analisis sifat mekanis beton mutu normal dengan
TRANSCRIPT
ANALISIS SIFAT MEKANIS BETON MUTU NORMAL
DENGAN PEMAKAIAN FLY ASH LEBIH DARI 50% DAN
SUPERPLASTICIZER
TUGAS AKHIR
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil
disusun oleh:
Erwin Mahaningtyas
NIM : D100120117
kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
LEMBAR PENGESAHAN
ANALISIS SITAT MEKAIVS BETON MUTU NORMAL DENGAI\
PEMAKAI Nl FLY ASTT LEBIH DARI 50% I}AII SUPERPIASTICIZER
Tugas Akhir
Diajukan dan dipertalrankan pada Ujian Pendadaran di hadapan Dewan Penguji
Padatanggal : 6 Agustus 2016
diajukan oleh:
ERWIN MAHAI\IINGTYAS
NIM: D 100 l20ll7
Susunan Dewan Penguji
birqbing Utama Pembimbing PendampingPembiqbing Utama#Mocha#d solikin. s.T.. M.T.. PhD.
NIK. 792
Tugas Altrir ini diterima salah satunya persyaratan
untuk mencapai derajat S-t Tgllss
i Teknik Sipil
n
NIK.728
Teknik
T
I{ALAMAN PER,SETUJUAN
Tusas,A\hi1 yang berjudul *ANALISIS SIrAT MEKAIIS BETON MUTU
NOR]T{AL DENGAIT PEMAKAIAN FI,Y ASH LEBTH DARI 50% DAII
flWEhFIASTICIZERD tetah disetujui oleh pembimbing Tugas Al&ir dan
diterima rmtuk memenuhi sebagai persyaratan memperoleh gelar Sarjana Sl pada
Jurusm Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh
Nama
NIM
Disetujui pada
Hari
Tanggal
Erwin Mahaningtyas
D 100 120 tl7
i
{T
Iili
Perrbimbing Utama
ffiMochamid solikin. s.T.. Nr.T.. PhD.
NIK.792
.l
i,i
t
LEMBAR PERI{YATAAN
Yang bertandatangan di bawah ini :
: Erwin MahaningtYas
: D 100 120 117Nama
NIMFakultas/Progdi : Teknik/Teknik Sipil
Judul Tugas Akhir : Analisis sifat mekanis beton mutu normal dengan
pemakaian Jly ashlebih dari 5A% dMsuperplasticizer'
Dengan ini menyatakan sebenar-benarnya bahwa :
1. Tugas Akhir dengan judul di atas adalah hasil penelitian kolaborasi antara
dosenpembimbing(MochamadSolikin,S.T.,M.T.,PhD.)sebagaipeneliti
utama dengan penulis (Erwin Matraningtyas) sebagai peneliti pendamping,
dandalamnaskahinitidakterdapatkaryailmiahyangpemahdiajukanoleh
orang lain untuk memperoleh gelar akademik disuatu perguruan tinggi' dan
tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh
orang lain sebagian atau keseluruhan, kecuali secara tertulis dikutip dalam
naskatr ini dan diterbitkan dalam sumberkutipan atau daftar pustaka'
2. Apabila ternyata dalam naskah skripsi ini dapat dibuktikan terdapat gnsgr
plagiat, saya bersedia skripsi ini digugurkan dan gelar akademik yang saya
peroleh dibatalkan, serta diproses dengan ketentuan hukum yang berlaku'
3. Skripsi ini dapat dijadikan sumber pustaka yang merupakan hak bebas royalty
non ekslusif-
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya untuk dipergunakan
sebagaimana mestinYa-
Yang menyatakan
Pembimbing Utama
Ervin Mahaninetvas
NIM. Dl00120117
Mahasiswa
dtry,
tv
MK.792
v
MOTTO
“Sesungguhnya dibalik kesulitan selalu ada kemudahan”
(Q.S. Al-Insyiraah/94:5-6)
“Tuhan tidak akan memberi cobaan diluar batas kemampuan kita.”
