ABSTRAK Fitri Ekasari, 2012. Kajian Serapan dan Penetrasi .../Kajian... · perpustakaan.uns.ac.id...
Transcript of ABSTRAK Fitri Ekasari, 2012. Kajian Serapan dan Penetrasi .../Kajian... · perpustakaan.uns.ac.id...
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
ABSTRAK Fitri Ekasari, 2012. Kajian Serapan dan Penetrasi Beton Normal dengan Bahan Tambah Metakaolin dan Serat Galvalum AZ 150. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Beton banyak digunakan secara luas sebagai bahan bangunan dibidang teknik sipil. Beton menjadi material pilihan pada lingkungan pesisir yang agresif yang memiliki kandungan klorida, sulfat dan derajat keasaman tinggi yang dapat mengakibatkan beton menjadi keropos. Sifat kekedapan yang tinggi diharapkan mampu menahan beton terhadap lingkungan yang agresif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan bahan tambah serat Galvalum AZ 150 dan metakaolin pada beton normal terhadap nilai serapan dan penetrasi sebagai tolak ukur beton kedap air. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di laboratorium. Benda uji serapan sebanyak 30 sampel dan benda uji penetrasi sebanyak 30 sampel. Variasi serat 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; dan 1% serta variasi penambahan metakaolin sebesar 0% dan 7,5%. Pada masing-masing variasi terdiri dari 3 benda uji. Benda uji serapan dan penetrasi adalah silinder beton diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm, Porositas dan permeabilitas beton diuji pada umur beton 28 hari. Berdasarkan SK SNI S-36-1990-03 untuk perendaman air selama 10+0,5 menit, semua benda uji serapan memenuhi syarat untuk beton kedap air normal. Serapan air terbesar terjadi pada beton normal dengan bahan tambah metakaolin dan serat galvalum dengan kadar serat 7,5% yaitu sebesar 2,4091%. Pada perendaman 1 x 24 jam, semua benda uji juga memenuhi syarat untuk beton kedap air normal. Serapan air terbesar terjadi pada beton dengan penambahan metakaolin dan serat 7,5%, yaitu sebesar 3,6266%. Semua benda uji porositas telah memenuhi syarat untuk agresif sedang. Sedangkan benda uji yang memenuhi syarat untuk agresif kuat adalah beton dengan kadar serta 0%; 0,25%; 0,5%; 1% tanpa penambahan metakaolin dan beton dengan kadar serat 0%; 0,25%; 0,5% dengan penambahan metakaolin. Nilai penetrasi maksimum terjadi pada beton dengan kadar serat 0,75% dengan kedalaman penetrasi sebesar 35 mm. Kata kunci: Beton Serat, Galvalum AZ 150, Metakaolin, Serapan dan Penetrasi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABSTRACT Fitri Ekasari, 2012. Study of Absorption and Penetration of Normal Concrete Metakaolin With Galvalum AZ 150 Fiber. Thesis.Civil Engineering Faculty of Engineering. Sebelas Maret University. Concrete was a construction material that was very dominant in the structure of the building. Concrete became material choice in aggressive coastal environment. The aggressive environment had content of chloride, sulphate and level of high acidity that could result in concrete becaming porous. This research aimed to got the influence of use Galvalum AZ 150 fiber and metakaolin additive to the normal concrete on absoption and penetration as waterproof concrete. This study used an experimental method in the laboratory. Absorption of the test object as much as 30 samples and the test object penetration of 30 samples. The variation of fiber were 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; and 1% while used metakaolin variation of 0% and 7,5%. Each variation consisted of 3 specimens. The absorption and the penetration objects was concrete cylinder with 7.5 cm diameter and 15 cm. The porosity and permeability of specimens were measured in the day-28 of concrete age. SK SNI based on S-36-1990-03 for water immersion for 10 +0.5 minutes, all specimens absorption eligible for normal water-resistant concrete. Largest water absorption uptake occurs in normal concrete with metakaolin and fiber-added materials galvalum with 7.5% fiber content that was equal to 2.4091%. At 1 x 24 hours of immersion, all specimens were also eligible for a normal water-resistant concrete. Water uptake was greatest with the addition of metakaolin in concrete and fiber 7.5%. All specimen porosity had been qualified for being aggressive. While the specimens were eligible for the concrete with a strong aggressive levels and 0%, 0.25%, 0.5%, 1% without the addition of metakaolin and concrete with a fiber content of 0%, 0.25%, 0.5% with addition of metakaolin. The maximum penetration values occur in the concrete with a fiber content of 0.75% with a penetration depth of 35 mm. Keywords: Concrete Fibers, Galvalum AZ 150, Metakaolin, Absorption and Penetration.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Beton adalah suatu material konstruksi yang tidak dapat dipisahkan dengan
kehidupan sosial modern. Seiring dengan berkembangnya zaman, maka
kebutuhan manusia akan terus bertambah. Salah satunya adalah kebutuhaan akan
bangunan-bangunan konstruksi, baik berupa sarana umum maupun bangunan
pribadi. Saat ini banyak dikembangkan konsep Waterfront City, yaitu bangunan-
bangunan konstruksi yang dibangun pada lingkungan yang lembab, terutama pada
daerah pesisir pantai.
