat metakaolin yang ditambahkan adalah 0 % ; dan7,5 % dari berat

semen.

e. Pengujian serapan dan penetrasi beton dilakukan pada umur perawatan

benda uji 28 hari.

f. Penelitian ini tidak membahas reaksi kimia yang terjadi akibat penambahan

serat galvalum AZ 150.


commit to user

5

1.4. Tujuan Penelitian

a. Mengetahui pengaruh penambahan metakaolin dan serat galvalum AZ 150

terhadap serapan dan penetrasi beton.

b. Mengetahui kadar serat Galvalum AZ 150 pada beton normal yang memenuhi

syarat beton kedap air.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang ingin diperoleh dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Manfaat Teoritis

a. Memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu bahan dan struktur.

b. Menambah pengetahuan tentang persentase serat galvalum pada beton

normal metakaolin ditinjau dari parameter serapan dan penetrasi betonnya.

2. Manfaat Praktis

a. Mengoptimalkan pemanfaatan serat galvalum dan metakaolin dalam

pengembangan teknologi beton yang kedap air.

Memberikan alternatif penggunaan serat yang ekonomis dengan peningkatan

mutu beton yang diharapkan.


commit to user

6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Beton adalah suatu campuran yang tediri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-

agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen

dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang, satu atau lebih bahan aditif

ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti

kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan (McCormac,

2003).

Bentuk dan tekstur permukaan agregat berpengaruh pada kekuatan beton dimana

bentuk yang runcing mempunyai kemampuan untuk saling mengunci, dan

permukaan yang kasar mempunyai koefisien gesek yang tinggi sehingga akan

menghasilkan kekuatan yang tinggi (Sudarmoko, 1998).

Menurut Subakti,1994 (dalam Dharma Putra, 2006), pada proses hidrasi, air dan

semen akan menghasilkan Ca(OH)2 yang merupakan bahan yang mudah larut dalam

air dan bersifat basa, akan bereaksi dengan SiO2 akan membentuk Kalsium Silikat

Hidrat yang bersifat sebagai perekat sehingga dapat meningkatkan kekuatan serta

kekedapan beton.

Beton dengan agregat normal, kekedapannya tergantung pada porositas pasta semen

(A. M. Neville dan J. J. Brooks, 1987 : 264). Pasta semen yang mengeras merupakan

struktur yang berpori (kardiyono, 1996). Beton itu mempunyai kecenderungan berisi

rongga akibat adanya gelembung-gelembung udara yang terbentuk lama atau sesudah

pencetakan (Murdock and Book, 1999) sehingga beton tidak bisa kedap air

sempurna.


commit to user

7

Pozzolan adalah bahan alam atau buatan yang sebagian besar terdiri dari unsur-unsur

silikat dan atau aluminat yang reaktif. Pozzolan sendiri tidak mempunyai sifat semen

tetapi dalam keadaan halus ( lolos ayakan 0,21 mm ) bereaksi dengan air dan kapur

padam pada suhu normal (24-27oC) menjadi suatu massa padat yang tidak larut

dalam air ( kardiyono, 1996 ).

Metakaolin merupakan hasil pembakaran kaolin ( china clay ) pada suhu 450° C -

900° C. Secara umum keuntungan penggunaan metakaolin adalah karena dapat

sebagai pengisi pori-pori beton, sebagai pozzolan dan untuk percepatan proses

hidrasi cemen ( Malhotra dan Mehta, 1996 ). Tingkat campuran normal metakaolin

dalam beton berkisar antara 5 – 20% dari berat semen ( Kostuck et al, 1993;

Sambowo, 2002; Coild, 2004 ).

Metakaolin yang ditambahkan berguna sebagai pereaksi hasil sampingan campuran

semen dan air yaitu kalsium hidroksida. Kalsium hidroksida akan mengeras saat

bereaksi dengan metakaolin sehingga dapat menambah kekuatan beton. Karena

ukuran partikelnya yang sangat kecil maka selain sebagai pereaksi kalsium

hidroksida metakaolin juga sebagai filler yaitu pengisi rongga beton (The Concrete

Countertop Institute, 2007).

Penambahan metakaolin pada campuran beton ringan berserat alumunium dengan

kadar 10% mengakibatkan penurunan KIC (Ervina Hikmawati, 2007), disebabkan

oleh reaksi antara metakaolin dan semen yang justru akan mengacaukan matrik serat,

sehingga energy yang disumbangkan untuk menahan terjadinya retakan menjadi

berkurang. Dibandingkan dengan penambahan metakaolin dengan kadar 7,5%

penurunan nilai KIC lebih kecil (Dwi Ernawati,2009).

Metakaolin menekan reaksi alkali-silika, seperti yang terjadi pada dam di Brasil.

Metakaolin mengurangi penetrasi klorida sehingga resiko terjadi korosi pada beton

yang bersentuhan langsung dengan klorida berkurang. Karena efek keuntungan pada

kualitas pasta semen, metakaolin meningkatkan kuat tekan pada umur 28 hari. Daya

tahan terhadap abrasi juga meningkat dengan penggunaan metakaolin (Sabir, 2001).


commit to user

8

Beton berserat mempunyai kelebihan daripada beton tanpa serat dalam beberapa sifat

strukturnya, antara lain keliatan (ductility), ketahanan tehadap baban kejut (impact

resistance), kuat tarik dan kuat lentur (tensile and flexural strength), kelelehan

(fatigue life), kekuatan terhadap pengaruh susutan (shrinkage), dan ketahanan

terhadap keausan (abrasion) (Soroushian dan Bayasi, 1987).

Dosis penggunaan beton serat,fraksi volume rendah (volume serat < 1% dari Volume

beton), fraksi volume sedang (volume serat 1% - 2% dari Volume beton), fraksi

volume tinngi (volume serat > 2% dari Volume beton) (Solihin As’ad, 2007).

Kosentrasi serat yang masih mungkin dilakukan pengadukan secara mudah adalah 1

% volume. Jika kosentrasi serat melebihi nilai tersebut, adukan akan menjadi sulit

diaduk, dan yang masih diijinkan agar adukan beton masih workable adalah L/D <

100 (Sudarmoko, 1987).

Dari penelitian-penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa

penambahan serat sebanyak 0,75 % sampai dengan 1 % dari volume adukan akan

memberikan hasil yang optimal (Wahyu, 2002).

Beton serat didefinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran semen, agregat,

air dan sejumlah serat yang disebar secara random. Prinsip penambahan serat adalah

memberi tulangan pada beton yang disebar merata ke dalam adukan beton dengan

orientasi random untuk mencegah terjadinya retakan-retakan beton yang terlalu dini

di daerah tarik akibat panas hidrasi maupun akibat pembebanan (Soroushian dan

Bayasi, 1987, Mediyanto, 2001).

Menurut Kardiyono Tjopkrodimuljo, beton serat ( fiber concrete ) adalah bahan

komposit terdiri dari beton biasa dan bahan lainnya yang berupa serat. Serat pada

umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5-500 mm (mikro meter)

dan panjang sekitar 25mm-100mm. Bahan serat dapat berupa serat asbes, serat

tumbuh-tumbuhan (rami, bambu, ijuk), serat plastik (polypropylene), atau potongan

kawat baja.


commit to user

9

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Beton

Beton adalah batuan buatan yang diperoleh dengan mencampurkan semen Portland,

air, dan agregat serta dengan atau tanpa bahan tambahan dengan perbandingan

tertentu. Bahan tambahan berupa bahan kimia, serat dan bahan buangan non kimia.

Bahan serat yaitu serat baja, plastik, dan tumbuh – tumbuhan.

Beton didapat dari pencampuran bahan – bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir,

batu pecah atau bahan semacam lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan

perekat dan air sebagai bahan pembantu guna kepentingan reaksi kimia selama

proses pengerasan dan perawatan beton berlubang (Dipohusodo, 1996).

2.2.2. Beton Serat

Menurut Kardiyono Tjokrodumuljo, beton serat (fiber concrete) ialah bahan

komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lainnya yang berupa serat. Menurut

ACI Committe 544 (Sudarmoko dan Pribadi,1997), beton serat didefinisikan sebagai

beton yang terbuat dari campuran semen, agregat halus dan kasar, serta sejumlah

kecil serat. Penambahan serat dimaksudkan untuk memberi tulangan serat pada

beton, yang disebar secara random (acak) untuk mencegah retak-retak yang terjadi

akibat pembebanan.

Dengan penambahan serat ke dalam adukan beton, maka sifat-sifat structural beton

akan diperbaiki. Serat-serat di dalam beton bersifat mekanis, sehingga tidak akan

bereaksi secara kimiawi dengan bahan beton lainnya. Serat membantu mengikat dan

mempersatukan campuran beton setelah terjadinya pengikatan awal dengan semen.

Serat pada umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5mm sampai

55mm, dan panjang sekitar 25 mm sampai 100 mm. Bahan serat dapat berupa : serat

asbestos, serat tumbuh-tumbuhan (rami, bambu, ijuk), serat palstik (polypropylene),


commit to user

10

atau potongan kawat baja. Jika serat yang dipakai mempunyai modulus elastisitas

yang lebih tinggi dari pada beton, maka beton serat akan mempunyai kuat tekan, kuat

tarik, maupun modulus elastisitas yang sedikit lebih tinggi dari pada beton biasa.

Bermacam serat direkomendasikan untuk digunakan sebagai perkuatan beton, namun

tipe serat secara umum dapat diklasifikasikan menjadi 4 menurut ACI Committee

544, yaitu:

1. SFRC ( Steel Fiber Reinforced Concrete)

2. GFRC ( Glass Fiber Reinforced Concrete)

3. SNFRC ( Synthetic Fiber Reinforced Concrete)

4. NFRC ( Natural Fiber Reinforced Concrete)

Adapun spesifikasi serat-serat yang sering digunakan dapat dilihat pada Tabel 2.1

sebagai berikut :

Tabel 2.1. Spesifikasi Serat-Serat yang Sering Digunakan :

Fiber Spesific

grafity

Tensite

Strenght

Young’s

Modulus

(103 ksi)

Comman

Diameters (in)

Comman

Length (in)

Steel 7.86 100-300 30 0.0005-0.04 0.5-1.5

Glass 2.7 Up to 180 11 0.004-0.003 0.5-1.5

Poly

propilen

0.91 Up to 100 0.14-1.2 Up to 0.1 0.5-1.5

Carbon 1.6 Up to 100 7.2 0.0004-0.0008 0.02-0.5

(Sumber: Soroushian dan Bayasi, 1987)

Serat untuk campuran nonpabrikasi (bahan yang diproduksi bukan untuk difungsikan

sebagai serat) terbukti dapat difungsikan sebagai pengganti bahan serat untuk beton,

sebagai contoh penggunaan kawat bendrat seperti penelitian yang dilakukan

Suhendro (1997) dan penggunaan serat plastik (Alsayed,1998; Mediyanto,2001;

Wibowo,2002). Dengan merujuk pada hasil penelitian sebelumnya maka digunakan

serat galvalum. Penelitian ini difokuskan pada durabilitas beton normal dengan

bahan tambah metakaolin dan serat galvalum terhadap serangan air tawar yang

masuk ke dalam material beton.


commit to user

11

2.2.3. Pengertian Beton Normal dengan Bahan Tambah Metakaolin dan Serat

Galvalum

Beton normal dengan bahan tambah metakaolin dan serat galvalum adalah suatu

material bangunan yang dibuat dengan cara menambahkan serat galvalum dan

mencampurkannya dengan pasir, kerikil, semen portland, metakaolin serta air dengan

perbandingan tertentu.

2.2.4. Material Penyusun Beton Normal dengan Bahan Tambah Metakaolin

dan Serat Galvalum

2.2.4.1. Semen Portland

Semen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan

klinker yang terdiri dari silikat - silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips

sebagai bahan tambahan (PUBI–1982). Fungsi semen ialah untuk merekatkan butir–

butir agregat agar terjadi suatu massa yang kompak atau padat, selain itu juga untuk

mengisi rongga diantara diantara butiran–butiran agregat.

Semen diperoleh dengan membakar secara bersamaan, suatu campuran dari

calcareous (yang mengandung kalsium karbonat atau batu gamping) dan

argillaceous (yang mengandung alumina) dengan perbandingan tertentu. Secara

umum kandungan semen Portland ialah : kapur, silica, dan alumina. Ketiga bahan

dasar tersebut dicampur dan dibakar dengan suhu 1550° C dan menjadi klinker.

Setelah itu dikeluarkan, didinginkan dan dihaluskan sampai berupa bubuk kemudian

ditambahkan gips atau kalsium sulfat (CaSO4) kira-kira 2 sampai 4 persen sebagai

bahan pengontrol waktu pengikatan.


commit to user

12

Tabel 2.2. Susunan Unsur Semen Portland

Oksida Persen (%)

Kapur (CaO)

Silika (SiO2)

Alumina (Al2O3)

Besi (Fe2O3)

Magnesium (MgO)

Sulfur (SO3)

Soda/potash (Na2O + K2O)

60-65

17-25

3-8

0,5-6

0,5-4

1-2

0,5-1

(Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996)

Empat unsur yang paling penting dalam semen adalah:

a. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO3

b. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2

c. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3

d. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.FeO2

Perubahan komposisi semen yang dilakukan dengan cara mengubah persentase

empat komponen utama semen dapat menghasilkan beberapa jenis semen sesuai

jenis pemakaiannya. Jenis-jenis semen portland yang sering digunakan dalam

konstruksi serta penggunaannya dicantumkan pada Tabel 2.1.

Tabel 2.3. Jenis Semen Portland di Indonesia Sesuai SII 0013-81

Jenis Semen Karakteristik Umum

Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan

persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-jenis lain

Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan

ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan

kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi


commit to user

13

Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan

panas hidrasi yang rendah

Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan

ketahanan yang tinggi terhadap sulfat

Sumber : Tjokrodimuljo (1996)

2.2.4.2. Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam

campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60% - 80% dari

volume mortar atau beton. Meskipun hanya sebagai bahan pengisi, tetapi agregat

sangat berpengaruh terhadap sifat mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat

merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton. Terdapat 2

agregat yang dibutuhkan yaitu:

1. Agregat Halus

Agregat halus adalah pasir alam sebagai hasil disintegrasi alami batuan atau pasir

yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dengan ukuran antara 0,15 mm dan 5

mm. (SK SNI T-15-1991-03).

