pengaruh jenis serat limbah industri terhadap pengerjaan ... · kecil ke besar adalah beton segar...
Post on 04-May-2019
227 Views
Preview:
TRANSCRIPT
i
Pengaruh Jenis Serat Limbah Industri terhadap
Pengerjaan dan Pengaliran Beton Memadat Mandiri
Influence of Type of Industrial Product Waste Fibres on The Workability and
Flowability of Self Compacting Concrete
TUGAS AKHIR
Disusun untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar sarjana teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Disusun oleh:
MUHAMMAD SYARIF ALAYDRUS I 0106102
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2010
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
Pengaruh Jenis Serat Limbah Industri terhadap
Pengerjaan dan Pengaliran Beton Memadat Mandiri
Influence of Type of Industrial Product Waste Fibres on The Workability and
Flowability of Self Compacting Concrete
Disusun oleh :
MUHAMMAD SYARIF ALAYDRUS I 0106102
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan
Dosen Pembimbing
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT Purnawan Gunawan, ST, MT NIP. 19671001 199702 1 001 NIP. 19731209 199802 1001
iii
Pengaruh Jenis Serat Limbah Industri terhadap
Pengerjaan dan Pengaliran Beton Memadat Mandiri
Influence of Type of Industrial Product Waste Fibres on The Workability and
Flowability of Self Compacting Concrete
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
MUHAMMAD SYARIF ALAYDRUS NIM. I 0106102
Telah dipertahankan dihadapan tim pengujian pendadaran Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari Kamis, 15 Juli 2010 :
Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT ……………………………... NIP. 19671001 199702 1 001 Purnawan Gunawan, ST, MT …………………………….. NIP. 19731209 199802 1 001 Stefanus Adi Kristiawan, ST, MSc, PhD ……………………………. NIP. 19690501 199512 1 001 Wibowo, ST, DEA …………………………….. NIP. 19681007 199502 1 001
Mengetahui, Disahkan, a.n. Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik Sipil Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001
iii
MOTTO
“Hidup itu indah dan wajib kita syukuri”
“Salah satu tanda-tanda orang yang beriman adalah
orang yang menjauhkan diri dari perkataan dan
perbuatan yang tiada gunanya(QS Al-Mukminun: 3)”
“Beribadahlah seakan-akan kita besok akan mati
dan bekerjalah seakan-akan kita akan hidup
selamanya”
“jika kita menyayangi seseorang, maka kita harus
melindungi dan menjaganya”
iii
PERSEMBAHAN
Pada kesempatan ini perkenankanlah saya mengucapkan rasa hormat
dan terima kasih yang setulusnya kepada kedua orang tua saya tercinta
Ayahanda Drs. Med. Abdul Kadir Alaydrus dan Ibunda Waryuni
Herawati yang telah membesarkankan dan mendidik saya hingga saya
dapat menyelesaikan pendidikan saya dan InsyaAllah beliau diberi
kebahagiaan dunia dan akhirat.
Terima kasih saya ucapkan kepada kakek dan nenek dari ayah saya,
Habib Ali Alaydrus (Alm) dan jiddah Siti Fatimah Alaydrus (Alm)
yang sempat memberikan nasehat untuk terus belajar dan menjadi
orang sukses.
Terima kasih saya ucapkan kepada kepada kakek dan nenek dari ibu
saya, Warsidi (Alm) dan Siti Amanah yang memberikan pengalaman
beliau dalam hidup dan dukungannya untuk belajar.
Terima kasih saya sampaikan kepada Dr. Abkar Raden, dr, SpOG (K)
yang mana beliau telah memberikan dukungan moral dan motifasi
kepada saya.
Terima kasih kepada Direktur SDM PT. Wijaya Karya, Ir. Tonny
Warsono, MM yang mana beliau banyak memberikan motifasinya dan
beliau adalah inspirasi saya untuk menjadi orang sukses.
Terima kasih saya ucapkan kepada Manajer Rekrutmen dan
penempatan, Ibu Noeraini Poerwadi yang memberikan dorongan dan
v
iii
dukungannya agar saya dapat segera menyelesaikan pendidikan saya
dan segera bergabung dengan PT. Wijaya Karya.
Terima kasih saya ucapkan kepada mentor MDL saya, Bpk Ronny
Hari Susanto yang telah membimbing dan memberikan banyak
pengalamannya kepada saya selama saya mengikuti program MDL
PT. Wijaya Karya.
Terima kasih saya sampaikan kepada kakak saya tercinta Jamilah
Rose Alaydrus dan adik saya tercinta Muhammad Mahdi Alaydrus
yang selalu membantu dan mendukung saya hingga saya dapat
menyelesaikan pendidikan saya.
Terima kasih saya sampaikan kepada Ibu Dra. Warsini sekeluarga
yang turut membantu memperlancar jalannya penelitian ini.
Akhirnya saya ucapkan terima kasih kepada teman-teman saya,
Muhammad Agus Falahudin, Kunto Adrianto, Dyah Kurnia
Primasasti, Wirasto Mukti N, Eko Aristiyawan, Esa Bahtera,
Muhammad Hasan S, Dina Rachmayati, Farid Al’alimi, Ratna
Dwiyani, Rika Rinayanti, Samuri, Saptadhi, Pamuko Aditya R,
Danang Adiamintoro, Muhammad Anshori, Paramita Mega Putri,
Annisa Kusumawati, Alve Yunus, Eko Hindaryanto, Setyo Purnomo,
Arisita Putri, Awaludin F Aryanto, Dimas Agung, Rosyid Ridho dan
Teman-teman Sipil 2006, yang telah banyak memberi pengalaman
yang sangat berharga dalam hidup ini.
Terima kasih kepada Laboran Bahan Bapak Pardi yang turut
membantu saya dalam melakukan penelitian di laboratorium Bahan.
vi
iii
ABSTRAK Muhammad Syarif Alaydrus, 2010. Pengaruh Jenis Serat Limbah Industri terhadap Pengerjaan dan Pengaliran Beton Memadat Mandiri. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penambahan serat pada beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete, SCC) adalah salah satu upaya memaksimalkan kinerja beton segar, dengan resiko menurunkan kinerja pengerjaan (workability), aliran (flowability), dan kemampuan melewati celah antar tulangan (passingability). Penelitian ini bertujuan mempelajari hasil dari pengerjaan dan aliran beton memadat mandiri dengan tambahan serat berbahan limbah kaleng, plastik, dan ban bekas. Limbah industri seperti kaleng, plastik, dan ban bekas dapat diolah menjadi serat untuk dipakai sebagai bahan tambah beton. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total 19 campuran yang terdiri dari 7 campuran tanpa serat dan 12 campuran dengan tambahan serat. Sebanyak 7 campuran beton tanpa serat tersebut, dipilih satu campuran yang memiliki workability, flowability, dan passingability terbaik. Campuran terbaik tersebut ditambah dengan kadar serat 0,5%; 1 %; dan 1,5% terhadap volume beton. Kinerja workability, flowability, dan passingability diukur dengan 5 (lima) metode yaitu: Flow table test, J-ring flow table test, L-box test, Box type test, dan V-funnel test. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin besar prosentase kadar serat yang ditambahkan ke dalam beton, maka penurunan kinerja workability, flowability, dan passingability semakin besar pula. Urutan penurunan kinerja beton segar dari kecil ke besar adalah beton segar dengan tambahan serat ban bekas, plastik, dan kaleng. Dari analisis hasil, penurunan workability, flowability, dan passingability cenderung lebih besar pada beton memadat mandiri berserat kaleng dengan dengan dosis serat 34,5 kg/m3 (1,5% volume beton). Jumlah serat yang terlalu banyak, menyebabkan permukaan komponen padat beton menjadi lebih luas yang mana menurunkan lubrikasi antar agregat-serat dan antar serat-serat. Pertautan antar serat dengan agregat cenderung menyebabkan friksi geser antar material yang lebih besar. Akibatnya, keberadaan serat menurunkan pengerjaan dan pengaliran beton memadat mandiri. Kata kunci: beton memadat mandiri, limbah industri, pengaliran dan pengerjaan
iii
ABSTRACT
Muhammad Syarif Alaydrus, 2010. Influence of Type of Industrial Product Waste Fibre on the Workability and Flowability of Self Compacting Concrete. Department of Civil Engineering, University of Sebelas Maret, Surakarta.
The addition of fiber in Self Compacting Concrete is one effort to maximize the performance of fresh concrete, with a lower risk of workability, flowability, and passingability through the gap between the reinforcement. This research aimed to access the workability and flowability of Self Compacting Concrete containing fiber that made from waste material such as tire, cans, and plastic. Industrial waste such as cans, plastics, and tire material can be recycled to become fibers and can be used as an additive material into concrete.
This research used the experimental method with a total of 19 mixtures consisting of seven mixtures without fibers and 12 mixtures with additional fibers.The best mixture regards workability, flowability, and passingability was choosen from the seven mixture without fiber. This mixture than was added with the fiber 0.5%, 1%, and 1.5% of the concrete volume. Performance of workability, flowability, and passingability were measured with five methods: Flow table test, J-ring flow table test, L-box test, Box-type test, and V-funnel test.
The test results shows that the greater the percentage of fiber added into the concrete, decrease greater performance of workability, flowability, and passingability of mixture. From the result analysis, the decrease of workability, flowability, and passingability concrete tend to be higher in Self Compacting Concrete mixed with cans with a dose of 34.5 kg/m3 (1.5% of the concrete volume). The reason is number of fibers in mixture are too much, causing the surface of the solid components becomes concrete which reduce lubrication between fibers and aggregate-fiber. The linkage among fibers with aggregates tend to cause higher friction between the material. Consequently, the presence of fibers reduce the workability and flowability of Self Compacting Concrete.
Keywords: flowability, industrial waste, self compacting concrete and workability
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan YME atas segala berkat-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini.
Penyusunan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar
kesarjanaan S-1 pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret,
Surakarta. Penulis mengambil tugas akhir dengan judul ”Pengaruh Jenis Serat Limbah
Industri terhadap Pengerjaan dan Pengaliran Beton Memadat Mandiri”, yang bertujuan
untuk mengetahui pengaruh yang diberikan serat limbah produk industri yang ditinjau
dari segi pengerjaan dan pengaliran pada beton memadat mandiri. Skripsi ini merupakan
bagian dari penelitian Dr(Techn). Ir. Sholihin As’ad, MT mengenai ”Pengembangan Kanal
Fleksibel Berbahan Beton memadat mandiri Berserat Limbah kaleng dan Limbah Plastik”.
Penulis, menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka rasanya
sulit mewujudkan laporan tugas akhir ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis
ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua saya Ayahanda Drs. Med. Abdul Kadir Alaydrus dan Ibunda Waryuni
Herawati.
2. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
3. Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret,
Surakarta.
4. Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT selaku dosen pembimbing I.
5. Purnawan Gunawan, ST, MT selaku dosen pembimbing II.
6. Dr(Eng). Ir. Syafi’I, MT selaku dosen pembimbing akademis.
7. Tim penguji pada ujian pendadaran tugas akhir.
8. Segenap staf Laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
iii
9. Segenap staf pengajar Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas
Maret, Surakarta.
10. PT. Wijaya Karya (persero) Tbk.
11. Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Sipil angkatan 2006 Universitas Sebelas
Maret, Surakarta.
12. Semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung,
yang tidak dapat penulis sebut satu per satu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu saran dan
kritik yang membangun akan penulis terima demi kesempurnaan penelitian selanjutnya.
