i

Pengaruh Jenis Serat Limbah Industri terhadap

Pengerjaan dan Pengaliran Beton Memadat Mandiri

Influence of Type of Industrial Product Waste Fibres on The Workability and

Flowability of Self Compacting Concrete

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar sarjana teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Disusun oleh:

MUHAMMAD SYARIF ALAYDRUS I 0106102

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

Pengaruh Jenis Serat Limbah Industri terhadap

Pengerjaan dan Pengaliran Beton Memadat Mandiri

Influence of Type of Industrial Product Waste Fibres on The Workability and

Flowability of Self Compacting Concrete

Disusun oleh :

MUHAMMAD SYARIF ALAYDRUS I 0106102

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan

Dosen Pembimbing

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT Purnawan Gunawan, ST, MT NIP. 19671001 199702 1 001 NIP. 19731209 199802 1001

iii

Pengaruh Jenis Serat Limbah Industri terhadap

Pengerjaan dan Pengaliran Beton Memadat Mandiri

Influence of Type of Industrial Product Waste Fibres on The Workability and

Flowability of Self Compacting Concrete

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh :

MUHAMMAD SYARIF ALAYDRUS NIM. I 0106102

Telah dipertahankan dihadapan tim pengujian pendadaran Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari Kamis, 15 Juli 2010 :

Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT ……………………………... NIP. 19671001 199702 1 001 Purnawan Gunawan, ST, MT …………………………….. NIP. 19731209 199802 1 001 Stefanus Adi Kristiawan, ST, MSc, PhD ……………………………. NIP. 19690501 199512 1 001 Wibowo, ST, DEA …………………………….. NIP. 19681007 199502 1 001

Mengetahui, Disahkan, a.n. Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik Sipil Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001

iii

MOTTO

“Hidup itu indah dan wajib kita syukuri”

“Salah satu tanda-tanda orang yang beriman adalah

orang yang menjauhkan diri dari perkataan dan

perbuatan yang tiada gunanya(QS Al-Mukminun: 3)”

“Beribadahlah seakan-akan kita besok akan mati

dan bekerjalah seakan-akan kita akan hidup

selamanya”

“jika kita menyayangi seseorang, maka kita harus

melindungi dan menjaganya”

iii

PERSEMBAHAN

Pada kesempatan ini perkenankanlah saya mengucapkan rasa hormat

dan terima kasih yang setulusnya kepada kedua orang tua saya tercinta

Ayahanda Drs. Med. Abdul Kadir Alaydrus dan Ibunda Waryuni

Herawati yang telah membesarkankan dan mendidik saya hingga saya

dapat menyelesaikan pendidikan saya dan InsyaAllah beliau diberi

kebahagiaan dunia dan akhirat.

Terima kasih saya ucapkan kepada kakek dan nenek dari ayah saya,

Habib Ali Alaydrus (Alm) dan jiddah Siti Fatimah Alaydrus (Alm)

yang sempat memberikan nasehat untuk terus belajar dan menjadi

orang sukses.

Terima kasih saya ucapkan kepada kepada kakek dan nenek dari ibu

saya, Warsidi (Alm) dan Siti Amanah yang memberikan pengalaman

beliau dalam hidup dan dukungannya untuk belajar.

Terima kasih saya sampaikan kepada Dr. Abkar Raden, dr, SpOG (K)

yang mana beliau telah memberikan dukungan moral dan motifasi

kepada saya.

Terima kasih kepada Direktur SDM PT. Wijaya Karya, Ir. Tonny

Warsono, MM yang mana beliau banyak memberikan motifasinya dan

beliau adalah inspirasi saya untuk menjadi orang sukses.

Terima kasih saya ucapkan kepada Manajer Rekrutmen dan

penempatan, Ibu Noeraini Poerwadi yang memberikan dorongan dan

v

iii

dukungannya agar saya dapat segera menyelesaikan pendidikan saya

dan segera bergabung dengan PT. Wijaya Karya.

Terima kasih saya ucapkan kepada mentor MDL saya, Bpk Ronny

Hari Susanto yang telah membimbing dan memberikan banyak

pengalamannya kepada saya selama saya mengikuti program MDL

PT. Wijaya Karya.

Terima kasih saya sampaikan kepada kakak saya tercinta Jamilah

Rose Alaydrus dan adik saya tercinta Muhammad Mahdi Alaydrus

yang selalu membantu dan mendukung saya hingga saya dapat

menyelesaikan pendidikan saya.

Terima kasih saya sampaikan kepada Ibu Dra. Warsini sekeluarga

yang turut membantu memperlancar jalannya penelitian ini.

Akhirnya saya ucapkan terima kasih kepada teman-teman saya,

Muhammad Agus Falahudin, Kunto Adrianto, Dyah Kurnia

Primasasti, Wirasto Mukti N, Eko Aristiyawan, Esa Bahtera,

Muhammad Hasan S, Dina Rachmayati, Farid Al’alimi, Ratna

Dwiyani, Rika Rinayanti, Samuri, Saptadhi, Pamuko Aditya R,

Danang Adiamintoro, Muhammad Anshori, Paramita Mega Putri,

Annisa Kusumawati, Alve Yunus, Eko Hindaryanto, Setyo Purnomo,

Arisita Putri, Awaludin F Aryanto, Dimas Agung, Rosyid Ridho dan

Teman-teman Sipil 2006, yang telah banyak memberi pengalaman

yang sangat berharga dalam hidup ini.

Terima kasih kepada Laboran Bahan Bapak Pardi yang turut

membantu saya dalam melakukan penelitian di laboratorium Bahan.

vi

iii

ABSTRAK Muhammad Syarif Alaydrus, 2010. Pengaruh Jenis Serat Limbah Industri terhadap Pengerjaan dan Pengaliran Beton Memadat Mandiri. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penambahan serat pada beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete, SCC) adalah salah satu upaya memaksimalkan kinerja beton segar, dengan resiko menurunkan kinerja pengerjaan (workability), aliran (flowability), dan kemampuan melewati celah antar tulangan (passingability). Penelitian ini bertujuan mempelajari hasil dari pengerjaan dan aliran beton memadat mandiri dengan tambahan serat berbahan limbah kaleng, plastik, dan ban bekas. Limbah industri seperti kaleng, plastik, dan ban bekas dapat diolah menjadi serat untuk dipakai sebagai bahan tambah beton. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total 19 campuran yang terdiri dari 7 campuran tanpa serat dan 12 campuran dengan tambahan serat. Sebanyak 7 campuran beton tanpa serat tersebut, dipilih satu campuran yang memiliki workability, flowability, dan passingability terbaik. Campuran terbaik tersebut ditambah dengan kadar serat 0,5%; 1 %; dan 1,5% terhadap volume beton. Kinerja workability, flowability, dan passingability diukur dengan 5 (lima) metode yaitu: Flow table test, J-ring flow table test, L-box test, Box type test, dan V-funnel test. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin besar prosentase kadar serat yang ditambahkan ke dalam beton, maka penurunan kinerja workability, flowability, dan passingability semakin besar pula. Urutan penurunan kinerja beton segar dari kecil ke besar adalah beton segar dengan tambahan serat ban bekas, plastik, dan kaleng. Dari analisis hasil, penurunan workability, flowability, dan passingability cenderung lebih besar pada beton memadat mandiri berserat kaleng dengan dengan dosis serat 34,5 kg/m3 (1,5% volume beton). Jumlah serat yang terlalu banyak, menyebabkan permukaan komponen padat beton menjadi lebih luas yang mana menurunkan lubrikasi antar agregat-serat dan antar serat-serat. Pertautan antar serat dengan agregat cenderung menyebabkan friksi geser antar material yang lebih besar. Akibatnya, keberadaan serat menurunkan pengerjaan dan pengaliran beton memadat mandiri. Kata kunci: beton memadat mandiri, limbah industri, pengaliran dan pengerjaan

iii

ABSTRACT

Muhammad Syarif Alaydrus, 2010. Influence of Type of Industrial Product Waste Fibre on the Workability and Flowability of Self Compacting Concrete. Department of Civil Engineering, University of Sebelas Maret, Surakarta.

The addition of fiber in Self Compacting Concrete is one effort to maximize the performance of fresh concrete, with a lower risk of workability, flowability, and passingability through the gap between the reinforcement. This research aimed to access the workability and flowability of Self Compacting Concrete containing fiber that made from waste material such as tire, cans, and plastic. Industrial waste such as cans, plastics, and tire material can be recycled to become fibers and can be used as an additive material into concrete.

This research used the experimental method with a total of 19 mixtures consisting of seven mixtures without fibers and 12 mixtures with additional fibers.The best mixture regards workability, flowability, and passingability was choosen from the seven mixture without fiber. This mixture than was added with the fiber 0.5%, 1%, and 1.5% of the concrete volume. Performance of workability, flowability, and passingability were measured with five methods: Flow table test, J-ring flow table test, L-box test, Box-type test, and V-funnel test.

The test results shows that the greater the percentage of fiber added into the concrete, decrease greater performance of workability, flowability, and passingability of mixture. From the result analysis, the decrease of workability, flowability, and passingability concrete tend to be higher in Self Compacting Concrete mixed with cans with a dose of 34.5 kg/m3 (1.5% of the concrete volume). The reason is number of fibers in mixture are too much, causing the surface of the solid components becomes concrete which reduce lubrication between fibers and aggregate-fiber. The linkage among fibers with aggregates tend to cause higher friction between the material. Consequently, the presence of fibers reduce the workability and flowability of Self Compacting Concrete.

Keywords: flowability, industrial waste, self compacting concrete and workability

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan YME atas segala berkat-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini.

Penyusunan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar

kesarjanaan S-1 pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret,

Surakarta. Penulis mengambil tugas akhir dengan judul ”Pengaruh Jenis Serat Limbah

Industri terhadap Pengerjaan dan Pengaliran Beton Memadat Mandiri”, yang bertujuan

untuk mengetahui pengaruh yang diberikan serat limbah produk industri yang ditinjau

dari segi pengerjaan dan pengaliran pada beton memadat mandiri. Skripsi ini merupakan

bagian dari penelitian Dr(Techn). Ir. Sholihin As’ad, MT mengenai ”Pengembangan Kanal

Fleksibel Berbahan Beton memadat mandiri Berserat Limbah kaleng dan Limbah Plastik”.

Penulis, menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka rasanya

sulit mewujudkan laporan tugas akhir ini. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis

ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua saya Ayahanda Drs. Med. Abdul Kadir Alaydrus dan Ibunda Waryuni

Herawati.

2. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

3. Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret,

Surakarta.

4. Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT selaku dosen pembimbing I.

5. Purnawan Gunawan, ST, MT selaku dosen pembimbing II.

6. Dr(Eng). Ir. Syafi’I, MT selaku dosen pembimbing akademis.

7. Tim penguji pada ujian pendadaran tugas akhir.

8. Segenap staf Laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,

Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

iii

9. Segenap staf pengajar Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas

Maret, Surakarta.

10. PT. Wijaya Karya (persero) Tbk.

11. Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Sipil angkatan 2006 Universitas Sebelas

Maret, Surakarta.

12. Semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung,

yang tidak dapat penulis sebut satu per satu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu saran dan

kritik yang membangun akan penulis terima demi kesempurnaan penelitian selanjutnya.

Surakarta, Juli 2010

Penulis

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL................................................................................................i

HALAMAN PERSETUJUAN................................................................................ii

HALAMAN PENGESAHAN................................................................................iii

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

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

ABSTRAK............................................................................................................vii

KATA PENGANTAR............................................................................................ix

DAFTAR ISI..........................................................................................................xi

DAFTAR TABEL................................................................................................xiv

DAFTAR GAMBAR...........................................................................................xvi

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL..................................................................xviii

DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................xix

BAB 1. PENDAHULUAN......................................................................................1

1.1. Latar Belakang Masalah....................................................................................1

1.2. Rumusan Masalah.............................................................................................4

1.3. Batasan Masalah...............................................................................................4

1.4. Tujuan Penelitian..............................................................................................5

1.5. Manfaat Penelitian............................................................................................5

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI................................6

2.1. Tinjauan Pustaka...............................................................................................6

2.1. Landasan Teori................................................................................................10

2.2.1. Beton Memadat Mandiri .............................................................................10

2.2.2. Beton Serat ..................................................................................................11

2.2.3. Beton Serat Memadat Mandiri.....................................................................13

2.2.4. Material Penyusun Beton Serat Memadat Mandiri......................................13

2.2.4.1. Semen Portland ........................................................................................13

2.2.4.2. Agregat .....................................................................................................14

2.2.4.3. Air ........................................................................................................18

2.2.4.4. Serat...........................................................................................................19

2.2.4.5. Superplasticizer (Viscocrete 10)................................................................19

2.2.4.6. Abu Terbang (fly ash) ...............................................................................20

2.2.5. Beton Segar ..................................................................................................21

2.2.5.1. Sifat Beton Segar ......................................................................................21

2.2.6. Parameter Beton Memadat Mandiri.............................................................22

BAB 3. METODE PENELITIAN.........................................................................26

3.1. Tinjauan Umum...............................................................................................26

3.2. sampel Uji........................................................................................................26

3.3. Alat..................................................................................................................29

3.4. Tahap Penelitian...............................................................................................30

3.5. Pengujian Bahan Dasar Beton........................................................................34

3.6. Perancangan Campuran Beton (Mix Design) .................................................34

3.7. Pembuatan sampel Uji.....................................................................................32

3.8. Pengujian Papan Aliran (Flow table) ..............................................................35

3.9. Pengujian Papan Aliran dengan Penghalang (J-ring flow table).....................36

3.10. Pengujian L-box............................................................................................ 37

3.11. Pengujian Box type....................................................................................... 39

3.12. Pengujian V-funnel........................................................................................ 40

BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN......................................... 41

4.1. Hasil Pengujian Bahan.....................................................................................41

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus.....................................................................41

4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar.....................................................................43

4.2. Perancangan Campuran Adukan Beton...........................................................45

4.3. Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri Tanpa Serat...................................47

4.3.1. Hasil Pengujian Flow table..........................................................................47

4.3.2. Hasil Pengujian J-ring flow table.................................................................49

4.3.3. Hasil Pengujian L-box...................................................................................51

4.3.4. Hasil Pengujian Box type..............................................................................52

4.3.5. Hasil Pengujian V-funnel..............................................................................52

4.4. Analisa Beton Memadat Mandiri terbaik........................................................54

4.5. Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri dengan Tambahan Serat...............58

xi

4.5.1. Hasil Pengujian Flow table..........................................................................58

4.5.2. Hasil Pengujian J-ring flow table..................................................................61

4.5.3. Hasil Pengujian L-box...................................................................................63

4.5.4. Hasil Pengujian Box type..............................................................................66

4.5.5. Hasil Pengujian V-funnel..............................................................................68

4.6. Rekapitulasi Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri dengan Tambahan

Serat.................................................................................................................69

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................70

5.1. Kesimpulan .....................................................................................................72

5.2. Saran................................................................................................................73

DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................xx

LAMPIRAN...........................................................................................................xxi

xii

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Jenis semen portland di Indonesia sesuai SII 0013-81.............................14

Tabel 2.2. Batasan susunan butiran agregat halus.....................................................16

Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar.............................................................17

Tabel 2.4. Data teknis Sika Viscocrete 10.................................................................20

Tabel 2.5. Parameter untuk pengujian beton memadat mandiri tanpa serat..............24

Tabel 2.6. Parameter untuk pengujian beton serat memadat mandiri........................25

Tabel 3.1. Rincian sampel uji beton memadat mandiri tanpa tambahan serat...........27

Tabel 3.2. Rincian sampel uji beton serat memadat mandiri.....................................28

Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus...................................................................41

Tabel 4.2. Hasil pengujian gradasi agregat halus......................................................42

Tabel 4.3. Hasil pengujian agregat kasar...................................................................43

Tabel 4.4. Hasil pengujian gradasi agregat kasar......................................................43