Sifat-sifat air laut yang sangat agresif membuat bangunan-bangunan tersebut
memerlukan bahan bangunan yang tahan terhadap air laut. Beton menjadi pilihan
bahan bangunan yang tepat untuk digunakan di wilayah pesisir dibanding dengan
baja yang sifatnya sangat korosif . Sifat beton yang tahan terhadap korosi, mudah
dibentuk dan mudah dalam pengerjaan sangat menguntungkan untuk pembangun
di wilayah pesisir terutama dalam skala besar.
Beton yang baik adalah beton dengan kekedapan tinggi. Salah satu faktor yang
sangat berpengaruh terhadap tingkat keawetan beton adalah adanya aliran air
masuk ke dalam beton (permeation). Terdapat beberapa cara aliran air masuk ke
dalam beton, diantaranya adalah masuknya air ke dalam pipa-pipa kapiler
(capillary suction) yang disebut serapan air dan penetrasi yang terjadi akibat
adanya perbedaan tekanan, baik tekanan cairan maupun tekanan gas.
Pasta semen yang mengeras memilki struktur yang berpori (Tjokrodimuljo, 1996).
Dengan adanya pori-pori pada beton akan berpengaruh terhadap rembesan dan
permeabilitas beton. Permeabilitas penting untuk diketahui karena pada beton
bertulang terdapat tulangan baja yang berfungsi untuk menahan tegangan tarik
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
yang bekerja pada beton dan lapisan beton akan melindungi baja agar tidak kontak
langsung dengan udara yang dapat mengakibatkan reaksi oksidasi sehingga akan
menyebabkan terjadi korosi pada tulangan.
Beton diminati karena banyak memiliki kelebihan-kelebihan dibandingkan
dengan bahan lainnya, kelebihan beton antara lain harganya yang relatif murah,
ekonomis, mampu menerima kuat tekan dengan baik, tahan aus, awet dan mudah
perawatannya. Banyaknya penggunaaan beton dalam konstruksi membuat upaya
penciptaan mutu yang baik, salah satu upaya tersebut dengan penambahan
pozolan jenis metakaolin dan serat galvalum AZ 150 pada beton dimaksudkan
akan memperbaiki parameter-parameter mutu beton.
Pozzolan yaitu bahan yang mengandung silika atau aluminosilika yang dengan
sendiri, tidak atau sedikit mempunyai sifat mengikat seperti semen, akan tetapi
dalam bentuknya yang halus dan dengan adanya air, senyawa tersebut akan
bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar membentuk
senyawa yang memiliki sifat seperti semen.
Ditinjau dari segi kimia, pozzolan mempunyai pengaruh positif terhadap beton.
Dalam campuran beton SiO2 yang reaktif dari pozzolan akan bereaksi dengan
kapur/kalsium hidroksida dari semen Portland membentuk kalsium hidrosilikat.
Semen + Air CSH + Ca(OH)2
Ca(OH)2 + SiO2 + H2O CaOSiO2 + 2H2O
Penambahan metakaolin sebagai pengganti sebagian semen dimaksudkan untuk
mempercepat proses hidrasi dan sebagai pozzolan. Metakaolin merupakan hasil
pembakaran dari kaolin pada suhu 450oC-900o C yang mempunyai ukuran partikel
lebih kecil dari silica fume dan banyak mengandung SiO2(54,64%) dan
Al2O3(42,87%) yang merupakan unsur utama semen sehingga dapat digunakan
sebagai bahan pengganti semen (Sambowo, 2002). Dengan penambahan
metakaolin diharapkan dapat meningkatkan kekuatan beton, memperkecil
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
permeabilitas, dan meningkatkan kepadatan. Metakaolin sebagai salah satu jenis
pozzolan mempunyai ukuran rata-rata partikelnya lebih kecil daripada ukuran
rata-rata partikel semen sehingga dapat bekerja untuk mengisi ruang antar butiran
semen dan dapat memperkuat ikatan antar partikel-partikelnya. Penyebaran pori-
pori dalam beton diharapkan dapat dikurangi dengan adanya metakaolin sehingga
total volume pori berkurang dan ukuran rata-rata pori mengecil.
Selain metakaolin dalam penelitian ini juga menggunakan bahan tambah berupa
serat galvalum AZ 150, karena memiliki unit densitas lebih rendah dari pada serat
baja (sehingga dapat mempertahankan berat jenis beton agar tetap ringan) dan
memiliki sifat mekanis yang cukup baik. Sebagai penelitian awal serat galvalum
AZ 150 ini mempunyai kuat tarik maksimum 6224,24 kg/cm2, angka ini setara
dengan kekuatan baja BJTD 39, hasil penelitian mediyanto (2005) dan hasil ini
lebih tinggi dari kekuatan bendrat hasil penelitian Suhendro (1991).