(Q.S. Al Baqarah/2:286)
“Doa bisa merubah nasib kita, dan kebaikan dapat memperpanjang umur kita”
(H.R. Ath-Thahawi)’
“Jika kamu tidak akan mengejar apa yang kamu inginkan, maka kamu tidak akan
mendapatkannya. Jika kamu tidak bertanya maka jawabannya tidak. Jika kamu
tidak melangkah maju, kamu akan tetap berada ditempat yang sama.”
(Nora Roberts)
“Agama tanpa ilmu adalah buta. Ilmu tanpa agama adalah lumpuh .”
(Albert Einstein)
“Orang-orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik masa lalu. Orang-
orang yang masih terus belajar, akan menjadi pemilik masa depan.”
(Mario Teguh)
“Untuk mendapatkan kesuksesan, keberanianmu harus lebih besar daripada
ketakutanmu. Berpikirlah besar dan bertindaklah sekarang, impian dan usaha
diseimbangkan”
vi
PERSEMBAHAN
Atas segala rahmat dan karunia yang telah Allah SWT berikan
kepada hambanya, sehingga saya dapat melewati proses dalam
menyelesaikan studi Tugas Akhir ini.
Tugas akhir ini Kupersembahkan Untuk :
Kedua orang tua yakni bapak SUPRIYANTO dan Ibu SRI SUPADMI.
Terima kasih atas segala bimbingan, dukungan,doa dan nasihat yang
tak ada hentinya sejak dini sampai selama ini,.
Adikku Mufida Restu Ilahi yang tercinta selalu memberi semangat,
doa serta dukungan.
Laboratorium PT.Pioner Beton Kartasura dan laboratorium Teknik
Sipil yang telah memberiku kesempatan untuk mengembangkan
kemampuan ketekniksipilan.
Bapak suwito beserta laboran PT. Pioner beton Kartasura yang selalu
memberikan bimbingan selama penelitian.
Seluruh keluarga besar Program Studi Teknik Sipil Universitas
Muahmmadiyah Surakarta
Eko yang selalu memberikan semangat,dorongan serta bimbingan
selama ini dan selalu menjadi partner atau team selama kuliah ,serta
mas kiki ,mas dhoni yang saling memberikan semangat satu sama lain.
Rizal, Lana, Eno, Yogik, Laila, mas ipin yang selalu memberikan
semangat dan dorongan yang sangat luar biasa kepadaku selama ini
supaya cepet menyelasaikan tugas akhir ini. terimakasih atas
vii
kebahagiaan selama kuliah di UmS tercinta, sungguh luar biasa kalian
semenjak semester awal sampai sekarang,lusa dan nanti masa depan.
Sahabat-sahabatku (Dessy, Aik, Rondi, Annas, Rizal yoga, permadi,
imam) yang selalu menemani dan memberi semangat setiap
perjalanan kuliah ini, Terima kasih atas kekonyolan dan kebahagian
selama di UMS.
Teman” angkatan 2012 yang selalu membantuku dalam berbagai hal,
terima kasih atas kenangan, bantuan, info serta cerita selama di
UMS.
viii
PRAKATA
Assaalammualaikum Wr. Wb
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas
limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan dapat menyelesaikan
dan menyusun laporan Tugas Akhir berupa eksperimen laboratorium yang berjudul
“Analisis sifat mekanis beton mutu normal dengan pemakaian fly ash lebih dari 50%
dan Superplasticizer”.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan
menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima
kasih kepada smua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan terima
kasih kepada :
1) Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, PhD., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2) Bapak Mochamad Solikin, ST. MT. PhD., Selaku Ketua Jurusan Fakultas
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sekaligus
sebagai Pembimbing utama dan Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang
telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
3) Ibu Yenny Nurchsanah, ST. MT., selaku Sekretaris Jurusan Teknik SIpil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
4) Bapak Muhammad Ujianto S.T., M.T selaku Pembimbing Pendamping
sekaligus sebagai Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan
dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
ix
5) Bapak Ir. Suhendro trinugroho M.T. selaku anggota tim Penguji.
6) Bapak Ir. Agus Riyanto M.T. selaku dosen pembimbing akademik.
7) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.