Tabel 4.5. Proporsi campuran adukan beton memadat mandiri tanpa tambahan

serat untuk setiap variasi per 1 m3...........................................................45

Tabel 4.6. Proporsi campuran adukan beton memadat mandiri untuk setiap

variasi tiap 1 kali adukan........................................................................45

Tabel 4.7. Proporsi kebutuhan serat untuk setiap variasi beton memadat madiri.....46

Tabel 4.8. Nilai slump flow dari berbagai variasi perbandingan agregat dan

kadar fly ash pada uji Flow table...........................................................47

Tabel 4.9. Nilai slump flow dari berbagai variasi perbandingan agregat dan

kadar fly ash pada uji J-ring flow table................................................49

Tabel 4.10. Nilai waktu aliran dan h2/h1 dari berbagai variasi perbandingan

agregat dan kadar fly ash pada uji L-box.................................................51

Tabel 4.11. Nilai h2/h1 dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar

fly ash pada uji Box type........................................................................52

Tabel 4.12. Nilai waktu dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar

fly ash pada uji V-funnel.....................................................................53

Tabel 4.13. Analisa beton memadat mandiri terbaik..................................................56

Tabel 4.14. Nilai slump flow BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat

pada uji Flow table..................................................................................58

Tabel 4.15 Nilai slump flow BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat

pada uji J-ring flow table.....................................................................61

Tabel 4.16. Nilai waktu aliran dan rasio permukaan BSTS dari berbagai variasi

jenis dan kadar serat pada uji L-box........................................................63

Tabel 4.17. Nilai rasio permukaan BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar

serat pada uji Box type...........................................................................66

Tabel 4.18. Nilai waktu aliran BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar

serat pada uji V-funnel............................................................................68

Tabel 4.19. Rekapitulasi hasil pengujian beton serat memadat mandiri....................70

xiv

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Limbah produk industri berupa plastik, kaleng, dan ban bekas.......2

Gambar 1.2. Limbah plastik, karet dan ban bekas yang telah diolah

menjadi serat plastik, kaleng, dan ban bekas..................................2

Gambar 2.1. Penggunaan beton memadat mandiri di Jepang...............................7

Gambar 2.2. Hubungan antara deformability dan viscosity..................................8

Gambar 3.1. Sampel uji beton memadat mandiri tanpa serat.............................28

Gambar 3.2. Bagan alir tahap-tahap penelitian...................................................32

Gambar 3.3. Pencampuran beton untuk pembuatan benda uji............................35

Gambar 3.4. Pengujian nilai slump flow beton segar pada flow table.................36

Gambar 3.5. Pengujian nilai slump flow beton segar pada J-ring flow table.....37

Gambar 3.6. Pengujian beton segar pada L-box..................................................38

Gambar 3.7. Pengujian beton segar pada Box type.............................................39

Gambar 3.8. Pengujian beton segar pada V-funnel.............................................40

Gambar 4.1. Gradasi agregat halus.....................................................................42

Gambar 4.2. Gradasi agregat kasar.....................................................................44

Gambar 4.3. Agregat kasar..................................................................................44

Gambar 4.4. Hubungan waktu aliran (t500) pada variasi perbandingan agregat

dan kadar fly ash pada uji Flow table.............................................47

Gambar 4.5. Hubungan diameter aliran pada variasi perbandingan agregat

dan kadar fly ash pada uji Flow table.............................................48

Gambar 4.6. Hubungan kecepatan aliran pada variasi perbandingan

agregat dan kadar fly ash pada uji Flow table................................48

Gambar 4.7. Hubungan waktu aliran (t500) pada variasi perbandingan agregat

dan kadar fly ash pada uji J-ring flow table.................................. 49

Gambar 4.8. Hubungan diameter aliran pada variasi perbandingan agregat

dan kadar fly ash pada uji J-ring flow table....................................50

Gambar 4.9. Hubungan kecepatan aliran pada variasi perbandingan agregat

dan kadar fly ash pada uji J-ring flow table...................................50

Gambar 4.10. Hubungan waktu aliran pada variasi perbandingan agregat dan

kadar fly ash pada uji L-box...........................................................51

Gambar 4.11. Hubungan h2/h1 pada variasi perbandingan agregat dan kadar

fly ash pada uji L-box....................................................................52

Gambar 4.12. Hubungan h2/h1 pada variasi perbandingan agregat dan kadar

fly ash pada uji Box type...............................................................53

Gambar 4.13. Hubungan waktu aliran pada variasi perbandingan agregat dan

kadar fly ash pada uji V-funnel.......................................................54

Gambar 4.14. Hasil pengujian waktu aliran (t500) pada variasi jenis dan kadar

serat pada uji Flow table................................................................59

Gambar 4.15. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar

serat pada uji Flow table................................................................59

Gambar 4.16. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar

serat pada uji Flow table................................................................60

Gambar 4.17. Hasil pengujian waktu aliran (t500) pada variasi jenis dan kadar

serat pada uji J-ring flow table.......................................................61

Gambar 4.18. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar

serat pada uji J-ring flow table.......................................................62

Gambar 4.19. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar

serat pada uji J-Ring flow table......................................................62

Gambar 4.20. Hubungan waktu aliran (t200) pada variasi jenis dan kadar

serat pada uji L-box.......................................................................64

Gambar 4.21. Hubungan waktu aliran (t400) pada variasi jenis dan kadar serat

pada uji L-box.................................................................................65

Gambar 4.22. Hubungan h2/h1 pada variasi jenis dan kadar serat pada

uji L-box..........................................................................................65

Gambar 4.23. Hubungan h2/h1 pada variasi jenis dan kadar serat pada

uji Box type....................................................................................66

Gambar 4.23. Hubungan waktu aliran (t) pada variasi jenis dan kadar serat

pada uji V-funnel............................................................................68

xvi

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

ASTM = American Society for Testing and Material

D = Diameter aliran beton (mm)

h2/h1 = Rasio permukaan

PBI = Perencanaan Beton Bertulang Indonesia

SP = Superplasticizer

t = Waktu aliran beton pada V-funnel

t200 = Waktu aliran beton melewati jarak 200 mm pada L-box

t400 = Waktu aliran beton melewati jarak 400 mm pada L-box

t500 = Waktu aliran beton melewati diameter 500 mm

v = Kecepatan aliran (mm/dt)

Vw/Vb = Volume water/volume binder

w/b = Water/binder

w/c = Water/cement

xvii

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat

Lampiran B. Perhitungan Rencana Campuran Beton

Lampiran C. Data Hasil Pengujian

Lampiran D. Dokumentasi Penelitian

Lampiran E. Surat-surat Skripsi

xix

LAMPIRAN E SURAT – SURAT SKRIPSI

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Kemajuan teknologi beton sangat pesat seiring dengan tuntutan dunia konstruksi

dan lingkungan. Dunia kinstruksi membutuhkan beton kinerja baik, misalnya

memiliki kuat tekan tinggi, awet, mudah dikerjakan, dan mampu dialirkan.

Tuntutan lingkungan adalah mengurangi emisi CO2 dengan dengan penggunaan

semen pengganti, fly ash, dan material-matrial limbah sebagai agregat.

Salah satu beton ramah lingkungan yang memiliki kinerja baik dalam keadaan

segar (cair) maupun padat (kering) adalah beton memadat mandiri atau yang

sering dikenal dengan sebutan Self Compacting Concrete. Beton memadat mandiri

adalah beton yang mampu untuk mengalir melewati tulangan dan memadat

mandiri tanpa memerlukan proses pemadatan dari luar. Keunggulan beton

memadat mandiri dibandingkan dengan beton konvensional adalah:

a. Ditinjau dari keadaan segar, beton memadat mandiri memiliki kemampuan

mengalir dan memadat mandiri.

b. Pencetakan beton dapat dilakukan tanpa menggunakan alat penggetar beton

(vibrator), sehingga kondisi di proyek pada saat melakukan pemadatan beton

tidak bising.

c. Beton dapat dicetak dengan ukuran yang tipis.

d. Proses pencetakannya jauh lebih cepat dari pada proses pencetakan beton

konvensional.

Beton memadat mandiri berharga lebih mahal dibandingkan dengan beton

konvensional karena menggunakan superplasticizer yang mana harganya cukup

mahal, akan tetapi ditinjau dari segi jumlah pekerja yang sedikit dalam melakukan

pekerjaan pengecoran, teknologi beton memadat mandiri akan lebih efisien untuk

diterapkan di proyek.

1

Selain beton memadat mandiri, terdapat jenis beton yang mempunyai kuat tarik

dan kuat lentur yang lebih baik dibandingkan dengan beton biasa, beton ini

disebut beton serat. Beton serat biasanya digunakan untuk struktur yang

menopang beban dinamis, akan tetapi beton serat mempunyai kelemahan dalam

hal workability yang mana semakin banyak dosis serat yang ditambahkan ke

dalam beton, akan semakin sukar pula pengerjaannya jika ditinjau dari segi beton

segar, maka perlu dilakukan pembatasan dosis serat yang akan dicampurkan ke

dalam beton.

Persoalan perlindungan dan pelestarian lingkungan terus bermunculan sebagai

dampak penggunaan sejumlah produk industri yang mengikuti proses kehidupan

modern masyarakat. Tersedianya limbah roda kendaraan adalah dampak dari

pertumbuhan jumlah kendaraan yang tinggi. Demikian pula banyak ditemukan

limbah kaleng dan plastik karena semakin banyak produk makanan, minuman,

dan sejumlah bahan lain yang diproduksi menggunakan kaleng dan plastik sebagai

bahan pengemas. Bahan tersebut tidak terpakai setelah bahan inti atau bahan

terbungkus dipakai, maka limbah industri berupa plastik, kaleng, dan ban bekas

tersebut akan dimanfaatkan sebagai serat pada beton.

Perlu adanya pemikiran untuk menggabungkan antara teknologi beton memadat

mandiri dan teknologi beton serat dalam menghadapi era teknologi yang

berwawasan lingkungan, yakni menambahkan serat limbah produk industri pada

beton memadat mandiri. Maksud dari penggunaan serat limbah produk industri

sebagai bahan tambah pada beton memadat mandiri diharapkan agar beton

tersebut dapat meningkatkan kuat lentur seperti halnya penambahan serat-serat

pada umumnya. Penggunaan serat limbah produk industri tersebut bertujuan untuk

mendukung program Green Concrete yang sejalan dengan program perlindungan

dan pelestarian lingkungan. Secara visual, limbah produk industri berupa plastik,

kaleng, dan ban bekas dapat dilihat pada Gambar 1.1, sedangkan limbah produk

industri yang telah diolah menjadi serat plastik, serat kaleng, serat ban halus dan

serat ban kasar dapat dilihat pada Gambar 1.2.

Gambar 1.1. Limbah produk industri berupa plastik, kaleng, dan ban bekas

Gambar 1.2. Limbah plastik, karet dan ban bekas yang telah diolah menjadi serat plastik, karet, dan ban bekas

Pembuatan campuran beton berserat memadat madiri tidak sesederhana membuat

campuran beton konvensional. Beton ini sangat sensitif dalam hal perubahan

viskositas (kekentalan) dan dengan adanya campuran serat tentunya akan

mengurangi kemampuan beton memadat mandiri untuk mengalir. Bahan agregat

pencampur, bahan pengisi dan serat memiliki karakter penyerapan air yang

beragam. Hal ini merupakan faktor penting dalam pengaturan kohesivitas

interaksi antar butiran untuk mencapai kekentalan campuran beton yang

diinginkan.

Pada dasarnya, flowability dan passingability merupakan bagian dari workability.

Pengaliran (flowability) pada beton memadat mandiri dengan tambahan serat

sangatlah diperhatikan karena dengan adanya tambahan serat akan mengurangi

kecepatan pengaliran pada beton memadat mandiri. Disamping itu, Kemampuan

melewati celah antar tulangan (passingability) pada beton memadat mandiri

dengan tambahan serat juga diperhatikan karena dengan adanya tambahan serat

akan sedikit menghambat kecepatan pengaliran pada beton memadat mandiri

dalam melewati celah antar tulangan.

Sebagai upaya menjawab permasalahan-permasalahan di atas, penelitian ini

dilakukan untuk mengetahui pengaruh tambahan serat limbah industri terhadap

pengerjaan, pengaliran, dan kemampuan melewati penghalang pada beton

memadat mandiri sebagai beton segar (cair).

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang tersebut dapat disusun rumusan masalah yaitu

bagaimana pengaruh penambahan serat limbah industri pada beton memadat

mandiri ditinjau dari segi pengerjaan (workability), pengaliran (flowability), dan

kemampuan dalam mengisi ruang antar tulangan (passingability).

1.3. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini supaya tidak terlalu luas tinjauannya dan tidak menyimpang

dari rumusan masalah maka perlu adanya pembatasan masalah sebagai berikut:

a. Serat yang digunakan sebagai tambahan pada beton memadat mandiri (Self

Compacting Concrete) adalah serat dari limbah kaleng, limbah plastik dan

limbah ban ( limbah karet halus dan limbah karet kasar) dengan kadar 0,5%;

1,0%; dan 1,5% volume beton.

b. Semen yang digunakan adalah semen portland jenis I.

c. Penelitian ini meninjau kinerja pengerjaan (workability), aliran (flowability),

dan kemampuan melewati penghalang (passingability) pada beton memadat

mandiri sebagai beton segar (cair) yang diberi tambahan serat limbah industri.

d. Beton ini dicampur memanfaatkan pengaturan ukuran agregat.

e. Bahan admixture superplasticizer yang digunakan adalah viscocrete 10.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan Penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan serat

limbah industri pada beton memadat mandiri ditinjau dari segi pengerjaan

(workability), pengaliran (flowability), dan kemampuan dalam mengisi ruang

antar tulangan (passingability).

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Manfaat teoritis

Menambah wawasan dan pengetahuan mahasiswa teknik sipil khususnya

dalam bidang teknologi beton, terutama berkaitan dengan pengaruh

penggunaan serat daur ulang limbah industri berupa plastik, kaleng, dan ban

bekas terhadap pengerjaan dan pengaliran pada beton memadat mandiri (Self

Compactig Concrete).

b. Manfaat praktis

Memberi informasi kepada masyarakat pada umumnya dan dunia teknik sipil

pada khususnya mengenai potensi pemanfaatan limbah plastik, kaleng, dan

ban bekas sebagai serat untuk diolah menjadi bahan campuran beton memadat

mandiri yang mendukung program Global Green Concrete.

6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka Pembuatan beton yang awet, diperlukan kontrol kualitas yang baik dengan

pengecoran yang dikerjakan oleh pekerja. Pemadatan yang intensif diperlukan

untuk menghasilkan beton yang padat. Rongga-rongga udara sering terjebak di

dalam beton sehingga kekuatan maupun daya tahannya relatif lebih rendah.

Kemudian pada tahun 1988, Okamura dan Ozawa membuat beton kinerja tinggi

dengan spesifikasi; (i) sifat beton segar yang dapat memadat mandiri; (ii) pada

umur awal tidak terdapat cacat seperti retak; (iii) setelah mengeras dapat melawan

kerusakan yang ditimbulkan faktor eksternal, beton ini dinamakan beton memadat

mandiri (Self Compacting Concrete). Beton memadat mandiri adalah beton yang

mampu mengalir sendiri yang dapat dicetak pada bekisting dengan tingkat

penggunaan alat pemadat yang sangat sedikit atau bahkan tidak menggunakan alat

pemadat sama sekali. Beton ini memanfaatkan pengaturan ukuran agregat, porsi

agregat, dan admixture superplasticizer untuk mencapai kekentalan khusus yang

memungkinkannya mengalir sendiri tanpa bantuan alat pemadat. Sekali dituang ke

dalam cetakan, beton ini akan mengalir sendiri mengisi semua ruang mengikuti

prinsip gravitasi, termasuk pada pengecoran beton dengan tulangan pembesian

yang sangat rapat. Beton ini akan mengalir ke semua celah di tempat pengecoran

dengan memanfaatkan berat sendiri campuran beton (Ladwing, et.al, 2001).