Dalam Peraturan Beton Indonesia ( PBI ) 1971 NI-2, agregat halus atau pasir yang

akan digunakan harus memenuhi persyaratan antara lain :

a. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras.

b. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5%.

c. Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak, yang harus

dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams-Header (dengan larutan NaOH)

Dalam pemilihannya agregat halus harus benar-benar memenuhi persyaratan yang

telah ditentukan. Hal tersebut sangat berpangaruh pada kemudahan pengerjaan

(workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang

dihasilkan.


commit to user

14

Tabel 2.4. Gradasi Agregat Halus ASTM C.33-03

Ukuran Saringan

(mm)

Persentase Lolos

(%)

9,5 100

4,75 95-100

2,36 80-100

1,18 50-85

0,85 25-60

0,3 5-30

0,15 0-10

0 0

2. Agregat Kasar

Menurut SK SNI T-15-1991 dijelaskan bahwa, agregat kasar adalah kerikil yang

mempunyai ukuran butiran antara 5 mm – 40 mm sebagai hasil disintegrasi alami

dari batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu.

Menurut PUBI 1982, agregat kasar yang digunakan pada beton harus memenuhi

syarat-syarat sebagai berikut :

1. Agregat kasar harus bersifat kekal, berbutir kasar dan keras serta tidak berpori

2. Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% berat pengujian (dari

berat kering), apabila melebihi 1% berat pengujian maka agregat halus harus

dicuci sebelum dicampur menjadi beton.

3. Bagian butir agregat kasar yang panjang dan pipih tidak melebihi 20% berat

pengujian, terutama untuk bton mutu tinggi.

4. Agregat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton, seperti

alkali reaktif.


commit to user

15

5. Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam besarnya dan

tidak melewati saringan 4,75 mm.

Agregat kasar juga harus memenuhi persyaratan gradasi agregat kasar yang telah

ditentukan, pesyaratan gradasi agregat kasar tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.3

Tabel 2.5. Gradasi Agregat Kasar ASTM C.33-03

Ukuran Saringan

(mm)

Persentase Lolos

(%)

50 100

25 95-100

19 80-100

12,5 50-85

9,5 10-30

4,75 0-5

2,36 0

2.2.4.3. Air

Air merupakan bahan yang diperlukan untuk proses reaksi kimia, dengan semen

untuk pembentukan pasta semen. Air juga digunakan untuk pelumas antara butiran

dalam agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Air dalam campuran beton

menyebabkan terjadinya proses hidrasi dengan semen. Jumlah air yang berlebihan

akan menurunkan kekuatan beton. Namun air yang terlalu sedikit akan menyebabkan

proses hidrasi yang tidak merata.

Untuk perawatan dan pembuatan beton, air harus memenuhi persyaratan agar reaksi

yang terjadi tidak terganggu. Air yang memenuhi persyaratan sebagai air minum


commit to user

16

memenuhi syarat pula untuk campuran beton. Tetapi bukan berarti air yang

digunakan untuk campuran beton harus memenuhi persyaratan air mnum bersih.

Syarat-syarat air untuk campuran beton sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.6,

yaitu:

a. Tidak mengandung organik (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.

b. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik,

dll) lebih dari 15 gram/liter.

c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.

d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter

2.2.4.4. Metakaolin

Metakaolin sebagai salah satu jenis pozzolan mempunyai ukuran rata-rata

partikelnya lebih kecil daripada ukuran rata-rata partikel semen sehingga dapat

bekerja untuk mengisi ruang antar butiran semen dan dapat memperkuat ikatan antar

partikel-partikelnya. Sebagai tambahan, metakaolin itu sendiri akan bereaksi secara

optimal dengan kristal kalsium hidroksida menghasilkan kalsium silikat hidrat dan

kalsium aluminat hidrat. Penyebaran pori-pori dalam beton dikurangi dengan adanya

metakaolin sehingga total volume pori berkurang dan ukuran rata-rata pori mengecil.

Pembuatan metakaolin dilakukan pada suhu 450º C - 900º C, tetapi metakaolin akan

terbentuk sempurna pada kisaran suhu 750º C - 800º C dengan lama pembakaran

efektif 6 jam ( Jirawat S, 2001 ).

Secara umum reaksi yang terjadi pada pembakaran kaolin menjadi metakaolin adalah

sebagai berikut :

Panas

Al2 Si2 O5 (OH) 4 Al2 O3 SiO2 + 2H 2O


commit to user

17

Adapun peranan penting metakaolin pada beton yaitu :

1. Sebagai pengisi pori ( filler effect ), ukuran partikel metakaolin yang kecil

memungkinkan metakaolin untuk mengisi pori-pori sehingga akan mengurangi

porositas beton.

2. Untuk mempercepat proses hidrasi semen

3. Sebagai pozzolan dalam reaksi metakaolin dan C-H, sehingga beton yang

terbentuk lebih tahan terhadap serangan asam dan sulfat.

4. Meningkatkan kepadatan dan mengurangi permeabilitas beton.

2.2.4.5. Bahan Tambah

a. Pengertian Bahan Tambah

Bahan tambah merupakan bahan selain air, agregat, semen dan perkuatan dengan

menggunakan serat yang digunakan sebagai bahan campuran semen untuk

memodifikasi sifat beton segar, waktu pengerasan, dan kinerja beton saat keras dan

ditambahkan ke dalam adukan sebelum atau selama proses pencampuran (mixing)

(ASTM C 125, 2003).

b. Galvalum AZ 150

Dalam penelitian ini digunakan bahan tambah berupa serat Galvalum AZ 150.

Galvalum AZ 150 merupakan lembaran baja yang dilapisi Alumunium Zink (55%

Alumunium, 43,5% Seng, dan 1,5% Silikon) 150 gram/m2. Berdasarkan pada

penelitian beton ringan berserat galvalum oleh mediyanto, 2003 beberapa sifat dan

perilaku beton yang dapat diperbaiki setelah penambahan serat adalah :

a. Kekuatan terhadap lentur dan tarik

b. Ketahanan terhadap beban kejut

c. Sifat daktilitas beton

d. Ketahanan terhadap keausan

e. Kekuatan geser beton


commit to user

18

Keunggulan inilah yang dijadikan dasar dalam pemilihan serat galvalum dalam

pembuatan beton normal berserat, selain itu dikarenakan serat galvalum memiliki

unit densitas yang lebih rendah dari serat baja.

Penambahan konsentrasi serat yang terlalu banyak ke dalam adukan beton

mengakibatkan terjadinya penggumpalan yang akan menghalangi penyebaran secara

merata ke seluruh beton. Berdasarkan hal tersebut, maka dalam penelitian ini

persentase serat galvalum yang ditambahkan dalam adukan beton maksimum 1%

dari volume beton. Persentase serat yang digunakan dalam penelitian ini adalah

sebesar 0%, 0,25%, 0,50%, dan 0,75% dan 1%.

2.2.5. Mekanisme Kinerja Serat

Penambahan serat baja ke dalam beton akan meningkatkan kinerja beton dalam

kapasitas tarik, kuat lentur, toughness, ketahanan terhadap formasi retak, dan kuat

geser. Umumnya peningkatan kinerja disebabkan oleh kontribusi serat yang

berfungsi sebagai angkur dalam beton yang menambah kapasitas kuat tarik beton dan

setelah beton retak, beton masih diikat oleh angkur serat baja hingga proses pull-out

dari beton. (Solihin As’ad, 2007 ).

Kontribusi baja terhadap peningkatan kinerja beton ditentukan oleh kuat lekat antara

beton dan serat, kuat pengangkuran, dimensi dan bentuk serat baja, orientasi serat

baja kedalaman pengankuran dan jumlah serat baja (Solihin As’ad, 2007 ).

Gambar 2.1. Mekanisme Kinerja Serat


commit to user

19

2.2.6. Beton Kedap Air

2.2.6.1. Definisi Beton Kedap Air

Berdasarkan SK SNI S-36-1990-03 definisi dari beton kedap air adalah beton yang

tidak tembus air dan harus memenuhi ketentuan minimum sebagai berikut :

1. Untuk beton kedap air normal, apabila diuji dengan cara perendaman dalam air :

a. Selama 10 + 0,5 menit, absorpsi (resapan) maksimum 2,5% terhadap berat

beton kering oven.

b. Selama 24 jam, absorpsi (resapan) maksimum 6,5% terhadap berat beton

kering oven.

2. Untuk beton kedap air agresif, apabila diuji dengan cara tekanan air maka

tembusnya air ke dalam beton tidak melampaui batas sebagai berikut :

a. Agresif sedang : 50 mm

b. Agresif kuat : 30 mm

Tabel 2.6. Tekanan Air Pada Sampel Beton dan Waktu Penekanan

Tekanan Air (kg/cm²) Waktu (jam)

1 48

3 24

7 24

2.2.6.2. Spesifikasi Beton Kedap Air

2.2.6.2.1. Bahan yang digunakan untuk membuat beton kedap air adalah :

1. Semen dengan tipe sebagai berikut :

a. Semen portland tipe I-V.

b. Semen portland pozzoland (SPP).


commit to user

20

2. Agregat dengan mutu harus memenuhi standar yang berlaku dan gradasi agregat

harus memenuhi ketentuan pada Tabel 2.2 dan Tabel 2.3

3. Air dengan mutu harus sesuai ketentuan yang berlaku.

4. Bahan tambahan harus sesuai dengan ketentuan yang berlaku.

2.2.6.2.2. Ketentuan minimum beton bertulang kedap air :

Proporsi campuran beton harus memenuhi ketentuan pada Tabel 2.8 dan Tabel 2.9

Tabel 2.7. Kandungan Butir Halus 0,30 mm dalam 1 m³ Beton

Ukuran Normal Maksimum Butir

Agregat (mm)

Minimum Kandungan Butir Halus

Dalam 1m³ Beton (kg/m³)

10 520

20 450

40 400


commit to user

21

Tabel 2.8. Ketentuan Minimum Untuk Beton Bertulang Kedap Air

Jenis

Beton

Kondisi

Lingkungan

Berhubungan

Dengan

Faktor Air

Semen

Maksimum

Tipe Semen

Kandungan Semen

Minimum kg/m³

Ukuran Nominal

Maksimum Agregat

400 mm 200 mm

Ber-

tu-

lang

Air Tawar

Air Payau

Air Laut

0,5

0,45

0,5

0,45

Tipe I-V

Tipe

I+Pozzolan(15%

-40%) atau

semen Portland

Pozzoland

Tipe II atau Tipe

V

Tipe II atau Tipe

V

280

340

290

330

300

380

330

370

2.2.7. Serapan Air

2.2.7.1. Serapan Air sebagai Salah Satu Faktor Durabilitas

Durabilitas beton adalah ketahanan beton terhadap proses-proses yang dapat merusak

beton, yang terjadi akibat hasil interaksi dengan lingkungan (eksternal), atau antar

material penyusun dengan bahan-bahan pencemar dalam beton atau pada permukaan

beton (internal) (Jackson dan Dhir, 1996).


commit to user

22

Durabilitas beton dipengaruhi oleh beberapa kondisi :

1. Kondisi eksternal adalah kondisi yang disebabkan kerusakan karena pengaruh

lingkungan luar. Kerusakan-kerusakannya antara lain :

§ Kerusakan mekanikal : akibat adanya benturan, erosi, abrasi

§ Kerusakan chemical : akibat reaksi antara silica dan alkali, gerakan dari ion

agresif, serangan sulfat, asam.

2. Kondisi internal adalah kondisi yang disebabkan kerusakan dari dalam beton itu

sendiri. Kerusakan-kerusakannya antara lain :

§ Kerusakan physic : akibat adanya temperatur tinggi, akibat pertukaran kering

dan basah, akibat masuknya air ke dalam beton.

Pengukuran durabilitas atau daya tahan beton terhadap kerusakan-kerusakan yang

terjadi dapat dibuat melalui pengukuran dari sifat-sifat permeation yang

didefinisikan sebagai kemudahan air untuk memasuki ataupun keluar dari beton yang

berpori (Dhir,1987).

Serapan ( absorption ) sebagai salah satu sifat dari permeation dapat didefinisikan

sebagai proses dimana beton diletakkan dalam cairan misalnya air, atau dalam

larutan encer dan dipengaruhi oleh adanya tindak kapiler.

Nilai dimana air dapat masuk atau menembus beton yang berpori disebut serapan air,

dan biasanya dinyatakan dalam bentuk prosentase.

Berdasarkan Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996, serapan air pada beton dirumuskan:

Serapan Air = %100xWk

WkW -, dimana

W = Berat beton pada kondisi SSD ( kering permukaan )

Wk = Berat beton pada kondisi kering oven


commit to user

23

2.2.7.2. Mekanisme Masuknya Air ke Dalam Beton

Masuknya gas, air atau ion dalam suatu larutan ke dalam beton berlangsung melalui

pori-pori atau micro-cracks didalam campuran pasta semen. Variasi dari perbedaan

fisik dan mekanisme kimia dapat membangun pengaliran media tersebut ke dalam

beton, tergantung dari unsur yang mengalir dan konsentrasinya, kondisi lingkungan,

struktur pori pada beton, jari-jari pori atau lebar dari micro-cracks, kelembaban dari

sistem pori dan temperatur.

Penelitian mengenai karakteristik pengaliran pada beton diwujudkan dalam satu

mekanisme pengaliran dalam rangka untuk mendapatkan koefisien pengaliran sesuai

dengan dasar permodelan secara teoritis proses pengaliran. Prosedur ini

bagaimanapun juga sangat terbatas sebab dalam beberapa kasus beton tidak sebagai

suatu bentuk yang berpori seragam. Sebagai konsekuensinya struktur fisik beton

dapat berubah, penyerapan kimia dapat terjadi dan berbagai macam mekanisme

pengaliran dapat berlangsung selama proses percobaan. Oleh karena itu,

penyederhanaan asumsi harus dilakukan dalam perhitungan dan prosedur test standar

adalah wajib.

Ada 3 cara mekanisme transportasi air yang dapat beroperasi pada media semi-

permeable seperti juga pada beton (Jackson dan Dhir, 1996 : 2381), yaitu :

1. Absorption (penyerapan)

Terjadi dengan cara masuknya air melalui pipa kapiler atau pori-pori pada beton

dan biasanya terjadi pada bangunan air. Aliran zat cair yang disebabkan oleh

tegangan permukaan. Secara umum dapat dilihat pada Gambar 2.1


commit to user

24

Absorption

Capillary Suction

Water Reservoir

Gambar 2.2. Absorption, (Jackson dan Dhir, 1996 : 2381)

2. Diffusion

Terjadi akibat perbedaan konsentrasi baik cairan, gas maupun ion. Perbedaan

konsentrasi atau molaritas bahan fluida membuat transport terjadi dari media

konsentrasi tinggi ke media dengan konsentrasi rendah. Secara umum dapat

dilihat pada Gambar 2.2

Diffusion

C1 C1 C1 C1

C1 C1 C1

C1 C1 C1 C1

C1 C1 C1

C1 C1 C1 C1

C2

C2

C2

C2

C2

C1

C2

C1: konsentrasi tinggi

C2: konsentrasi rendah

Keterangan notasi :

Gambar 2.3. Diffusion, (Jackson dan Dhir, 1996 : 2381)


commit to user

25

3. Permeability

Terjadi akibat perbedaan tekanan, baik tekanan cairan maupun tekanan gas.