Penambahan serat pada campuran beton akan memberikan kontribusi terhadap
perbaikan karakteristik beton diantaranya adalah meningkatkan kekuatan tarik,
kekuatan tekan, dan daktilitas beton. Telah banyak penelitian yang dilakukan
mengenai beton berserat. Seperti yang telah dilakukan oleh Suhendro (1991)
dengan menambahkan serat baja (kawat bandrat), terbukti dapat meningkatkan
kuat tarik beton. Penelitian serupa dengan menambahkan serat plastik yang
dilakukan oleh Wibowo (2002) juga menunjukan adanya peningkatan kuat tarik
beton berserat.
Prinsip penambahan serat adalah memberi tulangan pada beton yang disebar
dalam adukan beton dengan orientasi random untuk mencegah terjadinya retakan-
retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik akibat panas hidrasi maupun akibat
pembebanan (Soroushin dan Bayasi, 1997).
Ide penambahan serat galvalum diharapkan dapat memberikan kontribusi positif
terhadap beton, dimana dengan serat tersebut dapat mengurangi masuknya air ke
dalam pipa-pipa kapiler (capillary suction) dalam beton dan atau nilai serapan air
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
dan penetrasi dalam beton memenuhi syarat untuk beton kedap air. Disamping itu
penambahan serat ini diharapkan mampu meningkatkan kinerja beton, dalam
kapasitas tarik, kuat lentur, toughness, ketahanan terhadap formasi retak, dan kuat
geser.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang masalah diatas, maka dapat dirumuskan suatu
masalah sebagai berikut :
a. Bagaimana pengaruh penambahan metakaolin dan serat galvalum AZ 150
terhadap serapan dan penetrasi beton.
b. Berapa kadar serat Galvalum AZ 150 pada beton normal yang memenuhi
syarat beton kedap air.
1.3. Batasan Masalah
Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan
masalah sebagai berikut :
a. Semen yang digunakanadalah semen tipe I OPC.
b. Mix Design rencana menggunakan metode standar Dinas Pekerjaan Umum
(SK SNIT-15-1990-03).
c. Berat galvalum yang ditambahkan adalah 0 % ; 0,25 % ; 0,50 %; 0,75 % ;
dan 1 % dari volume total beton.
d. Berat metakaolin yang ditambahkan adalah 0 % ; dan7,5 % dari berat
semen.
e. Pengujian serapan dan penetrasi beton dilakukan pada umur perawatan
benda uji 28 hari.
f. Penelitian ini tidak membahas reaksi kimia yang terjadi akibat penambahan
serat galvalum AZ 150.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
1.4. Tujuan Penelitian
a. Mengetahui pengaruh penambahan metakaolin dan serat galvalum AZ 150
terhadap serapan dan penetrasi beton.
b. Mengetahui kadar serat Galvalum AZ 150 pada beton normal yang memenuhi
syarat beton kedap air.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang ingin diperoleh dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Manfaat Teoritis
a. Memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu bahan dan struktur.
b. Menambah pengetahuan tentang persentase serat galvalum pada beton
normal metakaolin ditinjau dari parameter serapan dan penetrasi betonnya.
2. Manfaat Praktis
a. Mengoptimalkan pemanfaatan serat galvalum dan metakaolin dalam
pengembangan teknologi beton yang kedap air.
Memberikan alternatif penggunaan serat yang ekonomis dengan peningkatan
mutu beton yang diharapkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Beton adalah suatu campuran yang tediri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-
agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen
dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang, satu atau lebih bahan aditif
ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti
kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan (McCormac,
2003).
Bentuk dan tekstur permukaan agregat berpengaruh pada kekuatan beton dimana
bentuk yang runcing mempunyai kemampuan untuk saling mengunci, dan
permukaan yang kasar mempunyai koefisien gesek yang tinggi sehingga akan
menghasilkan kekuatan yang tinggi (Sudarmoko, 1998).
Menurut Subakti,1994 (dalam Dharma Putra, 2006), pada proses hidrasi, air dan
semen akan menghasilkan Ca(OH)2 yang merupakan bahan yang mudah larut dalam
air dan bersifat basa, akan bereaksi dengan SiO2 akan membentuk Kalsium Silikat
Hidrat yang bersifat sebagai perekat sehingga dapat meningkatkan kekuatan serta
kekedapan beton.