Terkait dengan hal tersebut, penelitian tentang beton memadat mandiri masih

terus dilakukan hingga sekarang dengan banyak aspek kajian, misalnya keawetan

(durability), permeabilitas dan kuat tekan (compressive strength). Kekuatan tekan

beton kering 102 MPa sudah dapat dicapai karena penggunaan admixture

superplasticizer yang memungkinkan penurunan rasio air-semen (w/c) hingga

nilai w/c = 0,3 atau lebih kecil (Juvas, 2004).

6

7

Aplikasi dari beton memadat mandiri dalam bidang konstruksi sudah dilaporkan

di Jepang sejak tahun 2000. Sebagian besar penggunaan beton memadat mandiri

adalah untuk beton pracetak dan ready mix. Tren penggunaan beton memadat

mandiri di Jepang dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Penggunaan beton memadat mandiri di Jepang

Hanya saja, untuk membuat campuran beton memadat mandiri yang baik, metode

mix design konvensional tidak dapat lagi dipergunakan. Oleh karena itu, desain

campuran yang digunakan mengacu pada material yang sudah tersedia pada

pabrik beton ready mix. Kadar agregat kasar dan agregat halus ditentukan terlebih

dahulu dan pemadatan sendiri dapat diperoleh dengan mengatur faktor air-bahan

pengikat dan dosis superplasticizer saja. Okamura dan Ozawa (1995)

menyarankan spesifikasi beton memadat mandiri antara lain; (i) agregat kasar

yang digunakan adalah 50% volume solid, agar mortar dapat melewati sela-sela

dari agregat kasar yang kurang rapat tersebut; (ii) volume agregat halus ditetapkan

hanya 40% dari volume total mortar, yang bertujuan mengisi pori dari agregat

kasar; (iii) rasio volume untuk air dan bahan pengikat ditetapkan antara 0,9 hingga

1 tergantung pada sifat pada bahan pengikatnya dan; (iv) dosis superplasticizer

dan faktor air-bahan pengikat ditentukan setelahnya untuk mendapatkan

pemadatan secara mandiri.

Selain itu, untuk mendapatkan beton memadat mandiri dengan deformabilitas

tinggi dan kemungkinan segregasi yang rendah, maka diatur agar beton (i)

mempunyai kadar agregat yang rendah, (ii) faktor air-bahan pengikat (semen dan

material lainnya) yang rendah dan (iii) menggunakan superplasticizer. Jika jumlah

Jumlah SCC(x1000m3)

Tahun

Ready mix Pracetak

8

agregat dikurangi, maka pasta dan mortar beton meningkat sehingga jumlah friksi

antar agregat menjadi berkurang dan beton dengan mudah berdeformasi. Pada

kondisi demikian, dengan kekentalan (viskositas) yang dapat dipertahankan maka

beton memadat mandiri akan memadat sendiri dan tidak mengalami segregasi

(Ouchi et.al, 2003).

Deformability dan viscosity sangat berpengaruh dalam pembuatan beton memadat

mandiri. Dibutuhkan deformability yang tinggi dan segregasi yang rendah untuk

mendapatkan beton memadat mandiri yang berkinerja tinggi. Grafik hubungan

antara deformability dan viscosity dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Hubungan antara deformability dan viscosity

Gambar 2.2 menunjukkan bahwa semakin landai suatu garis pada grafik diatas,

maka deformability akan semakin tinggi dan viscosity akan semakin rendah

(Okamura, H, & Ouchi, M, 2003).

Pada dasarnya, kemampuan mengalir dengan tingkat ketahanan terhadap segregasi

yang tinggi pada beton memadat mandiri disebabkan oleh dua resep kunci sebagai

berikut:

a. Penggunaan superplasticizer yang memadai dengan sangat ketat dan mengatur

komposisi agregat pada campuran.

b. Rasio air-semen (w/c-ratio) yang rendah dengan mengendalikan volume

agregat yang dikombinasikan dengan agregat pengisi 0,125 mm menyebabkan

campuran beton ini tidak mudah mengalami segregasi.

deformability

Peningkatan Vw/Vb

viscosity

9

Perbedaan utama beton memadat mandiri dengan beton konvensional adalah

penggunaan porsi bahan pengisi yang cukup besar, sekitar 40 % dari volume total

campuran beton, pada komposisi campuran beton. Bahan pengisi ini adalah pasir

butiran halus dengan ukuran butiran maksimum (dmax ) ≤ 0,125 mm. Porsi besar

bahan pengisi ini menyebabkan campuran beton cenderung berprilaku sebagai

pasta. Penggunaan superplasticizer yang memadai, biasanya berbahan

polycarboxylate, memungkinkan penggunaan air pada campuran dapat dikurangi,

namun pengurangan pengerjaan (workability) dan kemampuan pengaliran

(flowability) campuran beton dapat dijaga. Bahan pengisi tambahan lain yang

digunakan dalam penbuatan beton memadat mandiri adalah abu terbang (fly ash),

silika fume, terak (blastfurnace slag), metakaolin dan lain-lain (Hela dan

Hubertova, 2006).

Hanya saja, pengunaan fly ash yang semakin banyak cenderung memperkecil

diameter maksimum pengaliran beton segar dan juga memperlambat pengaliran

sebagaimana slump flow 500 mm. Pada pengujian beton memadat mandiri dengan

kadar fly ash yang besar, nilai rata-rata diameter maksimum yang dicapai adalah

570 mm, sedangkan komposisi beton memadat mandiri dengan kadar fly ash yang

lebih rendah mencapai 590 mm. Dengan demikian, semakin banyaknya fly ash

yang ditambahkan ke dalam beton memadat mandiri, aliran beton cenderung lebih

lambat (Sugiharto dan Kusuma, 2001).

Di sisi lain, terdapat teknologi beton yang lain yaitu beton serat, beton serat

didefinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran semen, agregat, air, dan

sejumlah serat yang disebar secara random. Ide dasar beton serat adalah

menulangi beton dengan fiber yang disebarkan secara merata ke dalam adukan

beton, dengan orientasi random sehingga dapat mencegah terjadinya retakan-

retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik baik akibat panas hidrasi maupun

akibat pembebanan (Soroushian dan Bayashi, 1987).

Beton serat mempunyai kelebihan daripada beton tanpa serat dalam beberapa sifat

strukturnya, antara lain keliatan (ductility), ketahanan terhadap beban kejut

10

(impact resistance), kuat tarik dan kuat lentur (tensile and flexural strength),

kelelahan (fatigue life), kekuatan terhadap pengaruh susut (shrinkage), dan

ketahanan terhadap keausan (abration) (Soroushian dan Bayashi, 1987).

Serat pada umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5 dan 500 µm

(mikro meter), dan panjang sekitar 25 mm sampai 100 mm. Bahan serat dapat

berupa: serat asbestos, serat tumbuh-tumbuhan (rami, bambu, ijuk), serat plastik

(polypropylene), atau potongan kawat baja (Tjokrodimuljo, 1996).

Maka, dengan adanya pengabungan antara teknologi beton memadat mandiri (Self

Compacting Concrete) dengan teknologi beton serat terbukti memperbaiki kinerja

beton berupa peningkatan kuat tarik, ketahanan terhadap retak di umur awal,

ketahanan terhadap impak dan ketahanan terhadap pembakaran (As’ad, 2008).

Hanya saja, kemudahan pengerjaan (workability) menurun secara signifikan pada

campuran beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) yang mengandung

serat dibandingkan dengan beton memadat mandiri tanpa serat. As’ad (2008)

melaporkan hasil pengujian beton serat memadat mandiri dengan uji Flow table

dan J-ring flow table. Hasil pengujian beton segar tanpa serat mampu mengalir

dan menyebar dengan diameter 675 mm di kedua alat uji, flow table dan J-Ring

flow table, sedangkan campuran beton dengan tambahan serat mengalir dengan

diameter rata-rata adalah 552 mm hingga 640 mm.

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Beton Memadat Mandiri

Beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) adalah beton yang mampu

mengalir sendiri yang dapat dicetak pada bekisting dengan tingkat penggunaan

alat pemadat yang sangat sedikit atau bahkan tidak menggunakan alat pemadat

sama sekali. Beton ini dicampur memanfaatkan pengaturan ukuran agregat, porsi

11

agregat, dan admixture superplasticizer untuk mencapai kekentalan khusus yang

memungkinkannya mengalir sendiri. Beton memadat mandiri merupakan

penelitian yang sudah lama dilakukan di Jepang mulai era tahun 1980-an. Dalam

perkembangannya di masyarakat luas, beton memadat mandiri ini menawarkan

banyak hal, diantaranya pengerjaan pemadatan beton di lapangan tanpa

memerlukan pekerja pemadat yang lebih banyak dan beton memadat mandiri ini

juga dapat memenuhi tuntutan desainer untuk mewujudkan suatu struktur dengan

tulangan yang kompleks. Beton memadat mandiri ini mampu mengalir melewati

celah antar tulangan yang rumit tanpa vibrator karena viskositas atau kekentalan

beton segar yang terkendali. Dalam pembuatan beton memadat mandiri, perlu

pengendalian penggunaan superplasticizer supaya diperoleh kekentalan khusus

yang memungkinkan beton ini dapat mengalir. Selain itu, dengan ukuran agregat

kasar yang tidak terlalu besar, beton ini jauh lebih mudah mengalir melewati celah

antar tulangan.

2.2.2. Beton Serat

Beton serat adalah bahan komposit yang terdiri dari beton dan serat (fiber).

Perilaku beton serat menunjukkan kinerja yang lebih baik daripada beton

konvensional, dalam menahan beban dan kemampuan yang lebih besar bila

dibandingkan dengan beton konvensional. Ide dasar beton serat adalah menulangi

beton dengan serat yang tersebar merata dengan orientasi random. Serat yang

dicampurkan ke dalam adukan beton akan mengakibatkan terjadinya lekatan

antara serat dengan pasta semen, sehingga pasta semen akan semakin kokoh dan

stabil dalam menahan beban karena aksi serat (fiber bridging) yang mengikat

disekelilingnya. Peningkatan sifat struktural yang diperlihatkan oleh beton serat

dipengaruhi oleh:

a. Orientasi penyebaran

Fibre dispersion adalah teknik pencampuran adukan agar serat yang

ditambahkan dapat tersebar merata dengan orientasi random dalam beton.

Arah penyebaran serat yang random dan terdistribusi secara merata dan baik

12

akan menyebabkan peningkatan sifat struktural yang optimal. Karena itu perlu

diperhatikan metode penyebaran dan pencampuran serat ke dalam adukan

beton, konsentrasi, dan aspek rasio serat.

b. Lekatan pada alur retakan

Ukuran serat yang pendek dan tidak menerus memungkinkan terjadinya alur

retak tidak melewati serat sehingga lekatan antara serat dan partikel penyusun

beton dalam komposit tidak optimal. Apabila lekatan serat yang terjadi pada

massa beton lebih kecil daripada kuat tarik serat maka kekuatan beton serat

akan ditentukan oleh kuat lekat serat (bond strength).

c. Panjang tertanam serat yang tidak teratur (random/acak)

Gaya aksial yang diakibatkan oleh tegangan lekat serat pada pasta semen

merupakan fungsi dari panjang tertanam minimum serat pada bidang retak.

Panjang tertanam serat ini juga tidak teratur.

Pengaruh penambahan serat ke dalam adukan beton tergantung pada hal-hal

sebagai berikut:

a. Jenis (ukuran dan bentuk) serat

Sebenarnya semua jenis serat dapat digunakan sebagai bahan tambah yang

dapat memperkuat atau memperbaiki sifat-sifat beton. Penggunaannya

tergantung dari maksud penambahan serat ke dalam beton baik bahan alami

atau buatan. Selain itu, ketahanan suatu jenis serat terhadap alkali juga harus

diperhatikan.

b. Aspek rasio serat

Aspek rasio serat merupakan perbandingan antara panjang dan diameter serat.

Rasio perbandingan panjang dan diameter ini juga mempengaruhi kekuatan

beton berserat. Zollo (1997) mengisyaratkan bahwa aspek rasio serat

bervariasi kira-kira 40 sampai 1000, tetapi biasanya kurang dari 300.

c. Konsentrasi serat

Penambahan konsentrasi serat yang terlalu banyak ke dalam adukan beton

akan terjadi penggumpalan yang akan menghalangi penyebaran secara merata

ke seluruh beton dan menyulitkan pekerjaan beton segar. Dalam penelitian ini

13

prosentase serat yang ditambahkan ke dalam adukan beton sebesar 0,5%; 1%;

dan 1,5 % dari volume adukan beton.

2.2.3. Beton Serat Memadat Mandiri

Beton serat memadat mandiri (Fibre Reinforced Self Compacting Concrete, FR-

SCC) adalah beton memadat mandiri yang ditambah bahan serat untuk

mengoptimalkan kinerja beton memadat mandiri tersebut sebagai beton keras.

Hanya saja terdapat persoalan dalam upaya kombinasi penggunaan beton

memadat mandiri (Self Compacting Concrete) dengan serat. Beton memadat

mandiri memerlukan perhatian khusus dalam pembuatannya. Beton ini sangat

sensitif terhadap perubahan proporsi komposisi bahan campuran dan kandungan

air. Demikian halnya penggunaan serat pada beton, dosis yang berlebihan akan

menurunkan kinerja beton segar. Karenanya, mencampurkan serat ke dalam beton

memadat mandiri beresiko menurunkan pengerjaan (workability) dan

pengalirannya (flowability).

2.2.4. Material Penyusun Beton Serat Memadat Mandiri

2.2.4.1. Semen Portland

Semen portland adalah semen hidrolik yang dihasilkan dengan cara mengguling

klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu

atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-

sama dengan bahan utamanya. (ASTM C-150, dalam Mulyono, 2004). Fungsi

semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang

padat dan juga untuk mengisi rongga-rongga antar butir agregat. Empat unsur

yang paling penting dalam semen adalah:

a. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO3

b. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2

c. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3

d. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.FeO2

14

Jenis-jenis semen portland yang sering digunakan dalam konstruksi serta

penggunaannya dicantumkan dalam Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Jenis semen portland di Indonesia sesuai SII 0013-81

Jenis Semen Karakteristik Umum

Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-jenis lain

Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi

Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan panas hidrasi yang rendah

Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

2.2.4.2. Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi

dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60%-70%

dari volume mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu

bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton (Mulyono, 2004).

Berdasarkan ukuran besar butirnya, agregat yang dipakai dalam adukan beton

dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar. Batasan

antara agregat kasar dengan agregat halus berbeda antara disiplin ilmu yang satu

dengan yang lain. British Standard dan ASTM memberikan batasan agregat halus

adalah butiran dengan diameter lebih kecil dari 4,8 mm dan 4,75 mm.

a. Agregat Halus

Agregat halus yang digunakan untuk membuat beton memadat mandiri sama

dengan agregat halus yang digunakan untuk membuat beton konvensional.

15

Menurut Tjokrodimuljo (1996), agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil

(antara 0,15 mm dan 5 mm). Pemilihan agregat halus harus benar-benar

memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Komposisi agregat halus sangat

menentukan dalam hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength),

dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan

pembentuk mortar bersama semen dan air, berfungsi mengikat agregat kasar

menjadi satu kesatuan yang kuat dan padat.

Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 33, syarat-syarat agregat halus (pasir) adalah

sebagai berikut :

1) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran tajam dan keras, bersifat kekal dalam

arti tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti panas matahari dan

hujan.

2) Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% terhadap jumlah

berat agregat kering. Apabila kandungan lumpur lebih dari 5%, agregat halus

harus dicuci terlebih dahulu.

3) Agregat halus tidak boleh mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak.

Hal demikian dapat dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams Header

dengan menggunakan larutan NaOH.

4) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran yang beranekaragam besarnya dan

apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1

(PBI 1971), harus memenuhi syarat sebagai berikut:

a) Sisa di atas ayakan 4 mm, harus minimum 2% berat.

b) Sisa di atas ayakan 1 mm, harus minimum 10% berat.

c) Sisa di atas ayakan 0,25 mm, harus berkisar antara 80%-90% berat.

Pasir di dalam campuran beton sangat menentukan kemudahan pengerjaan

(workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton

yang dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu pasir harus

dikendalikan. Oleh karena itu pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi

dan persyaratan yang ditentukan. Batasan susunan butiran agregat halus dapat

dilihat pada Tabel 2.2.

16

Tabel 2.2. Batasan Susunan butiran agregat halus Ukuran saringan

(mm) Persentase lolos saringan

Daerah 1 Daerah 2 Daerah 3 Daerah 4 10,00 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15

100 90-100 60-95 30-70 15-34 5-20 0-10

100 90-100 75-100 55-90 35-59 8-30 0-10

100 90-100 85-100 75-100 60-79 12-40 0-10

100 95-100 95-100 90-100 80-100 15-50 0-15

Keterangan:

Daerah 1 : Pasir kasar

Daerah 2 : Pasir agak kasar

Daerah 3 : Pasir agak halus

Daerah 4 : Pasir halus

b. Agregat Kasar

Menurut Tjokrodimuljo (1996), agregat kasar adalah agregat yang mempunyai

ukuran butir-butir besar (antara 5 mm dan 40 mm). Sifat dari agregat kasar

mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap

disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini

harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik

dengan semen.

Sifat-sifat bahan bangunan sangat perlu untuk diketahui, karena dengan

mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan tersebut, kita dapat menentukan

langkah-langkah yang diambil dalam menangani bahan bangunan tersebut. Sifat-

sifat dari agregat kasar yang perlu untuk diketahui antara lain tingkat kekerasan

(hardness), bentuk dan tekstur permukaan (shape and surface texture), berat jenis

Sumber :Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

17

agregat (spesific gravity), ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir

(finenes modulus), dan gradasi agregat (grading).

Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 3.4 syarat-syarat agregat kasar (kerikil) adalah

sebagai berikut:

1) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir keras dan tidak berpori. Agregat

kasar yang mengandung butir-butir pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah

butir-butir pipih tersebut tidak melebihi 20% dari berat agregat seluruhnya.

Butir-butir agregat kasar harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur

oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan.

2) Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% yang ditentukan

terhadap berat kering. Apabila kadar lumpur melampaui 1% maka agregat

kasar harus dicuci.

3) Agergat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton,

seperti zat-zat yang reaktif alkali.

4) Kekerasan butir-butir agregat kasar dapat diperiksa dengan mesin Los

Angeles. Dalam hal ini tidak boleh terjadi kehilangan berat lebih dari 50%.

5) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam besarnya dan

apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1

PBI 1971, harus memenuhi syarat sebagai berikut :

a) Sisa diatas ayakan 31,5 mm harus 0% berat .

b) Sisa diatas ayakan 4 mm harus berkisar antara 90% dan 98% berat.

c) Selisih antara sisa-sisa kumulatif diatas dua ayakan yang berurutan,

maksimum 60% dan minimum 10% berat.

Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar

Ukuran saringan (mm) Persentase lolos saringan

40 mm 20 mm 40 20 10 4,8

95-100 30-70 10-35 0-5

100 95-100 22-55 0-10

18

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)

Susunan untuk butiran (gradasi) yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan

(density) maksimum dan porositas (voids) minimum. Sifat penting dari suatu

agregat (baik kasar maupun halus) ialah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap

benturan yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan

karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses

pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap

penyusutan. Pada beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete), ukuran

maksimum agregat kasar yang digunakan adalah 16 mm (As’ad 2009). Jika

ukuran agregat kasar melebihi batas maksimum yang direncanakan tersebut, maka

aliran beton tersebut akan cenderung lambat dan tidak memenuhi syarat sebagai

beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete).

2.2.4.3. Air

Air merupakan bahan dasar pembuat dan perawatan beton, penting namun

harganya paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta untuk

menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan

dipadatkan. Air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula

untuk bahan campuran beton. Tetapi tidak berarti air harus memenuhi persyaratan

air minum. Jika diperoleh air dengan standar air minum, maka dapat dilakukan

pemeriksaan secara visual yang menyatakan bahwa air tidak berwarna, tidak

berbau, dan cukup jernih. Menurut Tjokrodimuljo (1996), dalam pemakaian air

untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut:

a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.

b. Tidak mengandung garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll)

lebih dari 15 gram/liter.

c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.

d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.

19

Menurut Tjokrodimuljo (1996), kekuatan beton dan daya tahannya berkurang jika

air mengandung kotoran. Hal ini berpengaruh pada beton, karena dibutuhkan

waktu ikatan awal serta kekuatan beton setelah mengeras. Adanya lumpur dalam

air diatas 2 gram/liter dapat mengurangi kekuatan beton. Air dapat memperlambat

ikatan awal beton sehingga beton belum mempunyai kekuatan dalam umur 2-3

hari. Sodium karbonat dan potasium dapat menyebabkan ikatan awal sangat cepat

dan konsentrasi yang besar akan mengurangi kekuatan beton.

2.2.4.4. Serat

Penambahan serat dalam beton dapat memperbaiki kekuatan tarik beton dan sifat

getasnya (Soroushian dan Bayashi, 1987). Penelitian ini menggunakan serat dari

limbah industri yaitu plastik, kaleng, dan ban bekas (karet halus dan karet kasar).

Serat yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai ukuran panjang 15 mm dan

lebar 2 mm dengan persentase campuran 0,5%; 1%; dan 1,5% dari volume adukan

beton. Berat jenis untuk serat karet sekitar 1,18 t/m3, kaleng 2,3 t/m3, dan plastik

0,95 t/m3.

2.2.4.5. Superplasticizer (Viscocrete 10 )

Superplasticizer yang digunakan dalam penelitian ini yaitu Sika Viscocrete 10.

Sika Viscocrete 10 merupakan superplasticizer untuk beton dan mortar yang

digunakan untuk menghasilkan beton dengan tingkat flowability yang tinggi. Sika

Viscocrete 10 biasanya digunakan pada beton mutu tinggi (High Performance

Concrete), beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete), beton massa

(Mass Concrete), dan beton yang menuntut tetap dalam kondisi segar lebih lama,

misalnya untuk perjalanan jauh. Superplacticizer secara tidak langsung dapat

meningkatkan kuat tekan beton karena dengan peranannya yang membantu dalam

menghindari terjebaknya air di semen, maka tidak dibutuhkan air yang banyak

dalam pembuatan beton. Dengan demikian, faktor air semen menjadi rendah dan

20

kuat tekan tinggi pun dapat dicapai. Adapun spesifikasi (technical data) dari Sika

Viscocrete 10 dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4. Data Teknis Sika Viscocrete 10

Bentuk Cair

Warna Pale Straw

Kerapatan relatif @ 20°C 1,06

Kandungan material kering % 30

Dosis % berat semen 0,2 – 1.5

pH 4,5

Water Soluble Chloride Content % < 0,1 Chloride free

Equivalent Sodium Oxide as Na2O 0,30

Sumber: www.sika.co.id

2.2.4.6. Abu terbang (fly ash)

Fly ash adalah material yang berasal dari sisa pembakaran batu bara yang tidak

terpakai. Pembakaran batu bara kebanyakan digunakan pada pembangkit listrik

tenaga uap. Produk limbah dari PLTU tersebut mencapai 1 juta ton per tahun.

Material ini mempunyai kadar bahan semen yang tinggi dan mempunyai sifat

pozzolanik. Kandungan fly ash sebagian besar terdiri dari silikat dioksida (SiO2),

alumunium oksida (Al2O3), besi (Fe2O3), dan kalsium (CaO), serta magnesium,

pottasium, sodium, titanium, dan sulfur dalam jumlah yang lebih sedikit. Sebagian

besar komposisi kimia dari fly ash tergantung dari tipe batu bara. Menurut ASTM

C618-86, terdapat dua jenis fly ash, yaitu kelas F dan C. Kelas F dihasilkan dari

pembakaran batu bara jenis antrasit dan bituminous, sedangkan kelas C dari batu

bara jenis lignite dan subitumious.

Sumber: www.flyash.com

21

Alasan penggunaan fly ash pada beton memadat mandiri (Self Compacting

Concrete) adalah:

a. Ramah lingkungan (memanfaatkan limbah yang beracun dan mengurangi

penggunaan semen).

b. Dapat menggantikan semen dengan biaya lebih murah.

c. Dapat mengurangi resiko terjadinya bleeding, segregasi, dan penyusutan

beton.

d. Kehalusan dan bentuk permukaan partikel fly ash yang bulat dapat

meningkatkan workability karena efek ball bearing.

e. Mampu meningkatkan kuat tekan beton.

2.2.5. Beton Segar

2.2.5.1. Sifat Beton Segar

Pada dasarnya, beton segar diharapkan mempunyai sifat yang mudah dalam

pengerjaannya (Workability). Workability merupakan ukuran dari tingkat

kemudahan adukan untuk diaduk, diangkut, dituang dan dipadatkan.

Perbandingan bahan dan juga sifat bahan mempengaruhi kemudahan pengerjaan

beton segar. Adapun unsur-unsur yang mempengaruhi sifat kemudahan

pengerjaan beton memadat mandiri antara lain:

a. Jumlah air yang dipakai dalam adukan, semakin banyak air yang dipakai

makin mudah beton segar dikerjakan.

b. Penambahan semen dalam adukan karena akan diikuti penambahan air

campuran untuk memperoleh nilai f.a.s tetap.

c. Gradasi campuran agregat halus dan agregat kasar.

d. Pemakaian butir batuan yang bulat dapat mempermudah pengerjaan adukan.

e. Pemakaian butir maksimum agregat kasar.

Tingkat kemudahan pengerjaan berkaitan dengan tingkat kelecakan (keenceran)

adukan beton. Tingkat kelecekan adukan beton dapat diketahui dari nilai slump

22

flow adukan. Makin besar diameter slump flow dan adukan bersifat encer, maka

adukan makin mudah untuk dikerjakan.

Di sisi lain, terdapat sifat segregasi pada beton segar. Segregasi merupakan

kecenderungan dari butir-butir kerikil untuk memisahkan diri dari campuran

adukan beton. Campuran beton yaang kelebihan air dapat memperbesar terjadinya

segregasi, dimana material yang berat mengendap ke dasar beton segar dan

material yang lebih ringan akan menuju ke permukaan. Hal ini dapat

mengakibatkan adanya lubang-lubang pada beton, beton menjadi tidak homogen,

permeabilitas berkurang, dan juga kurang awet.

Lain halnya dengan bleeding, bleeding merupakan kecenderungan air campuran

untuk naik ke atas (memisahkan diri) pada beton segar yang baru saja dipadatkan.

Air naik ke atas sambil membawa semen dan butir halus pasir. Setelah beton

mengeras material yang naik akan tampak seperti suatu lapisan tipis yang dikenal

sebagai laitance. Bleeding biasanya terjadi pada campuran beton yang kelebihan

air atau penggunaan superplasticizer yang tidak terkontrol.

2.2.6. Parameter Beton memadat mandiri

Kinerja beton memadat mandiri sebagai beton segar adalah kemampuan

pengerjaan (workability), kemampuan pengaliran (flowability), kemampuan

mengalir melewati celah antar tulangan (passingability) dan stabilitas perataan

permukaan mandiri (self leveling). Semua parameter tersebut diukur dengan 5

(lima) metode: Flow table test, J-ring flow table test, L-box test, Box type test, dan

V-funnel test.

Flow table terdiri dari papan aliran dengan permukaan yang licin berukuran 80 cm

x 80 cm dengan kerucut pengarah tuangan beton segar setinggi 30 cm dengan

diameter atas 10 cm dan diameter bawah 20 cm. Papan aliran ini dilengkapi marka

garis dengan dimeter 50 cm yang berfungsi untuk mengukur kecepatan waktu

aliran beton dalam melewati diameter 50 cm yang dinyatakan dalam nilai t500.

23

Semakin besar diameter dan semakin cepat alirannya, semakin baik pula sifat

beton memadat mandiri sebagai beton segar.

J-ring flow table adalah flow table yang dilengkapi dengan besi penghalang

terpasang tegak masing-masing berjarak seragam dengan formasi lingkaran

diameter 30 cm di bagian tengah papan aliran. Papan aliran juga dilengkapi marka

garis dengan dimeter 50 cm yang berfungsi untuk mengukur kecepatan waktu

aliran beton dalam melewati diameter 50 cm yang dinyatakan dalam nilai t500,

tetapi pada pengujian ini lebih ditekankan pada kemampuan beton segar dalam

melewati celah (passingability).

L-box mengukur kinerja pengaliran (flowability) beton segar melewati komponen

besi penghalang. Alat terdiri dari dua prisma berongga saling berhubungan

membentuk huruf L yang memungkinkan beton segar mengalir di dalamnya.

Proses pengujiannya dilakukan dengan cara menuang beton segar ke dalam

rongga prisma tegak dengan bagian bukaan dalam posisi tertutup. Bila rongga

prisma telah terisi penuh, bukaan dilepas sehingga beton cair dapat mengalir

melewati prisma horisontal. Waktu pengaliran dicatat sebagai waktu pengaliran

sepanjang 200 mm (t200) dan 400 mm (t400) dari bukaan. Nilai h1 dan h2 dicatat

untuk evaluasi stabilitas perataan permukaan mandiri (self leveling).

Box type test lebih mengkhususkan untuk pengujian stabilitas perataan permukaan

mandiri (self leveling). Alat ini berbentuk dua prisma berongga yang

memungkinkan beton segar mengalir di dalamnya. Alat ini saling berhubungan

membentuk kotak. Jika nilai h1 dan h2 hampir sama atau rasio h2/h1 mendekati 1,

maka stabilitas perataan permukaan mandiri semakin baik.

V-funnel mengukur flowability atau kemampuan mengalir ketika proses

penuangan dilakukan. Alat uji ini berbentuk huruf V dan terdapat katup pembuka

pada bagian bawahnya. Waktu pengaliran dicatat sebagai waktu pengaliran hingga

beton tertuang habis (t). Semakin cepat waktu beton segar tertuang, maka akan

semakin baik flowability dari beton memadat mandiri tersebut. Beberapa peneliti

24

memberikan batasan parameter beton memadat mandiri yang berbeda. Nilai

batasan tersebut umumnya mengacu kepada kebiasaan lembaga atau standar yang

digunakan pada negara tempat melakukan pengujian. Tabel 2.5 memperlihatkan

rangkuman beberapa batasan yang diambil dari berbagai sumber.

Tabel 2.5. Parameter untuk pengujian beton memadat mandiri tanpa serat

No Jenis pengujian SCC Data yang dicari Parameter

pengujian

1 Papan pengaliran tanpa

penghalang ( flow table)

t500, sec 2 – 5

(Siddque, 2001)

Dimeter sebaran SCC, mm 700

(EN- 12350)

2 Uji papan pengaliran

dengan penghalang

(J-ring flow table)

t500, sec 2 – 5

(Siddque, 2001)

Dimeter sebaran SCC, mm 600

(EN- 12350)

3 Uji L-box t200, sec 3,4

(As’ad, 2008)

t400, sec 6

(As’ad, 2008)

h1, mm –

h2, mm –

h2/h1 ≥ 0,8 dan maks =

1

(Kumar, 2001)

4 Box type test h (ketinggian SCC setelah

partition gate dibuka), mm

300

(Kumar, 2006)

5 V-funnel test t (waktu SCC keluar

25

melewati lubang kecil

pada V-funnel bagian

bawah hingga habis), sec

6 – 12

(Siddque, 2001)

Adapun Parameter untuk beton serat memadat mandiri (Fiber Reinforced Self

Compacting Concrete, FR – SCC) tambahan serat dapat dilihat pada tabel 2.6.

