TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS BETON …/Tinjauan...perpustakaan.uns.ac.id...
Transcript of TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS BETON …/Tinjauan...perpustakaan.uns.ac.id...
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS
BETON DENGAN ZEOLIT SEBAGAI BAHAN TAMBAH
DIBANDING ZEOLIT SEBAGAI PENGGANTI SEMEN
PADA CAMPURAN BETON
“Study on the Compressive Strength and Elasticity Modulus of Concrete Using
Zeolite as Additive Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the
Concrete Mix”
SKRIPSI
Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Oleh :
ISWANTO NIM I 0107090
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2011
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS
BETON DENGAN ZEOLIT SEBAGAI BAHAN TAMBAH
DIBANDING ZEOLIT SEBAGAI PENGGANTI SEMEN
PADA CAMPURAN BETON
“Study on the Compressive Strength and Elasticity Modulus of Concrete Using
Zeolite as Additive Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the
Concrete Mix”
Disusun Oleh :
ISWANTO NIM I 0107090
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2011
Dosen Pembimbing I
Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD NIP. 19691026 199503 1 002
Dosen Pembimbing II
Ir. Sunarmasto, MT N I P . 19560717 198703 1 003
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
LEMBAR PENGESAHAN
TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS
BETON DENGAN ZEOLIT SEBAGAI BAHAN TAMBAH
DIBANDING ZEOLIT SEBAGAI PENGGANTI SEMEN
PADA CAMPURAN BETON
“Study on the Compressive Strength and Elasticity Modulus of Concrete Using Zeolite as Additive Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the
Concrete Mix”
SKRIPSI Disusun oleh:
ISWANTO
NIM I 0107090 Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarajana teknik
Pada Hari : Rabu Tanggal : 19 Oktober 2011
Tim Penguji Pendadaran : 1. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD ……………………………
N I P . 19691026 199503 1 002 2. Ir. Sunarmasto, MT ……………………………
N I P . 19560717 198703 1 003 3. Ir. Supardi, MT ……………………………
N I P . 19550504 198003 1 003
Mengetahui, Disahkan a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik sipil
Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS
Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19691026 199503 1 002 NIP 19590823 198601 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA
TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS
BETON DENGAN ZEOLIT SEBAGAI BAHAN TAMBAH
DIBANDING ZEOLIT SEBAGAI PENGGANTI SEMEN
PADA CAMPURAN BETON
“Study on the Compressive Strength and Elasticity Modulus of Concrete Using
Zeolite as Additive Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the
Concrete Mix”
SKRIPSI
Disusun Oleh :
MARKUS ABU BAGYO NIM I 0107108
Pembimbing :
1. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD __________________
NIP. 19691026 199503 1 002
2. Ir. Sunarmasto, MT __________________ NIP. 19560717 198703 1 003
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
ABSTRAK Iswanto, 2011. Tinjauan Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas Beton dengan Zeolit Sebagai Bahan Tambah Dibanding Zeolit Sebagai Pengganti Semen pada Campuran Beton. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Beton dengan mutu tinggi dan ramah lingkungan dibutuhkan untuk mendirikan bangunan-bangunan sipil. Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas beton merupakan indikator utama dalam menilai mutu beton. Bahan tambah zeolit diharapkan dapat menambah mutu beton, karena zeolit bersifat seperti pozzolan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan beton zeolit sebagai bahan tambah dengan zeolit sebagai pengganti semen ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitas beton. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total benda uji 33 buah. Benda uji terdiri atas beton tanpa bahan tambah sebagai pembanding, dengan zeolit sebagai bahan tambah dan pengganti semen 5%, 10%, 15%, 20%, dan 25% terhadap berat semen. Setiap jenis campuran beton dibuat 3 benda uji. Benda uji yang digunakan adalah silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Mutu beton yang direncanakan adalah fc’ = 30 MPa. Uji tekan dan modulus elastisitas dilakukan pada umur 28 hari. Ditinjau dari variasi kadar zeolit yang dipakai didapatkan bahwa penggunaan zeolit sebagai bahan tambah 9,433% dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 9,374%, sedangkan zeolit sebagai pengganti semen 6,067% dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 1,938%. Nilai modulus elastisitas pada beton dengan zeolit sebagai bahan tambah 6,915% meningkat sebesar 4,350%, sedangkan pada beton dengan zeolit sebagai pengganti semen 10,544% dapat meningkatkan modulus elastisitas sebesar 11,518%. Kata kunci: kuat tekan, modulus elastisitas dan zeolit
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
ABSTRACT
Iswanto, 2011. Study on the Compressive Strength and Elasticity Modulus of Concrete Using Zeolite as Additive Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the Concrete Mix. Final Project. Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University. The environmental-friendly and high-quality concrete is needed for constructing the civil buildings. The compressive strength and elasticity modulus of concrete are the main indikator to evaluate the quality of concrete. Zeolite additive is expected to be able to increase the quality of concrete, because zeolite is like pozzolan in its properties. The main aim of the research is to find out the comparison of zeolite concrete as the additive and that as cement replacement viewed from the compressive strength and elasticity modulus of concrete. This study employed an experimental method with 33 tested objects. The tested objects consisted of concrete without additive as the control, with zeolite as the additive and cement replacement 5%, 10%, 15%, 20%, and 25% of cement weight. Each type of concrete mix was made with 3 tested objects. The tested objects used were concrete cylinders with 15 cm diameter and 30 cm height. The designed quality of concrete was fc` = 30 MPa. The compressive strength and elasticity modulus tests were carried out in the day-28. Viewed from the variations of zeolite content used, it can be found that the use of zeolite as additive of 9.433% can improve the maximum compressive strength of concrete of 9.374%, while zeolite as the cement replacement of 6.067% can improve the compressive strength of concrete of 1.938%. The elasticity modulus in the concrete with zeolite 6.915% as the additive increases by 4.350%, while in the concrete with zeolite 10.544% as cement replacement increases by 11.518%.
Keywords: compressive strength, elasticity modulus and zeolite
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.......................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN............................................................................ iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ..................................................................... iv
ABSTRAK ......................................................................................................... vii
PENGANTAR .................................................................................................. ix
DAFTAR ISI ...................................................................................................... x
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL .................................................................. xviii
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ............................................................................................ 1
1.2. Rumusan Masalah ....................................................................................... 3
1.3. Batasan Masalah ......................................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3
1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 4
1.5.1. Manfaat Teoritis ....................................................................................... 4
1.5.2. Manfaat Praktis ........................................................................................ 4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 5
2.1. Landasan Teori ............................................................................................ 6
2.2.1. Beton ....................................................................................................... 6
2.2.2. Semen Portland ....................................................................................... 8
2.2.3. Agregat ..................................................................................................... 10
2.2.4. Air ........................................................................................................... 14
2.2.5. Bahan Tambah ........................................................................................ 15
2.2.5.1. Bahan Tambah Zeolit ............................................................................ 15
2.2.6. Sifat-sifat Beton ...................................................................................... 21
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
2.2.6.1. Sifat-sifat Beton Sebelum Mengeras ..................................................... 21
2.2.6.2. Sifat-sifat Beton Setelah Mengeras ....................................................... 22
2.2.7. Kuat Tekan ............................................................................................... 22
2.2.8. Modulus Elastisitas .................................................................................. 24
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Bahan dan Benda Uji Penelitian ................................................................. 28
3.1.1. Pengujian Bahan Pembentuk Beton ......................................................... 29
3.1.1.1. Agregat Halus ....................................................................................... 32
3.1.1.2. Agregat Kasar ....................................................................................... 30
3.1.2. Benda Uji ................................................................................................. 34
3.1.3. Pengujian Kuat Tekan .............................................................................. 36
3.1.4. Pengujian Modulus Elastisitas ................................................................. 37
3.2. Rancang Campur (Mix Design)................................................................... 39
3.2.1. Pembuatan Benda Uji............................................................................... 39
3.2.2. Pengujian Nilai Slump .............................................................................. 40
3.2.3. Perawatan Benda Uji (Curing) ................................................................. 41
3.3. Alat Uji Penelitian ....................................................................................... 42
3.4. Variabel Penelitian ...................................................................................... 43
3.5. Tahap Penelitian .......................................................................................... 43
BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Bahan ................................................................................ 47
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ................................................................ 47
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ................................................................ 49
4.2. Rencana Campuran Adukan Beton ............................................................. 51
4.3. Hasil Pengujian ........................................................................................... 52
4.3.1. Hasil Pengujian Slump ............................................................................. 52
4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Tekan .................................................................... 53
4.3.3. Hasil Pengujian Modulus Elastisitas ........................................................ 56
4.3.4. Uji Normalitas Chi-Kuadrat .................................................................... 62
4.4. Pembahasan ................................................................................................. 64
4.4.1. Uji Slump.................................................................................................. 64
4.4.2. Kuat Tekan ............................................................................................... 64
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
4.4.3. Modulus Elastisitas .................................................................................. 69
4.4.4. Hubungan Antra Modulus Elastisitas dan Kuat Tekan Hasil Pengujian . 74
BAB 5. KESIMPULAN
5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 78
5.2. Saran............................................................................................................ 79
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 80
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dewasa ini, perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sangat pesat. Hal
tersebut diiringi dengan bertambahnya gedung-gedung pencakar langit dan
bangunan sipil lainnya. Bangunan tersebut berupa bangunan umum ataupun
bangunan pribadi. Bentuk nyata dari bangunan-bangunan tersebut antara lain:
gedung, jembatan, bendungan, jalan raya dan lain-lain. Hal ini mendorong
pelaksana konstruksi untuk memberikan yang terbaik bagi bangunan sipil.
Beton merupakan konstruksi yang sering digunakan dalam membuat bangunan-
bangunan sipil. Hampir setiap bangunan sipil menggunakan beton, baik sebagai
struktur utama maupun struktur pelengkap. Hal ini disebabkan beton mempunyai
kelebihan dibandingkan dengan bahan lain, diantaranya harganya yang relative
murah, mudah dalam pengerjaan dan perawatannya, mudah dibentuk sesuai
kebutuhan dan tahan terhadap korosi. Penggunaan beton di dalam industri
konstruksi semakin meningkat seiring dengan usaha untuk membuatnya lebih baik
dan semakin ekonomis, misalnya upaya pembuatan beton dengan mutu yang
tinggi serta biaya yang murah. Salah satunya adalah dengan memanfaatkan bahan
tambah yang mudah didapatkan dan harganya murah serta ramah lingkungan.
Di Indonesia zeolit baru dimanfaatkan sekitar 10 tahun terakhir. Namun di negara
Eropa, Amerika Serikat dan Jepang, zeolit telah digunakan secara luas di berbagai
sektor, antara lain pertanian, peternakan, perikanan, industri manufaktur dan
konstruksi. Beberapa daerah di Indonesia diperkirakan mempunyai cadangan
zeolit sangat besar dan berpotensi untuk dikembangkan, daerah tersebut antara
lain: Jawa Barat, Lampung dan Gunung Kidul.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Di daerah Pandan Simping, Prambanan, Klaten merupakan daerah pengolahan
zeolit. Zeolit berupa bongkahan yang berasal dari Bedoyo, Ponjong, Gunung
Kidul tersebut diolah menjadi berbagai macam ukuran dari diameter 4 cm sampai
berukuran sangat halus. Kemudian zeolit tersebut dimanfaatkan sebagai bahan
campuran pupuk. Harganya pun relatif murah, yaitu Rp 350,- per kilogram.
Penggunaan beton semakin tinggi selaras dengan pembangunan yang ada. Maka
diperlukan beton dengan kualitas baik dan murah dari segi ekonomis serta ramah
terhadap lingkungan. Bahan tambah zeolit diharapkan dapat menambah mutu
beton, karena zeolit bersifat seperti pozzolan memiliki kandungan kimia sebagian
besar adalah silica. Kandungan silica (SiO2) pada zeolit yaitu sekitar 60% .
Kuat tekan merupakan kemampuan beton dalam menahan beban yang
diterimanya, apabilla kuat tekan beton semakin besar maka mutu beton juga
semakin baik. Kuat tekan beton ditentukan oleh perbandingan semen dengan
agregat halus, agregat kasar, air dan bahan tambah bila ada. Modulus elastisitas
suatu bahan sangat erat hubungannya dengan kekuatan suatu bahan menahan
suatu beban. Semakin tinggi modulus elastisitas, semakin kecil lendutan yang
mungkin terjadi, sedangkan hubungan kuat tekan dengan modulus elastis adalah
semakin tinggi nilai kuat tekan beton, maka modulus elastisitasnya juga akan
semakin tinggi.
Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Purwo Sulistiono (2002), zeolit
digunakan sebagai bahan tambah ke dalam campuran beton. Variasi penambahan
zeolit yang digunakan sebesar 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% dan 35% dari
berat semen.
Pada penelitian kali ini bahan tambah zeolit akan ditambahkan pada beton dengan
harapan dapat meningkatkan mutu beton. Selanjutnya beton menggunakan zeolit
sebagai bahan tambah akan dibandingkan dengan beton menggunakan zeolit
sebagai bahan pengganti semen, ditinjau dari kuat tekan dan modulus
elastisitasnya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah tersebut, dirumuskan permasalahannya
adalah berapa besar perbandingan antara pengaruh zeolit sebagai bahan tambah
dengan zeolit sebagai bahan pengganti semen pada beton ditinjau dari kuat tekan
dan modulus elastisitasnya.
1.3. Batasan Masalah
Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak meluas
maka perlu adanya pembatasan sebagai berikut:
a. Mutu Beton yang disyaratkan memiliki f’c = 30 MPa pada umur 28 hari.
b. Bahan tambah zeolit berasal dari Desa Bedoyo, Kecamatan Ponjong,
Kabupaten Gunung Kidul yang telah didistribusikan ke Pandan Simping,
Prambanan, Klaten.
c. Variasi takaran zeolit sebagai bahan tambah yang sudah ditentukan (yaitu 0%
; 5% ; 10% ; 15% ; 20% dan 25% dari berat semen).
d. Variasi takaran zeolit sebagai bahan pengganti semen yang sudah ditentukan
(yaitu 0% ; 5% ; 10% ; 15% ; 20% dan 25% dari berat semen).
e. Semen yang digunakan adalah semen tipe I, OPC.
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perbandingan antara
pengaruh zeolit sebagai bahan tambah dengan zeolit sebagai bahan pengganti
semen pada beton ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitas beton.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
1.5. Manfaat Penelitian
1.5.1. Manfaat Teoritis
a. Memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu bahan dan struktur.
b. Memberikan pengetahuan tentang beton dengan menggunakan bahan
tambah zeolit dan beton dengan menggunakan zeolit sebagai bahan
pengganti semen ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitas beton.