Beton dengan agregat normal, kekedapannya tergantung pada porositas pasta semen
(A. M. Neville dan J. J. Brooks, 1987 : 264). Pasta semen yang mengeras merupakan
struktur yang berpori (kardiyono, 1996). Beton itu mempunyai kecenderungan berisi
rongga akibat adanya gelembung-gelembung udara yang terbentuk lama atau sesudah
pencetakan (Murdock and Book, 1999) sehingga beton tidak bisa kedap air
sempurna.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
Pozzolan adalah bahan alam atau buatan yang sebagian besar terdiri dari unsur-unsur
silikat dan atau aluminat yang reaktif. Pozzolan sendiri tidak mempunyai sifat semen
tetapi dalam keadaan halus ( lolos ayakan 0,21 mm ) bereaksi dengan air dan kapur
padam pada suhu normal (24-27oC) menjadi suatu massa padat yang tidak larut
dalam air ( kardiyono, 1996 ).
Metakaolin merupakan hasil pembakaran kaolin ( china clay ) pada suhu 450° C -
900° C. Secara umum keuntungan penggunaan metakaolin adalah karena dapat
sebagai pengisi pori-pori beton, sebagai pozzolan dan untuk percepatan proses
hidrasi cemen ( Malhotra dan Mehta, 1996 ). Tingkat campuran normal metakaolin
dalam beton berkisar antara 5 – 20% dari berat semen ( Kostuck et al, 1993;
Sambowo, 2002; Coild, 2004 ).
Metakaolin yang ditambahkan berguna sebagai pereaksi hasil sampingan campuran
semen dan air yaitu kalsium hidroksida. Kalsium hidroksida akan mengeras saat
bereaksi dengan metakaolin sehingga dapat menambah kekuatan beton. Karena
ukuran partikelnya yang sangat kecil maka selain sebagai pereaksi kalsium
hidroksida metakaolin juga sebagai filler yaitu pengisi rongga beton (The Concrete
Countertop Institute, 2007).
Penambahan metakaolin pada campuran beton ringan berserat alumunium dengan
kadar 10% mengakibatkan penurunan KIC (Ervina Hikmawati, 2007), disebabkan
oleh reaksi antara metakaolin dan semen yang justru akan mengacaukan matrik serat,
sehingga energy yang disumbangkan untuk menahan terjadinya retakan menjadi
berkurang. Dibandingkan dengan penambahan metakaolin dengan kadar 7,5%
penurunan nilai KIC lebih kecil (Dwi Ernawati,2009).
Metakaolin menekan reaksi alkali-silika, seperti yang terjadi pada dam di Brasil.
Metakaolin mengurangi penetrasi klorida sehingga resiko terjadi korosi pada beton
yang bersentuhan langsung dengan klorida berkurang. Karena efek keuntungan pada
kualitas pasta semen, metakaolin meningkatkan kuat tekan pada umur 28 hari. Daya
tahan terhadap abrasi juga meningkat dengan penggunaan metakaolin (Sabir, 2001).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
Beton berserat mempunyai kelebihan daripada beton tanpa serat dalam beberapa sifat
strukturnya, antara lain keliatan (ductility), ketahanan tehadap baban kejut (impact
resistance), kuat tarik dan kuat lentur (tensile and flexural strength), kelelehan
(fatigue life), kekuatan terhadap pengaruh susutan (shrinkage), dan ketahanan
terhadap keausan (abrasion) (Soroushian dan Bayasi, 1987).
Dosis penggunaan beton serat,fraksi volume rendah (volume serat < 1% dari Volume
beton), fraksi volume sedang (volume serat 1% - 2% dari Volume beton), fraksi
volume tinngi (volume serat > 2% dari Volume beton) (Solihin As’ad, 2007).
Kosentrasi serat yang masih mungkin dilakukan pengadukan secara mudah adalah 1
% volume. Jika kosentrasi serat melebihi nilai tersebut, adukan akan menjadi sulit
diaduk, dan yang masih diijinkan agar adukan beton masih workable adalah L/D <
100 (Sudarmoko, 1987).
Dari penelitian-penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa
penambahan serat sebanyak 0,75 % sampai dengan 1 % dari volume adukan akan
memberikan hasil yang optimal (Wahyu, 2002).
Beton serat didefinisikan sebagai beton yang dibuat dari campuran semen, agregat,
air dan sejumlah serat yang disebar secara random. Prinsip penambahan serat adalah
memberi tulangan pada beton yang disebar merata ke dalam adukan beton dengan
orientasi random untuk mencegah terjadinya retakan-retakan beton yang terlalu dini
di daerah tarik akibat panas hidrasi maupun akibat pembebanan (Soroushian dan
Bayasi, 1987, Mediyanto, 2001).
Menurut Kardiyono Tjopkrodimuljo, beton serat ( fiber concrete ) adalah bahan
komposit terdiri dari beton biasa dan bahan lainnya yang berupa serat. Serat pada
umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5-500 mm (mikro meter)
dan panjang sekitar 25mm-100mm. Bahan serat dapat berupa serat asbes, serat
tumbuh-tumbuhan (rami, bambu, ijuk), serat plastik (polypropylene), atau potongan
kawat baja.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Beton
Beton adalah batuan buatan yang diperoleh dengan mencampurkan semen Portland,
air, dan agregat serta dengan atau tanpa bahan tambahan dengan perbandingan
tertentu. Bahan tambahan berupa bahan kimia, serat dan bahan buangan non kimia.
