Download - Makalah 2013 Uns(1)
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Beton merupakan bahan bangunan yang paling utama, hampir semua
bangunan selalu menggunakan beton. Seiring dengan perkembangan zaman,
desain-desain dari suatu bangunan juga semakin berkembang dan
membutuhkan konstruksi yang semakin kuat pula. Beton merupakan bahan
yang kuat terhadap gaya tekan tetapi lemah terhadap gaya tarik, oleh karena
itu digunakan baja tulangan sebagai pemikul gaya tarik yang dialami oleh
suatu struktur bangunan. Semakin besar gaya tarik yang harus dipikul oleh
suatu struktur, maka semakin banyak pula tulangan yang harus digunakan,
sehingga semakin banyak halangan bagi beton segar untuk mengisi ruang-
ruang kosong. Beton konvensional tidak dapat mengalir sendiri melewati
halangan-halangan tersebut, sehingga dibutuhkan tenaga pemadatan yang
besar, sedangkan untuk daerah-daerah tertentu dimana tidak dapat dilakukan
pemadatan (dikarenakan tempat yang sempit) akan terbentuk rongga yang
dapat mengurangi kekuatan beton.
Selain dapat mengalir dengan sendirinya, metode SCC ini juga
memiliki beberapa kelibihan lain, diantaranya adalah berdaya tahan yang
baik dan memiliki kekuatan yang tinggi. Tetapi semua hal tersebut hanya
dapat dicapai apabila pada campuran beton mengalami deformability yang
tinggi dan tidak mengalami segregasi.
Banyak faktor yang dapat mempengaruhi hasil campuran SCC, yaitu
pada deformability dan viskosity-nya. Faktor-faktor tersebut adalah kadar
superplasticizer, bentuk, ukuran bahan campuran pasta, serta agregat yang
digunakan. Dengan penggunaan bahan yang cukup dalam metode SCC ini,
diharapkan dapat memudahkan proses pengerjaan beton dan pada akhirnya
juga dapat menghemat biaya pengerjaan.
Civil Brings Revolution Page 1
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
1.2. Tujuan
Menghasilkan suatu campuran beton segar yang memiliki workability
yang tinggi tanpa terjadi segregasi ataupun bleeding.
Menghasilkan suatu campuran beton segar yang memiliki flowability
yang tinggi, sehingga dapat mengalir dan memadat dengan sendirinya.
Menghasilkan suatu campuran beton segar yang memiliki kemampuan
passing ability yang tinggi, sehingga campuran beton tersebut dapat
melewati tulangan yang cukup rapat.
Menghasilkan beton dengan rongga udara yang seminimal mungkin,
sehingga memiliki durability yang tinggi.
1.3. Dasar Teori Pembuatan Beton Metode SCC
Sejak tahun 1983 di Jepang telah diketahui permasalahan tentang
durabilitas beton. Untuk mendapatkan beton yang tahan lama, diperlukan control
kualitas yang baik dengan pengecoran yang dikerjakan oleh tenaga ahli. Problema
beton adalah diperlukan pemadatan yang cukup intensif untuk menghasilkan
beton yang padat. Rongga-rongga udara sering terjebak di dalam beton sehingga
kekuatan maupun daya tahannya akan sangat rendah. Semakin berkurangnya
tenaga ahli menyebabkan perlunya campuran beton yang dapat memadat sendirian
hanya memerlukan sedikit tenaga ahli untuk mengerjakan dan didapatkan beton
dengan kualitas tinggi. Kemudian pada tahun 1988, beton kinerja tinggi dengan
spesifikasi: (1) sifat beton segar: dapat memadat sendiri (2) umur awal: tidak ada
cacat awal dan (3) setelah mengeras: dapat melawan kerusakan yang ditimbulkan
oleh faktor eksternal, beton ini dinamakan self compacting concrete (SCC).
Metode untuk mendapatkan beton SCC bukan hanya pada deformabilitas yang
tinggi sehingga mudah untuk didapatkan tetapi juga pada kemungkinan segregasi
yang rendah. Pada beton biasa deformabilitas yang tinggi akan diikuti dengan
kemungkinan terjadinya segregasi pada saat beton dituangkan melalui tulangan
pada beton.
Untuk mendapatkan campuran beton dengan tingkat workability yang
tinggi dan kekuatan awal yang besar perlu diperhatikan hal–hal sebagai berikut:
Agregat kasar dibatasi jumlahnya sampai kurang lebih 50% dari volume
padatnya.
Civil Brings Revolution Page 2
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
Pembatasan jumlah agregat halus kurang lebih 40% dari volume mortar.
Water–binder ratio dijaga pada level kurang lebih 0,3.
Penggunaan superplasticizer pada campuran beton untuk mendapatkan tingkat
workability yang tinggi sekaligus menekan nilai water–binder ratio.
