OLEH :Dwiputro Raharjo

PEMBIMBING :I A S b kti MSIr. Aman Subakti, MSTavio, ST., MT., Ph.D

LATAR BELAKANGLATAR BELAKANGPerlu adanya suatu alternatif bahan yang bisamengurangi kadar semen, tetapi tidakmengurangi kekuatan (strength) beton itusendiri dan sifat-sifat fisik dan mekanik betonlainnya.yPenghematan tenaga dalam proses pemadatanbetonPenelitian mengenai Self Compacting Concrete(SCC) sangat sedikit dilakukan di Indonesia.Oleh sebab itu penulis merasa perlu untukp pmelaksanakan penelitian ini.

PERUMUSAN MASALAHPERUMUSAN MASALAHDari penelitian ini, bagaimanakah proses mixdesign yang tepat pada pencampuran SCC.Dari penelitian ini diharapkan didapat hasil mixdesign yang optimal.Dari penelitian ini didapatkan pula harga yangDari penelitian ini didapatkan pula harga yangefisien dengan kuat tekan yang optimal.

BATASAN MASALAHM d di k d l h d DOE (D f Metoda pencampuran yang digunakan adalah metoda DOE (Departement of Environment) SK SNI T-15-1990-03 dengan judul “Tata Cara PembuatanRencana Campuran Beton Normal”. Dengan menambahkan syarat-syarat daribeton “self compacting” dari The European Guidelines For SCC, 2005.Admixture dan additive yang dipakai ada 4 macam, yaitu Hyperplasticizery g p y yp pViscocrete 10 dari Sika Indonesia, Silika Fume yaitu Sikafume dari SikaIndonesia, Fly ash dari PLTU Paiton dan Iron slag dari PT. Ispat Indo.Perbandingan penggunaan fly ash yaitu 0%, 10%, 30% dan 50%Silika fume yang dipakai adalah komposisi 0%, 10% dan 20% dari berat pozzolanfly ashfly ashWater Cement Ratio yang dipakai W/C 0,3, 0,5 dan 0,7, dimana kekuatanbeton bervariasi dengan tetap mengacu kepada W/C 0,3, 0,5 dan 0,7.Kerikil dengan ukuran maksimum 20 mm, pasir yang digunakan adalah pasirLumajang, dan semen yang dipakai adalah semen tiga roda tipe PCC (Portland C i C )Composite Cement).Dalam penelitian ini, optimasi mix desain menggunakan program statistik SPSS dengan menggunakan regresi multilinear komposisi mix design material terhadap kuat tekan beton.Slump rencana mix desain awal 60 s d 180 mm dipakai 120 mmSlump rencana mix desain awal 60 s.d 180 mm, dipakai 120 mm.Kuat tekan pada beton keras pada umur beton 3, 7, 14, 28 dan 56 hari. Dianggap Suhu udara dalam laboratorium tetap yaitu ± 310 C

Tujuan dan Manfaat PenelitianTujuan dan Manfaat PenelitianMengetahui proses pelaksanaan mix designyang tepat pada pencampuran SCC denganbahan tersebut diatas.Mengetahui hasil mix design yang optimal darifly ash iron slag silika fume danfly ash, iron slag, silika fume danhyperplasticizer dengan program optimasi yaituprogram statistik SPSS.Mendapatkan harga yang efisien dari Mix desaintersebut

SISTEMATIKA PENULISAN

BAB 1 : PENDAHULUANBab ini berisi suatu konsep atau hipotesa untuk sebuah tujuan tertentu Dalam bab iniBab ini berisi suatu konsep atau hipotesa untuk sebuah tujuan tertentu. Dalam bab inimenjelaskan latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, serta sistematika penulisan.

BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORIBab ini membahas teori, temuan, bahan penelitian lain yang digunakan sebagai referensi

dij dik l d k l k k li i U i d l i j kyang dijadikan landasan untuk melakukan penelitian. Uraian dalam tinjauan pustakadiarahkan untuk menyusun kerangka pendekatan atau konsep yang akan diterapkan dalampenelitian.

BAB 3 : METODE PENELITIANBab ini menguraikan secara rinci mengenai sumber data, studi literatur, analisa material, g g , , ,penentuan komposisi awal tiap bahan, trial mix desain, proses produksi beton SCC, pemeliharaan beton SCC, pengetesan beton SCC, serta analisa data trial mix desain yang dilakukan dalam menjawab permasalahan penelitian untuk mencapai tujuan penelitian.