Bahan serat yaitu serat baja, plastik, dan tumbuh – tumbuhan.
Beton didapat dari pencampuran bahan – bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir,
batu pecah atau bahan semacam lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan
perekat dan air sebagai bahan pembantu guna kepentingan reaksi kimia selama
proses pengerasan dan perawatan beton berlubang (Dipohusodo, 1996).
2.2.2. Beton Serat
Menurut Kardiyono Tjokrodumuljo, beton serat (fiber concrete) ialah bahan
komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lainnya yang berupa serat. Menurut
ACI Committe 544 (Sudarmoko dan Pribadi,1997), beton serat didefinisikan sebagai
beton yang terbuat dari campuran semen, agregat halus dan kasar, serta sejumlah
kecil serat. Penambahan serat dimaksudkan untuk memberi tulangan serat pada
beton, yang disebar secara random (acak) untuk mencegah retak-retak yang terjadi
akibat pembebanan.
Dengan penambahan serat ke dalam adukan beton, maka sifat-sifat structural beton
akan diperbaiki. Serat-serat di dalam beton bersifat mekanis, sehingga tidak akan
bereaksi secara kimiawi dengan bahan beton lainnya. Serat membantu mengikat dan
mempersatukan campuran beton setelah terjadinya pengikatan awal dengan semen.
Serat pada umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5mm sampai
55mm, dan panjang sekitar 25 mm sampai 100 mm. Bahan serat dapat berupa : serat
asbestos, serat tumbuh-tumbuhan (rami, bambu, ijuk), serat palstik (polypropylene),
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
atau potongan kawat baja. Jika serat yang dipakai mempunyai modulus elastisitas
yang lebih tinggi dari pada beton, maka beton serat akan mempunyai kuat tekan, kuat
tarik, maupun modulus elastisitas yang sedikit lebih tinggi dari pada beton biasa.
Bermacam serat direkomendasikan untuk digunakan sebagai perkuatan beton, namun
tipe serat secara umum dapat diklasifikasikan menjadi 4 menurut ACI Committee
544, yaitu:
1. SFRC ( Steel Fiber Reinforced Concrete)
2. GFRC ( Glass Fiber Reinforced Concrete)
3. SNFRC ( Synthetic Fiber Reinforced Concrete)
4. NFRC ( Natural Fiber Reinforced Concrete)
Adapun spesifikasi serat-serat yang sering digunakan dapat dilihat pada Tabel 2.1
sebagai berikut :
Tabel 2.1. Spesifikasi Serat-Serat yang Sering Digunakan :
Fiber Spesific
grafity
Tensite
Strenght
Young’s
Modulus
(103 ksi)
Comman
Diameters (in)
Comman
Length (in)
Steel 7.86 100-300 30 0.0005-0.04 0.5-1.5
Glass 2.7 Up to 180 11 0.004-0.003 0.5-1.5
Poly
propilen
0.91 Up to 100 0.14-1.2 Up to 0.1 0.5-1.5
Carbon 1.6 Up to 100 7.2 0.0004-0.0008 0.02-0.5
(Sumber: Soroushian dan Bayasi, 1987)
Serat untuk campuran nonpabrikasi (bahan yang diproduksi bukan untuk difungsikan
sebagai serat) terbukti dapat difungsikan sebagai pengganti bahan serat untuk beton,
sebagai contoh penggunaan kawat bendrat seperti penelitian yang dilakukan
Suhendro (1997) dan penggunaan serat plastik (Alsayed,1998; Mediyanto,2001;
Wibowo,2002). Dengan merujuk pada hasil penelitian sebelumnya maka digunakan
serat galvalum. Penelitian ini difokuskan pada durabilitas beton normal dengan
bahan tambah metakaolin dan serat galvalum terhadap serangan air tawar yang
masuk ke dalam material beton.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
2.2.3. Pengertian Beton Normal dengan Bahan Tambah Metakaolin dan Serat
Galvalum
Beton normal dengan bahan tambah metakaolin dan serat galvalum adalah suatu
material bangunan yang dibuat dengan cara menambahkan serat galvalum dan
mencampurkannya dengan pasir, kerikil, semen portland, metakaolin serta air dengan
perbandingan tertentu.
2.2.4. Material Penyusun Beton Normal dengan Bahan Tambah Metakaolin
dan Serat Galvalum
2.2.4.1. Semen Portland
Semen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan
klinker yang terdiri dari silikat - silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips
sebagai bahan tambahan (PUBI–1982). Fungsi semen ialah untuk merekatkan butir–
butir agregat agar terjadi suatu massa yang kompak atau padat, selain itu juga untuk
mengisi rongga diantara diantara butiran–butiran agregat.