Surakarta, Juli 2010
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................................i
HALAMAN PERSETUJUAN................................................................................ii
HALAMAN PENGESAHAN................................................................................iii
MOTTO..................................................................................................................iv
PERSEMBAHAN...................................................................................................v
ABSTRAK............................................................................................................vii
KATA PENGANTAR............................................................................................ix
DAFTAR ISI..........................................................................................................xi
DAFTAR TABEL................................................................................................xiv
DAFTAR GAMBAR...........................................................................................xvi
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL..................................................................xviii
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................xix
BAB 1. PENDAHULUAN......................................................................................1
1.1. Latar Belakang Masalah....................................................................................1
1.2. Rumusan Masalah.............................................................................................4
1.3. Batasan Masalah...............................................................................................4
1.4. Tujuan Penelitian..............................................................................................5
1.5. Manfaat Penelitian............................................................................................5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI................................6
2.1. Tinjauan Pustaka...............................................................................................6
2.1. Landasan Teori................................................................................................10
2.2.1. Beton Memadat Mandiri .............................................................................10
2.2.2. Beton Serat ..................................................................................................11
2.2.3. Beton Serat Memadat Mandiri.....................................................................13
2.2.4. Material Penyusun Beton Serat Memadat Mandiri......................................13
2.2.4.1. Semen Portland ........................................................................................13
2.2.4.2. Agregat .....................................................................................................14
2.2.4.3. Air ........................................................................................................18
2.2.4.4. Serat...........................................................................................................19
2.2.4.5. Superplasticizer (Viscocrete 10)................................................................19
2.2.4.6. Abu Terbang (fly ash) ...............................................................................20
2.2.5. Beton Segar ..................................................................................................21
2.2.5.1. Sifat Beton Segar ......................................................................................21
2.2.6. Parameter Beton Memadat Mandiri.............................................................22
BAB 3. METODE PENELITIAN.........................................................................26
3.1. Tinjauan Umum...............................................................................................26
3.2. sampel Uji........................................................................................................26
3.3. Alat..................................................................................................................29
3.4. Tahap Penelitian...............................................................................................30
3.5. Pengujian Bahan Dasar Beton........................................................................34
3.6. Perancangan Campuran Beton (Mix Design) .................................................34
3.7. Pembuatan sampel Uji.....................................................................................32
3.8. Pengujian Papan Aliran (Flow table) ..............................................................35
3.9. Pengujian Papan Aliran dengan Penghalang (J-ring flow table).....................36
3.10. Pengujian L-box............................................................................................ 37
3.11. Pengujian Box type....................................................................................... 39
3.12. Pengujian V-funnel........................................................................................ 40
BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN......................................... 41
4.1. Hasil Pengujian Bahan.....................................................................................41
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus.....................................................................41
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar.....................................................................43
4.2. Perancangan Campuran Adukan Beton...........................................................45
4.3. Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri Tanpa Serat...................................47
4.3.1. Hasil Pengujian Flow table..........................................................................47
4.3.2. Hasil Pengujian J-ring flow table.................................................................49
4.3.3. Hasil Pengujian L-box...................................................................................51
4.3.4. Hasil Pengujian Box type..............................................................................52
4.3.5. Hasil Pengujian V-funnel..............................................................................52
4.4. Analisa Beton Memadat Mandiri terbaik........................................................54
4.5. Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri dengan Tambahan Serat...............58
xi
4.5.1. Hasil Pengujian Flow table..........................................................................58
4.5.2. Hasil Pengujian J-ring flow table..................................................................61
4.5.3. Hasil Pengujian L-box...................................................................................63
4.5.4. Hasil Pengujian Box type..............................................................................66
4.5.5. Hasil Pengujian V-funnel..............................................................................68
4.6. Rekapitulasi Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri dengan Tambahan
Serat.................................................................................................................69
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................70
5.1. Kesimpulan .....................................................................................................72
5.2. Saran................................................................................................................73
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................xx
LAMPIRAN...........................................................................................................xxi
xii
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Jenis semen portland di Indonesia sesuai SII 0013-81.............................14
Tabel 2.2. Batasan susunan butiran agregat halus.....................................................16
Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar.............................................................17
Tabel 2.4. Data teknis Sika Viscocrete 10.................................................................20
Tabel 2.5. Parameter untuk pengujian beton memadat mandiri tanpa serat..............24
Tabel 2.6. Parameter untuk pengujian beton serat memadat mandiri........................25
Tabel 3.1. Rincian sampel uji beton memadat mandiri tanpa tambahan serat...........27
Tabel 3.2. Rincian sampel uji beton serat memadat mandiri.....................................28
Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus...................................................................41
Tabel 4.2. Hasil pengujian gradasi agregat halus......................................................42
Tabel 4.3. Hasil pengujian agregat kasar...................................................................43
Tabel 4.4. Hasil pengujian gradasi agregat kasar......................................................43
Tabel 4.5. Proporsi campuran adukan beton memadat mandiri tanpa tambahan
serat untuk setiap variasi per 1 m3...........................................................45
Tabel 4.6. Proporsi campuran adukan beton memadat mandiri untuk setiap
variasi tiap 1 kali adukan........................................................................45
Tabel 4.7. Proporsi kebutuhan serat untuk setiap variasi beton memadat madiri.....46
Tabel 4.8. Nilai slump flow dari berbagai variasi perbandingan agregat dan
kadar fly ash pada uji Flow table...........................................................47
Tabel 4.9. Nilai slump flow dari berbagai variasi perbandingan agregat dan
kadar fly ash pada uji J-ring flow table................................................49
Tabel 4.10. Nilai waktu aliran dan h2/h1 dari berbagai variasi perbandingan
agregat dan kadar fly ash pada uji L-box.................................................51
Tabel 4.11. Nilai h2/h1 dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar
fly ash pada uji Box type........................................................................52
Tabel 4.12. Nilai waktu dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar
fly ash pada uji V-funnel.....................................................................53
Tabel 4.13. Analisa beton memadat mandiri terbaik..................................................56
Tabel 4.14. Nilai slump flow BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat
pada uji Flow table..................................................................................58
Tabel 4.15 Nilai slump flow BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat
pada uji J-ring flow table.....................................................................61
Tabel 4.16. Nilai waktu aliran dan rasio permukaan BSTS dari berbagai variasi
jenis dan kadar serat pada uji L-box........................................................63
Tabel 4.17. Nilai rasio permukaan BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar
serat pada uji Box type...........................................................................66
Tabel 4.18. Nilai waktu aliran BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar
serat pada uji V-funnel............................................................................68
Tabel 4.19. Rekapitulasi hasil pengujian beton serat memadat mandiri....................70
xiv
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Limbah produk industri berupa plastik, kaleng, dan ban bekas.......2
Gambar 1.2. Limbah plastik, karet dan ban bekas yang telah diolah
menjadi serat plastik, kaleng, dan ban bekas..................................2
Gambar 2.1. Penggunaan beton memadat mandiri di Jepang...............................7
Gambar 2.2. Hubungan antara deformability dan viscosity..................................8
Gambar 3.1. Sampel uji beton memadat mandiri tanpa serat.............................28
Gambar 3.2. Bagan alir tahap-tahap penelitian...................................................32
Gambar 3.3. Pencampuran beton untuk pembuatan benda uji............................35
Gambar 3.4. Pengujian nilai slump flow beton segar pada flow table.................36
Gambar 3.5. Pengujian nilai slump flow beton segar pada J-ring flow table.....37
Gambar 3.6. Pengujian beton segar pada L-box..................................................38
Gambar 3.7. Pengujian beton segar pada Box type.............................................39
Gambar 3.8. Pengujian beton segar pada V-funnel.............................................40
Gambar 4.1. Gradasi agregat halus.....................................................................42
Gambar 4.2. Gradasi agregat kasar.....................................................................44
Gambar 4.3. Agregat kasar..................................................................................44
Gambar 4.4. Hubungan waktu aliran (t500) pada variasi perbandingan agregat
dan kadar fly ash pada uji Flow table.............................................47
Gambar 4.5. Hubungan diameter aliran pada variasi perbandingan agregat
dan kadar fly ash pada uji Flow table.............................................48
Gambar 4.6. Hubungan kecepatan aliran pada variasi perbandingan
agregat dan kadar fly ash pada uji Flow table................................48
Gambar 4.7. Hubungan waktu aliran (t500) pada variasi perbandingan agregat
dan kadar fly ash pada uji J-ring flow table.................................. 49
Gambar 4.8. Hubungan diameter aliran pada variasi perbandingan agregat
dan kadar fly ash pada uji J-ring flow table....................................50
Gambar 4.9. Hubungan kecepatan aliran pada variasi perbandingan agregat
dan kadar fly ash pada uji J-ring flow table...................................50
Gambar 4.10. Hubungan waktu aliran pada variasi perbandingan agregat dan
kadar fly ash pada uji L-box...........................................................51
Gambar 4.11. Hubungan h2/h1 pada variasi perbandingan agregat dan kadar
fly ash pada uji L-box....................................................................52
Gambar 4.12. Hubungan h2/h1 pada variasi perbandingan agregat dan kadar
fly ash pada uji Box type...............................................................53
Gambar 4.13. Hubungan waktu aliran pada variasi perbandingan agregat dan
kadar fly ash pada uji V-funnel.......................................................54
Gambar 4.14. Hasil pengujian waktu aliran (t500) pada variasi jenis dan kadar
serat pada uji Flow table................................................................59
Gambar 4.15. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar
serat pada uji Flow table................................................................59
Gambar 4.16. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar
serat pada uji Flow table................................................................60
Gambar 4.17. Hasil pengujian waktu aliran (t500) pada variasi jenis dan kadar
serat pada uji J-ring flow table.......................................................61
Gambar 4.18. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar
serat pada uji J-ring flow table.......................................................62
Gambar 4.19. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar
serat pada uji J-Ring flow table......................................................62
Gambar 4.20. Hubungan waktu aliran (t200) pada variasi jenis dan kadar
serat pada uji L-box.......................................................................64
Gambar 4.21. Hubungan waktu aliran (t400) pada variasi jenis dan kadar serat
pada uji L-box.................................................................................65
Gambar 4.22. Hubungan h2/h1 pada variasi jenis dan kadar serat pada
uji L-box..........................................................................................65
Gambar 4.23. Hubungan h2/h1 pada variasi jenis dan kadar serat pada
uji Box type....................................................................................66
Gambar 4.23. Hubungan waktu aliran (t) pada variasi jenis dan kadar serat
pada uji V-funnel............................................................................68
xvi
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
ASTM = American Society for Testing and Material
D = Diameter aliran beton (mm)
h2/h1 = Rasio permukaan
PBI = Perencanaan Beton Bertulang Indonesia
SP = Superplasticizer
t = Waktu aliran beton pada V-funnel
t200 = Waktu aliran beton melewati jarak 200 mm pada L-box
t400 = Waktu aliran beton melewati jarak 400 mm pada L-box
t500 = Waktu aliran beton melewati diameter 500 mm
v = Kecepatan aliran (mm/dt)
Vw/Vb = Volume water/volume binder
w/b = Water/binder
w/c = Water/cement
xvii
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat
Lampiran B. Perhitungan Rencana Campuran Beton
Lampiran C. Data Hasil Pengujian
Lampiran D. Dokumentasi Penelitian
Lampiran E. Surat-surat Skripsi
xix
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Kemajuan teknologi beton sangat pesat seiring dengan tuntutan dunia konstruksi
dan lingkungan. Dunia kinstruksi membutuhkan beton kinerja baik, misalnya
memiliki kuat tekan tinggi, awet, mudah dikerjakan, dan mampu dialirkan.
Tuntutan lingkungan adalah mengurangi emisi CO2 dengan dengan penggunaan
semen pengganti, fly ash, dan material-matrial limbah sebagai agregat.
Salah satu beton ramah lingkungan yang memiliki kinerja baik dalam keadaan
segar (cair) maupun padat (kering) adalah beton memadat mandiri atau yang
sering dikenal dengan sebutan Self Compacting Concrete. Beton memadat mandiri
adalah beton yang mampu untuk mengalir melewati tulangan dan memadat
mandiri tanpa memerlukan proses pemadatan dari luar. Keunggulan beton
memadat mandiri dibandingkan dengan beton konvensional adalah:
a. Ditinjau dari keadaan segar, beton memadat mandiri memiliki kemampuan
mengalir dan memadat mandiri.
b. Pencetakan beton dapat dilakukan tanpa menggunakan alat penggetar beton
(vibrator), sehingga kondisi di proyek pada saat melakukan pemadatan beton
tidak bising.
c. Beton dapat dicetak dengan ukuran yang tipis.
d. Proses pencetakannya jauh lebih cepat dari pada proses pencetakan beton
konvensional.
Beton memadat mandiri berharga lebih mahal dibandingkan dengan beton
konvensional karena menggunakan superplasticizer yang mana harganya cukup
mahal, akan tetapi ditinjau dari segi jumlah pekerja yang sedikit dalam melakukan
pekerjaan pengecoran, teknologi beton memadat mandiri akan lebih efisien untuk
diterapkan di proyek.
1
Selain beton memadat mandiri, terdapat jenis beton yang mempunyai kuat tarik
dan kuat lentur yang lebih baik dibandingkan dengan beton biasa, beton ini
disebut beton serat. Beton serat biasanya digunakan untuk struktur yang
menopang beban dinamis, akan tetapi beton serat mempunyai kelemahan dalam
hal workability yang mana semakin banyak dosis serat yang ditambahkan ke
dalam beton, akan semakin sukar pula pengerjaannya jika ditinjau dari segi beton
segar, maka perlu dilakukan pembatasan dosis serat yang akan dicampurkan ke
dalam beton.
Persoalan perlindungan dan pelestarian lingkungan terus bermunculan sebagai
dampak penggunaan sejumlah produk industri yang mengikuti proses kehidupan
modern masyarakat. Tersedianya limbah roda kendaraan adalah dampak dari
pertumbuhan jumlah kendaraan yang tinggi. Demikian pula banyak ditemukan
limbah kaleng dan plastik karena semakin banyak produk makanan, minuman,
dan sejumlah bahan lain yang diproduksi menggunakan kaleng dan plastik sebagai
bahan pengemas. Bahan tersebut tidak terpakai setelah bahan inti atau bahan
terbungkus dipakai, maka limbah industri berupa plastik, kaleng, dan ban bekas
tersebut akan dimanfaatkan sebagai serat pada beton.
Perlu adanya pemikiran untuk menggabungkan antara teknologi beton memadat
mandiri dan teknologi beton serat dalam menghadapi era teknologi yang
berwawasan lingkungan, yakni menambahkan serat limbah produk industri pada
beton memadat mandiri. Maksud dari penggunaan serat limbah produk industri
sebagai bahan tambah pada beton memadat mandiri diharapkan agar beton
tersebut dapat meningkatkan kuat lentur seperti halnya penambahan serat-serat
pada umumnya. Penggunaan serat limbah produk industri tersebut bertujuan untuk
mendukung program Green Concrete yang sejalan dengan program perlindungan
dan pelestarian lingkungan. Secara visual, limbah produk industri berupa plastik,
kaleng, dan ban bekas dapat dilihat pada Gambar 1.1, sedangkan limbah produk
industri yang telah diolah menjadi serat plastik, serat kaleng, serat ban halus dan
serat ban kasar dapat dilihat pada Gambar 1.2.
Gambar 1.1. Limbah produk industri berupa plastik, kaleng, dan ban bekas
Gambar 1.2. Limbah plastik, karet dan ban bekas yang telah diolah menjadi serat plastik, karet, dan ban bekas
Pembuatan campuran beton berserat memadat madiri tidak sesederhana membuat
campuran beton konvensional. Beton ini sangat sensitif dalam hal perubahan
viskositas (kekentalan) dan dengan adanya campuran serat tentunya akan
mengurangi kemampuan beton memadat mandiri untuk mengalir. Bahan agregat
pencampur, bahan pengisi dan serat memiliki karakter penyerapan air yang
beragam. Hal ini merupakan faktor penting dalam pengaturan kohesivitas
interaksi antar butiran untuk mencapai kekentalan campuran beton yang
diinginkan.
Pada dasarnya, flowability dan passingability merupakan bagian dari workability.
Pengaliran (flowability) pada beton memadat mandiri dengan tambahan serat
sangatlah diperhatikan karena dengan adanya tambahan serat akan mengurangi
kecepatan pengaliran pada beton memadat mandiri. Disamping itu, Kemampuan
melewati celah antar tulangan (passingability) pada beton memadat mandiri
dengan tambahan serat juga diperhatikan karena dengan adanya tambahan serat
akan sedikit menghambat kecepatan pengaliran pada beton memadat mandiri
dalam melewati celah antar tulangan.
Sebagai upaya menjawab permasalahan-permasalahan di atas, penelitian ini
dilakukan untuk mengetahui pengaruh tambahan serat limbah industri terhadap
pengerjaan, pengaliran, dan kemampuan melewati penghalang pada beton
memadat mandiri sebagai beton segar (cair).
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang tersebut dapat disusun rumusan masalah yaitu
bagaimana pengaruh penambahan serat limbah industri pada beton memadat
mandiri ditinjau dari segi pengerjaan (workability), pengaliran (flowability), dan
kemampuan dalam mengisi ruang antar tulangan (passingability).
1.3. Batasan Masalah
Dalam penelitian ini supaya tidak terlalu luas tinjauannya dan tidak menyimpang
dari rumusan masalah maka perlu adanya pembatasan masalah sebagai berikut:
a. Serat yang digunakan sebagai tambahan pada beton memadat mandiri (Self
Compacting Concrete) adalah serat dari limbah kaleng, limbah plastik dan
limbah ban ( limbah karet halus dan limbah karet kasar) dengan kadar 0,5%;
1,0%; dan 1,5% volume beton.
b. Semen yang digunakan adalah semen portland jenis I.
c. Penelitian ini meninjau kinerja pengerjaan (workability), aliran (flowability),
dan kemampuan melewati penghalang (passingability) pada beton memadat
mandiri sebagai beton segar (cair) yang diberi tambahan serat limbah industri.
d. Beton ini dicampur memanfaatkan pengaturan ukuran agregat.
e. Bahan admixture superplasticizer yang digunakan adalah viscocrete 10.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan Penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan serat
limbah industri pada beton memadat mandiri ditinjau dari segi pengerjaan
(workability), pengaliran (flowability), dan kemampuan dalam mengisi ruang
antar tulangan (passingability).
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Manfaat teoritis
Menambah wawasan dan pengetahuan mahasiswa teknik sipil khususnya
dalam bidang teknologi beton, terutama berkaitan dengan pengaruh
penggunaan serat daur ulang limbah industri berupa plastik, kaleng, dan ban
bekas terhadap pengerjaan dan pengaliran pada beton memadat mandiri (Self
Compactig Concrete).
b. Manfaat praktis
Memberi informasi kepada masyarakat pada umumnya dan dunia teknik sipil
pada khususnya mengenai potensi pemanfaatan limbah plastik, kaleng, dan
ban bekas sebagai serat untuk diolah menjadi bahan campuran beton memadat
mandiri yang mendukung program Global Green Concrete.
6
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka Pembuatan beton yang awet, diperlukan kontrol kualitas yang baik dengan
pengecoran yang dikerjakan oleh pekerja. Pemadatan yang intensif diperlukan
untuk menghasilkan beton yang padat. Rongga-rongga udara sering terjebak di
dalam beton sehingga kekuatan maupun daya tahannya relatif lebih rendah.
Kemudian pada tahun 1988, Okamura dan Ozawa membuat beton kinerja tinggi
dengan spesifikasi; (i) sifat beton segar yang dapat memadat mandiri; (ii) pada
umur awal tidak terdapat cacat seperti retak; (iii) setelah mengeras dapat melawan
kerusakan yang ditimbulkan faktor eksternal, beton ini dinamakan beton memadat
mandiri (Self Compacting Concrete). Beton memadat mandiri adalah beton yang
mampu mengalir sendiri yang dapat dicetak pada bekisting dengan tingkat
penggunaan alat pemadat yang sangat sedikit atau bahkan tidak menggunakan alat
pemadat sama sekali. Beton ini memanfaatkan pengaturan ukuran agregat, porsi
agregat, dan admixture superplasticizer untuk mencapai kekentalan khusus yang
memungkinkannya mengalir sendiri tanpa bantuan alat pemadat. Sekali dituang ke
dalam cetakan, beton ini akan mengalir sendiri mengisi semua ruang mengikuti
prinsip gravitasi, termasuk pada pengecoran beton dengan tulangan pembesian
yang sangat rapat. Beton ini akan mengalir ke semua celah di tempat pengecoran
dengan memanfaatkan berat sendiri campuran beton (Ladwing, et.al, 2001).
Terkait dengan hal tersebut, penelitian tentang beton memadat mandiri masih
terus dilakukan hingga sekarang dengan banyak aspek kajian, misalnya keawetan
(durability), permeabilitas dan kuat tekan (compressive strength). Kekuatan tekan
beton kering 102 MPa sudah dapat dicapai karena penggunaan admixture
superplasticizer yang memungkinkan penurunan rasio air-semen (w/c) hingga
nilai w/c = 0,3 atau lebih kecil (Juvas, 2004).
6
7
Aplikasi dari beton memadat mandiri dalam bidang konstruksi sudah dilaporkan
di Jepang sejak tahun 2000. Sebagian besar penggunaan beton memadat mandiri
adalah untuk beton pracetak dan ready mix. Tren penggunaan beton memadat
mandiri di Jepang dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Penggunaan beton memadat mandiri di Jepang
Hanya saja, untuk membuat campuran beton memadat mandiri yang baik, metode
mix design konvensional tidak dapat lagi dipergunakan. Oleh karena itu, desain
campuran yang digunakan mengacu pada material yang sudah tersedia pada
pabrik beton ready mix. Kadar agregat kasar dan agregat halus ditentukan terlebih
dahulu dan pemadatan sendiri dapat diperoleh dengan mengatur faktor air-bahan
pengikat dan dosis superplasticizer saja. Okamura dan Ozawa (1995)
menyarankan spesifikasi beton memadat mandiri antara lain; (i) agregat kasar
yang digunakan adalah 50% volume solid, agar mortar dapat melewati sela-sela
dari agregat kasar yang kurang rapat tersebut; (ii) volume agregat halus ditetapkan
hanya 40% dari volume total mortar, yang bertujuan mengisi pori dari agregat
kasar; (iii) rasio volume untuk air dan bahan pengikat ditetapkan antara 0,9 hingga
1 tergantung pada sifat pada bahan pengikatnya dan; (iv) dosis superplasticizer
dan faktor air-bahan pengikat ditentukan setelahnya untuk mendapatkan
pemadatan secara mandiri.
Selain itu, untuk mendapatkan beton memadat mandiri dengan deformabilitas
tinggi dan kemungkinan segregasi yang rendah, maka diatur agar beton (i)
mempunyai kadar agregat yang rendah, (ii) faktor air-bahan pengikat (semen dan
material lainnya) yang rendah dan (iii) menggunakan superplasticizer. Jika jumlah
Jumlah SCC(x1000m3)
Tahun
Ready mix Pracetak
8
agregat dikurangi, maka pasta dan mortar beton meningkat sehingga jumlah friksi
antar agregat menjadi berkurang dan beton dengan mudah berdeformasi. Pada
kondisi demikian, dengan kekentalan (viskositas) yang dapat dipertahankan maka
beton memadat mandiri akan memadat sendiri dan tidak mengalami segregasi
(Ouchi et.al, 2003).
Deformability dan viscosity sangat berpengaruh dalam pembuatan beton memadat
mandiri. Dibutuhkan deformability yang tinggi dan segregasi yang rendah untuk
mendapatkan beton memadat mandiri yang berkinerja tinggi. Grafik hubungan
antara deformability dan viscosity dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Hubungan antara deformability dan viscosity
Gambar 2.2 menunjukkan bahwa semakin landai suatu garis pada grafik diatas,
maka deformability akan semakin tinggi dan viscosity akan semakin rendah
(Okamura, H, & Ouchi, M, 2003).
Pada dasarnya, kemampuan mengalir dengan tingkat ketahanan terhadap segregasi
yang tinggi pada beton memadat mandiri disebabkan oleh dua resep kunci sebagai
berikut:
a. Penggunaan superplasticizer yang memadai dengan sangat ketat dan mengatur
komposisi agregat pada campuran.
b. Rasio air-semen (w/c-ratio) yang rendah dengan mengendalikan volume
agregat yang dikombinasikan dengan agregat pengisi 0,125 mm menyebabkan
campuran beton ini tidak mudah mengalami segregasi.
deformability
Peningkatan Vw/Vb
viscosity
9
Perbedaan utama beton memadat mandiri dengan beton konvensional adalah
penggunaan porsi bahan pengisi yang cukup besar, sekitar 40 % dari volume total
campuran beton, pada komposisi campuran beton. Bahan pengisi ini adalah pasir
butiran halus dengan ukuran butiran maksimum (dmax ) ≤ 0,125 mm. Porsi besar
bahan pengisi ini menyebabkan campuran beton cenderung berprilaku sebagai
pasta. Penggunaan superplasticizer yang memadai, biasanya berbahan
polycarboxylate, memungkinkan penggunaan air pada campuran dapat dikurangi,
namun pengurangan pengerjaan (workability) dan kemampuan pengaliran
(flowability) campuran beton dapat dijaga. Bahan pengisi tambahan lain yang
digunakan dalam penbuatan beton memadat mandiri adalah abu terbang (fly ash),
silika fume, terak (blastfurnace slag), metakaolin dan lain-lain (Hela dan
Hubertova, 2006).
Hanya saja, pengunaan fly ash yang semakin banyak cenderung memperkecil
diameter maksimum pengaliran beton segar dan juga memperlambat pengaliran
sebagaimana slump flow 500 mm. Pada pengujian beton memadat mandiri dengan
kadar fly ash yang besar, nilai rata-rata diameter maksimum yang dicapai adalah
570 mm, sedangkan komposisi beton memadat mandiri dengan kadar fly ash yang
lebih rendah mencapai 590 mm. Dengan demikian, semakin banyaknya fly ash
yang ditambahkan ke dalam beton memadat mandiri, aliran beton cenderung lebih
lambat (Sugiharto dan Kusuma, 2001).
Di sisi lain, terdapat teknologi beton yang lain yaitu beton serat, beton serat
didefinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran semen, agregat, air, dan
sejumlah serat yang disebar secara random. Ide dasar beton serat adalah
menulangi beton dengan fiber yang disebarkan secara merata ke dalam adukan
beton, dengan orientasi random sehingga dapat mencegah terjadinya retakan-
retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik baik akibat panas hidrasi maupun
akibat pembebanan (Soroushian dan Bayashi, 1987).
Beton serat mempunyai kelebihan daripada beton tanpa serat dalam beberapa sifat
strukturnya, antara lain keliatan (ductility), ketahanan terhadap beban kejut
10
(impact resistance), kuat tarik dan kuat lentur (tensile and flexural strength),
kelelahan (fatigue life), kekuatan terhadap pengaruh susut (shrinkage), dan
ketahanan terhadap keausan (abration) (Soroushian dan Bayashi, 1987).
Serat pada umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5 dan 500 µm
(mikro meter), dan panjang sekitar 25 mm sampai 100 mm. Bahan serat dapat
berupa: serat asbestos, serat tumbuh-tumbuhan (rami, bambu, ijuk), serat plastik
(polypropylene), atau potongan kawat baja (Tjokrodimuljo, 1996).
Maka, dengan adanya pengabungan antara teknologi beton memadat mandiri (Self
Compacting Concrete) dengan teknologi beton serat terbukti memperbaiki kinerja
beton berupa peningkatan kuat tarik, ketahanan terhadap retak di umur awal,
ketahanan terhadap impak dan ketahanan terhadap pembakaran (As’ad, 2008).
Hanya saja, kemudahan pengerjaan (workability) menurun secara signifikan pada
campuran beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) yang mengandung
serat dibandingkan dengan beton memadat mandiri tanpa serat. As’ad (2008)
melaporkan hasil pengujian beton serat memadat mandiri dengan uji Flow table
dan J-ring flow table. Hasil pengujian beton segar tanpa serat mampu mengalir
dan menyebar dengan diameter 675 mm di kedua alat uji, flow table dan J-Ring
flow table, sedangkan campuran beton dengan tambahan serat mengalir dengan
diameter rata-rata adalah 552 mm hingga 640 mm.
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Beton Memadat Mandiri
Beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) adalah beton yang mampu
mengalir sendiri yang dapat dicetak pada bekisting dengan tingkat penggunaan
alat pemadat yang sangat sedikit atau bahkan tidak menggunakan alat pemadat
sama sekali. Beton ini dicampur memanfaatkan pengaturan ukuran agregat, porsi
11
agregat, dan admixture superplasticizer untuk mencapai kekentalan khusus yang
memungkinkannya mengalir sendiri. Beton memadat mandiri merupakan
penelitian yang sudah lama dilakukan di Jepang mulai era tahun 1980-an. Dalam
perkembangannya di masyarakat luas, beton memadat mandiri ini menawarkan
banyak hal, diantaranya pengerjaan pemadatan beton di lapangan tanpa
memerlukan pekerja pemadat yang lebih banyak dan beton memadat mandiri ini
juga dapat memenuhi tuntutan desainer untuk mewujudkan suatu struktur dengan
tulangan yang kompleks. Beton memadat mandiri ini mampu mengalir melewati
celah antar tulangan yang rumit tanpa vibrator karena viskositas atau kekentalan
beton segar yang terkendali. Dalam pembuatan beton memadat mandiri, perlu
pengendalian penggunaan superplasticizer supaya diperoleh kekentalan khusus
yang memungkinkan beton ini dapat mengalir. Selain itu, dengan ukuran agregat
kasar yang tidak terlalu besar, beton ini jauh lebih mudah mengalir melewati celah
antar tulangan.
2.2.2. Beton Serat
Beton serat adalah bahan komposit yang terdiri dari beton dan serat (fiber).
Perilaku beton serat menunjukkan kinerja yang lebih baik daripada beton
konvensional, dalam menahan beban dan kemampuan yang lebih besar bila
dibandingkan dengan beton konvensional. Ide dasar beton serat adalah menulangi
beton dengan serat yang tersebar merata dengan orientasi random. Serat yang
dicampurkan ke dalam adukan beton akan mengakibatkan terjadinya lekatan
antara serat dengan pasta semen, sehingga pasta semen akan semakin kokoh dan
stabil dalam menahan beban karena aksi serat (fiber bridging) yang mengikat
disekelilingnya. Peningkatan sifat struktural yang diperlihatkan oleh beton serat
dipengaruhi oleh:
a. Orientasi penyebaran
Fibre dispersion adalah teknik pencampuran adukan agar serat yang
ditambahkan dapat tersebar merata dengan orientasi random dalam beton.
Arah penyebaran serat yang random dan terdistribusi secara merata dan baik
12
akan menyebabkan peningkatan sifat struktural yang optimal. Karena itu perlu
diperhatikan metode penyebaran dan pencampuran serat ke dalam adukan
beton, konsentrasi, dan aspek rasio serat.
b. Lekatan pada alur retakan
Ukuran serat yang pendek dan tidak menerus memungkinkan terjadinya alur
retak tidak melewati serat sehingga lekatan antara serat dan partikel penyusun
beton dalam komposit tidak optimal. Apabila lekatan serat yang terjadi pada
massa beton lebih kecil daripada kuat tarik serat maka kekuatan beton serat
akan ditentukan oleh kuat lekat serat (bond strength).
c. Panjang tertanam serat yang tidak teratur (random/acak)
Gaya aksial yang diakibatkan oleh tegangan lekat serat pada pasta semen
merupakan fungsi dari panjang tertanam minimum serat pada bidang retak.
Panjang tertanam serat ini juga tidak teratur.
Pengaruh penambahan serat ke dalam adukan beton tergantung pada hal-hal
sebagai berikut:
a. Jenis (ukuran dan bentuk) serat
Sebenarnya semua jenis serat dapat digunakan sebagai bahan tambah yang
dapat memperkuat atau memperbaiki sifat-sifat beton. Penggunaannya
tergantung dari maksud penambahan serat ke dalam beton baik bahan alami
atau buatan. Selain itu, ketahanan suatu jenis serat terhadap alkali juga harus
diperhatikan.
b. Aspek rasio serat
Aspek rasio serat merupakan perbandingan antara panjang dan diameter serat.
Rasio perbandingan panjang dan diameter ini juga mempengaruhi kekuatan
beton berserat. Zollo (1997) mengisyaratkan bahwa aspek rasio serat
bervariasi kira-kira 40 sampai 1000, tetapi biasanya kurang dari 300.
c. Konsentrasi serat
Penambahan konsentrasi serat yang terlalu banyak ke dalam adukan beton
akan terjadi penggumpalan yang akan menghalangi penyebaran secara merata
ke seluruh beton dan menyulitkan pekerjaan beton segar. Dalam penelitian ini
13
prosentase serat yang ditambahkan ke dalam adukan beton sebesar 0,5%; 1%;
dan 1,5 % dari volume adukan beton.
2.2.3. Beton Serat Memadat Mandiri
Beton serat memadat mandiri (Fibre Reinforced Self Compacting Concrete, FR-
SCC) adalah beton memadat mandiri yang ditambah bahan serat untuk
mengoptimalkan kinerja beton memadat mandiri tersebut sebagai beton keras.
Hanya saja terdapat persoalan dalam upaya kombinasi penggunaan beton
memadat mandiri (Self Compacting Concrete) dengan serat. Beton memadat
mandiri memerlukan perhatian khusus dalam pembuatannya. Beton ini sangat
sensitif terhadap perubahan proporsi komposisi bahan campuran dan kandungan
air. Demikian halnya penggunaan serat pada beton, dosis yang berlebihan akan
menurunkan kinerja beton segar. Karenanya, mencampurkan serat ke dalam beton
memadat mandiri beresiko menurunkan pengerjaan (workability) dan
pengalirannya (flowability).
2.2.4. Material Penyusun Beton Serat Memadat Mandiri
2.2.4.1. Semen Portland
Semen portland adalah semen hidrolik yang dihasilkan dengan cara mengguling
klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu
atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-
sama dengan bahan utamanya. (ASTM C-150, dalam Mulyono, 2004). Fungsi
semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang
padat dan juga untuk mengisi rongga-rongga antar butir agregat. 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
14
Jenis-jenis semen portland yang sering digunakan dalam konstruksi serta
penggunaannya dicantumkan dalam Tabel 2.1.
Tabel 2.1. 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
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 : Kardiyono 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%-70%
dari volume mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu
bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton (Mulyono, 2004).
Berdasarkan ukuran besar butirnya, agregat yang dipakai dalam adukan beton
dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar. Batasan
antara agregat kasar dengan agregat halus berbeda antara disiplin ilmu yang satu
dengan yang lain. British Standard dan ASTM memberikan batasan agregat halus
adalah butiran dengan diameter lebih kecil dari 4,8 mm dan 4,75 mm.
a. Agregat Halus
Agregat halus yang digunakan untuk membuat beton memadat mandiri sama
dengan agregat halus yang digunakan untuk membuat beton konvensional.
15
Menurut Tjokrodimuljo (1996), agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil
(antara 0,15 mm dan 5 mm). Pemilihan agregat halus harus benar-benar
memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Komposisi agregat halus sangat
menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength),
dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan
pembentuk mortar bersama semen dan air, berfungsi mengikat agregat kasar
menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat.
Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 33, syarat-syarat agregat halus (pasir) adalah
sebagai berikut :
1) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran tajam dan keras, bersifat kekal dalam
arti tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti panas matahari dan
hujan.
2) Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% terhadap jumlah
berat agregat kering. Apabila kandungan lumpur lebih dari 5%, agregat halus
harus dicuci terlebih dahulu.
3) Agregat halus tidak boleh mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak.
Hal demikian dapat dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams Header
dengan menggunakan larutan NaOH.
4) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran yang beranekaragam besarnya dan
apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1
(PBI 1971), harus memenuhi syarat sebagai berikut:
a) Sisa di atas ayakan 4 mm, harus minimum 2% berat.
b) Sisa di atas ayakan 1 mm, harus minimum 10% berat.
c) Sisa di atas ayakan 0,25 mm, harus berkisar antara 80%-90% berat.
Pasir di dalam campuran beton sangat menentukan kemudahan pengerjaan
(workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton
yang dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu pasir harus
dikendalikan. Oleh karena itu pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi
dan persyaratan yang ditentukan. Batasan susunan butiran agregat halus dapat
dilihat pada Tabel 2.2.
16
Tabel 2.2. Batasan Susunan butiran agregat halus Ukuran saringan
(mm) Persentase lolos saringan
Daerah 1 Daerah 2 Daerah 3 Daerah 4 10,00 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15
100 90-100 60-95 30-70 15-34 5-20 0-10
100 90-100 75-100 55-90 35-59 8-30 0-10
100 90-100 85-100 75-100 60-79 12-40 0-10
100 95-100 95-100 90-100 80-100 15-50 0-15
Keterangan:
Daerah 1 : Pasir kasar
Daerah 2 : Pasir agak kasar
Daerah 3 : Pasir agak halus
Daerah 4 : Pasir halus
b. Agregat Kasar
Menurut Tjokrodimuljo (1996), agregat kasar adalah agregat yang mempunyai
ukuran butir-butir besar (antara 5 mm dan 40 mm). Sifat dari agregat kasar
mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap
disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini
harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik
dengan semen.
Sifat-sifat bahan bangunan sangat perlu untuk diketahui, karena dengan
mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan tersebut, kita dapat menentukan
langkah-langkah yang diambil dalam menangani bahan bangunan tersebut. Sifat-
sifat dari agregat kasar yang perlu untuk diketahui antara lain tingkat kekerasan
(hardness), bentuk dan tekstur permukaan (shape and surface texture), berat jenis
Sumber :Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)
17
agregat (spesific gravity), ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir
(finenes modulus), dan gradasi agregat (grading).
Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 3.4 syarat-syarat agregat kasar (kerikil) adalah
sebagai berikut:
1) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir keras dan tidak berpori. Agregat
kasar yang mengandung butir-butir pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah
butir-butir pipih tersebut tidak melebihi 20% dari berat agregat seluruhnya.
Butir-butir agregat kasar harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur
oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan.
2) Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% yang ditentukan
terhadap berat kering. Apabila kadar lumpur melampaui 1% maka agregat
kasar harus dicuci.
3) Agergat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton,
seperti zat-zat yang reaktif alkali.
4) Kekerasan butir-butir agregat kasar dapat diperiksa dengan mesin Los
Angeles. Dalam hal ini tidak boleh terjadi kehilangan berat lebih dari 50%.
5) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam besarnya dan
apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1
PBI 1971, harus memenuhi syarat sebagai berikut :
a) Sisa diatas ayakan 31,5 mm harus 0% berat .
b) Sisa diatas ayakan 4 mm harus berkisar antara 90% dan 98% berat.
c) Selisih antara sisa-sisa kumulatif diatas dua ayakan yang berurutan,
maksimum 60% dan minimum 10% berat.
Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar
Ukuran saringan (mm) Persentase lolos saringan
40 mm 20 mm 40 20 10 4,8
95-100 30-70 10-35 0-5
100 95-100 22-55 0-10
18
Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)
Susunan untuk butiran (gradasi) yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan
(density) maksimum dan porositas (voids) minimum. Sifat penting dari suatu
agregat (baik kasar maupun halus) ialah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap
benturan yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan
karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses
pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap
penyusutan. Pada beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete), ukuran
maksimum agregat kasar yang digunakan adalah 16 mm (As’ad 2009). Jika
ukuran agregat kasar melebihi batas maksimum yang direncanakan tersebut, maka
aliran beton tersebut akan cenderung lambat dan tidak memenuhi syarat sebagai
beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete).
2.2.4.3. Air
Air merupakan bahan dasar pembuat dan perawatan beton, penting namun
harganya paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta untuk
menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan
dipadatkan. Air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula
untuk bahan campuran beton. Tetapi tidak berarti air harus memenuhi persyaratan
air minum. Jika diperoleh air dengan standar air minum, maka dapat dilakukan
pemeriksaan secara visual yang menyatakan bahwa air tidak berwarna, tidak
berbau, dan cukup jernih. Menurut Tjokrodimuljo (1996), dalam pemakaian air
untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut:
a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.
b. Tidak mengandung garam-garam yang 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.
19
Menurut Tjokrodimuljo (1996), kekuatan beton dan daya tahannya berkurang jika
air mengandung kotoran. Hal ini berpengaruh pada beton, karena dibutuhkan
waktu ikatan awal serta kekuatan beton setelah mengeras. Adanya lumpur dalam
air diatas 2 gram/liter dapat mengurangi kekuatan beton. Air dapat memperlambat
ikatan awal beton sehingga beton belum mempunyai kekuatan dalam umur 2-3
hari. Sodium karbonat dan potasium dapat menyebabkan ikatan awal sangat cepat
dan konsentrasi yang besar akan mengurangi kekuatan beton.
2.2.4.4. Serat
Penambahan serat dalam beton dapat memperbaiki kekuatan tarik beton dan sifat
getasnya (Soroushian dan Bayashi, 1987). Penelitian ini menggunakan serat dari
limbah industri yaitu plastik, kaleng, dan ban bekas (karet halus dan karet kasar).
Serat yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai ukuran panjang 15 mm dan
lebar 2 mm dengan persentase campuran 0,5%; 1%; dan 1,5% dari volume adukan
beton. Berat jenis untuk serat karet sekitar 1,18 t/m3, kaleng 2,3 t/m3, dan plastik
0,95 t/m3.
2.2.4.5. Superplasticizer (Viscocrete 10 )
Superplasticizer yang digunakan dalam penelitian ini yaitu Sika Viscocrete 10.
Sika Viscocrete 10 merupakan superplasticizer untuk beton dan mortar yang
digunakan untuk menghasilkan beton dengan tingkat flowability yang tinggi. Sika
Viscocrete 10 biasanya digunakan pada beton mutu tinggi (High Performance
Concrete), beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete), beton massa
(Mass Concrete), dan beton yang menuntut tetap dalam kondisi segar lebih lama,
misalnya untuk perjalanan jauh. Superplacticizer secara tidak langsung dapat
meningkatkan kuat tekan beton karena dengan peranannya yang membantu dalam
menghindari terjebaknya air di semen, maka tidak dibutuhkan air yang banyak
dalam pembuatan beton. Dengan demikian, faktor air semen menjadi rendah dan
20
kuat tekan tinggi pun dapat dicapai. Adapun spesifikasi (technical data) dari Sika
Viscocrete 10 dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4. Data Teknis Sika Viscocrete 10
Bentuk Cair
Warna Pale Straw
Kerapatan relatif @ 20°C 1,06
Kandungan material kering % 30
Dosis % berat semen 0,2 – 1.5
pH 4,5
Water Soluble Chloride Content % < 0,1 Chloride free
Equivalent Sodium Oxide as Na2O 0,30
Sumber: www.sika.co.id
2.2.4.6. Abu terbang (fly ash)
Fly ash adalah material yang berasal dari sisa pembakaran batu bara yang tidak
terpakai. Pembakaran batu bara kebanyakan digunakan pada pembangkit listrik
tenaga uap. Produk limbah dari PLTU tersebut mencapai 1 juta ton per tahun.
Material ini mempunyai kadar bahan semen yang tinggi dan mempunyai sifat
pozzolanik. Kandungan fly ash sebagian besar terdiri dari silikat dioksida (SiO2),
alumunium oksida (Al2O3), besi (Fe2O3), dan kalsium (CaO), serta magnesium,
pottasium, sodium, titanium, dan sulfur dalam jumlah yang lebih sedikit. Sebagian
besar komposisi kimia dari fly ash tergantung dari tipe batu bara. Menurut ASTM
C618-86, terdapat dua jenis fly ash, yaitu kelas F dan C. Kelas F dihasilkan dari
pembakaran batu bara jenis antrasit dan bituminous, sedangkan kelas C dari batu
bara jenis lignite dan subitumious.
Sumber: www.flyash.com
21
Alasan penggunaan fly ash pada beton memadat mandiri (Self Compacting
Concrete) adalah:
a. Ramah lingkungan (memanfaatkan limbah yang beracun dan mengurangi
penggunaan semen).
b. Dapat menggantikan semen dengan biaya lebih murah.
c. Dapat mengurangi resiko terjadinya bleeding, segregasi, dan penyusutan
beton.
d. Kehalusan dan bentuk permukaan partikel fly ash yang bulat dapat
meningkatkan workability karena efek ball bearing.
e. Mampu meningkatkan kuat tekan beton.
2.2.5. Beton Segar
2.2.5.1. Sifat Beton Segar
Pada dasarnya, beton segar diharapkan mempunyai sifat yang mudah dalam
pengerjaannya (Workability). Workability merupakan ukuran dari tingkat
kemudahan adukan untuk diaduk, diangkut, dituang dan dipadatkan.
Perbandingan bahan dan juga sifat bahan mempengaruhi kemudahan pengerjaan
beton segar. Adapun unsur-unsur yang mempengaruhi sifat kemudahan
pengerjaan beton memadat mandiri antara lain:
a. Jumlah air yang dipakai dalam adukan, semakin banyak air yang dipakai
makin mudah beton segar dikerjakan.
b. Penambahan semen dalam adukan karena akan diikuti penambahan air
campuran untuk memperoleh nilai f.a.s tetap.
c. Gradasi campuran agregat halus dan agregat kasar.
d. Pemakaian butir batuan yang bulat dapat mempermudah pengerjaan adukan.
e. Pemakaian butir maksimum agregat kasar.
Tingkat kemudahan pengerjaan berkaitan dengan tingkat kelecakan (keenceran)
adukan beton. Tingkat kelecekan adukan beton dapat diketahui dari nilai slump
22
flow adukan. Makin besar diameter slump flow dan adukan bersifat encer, maka
adukan makin mudah untuk dikerjakan.
Di sisi lain, terdapat sifat segregasi pada beton segar. Segregasi merupakan
kecenderungan dari butir-butir kerikil untuk memisahkan diri dari campuran
adukan beton. Campuran beton yaang kelebihan air dapat memperbesar terjadinya
segregasi, dimana material yang berat mengendap ke dasar beton segar dan
material yang lebih ringan akan menuju ke permukaan. Hal ini dapat
mengakibatkan adanya lubang-lubang pada beton, beton menjadi tidak homogen,
permeabilitas berkurang, dan juga kurang awet.
Lain halnya dengan bleeding, bleeding merupakan kecenderungan air campuran
untuk naik ke atas (memisahkan diri) pada beton segar yang baru saja dipadatkan.
Air naik ke atas sambil membawa semen dan butir halus pasir. Setelah beton
mengeras material yang naik akan tampak seperti suatu lapisan tipis yang dikenal
sebagai laitance. Bleeding biasanya terjadi pada campuran beton yang kelebihan
air atau penggunaan superplasticizer yang tidak terkontrol.
2.2.6. Parameter Beton memadat mandiri
Kinerja beton memadat mandiri sebagai beton segar adalah kemampuan
pengerjaan (workability), kemampuan pengaliran (flowability), kemampuan
mengalir melewati celah antar tulangan (passingability) dan stabilitas perataan
permukaan mandiri (self leveling). Semua parameter tersebut diukur dengan 5
(lima) metode: Flow table test, J-ring flow table test, L-box test, Box type test, dan
V-funnel test.
Flow table terdiri dari papan aliran dengan permukaan yang licin berukuran 80 cm
x 80 cm dengan kerucut pengarah tuangan beton segar setinggi 30 cm dengan
diameter atas 10 cm dan diameter bawah 20 cm. Papan aliran ini dilengkapi marka
garis dengan dimeter 50 cm yang berfungsi untuk mengukur kecepatan waktu
aliran beton dalam melewati diameter 50 cm yang dinyatakan dalam nilai t500.
23
Semakin besar diameter dan semakin cepat alirannya, semakin baik pula sifat
beton memadat mandiri sebagai beton segar.
J-ring flow table adalah flow table yang dilengkapi dengan besi penghalang
terpasang tegak masing-masing berjarak seragam dengan formasi lingkaran
diameter 30 cm di bagian tengah papan aliran. Papan aliran juga dilengkapi marka
garis dengan dimeter 50 cm yang berfungsi untuk mengukur kecepatan waktu
aliran beton dalam melewati diameter 50 cm yang dinyatakan dalam nilai t500,
tetapi pada pengujian ini lebih ditekankan pada kemampuan beton segar dalam
melewati celah (passingability).
L-box mengukur kinerja pengaliran (flowability) beton segar melewati komponen
besi penghalang. Alat terdiri dari dua prisma berongga saling berhubungan
membentuk huruf L yang memungkinkan beton segar mengalir di dalamnya.
Proses pengujiannya dilakukan dengan cara menuang beton segar ke dalam
rongga prisma tegak dengan bagian bukaan dalam posisi tertutup. Bila rongga
prisma telah terisi penuh, bukaan dilepas sehingga beton cair dapat mengalir
melewati prisma horisontal. Waktu pengaliran dicatat sebagai waktu pengaliran
sepanjang 200 mm (t200) dan 400 mm (t400) dari bukaan. Nilai h1 dan h2 dicatat
untuk evaluasi stabilitas perataan permukaan mandiri (self leveling).
Box type test lebih mengkhususkan untuk pengujian stabilitas perataan permukaan
mandiri (self leveling). Alat ini berbentuk dua prisma berongga yang
memungkinkan beton segar mengalir di dalamnya. Alat ini saling berhubungan
membentuk kotak. Jika nilai h1 dan h2 hampir sama atau rasio h2/h1 mendekati 1,
maka stabilitas perataan permukaan mandiri semakin baik.
V-funnel mengukur flowability atau kemampuan mengalir ketika proses
penuangan dilakukan. Alat uji ini berbentuk huruf V dan terdapat katup pembuka
pada bagian bawahnya. Waktu pengaliran dicatat sebagai waktu pengaliran hingga
beton tertuang habis (t). Semakin cepat waktu beton segar tertuang, maka akan
semakin baik flowability dari beton memadat mandiri tersebut. Beberapa peneliti
24
memberikan batasan parameter beton memadat mandiri yang berbeda. Nilai
batasan tersebut umumnya mengacu kepada kebiasaan lembaga atau standar yang
digunakan pada negara tempat melakukan pengujian. Tabel 2.5 memperlihatkan
rangkuman beberapa batasan yang diambil dari berbagai sumber.
Tabel 2.5. Parameter untuk pengujian beton memadat mandiri tanpa serat
No Jenis pengujian SCC Data yang dicari Parameter
pengujian
1 Papan pengaliran tanpa
penghalang ( flow table)
t500, sec 2 – 5
(Siddque, 2001)
Dimeter sebaran SCC, mm 700
(EN- 12350)
2 Uji papan pengaliran
dengan penghalang
(J-ring flow table)
t500, sec 2 – 5
(Siddque, 2001)
Dimeter sebaran SCC, mm 600
(EN- 12350)
3 Uji L-box t200, sec 3,4
(As’ad, 2008)
t400, sec 6
(As’ad, 2008)
h1, mm –
h2, mm –
h2/h1 ≥ 0,8 dan maks =
1
(Kumar, 2001)
4 Box type test h (ketinggian SCC setelah
partition gate dibuka), mm
300
(Kumar, 2006)
5 V-funnel test t (waktu SCC keluar
25
melewati lubang kecil
pada V-funnel bagian
bawah hingga habis), sec
6 – 12
(Siddque, 2001)
Adapun Parameter untuk beton serat memadat mandiri (Fiber Reinforced Self
Compacting Concrete, FR – SCC) tambahan serat dapat dilihat pada tabel 2.6.
Tabel 2.6. Parameter untuk pengujian beton serat memadat mandiri
No Jenis pengujian SCC Data yang dicari Range
1 Papan pengaliran tanpa
penghalang ( flow table)
t500, sec 6 – 9
(As’ad, 2008)
Dimeter sebaran SCC, mm 575 – 628
(EN- 12350)
2 Uji papan pengaliran
dengan penghalang
(J-ring flow table)
t500, sec 6 – 9
(As’ad, 2008)
Dimeter sebaran SCC, mm 552 - 640
(As’ad, 2008)
3 Uji L-box t200, sec 4,5 – 8
(As’ad, 2008)
t400, sec 8 – 19,2
(As’ad, 2008)
h1, mm –
h2, mm –
h2/h1 ≥ 0,8 dan maks =
1
(Kumar, 2001)
4 Box type test h (ketinggian SCC setelah
partition gate dibuka), mm
300
(Kumar, 2006)
26
5 V-funnel test t (waktu SCC keluar
melewati lubang kecil
pada V-funnel bagian
bawah hingga habis), sec
6 – 12
(Siddque, 2001)
Tabel 2.5 dan 2.6 menunjukkan parameter pengujian untuk beton memadat
mandiri dan beton serat memadat mandiri, menjadi acuan adanya pengurangan
kemampuan aliran (flowability) dan kemampuan untuk melewati celah antar
tulangan (passingability) pada beton memadat mandiri (Self Compacting
Concrete) karena pengaruh penambahan serat.
26
BAB 3
METODE PENELITIAN
2.3. Tinjauan Umum
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental, yang
menyelidiki kemungkinan adanya hubungan antar variabel, yang dilakukan dengan
memberikan suatu perlakuan terhadap obyek yang diteliti dalam kondisi terkontrol
dengan urutan kegiatan yang sistematis dalam memperoleh data sampai data tersebut
berguna sebagai dasar pembuatan keputusan/kesimpulan.
Penelitian ini terdiri darit variabel bebas dan variabel tidak bebas. Variabel bebas untuk
tahap menentukan desain campuran beton memadat mandiri (Self Compacting
Concrete) dalam penelitian ini adalah perbandingan agregat kasar dengan agregat halus,
kadar fly ash, dan w/b. Variabel bebas untuk tahap penyelidikan pengaruh penambahan
serat limbah industri terhadap desain campuran beton memadat mandiri (Self
Compacting Concrete) adalah jenis serat dan kadar serat. Sedangkan variabel tidak
bebas dalam penelitian ini adalah workability, flowability, dan passingability.
2.4. Sampel Uji
Sampel uji pada penelitian dibagi menjadi dua macam, yaitu sampel beton memadat
mandiri tanpa tambahan serat (Self Compacting Concrete) dan sampel beton serat
memadat mandiri (Fiber Reinforced-Self Compacting Concrete). Variasi sampel yang
digunakan untuk membuat beton memadat mandiri tanpa tambahan serat berdasarkan
27
pada perbandingan agregat kasar dengan agregat halus, kadar fly ash, dan w/b.
Perincian sampel uji beton memadat mandiri tanpa tambahan serat dapat dilihat pada
Tabel 3.1, sedangkan contoh sample uji beton memadat mandiri tanpa tambahan serat
dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Tabel 3.1. Rincian sampel uji beton memadat mandiri tanpa tambahan serat
No
Nama sample
% perbandingan agregat
Kadar
fly ash
Macam
pengujian
Agregat halus Agregat
kasar
1 BTS AH40-AK60-FA10 40 60 10% semen 1. Uji papan
pengaliran
tanpa
penghalang
2. Uji papan
pengaliran
dengan
penghalang
(J-ring)
3. Uji L-box
4. Box type test
5. V-funnel test
2 BTS AH60-AK40-FA10 60 40 10% semen
3 BTS AH60-AK40-FA20 60 40 20% semen
4 BTS AH50-AK50-FA10 50 50 10% semen
5 BTS AH50-AK50-FA20 50 50 20% semen
6 BTS AH70-AK30-FA10 70 30 10% semen
7 BTS AH70-AK30-FA20 70 30 20% semen
Keterangan:
- BTS AH40-AK60-FA10 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 40%, Agregat Kasar
60%, Fly ash 10%
- BTS AH60-AK40-FA10 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 60%, Agregat Kasar
40%, Fly ash 10%
- BTS AH60-AK40-FA20 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 60%, Agregat Kasar
40%, Fly ash 20%
- BTS AH50-AK50-FA10 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 50%, Agregat Kasar
50%, Fly ash 10%
- BTS AH50-AK50-FA20 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 50%, Agregat Kasar
50%, Fly ash 20%
28
- BTS AH70-AK30-FA10 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 70%, Agregat Kasar
30%, Fly ash 10%
- BTS AH70-AK30-FA20 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 70%, Agregat Kasar
30%, Fly ash 20%
Gambar 3.1 Sampel uji beton memadat mandiri tanpa serat
Variasi sampel yang digunakan penyelidikan pengaruh penambahan serat pada beton
memadat mandiri berdasarkan pada jenis dan kadar serat. Serat yang digunakan dalam
penelitian ini adalah serat limbah industry (serat plastik, serat kaleng, serat karet kasar,
dan serat karet halus) yang kadarnya masing-masing sebesar 0,5%; 1,0%; dan 1,5%
volume beton. Perincian sampel uji beton serat memadat mandiri dapat dilihat pada
tabel 3.2.
Tabel 3.2. Rincian sampel uji beton serat memadat mandiri
No Jenis serat Nama Kadar serat Macam pengujian
29
sample (% volume)
1 Serat plastik BSSP-1 0,5% 1. Uji papan pengaliran
tanpa penghalang
2. Uji papan pengaliran
dengan penghalang
(J-ring)
3. Uji L-box
4. Box type test
5. V-funnel test
BSSP-2 1,0%
BSSP-3 1,5%
2 Serat kaleng BSSK-1 0,5%
BSSK-2 1,0%
BSSK-3 1,5%
3 Serat karet kasar BSSK-K-1 0,5%
BSSK-K-2 1,0%
BSSK-K-3 1,5%
4 Serat karet halus BSSK-H-1 0,5%
BSSK-H-2 1,0%
BSSK-H-3 1,5%
Keterangan :
BSSP : Beton segar serat plastik
BSSK : Beton segar serat kaleng
BSSK-K : Beton segar serat karet kasar
BSSK-H : Beton segar serat karet halus
2.5. Alat
30
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain:
a. Timbangan dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg yang digunakan untuk mengukur berat
material.
b. Ayakan dengan ukuran diameter saringan 38 mm; 25 mm; 19 mm; 12,5 mm; 9,5
mm; 4,75 mm; 2,36 mm; 1,18 mm; 0,85 mm; 0,3 mm; 0,15 mm; 0 mm (pan) dan
mesin penggetar ayakan yang digunakan untuk pengujian gradasi agregat.
c. Oven dengan kapasitas temperatur 300o C dan daya listrik 2200 W yang digunakan
untuk mengeringkan material.
d. Conical mould dengan ukuran diameter atas 3,8 cm, diameter bawah 8,9 cm, tinggi
7,6 cm, lengkap dengan alat penumbuk. Alat ini digunakan untuk mengukur keadaan
SSD (Saturated Surface Dry) agregat halus.
e. Kerucut Abrams yang terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm,
diameter bawah 20 cm, dan tinggi 30 cm.
f. Alat uji beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete), meliputi:
1) Papa aliran (flow table) dengan permukaan licin berukuran 80 cm x 80 cm
2) Papan aliran dengan penghalang (J-ring flow table) dengan permukaan licin
berukuran 80 cm x 80 cm yang mana terdapat besi sebanyak 22 terpasang tegak
dan masing-masing berjarak seragam dengan formasi lingkaran diameter 300
mm di bagian tengah papan aliran.
3) L-Box terbuat dari kayu dengan partition gate yang terbuat dari baja.
4) Box type test terbuat dari kayu dengan partition gate yang terbuat dari baja.
5) V-funnel test yang terbuat dari plat baja dengan katup pembuka pada bagian
bawahnya.
g. Alat bantu lain:
1) Gelas ukur 250 ml untuk pengujian kadar Lumpur dan kandungan zat organik
dalam pasir.
2) Gelas ukur 1000 ml untuk menakar air.
3) Cangkul, ember, sekop, cetok, dll.
2.6. Tahap Penelitian
31
Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian selengkapnya meliputi:
a. Tahap I
Tahap studi pustaka. Pada tahap ini dilakukan studi literatur terkait dengan mix
design beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) yang mana digunakan
untuk pedoman penelitian.
b. Tahap II
Persiapan seluruh bahan dan peralatan yang dibutuhkan agar penelitian dapat
berjalan dengan lancar.
c. Tahap III
Pengujian terhadap bahan yang digunakan. Pengujian ini dilakukan untuk
mengetahui sifat dan karakteristik bahan tersebut. Selain itu, untuk mengetahui
apakah bahan tersebut memenuhi persyaratan atau tidak bila digunakan sebagai
data pada rancang campur adukan beton.
d. Tahap IV
Kajian mix design beton memadat mandiri tanpa tambahan serat. Pada tahap ini
dilakukan pembuatan beberapa mix design beton memadat mandiri (Self
Compacting Concrete) dengan perbedaan berdasarkan pada perbandingan agregat
kasar dengan agregat halus, kadar fly ash, dan w/b.
e. Tahap V
Tahap uji pendahuluan. Pada tahap ini dilakukan uji workability, flowability, dan
passingability beton memadat mandiri. Lima macam uji pendahuluan untuk beton
memadat mandiri (Self Compacting Concrete) yang dilakukan antara lain ialah:
1) Flow table test
2) J-ring flow table test
3) L-box test
4) Box type test
5) V- funnel test
Kemudian, beberapa sampel yang telah direncanakan, dipilih salah satu sampel
yang mempunyai workability, flowability, dan passingability terbaik dari hasil lima
pengujian beton memadat mandiri tersebut.
32
f. Tahap VI
Tahap pengujian utama. Pada tahap ini dilakukan penambahan serat pada beton
memadat mandiri dan meneliti pengaruh penambahan serat terhadap workability,
flowability, dan passingability pada beton memadat mandiri tersebut. Lima macam
pengujian untuk beton serat memadat mandiri (Fiber Reinforced-Self Compacting
Concrete) yang dilakukan antara lain ialah:
1) Flow table test
2) J-ring flow table test
3) L-box test
4) Box type test
5) V-funnel test
g. Tahap VII
Tahap analisa data. Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil pegujian dianalisis
untuk mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang
diteliti dalam penelitian.
h. Tahap VIII
Tahap pengambilan kesimpulan. Pada tahap ini, data yang telah dianalisis dibuat
suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan penelitian.
Secara keseluruhan, tahapan penelitian dapat dilihat secara skematis dalam bentuk
bagan alir pada Gambar 3.2.
Tahap I
Mulai
Studi Pustaka
Melihat beberapa mix design beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete)
33
ya
tidak
Kajian mix design Beton Memadat Sendiri Tanpa Serat
(Penentuan komosisi pasir, agregat kasar, semen, air, fly ash, superplasticizer)
Uji Agregat
Agregat memenuhi
syarat
Agregat Kasar
Semen Agregat Halus
Air Serat Bahan Tambah :
-superplasticizer
Uji Agregat halus:
- kadar lumpur
- kadar organik
- spesific gravity
Uji Agregat kasar:
- abrasi
- spesific gravity
- gradasi
Persiapan Tahap II
Tahap III
Tahap IV
34
SCC
Serat plastik
0,5%; 1,0%; 1,5%
SCC
Serat kaleng
0,5%; 1,0%; 1,5%
SCC
Serat karet halus
0,5%; 1,0%; 1,5%
SCC
Serat karet kasar
0,5%; 1,0%; 1,5%
Uji
workability,
flowability,
Uji
workability,
flowability,
Uji
workability,
flowability,
Uji
workability,
flowability,
A
Dipilih mix design SCC tanpa serat terbaik
Uji
workability, flowability,dan
passingability SCC
Tahap V
Tahap VI
A
35
Gambar 3.2. Bagan alir tahap-tahap penelitian
2.7. Pengujian Bahan Dasar Beton
Pengujian bahan dasar beton sangat penting, hal ini untuk mengetahui kelayakan
karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya dipakai dalam desain campuran
terhadap satu target tertentu. Pengujian bahan dasar beton hanya dilakukan terhadap
agregat halus dan agregat kasar.
2.8. Perancangan Campuran Beton (Mix Design)
Analisa Data dan Pembahasan
Selesai
Kesimpulan dan Saran
Tahap VII
Tahap VIII
36
Perancangan campuran beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) yang tepat
dan sesuai dengan proporsi campuran adukan beton tersebut sangat diperlukan untuk
mendapatkan kualitas workability, flowability, dan passingability yang baik. Dalam
penelitian ini, direncanakan tujuh campuran beton memadat mandiri dengan perbedaan
berdasarkan perbandingan agregat kasar dengan agregat halus, kadar fly ash, dan w/b.
Tahap awal dalam perencanaan campuran beton memadat mandiri adalah menentukan
volume agregat sebesar 60% dari volume total beton. Volume agregat tersebut, dibuat
perbandingan antara agregat kasar dengan agregat halus sesuai perencanaan pada
Tabel 3.1 dan detail perencanaan campuran beton memadat mandiri dapat dilihat pada
Lampiran B. Ketujuh campuran tersebut, dipilih salah satu sampel yang mempunyai
kualitas workability, flowability, dan passingability terbaik untuk ditambah dengan serat.
2.9. Pembuatan Sampel Uji
Langkah-langkah pembuatan sampel uji beton memadat mandiri (Self Compacting
Concrete):
a. Bahan-bahan campuran adukan beton disiapkan dan ditimbang sesuai dengan
beberapa rancang campur adukan beton (mix design).
b. Bahan-bahan tersebut dicampur hingga homogen dengan cara dimasukkan ke dalam
alat aduk beton secara berurutan mulai dari kerikil, semen, fly ash, pasir, dan serat.
Setelah bahan-bahan tersebut tercampur hingga homogen, ditambahkan air dan
superplasticizer secara perlahan-lahan supaya campuran beton memadat mandiri
dapat terkontrol dengan baik. Pencampuran beton untuk pembuatan benda uji
dapat dilihat pada Gambar 3.3.
1 2
37
Gambar 3.3. Pencampuran beton untuk pembuatan benda uji
2.10. Pengujian Papan Aliran (Flow Table)
Pengujian kemampuan mengalir beton memadat mandiri dilakukan dengan
menggunakan uji papan aliran (EN 12350). Alat uji ini terdiri dari papan aliran dengan
permukaan licin berukuran 80 cm x 80 cm dan terdapat lingkaran dengan dimeter 50 cm
pada bagian tengah papan tersebut. Papan dilengkapi dengan kerucut pengarah
tuangan beton segar setinggi 30 cm dengan diameter atas 10 cm dan diameter bawah
20 cm. Cara pengujian nilai slump flow adalah sebagai berikut:
a. Papan aliran (flow table) disiapkan dan dibasahi dengan air.
b. Kerucut Abrams diletakkan dengan posisi normal dibagian tengah lingkaran
diameter 50 cm pada papan aliran tersebut.
c. Beton segar dituangkan ke dalam kerucut Abrams yang diletakkan di atas papan
pengaliran.
d. Kerucut Abrams diangkat secara perlahan-lahan sehingga adonan beton segar
menyebar di atas papan aliran.
e. Pencatatan waktu yang dibutuhkan beton memadat mandiri melewati dimeter 500
mm (t500).
3 4
38
f. Diameter sebaran beton memadat mandiri tersebut diukur.
Pengujian nilai slump flow beton segar pada Flow table dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Pengujian nilai slump flow beton segar pada Flow table
2.11. Pengujian Papan Aliran dengan Penghalang (J-ring Flow
Table)
Pengujian kemampuan mengalir beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete)
dilakukan dengan menggunakan uji papan aliran dengan penghalang yang lebih dikenal
sebagai J-ring. J-ring merupakan besi sebanyak 22 buah terpasang tegak dan masing-
1 2
Flow table 800 mm x 800 mm
Kerucut Abrams
Slump flow = (D1+D2)/2
Segregation border 500 mm
39
masing berjarak seragam dengan formasi lingkaran diameter 30 cm di bagian tengah
papan aliran. Papan aliran ini berukuran 80 cm x 80 cm dan dilengkapi marka garis
lingkaran dengan diameter 500 mm yang berfungsi untuk mengukur waktu kecepatan
pengaliran dalam melewati garis lingkaran tersebut. Cara pengujian nilai slump flow
adalah sebagai berikut:
a. Papan aliran dengan penghalang (J-ring flow table) disiapkan dan membasahinya
dengan air.
b. Kerucut Abrams diletakkan dengan posisi terbalik dibagian tengah lingkaran diameter
50 cm pada papan aliran tersebut.
c. Beton segar dituangkan ke dalam kerucut Abrams yang diletakkan di atas papan
pengaliran.
d. Kerucut Abrams diangkat secara perlahan-lahan sehingga adonan beton segar
menyebar di atas papan aliran.
e. Pencatatan waktu yang dibutuhkan beton memadat mandiri melewati dimeter 500
mm (t500).
f. Diameter sebaran beton memadat mandiri tersebut diukur.
Pengujian nilai slump flow beton segar pada J-ring flow table dapat dilihat pada Gambar
3.5.
Gambar 3.5. Pengujian nilai slump flow beton segar pada J-ring flow table
1 2
J-Ring flow table 800 mm x 800 mm
mm
mm
mm
mm
22 besi tegak
40
2.12. Pengujian L-box
Kotak L (L-box) mencetak kualitas workability, passingability, flowability beton segar
melewati komponen besi penghalang. Alat terbuat dari dua prisma berongga yang
memungkinkan beton segar mengalir di dalamnya dan saling berhubungan membentuk
huruf L. Cara pengujian L-box adalah sebagai berikut:
a. L-box disiapkan dan dibasahi dengan air.
b. Beton segar dituangkan ke dalam rongga prisma tegak dengan bagian slide dalam
keadaan tertutup hingga penuh.
c. Slide dan waktu yang dibutuhkan beton segar mengalir sejauh 200 mm dan 400 mm
dicatat.
d. Tinggi permukaan beton dibandingkan di awal dan di akhir prisma kotak L (L-box)
setelah slide dibuka (h2/h1), jika hasil tinggi permukaan beton segar hampir sama
antara bagian kotak L (L-box) yang tegak dengan bagian kotak L (L-box) yang tidur,
maka menunjukkan pengaliran beton memadat mandiri sudah baik. Sebaliknya, jika
hasil tinggi permukaan beton berbeda jauh antara bagian kotak L (L-box) yang tegak
dengan bagian kotak L (L-box) yang tidur, maka menunjukkan pengaliran beton
memadat mandiri belum baik. Pengujian beton segar pada L-box dapat dilihat pada
Gambar 3.6.
3
1
2
1
h2 h1
41
Gambar 3.6. Pengujian beton segar pada L-box
2.13. Pengujian Box Type
Pengujian Box type mencetak kualitas workability, flowability, dan passingability beton
memadat mandiri melewati komponen besi penghalang. Alat ini berbentuk dua prisma
berongga, yang memungkinkan beton segar mengalir di dalamnya, alat ini saling
berhubungan membentuk kotak. Dalam pengujian ini diperhatikan juga perbandingan
beda tinggi permukaan beton segar yang dituang ke dalam Box type setelah slide dibuka,
jika tinggi antara rongga sebelah kanan dan kiri pada Box type hampir sama
menunjukkan bahwa workability, flowability, dan passingability beton memadat mandiri
dengan tambahan serat sudah baik dan sebaliknya. Cara pengujian Box type adalah
sebagai berikut:
a. Box type test disiapkan dan dibasahi dengan air.
2 3
42
b. Beton segar dituangkan ke dalam rongga prisma tegak hingga penuh dengan slide
dalam keadaan tertutup.
c. Slide dibuka dan tinggi permukaan beton di dalam Box type dibandingkan setelah
beton berhenti mengalir (h2/h1).
Pengujian beton segar pada Box type dapat dilihat pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7. Pengujian beton segar pada Box type
2.14. Pengujian V-funnel
V-funnel merupakan alat uji beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) terbuat
dari plat baja yang berbentuk huruf V dan terdapat katup pembuka pada bagian
1
2
3
h2 h1
43
bawahnya. Pengujian beton memadat mandiri dengan menggunakan V-funnel ini
bertujuan untuk mengetahui waktu (t) beton memadat mandiri mengalir melewati
celah yang lebih kecil dan kemampuan mengalir pada saat proses penuangan
berlangsung. Cara pengujian V-funnel adalah sebagai berikut:
a. V-funnel disiapkan.
b. Beton segar dituangkan ke dalam V-funnel dengan katup dalam keadaan tertutup
hingga penuh.
c. Katup dibuka dan waktu (t) hingga beton segar tersebut habis terbuang melalui
lubang kecil di bagian bawah dicatat.
Pengujian beton segar pada V-funnel dapat dilihat pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8. Pengujian beton segar pada V-funnel
41
BAB 4
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Bahan
Pengujian bahan dan benda uji dilaksanakan sesuai dengan tata cara dan standar
pengujian yang terdapat pada standar ASTM. Waktu pelaksanaan percobaan
disesuaikan dengan jadwal penelitian dan ijin penggunaan Laboratorium Bahan
Fakultas Teknik UNS Surakarta.
Dalam bab ini akan disajikan hasil penelitian dan pembahasan terhadap hasil yang
diperoleh. Data rinci hasil pemeriksaan bahan dasar dan penyusun beton disajikan
dalam lampiran A.
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 pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan
Kandungan Zat Organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat Kandungan Lumpur 4% Maks 5% Memenuhi syarat Bulk Specific Gravity 2,44 gr/cm3 - -
Bulk Specific SSD 2,52 gr/cm3 - - Apparent Specific Gravity 2,65 gr/cm3 - -
Absorbtion 3,09% - - Modulus Halus 2,34 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat
Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33
dapat dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.
41
42
Tabel 4.2. Hasil pengujian gradasi agregat halus Diameter ayakan (mm)
Berat tertahan Berat lolos kumulatif
(%) ASTM C-33
Gram % Kumulatif
(%) 9,50 0,00 0,00 0,00 100,00 100 4,75 61,00 3,05 3,05 96,95 95 - 100 2,36 17,00 0,85 3,90 96,10 80 - 100 1,18 431,77 11,61 15,51 74,49 50 - 85 0,85 325,23 16,27 41,78 58,22 25 - 60 0,30 705,00 35,28 77,06 22,94 10 - 30 0,15 315,00 15,77 92,83 7,17 2 - 10 0,00 143,00 7,16 100,00 0,00 0
Jumlah 1998,00 100,00 334,13 - -
Dari Tabel 4.2 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan
ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Gradasi agregat halus
43
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 pada Tabel 4.4 dan Gambar 4.2 menyajikan hasil analisis ayakan
terhadap sampel agregat kasar sehingga dapat diketahui gradasinya. Data hasil
pengujian secara lengkap disajikan pada lampiran A.
Tabel 4.3. Hasil pengujian agregat kasar Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan
Bulk Specific Gravity 2,40 gr/cm3 - - Bulk Specific SSD 2,56 gr/cm3 - - Apparent Specific
Gravity 2,84 gr/cm3 - -
Absorbtion 6,39% - - Abrasi 40,60% Maksimum 50% Memenuhi syarat
Modulus Halus Butir 6,65 5 - 8 Memenuhi syarat
Tabel 4.4. Hasil pengujian gradasi agregat kasar
Diameter ayakan (mm)
Berat tertahan Berat lolos kumulatif
(%) ASTM C-33
Gram % Kumulatif
(%) 19,00 0,000 0,00 0,00 100,00 100 12,50 287,424 9,60 9,60 90,40 90 – 100 9,50 1088,620 36,36 45,96 44,44 40 – 70 4,75 1611,956 53,84 90,20 0,80 0 – 15 2,36 5,000 0,17 99,97 0,03 0 – 5 1,18 1,000 0,03 100,00 0,00 - 0,85 0,000 0,00 100,00 0,00 - 0,30 0,000 0,00 100,00 0,00 - 0,15 0,000 0,00 100,00 0,00 - 0,00 0,000 0,00 100,00 0,00 -
Jumlah 2994,000 100,00 764,93 - -
Dari Tabel 4.4 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan
ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.2.
44
Gambar 4.2. Gradasi agregat kasar
Secara visual, agregat kasar yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat
pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3. Agregat kasar
45
4.2. Perancangan Campuran Adukan Beton
Peninjauan Perancangan campuran (mix design) beton memadat mandiri yang
diamati berdasarkan prosentase perbandingan antara agregat kasar dengan agregat
halus dan prosentase fly ash terhadap semen. Komposisi agregat dan fly ash
menjadi tinjauan utama karena berpengaruh terhadap workability pada beton. Dari
perhitungan perancangan campuran (mix design) adukan beton, diperoleh
kebutuhan bahan untuk 1 m3 beton seperti pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5. Proporsi campuran adukan beton memadat mandiri tanpa tambahan serat untuk setiap variasi per 1 m3.
PC
Agregat Agregat Air Fly ash
Nama sampel halus kasar
(kg) (kg) (kg) (kg) (kg)
BTS AH40-AK60-FA10 511 610,56 915,84 209,54 51,06
BTS AH60-AK40-FA10 511 912,96 608,64 259,17 51,06
BTS AH60-AK40-FA20 464 912,96 608,64 253,06 92,83
BTS AH50-AK50-FA10 511 762,00 762,00 256,42 51,06
BTS AH50-AK50-FA20 464 762,00 762,00 250,37 92,83
BTS AH70-AK30-FA10 511 1063,44 455,76 259,17 51,06
BTS AH70-AK30-FA20 464 1063,44 455,76 253,06 92,83
Perhitungan secara lengkap, terdapat pada lampiran B, sedangkan untuk satu kali
adukan beton memadat mandiri tanpa campuran serat disajikan dalam Tabel 4.6.
Tabel 4.6. Proporsi campuran adukan beton memadat mandiri untuk setiap variasi tiap 1 kali adukan
PC
Agregat Agregat Air Fly ash
Nama sampel halus kasar
(kg) (kg) (kg) (kg) (kg)
BTS AH40-AK60-FA10 29,04 34,72 52,08 11,92 2,90
BTS AH60-AK40-FA10 29,04 51,92 34,61 10,47 2,90
BTS AH60-AK40-FA20 26,40 51,92 34,61 14,39 5,28
BTS AH50-AK50-FA10 29,04 43,33 43,33 14,58 2,90
BTS AH50-AK50-FA20 26,40 43,33 43,33 14,24 5,28
BTS AH70-AK30-FA10 29,04 60,48 25,92 14,74 2,90
BTS AH70-AK30-FA20 26,40 60,48 25,92 14,39 5,28
46
Perhitungan proporsi campuran adukan beton memadat mandiri untuk setiap
variasi secara lengkap terdapat pada lampiran B, sedangkan kebutuhan serat untuk
setiap variasi tiap 1 kali adukan beton memadat mandiri disajikan dalam Tabel
4.7.
Tabel 4.7. Proporsi kebutuhan serat untuk setiap variasi beton memadat madiri
Jenis serat Nama sampel Serat tiap 1 m3 Serat tiap 1 kali adukan
(kg/m3) (kg)
Serat plastik BSSP-1 4,75 0,271
BSSP-2 9,50 0,542
BSSP-3 14,25 0,813
Serat kaleng BSSK-1 11,50 0,656
BSSK-2 23,00 1,313
BSSK-3 34,50 1,970
Serat karet kasar BSSK-K-1 5,90 0,336
BSSK-K-2 11,80 0,674
BSSK-K-3 17,90 1,010
Serat karet halus BSSK-H-1 5,90 0,336
BSSK-H-2 11,80 0,674
BSSK-H-3 17,90 1,010
47
4.3. Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri Tanpa Serat
4.3.1. Hasil Pengujian Flow Table
Hasil pengujian slump flow dari masing-masing campuran beton memadat mandiri
dapat dilihat pada Tabel 4.8. Grafik hubungan antara sampel dengan t500, sampel
dengan diameter sebaran, dan sampel dengan kecepatan aliran dapat dilihat pada
Gambar 4.4 – 4.6.
Tabel 4.8. Nilai slump flow dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Flow table
Nama Flow table test No sampel t500 Diameter sebaran Kecepatan aliran (dt) (mm) (mm/dt)
1 BTS AH40-AK60-FA10 * 395 - 2 BTS AH60-AK40-FA10 2,60 730 192,31 3 BTS AH60-AK40-FA20 3,00 740 166,67 4 BTS AH50-AK50-FA10 4,00 735 125,00 5 BTS AH50-AK50-FA20 4,18 685 119,62 6 BTS AH70-AK30-FA10 3,00 750 166,67 7 BTS AH70-AK30-FA20 3,40 745 147,06
*: Sampel tidak mengalir hingga melewati diameter 500 mm, sehingga tidak
diperoleh data yang diinginkan
Gambar 4.4. Hubungan waktu aliran (t500) pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Flow table
48
Gambar 4.5. Hubungan diameter aliran pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Flow table
Gambar 4.6. Hubungan kecepatan aliran pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Flow table
49
4.3.2 Hasil Pengujian J-ring Flow Table
Hasil pengujian J-ring slump flow dari masing-masing campuran beton memadat
mandiri dapat dilihat pada Tabel 4.9. Grafik hubungan antara sampel dengan t500,
sampel dengan diameter sebaran, dan sampel dengan kecepatan aliran dapat
dilihat pada Gambar 4.7– 4.9.
Tabel 4.9. Nilai slump flow dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji J-ring flow table
No Nama J-ring flow table test sampel t500 Diameter sebaran Kecepatan aliran (dt) (mm) (mm/dt)
1 BTS AH40-AK60-FA10 * 305 - 2 BTS AH60-AK40-FA10 3,3 620 151,52 3 BTS AH60-AK40-FA20 4,00 595 125,00 4 BTS AH50-AK50-FA10 10,00 590 50,00 5 BTS AH50-AK50-FA20 11,73 555 42,63 6 BTS AH70-AK30-FA10 5,00 635 100,00 7 BTS AH70-AK30-FA20 5,00 630 100,00
*: Sampel tidak mengalir hingga melewati diameter 500 mm, sehingga tidak
diperoleh data yang diinginkan
Gambar 4.7. Hubungan waktu aliran (t500) pada variasi perbandingan agregat dan
kadar fly ash pada uji J-ring flow table
50
Gambar 4.8. Hubungan diameter aliran pada variasi perbandingan agregat dan
kadar fly ash pada uji J-ring flow table
Gambar 4.9. Hubungan kecepatan aliran pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji J-ring flow table
51
4.3.3 Hasil Pengujian L-box
Hasil pengujian L-box dari masing-masing campuran beton memadat mandiri
dapat dilihat pada Tabel 4.10. Grafik hubungan antara sampel dengan t200, t400 dan
sampel dengan rasio permukaan (h2/h1) dapat dilihat pada Gambar 4.10 dan 4.8.
Tabel 4.10. Nilai waktu aliran dan h2/h1 dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji L-box
NO Nama L-box test sampel t200 t400 h1 h2 h2/h1 (dt) (dt) (mm) (mm) 1 BTS AH40-AK60-FA10 40,00 * * * * 2 BTS AH60-AK40-FA10 2,00 5,00 87 87 1 3 BTS AH60-AK40-FA20 3,00 5,40 105 95 0,90 4 BTS AH50-AK50-FA10 10,00 50,00 57 32 0,56 5 BTS AH50-AK50-FA20 11,26 54,31 33 17 0,52 6 BTS AH70-AK30-FA10 ** ** ** ** ** 7 BTS AH70-AK30-FA20 2,20 5,00 87 87 1
* : Sampel tidak mengalir, sehingga tidak diperoleh data yang diinginkan
**: Tidak dilakukan pengujian dikarenakan terjadi kerusakan pada alat uji
Gambar 4.10. Hubungan waktu aliran pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji L-box
52
Gambar 4.11. Hubungan h2/h1 pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji L-box
4.3.4 Hasil Pengujian Box Type
Hasil pengujian Box type dari masing-masing campuran beton memadat mandiri
dapat dilihat pada Tabel 4.11 dan grafik hubungan antara sampel dengan rasio
permukaan (h2/h1) dapat dilihat pada Gambar 4.12.
Tabel 4.11. Nilai h2/h1 dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Box type
No Nama Box type test sampel h1 h2 h2/h1 (mm) (mm)
1 BTS AH40-AK60-FA10 576,5 53,5 0,092 2 BTS AH60-AK40-FA10 315,0 315,0 1,000 3 BTS AH60-AK40-FA20 320,0 310,0 0,960 4 BTS AH50-AK50-FA10 * * * 5 BTS AH50-AK50-FA20 558,0 72,0 0,129 6 BTS AH70-AK30-FA10 315,0 315,0 1,000 7 BTS AH70-AK30-FA20 315,0 315,0 1,000
*: Sampel tidak mengalir, sehingga tidak diperoleh data yang diinginkan
53
Gambar 4.12. Hubungan h2/h1 pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Box type
4.3.5 Hasil Pengujian V-funnel
Hasil pengujian V-funnel dari masing-masing campuran beton memadat mandiri
dapat dilihat pada Tabel 4.12 dan grafik hubungan antara sampel dengan waktu
aliran (t) dapat dilihat pada Gambar 4.13.
Tabel 4.12. Nilai waktu dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji V-funnel
No Nama V-funnel test sampel t (dt) 1 BTS AH40-AK60-FA10 10,88 2 BTS AH60-AK40-FA10 8,00 3 BTS AH60-AK40-FA20 8,00 4 BTS AH50-AK50-FA10 28,00 5 BTS AH50-AK50-FA20 29,00 6 BTS AH70-AK30-FA10 6,00 7 BTS AH70-AK30-FA20 7,00
54
Gambar 4.13. Hubungan waktu aliran pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji V-funnel
4.4. Analisa Pemilihan Beton Memadat Mandiri Terbaik
Data hasil pengujian tujuh campuran beton memadat mandiri tanpa tambahan
serat telah diperoleh dan dilakukan analisa. Analisa data dilakukan dengan cara
mengamati sifat-sifat beton memadat mandiri yang memenuhi parameter
workability, flowability, passingability, dan efisien dalam penggunaan semen.
Hasil pengamatan grafik dari masing-masing sampel campuran beton memadat
mandiri tanpa tambahan serat dapat dilihat pada Tabel 4.13.
56
Tabel 4.13. Analisa beton memadat mandiri terbaik
No
Aspek
yang ditinjau
Parameter
Beton memadat
mandiri
Nama sampel
BTS AH40-AK60-FA10
BTS AH60-AK40-FA10 BTS AH60-AK40-FA20
BTS AH50-AK50-FA10 BTS AH50-AK50-FA20
BTS AH70-AK30-FA20 BTS AH70-AK30-FA10
1 Flow table test t500 = 2 dt – 5 dt (Siddque, 2001) D = 700 mm (EN – 12350)
* t500 = 2,60 dt D = 730 mm v = 192,31 mm/dt
* t500 = 3,00 dt D = 740 mm v = 166 mm/dt
* t500 = 4,00 dt D = 735 dt v = 125,00 mm/dt
* t500 = 4,18 dt D = 685 dt v = 119,62 mm/dt
* t500 = 3,40 dt D = 745 mm v = 147 mm/dt
* t500 = 3,00 dt D = 745 mm v = 166 mm/dt
2 J-ring flow table test
t500 = 2 dt – 5 dt (Siddque, 2001) D = 600 mm (EN – 12350)
* t500 = 6,00 dt D = 620 mm v = 83,33 mm/dt
* t500 = 4,00 dt D = 595 mm v = 125,00 mm/dt
* t500 = 5,00 dt D = 630 mm v = 100,00 mm/dt
* t500 = 2,60 dt D = 635 mm v = 100,00 mm/dt
3 L-box test t200 = 3,40 dt (As’ad, 2006) t400 = 6,00 dt (As’ad, 2006) h2/h1 ≥ 0,8 (Kumar, 2001)
* t200 = 2,00 dt t400 = 5,00 dt h2/h1 = 1,00
* t200 = 3,00 dt t400 = 5,40 dt h2/h1 = 0,90
* t200 = 2,20 dt t400 = 5,00 dt h2/h1 = 1,00
4 Box type test h2 = 300 mm (Kumar, 2006)
* h2/h1= 1,00
* h2/h1 = 0,96
* h2/h1 = 1,00
* h2/h1 = 1,00
5 V-funnel test t = 6 dt – 12 dt (Siddque, 2001)
* t = 10,88 dt
* t = 8,00 dt
* t = 8,00 dt
* t = 7,00 dt
* t = 6,00 dt
6 Workability (pengerjaan)
-
Fly ash= 10% semen
AH:AK = 40:60
Fly ash= 10% semen
AH:AK = 60:40
* Fly ash= 20% semen
AH:AK = 60:40
Fly ash= 10% semen
AH:AK = 50:50
* Fly ash= 20% semen
AH:AK = 50:50
Fly ash= 20% semen
AH:AK = 70:30
Fly ash= 10% semen
AH:AK = 70:30 7 Kadar semen
dalam campuran beton
-
511 kg/m3
511 kg/m3
* 464 kg/m3
511 kg/m3
* 464 kg/m3
* 464 kg/m3
511 kg/m3
55
56
Keterangan Tabel 4.13:
* = Sifat beton segar memenuhi parameter, mempunyai workability yang
baik, dan hemat dalam pengunaan semen
= Sifat beton segar jauh dari parameter sebagai beton memadat mandiri
D = Diameter aliran beton (mm)
v = Kecepatan aliran (mm/dt)
h2/h1 = Rasio permukaan
t500 = Waktu aliran beton melewati diameter 500 mm (dt)
t200 = Waktu aliran beton melewati jarak 200 mm pada L-box (dt)
t400 = Waktu aliran beton melewati jarak 400 mm pada L-box (dt)
t = Waktu aliran beton pada V-funnel (dt)
Dalam perencanaan tujuh campuran beton memadat mandiri tanpa tambahan
serat, diperoleh data aliran yang berbeda-beda. Tabel 4.13 menunjukkan faktor
yang membedakan aliran tersebut adalah prosentase perbandingan antara agregat
kasar dengan agregat halus dan kadar fly ash. Hasil penelitian ini menunjukkan
bahwa beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) sukar mengalir pada
perbandingan agregat kasar dengan agregat halus 50:50 dan 60:40, maka dapat
diambil kesimpulan bahwa beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete)
sukar mengalir jika prosentase agregat kasar lebih besar dari atau sama dengan
prosentase agregat halus.
Kadar fly ash juga berpengaruh terhadap workability dan flowability beton
memadat mandiri. Dalam penelitian ini, fly ash berperan sebagai penganti semen.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa semakin banyak kadar fly ash pada beton
memadat mandiri, maka kemampuan aliran (flowability) berkurang tetapi
meningkatkan kemampuan pengerjaannya (workability).
Hasil pengamatan 4.13 di atas, dapat diketahui bahwa sampel BTS AH60-AK40-
FA20 adalah sampel beton memadat mandiri terbaik karena memenuhi semua
parameter yang ditinjau. Sampel BTS AH60-AK40-FA20 mudah dalam
pengerjaannya dikarenakan kadar fly ash yang direncanakan sesuai dengan yang
57
diharapkan. Selain itu, campuran dengan perbandingan agregat halus dan agregat
kasar 60:40 lebih mudah dikerjakan dari pada perbandingan agregat 70:30. Pada
pengujiannya, flowability dan passingability Sampel BTS AH60-AK40-FA20 telah
memenuhi persyaratan Flow table test, J-ring flow table test, L-box test, Box type
test, dan V-funnel test.
Di samping itu, pertimbangan terhadap jumlah semen juga diperhatikan. Selain
lebih murah, dengan kadar semen yang rendah dapat menggurangi tegangan
permukaan. Tegangan permukaan dapat menyebabkan retak pada beton di umur
awal. Oleh karena itu, dalam penelitian ini lebih memprioritaskan campuran beton
dengan kadar semen yang lebih rendah.
4.5. Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri dengan Tambahan
Serat
Sampel beton memadat mandiri terbaik adalah BTS AH60-AK40-FA20 atau
dapat disebut juga BSTS (Beton Segar Tanpa Serat). Hasil pengujian beton
memadat mandiri dengan serat terbukti mengalami penurunan pengerjaan dan
pengalirannya.
4.5.1. Hasil Pengujian Flow Table
Hasil pengujian Flow table untuk sampel BSTS dengan tambahan serat 0,5%;
1,0%; dan 1,5% volume beton dapat dilihat pada Tabel 4.14. Grafik hubungan
antara sampel dengan t500, sampel dengan diameter sebaran, dan sampel dengan
kecepatan aliran dapat dilihat pada Gambar 4.14 – 4.16.
58
Tabel 4.14. Nilai slump flow BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat pada uji Flow table
No Nama sampel Jenis serat Kadar serat t500
Diameter sebaran
Kecepatan aliran
(dt) (mm) (mm/dt) 1 BSTS Tanpa serat 0,00% 3,00 740 166,67
2 BSSP-1 Plastik 0,50% 3,00 635 166,67 BSSP-2 Plastik 1,00% 3,54 620 141,24 BSSP-3 Plastik 1,50% 4,34 495 115,21 3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 3,79 585 131,93 BSSK-2 Kaleng 1,00% 4,75 570 105,26 BSSK-3 Kaleng 1,50% * 310 - 4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 3,00 720 166,67 BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 4,38 700 114,16 BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 4.83 625 103,52 5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 3,00 735 166,67 BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 3,79 735 131,93 BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 5,39 650 92,76
*: Sampel tidak mengalir hingga melewati diameter 500 mm, sehingga tidak
diperoleh data yang diinginkan
Gambar 4.14. Hasil pengujian waktu aliran (t500) pada variasi jenis dan kadar serat pada uji Flow table
Nama sampel
59
Gambar 4.15. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar serat pada uji Flow table
Gambar 4.16. Hasil pengujian kecepatan aliran pada variasi jenis dan kadar serat pada uji Flow table
Tabel 4.14 menyajikan hasil pengujian beton memadat mandiri (Self Compacting
Concrete) menggunakan Flow table. Penambahan serat ke dalam beton
menurunkan kinerja beton segar memadat mandiri. Kemudahan pengerjaan
menurun secara signifikan pada campuran beton yang mengandung serat
Nama sampel
60
dibandingkan dengan beton tanpa serat. Beton segar tanpa serat mampu mengalir
dengan diameter rata-rata 740 mm dan campuran beton dengan serat mampu
mengalir dengan diameter rata-rata 310 mm hingga 735 mm.
Kadar serat sangat berpengaruh terhadap penurunan kemampuan pengerjaan dan
pengaliran beton memadat mandiri. Semakin besar kadar serat, maka kemampuan
pengerjaan dan pengaliran beton memadat mandiri akan semakin menurun. Hal
tersebut dikarenakan jumlah serat yang banyak, memiliki permukaan yang lebih
luas. Permukaan yang luas pada beton segar dapat menurunkan lubrikasi antar
agregat-serat dan antar serat-serat. Penurunan diameter sebaran terbesar terjadi
pada sampel BSSK-3. Hal ini disebabkan karena jumlah serat kaleng memberikan
pengaruh yang signifikan pada proses pencampuran, workability dan pemadatan
beton bila dibanding dengan penggunaan jenis serat yang lain. Campuran ini
mengandung serat kaleng dengan kadar 1,5 % volume dengan dosis 34,5 kg/m3.
4.5.2. Hasil Pengujian J-ring Flow Table
Hasil pengujian J-ring flow table untuk sampel BSTS dengan tambahan serat
0,5%; 1,0%; dan 1,5% volume beton dapat dilihat pada Tabel 4.15. Grafik
hubungan antara sampel dengan t500, sampel dengan diameter sebaran, dan sampel
dengan kecepatan aliran dapat dilihat pada Gambar 4.17 – 4.19.
61
Tabel 4.15. Nilai slump flow BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat pada uji J-ring flow table
No Nama sampel Jenis serat Kadar t500 Diameter sebaran
Kecepatan aliran
(dt) (mm) (mm/dt) 1 BSTS Tanpa serat 0,00% 4,00 595 125,00 2 BSSP-1 Plastik 0,50% 7,16 520 69,83 BSSP-2 Plastik 1,00% 9,91 510 50,45
BSSP-3 Plastik 1,50% * 300 - 3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 9,00 510 55,56 BSSK-2 Kaleng 1,00% 11,92 480 41,95 BSSK-3 Kaleng 1,50% * 300 - 4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 8,74 530 57,21 BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 10,00 520 50,00 BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 13,40 435 37,31 5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 4,20 580 119,05 BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 6,62 585 75,53 BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 13,81 535 36,21
*: Sampel tidak mengalir hingga melewati diameter 500 mm, sehingga tidak
diperoleh data yang diinginkan
Gambar 4.17. Hasil pengujian waktu aliran (t500) pada variasi jenis dan kadar serat pada uji J-ring flow table
62
Gambar 4.18. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar serat pada uji J-ring flow table
Gambar 4.19. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar serat pada uji J-ring flow table
Tabel 4.15 menyajikan hasil pengujian beton memadat mandiri dengan
menggunakan J-ring flow table. Beton Segar tanpa serat mampu mengalir dengan
diameter rata-rata 595 mm dan campuran beton dengan serat mampu mengalir
dengan diameter 300 mm hingga 585 mm. Pada sampel BSSP-3 dengan dosis
serat 14,25 kg/m3 dan BSSK-3 dengan dosis serat 34,5 kg/m3, tidak diperoleh data
63
t500. Hal tersebut dikarenakan dosis serat yang tinggi menghalangi beton segar
mengalir melewati tulangan pada J-ring flow table.
4.5.3. Hasil Pengujian L-box
Hasil pengujian L-box untuk sampel BSTS dengan tambahan serat 0,5%; 1,0%;
dan 1,5% volume beton dapat dilihat pada Tabel 4.16. Grafik hubungan antara
sampel dengan t200, sampel dengan t400, dan sampel dengan rasio permukaan
(h2/h1) dapat dilihat pada Gambar 4.20 – 4.22.
Tabel 4.16. Nilai waktu aliran dan rasio permukaan BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat pada uji L-box
No Nama sampel Jenis serat Kadar serat t200 t400 h1 h2 h2/h1
(dt) (dt) (mm) (mm)
1 BSTS Tanpa serat 0,00% 3,00 5,40 105 95,0 0,904
2 BSSP-1 Plastik 0,50% 3,20 7,30 430 34,0 0,079
BSSP-2 Plastik 1,00% 4,00 13,70 434 30,0 0,069
BSSP-3 Plastik 1,50% 20,47 * * * *
3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 12,3 * * * *
BSSK-2 Kaleng 1,00% * * * * *
BSSK-3 Kaleng 1,50% * * * * *
4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 3,00 5,70 11 8,5 0,810
BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 3,70 6,22 110 80,0 0,720
BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 3,73 6,57 110 80,0 0,720
5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 3,00 5,40 110 90,0 0,820
BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 3,60 5,60 100 80,0 0,800
BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 3,94 10,52 110 43,0 0,391
*: Sampel tidak mengalir, sehingga tidak diperoleh data yang diinginkan
Tabel 4.16 menyajikan hasil pengujian beton memadat mandiri menggunakan L-
box. Beton segar yang mengandung serat kaleng (BSSK) dengan kadar serat
0,5%; 1,0%; dan 1,5% volume beton, mengalami penurunan workability,
flowability dan passingability yang sangat signifikan. Hal tersebut ditandai dengan
tidak mengalirnya beton segar sehingga tidak diperoleh data t200 dan t400. Hanya
64
saja, pada sampel BSSK-1 masih diperoleh data t200 yang mengalami penurunan
waktu aliran secara signifikan.
Stabilitas permukaan mandiri (self leveling) beton segar diamati pada pengujian
ini. Pada tabel 4.18 terlihat bahwa kandungan serat yang banyak dalam beton
segar, dapat menurunkan stabilitas perataan permukaan atau rasio elvasi ujung
akhir dan elevasi pangkal (h2/h1). Beton segar serat kaleng (BSSK) mencatat rasio
(h2/h1) yang paling rendah dibandingkan dengan beton serat yang lain. Penurunan
rasio (h2/h1) mengikuti kecenderungan penurunan kecepatan aliran beton memadat
mandiri (Self Compacting Concrete).
Gambar 4.20. Hubungan waktu aliran (t200) pada variasi jenis dan kadar serat pada uji L-box
65
Gambar 4.21. Hubungan waktu aliran (t400) pada variasi jenis dan kadar serat pada uji L-box
Gambar 4.22. Hubungan h2/h1 pada variasi jenis dan kadar serat pada uji L-box
66
4.5.4. Hasil Pengujian Box Type
Hasil pengujian Box type untuk sampel BSTS dengan tambahan serat 0,5%; 1,0%;
dan 1,5% volume beton dapat dilihat pada Tabel 4.17 dan grafik hubungan antara
sampel dengan rasio permukaan (h2/h1) dapat dilihat pada Gambar 4.23.
Tabel 4.17. Nilai rasio permukaan BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat pada uji Box type
No Nama sampel Jenis serat Kadar serat h1 h2 h2/h1
(mm) (mm) 1 BSTS Tanpa serat 0,00% 315,0 315,0 1,000 2 BSSP-1 Plastik 0,50% 31,3 312,7 0,986
BSSP-2 Plastik 1,00% 602,0 60,0 0,100 BSSP-3 Plastik 1,50% 642,0 20,0 0,031 3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 562,0 100,0 0,178 BSSK-2 Kaleng 1,00% 612,0 50,0 0,082 BSSK-3 Kaleng 1,50% 652,0 10,0 0,015 4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 315,0 315,0 1,000 BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 315,0 315,0 1,000 BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 318 312 0,980 5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 315 315 1,000 BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 315 315 1,000 BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 575 150 0,261
67
Gambar 4.23. Hubungan h2/h1 pada variasi jenis dan kadar serat pada uji Box type
Stabilitas permukaan mandiri (self leveling) beton segar juga diamati pada
pengujian Box type. Tabel 4.17 menunjukkan bahwa kandungan serat yang
banyak dalam beton segar dapat menurunkan stabilitas perataan permukaan atau
rasio elvasi ujung akhir dan elevasi pangkalnya (h2/h1). Beton segar serat kaleng
(BSSK) mencatat rasio (h2/h1) yang paling rendah dibandingkan dengan beton
serat yang lain.
Sampel beton serat karet kasar (BSSK-K) dan beton segar serat karet halus
(BSSK-H) tidak mengalami penurunan terhadap stabilitas perataan permukaan.
Maka, dapat diambil kesimpulan bahwa beton memadat mandiri yang ditambah
serat karet kasar maupun halus dengan kadar serat 0,5% dan 1,0% volume beton,
tidak berpengaruh terhadap stabilitas perataan permukaan karena nilai h2/h1=1.
Hal ini disebabkan karena jumlah serat karet tidak memberikan pengaruh terlalu
signifikan pada proses pencampuran, workability dan pemadatan beton bila
dibanding dengan penggunaan serat yang lain. Penambahan serat karet kasar
dengan kadar 1,5% volume beton mengalami penurunan stabilitas perataan
permukaan yang tidak signifikan (h2/h1=0,98). Sedangkan Penambahan serat karet
halus dengan kadar 1,5% volume beton mengalami penurunan stabilitas perataan
permukaan yang signifikan (h2/h1=0,261).
4.5.5. Hasil Pengujian V-funnel
Hasil pengujian V-funnel BSTS dengan tambahan serat 0,5%; 1,0%; dan 1,5%
volume beton dapat dilihat pada Tabel 4.18 dan grafik hubungan antara sampel
dengan waktu aliran (t) dapat dilihat pada Gambar 4.24.
68
Tabel 4.18. Nilai waktu aliran BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat pada uji V-funnel
No Nama sampel Jenis serat Kadar serat t (dt) 1 BSTS Tanpa serat 0,00% 8,00 2 BSSP-1 Plastik 0,50% 27,75 BSSP-2 Plastik 1,00% 51,77 BSSP-3 Plastik 1,50% 23,72 3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 30,22 BSSK-2 Kaleng 1,00% 32,00 BSSK-3 Kaleng 1,50% 20,78 4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 29,68
BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 31,02 BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 28,46 5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 38,02 BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 42,32 BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 23,80
Gambar 4.24. Hubungan waktu aliran (t) pada variasi jenis dan kadar serat pada uji V-funnel
69
Tabel 4.18 menyajikan hasil pengujian beton memadat mandiri menggunakan V-
funnel. Penambahan serat kedalam beton dengan kadar 0,5% dan 1,0% volume
beton, akan mengalami perlambatan waktu aliran (t) rata-rata 27,75 detik hingga
51,77 detik. Sedangkan penambahan serat dengan kadar 1,5% volume beton justru
mengalami percepatan waktu aliran dibandingkan dengan kadar serat 1,0%
volume beton. Hal tersebut dikarenakan semakin banyak serat yang ditambahkan
kedalam beton (>1,0% volume beton) akan mengurangi nilai viskositas /
kekentalan beton sehingga ikatan antar agregat mudah lepas atau terjadi segregasi
pada saat penuangan.
4.6. Rekapitulasi Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri
dengan Tambahan Serat
Hasil pengujian beton serat memadat mandiri dengan kelima metode yakni Flow
table test, J-ring flow table test, L-box test, Box type test, dan V-funnel test
dilakukan rekapitulasi dari Tabel 4.14 – 4.18 untuk mempermudah pengamatan
dan menarik kesimpulan. Rekapitulasi hasil pengujian beton serat memadat
mandiri dapat dilihat pada Tabel 4.19.
57
Tabel 4.19. Rekapitulasi hasil pengujian beton serat memadat mandiri
No Nama sampel
Jenis serat
Kadar serat
Flow table test J-ring flow table test L-box test Box type test V-funnel test
t500 Diameter sebaran
Kecepatan aliran t500
Diameter sebaran
Kecepatan aliran t200 t400 h1 h2 h2/h1 h1 h2 h2/h1 t
(dt) (mm) (mm/dt) (dt) (mm) (mm/dt) (dt) (dt) (mm) (mm) (mm) (mm) (dt)
1 BSTS Tanpa serat 0,00% 3,00 740 166,67 4,00 595 125,00 3,00 5,40 105 95,0 0,904 315,0 315,0 1,000 8,00
2 BSSP-1 Plastik 0,50% 3,00 635 166,67 7,16 520 69,83 3,20 7,30 430 34,0 0,079 31,3 312,7 0,986 27,75
BSSP-2 Plastik 1,00% 3,54 620 141,24 9,91 510 50,45 4,00 13,70 434 30,0 0,069 602,0 60,0 0,100 51,77
BSSP-3 Plastik 1,50% 4,34 495 115,21 * 300 - 20,47 * * * * 642,0 20,0 0,031 23,72
3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 3,79 585 131,93 9,00 510 55,56 12,3 * * * * 562,0 100,0 0,178 30,22
BSSK-2 Kaleng 1,00% 4,75 570 105,26 11,92 480 41,95 * * * * * 612,0 50,0 0,082 32,00
BSSK-3 Kaleng 1,50% * 310 - * 300 - * * * * * 652,0 10,0 0,015 20,78
4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 3,00 720 166,67 8,74 530 57,21 3,00 5,70 11 8,5 0,810 315,0 315,0 1,000 29,68
BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 4,38 700 114,16 10,00 520 50,00 3,70 6,22 110 80,0 0,720 315,0 315,0 1,000 31,02
BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 4.83 625 103,52 13,40 435 37,31 3,73 6,57 110 80,0 0,720 318 312 0,980 28,46
5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 3,00 735 166,67 4,20 580 119,05 3,00 5,40 110 90,0 0,820 315 315 1,000 38,02
BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 3,79 735 131,93 6,62 585 75,53 3,60 5,60 100 80,0 0,800 315 315 1,000 42,32
BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 5,39 650 92,76 13,81 535 36,21 3,94 10,52 110 43,0 0,391 575 150 0,261 23,80
*: Sampel tidak mengalir, sehingga tidak diperoleh data yang diinginkan
70
71
Hasil pengamatan Tabel 4.19 menunjukkan bahwa BSSK (Beton segar serat
kaleng) dengan kadar serat 0,5%; 1,0%; dan 1,5% mengalami penurunan
workability, flowability, dan passingability yang paling besar, lebih
khususnya dengan campuran beton dengan kadar serat 1,5% dengan dosis
34,5 kg/m3. Penurunan workability, flowability, dan passingability yang
besar tersebut disebabkan karena jumlah serat kaleng memberikan pengaruh
yang signifikan pada proses pencampuran, workability dan pemadatan beton
bila dibanding dengan penggunaan jenis serat yang lain. Penurunan sifat
BSSK pada pengujian V-funnel hampir sama bila dibandingkan beton
memadat mandiri dengan jenis serat yang lain, maka dapat diambil
kesimpulan bahwa perbedaan antara kemampuan aliran beton segar serat
kaleng dengan beton segar serat plastik dan karet tidak signifikan ketika
proses penuangan dilakukan.
72
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan Dari hasil pengujian, analisa data dan pembahasan maka dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
a. Perbandingan antara agregat kasar dan halus sangat berpengaruh dalam
menentukan mix design beton memadat mandiri terbaik. Jika jumlah agregat
kasar melebihi 50% volume total agregat, maka beton akan susah mengalir.
Disamping itu, kadar fly ash juga berpengaruh terhadap aliran beton memadat
mandiri. Semakin banyak kadar fly ash, maka semakin memperlambat aliran
beton memadat mandiri.
b. Penurunan kinerja pengerjaan (workability), pengaliran (flowability), dan
stabilitas perataan permukaan beton serat memadat mandiri tergantung dari
jumlah serat. Jumlah serat yang banyak cenderung mempunyai permukaan
yang lebih luas dan berimplikasi pada pengurangan lubrikasi agregat dan serat
yang menghambat pergerakan pergerakan beton segar pada saat pengerjaan.
c. Urutan penurunan kinerja beton segar dari kecil ke besar adalah beton segar
dengan tambahan serat ban bekas, plastik, dan kaleng. Penurunan terbesar
pada kinerja pengerjaan (workability) dan pengaliran (flowability) terjadi
beton dengan tambahan serat kaleng. Hal ini disebabkan karena jumlah serat
kaleng memberikan pengaruh yang signifikan pada proses pencampuran,
workability, dan pemadatan beton bila dibanding dengan penggunaan jenis
serat yang lain. Campuran ini mengandung serat kaleng dengan kadar 1,5 %
volume dengan dosis 34,5 kg/m3.
72
73
5.2. Saran
Untuk menindaklanjuti penelitian ini kiranya perlu dilakukan beberapa koreksi
yang diperlukan agar penelitian-penelitian selanjutnya dapat lebih baik. Adapun
saran-saran untuk penelitian selanjutnya antara lain:
a. Perlu memastikan bahwa alat-alat yang akan digunakan dalam kondisi baik.
b. Perlu kehati-hatian dalam penggunaan Superplasticizer (Viscocrete 10)
karena sangat sensitif terhadap perubahan viskositas dan jika kadar yang
digunakan terlalu besar, maka dapat mengurangi deformability (ikatan antar
agregat).
c. Perlu dilakukan penelitian lanjutan tentang persentase jumlah penambahan
serat limbah produk industri pada campuran beton untuk melihat
kecenderungan perubahan Workability, flowability, dan passingability
terhadap perubahan kandungan serat.
57
DAFTAR PUSTAKA
American Society For Testing and Material. 1918. Concrete and Material Aggregares
(Including Manual of Agregates and Concrete Testing). ASTM. Philadelpia.
As’ad, Sholihin (2006), Equivalent flexural strength of steel fibre reinforced concrete and
its modeling from fibre distribution and fibre pullout load, Dissertation, Faculty
of Civil Enineering, University of Innsbruck, Austria.
As’ad, Sholihin (2009), Pengembangan Kanal Fleksibel Berbahan Beton Memadat
Mandiri Berserat Limbah Kaleng dan Limbah Plastik, Usulan Penelitian Hibah
Bersaing, Surakarta.
Handoko Sugiharto, Gioden Hadi Kusuma (2001), Penggunaan Fly Ash dan Viscocrete
pada Self Compacting Concrete, makalah, Dimensi Teknik Sipil Volume 2,
Universitas Kristen Petra, Surabaya.
Hela, R. and Hubertova, M. (2006), Selbverdichtender Beton (SVB), Teil 1 : Geschichte,
Vorteile, Nachteile, und Grundcharakteristiken, Beton Fertigteil (BFT), No.1,
January 2006. pp. 30-36.
Hela, R. and Hubertova, M. (2006), Selbverdichtender Beton (SVB), Teil 2 : Bastandteile,
Methoden, und Grundseatze des Entwurfs, Beton Fertigteil (BFT), No.3, March
2006. pp. 10-19.
Juvas, K. (2004), Consolis – der groeste Hersteller von Betonfertigteilen in Europa,
Selbverdichtender Beton Entwiklugen in der Betonfertigteilen, Beton Fertigteil
(BFT), No.8 Agust 2004. Pp . 10-19.
Kumar, P. (2006), Self Compacting Concrete : Methods of Testing and Design, February
2006, Pp. 86.
58
Ludwing, H-M., Weise, F., Hemrich, W. and Ehrlich, N.(2001) Der neue Beton –
Selbstverdichhtender Beton – Grundlagen und Praxis, Beton Fertigteil (BHF), No.
7, July 2001.
Mulyono, T. 2005. Teknologi Beton. Andi. Yogyakarta.
Okamura, H and ouchi, M. (2003) Self Compacting Concrete, Vol.1, No.1, 5-15, April
2003, Japan Concrete Institute.
Siddique, R. (2001) Self-Compacting Concrete - Procedure for Mix Design, Department of
Civil Engineering, Thapar University, Patiala (Punjab), India
Soroushian, P. And Bayasi, Z. 1987. Concept of Fibre Reinforced Concrete. Michigan State University, Michigan.
Tjokrodimuljo, K. 1996. Teknologi Beton. Arif: Yogyakarta.
top related