Contohnya adalah pada bangunan yang selalu bersinggungan dengan tekanan air,

tangki dan atau pipa bertekanan, bangunan penahan air, dam, bendungan atau

bangunan di dalam air. Secara umum dapat dilihat pada Gambar 2.3

PermeabilityP1

P1: Tekanan tinggiP2: Tekanan rendah

Keterangan notasi :

Gambar 2.4. Permeability, (Jackson dan Dhir, 1996 : 2381)

2.2.7.3. Hal-Hal Yang Mempengaruhi Besar Serapan Air

Menurut Edward J. Garboczi, 1995 (dalam Nurchalief Arief Wibowo, 2004) terdapat

dua teori yang dapat menerangkan hal-hal yang mempengaruhi besar serapan air,

yaitu :

1. Pore System (Sistem Pori)

Adanya pori pada beton sangat berpengaruh besar pada besar serapan air beton

itu, semakin banyak pori yang terdapat pada beton maka serapan airnya semakin

besar, demikian pula berlaku sebaliknya.

Menurut Jean Pierre Ollivier, 1995, pori pada beton dapat timbul diakibatkan

oleh 3 hal, yaitu :

a. Pori Agregat

Pori agregat adalah lubang atau rongga kecil dalam butiran agregat yang

terjadi karena adanya udara yang terjebak (air void) dalam butiran agregat


commit to user

26

ketika pembentukannya / dekomposisi mineral pembentuk tertentu oleh

perubahan cuaca.

Dikarenakan agregat menempati sebanyak 60-70% volume beton, maka

porositas agregat memberikan kontribusi yang cukup besar pada porositas

beton (Kardiyono, 1996).

b. Pori Pasta Semen

Pori pasta semen adalah lubang atau rongga yang disebabkan oleh adanya

gelembung-gelembung udara yang terbentuk selama atau sesudah pecetakan

(Kardiyono, 1996).

Gelembung udara ini timbul akibat pemakaian air yang berlebihan pada

adukan, padahal jumlah air yang diperlukan untuk proses hidrasi semen hanya

berkisar 25% saja dari berat semennya, kelebihan air ini penting guna

memperoleh campuran yang mudah dikerjakan, namun akibat kelebihan air

pada adukan, air ini akan menggunakan ruangan yang apabila kering akan

menguap (water filled space) dan akan menimbulkan rongga udara dalam

pasta semen, atau dengan kelebihan air akan mengakibatkan pasta semen

bepori lebih banyak (L.J.Murdock dan K.M.Brook, 1991:23).

Pori yang disebabkan oleh gelembung udara yang terperangkap (air void) dan

air yang menguap (water filled space) dan saling berhubungan dinamakan pori

kapiler (capillary porous), (Irwan Sutanto, 2003).

c. Pori pada Interface Zone (Zona Transisi)

Karakteristik yang terlihat dari pori ini adalah :

1) Mempunyai porositas kapiler yang tinggi

2) Pada umumnya mempunyai pori kapiler yang berukuran besar

Pori pada interface zone ini dapat diakibatkan oleh beberapa hal, yaitu :

1) Efek dari pengadukan yang tidak sempurna

2) Tingkat pemadatan

3) Karakteristik bleeding

4) Pemberian bahan tambah (admixture)

5) Interaksi kimia antar agragat dan pasta semen (J.P.Ollivier, 1995)


commit to user

27

2. Connectivity (Hubungan)

Hubungan antar pori juga menentukan besar serapan air, hal ini dapat dijelasakan

berdasar Tube Theory (Teori Tabung), yaitu :

a. Tabung yang berdiameter lebih besar mempunyai kemampuan lebih tinggi

dalam transport air, daripada tabung yang mempunyai ukuran diameter lebih

kecil.

b. Tabung yang tetutup (blocked) tidak mempunyai kemampuan dalam transport

air, atau nilainya nol ( Edwad J. Garboczi, 1995).

2.2.8. Penetrasi Beton

Penetrasi beton adalah kemampuan cairan atau gas melewati beton yang terjadi

akibat adanya perbedaan tekanan, baik tekanan cairan maupun tekanan gas. Beton

yang baik adalah beton yang relatif tidak bisa dilewati air/gas atau dengan kata lain

mempunyai penetrasi yang rendah. Menurut Murdock (1979) beton tidak bisa kedap

air secara sempurna.

Faktor air semen yang digunakan juga akan mempengaruhi besarnya penetrasi.

Makin tinggi faktor air semen akan menyebabkan nilai penetrasi makin tinggi. Hal

itu dapat dipahami karena makin banyak air tersisa yang tidak digunakan untuk

proses hidrasi semen akan memberikan pori-pori yang besar sehingga beton akan

porous dan sangat mudah dilalui air (permeabel), maka pada pembuatan beton-beton

yang mensyaratkan kedap air harus digunakan faktor air semen yang rendah sehingga

penetrasi akan rendah juga.

Faktor-faktor lain yang mempengaruhi besarnya penetrasi beton adalah :

1. Mutu dan porositas dari agregat yang digunakan dalam adukan beton.

Dalam hal ini jenis, sifat dan porositas agregat akan mempengaruhi besar

penetrasi beton yang mana penggunaan agregat yang porous akan meningkatkan

penetrasi beton.


commit to user

28

2. Umur beton.

Dengan bertambahnya umur beton maka penetrasinya akan menurun.

3. Gradasi agregat dalam adukan beton.

Pemakaian agregat dengan gradasi yang kasar serta terlalu banyak pasir akan

menyebabkan workabilitas turun sehingga memerlukan tambahan air untuk

kemudahan pengerjaan yang baik dan akan berdampak pada meningkatnya

penetrasi beton.

4. Tingkat perawatan (curing) beton.

Perawatan beton yang baik akan sangat berpengaruh sekali terhadap tingkat

penetrasi beton, oleh sebab itu perlu membasahi beton selama beberapa hari

setelah pengecoran.

Baik dalam ASTM maupun BS tidak mendeskripsikan secara rinci tentang uji

penetrasi, namun berdasarkan A. M. Neville dan J. J. Brooks (1987) pengujian

penetrasi beton dapat diukur dari percobaan sampel beton yang di-sealed dan diberi

air yang bertekanan pada sisi atas saja dan meliputi aspek banyaknya air yang

mengalir lewat pada ketebalan beton pada waktu tertentu, pada waktu tertentu, yaitu

dilakukan dengan membeikan tekanan air sebesar 1 kg/cm², 3 kg/cm² selama 24

jam, dan 7 kg/cm² selama 24 jam setelah dioven selama 24 jam dengan suhu 100ºC.

(seperti yang disyaratkan pada SK SNI S-36-1990-03 ayat 2.2.1).


commit to user

29

D h

L

B arom eter

P ipa A ir

B enda U ji

T abung udara dan air

Gambar 2.5. Rangkaian Pengujian Penetrasi Beton.

Permeabilitas beton dapat pula diekspresikan sebagai koefisien permeabilitas (k),

yang dievaluasi berdasarkan hukum Darcy sebagai berikut :

(I/A).(dQ/dt) = k.(∆H/L), dengan

dQ/dt = kecepatan aliran air

A = luas penampang

∆H = tinggi air jatuh

L = ketebalan penetrasi air pada beton

K = koefisien permeabilitas

Nilai permeabilitas beton maksimum yang dianjurkan standar ACI 301-729 (revisi

1975) adalah sebesar 1,5 x 10-11 m/dt (4,8 x 10-11 ft/dt)


commit to user

30

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Uraian Umum

Metode penelitian merupakan langkah – langkah atau metode yang dilakukan

dalam penelitian suatu masalah, kasus , gejala, fenomena, atau lainnya dengan

jalan ilmiah untuk menghasilkan jawaban yang rasional. Metode yang digunakan

dalam penelitian ini adalah metode eksperimental, yaitu metode penelitian yang

dilakukan dengan cara mengadakan suatu percobaan untuk mendapatkan data atau

hasil yang menghubungkan antara variabel – variabel yang diselidiki.

Variabel adalah segala sesuatu yang akan menjadi objek pengamatan penelitian.

Variabel juga dapat diartikan sebagai faktor–faktor yang berperan penting dalam

peristiwa atau gejala yang akan diteliti. Dalam penelitian ini terdapat variabel

bebas (independent variable) dan variabel terikat (dependent variable). Variabel

bebas dalam penelitian adalah beton normal dengan bahan tambah metakaolin dan

serat aluminium pada variasi campuran, sedangkan variabel tak bebas adalah

serapan dan penetrasi beton.

3.2. Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Bahan, Jurusan Teknik Sipil,

Fakultas Teknik, Univesitas Sebelas Maret, Surakarta.

3.3. Benda Uji Penelitian

Benda uji pada penelitian ini berupa silinder beton yang dicetak di dalam pipa

PVC dengan diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm, diantaranya 30 sampel untuk uji

serapan air dan 30 sampel untuk uji penetrasi air. Digunakan 5 variasi penggunaan

serat yaitu beton dengan kadar serat 0%; 0,25%; 0,50%; 0.75%; dan 1%,

sedangkan untuk presentase metakolin yang ditambahkan adalah 0%; 7,5%


commit to user

31

terhadap berat semen. Dimana setiap variasi tersebut terdiri dari 3 buah sampel.

Untuk perincian benda uji yang digunakan dalam penelitian ini secara jelas dapat

dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel 3.1. Rincian Sampel Benda Serapan Beton.

Penambahan

metakaolin

Persentase serat

terhadap volume

total beton

Kode Benda

Uji

Umur

Pengujian Jumlah

0 %

0% S-0

28 hari

3 buah

0,25% S-0,25 3 buah

0,50% S-0,50 3 buah

0,75% S-0,75 3 buah

1% S-1 3 buah

7,5 %

0% SM-0 3 buah

0,25% SM-0,25 3 buah

0,50% M-0,50 3 buah

0,75% SM-0,75 3 buah

1% SM-1 3 buah

Jumlah Total Benda Uji 30buah


commit to user

32

Tabel 3.2. Rincian Sampel Benda Penetrasi Beton.

Penambahan

metakaolin

Persentase serat

terhadap volume

total beton

Kode Benda

Uji

Umur

Pengujian Jumlah

0 %

0% P -0

28 hari

3 buah

0,25% P-0,25 3 buah

0,50% P-0,50 3 buah

0,75% P -0,75 3 buah

1% P -1 3 buah

7,5 %

0% P M-0 3 buah

0,25% P M-0,25 3 buah

0,50% PM-0,50 3 buah

0,75% P M-0,75 3 buah

1% P M-1 3 buah

Jumlah Total Benda Uji 30buah

15cm

7,5cm

Gambar 3.1 Benda Uji Serapan dan Penetrasi Beton

3.4. Alat dan Bahan Uji Penelitian

Penelitian ini menggunakan alat-alat yang tersedia di Laboratorium Bahan,

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Univesitas Sebelas Maret, Surakarta.

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini, antara lain :

1. Ayakan dan mesin penggetar ayakan


commit to user

33

Ayakan baja dan penggetar yang digunakan adalah merk ”controls” Italy,

dengan bentuk lubang ayakan bujur sangkar dengan ukuran lubang ayakan

yang tersedia adalah 75 mm, 50 mm, 38.1 mm, 25 mm, 19 mm, 12.5 mm, 9.5

mm, 4.75 mm, 2.36 mm, 1.18 mm, 0.85 mm, 0.30 mm, 0.15 mm, dan pan.

2. Timbangan

a. Neraca merk ”Murayama Seisakusho Ltd” Japan dengan kapasitas 5 kg,

ketelitian sampai 0,10 gram dan digunakan untuk mengukur berat material

yang berada dibawah kapasitasnya.

b. Timbangan ”Bascule Merk DSN Bola Dunia” dengan kapasitas 150 kg

dengan ketelitian 0,1 kilogram.

3. Oven

Untuk keperluan pengeringan agregat maupun benda uji digunakan oven

listrik merk ”memmert”, West Germany dengan temperatur maksimum 220 oC

dan daya listrik 1500 W.

4. Mesin Los Angeles

Mesin los angeles yang digunakan adalah merk ”controls” Italy serta 11 buah

baja, digunakan untuk menguji ketahanan aus (abrasi) agregat kasar.

5. Conical Mould

Conical mould dengan ukuran sisi atas Ø 3,8 cm, sisi bawah Ø 8,9 cm dan

tinggi 7,6 cm lengkap dengan penumbuknya. Digunakan untuk mengukur

keadaan SSD (Saturated Surface Dry) dari agregat halus (pasir).

6. Kerucut Abram

Kerucut abram terbuat dari baja dengan diameter atas 10 cm, diameter bawah

20 cm, dan tinggi 30 cm, digunakan untuk mengukur nilai slump adukan

beton.

7. Cetakan benda uji

Digunakan untuk mencetak benda uji. Bentuk cetakan ini adalah silinder yang

berupa pipa PVC dengan diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm.

8. Mesin aduk beton (molen) berkapasitas 0,25 m3 yang digunakan untuk

mengaduk bahan-bahan pembentuk beton.


commit to user

34

9. Alat-alat bantu

Untuk kelancaran dan kemudahan dalam penelitian digunakan beberapa alat

bantu yaitu :

a. Gelas ukur 2000 ml untuk menakar air.

b. Gelas ukur 250 ml untuk meneliti kandungan lumpur dan kandungan zat

organik agregat halus.

c. Cetok semen digunakan untuk mengambil material, mengaduk dan untuk

memasukkan campuran adukan beton ke dalam cetakan beton.

d. Besi penusuk berfungsi untuk pemadatan.

e. Vibrator untuk pemadatan campuran beton agar homogen.

f. Alat pencatat waktu.

g. Ember untuk tempat air.

h. Cangkul dan sekop untuk mengaduk bahan-bahan campuran beton agar

merata.

10. Satu set alat uji serapan

a. Ember digunakan untuk merendam bahan uji.

b. Timbangan digital untuk mengukur berat benda uji.