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 dikeluarkan, didinginkan dan dihaluskan sampai berupa bubuk kemudian
ditambahkan gips atau kalsium sulfat (CaSO4) kira-kira 2 sampai 4 persen sebagai
bahan pengontrol waktu pengikatan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
Tabel 2.2. Susunan Unsur Semen Portland
Oksida Persen (%)
Kapur (CaO)
Silika (SiO2)
Alumina (Al2O3)
Besi (Fe2O3)
Magnesium (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, 1996)
Empat unsur yang paling penting dalam semen adalah:
a. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO3
b. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2
c. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3
d. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.FeO2
Perubahan komposisi semen yang dilakukan dengan cara mengubah persentase
empat komponen utama semen dapat menghasilkan beberapa jenis semen sesuai
jenis pemakaiannya. Jenis-jenis semen portland yang sering digunakan dalam
konstruksi serta penggunaannya dicantumkan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.3. Jenis Semen Portland di Indonesia Sesuai SII 0013-81
Jenis Semen Karakteristik Umum
Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan
persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-jenis lain
Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan
ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang
Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan
kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan
panas hidrasi yang rendah
Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan
ketahanan yang tinggi terhadap sulfat
Sumber : Tjokrodimuljo (1996)
2.2.4.2. Agregat
Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam
campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60% - 80% dari
volume mortar atau beton. Meskipun hanya sebagai bahan pengisi, tetapi agregat
sangat berpengaruh terhadap sifat mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat
merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton. Terdapat 2
agregat yang dibutuhkan yaitu:
1. Agregat Halus
Agregat halus adalah pasir alam sebagai hasil disintegrasi alami batuan atau pasir
yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dengan ukuran antara 0,15 mm dan 5
mm. (SK SNI T-15-1991-03).
Dalam Peraturan Beton Indonesia ( PBI ) 1971 NI-2, agregat halus atau pasir yang
akan digunakan harus memenuhi persyaratan antara lain :
a. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras.
b. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5%.
c. Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak, yang harus
dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams-Header (dengan larutan NaOH)
Dalam pemilihannya agregat halus harus benar-benar memenuhi persyaratan yang
telah ditentukan. Hal tersebut sangat berpangaruh pada kemudahan pengerjaan
(workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang
dihasilkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
Tabel 2.4. Gradasi Agregat Halus ASTM C.33-03
Ukuran Saringan
(mm)
Persentase Lolos
(%)
9,5 100
4,75 95-100
2,36 80-100
1,18 50-85
0,85 25-60
0,3 5-30
0,15 0-10
0 0
2. Agregat Kasar
Menurut SK SNI T-15-1991 dijelaskan bahwa, agregat kasar adalah kerikil yang
mempunyai ukuran butiran antara 5 mm – 40 mm sebagai hasil disintegrasi alami
dari batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu.
Menurut PUBI 1982, agregat kasar yang digunakan pada beton harus memenuhi
syarat-syarat sebagai berikut :
1. Agregat kasar harus bersifat kekal, berbutir kasar dan keras serta tidak berpori
2. Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% berat pengujian (dari
berat kering), apabila melebihi 1% berat pengujian maka agregat halus harus
dicuci sebelum dicampur menjadi beton.
3. Bagian butir agregat kasar yang panjang dan pipih tidak melebihi 20% berat
pengujian, terutama untuk bton mutu tinggi.
4. Agregat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton, seperti
alkali reaktif.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
5. Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam besarnya dan
tidak melewati saringan 4,75 mm.
Agregat kasar juga harus memenuhi persyaratan gradasi agregat kasar yang telah
ditentukan, pesyaratan gradasi agregat kasar tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.3
Tabel 2.5. Gradasi Agregat Kasar ASTM C.33-03
Ukuran Saringan
(mm)
Persentase Lolos
(%)
50 100
25 95-100
19 80-100
12,5 50-85
9,5 10-30
4,75 0-5
2,36 0
2.2.4.3. Air
Air merupakan bahan yang diperlukan untuk proses reaksi kimia, dengan semen
untuk pembentukan pasta semen. Air juga digunakan untuk pelumas antara butiran
dalam agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Air dalam campuran beton
menyebabkan terjadinya proses hidrasi dengan semen. Jumlah air yang berlebihan
akan menurunkan kekuatan beton. Namun air yang terlalu sedikit akan menyebabkan
proses hidrasi yang tidak merata.
Untuk perawatan dan pembuatan beton, air harus memenuhi persyaratan agar reaksi
yang terjadi tidak terganggu. Air yang memenuhi persyaratan sebagai air minum
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
memenuhi syarat pula untuk campuran beton. Tetapi bukan berarti air yang
digunakan untuk campuran beton harus memenuhi persyaratan air mnum bersih.