1.5.2. Manfaat Praktis
Penelitian tentang penggunaan bahan tambah zeolit diharapkan akan
menunjukkan hasil yang nyata terhadap perbaikan karakteristik beton
(kuat tekan dan modulus elastisitas), sehingga dengan karakteristik
tersebut mampu meningkatkan perkembangan mutu beton.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Bahan mineral pembantu atau bahan tambah ditambahkan ke dalam campuran
beton dengan berbagai tujuan, antara lain untuk mengurangi pemakaian semen,
mengurangi temperature akibat reaksi hidrasi, mengurangi bleeding atau
menambah kelecakan (workability) pada beton. Mineral pembantu yang
digunakan umumnya mempunyai komponen aktif yang bersifat pozzolanik, yaitu
dapat bereaksi dengan kapur bebas (kalsium hidroksida) yang dilepaskan semen
saat proses hidrasi dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat pada
temperature normal dengan adanya air (Paul Nugraha, 2007).
Beton yang secara fundamentil jelek kualitasnya, tidak dapat diubah menjadi baik
kualitasnya menjadi beton baik, dengan bahan campuran macam apapun (L.J.
Murdock, K.M. brook, 1979).
Beton sebagai sekumpulan interaksi mekanis dan kimiawi dari material
pembentuknya. Perencana dapat mengembangkan pemilihan material yang layak
komposisinya sehingga diperoleh beton yang efisien, memenuhi kekuatan batas
yang disyaratkan oleh perencana dan memenuhi persyaratan serviceability yang
dapat diartikan juga sebagai pelayanan yang handal dengan memenuhi kriteria
ekonomi (Nawy, 1985:8).
Pozzolan adalah bahan yang bereaksi dengan kapur ikat bebas selama pengikatan
semen, termasuk daya tahannya terhadap agresi sulfat, air kotor, dan lail-lain. Di
dalam bahan pozzolan terdapat sedikit atau tidak ada sama sekali sifat-sifat
semennya. Bahan ini digunakan untuk penambah atau untuk pengganti semen
sampai dengan 70 % dari semen. Bahan ini mereduksi kecepatan pengerasan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
beton dan ini adalah salah satu keberatan dari penggunaannya. Bukti-bukti yang
ada menunjukkan bahwa kekuatan batas dengan mengganti sekurang-kurangnya
20 % dari semen dengan pozzolan hampir tidak ada beda dengan bilamana semen
saja yang digunakan (L.J. Murdock, K.M. brook, 1979).
Pada penelitian yang dilakukan oleh Purwo Sulistiono (2002), zeolit digunakan
sebagai bahan tambah ke dalam campuran beton. Variasi penambahan zeolit yang
digunakan sebesar 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% dan 35% dari berat
semen. Dari hasil analisis didapat bahwa penambahan mineral zeolit dapat
meningkatkan nilai kuat tekan dan modulus elastisitas beton. Pada beton normal
diperoleh nilai kuat desak rata-rata 23,258 MPa dan nilai modulus elastisitas
23417.228 MPa. Nilai kuat desak beton maksimum didapatkan dari beton dengan
penambahan kadar mineral zeolit 19,083%, yaitu 25,462 MPa. Nilai modulus
elastisitas beton maksimum didapatkan dari beton dengan penambahan kadar
mineral zeolit 21,985%, yaitu 24176,646 MPa (Purwo sulistiono, 2002).
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Beton
Beton diperoleh dengan cara mencampurkan semen Portland, air, agregat (dan
kadang-kadang bahan tambah, yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia
tambahan, serat, sampai bahan buangan non-kimia) pada perbandingan tertentu.
Dalam adukan beton, air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen.
Pasta semen ini selain mengisi pori-pori diantara butiran-butiran agregat halus
juga bersifat sebagai perekat atau pengikat dalam proses pengerasan, sehingga
butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa
yang kompak dan padat (Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
Beton sering digunakan dalam konstruksi bangunan dikarenakan mempunyai
banyak sekali keuntungan diantaranya adalah:
a. Bahan pembentuk beton mudah didapat dengan harga relatif murah.
b. Beton tahan terhadap aus dan juga api atau kebakaran.
c. Beton segar mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk apapun dengan
ukuran seberapapun sesuai keinginan, cetakan dapat dipakai beberapa kali
sehingga ekonomis dan menjadi lebih murah.
d. Perawatannya mudah dan murah.
e. Beton segar dapat disemprotkan ke permukaan beton lama yang retak maupun
diisikan ke dalam retakan beton dalam proses perbaikan dan dapat
dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang
posisinya sulit.
f. Beton sangat kuat dalam menahan tekan serta mempunyai sifat tahan terhadap
perkaratan dan pembusukkan oleh kondisi lingkungan. Bila dibuat dengan
cara baik kuat tekannya sama dengan batuan alami.
Beton juga mempunyai kelemahan yang perlu ditinjau oleh perencanaan dalam
merencanakan struktur bangunan, antara lain:
a. Beton mempunyai kuat tarik rendah, sehingga mudah retak, oleh karena itu
perlu diberi baja tulangan atau serat.
b. Beton sulit untuk kedap air sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, air
yang membawa kandungan garam dapat merusak beton.
c. Beton segar mengerut pada saat pengeringan dan beton keras mengembang
jika basah sehingga dilatasi (contraction joint) perlu diadakan pada beton yang
panjang atau lebar untuk memberi tempat bagi susut pengerasan dan
pengembangan beton.
d. Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan didetail secara
seksama agar setelah dikompositkan dengan baja tulangan menjadi bersifat
daktail, terutama pada struktur tahan gempa.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
2.2.2. Semen Portland
Semen Portland dibuat dengan beberapa langkah, sehingga sangat halus dan
memiliki sifat adesif maupun kohesif. Semen diperoleh dengan membakar secara
bersamaan, suatu campuran dari calcareous (yang mengandung kalsium karbonat
atau batu gamping) dan argillaceous (yang mengandung alumina) dengan
perbandingan tertentu. Secara umum kandungan Semen Portland ialah : kapur,
silica, dan alumina. Ketiga bahan dasar tersebut dicampur dan dibakar dengan
suhu 1550 C dan menjadi klinker. Setelah itu kemudian dikeluarkan, didinginkan
dan dihaluskan sampai halus seperti bubuk kemudian ditambahkan gips atau
kalsium sulfat (CaSO4) kira-kira 2 sampai 4 persen sebagai bahan pengontrol
waktu pengikatan (Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996).
Komposisi kimia semen Portland pada umumnya terdiri dari CaO, SiO2, Al2O3
dan Fe2O3 yang merupakan oksida dominan, sedangkan oksida yang lain
jumlahnya hanya beberapa persen dari berat semen. Keempat oksida utama
tersebut didalam semen berupa senyawa C3S, C2S, C3A dan C3AF dengan
perbandingan tertentu pada setiap produk semen, tergantung pada komposisi
bahan bakunya. Komposisi kimia semen Portland dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Komposisi kimia semen portland Oksida Persen ( % )
Kapur (CaO)
Silika (SiO2)
Alumina (Al2O3)
Besi (Fe2O3)
Magnesia (MgO)
Sulfur (SO3)
Soda/potash (Na2O + K2O)
60 – 65
17 – 25
3 – 8
0,5 – 6
0,5 – 4
1 – 2
0,5 – 1
(Sumber: Kardiyono Tjokrodimuljo, 1995)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Senyawa-senyawa utama semen Portland yatiu C3S, C2S, C3A dan C4AF memiliki
sifat yang menentukan sifat kekuatan semen, sifat-sifat senyawa tersebut antara
lain :
a. Trikalsium Silikat (C3S) atau 3CaO.SiO2
Senyawa ini mengalami hidrasi sangat cepat disertai pelepasan sejumlah
besar panas, selain itu juga berpengaruh besar terhadap pengerasan semen
terutama sebelum mencapai umur 14 hari. Senyawa ini juga kurang tahan
terhadap agresi kimiawi, dan mengalami disintegrasi oleh sulfat tanah yang
dapat menyebabkan retak-retak pada beton.
b. Dikalsium Silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2
C2S bereaksi dengan air lebih lambat sehingga berpengaruh terhadap
pengerasan semen setelah berumur lebih dari 7 hari dan memberikan
kekuatan akhir. Unsur ini juga membuat semen tahan terhadap serangan
kimia dan juga mengurangi besar susut pengeringan.
c. Trikalsium Aluminat (C3A) atau 3CAO.Al2O3
Senyawa ini mengeras dalam beberapa jam dengan melepas sejumlah panas.
Kuantitas yang terbentuk dalam ikatan menentukan kekuatan beton pada
umur 14 hari. Senyawa ini juga mudah bereaksi dengan sulfat sehingga
menyebabkan terjadinya retak-retak pada beton.
d. Tetrakalcium Aluminoferrit (C4AF) atau 4CAO.Al2O3.Fe2O3
Senyawa ini tidak terlalu mempengaruhi kekuatan dan sifat semen. C4AF
hanya berfungsi mempercepat dan menyempurnakan reaksi pada dapur
pembakaran proses pembentukan semen.
Senyawa kimia yang terkandung dalam semen merupakan bahan yang reaktif
terhadap air. Apabila semen bercampur dengan air, maka senyawa-senyawa
tersebut akan bereaksi menghasilkan suatu pasta yang akan mengeras menurut
waktu. Proses bereaksinya semen dengan air itulah yang dinamakan hidrasi
semen.
Reaksi hidrasi ini berlangsung sangat lambat dan bertambah lambat sejalan
dengan bertambahnya waktu. Hal ini disebabkan makin terbentuknya lapisan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
pasta semen yang menyelimuti butiran semen. Menurut Paulus Nugraha (1988 :
28), secara teoritis proses hidrasi akan berhenti bila tebal lapisan mencapai 25µm.
Perubahan komposisi kimia semen yang dilakukan dengan cara mengubah
persentase 4 komponen utama semen dapat menghasilkan beberapa jenis semen
sesuai dengan tujuan pemakaiannya. Adapun klasifikasi semen Portland menurut
SII 0013-81 dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Jenis-jenis semen portland Jenis Semen Karakteristik Umum
Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan
persyaratan khusus
Jenis II Semen portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan
terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang
Jenis III Semen portland yang penggunaannya memerlukan persyaratan
kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan
Jenis IV Semen portland yang penggunaannya menuntut panas hidrasi
rendah
Jenis V Semen portland yang penggunaannya menuntut persyaratan sangat
tahan terhadap sulfat
( Sumber: Paul Nugraha, 2007)
2.2.3. Agregat
Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi
dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60% - 80%
dari volume mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu
bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton. Berdasarkan ukuran besar
butirnya, agregat yang dipakai dalam adukan beton dapat dibedakan menjadi dua
jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar.
Susunan untuk butiran (gradasi) yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan
(density) maksimum dan porositas (voids) minimum. Sifat penting dari suatu
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
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.
a. Agregat Halus
Agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil (antara 0,15 mm dan 5 mm).
Dalam pemilihan agregat halus harus benar-benar memenuhi persyaratan yang
telah ditentukan, karena 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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
Persyaratan gradasi agregat halus dapat dilihat dalam Tabel 2.3 berikut ini :
Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat halus ASTM C 33-74a
Ukuran Saringan ( mm ) Persentase Lolos ( % )
9,5 100
4,75 95 – 100
2,36 80 – 100
1,18 55 – 85
0,60 25 – 60
0,3 10 – 30
0,15 2 – 10
Sumber : Murdock & Brook (1979)
b. Agregat Kasar
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 ketahanan
(hardness), bentuk dan tekstur permukaan (shape and texture surface), berat jenis
agregat (specific gravity), ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir
(fines 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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
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 yang diperiksa dengan bejana penguji dari
Rudelof dengan bola pejal sebanyak 12 buah, yang harus memenuhi syarat-
syarat :
(a) Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5-19 mm lebih dari 24% berat.
(b) Tidak terjadi pembubukan sampai 19-30 mm lebih dari 22% berat.
Kekerasan ini dapat juga 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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
Persyaratan gradasi untuk agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.4 berikut ini :
Tabel 2.4. Persyaratan gradasi agregat kasar ASTM C 33-74
(Sumber: Murdock & Brook, 1979)
2.2.4. Air
Dalam pembuatan beton, air merupakan salah satu faktor penting, karena air dapat
bereaksi dengan semen, yang akan menjadi pasta pengikat agregat. Air juga
berpengaruh terhadap kuat desak beton, karena kelebihan air akan menyebabkan
penurunan pada kekuatan beton itu sendiri. Selain itu kelebihan air akan
mengakibatkan beton menjadi bleeding, yaitu air bersama-sama semen akan
bergerak ke atas permukaan adukan beton segar yang baru saja dituang. Hal ini
akan menyebabkan kurangnya lekatan antara lapis-lapis beton dan dapat menjadi
kelemahan beton.
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, dan
lain-lain) 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.
Ukuran Saringan (mm) Persentase lolos (%)
25 95-100
19 -
12,5 25-60
9,5 -
4,75 0-10
2,36 0-5
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
2.2.5. Bahan Tambah
Bahan tambah didefinisikan sebagai material selain air, agregat, dan semen yang
dicampurkan ke dalam beton atau mortar yang ditambahkan sebelum atau selama
pengadukan berlangsung. Bahan tambah digunakan untuk memodifikasi sifat dan
karakterisik dari beton atau mortar misalnya untuk dapat dengan mudah
dikerjakan, penghematan, atau untuk tujuan lain (ASTM C.125-1995).
Secara umum bahan tambah dapat dibedakan menjadi dua yaitu bahan tambah
kimia (chemical admixture) dan bahan tambah mineral (additive). Bahan tambah
admixture ditambahkan saat pengadukan atau pada saat dilakukan pengecoran.
Bahan ini biasanya dimaksudkan untuk memperbaiki kinerja beton atau mortar
saat pelaksanaan pekerjaan, sedangkan bahan tambah additive yaitu yang bersifat
lebih mineral yang juga ditambahkan pada saat pengadukan.
Bahan tambah lain yang biasa digunakan di dalam beton yaitu serat. Penambahan
serat ke dalam beton akan meningkatkan kuat tarik beton yang pada umumnya
sangat rendah. Pertambahan kuat tarik akan memperbaiki kinerja komposit beton
serat dengan kualitas yang lebih bagus dibandingkan dengan beton konvesional
(As’ad, 2008).
Beberapa jenis bahan tambahan yang digunakan dalam campuran beton, dipilih
bahan tambah mineral zeolit pada penelitian ini, karena selain dapat menambah
kuat tekan beton, bahan tambah zeolit juga mudah didapat. Bahan tambah zeolit
termasuk ke dalam bahan tambah mineral (additive).
2.2.5.1. Bahan Tambah Zeolit
Zeolit adalah senyawa zat kimia alumino-silikat berhidrat dengan kation natrium,
kalium dan barium. Secara umum, zeolit memiliki molekular sruktur yang unik,
dimana atom silikon dikelilingi oleh 4 atom oksigen sehingga membentuk
semacam jaringan dengan pola yang teratur. Di beberapa tempat di jaringan ini,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
atom Silicon digantikan dengan atom aluminium, yang hanya terkoordinasi
dengan 3 atom oksigen. Atom aluminium ini hanya memiliki muatan 3+,
sedangkan Silicon sendiri memiliki muatan 4+. Keberadaan atom Aluminium ini
secara keseluruhan akan menyebabkan zeolit memiliki muatan negatif. Muatan
negatif inilah yang menyebabkan zeolit mampu mengikat kation (Wikipedia
bahasa Indonesia).