Tabel 2.6. Parameter untuk pengujian beton serat memadat mandiri

No Jenis pengujian SCC Data yang dicari Range

1 Papan pengaliran tanpa

penghalang ( flow table)

t500, sec 6 – 9

(As’ad, 2008)

Dimeter sebaran SCC, mm 575 – 628

(EN- 12350)

2 Uji papan pengaliran

dengan penghalang

(J-ring flow table)

t500, sec 6 – 9

(As’ad, 2008)

Dimeter sebaran SCC, mm 552 - 640

(As’ad, 2008)

3 Uji L-box t200, sec 4,5 – 8

(As’ad, 2008)

t400, sec 8 – 19,2

(As’ad, 2008)

h1, mm –

h2, mm –

h2/h1 ≥ 0,8 dan maks =

1

(Kumar, 2001)

4 Box type test h (ketinggian SCC setelah

partition gate dibuka), mm

300

(Kumar, 2006)

26

5 V-funnel test t (waktu SCC keluar

melewati lubang kecil

pada V-funnel bagian

bawah hingga habis), sec

6 – 12

(Siddque, 2001)

Tabel 2.5 dan 2.6 menunjukkan parameter pengujian untuk beton memadat

mandiri dan beton serat memadat mandiri, menjadi acuan adanya pengurangan

kemampuan aliran (flowability) dan kemampuan untuk melewati celah antar

tulangan (passingability) pada beton memadat mandiri (Self Compacting

Concrete) karena pengaruh penambahan serat.

26

BAB 3

METODE PENELITIAN

2.3. Tinjauan Umum

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental, yang

menyelidiki kemungkinan adanya hubungan antar variabel, yang dilakukan dengan

memberikan suatu perlakuan terhadap obyek yang diteliti dalam kondisi terkontrol

dengan urutan kegiatan yang sistematis dalam memperoleh data sampai data tersebut

berguna sebagai dasar pembuatan keputusan/kesimpulan.

Penelitian ini terdiri darit variabel bebas dan variabel tidak bebas. Variabel bebas untuk

tahap menentukan desain campuran beton memadat mandiri (Self Compacting

Concrete) dalam penelitian ini adalah perbandingan agregat kasar dengan agregat halus,

kadar fly ash, dan w/b. Variabel bebas untuk tahap penyelidikan pengaruh penambahan

serat limbah industri terhadap desain campuran beton memadat mandiri (Self

Compacting Concrete) adalah jenis serat dan kadar serat. Sedangkan variabel tidak

bebas dalam penelitian ini adalah workability, flowability, dan passingability.

2.4. Sampel Uji

Sampel uji pada penelitian dibagi menjadi dua macam, yaitu sampel beton memadat

mandiri tanpa tambahan serat (Self Compacting Concrete) dan sampel beton serat

memadat mandiri (Fiber Reinforced-Self Compacting Concrete). Variasi sampel yang

digunakan untuk membuat beton memadat mandiri tanpa tambahan serat berdasarkan

27

pada perbandingan agregat kasar dengan agregat halus, kadar fly ash, dan w/b.

Perincian sampel uji beton memadat mandiri tanpa tambahan serat dapat dilihat pada

Tabel 3.1, sedangkan contoh sample uji beton memadat mandiri tanpa tambahan serat

dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Tabel 3.1. Rincian sampel uji beton memadat mandiri tanpa tambahan serat

No

Nama sample

% perbandingan agregat

Kadar

fly ash

Macam

pengujian

Agregat halus Agregat

kasar

1 BTS AH40-AK60-FA10 40 60 10% semen 1. Uji papan

pengaliran

tanpa

penghalang

2. Uji papan

pengaliran

dengan

penghalang

(J-ring)

3. Uji L-box

4. Box type test

5. V-funnel test

2 BTS AH60-AK40-FA10 60 40 10% semen

3 BTS AH60-AK40-FA20 60 40 20% semen

4 BTS AH50-AK50-FA10 50 50 10% semen

5 BTS AH50-AK50-FA20 50 50 20% semen

6 BTS AH70-AK30-FA10 70 30 10% semen

7 BTS AH70-AK30-FA20 70 30 20% semen

Keterangan:

- BTS AH40-AK60-FA10 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 40%, Agregat Kasar

60%, Fly ash 10%

- BTS AH60-AK40-FA10 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 60%, Agregat Kasar

40%, Fly ash 10%

- BTS AH60-AK40-FA20 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 60%, Agregat Kasar

40%, Fly ash 20%

- BTS AH50-AK50-FA10 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 50%, Agregat Kasar

50%, Fly ash 10%

- BTS AH50-AK50-FA20 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 50%, Agregat Kasar

50%, Fly ash 20%

28

- BTS AH70-AK30-FA10 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 70%, Agregat Kasar

30%, Fly ash 10%

- BTS AH70-AK30-FA20 = Beton Tanpa Serat, Agregat Halus 70%, Agregat Kasar

30%, Fly ash 20%

Gambar 3.1 Sampel uji beton memadat mandiri tanpa serat

Variasi sampel yang digunakan penyelidikan pengaruh penambahan serat pada beton

memadat mandiri berdasarkan pada jenis dan kadar serat. Serat yang digunakan dalam

penelitian ini adalah serat limbah industry (serat plastik, serat kaleng, serat karet kasar,

dan serat karet halus) yang kadarnya masing-masing sebesar 0,5%; 1,0%; dan 1,5%

volume beton. Perincian sampel uji beton serat memadat mandiri dapat dilihat pada

tabel 3.2.

Tabel 3.2. Rincian sampel uji beton serat memadat mandiri

No Jenis serat Nama Kadar serat Macam pengujian

29

sample (% volume)

1 Serat plastik BSSP-1 0,5% 1. Uji papan pengaliran

tanpa penghalang

2. Uji papan pengaliran

dengan penghalang

(J-ring)

3. Uji L-box

4. Box type test

5. V-funnel test

BSSP-2 1,0%

BSSP-3 1,5%

2 Serat kaleng BSSK-1 0,5%

BSSK-2 1,0%

BSSK-3 1,5%

3 Serat karet kasar BSSK-K-1 0,5%

BSSK-K-2 1,0%

BSSK-K-3 1,5%

4 Serat karet halus BSSK-H-1 0,5%

BSSK-H-2 1,0%

BSSK-H-3 1,5%

Keterangan :

BSSP : Beton segar serat plastik

BSSK : Beton segar serat kaleng

BSSK-K : Beton segar serat karet kasar

BSSK-H : Beton segar serat karet halus

2.5. Alat

30

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain:

a. Timbangan dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg yang digunakan untuk mengukur berat

material.

b. Ayakan dengan ukuran diameter saringan 38 mm; 25 mm; 19 mm; 12,5 mm; 9,5

mm; 4,75 mm; 2,36 mm; 1,18 mm; 0,85 mm; 0,3 mm; 0,15 mm; 0 mm (pan) dan

mesin penggetar ayakan yang digunakan untuk pengujian gradasi agregat.

c. Oven dengan kapasitas temperatur 300o C dan daya listrik 2200 W yang digunakan

untuk mengeringkan material.

d. Conical mould dengan ukuran diameter atas 3,8 cm, diameter bawah 8,9 cm, tinggi

7,6 cm, lengkap dengan alat penumbuk. Alat ini digunakan untuk mengukur keadaan

SSD (Saturated Surface Dry) agregat halus.

e. Kerucut Abrams yang terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm,

diameter bawah 20 cm, dan tinggi 30 cm.

f. Alat uji beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete), meliputi:

1) Papa aliran (flow table) dengan permukaan licin berukuran 80 cm x 80 cm

2) Papan aliran dengan penghalang (J-ring flow table) dengan permukaan licin

berukuran 80 cm x 80 cm yang mana terdapat besi sebanyak 22 terpasang tegak

dan masing-masing berjarak seragam dengan formasi lingkaran diameter 300

mm di bagian tengah papan aliran.

3) L-Box terbuat dari kayu dengan partition gate yang terbuat dari baja.

4) Box type test terbuat dari kayu dengan partition gate yang terbuat dari baja.

5) V-funnel test yang terbuat dari plat baja dengan katup pembuka pada bagian

bawahnya.

g. Alat bantu lain:

1) Gelas ukur 250 ml untuk pengujian kadar Lumpur dan kandungan zat organik

dalam pasir.

2) Gelas ukur 1000 ml untuk menakar air.

3) Cangkul, ember, sekop, cetok, dll.

2.6. Tahap Penelitian

31

Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian selengkapnya meliputi:

a. Tahap I

Tahap studi pustaka. Pada tahap ini dilakukan studi literatur terkait dengan mix

design beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) yang mana digunakan

untuk pedoman penelitian.

b. Tahap II

Persiapan seluruh bahan dan peralatan yang dibutuhkan agar penelitian dapat

berjalan dengan lancar.

c. Tahap III

Pengujian terhadap bahan yang digunakan. Pengujian ini dilakukan untuk

mengetahui sifat dan karakteristik bahan tersebut. Selain itu, untuk mengetahui

apakah bahan tersebut memenuhi persyaratan atau tidak bila digunakan sebagai

data pada rancang campur adukan beton.

d. Tahap IV

Kajian mix design beton memadat mandiri tanpa tambahan serat. Pada tahap ini

dilakukan pembuatan beberapa mix design beton memadat mandiri (Self

Compacting Concrete) dengan perbedaan berdasarkan pada perbandingan agregat

kasar dengan agregat halus, kadar fly ash, dan w/b.

e. Tahap V

Tahap uji pendahuluan. Pada tahap ini dilakukan uji workability, flowability, dan

passingability beton memadat mandiri. Lima macam uji pendahuluan untuk beton

memadat mandiri (Self Compacting Concrete) yang dilakukan antara lain ialah:

1) Flow table test

2) J-ring flow table test

3) L-box test

4) Box type test

5) V- funnel test

Kemudian, beberapa sampel yang telah direncanakan, dipilih salah satu sampel

yang mempunyai workability, flowability, dan passingability terbaik dari hasil lima

pengujian beton memadat mandiri tersebut.

32

f. Tahap VI

Tahap pengujian utama. Pada tahap ini dilakukan penambahan serat pada beton

memadat mandiri dan meneliti pengaruh penambahan serat terhadap workability,

flowability, dan passingability pada beton memadat mandiri tersebut. Lima macam

pengujian untuk beton serat memadat mandiri (Fiber Reinforced-Self Compacting

Concrete) yang dilakukan antara lain ialah:

1) Flow table test

2) J-ring flow table test

3) L-box test

4) Box type test

5) V-funnel test

g. Tahap VII

Tahap analisa data. Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil pegujian dianalisis

untuk mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang

diteliti dalam penelitian.

h. Tahap VIII

Tahap pengambilan kesimpulan. Pada tahap ini, data yang telah dianalisis dibuat

suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan penelitian.

Secara keseluruhan, tahapan penelitian dapat dilihat secara skematis dalam bentuk

bagan alir pada Gambar 3.2.

Tahap I

Mulai

Studi Pustaka

Melihat beberapa mix design beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete)

33

ya

tidak

Kajian mix design Beton Memadat Sendiri Tanpa Serat

(Penentuan komosisi pasir, agregat kasar, semen, air, fly ash, superplasticizer)

Uji Agregat

Agregat memenuhi

syarat

Agregat Kasar

Semen Agregat Halus

Air Serat Bahan Tambah :

-superplasticizer

Uji Agregat halus:

- kadar lumpur

- kadar organik

- spesific gravity

Uji Agregat kasar:

- abrasi

- spesific gravity

- gradasi

Persiapan Tahap II

Tahap III

Tahap IV

34

SCC

Serat plastik

0,5%; 1,0%; 1,5%

SCC

Serat kaleng

0,5%; 1,0%; 1,5%

SCC

Serat karet halus

0,5%; 1,0%; 1,5%

SCC

Serat karet kasar

0,5%; 1,0%; 1,5%

Uji

workability,

flowability,

Uji

workability,

flowability,

Uji

workability,

flowability,

Uji

workability,

flowability,

A

Dipilih mix design SCC tanpa serat terbaik

Uji

workability, flowability,dan

passingability SCC

Tahap V

Tahap VI

A

35

Gambar 3.2. Bagan alir tahap-tahap penelitian

2.7. Pengujian Bahan Dasar Beton

Pengujian bahan dasar beton sangat penting, hal ini untuk mengetahui kelayakan

karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya dipakai dalam desain campuran

terhadap satu target tertentu. Pengujian bahan dasar beton hanya dilakukan terhadap

agregat halus dan agregat kasar.

2.8. Perancangan Campuran Beton (Mix Design)

Analisa Data dan Pembahasan

Selesai

Kesimpulan dan Saran

Tahap VII

Tahap VIII

36

Perancangan campuran beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) yang tepat

dan sesuai dengan proporsi campuran adukan beton tersebut sangat diperlukan untuk

mendapatkan kualitas workability, flowability, dan passingability yang baik. Dalam

penelitian ini, direncanakan tujuh campuran beton memadat mandiri dengan perbedaan

berdasarkan perbandingan agregat kasar dengan agregat halus, kadar fly ash, dan w/b.

Tahap awal dalam perencanaan campuran beton memadat mandiri adalah menentukan

volume agregat sebesar 60% dari volume total beton. Volume agregat tersebut, dibuat

perbandingan antara agregat kasar dengan agregat halus sesuai perencanaan pada

Tabel 3.1 dan detail perencanaan campuran beton memadat mandiri dapat dilihat pada

Lampiran B. Ketujuh campuran tersebut, dipilih salah satu sampel yang mempunyai

kualitas workability, flowability, dan passingability terbaik untuk ditambah dengan serat.

2.9. Pembuatan Sampel Uji

Langkah-langkah pembuatan sampel uji beton memadat mandiri (Self Compacting

Concrete):

a. Bahan-bahan campuran adukan beton disiapkan dan ditimbang sesuai dengan

beberapa rancang campur adukan beton (mix design).

b. Bahan-bahan tersebut dicampur hingga homogen dengan cara dimasukkan ke dalam

alat aduk beton secara berurutan mulai dari kerikil, semen, fly ash, pasir, dan serat.

Setelah bahan-bahan tersebut tercampur hingga homogen, ditambahkan air dan

superplasticizer secara perlahan-lahan supaya campuran beton memadat mandiri

dapat terkontrol dengan baik. Pencampuran beton untuk pembuatan benda uji

dapat dilihat pada Gambar 3.3.

1 2

37

Gambar 3.3. Pencampuran beton untuk pembuatan benda uji

2.10. Pengujian Papan Aliran (Flow Table)

Pengujian kemampuan mengalir beton memadat mandiri dilakukan dengan

menggunakan uji papan aliran (EN 12350). Alat uji ini terdiri dari papan aliran dengan

permukaan licin berukuran 80 cm x 80 cm dan terdapat lingkaran dengan dimeter 50 cm

pada bagian tengah papan tersebut. Papan dilengkapi dengan kerucut pengarah

tuangan beton segar setinggi 30 cm dengan diameter atas 10 cm dan diameter bawah

20 cm. Cara pengujian nilai slump flow adalah sebagai berikut:

a. Papan aliran (flow table) disiapkan dan dibasahi dengan air.

b. Kerucut Abrams diletakkan dengan posisi normal dibagian tengah lingkaran

diameter 50 cm pada papan aliran tersebut.

c. Beton segar dituangkan ke dalam kerucut Abrams yang diletakkan di atas papan

pengaliran.

d. Kerucut Abrams diangkat secara perlahan-lahan sehingga adonan beton segar

menyebar di atas papan aliran.

e. Pencatatan waktu yang dibutuhkan beton memadat mandiri melewati dimeter 500

mm (t500).

3 4

38

f. Diameter sebaran beton memadat mandiri tersebut diukur.