Syarat-syarat air untuk campuran beton sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.6,
yaitu:
a. Tidak mengandung organik (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.
b. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik,
dll) lebih dari 15 gram/liter.
c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.
d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter
2.2.4.4. Metakaolin
Metakaolin sebagai salah satu jenis pozzolan mempunyai ukuran rata-rata
partikelnya lebih kecil daripada ukuran rata-rata partikel semen sehingga dapat
bekerja untuk mengisi ruang antar butiran semen dan dapat memperkuat ikatan antar
partikel-partikelnya. Sebagai tambahan, metakaolin itu sendiri akan bereaksi secara
optimal dengan kristal kalsium hidroksida menghasilkan kalsium silikat hidrat dan
kalsium aluminat hidrat. Penyebaran pori-pori dalam beton dikurangi dengan adanya
metakaolin sehingga total volume pori berkurang dan ukuran rata-rata pori mengecil.
Pembuatan metakaolin dilakukan pada suhu 450º C - 900º C, tetapi metakaolin akan
terbentuk sempurna pada kisaran suhu 750º C - 800º C dengan lama pembakaran
efektif 6 jam ( Jirawat S, 2001 ).
Secara umum reaksi yang terjadi pada pembakaran kaolin menjadi metakaolin adalah
sebagai berikut :
Panas
Al2 Si2 O5 (OH) 4 Al2 O3 SiO2 + 2H 2O
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Adapun peranan penting metakaolin pada beton yaitu :
1. Sebagai pengisi pori ( filler effect ), ukuran partikel metakaolin yang kecil
memungkinkan metakaolin untuk mengisi pori-pori sehingga akan mengurangi
porositas beton.
2. Untuk mempercepat proses hidrasi semen
3. Sebagai pozzolan dalam reaksi metakaolin dan C-H, sehingga beton yang
terbentuk lebih tahan terhadap serangan asam dan sulfat.
4. Meningkatkan kepadatan dan mengurangi permeabilitas beton.
2.2.4.5. Bahan Tambah
a. Pengertian Bahan Tambah
Bahan tambah merupakan bahan selain air, agregat, semen dan perkuatan dengan
menggunakan serat yang digunakan sebagai bahan campuran semen untuk
memodifikasi sifat beton segar, waktu pengerasan, dan kinerja beton saat keras dan
ditambahkan ke dalam adukan sebelum atau selama proses pencampuran (mixing)
(ASTM C 125, 2003).
b. Galvalum AZ 150
Dalam penelitian ini digunakan bahan tambah berupa serat Galvalum AZ 150.
Galvalum AZ 150 merupakan lembaran baja yang dilapisi Alumunium Zink (55%
Alumunium, 43,5% Seng, dan 1,5% Silikon) 150 gram/m2. Berdasarkan pada
penelitian beton ringan berserat galvalum oleh mediyanto, 2003 beberapa sifat dan
perilaku beton yang dapat diperbaiki setelah penambahan serat adalah :
a. Kekuatan terhadap lentur dan tarik
b. Ketahanan terhadap beban kejut
c. Sifat daktilitas beton
d. Ketahanan terhadap keausan
e. Kekuatan geser beton
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Keunggulan inilah yang dijadikan dasar dalam pemilihan serat galvalum dalam
pembuatan beton normal berserat, selain itu dikarenakan serat galvalum memiliki
unit densitas yang lebih rendah dari serat baja.
Penambahan konsentrasi serat yang terlalu banyak ke dalam adukan beton
mengakibatkan terjadinya penggumpalan yang akan menghalangi penyebaran secara
merata ke seluruh beton. Berdasarkan hal tersebut, maka dalam penelitian ini
persentase serat galvalum yang ditambahkan dalam adukan beton maksimum 1%
dari volume beton. Persentase serat yang digunakan dalam penelitian ini adalah
sebesar 0%, 0,25%, 0,50%, dan 0,75% dan 1%.
2.2.5. Mekanisme Kinerja Serat
Penambahan serat baja ke dalam beton akan meningkatkan kinerja beton dalam
kapasitas tarik, kuat lentur, toughness, ketahanan terhadap formasi retak, dan kuat
geser. Umumnya peningkatan kinerja disebabkan oleh kontribusi serat yang
berfungsi sebagai angkur dalam beton yang menambah kapasitas kuat tarik beton dan
setelah beton retak, beton masih diikat oleh angkur serat baja hingga proses pull-out
dari beton. (Solihin As’ad, 2007 ).
Kontribusi baja terhadap peningkatan kinerja beton ditentukan oleh kuat lekat antara
beton dan serat, kuat pengangkuran, dimensi dan bentuk serat baja, orientasi serat
baja kedalaman pengankuran dan jumlah serat baja (Solihin As’ad, 2007 ).