Zeolit mempunyai beberapa sifat antara lain, mudah melepas air akibat
pemanasan, tetapi juga mudah mengikat kembali molekul air dalam udara lembab.
Oleh sebab sifatnya tersebut maka zeolit banyak digunakan sebagai bahan
pengering. Disamping itu zeolit juga mudah melepas kation dan diganti dengan
kation lainnya, misal zeolit melepas natrium dan digantikan dengan mengikat
kalsium atau magnesium. Sifat ini pula menyebabkan zeolit dimanfaatkan untuk
melunakkan air. Zeolit dengan ukuran rongga tertentu digunakan pula sebagai
katalis untuk mengubah alkohol menjadi hidrokarbon sehingga alkohol dapat
digunakan sebagai bensin (Wikipedia bahasa Indonesia).
Contoh zeolit dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Contoh zeolit
Komposisi kimia mineral zeolit pada umumnya terdiri dari SiO2, Al2O3, Fe2O3 dan
CaO yang merupakan oksida dominan. Sedangkan oksida yang lain jumlahnya
hanya beberapa persen dari berat semen. Komposisi kimia mineral zeolit dapat
dilihat pada Tabel 2.5.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Tabel 2.5. Komposisi kimia mineral zeolit Oksida Persen ( % )
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
Na2O
K2O
MnO
TiO2
P2O5
H2O
HD
62,75
15,48
0,83
3,42
0,87
1,32
1,39
0,05
0,35
0,04
0,38
13,12
(Sumber: laboratorium kimia, Dirjen Geologi dan Sumberdaya Mineral,
Direktorat Vulkanologi Yogyakarta)
Secara umum zeolit memiliki beberapa kegunaan dalam berbagai bidang.
Kegunaan zeolit tersebut antara lain:
a. Bidang Pertanian, digunakan untuk menetralkan tanah asam dan sebagai
penyerap pupuk.
b. Bidang Peternakan, digunakan untuk campuran pakan ternak yaitu untuk
meningkatkan kualitas telur.
c. Bidang Perikanan, digunakan sebagai penyerap ammonia yang dikeluarkan
ikan melalui kotoran.
d. Bidang Bangunan, digunakan untuk campuran beton.
e. Bidang Industri, digunakan sebagai penjernih minyak, penyerap warna, filter
industri kertas dan panel energi matahari.
f. Bidang Lingkungan, digunakan sebagai penghilang atau penyerap bau ion
Ca2+, gas N2, O2, CO2 dari asap kendaraan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Zeolit memiliki struktur berongga dan biasanya rongga ini diisi oleh air dan kation
yang bisa dipertukarkan dan memiliki ukuran pori tertentu. Oleh sebab itu zeolit
dapat dimanfaatkan sebagai penyaring molekuler, penukar ion, penyerap bahan
dan katalisator. Adapun sifat-sifat zeolit adalah sebagai berikut:
a. Dehidrasi
Sifat dehidrasi mineral zeolit akan berpengaruh terhadap sifat absorbsinya.
Zeolit dapat melepaskan molekul air dari dalam rongga permukaan yang
menyebabkan medan listrik meluas ke dalam rongga utama dan akan efektif
berinteraktif dengan molekul yang akan terabsorbsi.
b. Absorbsi
Dalam keadaan normal ruang hampa dalam Kristal zeolit terisi oleh molekul
air bebas yang berada disekitar kation. Bila Kristal zeolit dipanaskan 300o C –
400o C maka air tersebut akan keluar sehingga zeolit dapat berfungsi sebagai
penyerap gas atau cairan. Beberapa jenis mineral zeolit dapat menyerap gas
sebanyak 30% dari beratnya dalam keadaan kering.
c. Penukar ion
Ion-ion dalam mineral zeolit berguna untuk menjaga kenetralan zeolit. Ion-ion
ini dapat bergerak bebas sehingga pertukaran ion yang terjadi tergantung
ukuran dan muatan maupun jenis zeolitnya.
d. Katalis
Ciri paling khusus dari mineral zeolit secara praktis akan menentukan sifat
khusus mineral ini adalah adanya ruang kosong yang akan membentuk saluran
di dalam strukturnya. Bila zeolit digunakan dalam proses penyerapan atau
katalis maka akan terjadi difusi molekul ke dalam ruang bebas antara Kristal.
e. Penyaring/pemisah
Distribusi diameter dari pori-pori zeolit lebih efektif dalam menyaring
molekul, memisahkan molekul berdasarkan perbedaan ukuran, bentuk dan
polaritas molekul daripada media berpori lainnya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
a. Zeolit pada Klasifikasi Bahan Pozzolan
Telah disebutkan diatas bahwa pozzolan adalah bahan alam atau buatan yang
sebagian besar terdiri dari unsur-unsur silikat dan aluminat yang reaktif. Pozzolan
dapat dipakai sebagai bahan tambah atau pengganti sebagian semen Portland. Bila
dipakai sebagai pengganti sebagian semen portland umumnya berkisar 10% - 35%
dari berat semen. Bila pozzolan dipakai sebagai bahan tambahan akan menjadikan
beton lebih tahan terhadap serangan kimia. Pozzolan sendiri tidak memiliki sifat
semen, tetapi dalam keadaan halus (lolos ayakan 0,21mm ) bereaksi dengan air
dan kapur pada suhu normal (24o-27o C) menjadi suatu massa yang padat yang
tidak larut dalam air. Mineral zeolit dapat diklasifikasikan sebagai bahan pozzolan
semen karena mineral zeolit mengandung silica yang cukup banyak (62,75%).
Mielenz (1986) mengklasifikasikan pozzolan alam seperti pada Tabel 2.6 berikut
ini :
Tabel. 2.6. Klasifikasi pozzolan alam menurut Mielenz (1986)
Activity type Essential active constituent
1 Vulcanic glass
2 opal
3a Kaolinite-type clay
3b Montmorollinite-type clay
3c Illite-type clay
3d Mixed clay with vermiculite
3e Attapul gite-type clay
4 zeolite
5 Hidrated oxidesof aluminium
6 Non-pozzolanas
(Sumber: Mielenz, 1986)
Pada klasifikasi tersebut di atas, menurut Mielenz (1986), hanya tipe 1, 2 dan
4 yang merupakan pozzolan alamiah, sedangkan tipe 3 dan 5 bereaksi dengan
kapur setelah melalui proses pembakaran.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Menurut paulus nugraha (1989:262), pengaruh penggunaan pozzolan dalam
campuran beton adalah:
1. Menghemat biaya karena dapat digunakan sebagai pengganti semen dengan
konsekuensi memperlambat pengerasan sehingga kekuatan awal beton rendah.
2. Mengurangi retak akibat panas hidrasi karena adanya bahan pozzolan,
kandungan C3A dalam semen berkurang sehingga temperature awal dapat
diturunkan.
3. Mengurangi muai akibat reaksi alkali-agregat sehingga retak-retak pada beton
dapat dikurangi.
4. Meningkatkan ketahanan beton terhadap garam, sulfat dan air asam.
Berkurangnya senyawa C3A yang sifatnya paling menonjol mengalami
disintergrasi oleh sulfat air tanah karena penambahan pozzolan mengakibatkan
beton lebih tahan terhadap sulfat.
b. Reaksi Kimia Mineral Zeolit
Pada umumnya semen memiliki 4 unsur penting yaitu: C3S (trikalsium silikat),
C2S (dikalsium silikat), C3A (trikalsium aluminat) dan C4AF (tetrakalsium
aluminoferit). Reaksi kimia antara kalsium silikat, dikalsium silikat, dan air
adalah sebagai berikut :
2 C2S + 4 H2O (C3H2S3) + Ca(OH)2 + kalor
2 C3S + 6 H2O (C3H2S3) + 3 Ca(OH)2 + kalor
Hasil utama dari proses diatas adalah C3S4H3 atau C-S-H (kalsium silikat hidrat)
yang biasa disebut tobermorite, berbentuk gel (gelatine) yang dapat mengkristal,
sedang kapur atau Ca(OH)2 diragukan sumbangannya pada pengerasan semen.
Dalam jangka panjang komponen ini cenderung melemahkan. Banyaknya kapur
yang tersisa ini sekitar 20% dari berat semen. Kondisi terburuknya adalah terjadi
pemisahan struktur yang disebabkan oleh lepasnya kapur dari semen. Situasi ini
harus dicegah dengan menambahkan pada semen suatu mineral silica seperti
pozzolan. Dengan menambahkan mineral zeolit pada campuran beton, maka SiO2
yang terkandung dalam mineral zeolit akan mengikat Ca(OH)2 sehingga
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
membentuk komponen C-S-H gel baru yang cenderung meningkatkan kekuatan
beton.
Zeolit dalam campuran beton diharapkan akan memberikan reaksi pozzolanik
sehingga akan meningkatkan mutu beton. Reaksi ini sering disebut sebagai reaksi
sekunder dan reaksi ini berlangsung lebih lambat dan berlaku lebih lama, sehingga
mutu beton diatas umur 28 hari masih dapat meningkat. Dengan demikian, waktu
pengerasan beton dengan penambahan mineral zeolit menjadi lebih lama bila
dibandingkan dengan beton normal.
Reaksinya sebagai berikut:
Ca(OH)2 + SiO2 + H2O CaO . SiO2 . 2HO
Menurut West (1984) penambahan pozzolan memberikan keunggulan ketahanan
terhadap sulfat dan kuat tekan yang lebih tinggi dari beton normal.
2.2.6. Sifat-sifat Beton
Sifat-sifat beton meliputi sifat fisik, kimia, mekanik baik yang dapat dilihat atau
yang hanya dengan bantuan mikroskop. Tetapi dalam segi kondisi beton dapat
dibagi menjadi dua, yaitu:
2.2.6.1. Sifat-sifat Beton Sebelum Mengeras
Salah satu sifat beton sebelum mengeras (beton segar) adalah kemudahan
pengerjaan (workability). Workability adalah tingkat kemudahan pengerjaan beton
dalam mencampur, mengaduk, menuang dalam cetakan dan pemadatan tanpa
mengurangi homogenitas beton dan beton tidak mengalami bleeding (pemisahan)
yang berlebihan untuk mencapai kekuatan beton yang diinginkan.
Menurut Kardiyono Tjokrodimuljo (1996), unsur-unsur yang mempengaruhi
sifat workability antara lain adalah berikut ini:
a. Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton, makin banyak air yang
dipakai makin mudah beton segar ini dikerjakan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
b. Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan
adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan bertambahnya air campuran
untuk memperoleh nilai fas tetap.
c. Gradasi campuran pasir dan kerikil, bila campuran pasir dan kerikil mengikuti
gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton akan mudah
dikerjakan.
d. Pemakaian butir-butir batuan yang bulat mempermudah cara pengerjaan beton.
e. Pemakaian butir maksimum kerikil yang dipakai juga berpengaruh terhadap
tingkat kemudahan pengerjaan.
f. Cara pemadatan adukan beton menetukan sifat pengerjaan yang berbeda. Bila
cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat kelecakan
yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit jika
dipadatkan dengan tangan.
2.2.6.2. Sifat-sifat Beton Setelah Mengeras
Sifat dari beton setelah mengeras antara lain adalah mempunyai kekuatan dan
ketahanan. Kekuatan (strength) adalah sifat dari beton yang berkaitan dengan
mutu dari beton tersebut untuk menerima beban dari luar. Kekuatan beton antara
lain adalah kekuatan tekan, kekuatan tarik dan kekuatan geser.
Ketahanan (durability) adalah gaya tahan beton terhadap suatu kondisi atau
gangguan yang berupa gangguan dari dalam atau dari luar tanpa mengalami
kerusakan selama bertahun-tahun. Gangguan dari luar dapat berupa cuaca, suhu,
korosi dan bahan kimia lainnya. Sedangkan gangguan dari dalam berupa reaksi
kimia antara semen dengan alkali atau sering disebut ASR (Alkali Silica Reaction)
yang jika terlalu banyak dapat menyebabkan beton retak.
2.2.7. Kuat Tekan
Kuat tekan adalah besarnya beban persatuan luas, yang menyebabkan benda uji
hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu pada mesin uji. Kuat tekan beton
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
ditentukan oleh perbandingan semen dan agregat halus, agregat kasar dan air dari
berbagai jenis campuran. Perbandingan air terhadap semen merupakan faktor
utama dalam penentuan kuat tekan beton.
Kekuatan tekan beton diwakili dengan tegangan tekan maksimum fc’ dengan
satuan N/mm2 atau MPa dan juga memakai satuan kg/cm2. Kekuatan tekan beton
merupakan sifat yang paling penting dari beton keras. Umumnya kuat tekan beton
berkisar antara nilai 10-65 MPa. Untuk struktur beton bertulang pada umumnya
menggunakan kuat tekan pada umur 28 hari berkisar 17-35 MPa, untuk beton
prategang digunakan beton dengan kuat tekan lebih tinggi, berkisar antara 30-45
MPa.
Beton relatif kuat menahan tekan. Keruntuhan beton sebagian disebabkan karena
rusaknya ikatan pasta dan agregat. Besarnya kuat tekan beton dipengaruhi oleh
sejumlah faktor antara lain:
a. Faktor air semen. Hubungan faktor air semen dan kuat tekan beton secara
umum adalah bahwa semakin rendah nilai faktor air semen, semakin tinggi
kuat tekan betonnya. Namun kenyataannya, pada suatu nilai faktor air semen
semakin rendah, maka beton semakin sulit dipadatkan. Dengan demikian, ada
suatu nilai faktor air semen yang optimal dan menghasilkan kuat tekan yang
maksimal.
b. Jenis semen dan kualitasnya mempengaruhi kekuatan rata-rata dan kuat batas
beton.
c. Jenis dan lekuk-lekuk (relief) bidang permukaan agregat. Kenyataan
menunjukkan bahwa penggunaan agregat batu pecah akan menghasilkan beton
dengan kuat tekan yang lebih besar daripada agregat alami.
d. Efisiensi dari perawatan (curing). Kehilangan kekuatan sampai 40% dapat
terjadi bila pengeringan terjadi sebelum waktunya. Perawatan adalah hal yang
sangat penting pada pekerjaan di lapangan dan pada pembuatan benda uji.
e. Suhu. Pada umumnya kecepatan pengerasan beton bertambah dengan
bertambahnya suhu. Pada titik beku kuat tekan akan tetap rendah untuk waktu
yang lama.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
f. Umur pada keadaan yang normal. Kekuatan beton bertambah dengan
bertambahnya umur, tergantung pada jenis semen. Misalnya semen dengan
kadar alumina tinggi menghasilkan beton yang kuat hancurnya pada 24 jam,
sama dengan semen portland biasa pada 28 hari. Pengerasan berlangsung terus
secara lambat sampai beberapa tahun.