11. Satu set alat uji penetrasi beton

a. Air compressors untuk menghasilkan tekanan udara.

b. Tabung gas yang dilengkapi dengan pengukur tekanan yang berfungsi

untuk pengumpul tekanan udara.

c. Selang tekanan untuk menyalurkan tekanan dari tabung ke benda uji.

d. Katup pengatur tekanan untuk mengatur keluar masuknya tekanan dan

sebagai penghubung selang ke benda uji maupun tabung gas.

e. Selang transparan dipakai untuk mengukur penurunan aliran air.

f. Tiang penyangga untuk menggantung selang transparan agar dapat tegak.

3.5. Tahap dan Prosedur Penelitian

Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian selengkapnya adalah sebagai berikut :

1. Tahap I (Persiapan)


commit to user

35

Tahap ini melakukan studi literatur serta mempersiapkan seluruh bahan dan

alat uji yang akan digunakan agar penelitian dapat berjalan dengan lancar.

2. Tahap II (Uji bahan)

Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap bahan yang digunakan. Dari

pengujian-pengujian tersebut dapat diketahui apakah bahan yang akan

digunakan untuk penelitian tersebut memenuhi syarat atau tidak bila

digunakan sebagai data rancang campur adukan beton. Tahap ini dilakukan

pengujian terhadap :

a. Agregat halus, antara lain dilakukan uji :

1) Kadar lumpur

2) Kadar organik

3) Spesific grafity

4) Gradasi

b. Agregat kasar, antara lain dilakukan uji :

1) Abrasi

2) Spesific grafity

3) Gradasi

3. Tahap III (Pembuatan mix design)

Pada tahap ini dilakukan pembuatan mix design dengan kuat tekan rencana 30

MPa. Hasil mix design tersebut dipakai untuk pembuatan beton.

4. Tahap IV (Pembuatan benda uji)

Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut:

a. Pembuatan adukan beton.

b. Pengujian slump test.

c. Pengecoran ke dalam cetakan.

d. Pelepasan benda uji dari cetakan.

5. Tahap V (Tahap Perawatan Benda Uji / Curing)

Pada tahap ini dilakukan perawatan terhadap benda uji yang telah dibuat pada

tahap IV. Perawatan dilakukan dengan cara merendam benda uji pada hari ke-

2 selama 2 hari, kemudian beton dikeluarkan dari air dan diangin-anginkan

selama 26 hari atau sampai benda uji berumur 28 hari.


commit to user

36

6. Tahap VI (Tahap Pengujian Benda Uji)

Pada tahap ini pekerjaan yang dilakukan adalah pengujian serapan dan

penetrasi terhadap sampel beton silinder dengan diameter 7,5 cm dan tinggi 15

cm setelah beton mencapai umur 28 hari.

7. Tahap VII (Analisis data)

Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil pegujian dianalisis untuk

mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang diteliti

dalam penelitian.

8. Tahap VIII (Pengambilan kesimpulan)

Pada tahap ini, data yang telah dianalisis dibuat suatu kesimpulan yang

berhubungan dengan tujuan penelitian.

Tahapan dalam penelitian ini disajikan secara skematis dalam bentuk bagan alir

pada Gambar 3.2.


commit to user

37

Gambar 3.2. Diagram Alir Tahapan Penelitian

Perhitungan Rancang Campur (Mix Design)

Pembuatan Benda Uji

Silinder d: 7,5 cm, t: 15 cm

Pembuatan Adukan Beton

Perawatan (Curing)

Pengujian Serapan dan Penetrasi

Analisis Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Tahap I

Tahap II

Tahap III

Tahap IV

Tahap V

Tahap VI

Tahap VII

Uji Bahan:

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

Uji Bahan:

- abrasi - specific gravity - gradasi -absorbsi

Persiapan

AgregatKasar Air AgregatHalus Semen Galvalum

Uji Nilai Slump

Ya

Tidak

Metakaoli

Mulai


commit to user

38

3.6. Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar

Pengujian terhadap bahan-bahan pembentuk beton perlu dilakukan untuk

mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan penyusun beton tersebut. Pengujian

ini dilakukan terhadap agregat halus dan agregat kasar. Pengujian dilakukan

dengan standar ASTM & sedangkan air yang digunakan dalam adukan beton

sesuai dengan standar air dalam PBI 1971 pasal 3.6

3.6.1. Standar Pengujian Agregat Halus

Pengujian untuk agregat halus dilaksanakan berdasarkan standar ASTM dan

disesuaikan dengan spesifikasi bahan menurut ASTM & PBI 1971. Standar

pengujian terhadap agregat halus adalah sebagai berikut :

a. ASTM C-40 : Standar penelitian untuk pengujian kandungan zat organik

dalam agregat halus.

b. ASTM C-117 : Standar penelitian untuk pengujian agregat yang lolos

saringan no. 200 dengan pencucian (tes kandungan

lumpur).

c. ASTM C-128 : Standar penelitian untuk menentukan specific gravity dari

agregat halus.

d. ASTM C-136 : Standar penelitian untuk analisis saringan agregat halus.

Spesifikasi bahan untuk agregat halus adalah sebagai berikut :

a. ASTM C-33 : Spesifikasi standar untuk agregat halus.

b. PBI 1971 : Spesifikasi standar untuk agregat halus.

3.6.2. Standar Pengujian Agregat Kasar

Pengujian untuk agregat halus dilaksanakan berdasarkan standar ASTM dan

disesuaikan dengan spesifikasi bahan menurut ASTM & PBI 1971. Standar

pengujian terhadap agregat kasar adalah sebagai berikut :

a. ASTM C-127 : Standar penelitian untuk menentukan specific gravity dari

agregat kasar.


commit to user

39

b. ASTM C-131 : Standar penelitian untuk pengujian keausan agregat kasar.

c. ASTM C-136 : Standar penelitian untuk analisis saringan agregat kasar.

Spesifikasi bahan untuk agregat kasar adalah sebagai berikut :

a. ASTM C-33 : Spesifikasi standar untuk agregat kasar.

b. PBI 1971 : Spesifikasi standar untuk agregat kasar.

3.7. Pengujian Bahan Dasar Beton

Pengujian bahan dasar beton sangat penting, hal ini untuk mengetahui kelayakan

karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya dipakai dalam mix design

terhadap satu target tertentu. Pengujian bahan dasar beton hanya dilakukan

terhadap agregat halus dan agregat kasar normal.

3.7.1. Pengujian Agregat Halus (pasir)

3.7.1.1. Pengujian Kadar Zat Organik

Pasir yang digunakan biasanya diambil dari sungai sehingga kemungkinan kotor

akibat tercampur lumpur atau zat organik sangat besar. Pasir sebagai agregat halus

tidak boleh mengandung terlalu banyak zat organik, hal ini dapai dilihat dari

percobaan warna Abram Harder dengan menggunakan larutan NaOH 3% sesuai

standar ASTM C-40. Hasil pengujian dibandingkan dengan Tabel 3.2.


commit to user

40

Tabel 3.3. Pengaruh Kandungan Zat Organik Terhadap Penurunan Kekuatan

Beton

No Warna Persentase ( % )

1 Jernih 0

2 Kuning muda 0 - 10

3 Kuning tua 10 - 20

4 Kuning kemerahan 20 - 30

5 Coklat kemerahan 30 - 50

6 Coklat tua 50 - 100

Sumber : Prof. Ir. Rooseno (1954)

3.7.1.2. Pengujian Kadar Lumpur

Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui kadar lumpur agregat halus. Kadar

lumpur agregat halus tidak boleh lebih dari 5% dari berat keringnya. Apabila

lumpur lebih dari 5% maka pasir harus dicuci terlebih dahulu sebelum digunakan.

Kadar lumpur = ၘ前能ၘ 潜ၘ潜 .100%......................................................................(3.1)

Dengan : G1: berat kering awal

G2: berat kering akhir

3.7.1.3. Pengujian Specific Gravity

Pengujian spesific gravity agregat halus mengacu pada ASTM C 128. Pengujian

ini ditujukan agar mendapatkan :

a. Bulk spesific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi

kering dengan volume pasir total

b. Bulk spesific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam

kondisi kering permukaan dengan volume pasir total

c. Apparent spesific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi

kering dengan volume butir pasir

d. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat

pasir kering.


commit to user

41

Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.2 s/d 3.5 sebagai berikut:

Bulk Specific Gravity cdb

a-+

= .......................................................... (3.2)

Bulk Specific Gravity SSD cdb

d-+

= ........................................................... (3.3)

Apparent Specific Gravity cab

a-+

= ........................................................... (3.4)

Absorbsion %100´-

=a

ad ............................................................................. (3.5)

dengan :

a = berat pasir kering oven (gram)

b = berat Volumetricflash berisi air (gram)

c = berat Volumetricflash berisi pasir dan air (gram)

d = berat pasir dalam keadaan kering permukaan jenuh (500 gram)

3.7.1.4. Pengujian Gradasi

Gradasi pada pasir sebagai agregat halus menentukan sifat pengerjaan dan sifat

kohesi dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat halus sangatlah

diperhatikan. Pengujian gradasi agregat halus menggunakan standar pengujian

ASTM C 136. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi

diameter butiran pasir, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus kehalusan

adalah angka yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehalusan butir pasir.

Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.6 sebagai berikut :

딀ú圭ĖȬĖǴ륐ō氘9ȬĖǴ9Σ窈9ǴC. 实ed

.............................................................(3.6)


commit to user

42

dengan :

d = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan

e = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal

3.7.2. Pengujian Agregat Kasar

3.7.2.1. Pengujian Spesific Gravity Agregat Kasar

Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian adalah kerikil atau batu pecah

dengan diameter maksimum 20 mm. Standar pengujian yang digunakan pada

pengujian spesific gravity agregat kasar adalah ASTM C 33. Pengujian ini

ditujukan untuk mengetahui :

1. Bulk spesific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi

kering dengan volume kerikil total

2. Bulk spesific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat kerikil jenuh dalam

kondisi kering permukaan dengan volume kerikil total

3. Apparent spesific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam

kondisi kering dengan volume butir kerikil

4. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat

kerikil kering

Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.7 s/d 3.10 sebagai

berikut:

Bulk Specific Gravity hg

f-

= ............................................................... (3.7)

Bulk Specific Gravity SSD hg

g-

= ............................................................... (3.8)

Apparent Specific Gravity hf

f-

= ............................................................... (3.9)

Absorbsion %100´-

=h

hg ........................................................................... (3.10)


commit to user

43

dengan :

f = berat agregat kasar (3000 gram)

g = berat agregat kasar setelah direndam 24 jam dan dilap (gram)

h = berat agregat kasar jenuh (gram)

3.7.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar

Gradasi pada pasir sebagai agregat kasar menentukan sifat pengerjaan dan sifat

kohesi dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat kasar sangatlah

diperhatikan. Pengujian gradasi agregat kasar menggunakan standar pengujian

ASTM C 33. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi

diameter butiran kerikil, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus

kehalusan adalah angka yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehalusan

butir pasir.

Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.11 sebagai berikut:

Mú圭ĖȬĖǴ륐ō氘9ȬĖǴ9Σ륐ō.C륐CȬ 实 nm

......................................................... (3.11)

dengan :

m = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal selain dalam pan

n = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal

3.7.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar

Agregat kasar harus memiliki ketahanan terhadap keausan akibat gesekan. Standar

pengujian abrasi pada agregat kasar menggunakan ASTM C 131, dengan

menggunakan mesin Los Angeles. Bagian yang hilang akibat gesekan tidak boleh

lebih dari 50%. Prosentase berat yang hilang dihitung dengan menggunakan

persamaan 3.12 sebagai berikut : .úǴōΣ)9Ǵō瑰ō.9)9Σ龟氘CȬ9Σ龟实 %100xi

ji -............................. (3.12)


commit to user

44

dengan:

i = berat agregat kasar kering oven yang telah dicuci, sebelum pengausan (gram)

j = berat agregat kasar kering oven yang tertahan ayakan 2,3 mm dan telah

dicuci, setelah pengausan (gram).

3.8. Perencanaan Campuran Beton (Mix Design)

Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran

adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik.

Penelitian ini menggunakan rancang campur beton yang mengacu pada peraturan

SK.SNI .T-15-1990-03 dengan kuat tekan (f’c) target 30 MPa.

3.9. Pembuatan Benda Uji

Langkah-langkah pembuatan benda uji:

1. Menyiapkan dan menimbang bahan-bahan campuran adukan beton sesuai

dengan rancang campur adukan beton (mix design).

2. Mencampur bahan-bahan tersebut sampai homogen dengan cara dimasukkan

ke dalam alat aduk beton secara berurutan mulai dari kerikil, semen, pasir,

serat, dan air.

3. Mengukur nilai slump adukan setelah tercampur homogen.

4. Memasukkan adukan ke dalam cetakan balok berukuran 10 x 10 x 35 cm

hingga penuh sambil dipadatkan dengan menggunakan vibrator.

5. Setelah cetakan penuh dan padat, permukaannya diratakan dan diberi kode

benda uji di atasnya, kemudian didiamkan selama 24 jam.

6. Setelah 24 jam cetakan dibuka dan dilakukan curing selama 28 hari.

3.10. Pengujian Nilai Slump

Slump beton adalah besaran kekentalan ( viscocity ) atau plastisitas dan kohesif

beton segar. Menurut SK SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah

sebagai berikut :

1. Membasahi cetakan dan pelat dengan kain basah

2. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh


commit to user

45

3. Mengisi cetakan sampai penuh dalam 3 lapisan dimana tiap lapisan berisi kira-

kira ⅓ isi cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat

sebanyak 25 x tusukan

4. Segera setelah selesai penusukan, ratakan permukaan benda uji dengan

tongkat dan semua sisa benda uji yang ada di sekitar cetakan harus

disingkirkan

5. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas

6. Mengukur nilai slump yang terjadi

3.11. Perawatan Benda Uji

Perawatan beton adalah suatu pekerjaan menjaga agar permukaan beton segar

selalu lembab sejak adukan beton dipadatkan sampai beton dianggap cukup keras.

Hal ini dimaksudkan untuk menjamin agar proses hidrasi berlangsung dengan

sempurna sehingga timbulnya retak-retak dapat dihindarkan dan mutu beton dapat

terjamin.

Pada tahap ini dilakukan perawatan terhadap benda uji yang telah dibuat pada

tahap pembuatan benda uji. Benda uji yang telah berumur 24 jam dilepas dari

cetakan. Perawatan dilakukan dengan cara merendam benda uji dalam bak air

selama 27 hari.Setelah benda uji direndam selama 27 hari, benda uji diangkat dan

diangin-anginkan sampai berumur 28 hari untuk selanjutnya dilakukan pengujian.