8) Bapak Ir. A. Karim Fatchan, M.T selaku Kepala Laboratorium Program Studi
Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta
9) Bapak Suwito serta laboran PT. Pioner Beton Kartasura selaku pembimbing
saat praktikum pembuatan benda uji.
10) Bapak Joko Setiawan, ST. Selaku laboran Program Studi Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
11) Bapak Rohani, Spd. Selaku Sekretaris Tata Usaha Program Studi Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
12) Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2012 yang telah membantu penelitian
13) Pihak-pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna,
maka dengan segala kerendahan, keritik dan saran yang membangun sengat penyusun
harapkan guna penyempurnaan laporan di masa yang akan dating, dan semoga
laporan Tugas Akhir Ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb.
Surakarta, Agustus 2016
Penyusun
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. ii
HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................... iii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ........................................... iv
MOTTO ............................................................................................................ v
PERSEMBAHAN ............................................................................................ vi
PRAKATA ..................................................................................................... viii
DAFTAR ISI .................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xvi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ................................................... xvii
ABSTRAKSI ................................................................................................. xviii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ............................................................................... 1
B. Rumusan Masalah .......................................................................... 2
C. Tujuan Penelitian ........................................................................... 2
D. Manfaat Penelitian ......................................................................... 3
E. Batasan Masalah............................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengaruh pemakaian fly ash dengan jumlah tinggi dan jenis fly ash
kelas C ............................................................................................ 5
B. Pengaruh Jenis fly ash .................................................................... 6
C. Pengaruh bahan tambah berupa superplasticizer dan dengan
penggunaan fly ash yang tinggi ..................................................... 7
BAB III LANDASAN TEORI
A. Pengertian Beton ............................................................................ 9
B. Material Penyusun Beton ............................................................. 11
xi
C. High Volume Fly Ash Concrete (HVAC) ..................................... 15
1. Pengertian High Volume Fly Ash Concrete (HVAC) .............. 15
2. Kelebihan dan kekurangan High Volume Fly Ash Concrete
(HVAC) .................................................................................... 16
BAB IV METODOLOGI PENELITIAN
A. Uraian Umum .............................................................................. 17
B. Alat yang digunakan dalam campuran beton ............................... 17
C. Bahan yang digunakan dalam campuran beton ........................... 24
D. Benda Uji ..................................................................................... 26
E. Tahapan Penelitian ....................................................................... 26
F. Karakteristik Mekanik Pada Beton............................................... 30
1. Pengujian Beton Keras ............................................................ 30
a) Kuat Tekan Beton ................................................................. 30
b) Kuat Tarik Belah Beton ........................................................ 31
c) Serapan Air Beton ................................................................. 32
2. Pengujian Beton Segar ............................................................ 33
a) Pengujian Slump ................................................................... 33
b) Bleeding ................................................................................ 34
G. Ringkasan Standar Penelitian ...................................................... 35
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengujian Agregat Halus .................................................... 36
B. Hasil Pengujian Agregat Kasar .................................................... 38
C. Pengujian Fly Ash ........................................................................ 40
D. Proporsi Campuran Beton Normal .............................................. 41
E. Hasil Pengujian Slump ................................................................. 43
F. Hasil Pengujian Karakteristik Mekanik Beton ............................. 44
1. Hasil Pengujian dan Analisis Kuat Tekan Beton ................... 44