Nilai kuat tekan beton didapat melalui pengujian standar menggunakan mesin uji
dengan cara memberikan beban tekan bertingkat dengan kecepatan peningkatan
beban tertentu atas benda uji silinder beton (diameter 150 mm, tinggi 300 mm)
sampai hancur.
Kuat tekan beton dapat dihitung dengan Persamaan 2.1.
fc’ = A
P max ……………………………………………………..………… (2.1)
Dengan :
fc’ = kuat tekan beton yang didapat dari benda uji (MPa)
Pmax = beban tekan maksimum (N)
A = luas permukaan benda uji (mm2)
2.2.8. Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas merupakan suatu ukuran yang menunjukkan kekakuan dan
ketahanan beton untuk menahan deformasi (perubahan bentuk). Suatu bahan
apabila dibebani maka akan mengalami deformasi. Perbandingan nilai deformasi
dengan ukuran awal benda uji disebut regangan. Modulus elastisitas merupakan
perbandingan antara tegangan dan regangan dalam arah aksial. Semakin tinggi
modulus elastisitas suatu bahan maka bahan tersebut semakin kuat menahan
tegangan aksial akibat pembebanan dengan regangan yang sekecil mungkin.
Biasanya sruktur yang mempunyai nilai modulus elastisitas yang besar akan
bersifat getas atau kaku, umumnya material itu akan memiliki kuat tekan yang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
tinggi. Parameter ini sangat penting karena menunjukkan kemampuan beton untuk
menahan beban maksimal sebelum struktur mengalami regangan atau lendutan.
Pada umumnya bahan, termasuk beton, memiliki daerah awal pada diagram
tegangan-regangannya dimana bahan berkelakuan secara elastis dan linier.
Kemiringan diagram tegangan-regangan dalam daerah elastis linier itulah yang
dinamakan Modulus Elastisitas (E) atau Modulus Young (Timosenko dan Gere,
1987).
Kajian tentang hubungan tegangan-regangan beton perlu diketahui untuk
menurunkan persamaan analisis dan perencanaan suatu bagian struktur.
Kemampuan bahan untuk menahan beban yang didukungnya dan perubahan
bentuk yang terjadi pada bahan itu amat tergantung pada sifat tegangan dan
regangan tersebut.
Pada baja terjadi perubahan bentuk secara elastis pada pembebanan di bawah
elastis, sehingga beban uji kembali pada bentuk semula bila pembebanan
ditiadakan. Beton berubah bentuk mengikuti regangan elastis dan sebagian
mengalami regangan plastis. Hal ini digambarkan pada Gambar 2.2 yang
memperlihatkan kurva tegangan-regangan tipikal yang diperoleh dari percobaan
benda uji silinder beton dan dibebani tekan uniaksial selama beberapa menit.
Gambar 2.2. Kurva tegangan regangan beton yang diberi tekanan
(Nawy, 1990: 44)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
Bagian kurva ini (sampai sekitar 40% fc’) pada umumnya dapat dianggap linier
untuk tujuan praktis. Setelah mendekati 70% tegangan hancur, material banyak
kehilangan kekakuannya sehingga kurva tidak linier lagi.
Modulus elastisitas yang besar menunjukkan kemampuan menahan tegangan
yang cukup besar dalam kondisi regangan yang masih kecil, artinya bahwa
beton tersebut mempunyai kemampuan menahan tegangan yang cukup besar
akibat beban-beban yang terjadi pada suatu regangan (kemungkinan terjadi retak)
yang kecil.
Faktor yang mempengaruhi modulus elastisitas antara lain:
a. Kelembaban
Beton dengan kandungan air yang lebih tinggi mempunyai modulus
elastisitas yang lebih tinggi daripada beton dengan spesifikasi yang sama.
b. Agregat
Nilai modulus dan proporsi volume agregat dalam campuran mempengaruhi
modulus elastisitas beton. Semakin tinggi modulus agregat dan semakin besar
proporsi agregat dalam beton, semakin tinggi pula modulus elastisitas beton
tersebut.
c. Umur beton
Modulus elastisitas semakin besar seiring dengan bertambahnya umur beton
seperti kuat tekannya, namun modulus elastisitas bertambah lebih cepat
daripada kekuatan.
d. Mix Design beton
Jenis beton memberikan nilai modulus elastisitas yang berbeda pada umur
dan kekuatan yang sama.
Murdock dan Brook (1991), modulus elastisitas yang sebenarnya atau modulus
pada suatu waktu tetentu dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.2 - 2.4.
Modulus elastisitas (E)es
= ………………….………………………………….…………..……...… (2.2)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
Tegangan (σ) AP
= ………………………………………………….…………………………………….. (2.3)
Regangan (ε)llD
= ………………………………………………………………...…………...………… (2.4) Dengan: P = beban yang diberikan (ton)
A = luas tampang melintang (mm2)
Δl = perubahan panjang akibat beban P (mm)
l = panjang semula (mm)
Berdasarkan rekomendasi ASTM C 469-94, perhitungan modulus elastisitas beton
yang digunakan adalah modulus chord, adapun perhitungan modulus elastisitas
chord (Ec) dapat dilihat pada persamaan 2.5.
Modulus elastisitas (Ec)00005,0
2
12
--
=e
SS ……….………………………….…………..……… (2.5)
Dengan:
Ec = modulus elastisitas (MPa)
S2 = tegangan sebesar 40% x fc’ (MPa)
S1 = tegangan yang bersesuaian dengan regangan arah longitudinal akibat
tegangan sebesar 0,00005 (MPa)
e2 = regangan longitudinal akibat tegangan S2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
BAB 3
METODE PENELITIAN
Metode penelitian merupakan langkah-langkah penelitian suatu masalah, kasus,
gejala atau fenomena tertentu dengan jalan ilmiah untuk menghasilkan jawaban
yang rasional. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode
eksperimen. Eksperimen pengujian dilakukan terhadap beberapa model elemen
struktur untuk mendapatkan suatu hasil yang menegaskan hubungan antara
variabel yang diselidiki.
Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi kuat tekan dan modulus elastisitas
dari beton yang menggunakan zeolit sebagai bahan tambah dan beton yang
menggunakan zeolit sebagai bahan pengganti semen. Dari identifikasi tersebut
akan dianalisis perbandingan antara beton yang menggunakan zeolit sebagai
bahan tambah dan beton yang menggunakan zeolit sebagai bahan pengganti
semen dalam campuran beton.
3.1. Bahan dan Benda Uji Penelitian
Bahan pembentuk beton harus diuji terlebih dahulu untuk mengetahui kelayakan
penggunaan bahan tersebut di dalam beton yang akan dibuat. Apabila terdapat
material yang tidak layak digunakan, maka akan ada tindakan sebagai solusi dari
ketidaklayakan tersebut. Pengujian ini disebut pengujian pendahuluan. Hal ini
dimaksudkan agar beton dapat mencapai mutu yang diinginkan sesuai
perencanaan, fc’= 30 MPa.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
3.1.1. Pengujian Bahan Pembentuk Beton
Pengujian bahan pembentuk beton dimaksudkan untuk mengetahui kelayakan
karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya akan digunakan dalam rancang
campur (mix design) terhadap satu target tertentu. Pengujian bahan dasar beton
hanya dilakukan terhadap agregat halus dan agregat kasar.
3.1.1.1. Agregat Halus
a) Pengujian Kadar Lumpur
Pada penelitian ini, pasir digunakan sebagai agregat halus. Pasir berfungsi sebagai
pengisi rongga-rongga yang terbentuk dari campuran pasta semen dan agregat
kasar. Salah satu spesifikasi pasir yang dapat digunakan dalam campuran beton
yaitu kandungan lumpurnya tidak melebihi 5% dari berat keringnya.
Sesuai dengan PBI 1971 (N-20 atau ASTM), pasir yang mengandung lumpur 5%
dari berat keringnya harus dicuci, karena kandungan lumpur yang berlebihan
dalam pasir dapat mengganggu lekatan antara partikel dalam pencampuran beton
sehingga dapat menurunkan kekuatan beton.
Kadar lumpur pasir dihitung dengan persamaan 3.1 sebagai berikut:
狘ŖhŖϜꁰrƼúrϜ 皐 啤钳能啤前啤前 果100% ......................................................................(3.1)
Dengan:
G0 = berat pasir awal (100 gram)
G1 = berat pasir akhir (gram)
b) Pengujian Kadar Zat Organik
Kandungan zat organik pada pasir umumnya besar. Hal ini terjadi karena pasir
sebagai bahan dasar pembentuk beton biasanya diambil dari sungai dan sangat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
kotor. Aliran air sungai yang membuat zat organik atau semacamnya dapat
terbawa dan mengendap pada pasir. Kandungan zat organik dapat membahayakan
bila terlalu banyak terdapat pada campuran beton. Sifat zat organik yang mudah
terurai membuatnya cepat membusuk sehingga menimbulkan pori pada beton.
Kandungan zat organik pada pasir dapat diuji menggunakan larutan NaOH 3%
pada percobaan perubahan warna Abrams Harder sesuai dengan PBI 1971 (N-20
atau ASTM). Pada Tabel 3.1 dapat dilihat kadar zat organik pada pasir
berdasarkan prubahan warnanya.
Tabel 3.1. Tabel perubahan warna
Warna Prosentase kandungan zat organik (%)
Jernih
Kuning muda
Kuning tua
Kuning kemerahan
Coklat kemerahan
Coklat
0
0 – 10
10 – 20
20 – 30
30 – 50
50 – 100
c) Pengujian Specific Gravity
Pengujian specific gravity agregat halus dengan berpedoman pada ASTM C 128
ditujukan agar mendapatkan:
i. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi
kering dengan volume pasir total
ii. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam
kondisi kering permukaan dengan volume pasir total
iii. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam
kondisi kering dengan volume butir pasir
iv. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat
pasir kering
Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.2 s/d 3.5 sebagai berikut:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
Bulk Specific Gravity cdb
a-+
= .......................................................... (3.2)
Bulk Specific Gravity SSD cdb
d-+
= ........................................................... (3.3)
Apparent Specific Gravity cab
a-+
= ........................................................... (3.4)
Absorbtion %100´-
=a
ad ............................................................................. (3.5)
Dengan:
a = berat pasir kering oven (gram)
b = berat volumetricflash berisi air (gram)
c = berat volumetricflash berisi pasir dan air (gram)
d = berat pasir dalam keadaan kering permukaan jenuh (500 gram)
d) Pengujian Gradasi
Gradasi pada pasir sebagai agregat halus menentukan sifat workability dan kohesi
dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat halus sangat diperhatikan.
Pengujian gradasi agregat halus menggunakan standar pengujian ASTM C 136.
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi diameter butiran
pasir, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus kehalusan adalah angka
yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehausan butir pasir.
Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.6 sebagai berikut:
橘ohrgr nĠŖgr Ŗ)úŖ 轨Ϝ皐 聘乒 ................................................................... (3.6)
Dengan:
d = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan
e = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
3.1.1.2. Agregat Kasar
a) Pengujian Specific Gravity
Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian adalah kerikil atau batu pecah
dengan diameter maksimum 20 mm. Standar pengujian yang digunakan pada
pengujian specific gravity agregat kasar adalah ASTM C 127. Pengujian ini
ditujukan untuk mengetahui :
a. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi
kering dengan volume kerikil total
b. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat kerikil jenuh
dalam kondisi kering permukaan dengan volume kerikil total
c. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam
kondisi kering dengan volume butir kerikil
d. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat
kerikil kering
Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.7 s/d 3.10 sebagai
berikut:
Bulk Specific Gravity hg
f-
= ............................................................... (3.7)
Bulk Specific Gravity SSD hg
g-
= ............................................................... (3.8)
Apparent Specific Gravity hf
f-
= .............................................................. (3.9)
Absorbsion %100´-
=h
hg ........................................................................... (3.10)
Dengan:
f = berat agregat kasar (3000 gram)
g = berat agregat kasar setelah direndam 24 jam dan dilap (gram)
h = berat agregat kasar jenuh (gram)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
b) Pengujian Gradasi
Gradasi pada pasir sebagai agregat kasar menentukan sifat pengerjaan dan sifat
kohesi dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat kasar sangatlah
diperhatikan. Pengujian gradasi agregat kasar menggunakan standar pengujian
ASTM C 136. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gradasi atau variasi
diameter butiran kerikil, prosentase dan modulus kehalusannya. Modulus
kehalusan adalah angka yang menunjukkan tinggi rendahnya tingkat kehalusan
butir pasir.
Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.11 sebagai berikut:
橘ohrgr nĠŖgr Ŗ)nϜ轨轨g皐 屏坡................................................................ (3.11)
Dengan:
m = Σ prosentase kumulatif berat kerikilr yang tertinggal selain dalam pan
n = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal
c) Pengujian Abrasi
Agregat kasar harus memiliki ketahanan terhadap keausan akibat gesekan. Standar
pengujian abrasi pada agregat kasar menggunakan ASTM C 131, dengan
menggunakan mesin Los Angeles. Bagian yang hilang akibat gesekan tidak boleh
lebih dari 50%. Prosentase berat yang hilang dihitung dengan menggunakan
persamaan 3.12 sebagai berikut:
梨Ϝo n)棍Ŗ n畀nϜŖ棍൸Ŗ)龟Ġ轨gŖ)龟皐 平能凭平果100% ........................................... (3.12)
Dengan:
i = berat agregat kasar kering oven yang telah dicuci, sebelum pengausan (gram)
j = berat agregat kasar kering oven yang tertahan ayakan 2.3 mm dan telah
dicuci, setelah pengausan (gram)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
3.1.2. Benda Uji
Benda uji yang digunakan untuk uji kuat tekan dan uji modulus elastisitas adalah
silinder dengan ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Benda uji dapat dilihat
pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Benda uji
Benda uji seperti pada gambar di atas pada penelitian ini dibuat untuk diuji kuat
tekan beton dan modulus elastisitasnya. Benda uji dibuat sebanyak 33 buah, yaitu:
Ø 3 buah benda uji normal
Ø 15 buah benda uji dengan zeolit sebagai bahan tambah
Ø 15 buah benda uji dengan zeolit sebagai bahan pengganti semen
Nama dan spesifikasi benda uji, dapat dilihat pada Tabel 3.2 dan Tabel 3.3.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
Tabel 3.2. Perincian benda uji silinder beton (zeolit sebagai bahan tambah)
Kode Tinggi (mm)
Diameter (mm)
Komposisi zeolit sebagai bahan
tambah
Umur rencana
Jumlah
BZ00 300 150 0% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus
elastisitas)
BZ05 300 150 5% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus
elastisitas)
BZ10 300 150 10% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus elastisitas)
BZ15 300 150 15% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus elastisitas)
BZ20 300 150 20% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus elastisitas)
BZ25 300 150 25% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus
elastisitas) Tabel 3.3. Perincian benda uji silinder beton (zeolit sebagai bahan pengganti
semen)
Kode Tinggi (mm)
Diameter (mm)
Komposisi zeolit sebagai bahan
pengganti semen
Umur rencana
Jumlah
BZS05 300 150 5% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus
elastisitas)
BZS10 300 150 10% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus
elastisitas)
BZS15 300 150 15% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus
elastisitas)
BZS20 300 150 20% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus elastisitas)
BZS25 300 150 25% 28 hari 3 (uji tekan dan modulus elastisitas)
Keterangan:
BZ00 = Beton normal (benton tanpa bahan tambah)
BZ = Beton dengan bahan tambah zeolit (dengan masing-masing
variasi penambahan, yaitu: 5% ; 10% ; 15% ; 20% dan 25%
dari berat semen)
BZS = Beton dengan zeolit sebagai pengganti semen (dengan
masing-masing variasi pengganti semen, yaitu: 5% ; 10% ;
15% ; 20% dan 25% dari berat semen)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
b e n d a u j ib e t o n n o r m a l
300 mm
1 5 0 m m
P
3.1.3. Pengujian Kuat Tekan
Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada saat beton berumur 28 hari. Benda uji
yang digunakan dalam pengujian ini adalah silinder beton dengan diameter 150
mm dan tinggi 300 mm sebanyak 3 buah untuk setiap jenis penggunaan variasi
kadar zeolit, baik sebagai bahan tambah ataupun sebagai bahan pengganti semen.