3.12. Prosedur Pengujian

3.12.1. Pengujian Serapan Beton

Pengujian serapan beton menggunakan benda uji silinder diameter ø 7,5 cm dan

tinggi 15 cm. Pengujian absorpsi beton dilakukan dengan cara sebagai berikut :

1. Setelah mencapai umur 28 hari setelah reaksi hidrasi pada semen selesai

sampel beton dikeringkan dengan oven sampai mencapai berat konstan.

2. Setelah dikeluarkan dari oven, semua sampel beton ditimbang.


commit to user

46

3. Merendam sampel beton selama 10 + 0,5 menit, 30 menit, 60 menit, 24 jam, 2

x 24 jam dan 3 x 24 jam.

4. Kemudian dibuat sampel dalam kondisi SSD, setelah itu menimbang masing-

masing sampel selama batas waktu perendaman tersebut untuk

membandingkan perbedaan antara berat kondisi SSD dengan berat kering

oven.

3.12.2. Pengujian Penetrasi Beton

Berdasarkan Neville dan Brooks (1987) uji penetrasi beton dapat diukur dari

percobaan sampel beton yang di-sealed dari air yang bertekanan pada sisi atasnya

saja dan meliputi aspek banyaknya air yang mengalir lewat ketebalan beton pada

waktu tertentu.

Pengujian penetrasi beton menggunakan benda uji silinder diameter 7,5 cm dan

tinggi 15 cm. Pengujian penetrasi beton dilakukan dengan cara sebagai berikut :

1. Setelah mencapai umur 28 hari, sampel beton dikeringkan dengan oven

sampai mencapai berat konstan.

2. Selang air bertekanan dipasang pada permukaan atas sampel dengan cara

memberi lubang sebesar pipa selangnya. Pipa selang yang berisi air di-sealed

di ikat dengan klem pada atas permukaan beton.

3. Sampel dikenakan air bertekanan 1 kg/cm2 selama 48 jam, dilanjutkan air

bertekanan 3 kg/cm2 selama 24 jam dan air dengan tekanan 7 kg/cm2 selama

24 jam.

Tabel 3.4. Tekanan Air dan Waktu Penekanan

Tekanan Air

(kg/cm2)

Waktu

(jam)

1

3

7

48

24

24

4. Selang air bertekanan dilepas, kemudian dipasang selang transparan berisi air

yang diletakkan pada penyangga, diamkan selama 1 jam untuk mengetahui

penurunan air yang terjadi dan tingginya air jatuh.


commit to user

47

5. Kemudian sampel dibelah dan diukur kedalaman penetrasi air serta diameter

sebaran air.

3.13. Analisis Data dan Pembahasan

Analisis data adalah proses penyederhanaan data ke dalam bentuk yang lebih

mudah dibaca dan diinterpretasikan. Dalam proses pengolahan data yang

diperoleh dari hasil pengujian ini dipakai microsoft excell untuk menyajikan data

menjadi informasi yang lebih sederhana, mudah dimengerti dan dipahami oleh

setiap pembaca yang kemudian dilakukan pembahasan guna menarik kesimpulan.

Dalam penelitian ini dilakukan dengan cara membandingkan nilai serapan dan

penetrasi beton normal metakaolin berserat galvalum AZ 150 pada variasi

campuran yang telah ditentukan, kemudian menganalisis perbedaan hasilnya.

Menyimpulkan kecenderungan dari hasil nilai serapan dan penetrasi beton normal

metakaolin berserat galvalum AZ 150.


commit to user

48

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Pengujian terhadap agregat halus yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi

pengujian kadar lumpur, kandungan zat organik, specific gravity, gradasi agregat

dan berat jenis. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.1.

Perhitungan serta data-data pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A.

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan

Kandungan zat organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat

Kandungan lumpur 3 % Maks 5 % Memenuhi syarat

Bulk specific gravity 2,54 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,56 gr/cm3 2,5 - 2,7 Memenuhi syarat

Apparent specific

gravity

2,60 gr/cm3 - -

Absorbtion 1,01 % - -

Modulus halus 2,74 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat

Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-136

dapat dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.


commit to user

49

Tabel 4.2. Analisis Data Gradasi Pasir Normal

Diameter

Ayakan

(mm)

Tertahan Berat Lolos

Kumulatif

(%)

Syarat

ASTM

C-33

Berat

(gr)

Presentase

(%)

Kumulatif

(%)

9,5 0 0 0 100 100

4,75 25 0,838 0,838 99,162 95 - 100

2,36 305 10,218 11,055 88,945 80 - 100

1,18 625 20,938 31,993 68,007 50 - 85

0,85 440 14,740 46,734 53,266 25 - 60

0,3 1190 39,866 86,600 13,400 10 - 30

0,15 295 9,883 96,482 3,518 2 – 10

0 105 3,518 100 0 0

Jumlah 2985 100 373,702 - -

Dari Tabel 4.2 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan

ASTM C-136 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.1

Gambar 4.2. Gradasi Agregat Halus

0102030405060708090

100110

0 0,15 0,3 0,85 1,18 2,36 4,75 9,5

Lolo

s Ku

mul

atif

(%)

Diameter Ayakan (mm)

Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Halus

Batas Bawah

Batas Atas

Hasil Pengujian


commit to user

50

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar

Pengujian terhadap agregat kasar split (batu pecah) yang dilaksanakan dalam

penelitian ini meliputi pengujian berat jenis (specific gravity), keausan (abrasi)

dan gradasi agregat kasar. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel

4.3, sedangkan Tabel 4.4 menyajikan hasil analisis ayakan terhadap sampel

agregat kasar sehingga dapat diketahui gradasinya. Perhitungan serta data-data

pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A.

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Agregat Kasar

Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan

Bulk specific gravity 2,55 gr/cm3 - -

Bulk specific SSD 2,59 gr/cm3 - -

Apparent specific

gravity 2,67 gr/cm3 - -

Absorbtion 1,8 % - -

Abrasi 14 % Maksimum 50 % Memenuhi

syarat

Modulus halus butir 6,84 5 - 8 Memenuhi

syarat

Untuk hasil pengujian gradasi agregat kasar dan syarat batas dari ASTM C-33

dapat dilihat pada Tabel 4.4. dan Gambar 4.2.


commit to user

51

Tabel 4.4. Analisis Data Gradasi Agregat Kasar

Diameter

Ayakan

(mm)

Tertahan Berat Lolos

Kumulatif

(%)

Syarat

ASTM

C-33

Berat

(gr)

Presentase

(%)

Kumulatif

(%)

25 0 0 0 100 100

19 65 2,18 2,18 97,82 90 – 100

12,5 665 22,31 22,49 75,51 60-77,5

9,5 1217 40,83 65,31 34,69 25 – 55

4,75 786 26,37 91,68 8,32 0 – 10

2,36 248 8,32 100 0 0 – 5

1,18 0 0 100 0 -

0,85 0 0 100 0 -

0,3 0 0 100 0

0,15 0 0 100 0

Pan 0 0 100 0 -

Jumlah 2981 100 783,66 416,34 -

Dari Tabel 4.4 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan

ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Gradasi Agregat Kasar

0102030405060708090

100110

2,36 4,75 9,5 12,5 19 25 38

Lolo

s Ku

mul

atif

(%)

Diameter Ayakan (mm)

Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Kasar

BatasBawahBatas Atas


commit to user

52

4.1.3. Hasil Pengujian Metakaolin

Metakaolin dibuat dengan cara memanaskan kaolin (china clay) pada suhu 450º C

- 900º C, tetapi metakaolin akan terbentuk sempurna pada kisaran suhu 750º C -

800º C dengan lama pembakaran efektif 6 jam. Metakaolin sebagai salah satu

jenis pozzolan mempunyai ukuran rata-rata partikelnya lebih kecil daripada

ukuran rata-rata partikel semen sehingga dapat bekerja untuk mengisi ruang antar

butiran semen dan dapat memperkuat ikatan antar partikel-partikelnya. Sebagai

tambahan, metakaolin itu sendiri akan bereaksi secara optimal dengan kristal

kalsium hidroksida menghasilkan kalsium silikat hidrat dan kalsium aluminat

hidrat. Penyebaran pori-pori dalam beton dikurangi dengan adanya metakaolin

sehingga total volume pori berkurang dan ukuran rata-rata pori mengecil.

Pengujian yang dilakukan khusus untuk pengujian kandungan unsur kimia yang

terdapat pada Metakaolin. Pengujian Metakaolin dilakukan di Laboratorium

Kimia Analitik Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Hasil pengujian dapat

dilihat pada tabel 4.5.

Tabel 4.5. Hasil Analisis Uji Kimia Metakaolin

No Kode

Sampel Parameter

Kandungan (%) Metode

I II III

1

Metakaolin

Al2O3 16,2659 16,1357 16,6566 Atomatic Absorption Spec.

2 CaO 1,2370 1,1857 1,1601

3 Fe2O3 3,6202 3,5431 3,5817

4 MgO 0,2556 0,2556 0,2668

5 Na2O 1,5485 1,5726 1,5485

6 K2O 1,3086 1,3086 1,3086

7 SiO2 74,0785 73,2948 72,5111

8 MnO2 0,0258 0,0240 0,0264

9 H2O 1,0425 - - Gravimetry


commit to user

53

4.2. Rencana Campuran

Perhitungan rencana campuran adukan beton menggunakan standar Dinas

Pekerjaan Umum ( SK SNI T-15-1990-03 ) , dari perhitungan tersebut didapat

kebutuhan bahan per 1 m3 yaitu :

a. Semen = 525 kg

b. Pasir = 523,05 kg

c. Kerikil = 1061,95 kg

d. Air = 210 liter

(Mix design selengkapnya dapat dilihat pada lampiran B)

Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji porositas dan permeabilitas disajikan

pada Tabel 4.6 dan Tabel 4.7.

Tabel 4.6. Kebutuhan Bahan Untuk Setiap Adukan (3 benda uji penetrasi)

Total material yang dibutuhkan untuk membuat 30 sampel penetrasi :

a. Air = 4,1748 liter

b. Semen = 10,4372 kg

c. Pasir = 10,3984 kg

d. Kerikil = 21,1120 kg

e. Serat Galvalum AZ 150 = 0,2206 kg

f. Metakaolin = 0,3915 kg

Penambahan

metakaolin

Variasi

Serat

Semen

(Kg)

Pasir

(Kg)

Kerikil

(Kg)

Air

(Liter)

Serat

(Kg)

Metakaolin

(Kg)

0 %

0% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,00 0,00

0,25% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0110 0,00

0,50% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0221 0,00

0,75% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0331 0,00

1% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0441 0,00

7,5 %

0% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,00 0,0783

0,25% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0110 0,0783

0,50% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0221 0,0783

0,75% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0331 0,0783

1% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0441 0,0783


commit to user

54

Tabel 4.7. Kebutuhan Bahan Untuk Setiap Adukan (3 benda uji serapan)

Penambahan

metakaolin

Variasi

Serat

Semen

(Kg)

Pasir

(Kg)

Kerikil

(Kg)

Air

(Liter)

Serat

(Kg)

Metakaolin

(Kg)

0 %

0% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,00 0,00

0,25% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0110 0,00

0,50% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0221 0,00

0,75% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0331 0,00

1% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0441 0,00

7,5 %

0% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,00 0,0783

0,25% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0110 0,0783

0,50% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0221 0,0783

0,75% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0331 0,0783

1% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0441 0,0783

Total material yang dibutuhkan untuk membuat 30 sampel serapan :

a. Air = 4,1748 liter

b. Semen = 10,4372 kg

c. Pasir = 10,3984 kg

d. Kerikil = 21,1120 kg

e. Serat Galvalum AZ 150 = 0,2206 kg

f. Metakaolin = 0,3915 kg

4.3. Hasil Pengujian Slump

Dari masing-masing campuran adukan beton tersebut dilakukan pengujian slump.

Nilai slump diperlukan untuk mengetahui tingkat workabilitas dari campuran

beton. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.8.


commit to user

55

Tabel 4.8. Hasil Pengujian Nilai Slump

Variasi Slag (%)

Variasi Aktivator (%)

Nilai Slump (cm)

0 0 6,8

7,5 6,7

0,25 0 7

7,5 6,1

0,5 0 5,8

7,5 5,5

0,75 0 5

7,5 5,3

1 0 4

7,5 4,5

Gambar 4.3. Hubungan Variasi Serat dan Nilai Slump

4.4. Hasil Pengujian Porositas

Pengujian serapan ini dilakukan terhadap sampel beton silinder Ø 7,5 cm, tinggi

15 cm setelah sampel beton mencapai umur 28 hari. Pengujian ini adalah untuk

mengetahui besarnya air yang dapat diserap oleh beton dengan membandingkan

0

2

4

6

8

0 0.25 0.5 0.75 1

Nila

i Slu

mp

Variasi Serat (%)

Beton SeratMetakaolin0%

Beton SeratMetakaolin7,5%


commit to user

56

antara berat yang telah melewati proses perendaman dalam air dan dalam kondisi

jenuh kering permukaan dengan berat dalam kondisi kering oven. Adapun standar

waktu perendaman yang harus dilakukan adalah selama 10+0,5 menit dan 24 jam.