Ditambahkan bahan pengisi (filler) berupa silica fume untuk meningkatkan
durabilitas dan kekuatan tekan dari beton.
Dengan campuran yang mudah berdeformasi tetapi tetap dapat
mempertahankan kekentalannya (viskositasnya) maka beton SCC akan memadat
sendiri dan tidak mengalami segregasi.
Saat ini beton SCC ini tidak hanya dipergunakan di Jepang. Sekarang ini
penelitian tentang beton SCC ini masih terus dilakukan tentang metode
pencampurannya yang efektif. Penilitian ini akan terus dilakukan sampai beton
SCC ini akan menjadi beton standar untuk masa depan.
Aplikasi dari beton SCC sudah banyak dilakukan di Jepang. Di Jepang,
mereka membuat beton SCC ini untuk jembatan, bangunan dan tunnel sejak 1990.
di lima tahun terakhir ini, jembatan jembatan dengan menggunakan beton SCC ini
sudah dibangun di Eropa (readymixbeton, 2005). Di Amerika jembatan bebas
hambatan sangat terbatas, sehingga di waktu sekarang beton SCC sangat
berpotensi pada pembangunan jembatan bebas hambatan. Dari semua
pembangunan di atas aplikasi dari beton SCC masih memerlukan banyak
penelitian.
Pembuatan jalan bebas hambatan dengan tidak menggunakan getaran
sudah tidak baru lagi. Contoh: pembuatan di bawah air tanpa getaran, masa beton
tanpa getaran, terowongan beton tanpa getaran. Beton modern sekarang ini
berfokus pada high performance, kualitas yang dapat dipercaya, padat dan
keseragaman tekstur permukaan, meningkatkan durability, kekuatan yang tinggi
dan konstruksi cepat.
Kelemahan pada beton konvensional adalah pada masalah getaran. Untuk
pemadatan beton konvensional diperlukan alat penggetar yang cukup berisik dan
membutuhkan tenaga trampil. Beton SCC tidak memerlukan getaran untuk
pemadatan. Percobaan dari universitas dari Tokyo, Jepang, dimulai di 1980an
untuk mengembangkan beton SCC. Sejak awal 1990an, Jepang sudah
Civil Brings Revolution Page 3
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
mengembangkan dan menggunakan beton SCC. aplikasi dari beton SCC di bidang
konstruksi sudah dilaporkan di Jepang (Gambar 1.1). Sejak tahun 2000, jumlah
dari beton SCC yang digunakan untuk beton prefabricated dan ready mix.
Gambar 1.1 Tren penggunaan beton SCC di Japan
Beton SCC menawarkan banyak keuntungan untuk beton precast, prestress
di bidang industri dan penggunaan di bidang konstruksi, keuntungan-
keuntungannya antara lain sbb:
- Bisa mengurangi kebisingan di tempat proyek,
- Mengurangi masalah di bidang getaran,
- Mengurangi pekerjaan di lapangan,
- Konstruksi lebih cepat,
- Meningkatkan kualitas dan daya tahan,
- Kekuatan yang dihasilkan lebih tinggi.
Self Compacting Concrete (SCC) atau yang juga dikenal sebagai Self
Consolidating Concrete adalah beton yang memiliki tingkat keenceran yang
tinggi. Pengujian tingkat keenceran (flowability) pada beton SCC memiliki
beberapa persamaan dengan slump test, antara lain adalah dengan menggunakan
slump cone. Menurut ASTM C 143, tingkat penyebaran (slump flow) pada beton
SCC memiliki range antara 18 sampai 32 inci (455 sampai 810 mm).
Agar dapat memenuhi persyaratan beton SCC, perlu dilakukan pengujian
pada beton untuk mengalir tanpa terjadi segregasi. Berbagai macam pengujian
Civil Brings Revolution Page 4
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
beton segar SCC telah diusulkan, diantaranya adalah U-test, Box-test, Slup flow
dan V-funnel test.
Pada U-test, beton segar dimasukkan kedalam satu sisi dan kemudian
pintu tengah dibuka untuk melihat bagaimana beton dapat mengalir melalui
halangan yang dibentuk dari tulangan baja dengan lebar yang berbeda. Kemudian
tinggi dari beton yang sudah mengalir diukur. Jika beton terlalu kaku, beton tidak
akan dapat mengalir. Sebaliknya jika beton terlalu encer akan terjadi segregasi
yang menyebabkan penyumbatan pada halangan sehingga tidak semua beton bisa
mengalir. Jadi dibutuhkan kelecakan yang tepat agar beton dapat mengalir
sempurna.
Selain itu Box-test, dimana secara prinsip sama dengan U-test hanya pada
bagian bawah tidak berbentuk setengah lingkaran melainkan berbentuk kotak.
Untuk proses U-test dan Box-test dapat diperhatikan pada Gambar 1.2.