Pengujian ini bertujuan untuk mengamati besarnya beban (P) maksimum atau
beban pada saat beton hancur dengan menggunakan alat uji kuat tekan
(Compression Testing Machine). Tata cara pengujian yang umum dipakai adalah
standar ASTM 39 atau yang disyaratkan PBI 1989.
Pada pengujian kuat tekan beton, benda uji diberi beban (P) dari atas perlahan
demi perlahan sampai beton tersebut hancur, terlihat dalam Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Pembebanan benda uji pada pengujian kuat tekan
Foto pengujian kuat tekan dapat dilihat pada Gambar 3.3.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Gambar 3.3. Alat uji kuat tekan (Compression Testing Machine)
Langkah-langkah pengujian kuat tekan beton adalah sebagai berikut:
a. Menyiapkan benda uji silinder beton yang akan diuji.
b. Meletakkan benda uji silinder beton pada alat uji kuat tekan (CTM).
c. Mengatur jarum Compression Testing Machine tepat pada posisi nol.
d. Menyalakan Compression Testing Machine kemudian membaca jarum
penunjuk beban sampai silinder beton hancur.
e. Mencatat besarnya nilai beban tekan maksimum yang kemudian digunakan
untuk menghitung nilai kuat tekan silinder beton.
3.1.4. Pengujian Modulus Elastisitas
Pengujian modulus elastisitas dilakukan setelah beton berumur 28 hari. Benda uji
yang digunakan dalam pengujian ini adalah silinder beton dengan diameter 150
mm dan tinggi 300 mm sebanyak 3 buah untuk setiap jenis penggunaan variasi
kadar zeolit, baik sebagai bahan tambah ataupun sebagai bahan pengganti semen.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
Benda uji pada pengujian modulus elastisitas mengalami beban yang sama dengan
pengujian kuat tekan beton. Namun, beban (P) yang diberikan hanya sampai ±
40% dari kuat tekan beton rencana (fc’) 30 MPa. Sketsa dari pembebanan benda
uji terlihat dalam Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Pembebanan benda uji pada pengujian modulus elastisitas
Pengujian modulus elastisitas bertujuan untuk mengamati besarnya perubahan
panjang (regangan) arah longitudinal (aksial) silinder beton akibat pembebanan
serta besarnya beban (P) pada saat beton mulai retak dengan menggunakan alat uji
kuat tekan (Compression Testing Machine) dan alat ukur regangan dial
(extensometer) yang dapat dilihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5. Alat uji modulus elastisitas (CTM & extensometer)
300
mm
1 5 0 m m
P
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Langkah-langkah pengujian modulus elastisitas beton adalah sebagai berikut :
a. Menimbang berat, mengukur tinggi dan diameter benda uji.
b. Memasang dan mengatur jarum compressometer dan extensometer pada posisi
nol arah longitudinal pada mesin uji tekan.
c. Pengujian dilakukan dengan beban pada kecepatan yang konstan, yaitu setiap
penambahan 20 kN.
d. Untuk pengambilan data dengan cara mencatat besarnya perubahan panjang
(Δl) untuk setiap penambahan tekanan sebesar 20 kN yang dapat dibaca dari
jarum compressometer dan extensometer.
e. Menghitung regangan (ε) yang terjadi.
3.2. Rancang Campur (Mix Design)
Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran
adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik.
Penelitian ini menggunakan rancang campur beton yang mengacu pada peraturan
SK.SNI.T-15-1990-03 dengan target kuat tekan (fc’) 30 MPa.
3.2.1. Pembuatan Benda Uji
Langkah-langkah pembuatan benda uji:
a. Menyiapkan dan menimbang bahan-bahan campuran adukan beton sesuai
dengan rancang campur adukan beton (mix design).
b. Mencampur bahan-bahan tersebut sampai homogen dengan cara dimasukkan
ke dalam alat aduk beton dengan jumlah sesuai keperluan.
c. Mengukur nilai slump adukan setelah tercampur homogen.
d. Memasukkan adukan ke dalam cetakan silinder dengan diameter 15 cm dan
tinggi 30 cm hingga penuh sambil dipadatkan dengan menggunakan vibrator.
e. Setelah cetakan penuh dan padat, permukaannya diratakan dan diberi kode
benda uji di atasnya, kemudian didiamkan selama 24 jam.
f. Setelah 24 jam cetakan dibuka dan dilakukan curing selama 27 hari.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Proses dari pembuatan benda uji silinder beton dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6. Pembuatan benda uji
3.2.2. Pengujian Nilai Slump
Slump beton adalah besaran kemampuan pengerjaan (workability) beton segar.
Menurut SK-SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah sebagai
berikut:
a. Membasahi cetakan dan pelat.
b. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh.
c. Mengisi cetakan sampai penuh dengan 3 lapisan, tiap lapis berisi kira-kira 1/3
isi cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat sebanyak
25 kali tusukan secara merata.
d. Segera setelah selesai penusukan, ratakan permukaan benda uji dengan
tongkat dan semua sisa benda uji yang ada disekitar cetakan harus
disingkirkan.
e. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas.
f. Mengukur slump yang terjadi.
Pengujian nilai slump yang terjadi pada adukan beton dapat dilihat pada
Gambar 3.7.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Gambar 3.7. Pengujian nilai slump
3.2.3. Perawatan Benda Uji (Curing)
Perawatan dilakukan dengan cara merendam beda uji dalam air dengan fungsi
agar air dalam beton tidak menguap dengan cepat, sehingga proses hidrasinya
sempurna dengan demikian mutu beton yang terjadi dapat sesuai dengan mutu
rencana. Perawatan benda uji dapat dijelaskan sebagai berikut:
a. Benda uji yang telah berumur 24 jam dilepas dari cetakan silinder.
b. Selanjutnya benda uji direndam dalam bak air selama 27 hari seperti terlihat
pada Gambar 3.8.
c. Setelah benda uji direndam selama 27 hari, benda uji diangkat dan diangin-
anginkan sampai berumur 28 hari untuk selanjutnya dilakukan pengujian.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
Gambar 3.8. Perawatan benda uji (curing)
3.3. Alat Uji Penelitian
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain:
a. Timbangan dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg yang digunakan untuk mengukur
berat bahan campuran beton.
b. Ayakan dengan ukuran diameter saringan 9,5 mm; 4,75 mm; 2,36 mm; 1,18
mm; 0,85 mm; 0,3 mm; 0,15 mm; pan dan mesin penggetar ayakan (vibrator)
yang digunakan untuk pengujian gradasi agregat.
c. Oven dengan temperatur 220 oC dan daya listrik 1500 W yang digunakan
untuk mengeringkan agregat.
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 agregat halus.
e. Kerucut Abrams yang terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm,
diameter bawah 20 cm, tinggi 30 cm, lengkap dengan tongkat baja penusuk
yang ujungnya ditumpulkan dengan panjang 60 cm dan dimeter 16 mm. Alat
ini digunakan untuk mengukur nilai slump adukan beton.
f. Cetakan benda uji berupa cetakan silinder baja dengan ukuran diameter 15 cm
dan tinggi 30 cm.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
g. Mesin los angeles, digunakan untuk ujin keausan agregat kasar.
h. Dial gauge yang digunakan untuk mengukur besarnya perubahan panjang
(regangan) silinder beton akibat pembebanan serta besarnya beban (P) pada
saat beton mulai retak.
i. Compression Testing Machine dengan kapasitas 2000kN digunakan untuk
pengujian kuat desak beton dan extensometer untuk menghitung regangan.
j. Alat bantu lain:
1) Gelas ukur kapasitas 250 ml untuk uji agregat
2) Gelas ukur 2000 ml untuk menakar air
3) Cetok semen
4) Ember
5) Alat tulis
6) Formulir penelitian
7) Kamera Digital
8) Cangkul
3.4. Variabel Penelitian
Variabel adalah segala sesuatu yang akan menjadi obyek pengamatan penelitian.
Variabel juga dapat diartikan sebagai faktor–faktor yang berperan penting dalam
peristiwa atau gejala yang akan diteliti. Ada dua variabel dalam penelitian ini
yaitu variabel bebas dan variabel tak bebas. Variabel bebas dalam penelitian ini
adalah beton normal, beton dengan bahan tambah zeolit dan beton dengan zeolit
sebagai bahan pengganti semen. Sedangkan variabel tak bebas adalah kuat tekan
dan modulus elastisitas beton.
3.5. Tahap Penelitian
Dalam penelitian ilmiah, penelitian harus dilaksanakan dalam sistematika dan
urutan yang jelas dan teratur, sehingga akan diperoleh hasil yang memuaskan dan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
dapat dipertanggungjawabkan. Oleh karena itu, pelaksanaan penelitian dibagi
dalam beberapa tahap. Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian selengkapnya
adalah sebagai berikut:
a. Tahap I, Persiapan
Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang akan digunakan dipersiapkan
terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar.
b. Tahap II, Uji bahan
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap bahan yang digunakan. Dari
pengujian-pengujian tersebut dapat diketahui apakah bahan yang akan
digunakan untuk penelitian tersebut memenuhi syarat atau tidak bila
digunakan sebagai data rancang campur adukan beton. Tahap ini dilakukan
pengujian terhadap:
1. Agregat halus, antara lain dilakukan uji: Kadar lumpur, Kadar organic,
Spesific grafity, Gradasi
2. Agregat kasar, antara lain dilakukan uji: Abrasi, Spesific grafity, Gradasi
c. Tahap III, Pembuatan mix design
Pada tahap ini dilakukan pembuatan mix design dengan kuat tekan rencana 30
Mpa. Hasil mix design tersebut dipakai untuk pembuatan benda uji silinder
beton.
d. Tahap IV, Pembuatan benda uji
Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut:
1) Pembuatan adukan beton.
2) Pemeriksaan nilai slump.
3) Pengecoran ke dalam bekisting.
4) Pelepasan benda uji dari cetakan.
5) Perawatan beton selama 28 hari.
e. Tahap V, Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian kuat tekan dan modulus elastisitas beton
pada umur 28 hari. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Struktur Jurusan
Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
f. Tahap VI, Analisis data
Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil pegujian dianalisis untuk
mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang diteliti
dalam penelitian.
g. Tahap VII, Pengambilan kesimpulan
Pada tahap ini, data yang telah dianalisa dibuat suatu kesimpulan yang
berhubungan dengan tujuan penelitian.
Tahapan penelitian dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir pada
Gambar 3.9.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
Gambar 3.9. Bagan alir tahap-tahap metode penelitian
Perhitungan Rancang Campur (Mix Design)
Pembuatan Benda Uji Silinder d: 15 cm, t: 30 cm
Pembuatan Adukan Beton
Perawatan (Curing)
Pengujian Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas
Analisis Data dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Tahap I
Tahap II
Tahap III
Tahap IV
Tahap V
Tahap VI
Tahap VII
Mulai
Persiapan
Agregat Kasar Air Agregat Halus Semen Bahan Tambah atau
bahan pengganti
Pemeriksaan nilai slump Sesuai (Mix Design)
Ya
Tidak
Uji Bahan:
- kadar lumpur - kadar organik - specific gravity - gradasi -agregat SSD -absorbsi
Uji Bahan:
- abrasi - specific gravity - gradasi -absorbsi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
BAB 4
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Bahan
Hasil penelitian dan pembahasan terhadap hasil yang diperoleh sesuai tinjauan
peneliti akan disajikan di dalam bab ini. Sedangkan 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 kandungan zat organik, kadar lumpur, specific gravity, gradasi agregat
dan berat jenis. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.1 di bawah
ini. Namun, untuk perhitungan serta data-data pengujian secara lengkapnya
terdapat pada Lampiran A.
Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus
Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan
Kandungan Zat Organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat
Kandungan Lumpur 2 % Maks 5 % Memenuhi syarat
Bulk Specific Gravity 2,47 gr/cm3 - -
Bulk Specific SSD 2,51 gr/cm3 - -
Apparent Specific Gravity 2,58 gr/cm3 - -
Absorbtion 1,83 % - -
Modulus Halus 2,44 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat
Dari Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa hasil pengujian terhadap agregat halus atau
pasir yang diuji telah memenuhi syarat.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33
dapat dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.
Tabel 4.2. Hasil pengujian gradasi agregat halus
Diameter ayakan (mm)
Berat tertahan Berat lolos
kumulatif (%)
ASTM C-33 Gram % Kumulatif
(%) 9,5 0 0 0 100 100 4,75 12 0,4 0,4 99,6 95 - 100 2,36 157 5,24 5,64 84,36 80 - 100 1,18 394 13,15 18,79 81,21 50 - 85 0,85 709 25,66 42,45 57,55 25 - 60 0,3 1128 37,64 80,09 19,91 10 - 30 0,15 489 16,31 96,4 3,6 2 - 10
0 108 3,6 100 0 0 Jumlah 2997 100 343.77 - -
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
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
0 2 4 6 8 10
Kum
ulat
if L
olos
( %
)
Diameter Ayakan (mm)
Gradasi Agregat Halus
HasilPengujian
ASTM batasatas
ASTM batasbawah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
Dari analisis saringan, agregat halus atau pasir yang diuji telah memenuhi syarat
batas yang ditentukan oleh ASTM C-33, yaitu dengan modulus halus agregat
halus antara 2,3 - 3,1.