Namun demikian sebagai bahan pembanding maka dalam penelitian ini dilakukan

perendaman selama 10+0,5 menit, 30 menit, 60 menit, 1 x 24 jam, 2 x 24 jam, dan

3 x 24 jam. Besarnya nilai serapan air dapat dihitung dengan menggunakan

rumus (2.1)

Serapan Air = %100xWk

WkW -

Dimana :

W = Berat beton pada kondisi SSD (gram)

Wk = Berat beton pada kondisi kering oven (gram)

Untuk perhitungan porositas benda uji dengan nama benda uji S0-A pada

perendaman 10+0,5 menit adalah sebagai berikut:

Berat benda uji dalam kondisi SSD (W) = 1452 gram

Berat benda uji dalam kondisi kering oven (Wk) = 1451 gram

Serapan air = %416,0%1001443

14431449=

-x

Rata-rata serapan air =

%419,03

420,0420,0416,0=

++

Untuk hasil pengujian porositas selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.9.


commit to user

57

Tabel 4.9. Hasil Pengujian Serapan Beton Perendaman 10+0,5 menit

Benda uji porositas Berat SSD

Berat kering oven

Porositas Porositas rata-rata

Kode Nomer

Variasi Serat

(%) (gram) (gram) (%) (%)

S-0 A

0 1449 1443 0,416

0,419 B 1435 1429 0,420 C 1433 1427 0,420

S-0,25 A

0,25 1417 1403 0,998

1,360 B 1416 1395 1,505 C 1417 1395 1,577

S-0,5 A

0,5 1464 1437 1,879

1,800 B 1473 1446 1,867 C 1474 1450 1,655

S-0,75 A

0,75 1458 1423 2,460

2,409 B 1429 1397 2,291 C 1448 1413 2,477

S-1 A

1 1434 1399 2,502

2,257 B 1438 1406 2,276 C 1432 1404 1,994

SM-0 A

0 1349 1343 0,447

0,395 B 1362 1358 0,295 C 1357 1351 0,444

SM-0,25

A 0,25

1462 1453 0,619 0,783 B 1474 1465 0,614

C 1450 1434 1,116

SM-0,5 A

0,5 1420 1399 1,501

1,141 B 1413 1402 0,785 C 1423 1407 1,137

SM-0,75

A 0,75

1450 1429 1,470 1,325 B 1442 1426 1,122

C 1465 1445 1,384

SM-1 A

1 1487 1471 1,088

1,260 B 1463 1447 1,106 C 1473 1450 1,586

Hasil pengujian porositas beton pada pada tabel 4.9 disajikan pada Gambar 4.4.


commit to user

58

Gambar 4.4. Hubungan Variasi Serat dan Nilai Serapan

Selanjutnya hasil pengujian serapan air untuk perendaman 30 menit, 60 menit, 1 x

24 jam, 2 x 24 jam, dan 3 x 24 jam dapat dilihat pada lampiran D. Rekapitulasi

hasil perhitungan serapan dan rata-rata serapan air selanjutnya disajikan dalam

table 4.10

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00%

Nila

i ser

apan

(%)

Variasi Serat Galvalum AZ150 (%)

Beton denganMetakaolin0%

Beton denganMetakaolin7,5%


commit to user

59

Tabel 4.10. Rekap Hasil Pengujian Serapan Air

Kode

Besar Nilai Serapan (%)

Rendaman 10+0,5 menit

Rendaman 30 menit

Rendaman 60 menit

Rendaman 1 x 24 Jam

Rendaman 2 x 24 Jam

Rendaman 3 x 24 Jam

Rerata Rerata Rerata Rerata Rerata Rerata

BS-0%

0.42 0.42 0.69 0.63 0.9 0.86 1.25 1.35 1.46 1.58 1.66 1.91

0.42 0.63 0.91 1.4 1.54 1.89

0.42 0.56 0.77 1.4 1.75 2.17

BS-0,25%

1 1.36 1.35 1.62 1.78 2.08 2.35 2.7 2.64 3.08 3.06 3.53

1.51 1.72 2.29 3.01 3.44 4.01

1.58 1.79 2.15 2.72 3.15 3.51

BS-0,5%

1.88 1.8 2.51 2.35 3.41 3.16 4.18 3.81 4.66 4.25 5.01 4.69

1.87 2.42 3.04 3.46 3.87 4.29

1.66 2.14 3.03 3.79 4.21 4.76

BS-0,75%

2.46 2.41 2.81 2.88 3.44 3.52 4.43 4.4 4.71 4.7 5.13 5.2

2.29 3.08 3.87 5.23 5.51 6.01

2.48 2.76 3.26 3.54 3.89 4.46

BS-1%

2.5 2.26 3.22 2.85 3.72 3.23 4.36 3.87 4.79 4.37 5.22 4.87

2.28 2.84 3.13 3.91 4.48 5.12

1.99 2.49 2.85 3.35 3.85 4.27

BSM-0%

0.45 0.4 0.67 0.59 0.97 0.91 2.16 2.1 2.53 2.59 2.9 3.01

0.29 0.52 0.88 2.14 2.65 3.24

0.44 0.59 0.89 2 2.59 2.89

BSM-0,25%

0.62 0.78 0.83 0.99 1.24 1.43 2.06 2.14 2.48 2.62 2.82 3.03

0.61 0.82 1.3 1.98 2.59 3

1.12 1.32 1.74 2.37 2.79 3.28

BSM-0,5%

1.5 1.14 1.86 1.52 2.36 1.88 3.79 3.26 4 3.68 4.5 4.18

0.78 1.07 1.36 2.71 3.28 3.64

1.14 1.63 1.92 3.27 3.77 4.41

BSM-0,75%

1.47 1.33 1.82 1.67 2.24 2.21 3.85 3.63 4.13 4 4.41 4.32

1.12 1.4 1.89 3.16 3.58 3.86

1.38 1.8 2.49 3.88 4.29 4.71

BSM-1%

1.09 1.26 1.36 1.56 1.9 2.18 2.38 3.12 2.72 3.55 3.06 3.97

1.11 1.38 2 3.32 3.94 4.35

1.59 1.93 2.62 3.66 4 4.48


commit to user

60

4.5. Hasil Pengujian Penetrasi dan Permeabilitas

Pengujian ini dilakukan terhadap sampel silinder beton dengan ukuran Ø 7,5 cm

dan tinggi 15 cm setelah sampel mencapai umur 28 hari. Pengujian ini untuk

mengetahui sejauh mana pengaruh penggunaan serat Galvalum AZ 150 dan

penambahan metakaolin pada campuran beton normal terhadap penetrasi dan

koefisien permeabilitas beton dengan cara memberikan air bertekanan pada benda

uji. Pemberian tekanan yang dilakukan adalah 1 kg/cm² selama 48 jam,

dilanjutkan dengan tekanan 3 kg/m² selama 24 jam, dan terakhir 7 kg/cm² selama

24 jam. Hasil pengujian nilai penetrasi disajikan dalam tabel 4.15


commit to user

61

Tabel 4.11. Hasil Pengujian Penetrasi

Kode Benda Uji

Air dalam Selang Setelah 1 Jam

Penurunan Air Setelah 1 Jam (cm)

Diameter Resapan(cm)

Ketebalan Penetrasi

(cm)

Rata-Rata Ketebalan Penetrasi

(cm) Awal (cm) Akhir (cm)

BS-0%

70 67.6 2.4 5 2

2.067 70 68 2 4 1.5

70 66.7 3.3 5.5 2.7

BS-0,25%

70 67 3 5 3

2.667 70 67.1 2.9 4.5 2.5

70 66.7 3.3 5 2.5

BS-0,5%

70 66.4 3.6 5 3

2.833 70 66.6 3.4 5 3

70 67.2 2.8 4.5 2.5

BS-0,75%

70 66.5 3.5 5 3.5

3.500 70 66.1 3.9 5 3

70 65.6 4.4 6 4

BS-1%

70 66 4 5 3

3.000 70 66.6 3.4 5 3

70 66.7 3.3 5 3

BSM-0%

70 66.8 3.2 5 2.4

1.967 70 66.7 3.3 6 2

70 67.2 2.8 5 1.5

BSM-0,25%

70 66.7 3.3 5 3

2.500 70 67 3 4.5 2

70 66.9 3.1 5 2.5

BSM-0,5%

70 66 4 5.5 3

2.533 70 66.5 3.5 5 2.6

70 67 3 4 2

BSM-0,75%

70 66 4 5.5 3

3.067 70 66 4 5.7 3.2

70 66 4 5 3

BSM-1%

70 66.6 3.4 5 3

3.167 70 66.8 3.2 5 3

70 67 3 5 3.5


commit to user

62

Pemeriksaan permeabilitas pada benda uji dilakukan dengan menggunakan alat uji

permeabilitas AF-16 yang berada di Laboratorium Bahan Teknik Sipil UNS. Tujuan

dari pengujian ini adalah mengetahui sejauh mana pengaruh variasi penggunaan

pozzolan abu vulakanik Merapi sebagai pengganti sebagian semen terhadap penetrasi

dan koefiien permeabilitas beton. Koefisien permeabilitas dapat diketahui dengan

menggunakan rumus Darcy dan dihitung dengan persamaan (2.2). 1ⱐ 㴐2㴐棍实䗠㴐闺拐

Diameter selang = ¼ inc = 0,00635 m

Waktu aliran = 3600 dt

Contoh perhitungan:

· dQ = 0,25. π . 0,006352.0,024 = 0,000076 m3

· A = 0,25. π . 0,052 = 0,0019635 m2

· Koefisien Permeabilitas, (k) = 䗠实释 10,0019635恃释0,0000763600 恃释0,0g50,7 恃䗠实3,07g刮石09桂/㴐棍 Perhitungan pengujian permeabilitas secara lengkap disajikan pada lampiran.

Hasil pengujian permeabilitas dapat dilihat pada tabel 4.11 berikut:


commit to user

63

Tabel 4.12. Data Hasil Pengujian Permeabilitas Beton

Benda uji permeabilitas

Penurunan Diameter Dalam (L)

A dQ Koefisien permeabilitas

k rata-rata

Kode No Serat (%)

(cm) (cm) (cm) (m2) (m3) (m/dt) (m/dt)

S-0

A

0

2.4 5 2 0.0019635 0.000076 3.072E-09 3.036E-

09 B 2 4 1.5 0.0012566 0.000063 3.000E-09

C 3.3 5.5 2.7 0.0023758 0.000105 4.713E-09

S-0,25

A

0,25

3 5 3 0.0019635 0.000095 5.760E-09 5.590E-

09 B 2.9 4.5 2.5 0.0015904 0.000092 5.729E-09

C 3.3 5 2.5 0.0019635 0.000105 5.280E-09

S0,5

A

0,5

3.6 5 3 0.0019635 0.000114 6.912E-09 6.324E-

09 B 3.4 5 3 0.0019635 0.000108 6.528E-09

C 2.8 4.5 2.5 0.0015904 0.000089 5.531E-09

S-0,75

A

0,75

3.5 5 3.5 0.0019635 0.000111 7.840E-09 7.717E-

09 B 3.9 5 3 0.0019635 0.000124 7.488E-09

C 4.4 6 4 0.0028274 0.000139 7.823E-09

S-1

A

1

4 5 3 0.0019635 0.000127 7.680E-09 6.848E-

09 B 3.4 5 3 0.0019635 0.000108 6.528E-09

C 3.3 5 3 0.0019635 0.000105 6.336E-09

M-0

A

0

3.2 5 2.4 0.0019635 0.000101 4.916E-09 2.811E-

09 B 3.3 6 2 0.0028274 0.000105 2.934E-09

C 2.8 5 1.5 0.0019635 0.000089 2.688E-09

M-0,25

A

0,25

3.3 5 3 0.0019635 0.000105 6.336E-09 4.851E-

09 B 3 4.5 2 0.0015904 0.000095 4.741E-09

C 3.1 5 2.5 0.0019635 0.000098 4.960E-09

M-0,5

A

0,5

4 5.5 3 0.0023758 0.000127 6.348E-09 6.057E-

09 B 3.5 5 2.6 0.0019635 0.000111 5.824E-09

C 3 4 2 0.0012566 0.000095 6.000E-09

M-0,75

A

0,75

4 5.5 3 0.0023758 0.000127 6.348E-09 6.777E-

09 B 4 5.7 3.2 0.0025518 0.000127 6.304E-09

C 4 5 3 0.0019635 0.000127 7.680E-09

M-1

A

1

3.4 5 3 0.0019635 0.000108 6.528E-09 6.464E-

09 B 3.2 5 3 0.0019635 0.000101 6.144E-09

C 3 5 3.5 0.0019635 0.000095 6.720E-09

Keterangan: = data tidak disertakan dalam perhitungan


commit to user

64

Gambar 4.5. Hubungan Variasi Serat dan Koefisien Permeabilitas

4.6. Uji Normalitas Chi-Kuadrat Uji chi-kuadrat dimaksudkan untuk mengetahui apakah perbedaan dari proporsi

sampel pertama dengan yang dari sampel kedua, sampel ketiga dan yang

seterusnya itu disebabkan oleh faktor kebetulan saja (chance).

Uji chi-kuadrat ini digunakan pada sampel lebih dari 2 (k >2) dan pada penelitian

ini menggunakan tingkat signifikasi sebesar 95%.

Dalam penelitian ini v = (n-1) = (3-1) = 2

Dengan taraf signifikasi 95% maka dari tabel distribusi x2 maka didapat

x2 (0,95;(n-1)) = 0,103

Jika x2 < x2 (0,95;(n-1)) maka sampel dapat diterima

Jika x2 > x2 (0,95;(n-1)) maka sampel tidak dapat diterima

0.0E+00

1.0E-09

2.0E-09

3.0E-09

4.0E-09

5.0E-09

6.0E-09

7.0E-09

8.0E-09

0 0.25 0.5 0.75 1

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as (m

/dt)

BetonSeratmetakaolin0%

BetondenganMetakaolin7,5%

Variasi Serat (%)


commit to user

65

Tabel 4.13. Uji Chi-Kuadrat untuk Hasil Uji Serapan

Kode No

o e

(o-e)2/e x2 x20,95;(n-

1) Porositas

Porositas rata-rata

(10-

9m/dt) (10-9m/dt)

BS-0% 1 0.42

0.419 0.0000

0.000 0.103

2 0.42 0.0000 0.103 3 0.42 0.0000 0.103

BS-0,25%

1 1.00 1.360

0.0965 0.049

0.103 2 1.51 0.0155 0.103 3 1.58 0.0346 0.103

BS-0,5% 1 1.88

1.800 0.0034

0.007 0.103

2 1.87 0.0025 0.103 3 1.66 0.0117 0.103

BS-0,75%

1 2.46 2.528

0.0019 0.003

0.103 2 2.65 0.0057 0.103 3 2.48 0.0010 0.103

BS-1% 1 2.50

2.257 0.0265

0.019 0.103

2 2.28 0.0002 0.103 3 1.99 0.0307 0.103

BSM-0% 1 0.45

0.395 0.0067

0.013 0.103

2 0.29 0.0256 0.103 3 0.44 0.0061 0.103

BSM-0,25%

1 0.62 0.783

0.0342 0.071

0.103 2 0.61 0.0364 0.103 3 1.12 0.1412 0.103

BSM-0,5%

1 1.50 1.143

0.1123 0.075

0.103 2 0.78 0.1123 0.103 3 1.14 0.0000 0.103

BSM-0,75%

1 1.47 1.325

0.0157 0.016

0.103 2 1.12 0.0312 0.103 3 1.38 0.0026 0.103

BSM-1% 1 1.09

1.260 0.0313

0.032 0.103

2 1.11 0.0268 0.103 3 1.59 0.0378 0.103

Dari Tabel 4.12 dapat dilihat bahwa semua benda uji dapat diterima karena

X2 < X2(0,95;(n-1))


commit to user

66

Tabel 4.14. Uji Chi-Kuadrat untuk Hasil Uji Permeabilitas

Kode Nomer

o e

(o-e)2/e x2 x20,95;(n-1) Permeabilitas Permeabilitas rata-rata

(10-9m/dt) (10-9m/dt)

S-0

A 3.07 3.04

0.0004 0.000

0.103

B 3.00 0.0004 0.103

C 4.71 0.9261 0.103

S-0,25

A 5.76 5.59

0.0052 0.009

0.103

B 5.73 0.0035 0.103

C 5.28 0.0171 0.103

S0,5

A 6.91 6.32

0.0547 0.054

0.103

B 6.53 0.006606 0.103

C 5.53 0.099390 0.103

S-0,75

A 7.84 7.72

0.0020 0.003

0.103

B 7.49 0.0068 0.103

C 7.82 0.0014 0.103

S-1

A 7.68 6.85

0.1011 0.027

0.103

B 6.53 0.0150 0.103

C 6.34 0.0383 0.103

M-0

A 4.92 2.81

1.5759 0.005

0.103

B 2.93 0.0054 0.103

C 2.69 0.0054 0.103

M-0,25

A 6.34 5.35

0.1835 0.048

0.103

B 4.74 0.0684 0.103

C 4.96 0.0278 0.103

M-0,5

A 6.35 6.06

0.0139 0.005

0.103

B 5.82 0.0090 0.103

C 6.00 0.0005 0.103

M-0,75

A 6.35 6.78

0.0273 0.060

0.103

B 6.30 0.0331 0.103

C 7.68 0.1204 0.103

M-1

A 6.53 6.46

0.0006 0.009

0.103

B 6.14 0.0158 0.103

C 6.72 0.0101 0.103

Keterangan: = data tidak disertakan dalam perhitungan


commit to user

67

Dari Tabel 4.13 dapat dilihat bahwa tidak semua benda uji dapat diterima karena

tidak memenuhi persyaratan X2 < X2(0,95;(n-1)).