BAB 4 : ANALISA DAN DESAINBab ini berisi hasil analisa material, mix desain, hasil pengujian kuat tekan beton SCC sertaBab ini berisi hasil analisa material, mix desain, hasil pengujian kuat tekan beton SCC sertadidapatkanlah hasil yang optimal dari mix desain tersebut dengan menggunakan program optimasi yaitu program statistik SPSS.

BAB 5 : SIMPULAN DAN SARANBagian terahir dari penelitian ini berisi kesimpulan yang diperoleh selama prosespembuatan tesis yang mengacu pada tujuan penelitian yang diharapkan serta saran untukpembuatan tesis yang mengacu pada tujuan penelitian yang diharapkan serta saran untukpengembangan penelitian tentang topik tersebut

2.1 Beton dan Asal Usulnya2.2 Keuntungan dan Kerugian Beton2.3 Keterbatasan Beton2.4 Self Compacting Concrete (SCC)

2 Sl C2.4.5.1. Slump ConePengujian slump cone ini digunakan untuk mengetahuifillingability campuran beton.2 4 5 2 L Shaped Box2.4.5.2. L-Shaped BoxPengujian dengan menggunakan alat ini bertujuan untukmengetahui tingkat passingability dari campuran beton. 2.4.5.3. V-Funnel TestAlat V-Funnel ini digunakan untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat dan representatif untuk pengujianfillingability campuran beton. Selain itu alat V-Funnel juga digunakan untuk tes segregasijuga digunakan untuk tes segregasi

2.5 Fly AshFly ash merupakan limbah dari sisa pembakaran batu bara yang tidak terpakai danterbuang sehingga diharapkan melalui Self Compacting Concrete (SCC) limbahterbuang sehingga diharapkan melalui Self Compacting Concrete (SCC), limbahtersebut dapat dimanfaatkan secara maksimal

2.6.HyperplasticizerSuperplasticizer dapat menambah workability beton tanpa mengakibatkan betonmengalami segregasi yang umumnya terjadi pada beton yang masih basah. Selain itu

l ti i j d t i k d i t t k i k tksuperplasticizer juga dapat mengurangi kadar air atau untuk meningkatkankekuatan beton tanpa menambah kadar semen

2.7.Silica FumeSilica fume, juga dikenal sebagai microsilica, adalah hasil dari pengurangan kuarsakemurnian tinggi dengan kokas pada tungku listrik dalam produksi silikon dangg g p g ppaduan ferrosilicon

2.8. Iron SlagIndustri peleburan logam baja menghasilkan limbah slag atau kerak. Slag adalahlimbah besi dan baja yang berbentuk bongkahan-bongkahan kecil yang diperolehdari hasil samping pembuatan baja dengan tanur tinggi. Iron slag yang peneliti ambilp g p j g gg g y g padalah agregat halusnya.

2.9. Semen PCCSemen PCC (Portland Composite Cement) merupakan jenis semen varian baru yangmempunyai karakteristik mirip dengan semen Portland pada umumnya tetapi semenjenis ini mempunyai kualitas yang lebih baik, ramah lingkungan dan mempunyaijenis ini mempunyai kualitas yang lebih baik, ramah lingkungan dan mempunyaiharga yang lebih ekonomis.

2.10. Metode Mix Design

MULAI

Studi Literatur

Persiapan bahan :

Viscocrete -10, Fly Ash, Silika Fume, Iron Slag, Semen

PCC, Agregat kasar, pasir Lumajang dan

air

Analisa / pengetesan t i lmaterial

Komposisi Tiap Bahan

Pelaksanaan Mix Design

SCC dengan 0% Fly Ash dari total volume

binder, komposisi Agregat A dan B

SCC dengan 15% Fly Ash dari total volume binder,

komposisi Agregat A

SCC dengan 40% Fly Ash dari total volume binder,

komposisi Agregat A

Pengadukan komposisi bahan

B

Agregat A dan B, serta komposisi 3%

dan 10% Silika Fume

komposisi Agregat A dan B, serta

komposisi 3% dan 10% Silika Fume

komposisi Agregat A dan B, serta

komposisi 3% dan 10% Silika Fume

Pengetesan beton kondisi segar

A

A

P t b t k di i

B

Pengetesan beton kondisi segar

Slump Flow Test

L-Box test atau U-Flow test

V-Funnel test

Persyaratan SCC

Memenuhi

tidakDesain Ulang

ya

S tti TiSetting Time

Dicetak dalam silinder 10/20

Pengetesan beton kondisi keras

Test Kuat Tekan 3, 7, 14, 21, dan 28 hari

Analisa Optimasi Regresi Multilinier komposisi bahan material SSC dengan program SPSS

Kesimpulan

SELESAI

Analisa OptimasiSetelah SCC dicetak dan dites, maka data hasil penelitiantersebut dilakukan analisa optimasinya denganmenggunakan program statistik yaitu program SPSS 19,sehingga dapat diketahui komposisi yang optimal untukgg p p y g pmendapatkan beton SCC dengan hasil yang maksimal pula.