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar
Pengujian terhadap agregat kasar atau kerikil 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
Tabel 4.4 menyajikan hasil analisis ayakan terhadap sampel agregat kasar
sehingga dapat diketahui gradasinya. Perhitungan serta data-data pengujian secara
lengkap terdapat pada Lampiran A.
Tabel 4.3. Hasil pengujian agregat kasar
Jenis pengujian Hasil
pengujian Standar Kesimpulan
Bulk Specific Gravity 2,43 gr/cm3 - -
Bulk Specific SSD 2,50 gr/cm3 - -
Apparent Specific Gravity 2,61 gr/cm3 - -
Absorbtion 2,88 % - -
Abrasi 20,05% Maksimum 50 % Memenuhi syarat
Modulus Halus Butir 7,31 5 - 8 Memenuhi syarat
Dari Tabel 4.3 dapat dilihat bahwa hasil pengujian terhadap agregat kasar atau
kerikil yang diuji telah memenuhi syarat.
Untuk hasil pengujian gradasi agregat kasar dan syarat batas dari ASTM C-33
dapat dilihat pada Tabel 4.4. dan Gambar 4.2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
Tabel 4.4. Hasil pengujian gradasi agregat kasar
Diameter ayakan (mm)
Berat tertahan Berat lolos kumulatif
(%) ASTM C-33
Gram % Kumulatif
(%) 25 0 0 0 100 100 19 13 0,43 0,43 99,57 90 – 100
12,5 1583 52,82 53,25 46,75 - 9,5 750 25,03 78,28 22,72 20 – 55 4,75 643 21,45 99,73 0,27 0 – 10 2,36 8 0,27 100 0 0 – 5 1,18 0 0 100 0 - 0,85 0 0 100 0 - 0,3 0 0 100 0 - 0,15 0 0 100 0 -
0 0 0 100 0 - Jumlah 2997 100 831,69 - -
Dari Tabel 4.4 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan
ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.2.
Gambar 4.2. Gradasi agregat kasar
Dari analisis saringan, agregat kasar atau kerikil yang diuji telah memenuhi syarat
batas yang ditentukan oleh ASTM C-33, yaitu dengan modulus halus agregat
kasar antara 5-8.
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
0 10 20 30 40
Kum
ulat
if L
olos
( %
)
Diameter Ayakan (mm)
Gradasi Agregat Kasar
HasilPengujian
ASTM batasatas
ASTM batasbawah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
4.2. Rencana Campuran Adukan Beton (Metode SK SNI T-15-
1990-03)
Perhitungan rencana campuran adukan beton menggunakan standar Dinas
Pekerjaan Umum (SK SNI T-15-1990-03), dari perhitungan tersebut didapat
kebutuhan bahan per 1 m3 yaitu:
a. Semen : 432,69 kg
b. Agregat halus (pasir) : 591,005 kg
c. Agregat kasar (kerikil) : 1006,305 kg
d. Air : 225 liter
Hasil perhitungan campuran adukan beton dapat dilihat pada Tabel 4.5, sedangkan
tahap-tahap perhitungan campuran beton secara lengkap dapat dilihat pada
Lampiran B.
Tabel 4.5. Proporsi campuran adukan beton untuk setiap variasi
Kode Benda
Uji
Jumlah Sampel (buah)
Total Volume
(m3)
Semen (kg)
Pasir (kg)
Kerikil (kg)
Air (liter)
Zeolit (kg)
BZ0 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 0 BZ 5 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 0,3441 BZ 10 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 0,6882 BZ 15 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 1,0323 BZ 20 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 1,3764 BZ 25 3 0,0159 6,8817 9,3996 16,0047 3,5784 1,7205 BZS 5 3 0,0159 6,5376 9,3996 16,0047 3,5784 0,3441 BZS 10 3 0,0159 6,1935 9,3996 16,0047 3,5784 0,6882 BZS 15 3 0,0159 5,8494 9,3996 16,0047 3,5784 1,0323 BZS 20 3 0,0159 5,5053 9,3996 16,0047 3,5784 1,3764 BZS 25 3 0,0159 5,1612 9,3996 16,0047 3,5784 1,7205 Jumlah 33 0,1749 7,5372 103,3956 176,0517 39,3624 10,3230
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
4.3. Hasil Pengujian
4.3.1. Hasil Pengujian Slump
Pengujian nilai slump menggunakan kerucut Abrams dengan ukuran diameter atas
10 cm, diameter bawah 20 cm dan tinggi 30 cm. Dari pengujian nilai slump
tampak bahwa penambahan bahan tambah zeolit akan mempengaruhi workability,
yang diperlukan untuk memudahkan proses pengadukan, pengangkutan,
penuangan, dan pemadatan Hasil dari pengujian nilai slump disajikan dalam Tabel
4.6 dan Gambar 4.3.
Tabel 4.6. Nilai slump dari berbagai variasi zeolit sebagai bahan tambah dan
zeolit sebagai bahan pengganti
Benda Uji Kode
Sampel Nilai
(Slump) Jenis benda uji
Bahan tambah/bahan pengganti (zeolit)
Beton normal
Tidak ada BZ0 11 Bahan tambah 5% BZ 5 9 Bahan tambah 10% BZ 10 7 Bahan tambah 15% BZ 15 5 Bahan tambah 20% BZ 20 3 Bahan tambah 25% BZ 25 2 Bahan pengganti 5% BZS 5 10 Bahan pengganti 10% BZS 10 9 Bahan pengganti 15% BZS 15 9 Bahan pengganti 20% BZS 20 8 Bahan pengganti 25% BZS 25 7
Dari Tabel 4.6 didapat grafik hubungan nilai slump dengan variasi kadar zeolit
sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti semen yang ditunjukkan
dalam Gambar 4.3.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
Gambar 4.3. Hubungan nilai slump dengan variasi zeolit sebagai bahan tambah
dan zeolit sebagai pengganti semen
4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Tekan
Pengujian kuat tekan dilakukan pada saat benda uji 28 hari dengan menggunakan
Compression Testing Machine untuk mendapatkan beban maksimum yaitu beban
pada saat beton hancur ketika menerima beban tersebut (Pmax).
Dari data pengujian kuat desak dapat diperoleh kuat desak maksimum beton.
Sebagai contoh perhitungan kuat tekan diambil data dari benda uji BZ0-a pada
umur 28 hari. Dari hasil pengujian didapat:
Pmax = 520 kN = 520000 N
A = 0,25 x π x D2 = 0,25 x π x 1502 mm2
= 17671,46 mm2
Maka fc’ MPa 426,29mm 17671,46
520000N
2==
Hasil pengujian kuat tekan beton pada benda uji silinder dengan diameter 15 cm
dan tinggi 30 cm dengan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti
semen pada umur 28 hari selengkapnya disajikan pada Tabel 4.7 dan Tabel 4.8.
0
2
4
6
8
10
12
0% 5% 10% 15% 20% 25%
Nila
i slu
mp
(cm
)
Variasi kadar zeolit
Zeolit sebagaibahantambah
Zeolit sebagaipenggantisemen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
Tabel 4.7. Hasil pengujian kuat tekan beton dengan zeolit sebagai bahan tambah
umur 28 hari
No Kode benda uji
Pmax (kN)
fc' (MPa) fc' rata-rata (MPa)
1 BZ0 a 520 29,42598
28,48284 BZ0 b 490 27,72833 BZ0 c 500 28,29421
2 BZ5 a 510 28,86009
30,2748 BZ5 b 545 30,84069 BZ5 c 550 31,12363
3 BZ10 a 530 29,99186
30,36912 BZ10 b 560 31,68952 BZ10 c 520 29,42598
4 BZ15 a 540 30,55775
30,93500 BZ15 b 570 32,2554 BZ15 c 530 29,99186
5 BZ20 a 550 31,12363
29,42598 BZ20 b 505 28,57715 BZ20 c 505 28,57715
6 BZ25 a 445 25,18185
24,05008 BZ25 b 405 22,91831 BZ25 c 505 28,57715
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55
Tabel 4.8. Hasil pengujian kuat tekan beton dengan zeolit sebagai pengganti
semen umur 28 hari
No Kode benda uji
Pmax (kN)
fc' (MPa) fc' rata-rata (MPa)
1 BZ0 a 520 29,42598
28,48284 BZ0 b 490 27,72833 BZ0 c 500 28,29421
2 BZS5 a 490 27,72833
29,23735 BZS5 b 540 30,55775 BZS5 c 520 29,42598
3 BZS10 a 570 32,2554
31,12363 BZS10 b 520 29,42598 BZS10 c 560 31,68952
4 BZS15 a 435 24,61596
24,42733 BZS15 b 420 23,76714 BZS15 c 440 24,8989
5 BZS20 a 425 24,05008
23,29557 BZS20 b 440 24,8989 BZS20 c 370 20,93772
6 BZS25 a 400 22,63537
22,25811 BZS25 b 380 21,5036 BZS25 c 400 22,63537
Dari Tabel 4.7 dan Tabel 4.8 diperoleh grafik yang menggambarkan perbandingan
pengaruh penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dengan zeolit sebagai
pengganti semen (beton dengan kadar zeolit 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%) pada
beton dari kinerja kuat tekan yang dapat dilihat pada Gambar 4.4.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
Gambar 4.4. Hasil pengujian kuat tekan beton pada benda uji dengan berbagai
variasi kadar zeolit sebagai bahan tambah dan sebagai pengganti
semen
Dari grafik beton dengan zeolit sebagai bahan tambah maupun zeolit sebagai
pengganti semen, terlihat adanya peningkatan yang cukup signifikan. Hal ini
dapat ditelusuri lebih dalam pada penelitian selanjutnya.
4.3.3. Hasil Pengujian Modulus Elastisitas
Pengujian dilakukan pada benda uji silinder beton dengan menggunakan CTM
(Compression Testing Machine) dengan pembebanan secara konstan untuk
mengetahui besar beban yang diterima sampai dengan beban maksimum (saat
beton mulai retak) dan extensometer untuk mengetahui perubahan panjang yang
terjadi sehingga dapat diketahui nilai tegangan dan regangan yang terjadi pada
setiap pembebanan dengan persamaan-persamaan sebagai berikut:
Menghitung regangan (ε) yang terjadi dengan persamaan 2.4.
Regangan (ε)l
lD
= x 10-3
Dengan:
Δl = Penurunan arah longitudinal
l = Tinggi beton relatif (jarak antar dua ring dial) = 200 mm
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25
Kuat
teka
n (M
Pa)
Kadar zeolit (%)
Zeolitsebagaibahantambah
Zeolitsebagaipenggantisemen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57
x 10-3 = Konversi satuan dial extensometer µm ke mm
Kemudian, untuk menghitung tegangan yang terjadi digunakan persamaan 2.3.
σ MPa 31,3939AP
==
Dengan:
σ = Tegangan (MPa)
P = Beban yang diberikan (N)
A = Luas tampang melintang (mm2)
Sebagai contoh perhitungan diambil dari data benda uji BZ5-B umur 28 hari pada
saat menerima beban (P) = 20 kN
Menghitung regangan yang terjadi:
ε 310ll
-D= x
3102001
-= x
000005,0 =
Menghitung tegangan (σ) yang terjadi:
σ
AP
=
22
/N150 0.25
20000 mm
´´=
p
= 1,1317685 MPa
Kurva tegangan-regangan diperoleh dengan memplotkan data tegangan pada
setiap kenaikan 20 kN beban aksial dengan regangan yang terjadi pada setiap
benda uji. Data selengkapnya dapat dilihat pada lampiran C, dengan analisa
regresi pada program Microsoft excel, didapatkan grafik tegangan-regangan dan
persamaan regresi linier.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
Nawy, nilai modulus elastisitas beton didapat dari kemiringan suatu garis lurus
(linier) yang menghubungkan titik pusat dengan suatu harga tegangan (sekitar
40% fc’).
Sebelum mendapatkan nilai persamaan regresi linier, terlebih dahulu dibuat kurva
regresi polynomial orde-2 dari nilai tegangan-regangan. Garis regresi linier
diambil mulai dari nilai tegangan-regangan 0 sampai terlihat kurva regresi
polynomial mulai melengkung (diambil 40% fc’). Untuk lebih jelasnya dapat
dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5. Hubungan tegangan-regangan benda uji BZ5-B umur 28 hari
Selanjutnya dari persamaan regresi linier seperti terlihat pada Gambar 4.6 dapat
dihitung nilai modulus elastisitas. Sebagai contoh diambil persamaan regresi
tegangan-regangan pada benda uji BZ5-B umur 28 hari. Untuk perbandingan,
dilakukan perhitungan modulus elastisitas benda uji BZ5-B umur 28 hari sebagai
berikut:
Diketahui:
Persamaan regresi linier: y = 25293 x
y = 25293x
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0.00001 0.00002 0.00003 0.00004 0.00005 0.00006
Tega
ngan
( M
Pa )
Regangan
BZ5B
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59
Kemudian dihitung nilai modulus elastisitas (Ec) menggunakan persamaan 2.6.
Ec00005.0
2
12
--
=e
SS
S2 = 0,4 x fc’
= 0,4 x 30,84
= 12,336 MPa
Dengan persamaan tegangan-regangan:
y = 25293 x
Untuk: S2 = 12,33628 MPa didapat ε2 = 0,000488
ε1 = 0,00005 didapat S1 = 1,26465
Sehingga nilai modulus elastisitas betonnya adalah:
Ec00005,0
2
12
--
=e
SS
00005,0000488,026465,133628,12
--
=
= 25293 MPa
Validasi Modulus elastisitas beton dengan formula SK SNI-T-15-1991:
E = 4700 'fc´
= 4700 30,84´
= 26100,874 MPa
Validasi Modulus elastisitas beton dengan formula ACI 318-89, Revised 1992,
1996:
E = 4730 'fc´
= 4730 30,84´
= 26267,475 MPa
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60
Hasil perhitungan selanjutnya disajikan pada Tabel 4.9 dan Tabel 4.10, dimana
mencantumkan nilai modulus elastisitas beton dari perhitungan untuk setiap
variasi kadar zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti semen.