4.7. Analisis Data Hasil Pengujian 4.7.1. Analisis Hasil Pengujian Nilai Slump

Dari Tabel 4.8 dan Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa nilai slump pada beton normal

lebih tinggi dibandingkan nilai slump pada beton yang menggunakan serat dan

metakaolin. Hal tersebut menunjukan bahwa kemudahan pengerjaan (workability)

pada beton normal lebih tinggi dari beton dengan serat dan tambahan metakaolin

Penurunan nilai slump ini disebabkan karena penambahan serat akan menambah

sifat saling mengunci antar bahan dan menimbulkan gesekan (friction) antar serat

dan agregat sehingga keduanya tidak bisa bergerak secara leluasa. Penambahan

serat juga akan menyebabkan luas permukaan bahan yang dilumasi air bertambah,

sehingga kandungan air bebas sangat berpengaruh pada kelecakan adukan beton

berkurang. Disamping itu, metakaolin dapat menyerap air dengan baik sehingga

air yang seharusnya digunakan untuk pasta akan lebih banyak berkurang. Keadaan

demikian menyebabkan workability adukan beton menurun dan nilai slump juga

rendah.

4.7.2. Analisis Terhadap Pengujian Serapan

Ketentuan minimum untuk beton kedap air normal bila diuji dengan perendaman

air berdasarkan SK SNI S-36-1990-03 adalah sebagai berikut :

1. Selama 10+0,5 menit, resapan maksimum adalah 2,5% terhadap berat kering

oven.

2. Selama 24 jam, resapan maksimum adalah 6,5% terhadap berat kering oven.

Dari hasil perhitungan, da dapat nilai serapan air adalah sebagai berikut

disajikan dalam Tabel 4.13. dan Tabel 4.14.


commit to user

68

Tabel 4.15. Nilai Serapan Air pada Beton Serat Galvalum dengan Metakaolin 0%

Serat Galvalum

Waktu 0% 0,25% 0,50% 0,75% 1%

10+0,5 menit 0,419 1,360 1,800 2,409 2,257

30 menit 0,628 1,622 2,354 2,883 2,851

60 menit 0,860 2,075 3.162 3,521 3,232

1 x 24 jam 1,349 2,696 3,809 4,397 3,873

2 x 24 jam 1,582 3,077 4,247 4,704 4,372

3 x 24 jam 1,908 3,530 4,685 5,200 4,871

Gambar 4.6. Hubungan Nilai Serapan Air terhadap Kadar Serat untuk Beton

Serat dengan Metakaolin 0% Perendaman 10+0,5 Menit

Dari tabel diatas diperoleh nilai serapan air minimum yaitu pada beton normal

tanpa serat atau dengan kadar serat Galvalum AZ 150 sebesar 0%. Semua benda

uji beton normal berserat Galvalum AZ 150 tersebut memenuhi persyaratan

maksimum beton kedap air normal untuk perendaman 10+0,5 menit, nilai serapan

(absorbsi) yaitu sebesar 0,4% - 2,3% dengan nilai serapan maksimum adalah

2,5%, dan untuk perendaman 1x24 jam nilai serapan (absorbsi) yaitu sebesar 1,3%

- 3,9% dengan nilai serapan air maksimum adalah 6,5% (SNI 03-2914-1992).

y = -23062x2 + 419.67x + 0.4156 R² = 0.9832

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00%

beton dengan metakaolin 0%

beton denganmetakaolin 0%

Poly. (betondenganmetakaolin 0%)

Kadar Serat (%)

Sera

pan

rata

-rat

a (%

)


commit to user

69

Tabel 4.16. Nilai Serapan Air pada Beton Serat Galvalum dengan Metakaolin 7,5%

Serat Galvalum

Waktu 0% 0,25% 0,50% 0,75% 1%

10+0,5 menit 0,395 0,783 1,141 1,325 1,256

30 menit 0,592 0,990 1,521 1,674 1,558

60 menit 0,913 1,423 1,878 2,208 2,176

1 x 24 jam 2,098 2,138 3,256 3,627 3,117

2 x 24 jam 2,591 2,620 3,683 3,999 3,553

3 x 24 jam 3,010 3,034 4,182 4,324 3,965

Gambar 4.7. Hubungan Nilai Serapan Air terhadap Kadar Serat untuk Beton

Serat dengan Metakaolin 7,5% pada Perendaman 10+0,5 Menit

Dari tabel diatas diperoleh nilai serapan air minimum yaitu pada beton normal

dengan kadar serat Galvalum AZ 150 sebesar 0% dan penambahan metakaolin .

Semua benda uji beton normal berserat Galvalum AZ 150 tersebut memenuhi

persyaratan maksimum beton kedap air normal untuk perendaman 10+0,5 menit,

nilai serapan (absorbsi) yaitu sebesar 0,3% - 1,3% dengan nilai serapan

maksimum adalah 2,5%, dan untuk perendaman 1x24 jam nilai serapan (absorbsi)

y = -12346x2 + 214.32x + 0.3722 R² = 0.9919

0

0.25

0.5

0.75

1

1.25

1.5

0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00%

beton dengan metakaolin 7,5%

beton denganmetakaolin7.5%

Poly. (betondenganmetakaolin7.5%)

Kadar Serat (%)

Sera

pan

rata

-rat

a (%

)


commit to user

70

yaitu sebesar 2% - 3,2% dengan nilai serapan air maksimum adalah 6,5% (SNI

03-2914-1992).

Gambar 4.8 Grafik Hubungan Antara Waktu Perendaman (menit)

dengan Nilai Serapan Air ( % ) pada Beton Serat Metakaolin 0%

Gambar 4.9 Grafik Hubungan Antara Waktu Perendaman (menit)

dengan Nilai Serapan Air ( % ) pada Beton Serat Metakaolin 7,5%

Berdasarkan hasil pengujian serapan dapat diketahui bahwa nilai serapan air

bertambah seiring dengan penambahan serat Galvalum AZ 150. Hasil pengujian

serapan beton dengan variasi kadar serat dan penambahan metakaolin yang

disajikan pada Tabel 4.10 dan Gambar 4.8 dan 4.9 dapat diketahui bahwa nilai

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

10+0,5menit 30 menit 60 menit 1x24 jam 2x24 jam 3x24 jam

0%

0.25%

0.50%

0.75%

1%Sera

pan

Rata

-Rat

a (%

)

Waktu Perendaman

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

10+0,5menit 30 menit 60 menit 1x24 jam 2x24 jam 3x24 jam

0%

0.25%

0.50%

0.75%

1%Sera

pan

Rata

-Rat

a (%

)

Waktu Perendaman


commit to user

71

porositas beton yang paling tinggi terjadi pada variasi serat 0,75% selama

perendaman 3x24 jam dengan nilai porositas 5,2%. Hal ini dikarenakan

penambahan serat Galvalum AZ 150 pada beton cenderung menyebabkan

timbulnya pori pada interface zone (zona transisi) antara serat dengan pasta

semen. Pori ini timbul karena dengan adanya sejumlah serat maka air dapat

melekat / tertinggal pada permukaan – permukaan serat yang tidak terpadatkan

oleh vibrator secara sempurna.

Dikarenakan tekstur permukaan dari serat Galvalum AZ 150 yang tidak berpori

maka memungkinkan porositas kapiler pada interface zone tidak terlalu tinggi dan

nilai serapan air pun tidak terlalu besar. Selain itu, adanya serat Galvalum AZ 150

pada beton normal memungkinkan hubungan antara pori - pori kapiler hanya

saling terhubung sebagian saja sehingga pori – pori kapiler pun berukuran lebih

kecil. Hal ini dikarenakan bentuk dan tekstur serat yang berbentuk seperti tabung

yang tertutup sehingga mengakibatkan hilangnya kemampuan dalam transpot

(pengaliran) air.

4.7.3. Analisis Terhadap Pengujian Penetrasi dan Permeabilitas

Berdasarkan SNI 03-2914-1992, yang dimaksud dengan beton kedap air adalah beton

yang tidak tembus air dan harus memenuhi ketentuan minimum untuk beton kedap air

agresif, bila diuji dengan tekanan air maka tembusnya air ke dalam beton tidak

melampaui batas sebagai berikut:

a. Agresif Sedang : 50 mm

b. Agresif Kuat : 30 mm

Hasil analisis penetrasi Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150 dapat dilihat pada

Tabel 4.18


commit to user

72

Tabel 4.17. Hasil Analisis Pengujian Penetrasi

Serat Galvalum

AZ 150 Metakaolin

Kedalaman penetrasi

(mm)

Syarat SNI 03-2914-1992

Syarat agresif kuat

(30 mm)

Syarat agresif sedang (50 mm)

0%

0

20,67 Memenuhi syarat Memenuhi syarat

0,25% 26,67 Memenuhi syarat Memenuhi syarat


0,75% 35,00 Tidak memenuhi

syarat Memenuhi syarat

1% 30,00 Memenuhi syarat Memenuhi syarat

0%

7,5

19,67 Memenuhi syarat Memenuhi syarat



0,75% 30,67 Tidak memenuhi


1% 31,67 Tidak memenuhi


Dari hasil analisis pada Tabel 4.18 diatas diperoleh nilai rata-rata penetrasi air

pada beton normal berserat Galvalum AZ 150 dan metkaolin sebesar 19,67 mm –

35,00 mm, hampir semuanya masuk untuk syarat agresif kuat, kecuali beton

dengan serat 0,75% metakaolin 0%, beton serat 0,75% metakaolin 7,5%, dan

beton sereat 1% metakaolin 7,5% dengan ketebalan penetrasi masing – masing 35

mm; 30,67 mm; dan 31,67 mm. Untuk syarat agresif sedang semua benda uji dan

tidak ada yang melebihi 50 mm. Maka semua sampel beton normal berserat

Galvalum AZ 150 dengan kadar 0% - 1% dengan penambahan metakaolin atau


commit to user

73

tanpa penambahan metakaolin tersebut memenuhi syarat beton kedap air agresif

untuk syarat agresif sedang ( SK SNI S-36-1990-03 ).

Dari hasil perhitungan, nilai koefisien permeabilitas dapat dilihat pada Tabel 4.18.

Tabel 4.18. Analisis Hasil Uji Permeabilitas Beton Serat Galvalum

Nama benda uji

Koefisien permeabilitas (m/dt)

ACI 301-729 (revisi 1975)

1,5 . 10-11 m/dt P-0 3,595E-09 Tidak Memenuhi

P-0,25 5,590E-09 Tidak Memenuhi P-0,5 6,324E-09 Tidak Memenuhi

P-0,75 7,717E-09 Tidak Memenuhi P-1 6,848E-09 Tidak Memenuhi

PM-0 3,512E-09 Tidak Memenuhi PM-0,25 5,346E-09 Tidak Memenuhi PM-0,5 6,057E-09 Tidak Memenuhi PM-0,75 6,777E-09 Tidak Memenuhi

PM-1 6,464E-09 Tidak Memenuhi

Berdasarkan ACI 301-729 (revisi 1975) (dalam Neville dan Brooks, 1987) nilai

koefisien permeabilitas maksimum disyaratkan sebesar 1,5 .10-11 m/s. Dari hasil

analisis pada Tabel 4.16 dapat dilihat bahwa keseluruhan nilai koefisien

permeabilitas beton dengan variasi penggantian semen dengan slag dan aktivator

tidak memenuhi syarat ACI 301-729 (revisi 1975).

Dari hasil perhitungan, nilai koefisien permeabilitas dan prosentase perubahannya

dapat disajikan dalam tabel berikut.


commit to user

74

Tabel 4.19. Nilai Koefisien Permeabilitas dan Persentase Perubahan Nilai

Koefisien Permeabilitas Akibat Variasi Serat Galvalum AZ 150

dengan Penambahan Metakaolin 0%

Beton normal Beton dengan Pozzolan abu merapi

Perubahan Nama

benda

uji

Nilai

permeabilitas Nama

benda uji

Kadar

semen

replacemet

Nilai

permeabilitas

(m/dt) (m/dt) (m/dt)

P-0 3,60E-09

P-0,25 0,25 5,59E-09 -1,99E-09

P-0,5 0,5 6,32E-09 -2,73E-09

P-0,75 0,75 7,72E-09 -4,12E-09

P-1 1 6,85E-09 -3,25E-09

Dari Tabel 4.15 dapat diketahui bahwa permeabilitas beton dengan menggunakan

serat GalvalumAZ 150 rata-rata mengalami penurunan. Penurunan terbesar terjadi

pada kadar serat sebesar 0,75 % dengan nilai penurunan sebesar -4,12E-09 m/dt.