Kebutuhan Benda Uji dapat dilihat pada Tabelj p pBerikut sehingga mendapatkan 33 buahBenda UjiKomposisip

Perbandingan agregat kasar dengan agregat halusadalah 45 : 55.Agregat halus pada tabel diatas dapat dijelaskan

b i b iksebagai berikut:Type N : Normal yaitu tidak memakai Iron SlagType S : Memakai Iron Slag dengan perbandingan15% iron slag : 85% pasir lumajang15% iron slag : 85% pasir lumajang.

Pengambilan komposisi disini penulis berdasarkan peraturan theeuropean guidelines for SCC, 2005 dan dari penelitian-penelitiansebelumnya.Prosentase antara agregat halus dengan agregat kasar adalah 55 :Prosentase antara agregat halus dengan agregat kasar adalah 55 :45 sesuai dengan batasan dari the european guidelines for SCC,2005Prosentase fly ash menurut penelitian sebelumnya akanmendapatkan hasil kuat tekan yang optimal bila posentase fly ashmendapatkan hasil kuat tekan yang optimal bila posentase fly ashberada pada 50% dari berat semen (Hamka, A,2008), sehinggapeneliti disini menggunakan maksimal fly ash 50% dari beratsemen.Prosentase silika fume menurut PT. Sika Indonesia adalah 3 - 10%Prosentase silika fume menurut PT. Sika Indonesia adalah 3 10%berat semen, tetapi disini peneliti memakai sampai dengan 20%tetapi diprosentasekan dari berat fly ash, sehingga tidakmencapai batas 10% dari standar PT.Sika IndonesiaProsentase iron slag disini peneliti membatasi 15% dari totalg pagregat halus, dikarenakan berat jenisnya yang besar, yaitu duakali dari pasir Lumajang. Iron slag ini digunakan sebagai pengisi /filler.

Analisa Material:Analisa Material:• Analisa Agregat Halus (Pasir)• Analisa Iron Slagg• Analisa Agregat Kasar (Batu Pecah)• Analisa Semen PCC• Analisa Fly AshPerencanaan Campuran Beton “Self Compacting”Didapatkan Berat Material Tiap Komposisi

Hasil Penelitian :Hasil Penelitian :• Test SCC ( Slump Test, V-Funnel, dan L-Box

Test)• W/C Terkoreksi• Hasil Kuat Tekan Beton “Self Compacting”• Hasil Analisa Data dengan Program SPSS• Analisa Regresi Utama dan Perbedaan

A li SPSS d H il Uji L bAnalisa SPSS dengan Hasil Uji Lab• Hasil Uji Rumus Dengan Uji Lab

A li Bi• Analisa Biaya

Optimasi Biaya untuk W/C 0,3Pada Tabel dibawah dapat disimpulkan bahwa kuat tekan dibagidengan harga yang terbesar adalah komposisi 1 yaitu sebesarde ga a ga ya g te besa adala o pos s ya tu sebesa0,0000666 dimana komposisinya adalah dengan agregat normaldengan W/C 0,3, fly ash 0% dan silika fume 0 %, dimana itu adalahharga yang optimal dengan menghasilkan kuat tekan yang signifikanpula, walaupun secara kuat tekan yang terbesar adalah padakomposisi 22, tetapi harga yang didapatkan untuk mendapatkan kuattekan tersebut cukup besar pula, sehingga komposisi 22 bukanlahyang optimal.

Optimasi Biaya untuk W/C 0,5Pada Tabel dibawah ini dapat disimpulkan bahwa kuat tekan dibagidengan harga yang terbesar adalah komposisi 8 yaitu sebesar 0,00006399g g y g p y ,dimana komposisinya adalah dengan agregat iron slag dengan W/C 0,5,fly ash 10% dan silika fume 0 %, dimana itu adalah harga yang optimaldengan menghasilkan kuat tekan yang signifikan pula, walaupun secarakuat tekan yang terbesar adalah pada komposisi 14, tetapi harga yangdidapatkan untuk mendapatkan kuat tekan tersebut cukup besar puladidapatkan untuk mendapatkan kuat tekan tersebut cukup besar pula,sehingga komposisi 14 bukanlah yang optimal.