Tabel 4.9. Hasil perhitungan modulus elastisitas pada beton dengan zeolit
sebagai bahan tambah
No Kode
benda uji Ec perhitungan
(MPa) Ec rata-rata E Validasi SNI (MPa)
E Validasi ACI (MPa)
1 BZ0 a 17243
22730 25083,57815 25243,68609 BZ0 b 32323 BZ0 c 18624
2 BZ5 a 22867
22279,33333 25860,59619 26025,66383 BZ5 b 25293 BZ5 c 18678
3 BZ10 a 24608
23520,33333 25900,84617 26066,17072 BZ10 b 24823 BZ10 c 21130
4 BZ15 a 24930
26021,33333 26141,04463 26307,90236 BZ15 b 29126 BZ15 c 24008
5 BZ20 a 18806
18009,33333 25495.4871 25658,22425 BZ20 b 18137 BZ20 c 17085
6 BZ25 a 21322
19169,33333 23761,32542 23912,99345 BZ25 b 18943 BZ25 c 17243
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61
Tabel 4.10. Hasil perhitungan modulus elastisitas pada beton dengan zeolit
sebagai pengganti semen
No Kode benda
uji
Ec perhitungan
(MPa) Ec rata-rata
E Validasi SNI (MPa)
E Validasi ACI (MPa)
1 BZ0 a 17243
22730 25083,57815 25243,68609 BZ0 b 32323 BZ0 c 18624
2 BZS5 a 29763
24781 25413,63942 25575,85414 BZS5 b 25881 BZS5 c 18699
3 BZS10 a 26976
26971,33333 26220,62182 26387,98749 BZS10 b 23200 BZS10 c 30738
4 BZS15 a 24166
23894 23229,28802 23377,56007 BZS15 b 21503 BZS15 c 26013
5 BZS20 a 22842
20035,33333 22684,7759 22829,57235 BZS20 b 20050 BZS20 c 17214
6 BZS25 a 18000
20329 22173,89661 22315,43212 BZS25 b 19444 BZS25 c 23543
Dari Tabel 4.9 dan Tabel 4.10 diperoleh grafik yang menggambarkan
perbandingan modulus elastisitas beton menggunakan zeolit sebagai bahan
tambah dengan zeolit sebagai pengganti semen (beton dengan kadar zeolit 0%,
5%, 10%, 15%, 20%, 25%). Grafik modulus elastisitas tersebut dapat dilihat pada
Gambar 4.6.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62
Gambar 4.6. Hasil perhitungan modulus elastisitas pada berbagai variasi kadar
zeolit sebagai bahan tambah dan sebagai pengganti semen
4.3.4. Uji Normalitas Chi-Kuadrat
Uji chi-kuadrat dimaksudkan untuk mengetahui apakah perbedaan dari proporsi
sampel pertama dengan yang dari sampel kedua, sampel ketiga dan yang
seterusnya itu disebabkan oleh faktor kebetulan saja (chance).
Uji chi-kuadrat ini digunakan pada sampel lebih dari 2 (k >2) dan pada penelitian
ini menggunakan tingkat signifikasi sebesar 95%.
Dalam penelitian ini v = (n-1) = (3-1) = 2
Dengan taraf signifikasi 95% maka dari tabel distribusi x2 maka didapat
x2 (0,95;(n-1)) = 0,103
Jika x2 < x2 (0,95;(n-1)) maka sampel dapat diterima
Jika x2 > x2 (0,95;(n-1)) maka sampel tidak dapat diterima
Dari Tabel 4.11, Untuk benda uji dengan kode BZ25-c dan BZS20-c dianggap
gagal karena X2 > X2(0,95;(n-1)
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
0% 5% 10% 15% 20% 25%
Mod
ulus
ela
stis
atas
(MPa
)
Kadar zeolit
zeolit sebagaibahan tambah
zeolit sebagaipenggantisemen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63
Tabel 4.11. Uji chi-kuadrat untuk hasil uji kuat tekan beton dengan zeolit sebagai
bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti semen
Kode benda uji
Kuat tekan (o)
rata-rata (e) (o-e)^2/e X2 X2 0,95;(n-1))
BZ0 a 29,42598 28,48284
0,0312 0,0175 0,103 BZ0 b 27,72833 0,0200
BZ0 c 28,29421 0,0012 BZ5 a 28,86009
30,2748 0,0661
0,0335 0,103 BZ5 b 30,84069 0,0106 BZ5 c 31,12363 0,0238 BZ10 a 29,99186
30,36912 0,0047
0,0305 0,103 BZ10 b 31,68952 0,0574 BZ10 c 29,42598 0,0293 BZ15 a 30,55775
30,935 0,0046
0,0299 0,103 BZ15 b 32,2554 0,0564 BZ15 c 29,99186 0,0288 BZ20 a 31,12363
29,42598 0,0979
0,0490 0,103 BZ20 b 28,57715 0,0245 BZ20 c 28,57715 0,0245 BZ25 a 25,18185
25,5591 0,0056
0,2116 0,103 BZ25 b 22,91831 0,2728 BZ25 c 28,57715 0,3564 BZS5 a 27,72833
29,23735 0,0779
0,0462 0,103 BZS5 b 30,55775 0,0596 BZS5 c 29,42598 0,0012 BZS10 a 32,2554
31,12363 0,0412
0,0480 0,103 BZS10 b 29,42598 0,0926 BZS10 c 31,68952 0,0103 BZS15 a 24,61596
24,42733 0,0015
0,0095 0,103 BZS15 b 23,76714 0,0178 BZS15 c 24,8989 0,0091 BZS20 a 24,05008
23,29557 0,0244
0,1245 0,103 BZS20 b 24,8989 0,1104 BZS20 c 20,93772 0,2386 BZS25 a 22,63537
22,25811 0,0064
0,0128 0,103 BZS25 b 21,5036 0,0256 BZS25 c 22,63537 0,0064
Keterangan:
= data tidak memenuhi syarat dalam uji Chi-Kuadrat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
64
4.4. Pembahasan
4.4.1. Uji Slump
Workability merupakan faktor yang penting dalam pembuatan adukan beton.
Workability yang memadai sangat diperlukan untuk memudahkan proses
pengadukan, pengangkutan, penuangan dan pemadatan. Dari pengujian nilai
slump tampak bahwa penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dan sebagai
pengganti semen pada saat rancang campur (mix design) akan mempengaruhi
workability.
Nilai slump dari Tabel 4.6 baik beton dengan menggunakan zeolit sebagai bahan
tambah maupun zeolit sebagai pengganti semen mengalami penurunan seiring
dengan peningkatan pemberian variasi kadar zeolit. Nilai slump pada beton
dengan zeolit sebagai bahan tambah lebih rendah dibandingkan beton dengan
zeolit sebagai pengganti semen, hal tersebut karena adanya penambahan bahan
tambah zeolit tanpa adanya penambahan air pada beton dengan zeolit sebagai
bahan tambah. Secara keseluruhan zeolit menyebabkan campuran beton menjadi
lebih rekat dan mempengaruhi workability adukan beton, karena zeolit
mempunyai sifat absorbsi dan katalis.
4.4.2. Kuat Tekan
Dari hasil penelitian ini dapat diketahui perbandingan pengaruh variasi jumlah
kadar penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dengan zeolit sebagai pengganti
semen ditinjau dari nilai kuat tekan beton. Pengaruh variasi kadar penggunaan
zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti semen terhadap kuat
tekan beton pada umur 28 hari dapat dilihat pada Tabel 4.12 dan Tabel 4.13.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
65
Tabel 4.12. Pengaruh penggunaan kadar zeolit sebagai bahan tambah dan sebagai
pengganti semen terhadap kuat tekan beton
No Kadar zeolit (%)
Kode benda uji
Pmax (kN)
fc' (MPa) fc' rata-rata (MPa)
1 0 BZ0 a 520 29,42598
28,48284 BZ0 b 490 27,72833 BZ0 c 500 28,29421
2 5 BZ5 a 510 28,86009
30,2748 BZ5 b 545 30,84069 BZ5 c 550 31,12363
3 10 BZ10 a 530 29,99186
30,36912 BZ10 b 560 31,68952 BZ10 c 520 29,42598
4 15 BZ15 a 540 30,55775
30,935 BZ15 b 570 32,2554 BZ15 c 530 29,99186
5 20 BZ20 a 550 31,12363
29,42598 BZ20 b 505 28,57715 BZ20 c 505 28,57715
6 25 BZ25 a 445 25,18185
25,5591 BZ25 b 405 22,91831 BZ25 c 505 28,57715
7 5 BZS5 a 490 27,72833
29,23735 BZS5 b 540 30,55775 BZS5 c 520 29,42598
8 10 BZS10 a 570 32,2554
31,12363 BZS10 b 520 29,42598 BZS10 c 560 31,68952
9 15 BZS15 a 435 24,61596
24,42733 BZS15 b 420 23,76714 BZS15 c 440 24,8989
10 20 BZS20 a 425 2405008
23,29557 BZS20 b 440 24,8989 BZS20 c 370 20,93772
11 25 BZS25 a 400 22,63537
22,25811 BZS25 b 380 21,5036 BZS25 c 400 22,63537
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
66
Tabel 4.13. Perbandingan kuat tekan pengaruh zeolit sebagai bahan tambah
dengan zeolit sebagai pengganti semen pada beton
Kadar zeolit (%)
Kuat tekan (MPa) Selisih dengan beton normal
MPa % Zeolit
sebagai bahan
tambah
Zeolit sebagai
pengganti semen
Zeolit sebagai bahan
tambah
Zeolit sebagai
pengganti semen
Zeolit sebagai bahan
tambah
Zeolit sebagai
pengganti semen
0 28,48284 28,48284 0 0 0 0 5 30,2748 29,23735 1,791965 0,75451 6,291383 2,649 10 30,36912 31,12363 1,886279 2,640791 6,622509 9,271516 15 30,935 24,42733 2,452163 -4,05551 8,609264 -14,2384 20 29,42598 24,47449 0,943138 -4,00835 3,311251 -14,0729 25 24,05008 22,25811 -4,43276 -6,22473 -15,5629 -21,8543
Berdasarkan Tabel 4.13 jika ditinjau dari variasi kadar zeolit sebagai bahan
tambah tampak bahwa penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai
pengganti semen dapat meningkatkan kuat tekan beton. Kuat tekan maksimal
dengan nilai tambah sebesar 8,609% dari beton normal yaitu dengan penambahan
zeolit sebanyak 15%, selanjutnya kuat tekan beton menurun pada penambahan
20%, sedangkan penggunaan zeolit sebagai pengganti semen menghasilkan nilai
tambah kuat tekan maksimal sebesar 9,272% dari beton normal yaitu pada
penggantian semen dengan zeolit sebanyak 10%, selanjutnya kuat tekan beton
menurun drastis pada penggunaan 15% dan 20% zeolit sebagai pengganti semen.
Pada penggunaan zeolit sebagai bahan tambah maupun sebagai pengganti semen
sebesar 25% menyebabkan kekuatan beton menurun cukup besar yaitu masing-
masing sebesar 15,563% dan 21,854% dari beton normal.
Dengan memasukkan data kuat tekan dan variasi kadar zeolit dari Tabel 4.12 ke
dalam analisa regresi pada program Microsoft excel, didapatkan grafik hubungan
kuat tekan dan variasi kadar zeolit serta persamaan polynomial untuk mengetahui
kadar optimum penggunaan zeolit yang ditampilkan pada Gambar 4.7.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
67
Gambar 4.7. Hubungan kuat tekan dengan variasi kadar zeolit pada beton
dengan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti
semen
Dari grafik pada Gambar 4.7 dapat diketahui bahwa hubungan antara kuat tekan
dan variasi kadar zeolit pada penelitian memiliki rumus empiris hasil regresi
polynomial dari grafik sebagai berikut:
枨囊实石0,030果挠十0,566果十28,483 (zeolit sebagai bahan tambah)
Nilai optimum dengan cara: 枨囊实石0,030果挠十0,566果十28,483 枨囊烛实0 枨囊烛实石0,060果十0,566 0实石0,060果十0,566 0,060果实0,566 果实9,433 枨囊实石0,030果挠十0,566果十28,483 实31,153 ∆枨囊实枨囊石枨难实31,153石28,483 实2,67 %∆枨囊实∆枨囊枨难果100% 实 2,6728,483果100% 实9,374%
y1 = -0.030x2 + 0.566x + 28.483
y2 = -0.015x2 + 0.182x + 28.483
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25 30
Kuat
teka
n (M
Pa)
Kadar zeolit (%)
Beton denganzeolit sebagaibahan tambah
Beton denganzeolit sebagaipenggantisemen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
68
Jadi kadar zeolit optimum sebagai bahan tambah terhadap kuat tekan beton
adalah 9,433% dengan kuat tekan sebesar 31,153 MPa dan nilai tambah kuat
tekan sebesar 9,374% dari beton normal.
枨挠实石0,015果挠十0,182果十28,483 (zeolit sebagai pengganti semen)
Nilai optimum dengan cara: 枨挠实石0,015果挠十0,182果十28,483 枨挠烛实0 枨挠烛实石0,030果十0,182 0实石0,030果十0,182 0,030果实0,182 果实6,067
枨挠实石0,015果挠十0,182果十28,483 实29,035 ∆枨挠实枨挠石枨难实29,035石28,483 实0,552 %∆枨挠实∆枨挠枨难果100% 实 0,55228,483果100% 实1,938%
Jadi kadar zeolit optimum sebagai pengganti semen terhadap kuat tekan beton
adalah 6,067% dengan kuat tekan sebesar 29,035 MPa dan nilai tambah kuat
tekan sebesar 1,938% dari beton normal.