Gambar 1.2 (a) U-test dan (b) Box-tesr
Pengujian lainnya yang tidak langsung menguji sifat pemadatan beton
SCC adalah pengujian slump flow (Gambar 1.3) dan V-funnel test (Gambar 1.4).
Pangujian ini bertijuan untuk menguji sifat deformabilitas dan viskositas dari
beton SCC. Kedua sifat ini akan menentukan kualitas dari beton SCC yang
dihasilkan (Masahiro Ouchi et.al, 2006).
Civil Brings Revolution Page 5
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
Gambar 1.3 Slump Flow
Gambar 1.4 Funnel
Gambar 1.5 Bagian campuran dari beton yang khas,
ilustrasi distribusi dari agregat kasar dan agregat halus.
BAB II
PEMILIHAN MATERIAL
Civil Brings Revolution Page 6
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
2.1. Semen
Semen adalah bahan yang mempunyai sifat adhesif dan kohesif digunakan
sebagai bahan pengikat (Bonding material) yang dipakai bersama batu kerikil,
pasir, dan air. Semen Portland akan mengikat butir-butir agregat (halus dan kasar)
setelah diberi air dan selanjutnya akan mengeras menjadi suatu massa yang padat.
Portland Cement merupakan bahan utama atau komponen beton terpenting
yang berfungsi sebagai bahan pengikat an-organik dengan bantuan air dan
mengeras secara hidrolik. Portland Cement harus memenuhi persyaratan yang
diperlukan dalam PBI (1971). Portland Cement inilah yang dapat menyatukan
antara agregat halus dan agregat kasar sehingga mengeras menjadi beton.
Semen yang kami gunakan untuk pembuatan beton SCC (Self Compacting
Concrete) ini adalah semen PPC yang di produksi oleh semen Gresik.
Pencampuran sejumlah semen memiliki manfaat sebagai bahan pengikat antara
agregat kasar, agregat halus, serta bahan tambahan lainnya (fly ash dan silica
fume).
2.2. Silica Fume
The American Concrete Institute (ACI) mendefinisikan Silica fume
sebagai “very fine non-crystalline silica produced in electric arc furnaces as a
by-product of the production of elemental silicon or alloys containin silicon”
(Holland 2005). Silica fume merupakan hasil reduksi dari pembakaran quartz
murni dengan batu bara yang dikumpulkan dari gas-gas yang terbuang dari hasil
pembakaran tersebut.
Tabel 2.1 Komposisi Silica Fume ( (ASTM C 1240, 2003)
SiO2, min, % 85.0
Moisture content, max, % 3.0
Loss on ignition, max, % 6.0
Selain itu, silica fume memiliki beberapa sifat dasar lain, yaitu rata-rata
ukuran partikelnya antara 0,1-0,2 μm, bentuk partikel bola, dan specific surface
area (SSA) sebesar 15000 m2/kg. Silica fume dimanfaatkan sebagai filler dan
material pozzolanik yang meningkatkan performa beton, yaitu dalam hal kuat
Civil Brings Revolution Page 7
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
tekan beton. Penggunaan material pozzolanik ini juga dikarenakan silica fume
dapat bereaksi dengan semen.
2.3. Superplastizicer
Superplasticizer adalah bahan kimia tambahan yang digunakan untuk
meningkatkan kelecakan atau workability dalam pengerjaan campuran. Bahan ini
digunakan untuk mengurangi penggunaan air sehingga tercapai w/c ratio yang
rendah.
Proses pembuatan beton mutu tinggi di manapun pasti akan menggunakan
superplaticizer. Namun, pemakaian superplasticizer harus sesuai dengan dosis
yang disarankan oleh produsennya dan dapat mengurangi penggunaan air sebesar
25-35%. Bila penggunaannya melebihi dosis maka akan menyebabkan setting
time yang terlalu lama. Pada beberapa kasus pemakaian yang berlebihan akan
menyebabkan reaksi hidrasi menjadi gagal dan penurunan kekuatan akhir
(Dransfield 2003).
Penggunaan superplastizicer pada campuran beton SCC (Self Compacting
Concrete) betujuan agar dapat mengurangi penggunaan air dalam campuran beton
dan juga agar dapat meningkatkan tingkat flowability.
2.4. Fly ash
Fly ash merupakan bahan sisa buangan yang berasal dari pembakaran batu
bara yang biasanya digunakan pada pembangkit listrik tenaga uap. Saat suhu
pembakaran antara 1250ºC sampai 1600ºC, material-material yang tahan terhadap
api akan bergabung membentuk butiran-butiran berbentuk bola seperti kaca
dengan komposisi silica (SiO2), alumina (Al2O3), iron oxide (Fe2O3), dan unsur-
unsur minor lainnya (Lewis et al. 2003b).