Pengujian nilai slump flow beton segar pada Flow table dapat dilihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Pengujian nilai slump flow beton segar pada Flow table

2.11. Pengujian Papan Aliran dengan Penghalang (J-ring Flow

Table)

Pengujian kemampuan mengalir beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete)

dilakukan dengan menggunakan uji papan aliran dengan penghalang yang lebih dikenal

sebagai J-ring. J-ring merupakan besi sebanyak 22 buah terpasang tegak dan masing-

1 2

Flow table 800 mm x 800 mm

Kerucut Abrams

Slump flow = (D1+D2)/2

Segregation border 500 mm

39

masing berjarak seragam dengan formasi lingkaran diameter 30 cm di bagian tengah

papan aliran. Papan aliran ini berukuran 80 cm x 80 cm dan dilengkapi marka garis

lingkaran dengan diameter 500 mm yang berfungsi untuk mengukur waktu kecepatan

pengaliran dalam melewati garis lingkaran tersebut. Cara pengujian nilai slump flow

adalah sebagai berikut:

a. Papan aliran dengan penghalang (J-ring flow table) disiapkan dan membasahinya

dengan air.

b. Kerucut Abrams diletakkan dengan posisi terbalik dibagian tengah lingkaran diameter

50 cm pada papan aliran tersebut.

c. Beton segar dituangkan ke dalam kerucut Abrams yang diletakkan di atas papan

pengaliran.

d. Kerucut Abrams diangkat secara perlahan-lahan sehingga adonan beton segar

menyebar di atas papan aliran.

e. Pencatatan waktu yang dibutuhkan beton memadat mandiri melewati dimeter 500

mm (t500).

f. Diameter sebaran beton memadat mandiri tersebut diukur.

Pengujian nilai slump flow beton segar pada J-ring flow table dapat dilihat pada Gambar

3.5.

Gambar 3.5. Pengujian nilai slump flow beton segar pada J-ring flow table

1 2

J-Ring flow table 800 mm x 800 mm

mm

mm

mm

mm

22 besi tegak

40

2.12. Pengujian L-box

Kotak L (L-box) mencetak kualitas workability, passingability, flowability beton segar

melewati komponen besi penghalang. Alat terbuat dari dua prisma berongga yang

memungkinkan beton segar mengalir di dalamnya dan saling berhubungan membentuk

huruf L. Cara pengujian L-box adalah sebagai berikut:

a. L-box disiapkan dan dibasahi dengan air.

b. Beton segar dituangkan ke dalam rongga prisma tegak dengan bagian slide dalam

keadaan tertutup hingga penuh.

c. Slide dan waktu yang dibutuhkan beton segar mengalir sejauh 200 mm dan 400 mm

dicatat.

d. Tinggi permukaan beton dibandingkan di awal dan di akhir prisma kotak L (L-box)

setelah slide dibuka (h2/h1), jika hasil tinggi permukaan beton segar hampir sama

antara bagian kotak L (L-box) yang tegak dengan bagian kotak L (L-box) yang tidur,

maka menunjukkan pengaliran beton memadat mandiri sudah baik. Sebaliknya, jika

hasil tinggi permukaan beton berbeda jauh antara bagian kotak L (L-box) yang tegak

dengan bagian kotak L (L-box) yang tidur, maka menunjukkan pengaliran beton

memadat mandiri belum baik. Pengujian beton segar pada L-box dapat dilihat pada

Gambar 3.6.

3

1

2

1

h2 h1

41

Gambar 3.6. Pengujian beton segar pada L-box

2.13. Pengujian Box Type

Pengujian Box type mencetak kualitas workability, flowability, dan passingability beton

memadat mandiri melewati komponen besi penghalang. Alat ini berbentuk dua prisma

berongga, yang memungkinkan beton segar mengalir di dalamnya, alat ini saling

berhubungan membentuk kotak. Dalam pengujian ini diperhatikan juga perbandingan

beda tinggi permukaan beton segar yang dituang ke dalam Box type setelah slide dibuka,

jika tinggi antara rongga sebelah kanan dan kiri pada Box type hampir sama

menunjukkan bahwa workability, flowability, dan passingability beton memadat mandiri

dengan tambahan serat sudah baik dan sebaliknya. Cara pengujian Box type adalah

sebagai berikut:

a. Box type test disiapkan dan dibasahi dengan air.

2 3

42

b. Beton segar dituangkan ke dalam rongga prisma tegak hingga penuh dengan slide

dalam keadaan tertutup.

c. Slide dibuka dan tinggi permukaan beton di dalam Box type dibandingkan setelah

beton berhenti mengalir (h2/h1).

Pengujian beton segar pada Box type dapat dilihat pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7. Pengujian beton segar pada Box type

2.14. Pengujian V-funnel

V-funnel merupakan alat uji beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) terbuat

dari plat baja yang berbentuk huruf V dan terdapat katup pembuka pada bagian

1

2

3

h2 h1

43

bawahnya. Pengujian beton memadat mandiri dengan menggunakan V-funnel ini

bertujuan untuk mengetahui waktu (t) beton memadat mandiri mengalir melewati

celah yang lebih kecil dan kemampuan mengalir pada saat proses penuangan

berlangsung. Cara pengujian V-funnel adalah sebagai berikut:

a. V-funnel disiapkan.

b. Beton segar dituangkan ke dalam V-funnel dengan katup dalam keadaan tertutup

hingga penuh.

c. Katup dibuka dan waktu (t) hingga beton segar tersebut habis terbuang melalui

lubang kecil di bagian bawah dicatat.

Pengujian beton segar pada V-funnel dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8. Pengujian beton segar pada V-funnel

41

BAB 4

HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Bahan

Pengujian bahan dan benda uji dilaksanakan sesuai dengan tata cara dan standar

pengujian yang terdapat pada standar ASTM. Waktu pelaksanaan percobaan

disesuaikan dengan jadwal penelitian dan ijin penggunaan Laboratorium Bahan

Fakultas Teknik UNS Surakarta.

Dalam bab ini akan disajikan hasil penelitian dan pembahasan terhadap hasil yang

diperoleh. Data rinci hasil pemeriksaan bahan dasar dan penyusun beton disajikan

dalam lampiran A.

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Pengujian terhadap agregat halus yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi

pengujian kadar lumpur, kandungan zat organik, specific gravity, gradasi agregat

dan berat jenis. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan

Kandungan Zat Organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat Kandungan Lumpur 4% Maks 5% Memenuhi syarat Bulk Specific Gravity 2,44 gr/cm3 - -

Bulk Specific SSD 2,52 gr/cm3 - - Apparent Specific Gravity 2,65 gr/cm3 - -

Absorbtion 3,09% - - Modulus Halus 2,34 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat

Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33

dapat dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.

41

42

Tabel 4.2. Hasil pengujian gradasi agregat halus Diameter ayakan (mm)

Berat tertahan Berat lolos kumulatif

(%) ASTM C-33

Gram % Kumulatif

(%) 9,50 0,00 0,00 0,00 100,00 100 4,75 61,00 3,05 3,05 96,95 95 - 100 2,36 17,00 0,85 3,90 96,10 80 - 100 1,18 431,77 11,61 15,51 74,49 50 - 85 0,85 325,23 16,27 41,78 58,22 25 - 60 0,30 705,00 35,28 77,06 22,94 10 - 30 0,15 315,00 15,77 92,83 7,17 2 - 10 0,00 143,00 7,16 100,00 0,00 0

Jumlah 1998,00 100,00 334,13 - -

Dari Tabel 4.2 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan

ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Gradasi agregat halus

43

4.1.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar

Pengujian terhadap agregat kasar split (batu pecah) yang dilaksanakan dalam

penelitian ini meliputi pengujian berat jenis (specific gravity), keausan (abrasi)

dan gradasi agregat kasar. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel

4.3, sedangkan pada Tabel 4.4 dan Gambar 4.2 menyajikan hasil analisis ayakan

terhadap sampel agregat kasar sehingga dapat diketahui gradasinya. Data hasil

pengujian secara lengkap disajikan pada lampiran A.

Tabel 4.3. Hasil pengujian agregat kasar Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan

Bulk Specific Gravity 2,40 gr/cm3 - - Bulk Specific SSD 2,56 gr/cm3 - - Apparent Specific

Gravity 2,84 gr/cm3 - -

Absorbtion 6,39% - - Abrasi 40,60% Maksimum 50% Memenuhi syarat

Modulus Halus Butir 6,65 5 - 8 Memenuhi syarat

Tabel 4.4. Hasil pengujian gradasi agregat kasar

Diameter ayakan (mm)

Berat tertahan Berat lolos kumulatif

(%) ASTM C-33

Gram % Kumulatif

(%) 19,00 0,000 0,00 0,00 100,00 100 12,50 287,424 9,60 9,60 90,40 90 – 100 9,50 1088,620 36,36 45,96 44,44 40 – 70 4,75 1611,956 53,84 90,20 0,80 0 – 15 2,36 5,000 0,17 99,97 0,03 0 – 5 1,18 1,000 0,03 100,00 0,00 - 0,85 0,000 0,00 100,00 0,00 - 0,30 0,000 0,00 100,00 0,00 - 0,15 0,000 0,00 100,00 0,00 - 0,00 0,000 0,00 100,00 0,00 -

Jumlah 2994,000 100,00 764,93 - -

Dari Tabel 4.4 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan

ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.2.

44

Gambar 4.2. Gradasi agregat kasar

Secara visual, agregat kasar yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat

pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3. Agregat kasar

45

4.2. Perancangan Campuran Adukan Beton

Peninjauan Perancangan campuran (mix design) beton memadat mandiri yang

diamati berdasarkan prosentase perbandingan antara agregat kasar dengan agregat

halus dan prosentase fly ash terhadap semen. Komposisi agregat dan fly ash

menjadi tinjauan utama karena berpengaruh terhadap workability pada beton. Dari

perhitungan perancangan campuran (mix design) adukan beton, diperoleh

kebutuhan bahan untuk 1 m3 beton seperti pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Proporsi campuran adukan beton memadat mandiri tanpa tambahan serat untuk setiap variasi per 1 m3.

PC

Agregat Agregat Air Fly ash

Nama sampel halus kasar

(kg) (kg) (kg) (kg) (kg)

BTS AH40-AK60-FA10 511 610,56 915,84 209,54 51,06

BTS AH60-AK40-FA10 511 912,96 608,64 259,17 51,06

BTS AH60-AK40-FA20 464 912,96 608,64 253,06 92,83

BTS AH50-AK50-FA10 511 762,00 762,00 256,42 51,06

BTS AH50-AK50-FA20 464 762,00 762,00 250,37 92,83

BTS AH70-AK30-FA10 511 1063,44 455,76 259,17 51,06

BTS AH70-AK30-FA20 464 1063,44 455,76 253,06 92,83

Perhitungan secara lengkap, terdapat pada lampiran B, sedangkan untuk satu kali

adukan beton memadat mandiri tanpa campuran serat disajikan dalam Tabel 4.6.

Tabel 4.6. Proporsi campuran adukan beton memadat mandiri untuk setiap variasi tiap 1 kali adukan

PC

Agregat Agregat Air Fly ash

Nama sampel halus kasar

(kg) (kg) (kg) (kg) (kg)

BTS AH40-AK60-FA10 29,04 34,72 52,08 11,92 2,90

BTS AH60-AK40-FA10 29,04 51,92 34,61 10,47 2,90

BTS AH60-AK40-FA20 26,40 51,92 34,61 14,39 5,28

BTS AH50-AK50-FA10 29,04 43,33 43,33 14,58 2,90

BTS AH50-AK50-FA20 26,40 43,33 43,33 14,24 5,28

BTS AH70-AK30-FA10 29,04 60,48 25,92 14,74 2,90

BTS AH70-AK30-FA20 26,40 60,48 25,92 14,39 5,28

46

Perhitungan proporsi campuran adukan beton memadat mandiri untuk setiap

variasi secara lengkap terdapat pada lampiran B, sedangkan kebutuhan serat untuk

setiap variasi tiap 1 kali adukan beton memadat mandiri disajikan dalam Tabel

4.7.

Tabel 4.7. Proporsi kebutuhan serat untuk setiap variasi beton memadat madiri

Jenis serat Nama sampel Serat tiap 1 m3 Serat tiap 1 kali adukan

(kg/m3) (kg)

Serat plastik BSSP-1 4,75 0,271

BSSP-2 9,50 0,542

BSSP-3 14,25 0,813

Serat kaleng BSSK-1 11,50 0,656

BSSK-2 23,00 1,313

BSSK-3 34,50 1,970

Serat karet kasar BSSK-K-1 5,90 0,336

BSSK-K-2 11,80 0,674

BSSK-K-3 17,90 1,010

Serat karet halus BSSK-H-1 5,90 0,336

BSSK-H-2 11,80 0,674

BSSK-H-3 17,90 1,010

47

4.3. Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri Tanpa Serat

4.3.1. Hasil Pengujian Flow Table

Hasil pengujian slump flow dari masing-masing campuran beton memadat mandiri

dapat dilihat pada Tabel 4.8. Grafik hubungan antara sampel dengan t500, sampel

dengan diameter sebaran, dan sampel dengan kecepatan aliran dapat dilihat pada

Gambar 4.4 – 4.6.

Tabel 4.8. Nilai slump flow dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Flow table

Nama Flow table test No sampel t500 Diameter sebaran Kecepatan aliran (dt) (mm) (mm/dt)

1 BTS AH40-AK60-FA10 * 395 - 2 BTS AH60-AK40-FA10 2,60 730 192,31 3 BTS AH60-AK40-FA20 3,00 740 166,67 4 BTS AH50-AK50-FA10 4,00 735 125,00 5 BTS AH50-AK50-FA20 4,18 685 119,62 6 BTS AH70-AK30-FA10 3,00 750 166,67 7 BTS AH70-AK30-FA20 3,40 745 147,06

*: Sampel tidak mengalir hingga melewati diameter 500 mm, sehingga tidak

diperoleh data yang diinginkan

Gambar 4.4. Hubungan waktu aliran (t500) pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Flow table

48

Gambar 4.5. Hubungan diameter aliran pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Flow table

Gambar 4.6. Hubungan kecepatan aliran pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Flow table

49

4.3.2 Hasil Pengujian J-ring Flow Table

Hasil pengujian J-ring slump flow dari masing-masing campuran beton memadat

mandiri dapat dilihat pada Tabel 4.9. Grafik hubungan antara sampel dengan t500,

sampel dengan diameter sebaran, dan sampel dengan kecepatan aliran dapat

dilihat pada Gambar 4.7– 4.9.

Tabel 4.9. Nilai slump flow dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji J-ring flow table

No Nama J-ring flow table test sampel t500 Diameter sebaran Kecepatan aliran (dt) (mm) (mm/dt)

1 BTS AH40-AK60-FA10 * 305 - 2 BTS AH60-AK40-FA10 3,3 620 151,52 3 BTS AH60-AK40-FA20 4,00 595 125,00 4 BTS AH50-AK50-FA10 10,00 590 50,00 5 BTS AH50-AK50-FA20 11,73 555 42,63 6 BTS AH70-AK30-FA10 5,00 635 100,00 7 BTS AH70-AK30-FA20 5,00 630 100,00

*: Sampel tidak mengalir hingga melewati diameter 500 mm, sehingga tidak

diperoleh data yang diinginkan

Gambar 4.7. Hubungan waktu aliran (t500) pada variasi perbandingan agregat dan

kadar fly ash pada uji J-ring flow table

50

Gambar 4.8. Hubungan diameter aliran pada variasi perbandingan agregat dan

kadar fly ash pada uji J-ring flow table

Gambar 4.9. Hubungan kecepatan aliran pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji J-ring flow table

51

4.3.3 Hasil Pengujian L-box

Hasil pengujian L-box dari masing-masing campuran beton memadat mandiri

dapat dilihat pada Tabel 4.10. Grafik hubungan antara sampel dengan t200, t400 dan

sampel dengan rasio permukaan (h2/h1) dapat dilihat pada Gambar 4.10 dan 4.8.