Pada beton dengan menggunakan zeolit sebagai bahan tambah secara keseluruhan
dengan berbagai variasi penambahan kadar zeolit, nilai kuat tekan beton naik dari
beton normal dan optimum pada penambahan 9,433% kemudian menurun, hal
tersebut disebabkan oleh adanya penambahan zeolit tanpa adanya penambahan air
sehingga campuran beton lebih lekat dan mengakibatkan pemadatan yang kurang
sempurna sehingga kuat tekan beton menurun, sedangkan beton dengan
menggunkan zeolit sebagai pengganti semen dengan berbagai variasi kadar zeolit
nilai kuat tekan naik dari beton normal dan optimum pada kadar 6,067%,
kemudian menurun, hal tersebut disebabkan oleh zeolit tidak dapat menggantikan
semen sepenuhnya karena zeolit hanya berfungsi sebagai zat yang memanfaatkan
Ca(OH)2 sisa reaksi hidrasi semen sehingga membentuk komponen C-S-H gel
baru yang cenderung meningkatkan kekuatan beton.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
69
4.4.3. Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas merupakan suatu ukuran nilai yang menunjukkan kekakuan
dan ketahanan beton untuk menahan deformasi (perubahan bentuk). Hal ini
membantu untuk menganalisa perkembangan tegangan regangan pada elemen
struktur yang sederhana dan untuk menentukan analisa tegangan-regangan,
momen dan lendutan pada struktur yang lebih kompleks. Modulus elastisitas
beton ditentukan dari hubungan antara tegangan-regangan beton pada daerah
elastis. Pengaruh variasi kadar penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit
sebagai pengganti semen terhadap modulus elastisitas beton pada umur 28 hari
dapat dilihat pada Tabel 4.14 dan Tabel 4.15.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
70
Tabel 4.14. Pengaruh penggunaan kadar zeolit sebagai bahan tambah dan sebagai
pengganti semen terhadap modulus elastisitas beton
No Kadar zeolit (%)
Kode benda uji
Ec perhitungan (MPa)
Ec rata-rata (MPa)
1 0 BZ0 a 17243
22730 BZ0 b 32323 BZ0 c 18624
2 5 BZ5 a 22867
22279,33333 BZ5 b 25293 BZ5 c 18678
3 10 BZ10 a 24608
23520,33333 BZ10 b 24823 BZ10 c 21130
4 15 BZ15 a 24930
26021,33333 BZ15 b 29126 BZ15 c 24008
5 20 BZ20 a 18806
18009,33333 BZ20 b 18137 BZ20 c 17085
6 25 BZ25 a 21322
19169,33333 BZ25 b 18943 BZ25 c 17243
7 5 BZS5 a 29763
24781 BZS5 b 25881 BZS5 c 18699
8 10 BZS10 a 26976
26971,33333 BZS10 b 23200 BZS10 c 30738
9 15 BZS15 a 24166
23894 BZS15 b 21503 BZS15 c 26013
10 20 BZS20 a 22842
20035,33333 BZS20 b 20050 BZS20 c 17214
11 25 BZS25 a 18000
20329 BZS25 b 19444 BZS25 c 23543
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
71
Tabel 4.15. Perbandingan modulus elastisitas pengaruh zeolit sebagai bahan
tambah dengan zeolit sebagai pengganti semen pada beton
Kadar zeolit (%)
Modulus elastisitas (MPa)
Selisih dengan beton normal MPa %
zeolit sebagai bahan
tambah
zeolit sebagai
pengganti semen
zeolit sebagai bahan
tambah
zeolit sebagai
pengganti semen
zeolit sebagai bahan
tambah
zeolit sebagai
pengganti semen
0 22730,00 22730,00 0,00 0.00 0 0 5 22279,33 24781,00 -450,67 2051,00 -1,9827 9,023317 10 23520,33 26971,33 790,33 4241,33 3,477049 18,65963 15 26021,33 23894,00 3291,33 1164,00 14,48013 5,120985 20 18009,33 20035,33 -4720,67 -2694,67 -20,7684 -11,8551 25 19169,33 20329,00 -3560,67 -2401,00 -15,6651 -10,5631
Berdasarkan Tabel 4.14 ditinjau dari variasi kadar zeolit sebagai bahan tambah
dan zeolit sebagai pengganti semen tampak bahwa penggunaan zeolit dapat
meningkatkan modulus elastisitas beton. Penggunaan zeolit sebagai bahan tambah
menghasilkan nilai tambah modulus elastisitas maksimal sebesar 14,48% dari
beton normal yaitu dengan penambahan zeolit sebanyak 15%, selanjutnya nilai
modulus elastisitas menurun pada penambahan zeolit sebanyak 20%, sedangkan
penggunaan zeolit sebagai pengganti semen menghasilkan nilai tambah modulus
elastisitas maksimal sebesar 18,66% dari beton normal yaitu pada penggantian
semen dengan zeolit sebanyak 10%, selanjutnya modulus elastistas beton
menurun pada penggunaan 15% dan 20% zeolit sebagai pengganti semen. Pada
penggunaan zeolit sebagai bahan tambah maupun sebagai pengganti semen
sebesar 25% menyebabkan modulus elastisitas beton menurun cukup besar yaitu
masing-masing sebesar 15,6651% dan 10,5631% dari beton normal.
Dengan memasukkan data modulus elastisitas dan variasi kadar zeolit dari Tabel
4.14 ke dalam analisa regresi pada program Microsoft excel, didapatkan grafik
hubungan modulus elastisitas dan variasi kadar zeolit serta persamaan polynomial
untuk mengetahui kadar optimum penggunaan zeolit yang ditampilkan pada
Gambar 4.8.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
72
Gambar 4.8. Hubungan modulus elastisitas dengan kadar zeolit pada beton
dengan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti
semen
Dari grafik pada Gambar 4.8 dapat diketahui bahwa hubungan antara kuat tekan
dan variasi kadar zeolit pada penelitian memiliki rumus empiris hasil regresi
polynomial dari grafik sebagai berikut:
枨囊实石20,68果挠十286果十22730 (zeolit sebagai bahan tambah)
Nilai optimum dengan cara: 枨囊实石20,68果挠十286果十22730 枨囊烛实0 枨囊烛实石41,36果十286 0实石41,36果十286 41,36果实286 果实6,915 枨囊实石20,68果挠十286果十22730 实23718,830 ∆枨囊实枨囊石枨难实23718,830石22730 实988,83 %∆枨囊实∆枨囊枨难果100% 实988,8322730 果100% 实4,350%
y1 = -20.68x2 + 286.0x + 22730
y2 = -23.55x2 + 496.6x + 22730
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
0 5 10 15 20 25 30
Mod
ulus
ela
stis
itas (
MPa
)
Kadar zeolit (%)
zeolitsebagaibahantambah
zeolitsebagaipengganti semen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
73
Jadi kadar zeolit optimum sebagai bahan tambah terhadap modulus elastisitas
beton adalah 6,915% dengan modulus elastisitas sebesar 23718,830 MPa dan nilai
tambah modulus elastisitas sebesar 4,350% dari beton normal.
枨挠实石23,55果挠十496,6果十22730 (zeolit sebagai pengganti semen)
Nilai optimum dengan cara: 枨挠实石23,55果挠十496,6果十22730 枨挠烛实0 枨挠烛实石47,10果十496,6 0实石47,10果十496,6 47,10果实496,6 果实10,544 枨挠实石23,55果挠十496,6果十22730 实25347,957 ∆枨挠实枨挠石枨难实25347,957石22730 实2617,957 %∆枨挠实∆枨挠枨难果100% 实2617,95722730 果100% 实11,518%
Jadi kadar zeolit optimum sebagai pengganti semen terhadap modulus elstisitas
beton adalah 10,544% dengan modulus elastisitas sebesar 25347,957 MPa dan
nilai tambah modulus elastisitas sebesar 11,518% dari beton normal.
Pada beton dengan menggunakan zeolit sebagai bahan tambah secara keseluruhan
dengan berbagai variasi penambahan kadar zeolit, nilai modulus elastisitas beton
naik dari beton normal dan optimum pada penambahan 6,915% kemudian
menurun, hal tersebut disebabkan oleh adanya penambahan zeolit tanpa adanya
penambahan air sehingga campuran beton lebih lekat dan mengakibatkan
pemadatan yang kurang sempurna sehingga kuat tekan beton menurun, sedangkan
beton dengan menggunkan zeolit sebagai pengganti semen dengan berbagai
variasi kadar zeolit nilai kuat tekan naik dari beton normal dan optimum pada
kadar 10,544% kemudian menurun, hal tersebut disebabkan oleh faktor
kelembaban, karena beton dengan kandungan air yang lebih tinggi mempunyai
modulus elastisitas yang lebih tinggi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
74
4.4.4. Hubungan Antara Modulus Elastisitas dan Kuat Tekan Hasil Pengujian
Dari hasil pengujian diketahui bahwa peningkatan modulus elastisitas diikuti pula
dengan peningkatan kuat tekan. Maka dari itu dapat dicari rumus empiris
hubungan antara modulus elastisitas dengan kuat tekan hasil penelitian yang dapat
dilihat pada Tabel 4.16 , Gambar 4.9 dan Gambar 4.10.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
75
Tabel 4.16. Data kuat tekan dan modulus elastisitas perhitungan
No Kode
benda uji Kuat tekan
(MPa) Akar f'c Ec perhitungan
(MPa) Rumus empiris
1 BZ0 a 29,42598 5,4246 17243 3178,684 BZ0 b 27,72833 5,2658 32323 6138,324 BZ0 c 28,29421 5,3192 18624 3501,259
2 BZ5 a 28,86009 5,3722 22867 4256,575 BZ5 b 30,84069 5,5534 25293 4554,475 BZ5 c 31,12363 5,5789 18678 3347,998
3 BZ10 a 29,99186 5,4765 24608 4493,395 BZ10 b 31,68952 5,6293 24823 4409,572 BZ10 c 29,42598 5,4246 21130 3895,238
4 BZ15 a 30,55775 5,5279 24930 4509,845 BZ15 b 32,2554 5,6794 29126 5128,373 BZ15 c 29,99186 5,4765 24008 4383,836
5 BZ20 a 31,12363 5,5789 18806 3370,942 BZ20 b 28,57715 5,3458 18137 3392,782 BZ20 c 28,57715 5,3458 17085 3195,991
6 BZ25 a 25,18185 5,0182 21322 4248,975 BZ25 b 22,91831 4,7873 18943 3956,922 BZ25 c 28,57715 5,3458 17243 3225,547
7 BZS5 a 27,72833 5,2658 29763 5652,166 BZS5 b 30,55775 5,5279 25881 4681,881 BZS5 c 29,42598 5,4246 18699 3447,092
8 BZS10 a 32,2554 5,6794 26976 4749,811 BZS10 b 29,42598 5,4246 23200 4276,835 BZS10 c 31,68952 5,6293 30738 5460,316
9 BZS15 a 24,61596 4,9614 24166 4870,756 BZS15 b 23,76714 4,8752 21503 4410,732 BZS15 c 24,8989 4,9899 26013 5213,151
10 BZS20 a 24,05008 4,9041 22842 4657,747 BZS20 b 24,8989 4,9899 20050 4018,133 BZS20 c 20,93772 4,5758 17214 3761,986
11 BZS25 a 22,63537 4,7577 18000 3783,369 BZS25 b 21,5036 4,6372 19444 4193,05 BZS25 c 22,63537 4,7577 23543 4948,437
Dengan memasukkan data 税勘c′ dan modulus elastisitas dari Tabel 4.16 ke dalam
analisa regresi pada program Microsoft excel, didapatkan grafik hubungan 税勘c′ dan modulus elastisitas serta persamaan linier yang ditampilkan pada Gambar 4.9
dan Gambar 4.10.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
76
Gambar 4.9. Hubungan modulus elastisitas dan kuat tekan pada beton dengan
zeolit sebagai bahan tambah
Gambar 4.10. Hubungan modulus elastisitas dan kuat tekan pada beton dengan
zeolit sebagai pengganti semen
Dari grafik pada Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 dapat diketahui bahwa hubungan
antara modulus elastisitas dan kuat tekan pada penelitian memiliki rumus empiris
sebagai berikut:
Ec = 4069 税勘c′ (beton dengan zeolit sebagai bahan tambah)
y = 4069.8x
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
4.0000 5.0000 6.0000
Ec (
MPa
)
f'c^0.5 (MPa)
hubungan kuattekan danmoduluselastisitas
Linear(hubungan kuattekan danmoduluselastisitas)
y = 4510.8x
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
4.00000 5.00000 6.00000
Ec (
MPa
)
f'c^0.5 (MPa)
hubungan kuattekan danmoduluselastisitas
Linear(hubungan kuattekan danmoduluselastisitas)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
77
Ec = 4510 税勘c′ (beton dengan zeolit sebagai pengganti semen)
(Rumus empiris hasil regresi linear dari grafik)
Sedangkan hubungan antara modulus elastisitas dan kuat tekan dalam beton
normal memiliki rumus empiris sebagai berikut:
Ec = 4730 . 税勘c′ (ACI 318-89, Revised 1992,1996)
Ec = 4700 . 税勘c′ (SK SNI-T-15-1991)
Dengan:
Ec = Modulus elastisitas (MPa)
f’c = Kuat tekan (MPa)
Kuat tekan dan modulus elastisitas mempunyai nilai berbanding lurus secara teori.
Namun dalam penelitian ini kuat tekan beton dengan menggunakan zeolit sebagai
bahan tambah lebih baik daripada beton dengan menggunakan zeolit sebagai
pengganti semen, sedangkan modulus elastisitas beton dengan menggunakan
zeolit sebgai bahan tambah tidak lebih baik daripada beton dengan menggunakan
zeolit sebagai pengganti semen, hal tersebut disebabkan oleh faktor kelembaban.
Secara keseluruhan hubungan antara modulus elastisitas dan kuat tekan beton
dalam penelitian ini mempunyai nilai modulus elastisitas yang lebih rendah jika
dibandingkan dengan standar dalam (SK SNI-T-15-1991) dan (ACI 318-89,
Revised 1992,1996).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
678
78
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengujian, analisis data, dan pembahasan maka dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1. Kadar optimum penggunaan zeolit sebagai bahan tambah terhadap nilai kuat
tekan berdasarkan analisa regresi persamaan polynomial program Microsoft
excel sebanyak 9,433% terhadap berat semen dapat meningkatkan kuat tekan
dengan nilai tambah sebesar 9,374% dari beton normal, sedangkan kadar
optimum penggunaan zeolit sebagai pengganti semen sebanyak 6,067%
terhadap berat semen dapat meningkatkan kuat tekan dengan nilai tambah
sebesar 1,938% dari beton normal.
2. Beton dengan menggunakan zeolit sebagai bahan tambah mempunyai kuat
tekan yang lebih baik daripada beton dengan menggunakan zeolit sebagai
pengganti semen, hal tersebut karena pada beton dengan menggunakan zeolit
sebagai bahan tambah memiliki semen yang lebih banyak sehingga pasta yang
berfungsi mengikat agegat lebih banyak maka dihasilkan beton dengan kuat
tekan yang lebih besar.
3. Kadar optimum penggunaan zeolit sebagai bahan tambah terhadap nilai
modulus elastisitas berdasarkan analisa regresi persamaan polynomial program
Microsoft excel sebanyak 6,915% terhadap berat semen dapat menghasilkan
nilai tambah modulus elastisitas sebesar 4,350% dari beton normal, sedangkan
kadar optimum penggunaan zeolit sebagai pengganti semen sebanyak
10,544% terhadap berat semen dapat menghasilkan nilai tambah modulus
elastisitas sebesar 11,518% dari beton normal.
4. Beton dengan menggunakan zeolit sebagai pengganti semen mempunyai nilai
modulus elastisitas yang lebih baik daripada beton dengan menggunakan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
79
zeolit sebagai bahan tambah, hal tersebut karena pada beton dengan
menggunakan zeolit sebagai pengganti semen memiliki kelembaban air yang
lebih tinggi sehingga nilai modulus elastisitas yang lebih tinggi.
5. Penggunaan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti semen
dapat mengurangi nilai slump, sehingga mempengaruhi workability adukan
beton. Semakin besar penggunaan kadar zeolit, maka akan semakin rendah
nilai slump beton tersebut.
5.2. Saran
Untuk menindaklanjuti penelitian ini, diperlukan beberapa koreksi yang harus
diperhatikan agar dapat dijadikan sebagai pedoman dan acuan bagi penelitian-
penelitian selanjutnya agar dapat lebih baik. Adapun saran-saran untuk penelitian
selanjutnya antara lain sebagai berikut:
1. Pastikan bahwa alat dan bahan yang akan digunakan berada dalam kondisi
yang baik.
2. Ketelitian merupakan salah satu hal yang penting di dalam penelitian.
3. Pelajari prosedur penggunaan alat dan pengujian yang akan dilakukan.