Optimasi Biaya untuk W/C 0,7Pada Tabel dibawah ini dapat disimpulkan bahwa kuat tekan dibagidengan harga yang terbesar adalah komposisi 9 yaitu sebesar 0,0000641dimana komposisinya adalah dengan agregat iron slag dengan W/C 0 7dimana komposisinya adalah dengan agregat iron slag dengan W/C 0,7,fly ash 10% dan silika fume 0 %, dimana itu adalah harga yang optimaldengan menghasilkan kuat tekan yang signifikan pula, walaupun secarakuat tekan yang terbesar adalah pada komposisi 27, tetapi harga yangdidapatkan untuk mendapatkan kuat tekan tersebut cukup besar puladidapatkan untuk mendapatkan kuat tekan tersebut cukup besar pula,sehingga komposisi 27 bukanlah yang optimal.

KesimpulanPenelitian ini mendapatkan hasil kuat tekanterbesar pada umur 28 hari adalah komposisi 22yaitu sebesar 65,33 Mpa, begitu pula kuat tekanpada umur 56 hari yang terbesar berasal daripada umur 56 hari yang terbesar berasal darikomposisi 22 yaitu sebesar 77,191 Mpa, komposisi22 merupakan variasi campuran dimana terdapatmaterial iron slag, water cement ratio (W/C) 0,3,fl h 30% d ilik f 20%fly ash 30% dan silika fume 20%.Sedangkan kuat tekan terkecil pada umur 28 hariadalah sebesar 17,012 Mpa terdapat padakomposisi 3 dan kuat tekan terkecil pada umurkomposisi 3, dan kuat tekan terkecil pada umurbeton 56 hari juga pada komposisi 3 yaitu sebesar18,412 Mpa, komposisi 3 merupakan variasivampuran beton “self compacting” dimana tidakd t i l i l t t ti (W/C)ada material iron slag, water cement ratio (W/C)

0,7, fly ash 0% dan silika fume 0%.

Didapatkan perumusan untuk mendapatkan kuat tekan padaumur beton 28 hari yaitu dengan rumusan sebagai berikut:umur beton 28 hari yaitu dengan rumusan sebagai berikut:

Kuat Tekan 28 hari = 40.848 + 3.100395 semen -0.587366air -2.69854 pasir -3.19724 batupecah +0.544276 silikafume + 0.830342 fly ash -1.93886 iron slag + 1.724703viscocrete (dalam satuan kg)viscocrete (dalam satuan kg)

Didapatkan Analisa harga bahwa komposisi harga terbesarberasal dari komposisi 31 yaitu sebesar Rp1.991.050,61 dimanakomposisi 31 adalah campuran material dengan W/C 0,3, ironslag 50% fly ash dan 20% silika fume sedangkan harga yangslag, 50% fly ash, dan 20% silika fume, sedangkan harga yangterendah adalah komposisi 9 yaitu sebesar Rp529.747,75 yaitucampuran material dengan W/C 0,7, iron slag, 10% fly ash, dan0% silika fume, tetapi dengan kuat tekan yang terbesar yaitu65,33 Mpa kita mendapatkan harga Rp1.460.042,66, dimanah t b t ih dib h h t ti i t kharga tersebut masih dibawah harga tertinggi untuk semuakomposisi yang sebesar Rp1.991.050,61, sedangkan untuk kuattekan yang terkecil yaitu sebesar 17,012 Mpa kitamendapatkan harga senilai Rp537.005,00.

Pada optimasi untuk W/C 0,3 dapat disimpulkan bahwa kuattekan dibagi dengan harga yang terbesar adalah komposisi 1 yaitutekan dibagi dengan harga yang terbesar adalah komposisi 1 yaitusebesar 0,0000666 dimana komposisinya adalah dengan agregatnormal dengan W/C 0,3, fly ash 0% dan silika fume 0 %, dimanaitu adalah harga yang optimal dengan menghasilkan kuat tekanyang signifikan pulay g g pPada optimasi untuk W/C 0,5 dapat disimpulkan bahwa kuattekan dibagi dengan harga yang terbesar adalah komposisi 8 yaitusebesar 0,00006399 dimana komposisinya adalah dengan agregatiron slag dengan W/C 0,5, fly ash 10% dan silika fume 0 %,g g f ydimana itu adalah harga yang optimal dengan menghasilkan kuattekan yang signifikan pulaPada optimasi untuk W/C 0,7 dapat disimpulkan bahwa kuattekan dibagi dengan harga yang terbesar adalah komposisi 9 yaitu

b 0 0000641 di k i i d l h d tsebesar 0,0000641 dimana komposisinya adalah dengan agregatiron slag dengan W/C 0,7, fly ash 10% dan silika fume 0 %,dimana itu adalah harga yang optimal dengan menghasilkan kuattekan yang signifikan pula