Komposisi dari fly ash bermacam-macam tergantung sumber pembakaran
dan jenis batu bara yang digunakan. Berdasarkan ASTM C618, fly ash dibagi
menjadi dua kelas yaitu fly ash kelas C dan fly ash kelas F, di mana komposisi
penyusunnya berbeda seperti terlihat pada Tabel 2.2. Standar yang ditetapkan oleh
ASTM adalah 75% dari fly ash harus berukuran lebih kecil dari 45µm dan
memiliki kandungan karbon serta loss on ignition di bawah 4% (Anon n.d.).
Civil Brings Revolution Page 8
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
Tabel 2.2 Perbandingan Komposisi Portland Cement, Class F Fly Ash, Class C
Fly Ash, dan Silica Fume (Holland 2005)
PropertyPortland
Cement
Class F Fly
ash
Class C Fly
ashSilica fume
SiO2 (%) 21 52 35 85 to 97
Al2O3 (%) 5 23 18
Fe2O3 (%) 3 11 6
CaO(%) 62 5 21 <1
Fineness as surface
area (m²/kg)370 420 420
15000 to
30000
Specific Gravity 3.15 2.38 2.65 2.22
General use in
concrete
Primary
binder
Cement
replacement
Cement
replacement
Property
enhancer
Seperti silica fume, fly ash juga memiliki sifat pozzolan untuk bereaksi
dengan kapur bebas yang dilepaskan oleh semen pada waktu proses hidrasi yang
kemudian membentuk senyawa hydrated calcium silicate (CSH) di mana senyawa
ini bersifat mengikat yang akan membangun kekuatan. Sedangkan kapur bebas
yang tidak bereaksi dengan fly ash akan berguna untuk mengisi rongga-rongga
yang ada.
Penggunaan fly ash pada campuran beton SCC (Self Compacting
Concrete) bertujuan agar dapat meningkatkan workability, mencegah segregasi,
dan mencegah bleeding.
2.5. Agregat
Ada 2 macam agregat yang digunakan sebagai material penyusun beton
SCC ini yaitu agregat kasar dan agregat halus. Modulus kehalusan dari agregat
kasar menurut SII berkisar antara 6,0 - 7,1. British Standard memberikan syarat
bahwa gradasi agregat kasar yang baik adalah 10, 20, dan 40 mm. Untuk agregat
halus, ukuran yang digunakan sebaiknya berkisar antara 150µm - 600µm. Hal ini
dimaksudkan untuk mengurangi efek dari rongga yang ada di dalam agregat kasar
yang menyebabkan berkurangnya kekuatan beton. Semakin kecil ukuran suatu
agregat maka rongga di dalam agregat tersebut akan semakin berkurang dan
Civil Brings Revolution Page 9
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
menambah kekuatan beton. Pasir dengan FM dibawah 2.5 akan membuat
campuran beton sulit mengeras, sedangkan pasir dengan FM 3.0 akan
memberikan workability yang baik dan dapat meningkatkan kuat tekan pada beton
(H. G. Russell et al. 1997)
Agregat halus yang digunakan dalam pembuatan beton SCC ini adalah
pasir lumajang dengan fineness modulus 2.79. Tujuan penggunaan pasir lumajang
adalah karena GS (Spesific Grafity) dari pasir lumajang lebih berat daripada pasir
biasa, sehingga dapat menghasilkan beton dengan mutu yang tinggi. Sedangkan
penggunaan agregat kasar dalam campuran beton SCC ini, kami gunakan kerikil
berukuran maksimal 20 mm dengan tujuan agar dapat meningkatkan flowability
pada campuran beton SCC.
2.6. Air
Air adalah komponen penting dalam beton yang berfungsi membantu
terjadinya proses hidrasi pada semen dan membantu perubahan semen menjadi
pasta. Jumlah air menentukan besar w/b ratio yang akan digunakan. Kualitas air
yang digunakan untuk pembuatan beton SCC memenuhi syarat kualitas air dapat
diminum. Tujuan penggunaan air dalam campuran beton SCC adalah untuk
memicu reaksi hidrasi pada semen dan meningkatkan kelecakan. Dalam hal ini
penambahan air di tambahkan sedikit demi sedikit untuk menjaga dan
menyesuaikan kondisi water content material yang tidak dalam kondisi SSD
murni.
BAB IIIMETODE PEMBUATAN
3.1. Metode Pembuatan
Civil Brings Revolution Page 10
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
Sample yang kita akan buat diperhitungakan kemungkinan campuran beton
untuk dikerjakan (Workability), kemungkinan terjadinya segregasi, pelaksaan
pengujian pada umur 3 hari dan kekuatan pada umur 28 hari akan mencapai 50
MPa. Pelaksanaan percobaan yang dilakukan adalah :
1. Melakukan percobaan untuk mengetahui gradasi dalam kerikil dan pasir.
Dimana menggunakan kerikil dengan ukuran yang tidak lebih dari
20mm.