Tabel 4.10. Nilai waktu aliran dan h2/h1 dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji L-box

NO Nama L-box test sampel t200 t400 h1 h2 h2/h1 (dt) (dt) (mm) (mm) 1 BTS AH40-AK60-FA10 40,00 * * * * 2 BTS AH60-AK40-FA10 2,00 5,00 87 87 1 3 BTS AH60-AK40-FA20 3,00 5,40 105 95 0,90 4 BTS AH50-AK50-FA10 10,00 50,00 57 32 0,56 5 BTS AH50-AK50-FA20 11,26 54,31 33 17 0,52 6 BTS AH70-AK30-FA10 ** ** ** ** ** 7 BTS AH70-AK30-FA20 2,20 5,00 87 87 1

* : Sampel tidak mengalir, sehingga tidak diperoleh data yang diinginkan

**: Tidak dilakukan pengujian dikarenakan terjadi kerusakan pada alat uji

Gambar 4.10. Hubungan waktu aliran pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji L-box

52

Gambar 4.11. Hubungan h2/h1 pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji L-box

4.3.4 Hasil Pengujian Box Type

Hasil pengujian Box type dari masing-masing campuran beton memadat mandiri

dapat dilihat pada Tabel 4.11 dan grafik hubungan antara sampel dengan rasio

permukaan (h2/h1) dapat dilihat pada Gambar 4.12.

Tabel 4.11. Nilai h2/h1 dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Box type

No Nama Box type test sampel h1 h2 h2/h1 (mm) (mm)

1 BTS AH40-AK60-FA10 576,5 53,5 0,092 2 BTS AH60-AK40-FA10 315,0 315,0 1,000 3 BTS AH60-AK40-FA20 320,0 310,0 0,960 4 BTS AH50-AK50-FA10 * * * 5 BTS AH50-AK50-FA20 558,0 72,0 0,129 6 BTS AH70-AK30-FA10 315,0 315,0 1,000 7 BTS AH70-AK30-FA20 315,0 315,0 1,000

*: Sampel tidak mengalir, sehingga tidak diperoleh data yang diinginkan

53

Gambar 4.12. Hubungan h2/h1 pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji Box type

4.3.5 Hasil Pengujian V-funnel

Hasil pengujian V-funnel dari masing-masing campuran beton memadat mandiri

dapat dilihat pada Tabel 4.12 dan grafik hubungan antara sampel dengan waktu

aliran (t) dapat dilihat pada Gambar 4.13.

Tabel 4.12. Nilai waktu dari berbagai variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji V-funnel

No Nama V-funnel test sampel t (dt) 1 BTS AH40-AK60-FA10 10,88 2 BTS AH60-AK40-FA10 8,00 3 BTS AH60-AK40-FA20 8,00 4 BTS AH50-AK50-FA10 28,00 5 BTS AH50-AK50-FA20 29,00 6 BTS AH70-AK30-FA10 6,00 7 BTS AH70-AK30-FA20 7,00

54

Gambar 4.13. Hubungan waktu aliran pada variasi perbandingan agregat dan kadar fly ash pada uji V-funnel

4.4. Analisa Pemilihan Beton Memadat Mandiri Terbaik

Data hasil pengujian tujuh campuran beton memadat mandiri tanpa tambahan

serat telah diperoleh dan dilakukan analisa. Analisa data dilakukan dengan cara

mengamati sifat-sifat beton memadat mandiri yang memenuhi parameter

workability, flowability, passingability, dan efisien dalam penggunaan semen.

Hasil pengamatan grafik dari masing-masing sampel campuran beton memadat

mandiri tanpa tambahan serat dapat dilihat pada Tabel 4.13.

55

56

Tabel 4.13. Analisa beton memadat mandiri terbaik

No

Aspek

yang ditinjau

Parameter

Beton memadat

mandiri

Nama sampel

BTS AH40-AK60-FA10

BTS AH60-AK40-FA10 BTS AH60-AK40-FA20

BTS AH50-AK50-FA10 BTS AH50-AK50-FA20

BTS AH70-AK30-FA20 BTS AH70-AK30-FA10

1 Flow table test t500 = 2 dt – 5 dt (Siddque, 2001) D = 700 mm (EN – 12350)

* t500 = 2,60 dt D = 730 mm v = 192,31 mm/dt

* t500 = 3,00 dt D = 740 mm v = 166 mm/dt

* t500 = 4,00 dt D = 735 dt v = 125,00 mm/dt

* t500 = 4,18 dt D = 685 dt v = 119,62 mm/dt

* t500 = 3,40 dt D = 745 mm v = 147 mm/dt

* t500 = 3,00 dt D = 745 mm v = 166 mm/dt

2 J-ring flow table test

t500 = 2 dt – 5 dt (Siddque, 2001) D = 600 mm (EN – 12350)

* t500 = 6,00 dt D = 620 mm v = 83,33 mm/dt

* t500 = 4,00 dt D = 595 mm v = 125,00 mm/dt

* t500 = 5,00 dt D = 630 mm v = 100,00 mm/dt

* t500 = 2,60 dt D = 635 mm v = 100,00 mm/dt

3 L-box test t200 = 3,40 dt (As’ad, 2006) t400 = 6,00 dt (As’ad, 2006) h2/h1 ≥ 0,8 (Kumar, 2001)

* t200 = 2,00 dt t400 = 5,00 dt h2/h1 = 1,00

* t200 = 3,00 dt t400 = 5,40 dt h2/h1 = 0,90

* t200 = 2,20 dt t400 = 5,00 dt h2/h1 = 1,00

4 Box type test h2 = 300 mm (Kumar, 2006)

* h2/h1= 1,00

* h2/h1 = 0,96

* h2/h1 = 1,00

* h2/h1 = 1,00

5 V-funnel test t = 6 dt – 12 dt (Siddque, 2001)

* t = 10,88 dt

* t = 8,00 dt

* t = 8,00 dt

* t = 7,00 dt

* t = 6,00 dt

6 Workability (pengerjaan)

-

Fly ash= 10% semen

AH:AK = 40:60

Fly ash= 10% semen

AH:AK = 60:40

* Fly ash= 20% semen

AH:AK = 60:40

Fly ash= 10% semen

AH:AK = 50:50

* Fly ash= 20% semen

AH:AK = 50:50

Fly ash= 20% semen

AH:AK = 70:30

Fly ash= 10% semen

AH:AK = 70:30 7 Kadar semen

dalam campuran beton

-

511 kg/m3

511 kg/m3

* 464 kg/m3

511 kg/m3

* 464 kg/m3

* 464 kg/m3

511 kg/m3

55

56

Keterangan Tabel 4.13:

* = Sifat beton segar memenuhi parameter, mempunyai workability yang

baik, dan hemat dalam pengunaan semen

= Sifat beton segar jauh dari parameter sebagai beton memadat mandiri

D = Diameter aliran beton (mm)

v = Kecepatan aliran (mm/dt)

h2/h1 = Rasio permukaan

t500 = Waktu aliran beton melewati diameter 500 mm (dt)

t200 = Waktu aliran beton melewati jarak 200 mm pada L-box (dt)

t400 = Waktu aliran beton melewati jarak 400 mm pada L-box (dt)

t = Waktu aliran beton pada V-funnel (dt)

Dalam perencanaan tujuh campuran beton memadat mandiri tanpa tambahan

serat, diperoleh data aliran yang berbeda-beda. Tabel 4.13 menunjukkan faktor

yang membedakan aliran tersebut adalah prosentase perbandingan antara agregat

kasar dengan agregat halus dan kadar fly ash. Hasil penelitian ini menunjukkan

bahwa beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete) sukar mengalir pada

perbandingan agregat kasar dengan agregat halus 50:50 dan 60:40, maka dapat

diambil kesimpulan bahwa beton memadat mandiri (Self Compacting Concrete)

sukar mengalir jika prosentase agregat kasar lebih besar dari atau sama dengan

prosentase agregat halus.

Kadar fly ash juga berpengaruh terhadap workability dan flowability beton

memadat mandiri. Dalam penelitian ini, fly ash berperan sebagai penganti semen.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa semakin banyak kadar fly ash pada beton

memadat mandiri, maka kemampuan aliran (flowability) berkurang tetapi

meningkatkan kemampuan pengerjaannya (workability).

Hasil pengamatan 4.13 di atas, dapat diketahui bahwa sampel BTS AH60-AK40-

FA20 adalah sampel beton memadat mandiri terbaik karena memenuhi semua

parameter yang ditinjau. Sampel BTS AH60-AK40-FA20 mudah dalam

pengerjaannya dikarenakan kadar fly ash yang direncanakan sesuai dengan yang

57

diharapkan. Selain itu, campuran dengan perbandingan agregat halus dan agregat

kasar 60:40 lebih mudah dikerjakan dari pada perbandingan agregat 70:30. Pada

pengujiannya, flowability dan passingability Sampel BTS AH60-AK40-FA20 telah

memenuhi persyaratan Flow table test, J-ring flow table test, L-box test, Box type

test, dan V-funnel test.

Di samping itu, pertimbangan terhadap jumlah semen juga diperhatikan. Selain

lebih murah, dengan kadar semen yang rendah dapat menggurangi tegangan

permukaan. Tegangan permukaan dapat menyebabkan retak pada beton di umur

awal. Oleh karena itu, dalam penelitian ini lebih memprioritaskan campuran beton

dengan kadar semen yang lebih rendah.

4.5. Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri dengan Tambahan

Serat

Sampel beton memadat mandiri terbaik adalah BTS AH60-AK40-FA20 atau

dapat disebut juga BSTS (Beton Segar Tanpa Serat). Hasil pengujian beton

memadat mandiri dengan serat terbukti mengalami penurunan pengerjaan dan

pengalirannya.

4.5.1. Hasil Pengujian Flow Table

Hasil pengujian Flow table untuk sampel BSTS dengan tambahan serat 0,5%;

1,0%; dan 1,5% volume beton dapat dilihat pada Tabel 4.14. Grafik hubungan

antara sampel dengan t500, sampel dengan diameter sebaran, dan sampel dengan

kecepatan aliran dapat dilihat pada Gambar 4.14 – 4.16.

58

Tabel 4.14. Nilai slump flow BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat pada uji Flow table

No Nama sampel Jenis serat Kadar serat t500

Diameter sebaran

Kecepatan aliran

(dt) (mm) (mm/dt) 1 BSTS Tanpa serat 0,00% 3,00 740 166,67

2 BSSP-1 Plastik 0,50% 3,00 635 166,67 BSSP-2 Plastik 1,00% 3,54 620 141,24 BSSP-3 Plastik 1,50% 4,34 495 115,21 3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 3,79 585 131,93 BSSK-2 Kaleng 1,00% 4,75 570 105,26 BSSK-3 Kaleng 1,50% * 310 - 4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 3,00 720 166,67 BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 4,38 700 114,16 BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 4.83 625 103,52 5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 3,00 735 166,67 BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 3,79 735 131,93 BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 5,39 650 92,76

*: Sampel tidak mengalir hingga melewati diameter 500 mm, sehingga tidak

diperoleh data yang diinginkan

Gambar 4.14. Hasil pengujian waktu aliran (t500) pada variasi jenis dan kadar serat pada uji Flow table

Nama sampel

59

Gambar 4.15. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar serat pada uji Flow table

Gambar 4.16. Hasil pengujian kecepatan aliran pada variasi jenis dan kadar serat pada uji Flow table

Tabel 4.14 menyajikan hasil pengujian beton memadat mandiri (Self Compacting

Concrete) menggunakan Flow table. Penambahan serat ke dalam beton

menurunkan kinerja beton segar memadat mandiri. Kemudahan pengerjaan

menurun secara signifikan pada campuran beton yang mengandung serat

Nama sampel

60

dibandingkan dengan beton tanpa serat. Beton segar tanpa serat mampu mengalir

dengan diameter rata-rata 740 mm dan campuran beton dengan serat mampu

mengalir dengan diameter rata-rata 310 mm hingga 735 mm.

Kadar serat sangat berpengaruh terhadap penurunan kemampuan pengerjaan dan

pengaliran beton memadat mandiri. Semakin besar kadar serat, maka kemampuan

pengerjaan dan pengaliran beton memadat mandiri akan semakin menurun. Hal

tersebut dikarenakan jumlah serat yang banyak, memiliki permukaan yang lebih

luas. Permukaan yang luas pada beton segar dapat menurunkan lubrikasi antar

agregat-serat dan antar serat-serat. Penurunan diameter sebaran terbesar terjadi

pada sampel BSSK-3. Hal ini disebabkan karena jumlah serat kaleng memberikan

pengaruh yang signifikan pada proses pencampuran, workability dan pemadatan

beton bila dibanding dengan penggunaan jenis serat yang lain. Campuran ini

mengandung serat kaleng dengan kadar 1,5 % volume dengan dosis 34,5 kg/m3.

4.5.2. Hasil Pengujian J-ring Flow Table

Hasil pengujian J-ring flow table untuk sampel BSTS dengan tambahan serat

0,5%; 1,0%; dan 1,5% volume beton dapat dilihat pada Tabel 4.15. Grafik

hubungan antara sampel dengan t500, sampel dengan diameter sebaran, dan sampel

dengan kecepatan aliran dapat dilihat pada Gambar 4.17 – 4.19.

61

Tabel 4.15. Nilai slump flow BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat pada uji J-ring flow table

No Nama sampel Jenis serat Kadar t500 Diameter sebaran

Kecepatan aliran

(dt) (mm) (mm/dt) 1 BSTS Tanpa serat 0,00% 4,00 595 125,00 2 BSSP-1 Plastik 0,50% 7,16 520 69,83 BSSP-2 Plastik 1,00% 9,91 510 50,45

BSSP-3 Plastik 1,50% * 300 - 3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 9,00 510 55,56 BSSK-2 Kaleng 1,00% 11,92 480 41,95 BSSK-3 Kaleng 1,50% * 300 - 4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 8,74 530 57,21 BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 10,00 520 50,00 BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 13,40 435 37,31 5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 4,20 580 119,05 BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 6,62 585 75,53 BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 13,81 535 36,21

*: Sampel tidak mengalir hingga melewati diameter 500 mm, sehingga tidak

diperoleh data yang diinginkan

Gambar 4.17. Hasil pengujian waktu aliran (t500) pada variasi jenis dan kadar serat pada uji J-ring flow table

62

Gambar 4.18. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar serat pada uji J-ring flow table

Gambar 4.19. Hasil pengujian diameter aliran pada variasi jenis dan kadar serat pada uji J-ring flow table

Tabel 4.15 menyajikan hasil pengujian beton memadat mandiri dengan

menggunakan J-ring flow table. Beton Segar tanpa serat mampu mengalir dengan

diameter rata-rata 595 mm dan campuran beton dengan serat mampu mengalir

dengan diameter 300 mm hingga 585 mm. Pada sampel BSSP-3 dengan dosis

serat 14,25 kg/m3 dan BSSK-3 dengan dosis serat 34,5 kg/m3, tidak diperoleh data

63

t500. Hal tersebut dikarenakan dosis serat yang tinggi menghalangi beton segar

mengalir melewati tulangan pada J-ring flow table.

4.5.3. Hasil Pengujian L-box

Hasil pengujian L-box untuk sampel BSTS dengan tambahan serat 0,5%; 1,0%;

dan 1,5% volume beton dapat dilihat pada Tabel 4.16. Grafik hubungan antara

sampel dengan t200, sampel dengan t400, dan sampel dengan rasio permukaan

(h2/h1) dapat dilihat pada Gambar 4.20 – 4.22.