2. Hasil Pengujian dan Analisis Kuat Tarik Belah Beton ........... 47
a. Korelasi kuat tekan beton dan kuat tarik belah beton ........... 48
3. Hasil Pengujian Serapan Air Beton......................................... 51
xii
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .................................................................................. 53
B. Saran ........................................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel III. 1. Susunan Besar Butir (Grading) ................................................................. 13
Tabel IV. 1. Benda Uji Penelitian ................................................................................... 26
Tabel IV. 2. Ringkasan Standar Penelitian .................................................................... 35
Tabel V. 1. Hasil Pengujian Agregat Halus .................................................................... 36
Tabel V. 2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ...................................................... 37
Tabel V. 3. Hasil Pengujian Agregat Kasar .................................................................... 39
Tabel V. 4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar ...................................................... 39
Tabel V. 5. Pengujian Fly Ash ........................................................................................ 41
Tabel V. 6. Proporsi campuran adukan beton untuk setiap variasi fly ash per 1 m3 ...... 41
Tabel V. 7. Proporsi campuran adukan beton untuk setiap variasi fly ash per 1
Adukan .......................................................................................................... 42
Tabel V. 8. Hasil Pengujian Slump ................................................................................. 43
Tabel V.9. Analisis Perhitungan Kuat Tekan pada umur 28 hari ................................... 44
Tabel V.10. Analisis Perhitungan Kuat Tekan pada umur 56 hari ................................. 45
Tabel V.11. Hasil Pengujian Kuat tarik belah beton ...................................................... 47
Tabel V.12. Perhitungan Korelasi Kuat tekan dan tarik belah beton ............................. 49
Tabel V.13. Hubungan antara kuat tekan dan kuat tarik belah beton ............................. 50
Tabel V.14. Analisis serapan air beton ........................................................................... 51
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar IV. 1. Timbangan ..................................................................................... 17
Gambar IV. 2. Ayakan ........................................................................................... 18
Gambar IV. 3. Gelas Ukur ..................................................................................... 18
Gambar IV. 4. Mesin Penggetar Ayakan ............................................................... 19
Gambar IV. 5. Oven ............................................................................................... 19
Gambar IV. 6. Kerucut Abram’s ............................................................................ 19
Gambar IV. 7. Cetakan benda uji ........................................................................... 20
Gambar IV. 8. Molen ............................................................................................. 20
Gambar IV. 9. Hidrolis Testing Machine .............................................................. 21
Gambar IV. 10. Desicator ...................................................................................... 21
Gambar IV. 11. Bak tempat perendaman beton ..................................................... 21
Gambar IV. 12. Mesin Los Angeles ...................................................................... 22
Gambar IV. 13. Cetok ............................................................................................ 22
Gambar IV. 14. Ember ........................................................................................... 23
Gambar IV. 15. Alat Angkut .................................................................................. 23
Gambar IV. 16. Semen .......................................................................................... 24
Gambar IV. 17. Pasir .............................................................................................. 24
Gambar IV. 18. Kerikil .......................................................................................... 25
Gambar IV. 19. Superplasticizer ............................................................................ 25
Gambar IV. 20. Fly Ash ......................................................................................... 26
Gambar IV.21. Bagan Alir Tahapan Penelitian ..................................................... 29
Gambar IV.22. Uji Kuat tekan beton ..................................................................... 30
Gambar IV.23. Benda Uji dikaping ....................................................................... 31
Gambar IV.24. Uji kuat tarik belah silinder ........................................................... 32