2. Melakukan penimbangan setiap material yang digunakan dan
mencampur air dengan Viscocrete dengan proporsi yang telah
ditentukan.
3. Mempersiapkan peralatan baik cetakan, sekop, perlatan slump test, dan
mixer untuk mencapur.
4. Mencampur material padatan ke dalam mixer yaitu Silica Fume, Fly
Ash, Semen, Pasir, dan Kerikil. Kemudian dicampur selama beberapa
saat sampai semua telah bercampur merata.
5. Memasukan air bercampur Viscocrete 10 secara perlahan kedalam
campuran.
6. Material di dalam mixer dicampur selama beberapa menit agar
Viscocrete 10 dapat bereaksi dengan material yang lain supaya
campuran beton memiliki sifat encer sepeti yang diharapkan.
7. Setelah campuran beton siap maka beton dicetak kedalam bekisting.
8. Cara pemadatan beton tanpa menggunakan rojokan baja,dan vibrating
table, melainkan pemadatan sendiri.
9. Beton dibiarkan mengeras dan setelah itu dicuring dalam bak air.
Pengecoran dilaksanakaan dengan cara diatas berulang ulang untuk beberapa
mix design yang direncanakan. Sehingga dapat dilihat mix design yang paling
efisien dan ekonomis.
3.2. Mix Design
Civil Brings Revolution Page 11
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
Kelompok kami membuat sampel beberapa campuran beton, dimana setiap
mix design dibuat satu dua sampel. Dimana dua buah sampel ini akan ditekan
untuk umur satu hari dan kemudian untuk umur tujuh hari. Target umur pengujian
adalah 7 hari, akan tetapi pengujian benda uji pada saat berumur satu hari
merupakan pengetesan yang dilakukan sendiri hanya untuk melihat indikasi dari
beton yang telah dibuat.Sedangkan untuk kuat tekan 7 hari dilakukan secara resmi
di Laboratorium Beton dan Konstruksi Universitas Kristen Petra. Mix design
dilakukan dengan menggunakan metode rasional mix design, yaitu penentuan
perbandingan campuran berdasarkan volume. Contoh perhitungan mix design 3:
Volume total = {2x(1/4 x 3,14 x 0,152) x 0,3} x 1,25
= 0,0132 m3
Volume kerikil = 40% x volume total
= 40/100 x 0,0132
= 0,00529 m3
Berat kerikil = Gs kerikil x Volume kerikil
= 2680 kg/ cm3 x 0,00529
= 14,18 kg
Volume mortar = 60% x volume total
= 60/100 x 0,0132
= 0,00792 m3
Volume pasta = 60% x volume mortar
= 60/100 x 0, 00792
= 0,00475 m3
Volume pasir = 40% x volume mortar
= 40/100 x 0, 00792
= 0,003168 m3
Berat pasir = Gs pasir x Volume pasir
Civil Brings Revolution Page 12
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
= 2750 kg/cm3 x 0,003168
= 8,712 kg
Vw/Vp = 0,85
Vw = 0,85 Vp
Vw = 0,00269 m3
Berat air = Gs air x Volume air
= 1000 kg/ cm3 x 0,00269
= 2,693 kg = 2,693lt
S : Fa = 2 : 1
Vsemen = 2/3 x Vp
= 2/3 x 0,00475
= 0,003167 m3
Berat semen = Gs semen x Volume semen
= 3150 kg/ cm2 x 0,003167
= 9,976 kg
Vfly ash = 1/3 x Vp
= 1/3 x 0,00475
= 0,001583 m3
Berat fly ash = Gs fly ash x fly ash
= 2536 kg/ cm2 x 0, 001583
= 4,014 kg
Superplasticizer (viscocrete) = 1,7% x berat powder
= 1,7/100 x 13,99
= 0,2378 lt
Silika Fume = 5% x berat pasta
Civil Brings Revolution Page 13
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
= 5/100 x (berat semen + berat fly ash)
= 5/100 x (9,976 + 4,014)
= 0,6995 kg
Beberapa mix design yang kami gunakan dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 3.1 Tabel Mix Design yang ditrial
Bahan (Kg/m3) Mix 3 Mix 4 Mix 5 Mix 6Semen 408,65 573,16 450 367,78Pasir 674,65 674,65 674,65 674,65
Kerikil 1072 1072 1072 1072FA 164,51 --- 181,16 197,41SF 28,66 28,66 31,55 28,26SP 9,92 9,5 3,51 5,2Air 169,54 186,1 190 162,32
Dimana mix design 3 merupakan mix design awal. Kemudian mix design
4 adalah hampir sama dengan mix design 4, hanya berbeda dihilangkannya
penggunaan fly ash sehingga untuk powder yang digunakan hanya semen saja.
Selanjutnya mix design 5 merupakan mix design dengan penggunaan SP yang
sedikit, dan mencoba dengan w/c yang lebih tinggi, diharapkan bisa mencapai mix
design yang lebih efisien dan hemat. Terakhir mix design 6 merupakan mix
design dengan penggunaan semen lebih sedikit tetapi menambah penggunaan fly
ash, sehingga beton bisa lebih hemat dalam penggunaan semen, tepat mutu dan
memiliki kelecakan yang lebih baik
Hasil dan Pembahasan
Civil Brings Revolution Page 14
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
Mix Design
Kelompok kami membuat sampel beberapa campuran beton, dimana setiap mix design dibuat tiga buah sampel. Dimana satu buah sampel ini akan diuji kuat tekan untuk umur 7 hari. Pengujian kuat tekan 7 hari dilakukan di Laboratorium Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Mix design dilakukan dengan menggunakan metode rancang-campur Dreux - Corrise, yaitu penentuan proporsi campuran beton ringan untuk mendapatkan mutu beton yang dikehendaki. Contoh perhitungan mix design :
Data Bahan :Agregat halus : pasir ringan (sisa pembakaran batubara)Agregat kasar : pecahan genteng sokkaJenis semen : Portland Composite Cement (PCC) HolcimFiller : abu batubara dan abu vulkanik (< 0,15 mm)Superplasticzer : SP Visconcrete 10
Specific Gravity (Hasil Uji Material) :Specific Gravity Air : 1,000Specific Gravity sisa pembakaran batubara SSD : 2,280Specific Gravity Genteng Sokka SSD : 1,580Specific Gravity PCC : 3,150Specific Gravity Abu Vulkanik SSD : 2,690
Perencanaan beton ringan Dreux-Corrise dengan f’c = 35 MPa1. Kuat tekan beton umur 28 hari yang diinginkan sebesar 35 MPa = 350 kg/cm2
2. Ukuran butiran agregat kasar 10 mm < Ø < 15 mm dan mutu baik sekali.G = 0,4 (dari Tabel IV.I)
Tabel IV.I. Nilai Koefisien G
Ukuran ButirMutu Agregat
KecilD < 10 mm
Sedang10 mm < D < 15
mmBaik sekali 0,45 0,40
Baik 0,40 0,35Cukup 0,35 0,30
Sumber : Widi Hartono, 2001
Berdasarkan rumus Bolomey :
Dengan σ’28 yang diisyaratkan adalah 350 kg/cm2.G = 0,40σ’s = kuat tekan semen Portland umur 28 hari sebesar 410 kg/cm2
Civil Brings Revolution Page 15
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
3. Nilai slump yang diinginkan 100 mm dan rasio semen dengan air diperoleh nilai 2,63. Menurut Dreux-Corrise, untuk f’c > 30 MPa digunakan kebutuhan semen © = 510 kg, sehingga G/W = 2,63 maka W = 194 liter.
Gambar IV.I. Penentuan Kadar Semen dengan Berbagai Nilai Slump
Rasio agregat kasar dan agregat halus untuk kadar semen 510 kg/cm3 dan diameter agregat < 14 mm, diperoleh Agregat kasar/Agregat halus = 2,07
Gambar IV.II. Penentuan Rasio Agregat Kasar dan Agregat Halus
Civil Brings Revolution Page 16
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
Nilai kemampatan = faktor kemampatan x volumeUntuk nilai slump > 8 cm digunakan kemampatan = 0,8 (Tabel IV.II)Volume adukan = 1 m3 = 1000 literKemampatan = 0,8 x 1000 = 800 literVA.K. + VA.H. + Vsemen = 800 liter2,07 VA.H. + VA.H. + (510/3,150) = 800 liter2,07 VA.H. + VA.H. + 162 = 800 liter3,07 VA.H. = 638 literVA.H. = 207, 8 literVA.K. = 430,2 liter
Tabel IV.II. Koefisien Kemampatan Beton untuk Berbagai Kondisi Nilai Slump
Cara Pemampatan
Kekentalan Beton
KentalSlump < 4 cm
PlastisSlump 4 – 8 cm
EncerSlump > 8 cm
Dengan Tangan - - 0,80Digetar lemah - - 0,81Digetar normal 0,84 0,83 -Digetar keras 0,85 - -
Sumber : Widi Hartono, 2001
Jadi campuran beton ringan untuk I m3 (persentase total abu 30 %) adalah :Semen PCC : 510 kgAgregat Halus : 207,8 liter x 2,280 kg/liter : 473,8948 kgAgregat Kasar : 430,2 liter x 1,580 kg/liter : 679,7897 kgAir : 194 literAbu Batubara : 15 % x 1 m3 x 510 kg : 76,5 kg
Civil Brings Revolution Page 17
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
Abu Vulkanik : 15 % x 1 m3 x 510 kg : 76,5 kgSP SIKA Visconcrete 10 : 1 % x (510 + 76,5 + 76,5) : 6,63 kg
Volume beton yang dibutuhkan untuk penelitian ini adalah 0,006362 m3 per sampel beton. Jadi kebutuhan bahan dalam campuran beton adalah sebagai berikut :
Tabel IV.III. kebutuhan untuk beton ringan tiap sampel 0,006362 m3
Jenis Beton
Air(Lt)
Semen(kg)
Agregat Halus (kg)
Agregat Kasar (kg)
Abu Batubara
(kg)
Abu Vulkanik
(kg)
SIKA Visconcrete
10 (kg)Mix 1 (20%) 1,23 3,25 3,02 4,35 0,35 0,35 0,039
Mix 2 (30%) 1,23 3,25 3,02 4,35 0,49 0,49 0,042
Mix design 1 merupakan mix design awal. Kemudian mix design 2 adalah hampir sama dengan mix design 1, hanya berbeda dalam volume abu batubara, abu vulkanik dan SP Visconcrete.
Hasil Pengujian
Berikut ini dapat dilihat untuk hasil dan pembahasan dari dua macam mix design yang dibuat, untuk mengetahui mix design yang paling ringan dan tepat mutu. Dalam tabel ini juga disertakan rincian berat masing-masing benda uji denagn 2 macam mix design, yang nantinya untuk mengetahui berat jenis volume beton sesuai dengan persyaratan beton ringan. Pengujian benda uji berumur 7 hari ini dilakukan di Laboratorium Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta, untuk hasil laporan pengujian dapat dilihat pada lampiran. Dalam trial ini pengujian nilai slump didapat ± 12 cm.
Tabel IV.IV. Tabel Hasil Berat Jenis dan Kekuatan Tekan Mix design
Hasil Mix 1 (20%) Mix 2 (30%)Berat Sampel (kg) 9,860 9,520Berat Jenis Volume (kg/cm3) 1549,8271 1496,3848
Kuat tekan 7 hari Sampel 2 (MPa) 9,44 14,99
kuat tekan 28 hari Sampel 2 (konversi) MPa
14,52 23,06
Pembahasan
Civil Brings Revolution Page 18
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
Berdasarkan hasil daripada mix design yang dibuat, untuk berat jenis volume beton, dua mix design tersebut sudah memenuhi kriteria beton ringan yang mana berat jenis beton ringan < 1900 kg/cm3. Berat jenis volume beton yang dimiliki mix design 2 (30%) lebih kecil daripada mix design 1(20%)
Berdasarkan kekuatan yang diperoleh dari 4 benda uji tersebut, dapat dilihat bahwa mix design 2 (30%) merupakan mix desin yang terbaik, yang memiliki kekuatan paling mendekati dengan target kekuatan, serta mix design ke-2 (30%) juga memiliki berat jenis volume beton yang lebih kecil, walaupun mix design 2 (30%) ini merupakan mix design yang menggunakan total abu dan Superplasticzer yang lebih banyak dari mix design 1 (20%), tetapi kelebihannya berdampak pada kuat tekan beton yang diperoleh semakin besar. Bila menurut hasil trial kami untuk mix design 2 (30%) memperoleh kuat tekan ±1,6 kali mix design 1 (20%) dimana persentase 20% dan 30% adalah total abu sisa pembakaran batubara dan abu vulkanik yang kami gunakan sebagai filler/bahan organiknya. Apabila konversi kuat tekan umur beton berdasarkan jurnal ”Studi Kuat Tekan Beton Ringan dengan Metoda Rancang Campur Dreux-Corrise” oleh Ratna Widyawati di Fakultas Teknik Universitas Lampung, kami dapat memperoleh kuat tekan beton pada umur 28 hari ± 38,21 Mpa untuk Mix 1 (20%) dan ± 39,27 Mpa untuk Mix 2 (30%), dengan nilai konversi ± 0,38 untuk beton umur 7 hari.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa berdasarkan hasil yang diperoleh, kelompok SEMAR JAYA memilih beton Mix 2 dengan total persentase abu 30 %, yang memiliki berat jenis sesuai beton ringan(terkecil) dan memiliki kuat tekan beton struktural.
berikut rincian biaya yang dibutuhkan :Harga bahan :Semen Rp.51.000,-/ 50 kgGenteng sokka Rp.1.222,-/ 1 kg (per @ Rp.2.200,-)Pasir ringan(sisa pembakaran batubara) Rp.0,-/ 1 kgAbu batubara Rp.0,-/ 1kgAbu vulkanik Rp.0,-/ 1 kgViscocrete Rp.600.000,-/ 20 lt
Contoh perhitungan harga untuk 1 m3 Mix Design:Volume total = 1 m3
Berat pecahan genteng sokka = 679,7897 kg/ m3 x 1 m3
= 679,7897 kgHarga pecahan genteng sokka = 1.222/1 x 679,7897 kg
= Rp 830.703,-Berat pasir ringan = 473,8948 kg/ m3 x 1 m3
= 473.8948 kgHarga pasir ringan = 0/1 x 473,8948 kg
= Rp 0,-Harga air = 0 x 193,6111 kg
= Rp 0,-Berat semen = 510 kg/ m3 x 1 m3
= 510 kgHarga semen = 51000/50 x 510 kg
Civil Brings Revolution Page 19
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
= Rp 520.200,00Berat abu batubara = 127.5 kg/ cm2 x1 m3
= 127.5 kgHarga abu batubara = 0/1 x 127,5 kg
= Rp 0,00Berat abu vulkanik = 127.5 kg/ cm2 x1 m3
= 127.5 kgHarga abu batubara = 0/1 x 127,5 kg
= Rp 0,00Harga SP viscocrete = 600.000/20 x 6.63 kg
= Rp 198.900,-Harga total untuk 1 m2 = harga pecahan genteng + harga pasir ringan + harga
semen + harga abu batubara + harga abu vulkanik + harga SP viscocrete
= Rp 1.549.803,-
Tabel V.I Tabel Harga Mix Design
Dapat terlihat pada tabel yang ada bahwa biaya yang
dikeluarkan untuk setiap mix design pada dasarnya tidak terlalu berbeda jauh, hanya saja mix design 2 yang menggunakan komposisi abu dengan total 30% dari kebutuhan semen sehingga kebutuhan SP juga bertambah, jadi memiliki harga yang tertinggi. Serta untuk mix design dengan harga termurah adalah mix design 1 karna penggunaan komposisi abu dengan total 20% dari kebutuhan semen, sehingga kebutuhan SP berkurang. Harga dari mix design tersebut akan berkurang, dan menjadikan mix design 1 menjadi mix design yang paling ekonomis, namun dapat dilihat perbedaan harganya juga tidak jauh.
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
Civil Brings Revolution Page 20
Bahan (Kg/m3) Harga Mix 1 (20%) Mix 2 (30%)
Semen Rp1,020.00 Rp520,200.00 Rp520,200.00Pasir
ringan Rp0.00 Rp0.00 Rp0.00
Pecahan genteng Rp1,222.00 Rp68,608.00 Rp68,608.00
Abu batubara Rp0.00 Rp0.00 Rp0.00
Abu Vulkanik Rp0.00 Rp0.00 Rp0.00
SP Rp30,000.00 Rp183,600.00 Rp198,900.00Air Rp0.00 Rp0.00 Rp0.00
TOTAL per m3 Rp772,408.00 Rp787,708.00TOTAL per Trial Rp4,914.06 Rp5,011.40
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
SEMAR JAYAAchsan Nur Cholis
Faisal Kus HermawanHilda Hardianti
Dari hasil dan pembahasan tersebut di atas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :1. Berat jenis padat beton ringan yang diperoleh dari hasil Trial penelitian ini
sebesar 1549,8271 kg/cm3 untuk Mix 1 dengan total abu 20 %, dan 1496,3848 kg/cm3 untuk Mix 1 dengan total abu 30 %. Sehingga memenuhi persyaratan beton ringan < 1900 kg/cm3.
2. Nilai kuat tekan beton ringan dengan komposisi pecahan genteng sokka, pasir ringan, semen PCC, air, abu batubara, abu vulkanik (Gunung Kelud), SP SIKA Visconcrete 10 yang dirancang dengan metode Dreux-Corrise yaitu sebesar 14,52 Mpa untuk Mix 1 dengan total abu 20 % dan 23,06 Mpa dengan total abu 30 %, tidak mencapai kuat tekan yang ditargetkan yaitu 35 Mpa.
3. Terdapat kemungkinan bahwa untuk persentase total abu yang digunakan semakin bertambah, maka nilai kuat tekannya pun akan bertambah juga.
Saran
1. Parameter-parameter dalam pembuatan beton ringan harus dipahami dengan baik, agar dapat merencanakan mix design sesuai persyaratan beton ringan.
2. Perhitungan mix design dan komposisi bahan sebaiknya dilakukan dengan detail dan menggunakan referensi penelitian yang sudah ada.
3. Penggunaan alat dan bahan sebaiknya memiliki kualitas yang baik, agar menghasilkan benda uji yang berkualitas juga nantinya.
4. Proses pengerjaan mix design dilakukan secara bertahap dan dengan tahapan pemasukan komponen yang tepat, teknik pengadukan yang tepat agar menjaga homogenitas beton.
Civil Brings Revolution Page 21