Pengaruh bahan fly ash pada beton “self compacting” adalahmenambah meningkatkan workability mengurangi bleedingmenambah meningkatkan workability, mengurangi bleeding,memperlambat waktu pengikatan awal (setting time),meningkatkan kuat tekan, meningkatkan modulus elastisitas,menurunkan reaksi alkali-silika, dan meningkatkan ketahananterhadap serangan sulfat, sedangkan reaksi fly ash yang penelitip g , g f y y g ppakai disini adalah untuk mengurangi bahan material semen yangmahal dengan meningkatkan kuat tekannya. Disini peranan flyash sebagai pozzolan.Pengaruh bahan hyperplasticizer yaitu viscocrete-10 untuk betong yp p y“Self Compacting” adalah beton SCC yang diproduksi selain lebihflowable, setting time atau waktu pengerasan dari SCC tersebutdapat diatur, dan homogenitas dari beton dapat terjaga sehinggamenghasilkan beton dengan bentuk fisik yang lebih baik.Superplasticizer tidak hanya dapat menyebabkan penguranganSuperplasticizer tidak hanya dapat menyebabkan pengurangankebutuhan air dan kemudahannya mengalir, tetapi juga dapatmenjaga efek dispersi dari campuran agregat SCC pada saatwaktu pengangkutan pasta dan pelaksanaan, cara kerjasuperplaticizer ini terdiri dari 2 reaksi yaitu ionisasi dan stericp p yhindrance effect.

Pengaruh bahan silika fume bersamaan dengan superplasticizer adalah penggunaanair pada bahan beton dan adanya bahan silika fume yang mengisi pori pori sertaair pada bahan beton dan adanya bahan silika fume yang mengisi pori-pori sertabersifat pozzolan ini, maka mengakibatkan beton menjadi kedap, awet, danberkekuatan tinggi. Bila beton dianggap terdiri dari batu pecah sebagai frame ataurangka dan pasta semen sebagi matriks pengisinya. Mengenai pasta semen dibagimenjadi dua daerah yaitu daerah tengah dan daerah transisi (transition zone), yaitubatas antara agregat dengan pasta. Daerah tengah biasanya cukup kuat, tetapidaerah transisi sering terjadi bleeding atau kebanyakan air sehingga kadang-kadanglemah dibanding dengan daerah tengah. Dengan adanya silika fume daerah agregatmatriks transisi lebih padat dan kuat sehingga hubungan antara semen pasta danagregat menjadi lebih kompak agregat dan pasta merupakan kesatuan strukturagregat menjadi lebih kompak, agregat dan pasta merupakan kesatuan strukturkomposit yang cukup solid dan kuat. Keuntungan-keuntungan penggunaan silicafume dan superplatisticizer pada campuran beton menurut beberapa hasilpenelitian terdahulu antara lain seperti kekuatan tekan hancurnya lebih tinggi,kekuatan tarik lebih tinggi, rangkaknya lebih kecil, regangan yang terjadi kecil,susutnya kecil, modulus elastisitasnya tinggi, ketahanan terhadap serangan kloridatinggi, ketahanan terhadap keausan tinggi dan permeabilitas lebih kecil

Pengaruh bahan iron slag disini mempengaruhi kuat tekan beton, hal ini dapatterlihat pada kuat tekan terbesar beton tidak pada komposisi agregat normal, tetapipada agregat dengan komposisi dimana terdapat iron slag yaitu komposisi 22pada agregat dengan komposisi dimana terdapat iron slag, yaitu komposisi 22dengan kuat tekan terbesar 65,33 Mpa (umur 28 hari). Peranan iron slag disinisebagai filler atau pengisi dan pengganti sebagian agregat halus

Dari hasil penelitian dapat diketahui bahwaDari hasil penelitian dapat diketahui bahwapada kuat tekan umur 56 hari terdapatpeningkatan yang cukup signifikan, sehingga

k li i l j d di li iuntuk penelitian selanjutnya dapat ditelitilagi untuk kuat tekan umur 91 hariUntuk mendapatkan regresi yang lebihUntuk mendapatkan regresi yang lebihsempurna diharapkan penelitian selanjutnyaagar lebih banyak komposisi yang dibuat mix designnya termasuk dengan persentase tiapkomposisi agar lebih variatif.