Gambar 2.1. Mekanisme Kinerja Serat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
2.2.6. Beton Kedap Air
2.2.6.1. Definisi Beton Kedap Air
Berdasarkan SK SNI S-36-1990-03 definisi dari beton kedap air adalah beton yang
tidak tembus air dan harus memenuhi ketentuan minimum sebagai berikut :
1. Untuk beton kedap air normal, apabila diuji dengan cara perendaman dalam air :
a. Selama 10 + 0,5 menit, absorpsi (resapan) maksimum 2,5% terhadap berat
beton kering oven.
b. Selama 24 jam, absorpsi (resapan) maksimum 6,5% terhadap berat beton
kering oven.
2. Untuk beton kedap air agresif, apabila diuji dengan cara tekanan air maka
tembusnya air ke dalam beton tidak melampaui batas sebagai berikut :
a. Agresif sedang : 50 mm
b. Agresif kuat : 30 mm
Tabel 2.6. Tekanan Air Pada Sampel Beton dan Waktu Penekanan
Tekanan Air (kg/cm²) Waktu (jam)
1 48
3 24
7 24
2.2.6.2. Spesifikasi Beton Kedap Air
2.2.6.2.1. Bahan yang digunakan untuk membuat beton kedap air adalah :
1. Semen dengan tipe sebagai berikut :
a. Semen portland tipe I-V.
b. Semen portland pozzoland (SPP).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
2. Agregat dengan mutu harus memenuhi standar yang berlaku dan gradasi agregat
harus memenuhi ketentuan pada Tabel 2.2 dan Tabel 2.3
3. Air dengan mutu harus sesuai ketentuan yang berlaku.
4. Bahan tambahan harus sesuai dengan ketentuan yang berlaku.
2.2.6.2.2. Ketentuan minimum beton bertulang kedap air :
Proporsi campuran beton harus memenuhi ketentuan pada Tabel 2.8 dan Tabel 2.9
Tabel 2.7. Kandungan Butir Halus 0,30 mm dalam 1 m³ Beton
Ukuran Normal Maksimum Butir
Agregat (mm)
Minimum Kandungan Butir Halus
Dalam 1m³ Beton (kg/m³)
10 520
20 450
40 400
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
Tabel 2.8. Ketentuan Minimum Untuk Beton Bertulang Kedap Air
Jenis
Beton
Kondisi
Lingkungan
Berhubungan
Dengan
Faktor Air
Semen
Maksimum
Tipe Semen
Kandungan Semen
Minimum kg/m³
Ukuran Nominal
Maksimum Agregat
400 mm 200 mm
Ber-
tu-
lang
Air Tawar
Air Payau
Air Laut
0,5
0,45
0,5
0,45
Tipe I-V
Tipe
I+Pozzolan(15%
-40%) atau
semen Portland
Pozzoland
Tipe II atau Tipe
V
Tipe II atau Tipe
V
280
340
290
330
300
380
330
370
2.2.7. Serapan Air
2.2.7.1. Serapan Air sebagai Salah Satu Faktor Durabilitas
Durabilitas beton adalah ketahanan beton terhadap proses-proses yang dapat merusak
beton, yang terjadi akibat hasil interaksi dengan lingkungan (eksternal), atau antar
material penyusun dengan bahan-bahan pencemar dalam beton atau pada permukaan
beton (internal) (Jackson dan Dhir, 1996).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
Durabilitas beton dipengaruhi oleh beberapa kondisi :
1. Kondisi eksternal adalah kondisi yang disebabkan kerusakan karena pengaruh
lingkungan luar. Kerusakan-kerusakannya antara lain :
§ Kerusakan mekanikal : akibat adanya benturan, erosi, abrasi
§ Kerusakan chemical : akibat reaksi antara silica dan alkali, gerakan dari ion
agresif, serangan sulfat, asam.
2. Kondisi internal adalah kondisi yang disebabkan kerusakan dari dalam beton itu
sendiri. Kerusakan-kerusakannya antara lain :
§ Kerusakan physic : akibat adanya temperatur tinggi, akibat pertukaran kering
dan basah, akibat masuknya air ke dalam beton.
Pengukuran durabilitas atau daya tahan beton terhadap kerusakan-kerusakan yang
terjadi dapat dibuat melalui pengukuran dari sifat-sifat permeation yang
didefinisikan sebagai kemudahan air untuk memasuki ataupun keluar dari beton yang
berpori (Dhir,1987).
Serapan ( absorption ) sebagai salah satu sifat dari permeation dapat didefinisikan
sebagai proses dimana beton diletakkan dalam cairan misalnya air, atau dalam
larutan encer dan dipengaruhi oleh adanya tindak kapiler.
Nilai dimana air dapat masuk atau menembus beton yang berpori disebut serapan air,
dan biasanya dinyatakan dalam bentuk prosentase.
Berdasarkan Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996, serapan air pada beton dirumuskan:
Serapan Air = %100xWk
WkW -, dimana
W = Berat beton pada kondisi SSD ( kering permukaan )
Wk = