ANALISIS KUAT TEKAN DAN TARIK BETON MUTU TINGGI

DENGAN BAHAN TAMBAH FLY ASH PAITON, TANJUNG JATI DAN

SERBUK ARANG BRIKET BATUBARA SERTA DUST SEBAGAI

PENGGANTI AGREGAT HALUS

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil

diajukan oleh :

Adhy Setyawan

NIM : D100 090 024

kepada

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2014

ii

iii

iv

MOTTO

“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu

telah selesai (dari ratusan urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh

(urusan) yang lain dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu

berharap”.

(Q.S. Al-Insyirah : 6-8)

“Keberhasilan adalah kemampuan untuk melewati dan mengatasi dari satu

kegagalan ke kegagalan berikutnya tanpa kehilangan semangat”.

(Winston Chuciil)

“Orang-orang yang sukses telah belajar membuat diri mereka melakukan hal

yang harus dikerjakan ketika hal itu memang harus dikerjakan, entah mereka

menyukainya atau tidak”.

(Aldus Huxley)

“Sesuatu yang belum dikerjakan, seringkali tampak mustahil; kita baru yakin

kalau kita telah berhasil melakukannya dengan baik”.

(Evelyn Underhill)

“Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari

betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah”.

(Thomas Alva Edison)

“Pendidikan mempunyai akar yang pahit tetapi buahnya manis”.

(Aristoteles)

“Orang yang menginginkan impiannya menjadi kenyataan, harus menjaga diri

agar tidak tertidur”.

(Richard Wheeler)

v

PERSEMBAHAN

“TUGAS AKHIR INI KUPERSEMBAHKAN KEPADA” :

Allah SWT yang Maha pemberi dan Maha Pelindungan bagi setiap Hamba-

Nya. Terimakasih ya Allah atas Rahmat dan Hidayah-Nya Penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Bapak Ibuku tercinta. Bapak Djoko Widodo dan Ibu Sulistyaningsih. Tiada

kata yang tepat selain kata TERIMA KASIH walaupun itu belum dapat

mengungkapkan semua rasa bahagia ini. Terimakasih atas do’a dan

semangatnya.

Kakak ku tersayang Yuliana Pratiwi, terimakasih atas do’a dan

semangatnya.

Teman-temanku tercinta, Dhedi Hendrawan (SMA), Ito (mbahe), Reza

(Bring), Angga, Ridwan (Boy), Agus (Khentus), Tama, Mas Dika dan

semua teman-teman teknik sipil angkatan 2009 yang tidak bisa disebutkan

satu persatu. Terimakasih atas pengalaman dan memoriable nya. Semoga

kelak kita jadi orang yang bisa saling membantu satu sama lain.

Teman-teman KHB, Triyanto Setyo P, Hakim Imam, Almas Herwangga,

Fathoni Mur C, Slamet Dwi Nur, Mulyo Riyadi terimaksih atas bantuan,

semangat dan pertemanan kita.

Para sahabat yang telah mengenal dan mengenangku. Terimakasih.

vi

PRAKATA

Assaalamu’alaikum Wr Wb.

Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas

limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir

dengan judul "ANALISIS KUAT TEKAN DAN TARIK BETON MUTU

TINGGI DENGAN ADDITIVE FLY ASH PLTU PAITON, TANJUNG JATI

DAN SERBUK BRIKET BATUBARA DENGAN DUST SEBAGAI

PENGGANTI AGREGAT HALUS” dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun

guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan Program Studi Strata 1 (S-1)

pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah

Surakarta.

Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak

yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan

banyak terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono M.T. PhD., selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Mochamad Sholikin , S.T.,M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil

Universitas Muhammadiyah Surakarta dan selaku Pembimbing Akademik

yang telah memberikan nasehat dan bimbingannya.

3. Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Pembimbing Utama, yang

telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.

4. Bapak Ir. H. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku Pembimbing Pendamping, yang

telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.

5. Bapak Basuki, S.T.,M.T., selaku Dosen Penguji yang telah memberikan

masukan dan pengarahannya.

6. Ibu Senja rum Hernaeni, S.T., M.T. selaku dosen Pembimbing Akademik

yang telah memberikan saran dan arahannya.

vii

7. Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu

yang telah diberikan.

8. Ayahanda, Ibunda, dan keluarga besarku tercinta yang selalu memberikan

dorongan baik material maupun spiritual. Terima kasih atas do’a dan kasih

sayang yang telah diberikan selama ini, semoga Allah S.W.T. membalas

kebaikan kalian dan selalu menjaga dalam setiap langkah dan desah nafas.

9. Temen-temen angkatan ’09 yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima

kasih atas dukungannya.

10. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas

Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih

jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat

diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Wassalamu’alaikum Wr Wb.

Surakarta, Juni 2014

Penyusun

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR........................................... iii

MOTTO. ......................................................................................................... iv

PERSEMBAHAN. .......................................................................................... v

PRAKATA ...................................................................................................... vi

DAFTAR ISI ................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xiv

DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xv

ABSTRAKSI .................................................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ................................................................ 1

B. Rumusan Masalah ......................................................................... 2

C. Keaslian Penelitian ........................................................................ 2

D. Tujuan dan Manfaat Penelitian ..................................................... 3

1. Tujuan penelitian .................................................................... 3

2. Manfaat penelitian .................................................................. 3

E. Batasan Masalah ............................................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Umum ............................................................................................ 5

B. Pengertian Beton ........................................................................... 5

C. Sifat-sifat Beton............................................................................. 5

D. Faktor Yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton ........................... 6

1. Faktor Air Semen ................................................................... 6

2. Umur Beton ............................................................................ 6

3. Jenis Semen ............................................................................ 7

4. Jumlah Semen ........................................................................ 7

5. Sifat Agregat .......................................................................... 7

ix

BAB III LANDASAN TEORI

A. Umum ............................................................................................ 8

B. Bahan Penyusun Beton Mutu Tinggi ............................................ 9

1. Semen portland ........................................................................ 9

2. Agregat ..................................................................................... 10

3. Air ............................................................................................ 11

4. Abu terbang (fly ash) ................................................................ 12

5. Serbuk briket batu bara ............................................................. 13

6. Dust (abu batu) ......................................................................... 14

C. Rencana Campuran Adukan Beton ............................................... 14

D. Kuat Tekan Beton .......................................................................... 17

E. Kuat Tarik Belah Beton................................................................. 18

BAB IV METODE PENELITIAN

A. Umum ............................................................................................ 19

B. Bahan dan Peralatan Penelitian ..................................................... 19

1. Bahan Penelitian ....................................................................... 19

2. Peralatan Penelitian .................................................................. 21

C. Tahapan Penelitian ........................................................................ 28

D. Pelaksanaan Penelitian .................................................................. 30

1. Pemeriksaaan bahan ................................................................. 30

E. Perancangan Campuran Beton ...................................................... 36

F. Pembuatan Benda Uji .................................................................... 41

G. Pengujian Kuat Tekan dan Tarik Beton Silinder .......................... 43

1. Kuat tekan beton ....................................................................... 43

2. Kuat tarik beton ........................................................................ 45

x

BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengujian Bahan .................................................................. 47

1. Pemeriksaan agregat halus (pasir) .......................................... 47

2. Pemeriksaan agregat kasar (kerikil) ....................................... 50

B. Hasil Pengujian Slump .................................................................. 53

C. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton ................................................ 54

D. Hasil Pengujian Kuat Tekan dan Tarik Beton ............................... 55

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ................................................................................... 64

B. Saran .............................................................................................. 64

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar III.1. Skema Pegujian Kuat Tekan Beton ........................................... 17

Gambar III.1. Skema Pegujian Kuat Tarik Belah Beton .................................. 18

Gambar IV.1. Semen Portland merk Gresik .................................................... 19

Gambar IV.2. Agregat Halus (Pasir) berupa dust ............................................ 20

Gambar IV.3. Agregat Kasar (Kerikil) ............................................................ 20

Gambar IV.4. Fly ash dan Serbuk Briket ......................................................... 21

Gambar IV.5. Ayakan Standart. ...................................................................... 22

Gambar IV.6. Penggetar Ayakan. .................................................................... 22

Gambar IV.7. Timbangan. ............................................................................... 23

Gambar IV.8. Kerucut Conus........................................................................... 23

Gambar IV.9. Gelas Ukur. ............................................................................... 24