Gambar IV.25. Uji Serapan Air ............................................................................. 33
Gambar IV.26. Pengujian Slump ............................................................................ 33
Gambar IV.27. Bleeding ........................................................................................ 34
xv
Gambar V. 1. Grafik hubungan antara ukuran ayakan dan persentase lolos
komulatif ........................................................................................... 38
Gambar V. 2. Grafik hubungan antara ukuran ayakan dan persentase lolos
komulatif ........................................................................................... 40
Gambar V. 3. Diagram nilai Slump ........................................................................ 43
Gambar V.4. Grafik hubungan kuat tekan beton (MPa) dan variasi kadar fly
ash ..................................................................................................... 45
Gambar V.5. Diagram hasil rata-rata kuat tarik belah beton ................................. 47
Gambar V.6. Hubungan antara kuat tekan dan tarik belah beton ......................... 48
Gambar V.7. Korelasi kuat tarik belah dan kuat tekan dengan penelitian
sejenis ............................................................................................... 50
Gambar V.8. Diagram hasil rata-rata serapan air beton ......................................... 52
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Rancangan Campuran Beton
Lampiran 2 Hasil Pengujian Agregat Kasar
Lampiran 3 Hasil Pengujian Agregat Halus
Lampiran 4 Hasil Pengujian Fly Ash
Lampiran 5 Hasil Pengujian Karakteristik Mekanis beton
Lampiran 6 SNI Tata Cara Pembuatan campuran rencana beton normal
Lampiran 7 SNI Metode Pengujian Test Slump
Lampiran 8 SNI Metode Pengujian Kuat Tekan
Lampiran 9 SNI Metode Pengujian Kuat Tarik Belah
Lampiran 10 ASTM Serapan Air
Lampiran 11 SNI Tata Cara Kaping
Lampiran 12 Lembar KonsultasI
xvii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
ACI : American Concrete Institute
ASTM : American Society for Testing and Material
fas : faktor air semen
f’c : Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
fct : Kuat Tarik Belah (MPa)
HVFA : High Volume Fly Ash
kN : Kilo Newton
K1 : Benda Uji Silinder Tanpa Fly Ash
K2 : Benda Uji Silinder dengan Kadar Fly Ash 50%
K3 : Benda Uji Silinder dengan Kadar Fly Ash 60%
K4 : Benda Uji Silinder dengan Kadar Fly Ash 70%
MPa : Megapascal
PCC : Portland Composit Cement
PLTU : Pembangkit Listrik Tenaga Uap
PPC : Portland Pozzoland Cement
SNI : Standar Nasional Indonesia
Sp : Superplasticizer
xviii
ABSTRAKSI
Setiap aspek pembangunan tidak akan terlepas daripada suatu beton. Beton
merupakan bahan gabungan yang terdiri dari agregat kasar dan halus yang dicampur
dengan air dan semen sebagai pengikat dan pengisi agregat kasar dan halus, kadang-
kadang ditambahkan additive atau admixture bila diperlukan. Pada penelitian ini untuk
mengganti sebagian dari semen dengan memanfaatkan limbah dari batu bara dari PLTU.
Salah satu limbah yang digunakan yaitu abu terbang batu bara (fly ash). Dengan
memanfaatkan fly ash sebagai bahan pengganti dari sebagian semen dinilai dapat
berpengaruh terhadap lingkungan dan dari segi biaya juga lebih ekonomis. Penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui perbandingan beton normal dan beton yang menggunakan fly
ash 50%, 60% dan 70% dari berat binder. Benda uji yang digunakan pada penelitian ini
yaitu silinder, pada pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah digunakan benda uji dengan
diameter 15 cm, tinggi 30 cm sedangkan pada pengujian serapan air benda uji yang
digunakan dengan diameter 10 cm, tinggi 5 cm. Pengujian kuat tekan dilakukan pada
umur 28 hari dan 56 hari sedangkan pengujian kuat tarik belah dan serapan air pada umur
56 hari. Metode yang digunakan pada campuran beton sesuai dengan ACI. Variasi fly ash
yang digunakan pada penelitian ini 50%, 60% dan 70%. Fly ash yang digunakan yaitu fly
ash kelas F. Setelah dilakukan pengujian mendapatkan hasil rata-rata kuat tekan pada
umur 28 hari menghasilkan nilai optimum sebesar 22,505 MPa pada menggunakan kadar
fly ash 50% dibandingkan dengan hasil kuat tekan beton normal , beton dengan variasi fly
ash 60% dan 70%. sedangkan pada umur 56 hari kuat tekan yang optimum yaitu pada
beton normal sebesar 30,573 MPa, semakin banyak kadar fly ash semakin menurun juga
nilai kuat tekannya, kuat tekan pada umur 56 hari dapat mencapai kuat tekan rencana
yaitu 25 MPa. Rata-rata kuat tarik belah yang didapatkan menghasilkan nilai yang
sebanding antara beton normal dan beton yang menggunakan variasi fly ash 50%, 60%
dan 70%. semakin banyak fly ash semakin menurun nilai kuat tarik belah. Tetapi,
penurunannya tidak signifikan. Rata-rata serapan air yang didapatkan pada beton normal
yaitu 4,128 %, dengan kadar fly ash 50% sebesar 3,575 %, kadar fly ash 60% sebesar
3,239 dan pada kadar fly ash 70 % sebesar 3,021 sehingga beton normal dapat lebih
mudah menyerap air jika dibandingkan dengan penggunaan high volume fly ash.
Kata kunci : sifat mekanis beton, beton mutu normal, fly ash