Tabel 4.16. Nilai waktu aliran dan rasio permukaan BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat pada uji L-box

No Nama sampel Jenis serat Kadar serat t200 t400 h1 h2 h2/h1

(dt) (dt) (mm) (mm)

1 BSTS Tanpa serat 0,00% 3,00 5,40 105 95,0 0,904

2 BSSP-1 Plastik 0,50% 3,20 7,30 430 34,0 0,079

BSSP-2 Plastik 1,00% 4,00 13,70 434 30,0 0,069

BSSP-3 Plastik 1,50% 20,47 * * * *

3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 12,3 * * * *

BSSK-2 Kaleng 1,00% * * * * *

BSSK-3 Kaleng 1,50% * * * * *

4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 3,00 5,70 11 8,5 0,810

BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 3,70 6,22 110 80,0 0,720

BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 3,73 6,57 110 80,0 0,720

5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 3,00 5,40 110 90,0 0,820

BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 3,60 5,60 100 80,0 0,800

BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 3,94 10,52 110 43,0 0,391

*: Sampel tidak mengalir, sehingga tidak diperoleh data yang diinginkan

Tabel 4.16 menyajikan hasil pengujian beton memadat mandiri menggunakan L-

box. Beton segar yang mengandung serat kaleng (BSSK) dengan kadar serat

0,5%; 1,0%; dan 1,5% volume beton, mengalami penurunan workability,

flowability dan passingability yang sangat signifikan. Hal tersebut ditandai dengan

tidak mengalirnya beton segar sehingga tidak diperoleh data t200 dan t400. Hanya

64

saja, pada sampel BSSK-1 masih diperoleh data t200 yang mengalami penurunan

waktu aliran secara signifikan.

Stabilitas permukaan mandiri (self leveling) beton segar diamati pada pengujian

ini. Pada tabel 4.18 terlihat bahwa kandungan serat yang banyak dalam beton

segar, dapat menurunkan stabilitas perataan permukaan atau rasio elvasi ujung

akhir dan elevasi pangkal (h2/h1). Beton segar serat kaleng (BSSK) mencatat rasio

(h2/h1) yang paling rendah dibandingkan dengan beton serat yang lain. Penurunan

rasio (h2/h1) mengikuti kecenderungan penurunan kecepatan aliran beton memadat

mandiri (Self Compacting Concrete).

Gambar 4.20. Hubungan waktu aliran (t200) pada variasi jenis dan kadar serat pada uji L-box

65

Gambar 4.21. Hubungan waktu aliran (t400) pada variasi jenis dan kadar serat pada uji L-box

Gambar 4.22. Hubungan h2/h1 pada variasi jenis dan kadar serat pada uji L-box

66

4.5.4. Hasil Pengujian Box Type

Hasil pengujian Box type untuk sampel BSTS dengan tambahan serat 0,5%; 1,0%;

dan 1,5% volume beton dapat dilihat pada Tabel 4.17 dan grafik hubungan antara

sampel dengan rasio permukaan (h2/h1) dapat dilihat pada Gambar 4.23.

Tabel 4.17. Nilai rasio permukaan BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat pada uji Box type

No Nama sampel Jenis serat Kadar serat h1 h2 h2/h1

(mm) (mm) 1 BSTS Tanpa serat 0,00% 315,0 315,0 1,000 2 BSSP-1 Plastik 0,50% 31,3 312,7 0,986

BSSP-2 Plastik 1,00% 602,0 60,0 0,100 BSSP-3 Plastik 1,50% 642,0 20,0 0,031 3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 562,0 100,0 0,178 BSSK-2 Kaleng 1,00% 612,0 50,0 0,082 BSSK-3 Kaleng 1,50% 652,0 10,0 0,015 4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 315,0 315,0 1,000 BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 315,0 315,0 1,000 BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 318 312 0,980 5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 315 315 1,000 BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 315 315 1,000 BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 575 150 0,261

67

Gambar 4.23. Hubungan h2/h1 pada variasi jenis dan kadar serat pada uji Box type

Stabilitas permukaan mandiri (self leveling) beton segar juga diamati pada

pengujian Box type. Tabel 4.17 menunjukkan bahwa kandungan serat yang

banyak dalam beton segar dapat menurunkan stabilitas perataan permukaan atau

rasio elvasi ujung akhir dan elevasi pangkalnya (h2/h1). Beton segar serat kaleng

(BSSK) mencatat rasio (h2/h1) yang paling rendah dibandingkan dengan beton

serat yang lain.

Sampel beton serat karet kasar (BSSK-K) dan beton segar serat karet halus

(BSSK-H) tidak mengalami penurunan terhadap stabilitas perataan permukaan.

Maka, dapat diambil kesimpulan bahwa beton memadat mandiri yang ditambah

serat karet kasar maupun halus dengan kadar serat 0,5% dan 1,0% volume beton,

tidak berpengaruh terhadap stabilitas perataan permukaan karena nilai h2/h1=1.

Hal ini disebabkan karena jumlah serat karet tidak memberikan pengaruh terlalu

signifikan pada proses pencampuran, workability dan pemadatan beton bila

dibanding dengan penggunaan serat yang lain. Penambahan serat karet kasar

dengan kadar 1,5% volume beton mengalami penurunan stabilitas perataan

permukaan yang tidak signifikan (h2/h1=0,98). Sedangkan Penambahan serat karet

halus dengan kadar 1,5% volume beton mengalami penurunan stabilitas perataan

permukaan yang signifikan (h2/h1=0,261).

4.5.5. Hasil Pengujian V-funnel

Hasil pengujian V-funnel BSTS dengan tambahan serat 0,5%; 1,0%; dan 1,5%

volume beton dapat dilihat pada Tabel 4.18 dan grafik hubungan antara sampel

dengan waktu aliran (t) dapat dilihat pada Gambar 4.24.

68

Tabel 4.18. Nilai waktu aliran BSTS dari berbagai variasi jenis dan kadar serat pada uji V-funnel

No Nama sampel Jenis serat Kadar serat t (dt) 1 BSTS Tanpa serat 0,00% 8,00 2 BSSP-1 Plastik 0,50% 27,75 BSSP-2 Plastik 1,00% 51,77 BSSP-3 Plastik 1,50% 23,72 3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 30,22 BSSK-2 Kaleng 1,00% 32,00 BSSK-3 Kaleng 1,50% 20,78 4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 29,68

BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 31,02 BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 28,46 5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 38,02 BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 42,32 BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 23,80

Gambar 4.24. Hubungan waktu aliran (t) pada variasi jenis dan kadar serat pada uji V-funnel

69

Tabel 4.18 menyajikan hasil pengujian beton memadat mandiri menggunakan V-

funnel. Penambahan serat kedalam beton dengan kadar 0,5% dan 1,0% volume

beton, akan mengalami perlambatan waktu aliran (t) rata-rata 27,75 detik hingga

51,77 detik. Sedangkan penambahan serat dengan kadar 1,5% volume beton justru

mengalami percepatan waktu aliran dibandingkan dengan kadar serat 1,0%

volume beton. Hal tersebut dikarenakan semakin banyak serat yang ditambahkan

kedalam beton (>1,0% volume beton) akan mengurangi nilai viskositas /

kekentalan beton sehingga ikatan antar agregat mudah lepas atau terjadi segregasi

pada saat penuangan.

4.6. Rekapitulasi Hasil Pengujian Beton Memadat Mandiri

dengan Tambahan Serat

Hasil pengujian beton serat memadat mandiri dengan kelima metode yakni Flow

table test, J-ring flow table test, L-box test, Box type test, dan V-funnel test

dilakukan rekapitulasi dari Tabel 4.14 – 4.18 untuk mempermudah pengamatan

dan menarik kesimpulan. Rekapitulasi hasil pengujian beton serat memadat

mandiri dapat dilihat pada Tabel 4.19.

70

57

Tabel 4.19. Rekapitulasi hasil pengujian beton serat memadat mandiri

No Nama sampel

Jenis serat

Kadar serat

Flow table test J-ring flow table test L-box test Box type test V-funnel test

t500 Diameter sebaran

Kecepatan aliran t500

Diameter sebaran

Kecepatan aliran t200 t400 h1 h2 h2/h1 h1 h2 h2/h1 t

(dt) (mm) (mm/dt) (dt) (mm) (mm/dt) (dt) (dt) (mm) (mm) (mm) (mm) (dt)

1 BSTS Tanpa serat 0,00% 3,00 740 166,67 4,00 595 125,00 3,00 5,40 105 95,0 0,904 315,0 315,0 1,000 8,00

2 BSSP-1 Plastik 0,50% 3,00 635 166,67 7,16 520 69,83 3,20 7,30 430 34,0 0,079 31,3 312,7 0,986 27,75

BSSP-2 Plastik 1,00% 3,54 620 141,24 9,91 510 50,45 4,00 13,70 434 30,0 0,069 602,0 60,0 0,100 51,77

BSSP-3 Plastik 1,50% 4,34 495 115,21 * 300 - 20,47 * * * * 642,0 20,0 0,031 23,72

3 BSSK-1 Kaleng 0,50% 3,79 585 131,93 9,00 510 55,56 12,3 * * * * 562,0 100,0 0,178 30,22

BSSK-2 Kaleng 1,00% 4,75 570 105,26 11,92 480 41,95 * * * * * 612,0 50,0 0,082 32,00

BSSK-3 Kaleng 1,50% * 310 - * 300 - * * * * * 652,0 10,0 0,015 20,78

4 BSSK-K-1 Karet kasar 0,50% 3,00 720 166,67 8,74 530 57,21 3,00 5,70 11 8,5 0,810 315,0 315,0 1,000 29,68

BSSK-K-2 Karet kasar 1,00% 4,38 700 114,16 10,00 520 50,00 3,70 6,22 110 80,0 0,720 315,0 315,0 1,000 31,02

BSSK-K-3 Karet kasar 1,50% 4.83 625 103,52 13,40 435 37,31 3,73 6,57 110 80,0 0,720 318 312 0,980 28,46

5 BSSK-H-1 Karet halus 0,50% 3,00 735 166,67 4,20 580 119,05 3,00 5,40 110 90,0 0,820 315 315 1,000 38,02

BSSK-H-2 Karet halus 1,00% 3,79 735 131,93 6,62 585 75,53 3,60 5,60 100 80,0 0,800 315 315 1,000 42,32

BSSK-H-3 Karet halus 1,50% 5,39 650 92,76 13,81 535 36,21 3,94 10,52 110 43,0 0,391 575 150 0,261 23,80

*: Sampel tidak mengalir, sehingga tidak diperoleh data yang diinginkan

70

71

Hasil pengamatan Tabel 4.19 menunjukkan bahwa BSSK (Beton segar serat

kaleng) dengan kadar serat 0,5%; 1,0%; dan 1,5% mengalami penurunan

workability, flowability, dan passingability yang paling besar, lebih

khususnya dengan campuran beton dengan kadar serat 1,5% dengan dosis

34,5 kg/m3. Penurunan workability, flowability, dan passingability yang

besar tersebut disebabkan karena jumlah serat kaleng memberikan pengaruh

yang signifikan pada proses pencampuran, workability dan pemadatan beton

bila dibanding dengan penggunaan jenis serat yang lain. Penurunan sifat

BSSK pada pengujian V-funnel hampir sama bila dibandingkan beton

memadat mandiri dengan jenis serat yang lain, maka dapat diambil

kesimpulan bahwa perbedaan antara kemampuan aliran beton segar serat

kaleng dengan beton segar serat plastik dan karet tidak signifikan ketika

proses penuangan dilakukan.

72

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Dari hasil pengujian, analisa data dan pembahasan maka dapat ditarik beberapa

kesimpulan sebagai berikut:

a. Perbandingan antara agregat kasar dan halus sangat berpengaruh dalam

menentukan mix design beton memadat mandiri terbaik. Jika jumlah agregat

kasar melebihi 50% volume total agregat, maka beton akan susah mengalir.

Disamping itu, kadar fly ash juga berpengaruh terhadap aliran beton memadat

mandiri. Semakin banyak kadar fly ash, maka semakin memperlambat aliran

beton memadat mandiri.

b. Penurunan kinerja pengerjaan (workability), pengaliran (flowability), dan

stabilitas perataan permukaan beton serat memadat mandiri tergantung dari

jumlah serat. Jumlah serat yang banyak cenderung mempunyai permukaan

yang lebih luas dan berimplikasi pada pengurangan lubrikasi agregat dan serat

yang menghambat pergerakan pergerakan beton segar pada saat pengerjaan.

c. Urutan penurunan kinerja beton segar dari kecil ke besar adalah beton segar

dengan tambahan serat ban bekas, plastik, dan kaleng. Penurunan terbesar

pada kinerja pengerjaan (workability) dan pengaliran (flowability) terjadi

beton dengan tambahan serat kaleng. Hal ini disebabkan karena jumlah serat

kaleng memberikan pengaruh yang signifikan pada proses pencampuran,

workability, dan pemadatan beton bila dibanding dengan penggunaan jenis

serat yang lain. Campuran ini mengandung serat kaleng dengan kadar 1,5 %

volume dengan dosis 34,5 kg/m3.

72

73

5.2. Saran

Untuk menindaklanjuti penelitian ini kiranya perlu dilakukan beberapa koreksi

yang diperlukan agar penelitian-penelitian selanjutnya dapat lebih baik. Adapun

saran-saran untuk penelitian selanjutnya antara lain:

a. Perlu memastikan bahwa alat-alat yang akan digunakan dalam kondisi baik.

b. Perlu kehati-hatian dalam penggunaan Superplasticizer (Viscocrete 10)

karena sangat sensitif terhadap perubahan viskositas dan jika kadar yang

digunakan terlalu besar, maka dapat mengurangi deformability (ikatan antar

agregat).

c. Perlu dilakukan penelitian lanjutan tentang persentase jumlah penambahan

serat limbah produk industri pada campuran beton untuk melihat

kecenderungan perubahan Workability, flowability, dan passingability

terhadap perubahan kandungan serat.

57

DAFTAR PUSTAKA

American Society For Testing and Material. 1918. Concrete and Material Aggregares

(Including Manual of Agregates and Concrete Testing). ASTM. Philadelpia.

As’ad, Sholihin (2006), Equivalent flexural strength of steel fibre reinforced concrete and

its modeling from fibre distribution and fibre pullout load, Dissertation, Faculty

of Civil Enineering, University of Innsbruck, Austria.

As’ad, Sholihin (2009), Pengembangan Kanal Fleksibel Berbahan Beton Memadat

Mandiri Berserat Limbah Kaleng dan Limbah Plastik, Usulan Penelitian Hibah

Bersaing, Surakarta.

Handoko Sugiharto, Gioden Hadi Kusuma (2001), Penggunaan Fly Ash dan Viscocrete

pada Self Compacting Concrete, makalah, Dimensi Teknik Sipil Volume 2,

Universitas Kristen Petra, Surabaya.

Hela, R. and Hubertova, M. (2006), Selbverdichtender Beton (SVB), Teil 1 : Geschichte,

Vorteile, Nachteile, und Grundcharakteristiken, Beton Fertigteil (BFT), No.1,

January 2006. pp. 30-36.

Hela, R. and Hubertova, M. (2006), Selbverdichtender Beton (SVB), Teil 2 : Bastandteile,

Methoden, und Grundseatze des Entwurfs, Beton Fertigteil (BFT), No.3, March

2006. pp. 10-19.

Juvas, K. (2004), Consolis – der groeste Hersteller von Betonfertigteilen in Europa,

Selbverdichtender Beton Entwiklugen in der Betonfertigteilen, Beton Fertigteil

(BFT), No.8 Agust 2004. Pp . 10-19.

Kumar, P. (2006), Self Compacting Concrete : Methods of Testing and Design, February

2006, Pp. 86.

58

Ludwing, H-M., Weise, F., Hemrich, W. and Ehrlich, N.(2001) Der neue Beton –

Selbstverdichhtender Beton – Grundlagen und Praxis, Beton Fertigteil (BHF), No.

7, July 2001.

Mulyono, T. 2005. Teknologi Beton. Andi. Yogyakarta.

Okamura, H and ouchi, M. (2003) Self Compacting Concrete, Vol.1, No.1, 5-15, April

2003, Japan Concrete Institute.

Siddique, R. (2001) Self-Compacting Concrete - Procedure for Mix Design, Department of

Civil Engineering, Thapar University, Patiala (Punjab), India

Soroushian, P. And Bayasi, Z. 1987. Concept of Fibre Reinforced Concrete. Michigan State University, Michigan.

Tjokrodimuljo, K. 1996. Teknologi Beton. Arif: Yogyakarta.