Gambar IV.10. Oven. ....................................................................................... 24

Gambar IV.11. Mesin Uji Los Angeles. ........................................................... 25

Gambar IV.12. Cetakan Beton Silinder. .......................................................... 25

Gambar IV.13. Kerucut Abram’s. .................................................................... 26

Gambar IV.14. Bak Perendaman Benda Uji. ................................................... 26

Gambar IV.15. Mesin Uji Tekan Beton. .......................................................... 27

Gambar IV.16. Peralatan Penunjang lain. ........................................................ 27

Gambar IV.17. Bagan Alir Tahapan Penelitian. .............................................. 29

Gambar IV.18. Pengujian Kuat Tekan Beton. ................................................. 44

Gambar IV.19. Pengujian Kuat Tarik Beton. ................................................... 46

Gambar V.1. Hubungan Ukuran Ayakan dengan Persentase Komulatif

Lolos Saringan Agregat Halus 50

Gambar V.2. Hubungan Ukuran Ayakan dengan Persentase Komulatif

Lolos Saringan Agregat Kasar ............................................. 52

Gambar V.3a. Hubungan Kuat Tekan Beton dengan % fly ash Paiton

dengan Fas 0,45 pada Umur 28 Hari ...................................... 59

Gambar V.3b. Hubungan Kuat Tekan Beton dengan % fly ash Tanjung Jati

dengan Fas 0,45 pada Umur 28 Hari ...................................... 59

xii

Gambar V.3c. Hubungan Kuat Tekan Beton dengan % serbuk briket

dengan Fas 0,45 pada Umur 28 Hari ...................................... 60

Gambar V.3d. Hubungan Kuat Tekan Beton dengan % variasi bahan

tambah yang digunakan dengan Fas 0,45 pada Umur 28

Hari ......................................................................................... 60

Gambar V.4a. Hubungan Kuat Tarik Beton dengan % fly ash Paiton

dengan Fas 0,45 pada Umur 28 Hari ...................................... 61

Gambar V.4b. Hubungan Kuat Tarik Beton dengan % fly ash Jepara

dengan Fas 0,45 pada Umur 28 Hari ...................................... 61

Gambar V.4c. Hubungan Kuat Tarik Beton dengan % serbuk briket

dengan Fas 0,45 pada Umur 28 Hari ...................................... 62

Gambar V.4d. Hubungan Kuat Tarik Beton dengan % variasi bahan

tambah yang digunakan dengan Fas 0,45 pada Umur 28

Hari ......................................................................................... 62

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel III.1. Komposisi Unsur Semen Biasa ..................................................... 9

Tabel III.2. Persyaratan Kimia Abu Terbang ................................................... 13

Tabel III.3. Persyaratan Fisika Abu Terbang ................................................... 13

Tabel III.4. Nilai Deviasi Standar .................................................................... 14

Tabel III.5. Hubungan Faktor Air Semen dan Kuat Tekan Rata-rata Silinder

Beton Pada Umur 28 Hari ............................................................. 15

Tabel III.6. Faktor Air Semen Maksimum ....................................................... 15

Tabel III.7. Nilai Slump .................................................................................... 15

Tabel III.8. Ukuran Maksimum Agregat.......................................................... 16

Tabel III.9.Perkiraan Kebutuhan Air Berdasarkan Nilai Slump dan Ukuran

16Maksimum Agregat .................................................................. 16

Tabel III.10.Perkiraan Kebutuhan Agregat Kasar per m3 Beton, Berdasarkan

Ukuran Maksimum Agregat dan Modulus Halus Pasir (m3) ........ 16

Tabel IV.1. Jumlah Proporsi Campuran Adukan Beton pada Fas 0,45 ........... 39

Tabel IV.2. Jumlah Total Proporsi Campuran Adukan Beton Mutu Tinggi

Untuk Kuat Tekan dan Kuat Tarik dengan fly ash dan serbuk

briket pada Variasi 10%, 12,5% dan 15% pada fas 0,45 .............. 40

Tabel V.1. Pemeriksaan Kandungan Lumpur Pada Pasir ................................ 47

Tabel V.2. Pemeriksaan Kandungan Bahan Organik ...................................... 48

Tabel V.3. Pemeriksaan Saturated Surface Dry (SSD) pada Pasir .................. 48