Gambar 4.10. Hubungan Koefisien Permeabilitas Beton terhadap Persentase Serat

Galvalum AZ 150

y = -6E-05x2 + 9E-07x + 4E-09 R² = 0.9553

0.0E+001.0E-092.0E-093.0E-094.0E-095.0E-096.0E-097.0E-098.0E-099.0E-09

0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00%

beton dengan metakaolin 0%

beton denganmetakaolin 0%

Poly. (betondenganmetakaolin 0%)

Kadar Serat (%)

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as (m

/dt)


commit to user

75

Berdasarkan Gambar 4.8. dapat dilihat bahwa semakin besar presentase serat

maka semakin tinggi nilai koefisien permeabilitas beton. Dari grafik dapat

diketahui bahwa hubungan antara nilai koefisien permeabilitas beton dengan

variasi serat memiliki rumus Y = −6E-05x2 + 9E-07x + 4E-09

Tabel 4.20. Nilai Koefisien Permeabilitas dan Persentase Perubahan Nilai

Koefisien Permeabilitas Akibat Variasi Serat Galvalum AZ 150

dengan penambahan metakaolin 7,5%

Beton normal Beton dengan Pozzolan abu merapi

Perubahan Nama

benda

uji

Nilai

permeabilitas Nama

benda uji

Kadar

semen

replacemet

Nilai

permeabilitas

(m/dt) (m/dt) (m/dt)

PM-0 3,51E-09

PM-0,25 0,25 5,35E-09 -1,75E-09

PM-0,5 0,5 6,06E-09 -2,46E-09

PM-0,75 0,75 6,78E-09 -3,18E-09

PM-1 1 6,46E-09 -2,87E-09

Dari Tabel 4.15 dapat diketahui bahwa permeabilitas beton dengan menggunakan

serat GalvalumAZ 150 dengan penambahan metakaolin 7,5% rata-rata mengalami

penurunan. Penurunan terbesar terjadi pada kadar serat sebesar 0,75 % dengan

nilai penurunan sebesar -3,18E-09 m/dt.


commit to user

76

Gambar 4.11. Hubungan Koefisien Permeabilitas Beton terhadap Persentase

Serat Galvalum AZ 150 dengan Penambahan Metakaolin 7,5%

Berdasarkan Gambar 4.11. dapat dilihat bahwa semakin besar presentase serat

maka semakin tinggi nilai koefisien permeabilitas beton. Dari grafik dapat

diketahui bahwa hubungan antara nilai koefisien permeabilitas beton dengan

variasi serat memiliki rumus Y = −5E-05x2 + 8E-07x + 4E-09

4.7.4. Pembahasan Uji Permeabilitas

Dari hasil pengujian permeabilitas beton dengan variasi kadar serat tanpa

penambahan metakaolin yang disajikan pada Tabel 4.16. dan Gambar 4.10. dapat

diketahui bahwa nilai koefisien permeabilitas beton yang paling tinggi terjadi

pada kadar serat 0,75 % dengan nilai koefisien permeabilitas 7,717x 10-9 m/dt.

Dari hasil pengujian koefisien permeabilitas beton dengan variasi kadar serat

dengan penambahan metakaolin 7,5% yang disajikan pada Tabel 4.16. dan

Gambar 4.11. dapat diketahui bahwa nilai koefisien permeabilitas beton yang

paling tinggi terjadi pada kadar serat 0,75 % dengan nilai koefisien permeabilitas

6,777 x 10-9 m/dt. Hal ini dikarenakan terjadi reaksi hidrasi yang tidak sempurna

pada beton yang menyebabkan beton menjadi semakin poros yang diikuti semakin

bersifat permeable sehingga mudah dilewati oleh gas atau cairan.

y = -5E-05x2 + 8E-07x + 4E-09 R² = 0.9899

0.0E+00

1.0E-09

2.0E-09

3.0E-09

4.0E-09

5.0E-09

6.0E-09

7.0E-09

8.0E-09

0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00%

beton dengan metakaolin 7,5%

beton denganmetakaolin7.5%

Kadar Serat (%)

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as (m

/dt)


commit to user

77

Sama hal nya seperti porositas beton, semakin rendahnya nilai permeabilitas beton

menunjukkan bahwa beton tersebut semakin impermeable sehingga sulit dilewati

oleh gas atau cairan. Beton yang padat dan sulit dilewati oleh gas maupun cairan

membuat durabilitas beton semakin baik.

4.7.5. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dan Nilai Serapan

Porositas merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kekuatan beton.

Jumlah pori yang terkandung dalam beton akan sangat mempegaruhi kepadatan

dari suatu beton. Model yang paling umum digunakan dalam menggambarkan

hubungan antara kuat tekan dengan porositas adalah dengan persamaan

eksponensial yang dikemukakan oleh Roy dan Gouda (1973) dengan rumus yang

dituliskan dengan Persamaan (4.1) sebagai berikut :

P = P0*e-k.fc...............................................................(4.1)

dengan :

P = porositas (%)

P0 = porositas pada kekuatan nol (%)

fc = kuat tekan (MPa)

k = konstanta

e = bilangan natural

Hasil uji kuat tekan dan porositas beton disajikan pada tabel 4.21

Tabel 4.21. Hasil Pengujian Kuat Tekan dan Serapan Beton

Nama Benda Uji Kadar Serat

Persentase Metakaolin Porositas (%)

Kuat Tekan (Mpa)

S-0,25 0,25% 1,3601 33,20

S-0,5 0,5% 0%

1,8004 35,37

S-0,75 0,75% 2,4091 32,63

S-1 1% 2,2573 30,94

SM-0,25 0,25% 0.7832 33,95

SM-0,5 0,5% 7,5%

1,1409 36,59

SM-0,75 0,75% 1,3252 33,20

SM-1 1% 1,2599 31,50

Sumber: Arif Fajar (2011)


commit to user

78

Dari Tabel 4.16 dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan porositas beton.

Hubungan tersebut digambarkan pada Gambar 4.12.

Gambar 4.12. Hubungan Kuat Tekan dan Nilai Serapan Beton Serat pada Perendaman 10+0,5 menit

Dari Gambar 4.12. dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan porositas beton.

Kuat tekan dan porositas beton berbanding terbalik, artinya semakin rendah kuat

tekan suatu beton akan terjadi porositas yang semakin tinggi. Hal tersebut

disebabkan oleh faktor kepadatan beton, beton yang kurang padat menghasilkan

kuat tekan yang tidak baik, sehingga nilai porositas yang dihasilkan akan tinggi

karena jumlah pori yang terkandung dalam beton juga tinggi.

4.7.6. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dengan Koefisien Permeabilitas

Hubungan antara nilai kuat tekan beton dan koefisien permeabilitas dalam beton

normal memiliki rumus empiris yang dituliskan dengan persamaan 4.3 sebagai

berikut :

䗠实918 ∗ ͐ō能囊,呢恼 ........................................................... (4.2)

y = 15.614e-0.064x R² = 0.2023

y = 2.5786e-0.025x R² = 0.0568

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

30 31 32 33 34 35 36 37

Nila

i Por

osita

s (%

)

Nilai Kuat Tekan (Mpa)

Beton Serat denganMetakaolin 0%

Beton Serat denganMetakaolin 7,5%

Expon. (Beton Seratdengan Metakaolin 0%)

Expon. (Beton Seratdengan Metakaolin7,5%)


commit to user

79

dengan :

k = koefisien permeabilitas (m/s)

fc = kuat desak beton (MPa)

Hasil uji kuat tekan dan porositas beton disajikan pada tabel 4.22

Tabel 4.22. Hasil Pengujian Kuat Tekan dan Koefisien Permeabilitas Beton

Nama Benda Uji Kadar Serat

Persentase Metakaolin Porositas (%)

Kuat Tekan (Mpa)

K1-1 0,25% 5,5898E-09 33,20

K2-1 0,5% 0%

6,3240E-09 35,37

K3-1 0,75% 7,7172E-09 32,63

K4-1 1% 6,8484E-09 30,94

K1-2 0,25% 5,3459F-09 33,95

K2-2 0,5% 7,5%

6,0574E-09 36,59

K3-2 0,75% 6,7773E-09 33,20

K4-2 1% 6,4644E-09 31,50

Sumber: Arif Fajar (2011)

Gambar 4.13. Hubungan Kuat Tekan dan Koefisien Permeabilitas Beton Serat

Dari Gambar 4.13. dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan koefisien

permeabilitas beton. Sama seperti halnya porositas, hubungan antara kuat tekan

dan permeabilitas beton juga berbanding terbalik, artinya semakin rendah nilai

y = 2E-08e-0.027x R² = 0.1296

y = 1E-08e-0.018x R² = 0.1305

0

1E-09

2E-09

3E-09

4E-09

5E-09

6E-09

7E-09

8E-09

9E-09

30 31 32 33 34 35 36 37

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as (m

/dt)

Nilai Kuat Tekan (Mpa)

Beton SeratdenganMetakaolin 0%

Beton SeratdenganMetakaolin7,5%


commit to user

80

kuat tekan suatu beton akan terjadi permeabilitas yang semakin tinggi. Jika kuat

tekan beton semakin rendah, ruang kosong sebagai media lewatnya gas maupun

cairan semakin banyak sehingga membuat beton tersebut semakin mudah dilalui

gas atau cairan.

4.7.7. Hubungan Antara Nilai Serapan dengan Koefisien Permeabilitas Beton

Hubungan antara koefisien permeabilitas dan nilai porositas dalam beton normal

memiliki rumus yang umum yang dikemukakan oleh Sambowo (2003) dengan

rumus yang dituliskan dengan Persamaan 4.3 sebagai berikut :

k = 0,023*e0,319*P ....................................................... (4.3)

dengan :


P = nilai porositas (%)

Pada Gambar 4.13 dapat dilihat kurva hubungan antara porositas dan koefisien

permeabilitas beton menggunakan pozzolan abu vulkanik Merapi.

Gambar 4.14. Hubungan Nilai Serapan dan Koefisien Permeabilitas Beton

Dari Gambar 4.13 dapat disimpulkan hubungan porositas dan permeabilitas yang

berbanding lurus. Porositas yang semakin tinggi akan membuat permeabilitas

y = 3E-09e0.3623x R² = 0.9723

y = 3E-09e0.6878x R² = 0.9473

0.0E+00

1.0E-09

2.0E-09

3.0E-09

4.0E-09

5.0E-09

6.0E-09

7.0E-09

8.0E-09

9.0E-09

0 2 4

Koef

isie

n Pe

rmea

bilit

as

(m/d

t)

Nilai Serapan (%)

Beton SeratdenganMetakaolin 0%

Beton SeratdenganMetakaolin7,5%


commit to user

81

yang semakin tinggi. Hal tersebut dikarenakan banyaknya pori sebagai media

lewatnya gas maupun cairan.

Menurut Bowles JE (1986), ruang kosong pada beton yang saling berhubungan

akan memiliki sifat permeabilitas. Dari pernyataan tersebut dapat disimpulkan

bahwa jumlah pori yang banyak belum tentu membuat beton tersebut akan

memiliki nilai permeabilitas yang tinggi tergantung pada pori pori yang saling

berhubungan pada beton tersebut.

Sambowo (2003) merumuskan hubungan antara nilai porositas dan koefisien

permeabilitas sebagaimana persamaan (4.3)

k = 0,023*e0,319*P

Dari hasil penelitian pada beton beton dengan variasi serat Galvalum AZ 150

tanpa penambahan metakaolin, didapatkan persamaan y = 2E-09e0,362x

Maka hubungan antara nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton dengan

variasi serat tanpa penambahan metakaolin dirumuskan pada persamaan 4.27

k=2E-09*e0,208*P…………………………………………..…………………..(4.27)

Sedangkan dari hasil penelitian pada beton dengan variasi serat Galvalum AZ 150

denan penambahan metakaolin didapatkan persamaan y = 2E-09e0,687x

Maka hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton dengan variasi

serat GalvalumAZ 150 dengan penambahan metakaolin dirumuskan pada

persamaan 4.28 sebagai berikut

k=2E-09e0,687*P…………………………………..………………….………...(4.28)

dengan :


P = nilai porositas (%)


commit to user 82

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil pengujian, analisis data, dan pembahasan maka dapat ditarik beberapa

kesimpulan sebagai berikut :

1. Berdasarkan SK SNI S-36-1990-03 untuk perendaman air selama 10+0,5

menit, semua benda uji serapan memenuhi syarat untuk beton kedap air

normal baik beton serat tanpa penambahan metakaolin maupun beton serat

dengan penambahan metakaolin. Serapan air terbesar terjadi pada beton

normal dengan bahan tambah metakaolin dan serat galvalum dengan kadar

serat 7,5% yaitu sebesar 2,4091% atau naik 1,99% terhadap beton dengan

kadar serat 0%. Begitu juga untuk perendaman 1 x 24 jam, semua benda uji

memenuhi syarat untuk beton kedap air normal. Serapan air terbesar terjadi

pada beton dengan penambahan metakaolin dan serat 7,5%, yaitu sebesar

3,6266% atau naik 2 277% terhadap beton dengan kadar 0%.

2. Berdasarkan SK SNI S-36-1990-03 semua benda uji porositas telah

memenuhi syarat untuk agresif sedang. Sedangkan benda uji yang memenuhi

syarat untuk agresif kuat adalah beton dengan kadar serta 0%; 0,25%; 0,5%;

1% tanpa penambahan metakaolin dan beton dengan kadar serat 0%; 0,25%;

0,5% dengan penambahan metakaolin. Nilai penetrasi maksimum terjadi pada

beton dengan kadar serat 0,75% dengan kedalaman penetrasi sebesar 35 mm.

3. Koefisien permeabilitas dari hasil penelitian ini belum memenuhi syarat,

sebab nilai koefisien permeabilitas maksimum yang dianjurkan yaitu 1,5 x 10-

11 m/s berdasarkan ACI-301-729 (revisi 1975) (dalam Neville and Brooks,

1987).


commit to user

83

5.2. Saran

Untuk menindaklanjuti penelitian ini, diperlukan beberapa koreksi yang harus

diperhatikan agar dapat dijadikan sebagai pedoman dan acuan bagi penelitian-

penelitian selanjutnya agar dapat lebih baik. Adapun saran-saran untuk penelitian

selanjutnya antara lain sebagai berikut:

1. Perlu penelitian lebih lanjut tentang penggunaan bahan tambah serat Galvalum

AZ 150 pada beton normal dengan berbagai variasi air pada lingkungan agresif.

2. Adanya variasi penambahan additive dalam campuran beton.

3. Perlu dilakukan penelitian tentang persentase penambahan serat aluminium

dengan berbagai variasi fas.

abstrak fitri ekasari, 2012. kajian serapan dan penetrasi .../kajian... · perpustakaan.uns.ac.id...

Documents