Tabel V.4. Pemeriksaan Berat Jenis Pasir ........................................................ 49

Tabel V.5. Pemeriksaan Gradasi Pasir ............................................................. 49

Tabel V.6. Pemeriksaan Keausan Agregat ....................................................... 50

Tabel V.7. Pemeriksaan Berat Satuan Kerikil ................................................. 51

Tabel V.8. Pemeriksaan Berat Jenis Kerikil .................................................... 51

Tabel V.9. Pemeriksaan Gradasi Kerikil.......................................................... 52

Tabel V.10. Hasil Pengujian Slump ................................................................. 53

Tabel V.11. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Fas 0,45................................. 54

Tabel V.12a. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Fas 0,45 Umur 28 Hari ...... 56

Tabel V.12b. Hasil Pengujian Kuat Tarik Beton Fas 0,45 Umur 28 Hari ....... 57

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I : Pemeriksaan Agregat Halus .................................................. .L-1-5

Lampiran II : Pemeriksaan Agregat Kasar .................................................. .L-6-9

Lampiran III : Pengujian Slump ................................................................... L-10

Lampiran IV : Pemeriksaan Berat Jenis Beton ............................................ .L-11-12

Lampiran V : Pemeriksaan Kuat Tekan dan Tarik Beton ........................... .L-13-14

Lampiran VI : Kartu Konsutasi Tugas Akhir ............................................... .L-15-19

xv

DAFTAR NOTASI

A = Luas permukaan benda uji yang ditekan (cm2)

P = Beban tekan maksimum (kg)

D = Diameter benda uji (cm)

L = Panjang benda uji (cm)

f’c = Kuat tekan beton (kg/cm2)

f’t = Kuat tarik belah beton (kg/cm2)

E’c = Modulus elastisitas

h = tinggi benda uji (cm)

m = nilai margin

Sd = Standar deviasi

xvi

ABSTRAKSI

ANALISIS KUAT TEKAN DAN TARIK BETON MUTU TINGGI

DENGAN ADDITIVE FLY ASH PAITON, TANJUNG JATI DAN SERBUK

ARANG BRIKET BATUBARA SERTA DUST SEBAGAI PENGGANTI

AGREGAT HALUS

Pembangunan merupakan upaya yang dilakukan secara terus-menerus

yang diarahkan pada peningkatan taraf hidup masyarakat dan kesejahteraan secara

umum. Pemakaian beton mutu tinggi dan berkinerja tinggi merupakan material

bangunan yang sudah banyak digunakan dalam pelaksanaan struktur bangunan

bertingkat tinggi. Kualitas yang baik pada campuran beton dengan bahan tambah

(admixture), bertujuan untuk mengubah satu atau lebih sifat-sifat bahan penyusun

beton yang baik dalam keadaan segar maupun setelah keras, seperti bahan tambah

serbuk arang briket ataupun abu terbang (fly ash). Penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui kuat tekan dan tarik beton mutu tinggi yang optimal dan pengaruh

setelah adanya penambahan fly ash dan serbuk briket batubara dengan variasi

penambahan 10%, 12,5% dan 15% dan penggantian dust sebagai bahan pengganti

pasir pada nilai fas 0,45 saat umur beton 28 hari. Tinjauan analisis pada penelitian

ini adalah kuat tekan dan tarik silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30

cm. Metode perancangan campuran beton menggunakan metode American

Concrete Institute (ACI). Setelah dilakukan pengujian dan penelitian, didapatkan

hasil kuat tekan optimal adalah pada variasi penambahan fly ash Paiton 12,5%

pada umur beton 28 hari, yaitu sebesar 43,03 MPa atau mengalami kenaikan

sebesar 43,38% dari beton normal. Sedangkan pada kuat tarik adalah pada variasi

penambahan fly ash paiton 12,5% pada umur beton 28 hari, yaitu sebesar 2,88

MPa atau mengalami kenaikan sebesar 29,73% dari beton normal. Secara garis

besar penggunaan fly ash dan serbuk briket batubara dari hasil penelitian dapat

meningkatkan kuat tekan dan tarik beton.

Kata Kunci : beton, dust, fly ash, kuat tarik, kuat tekan, serbuk arang briket

batubara.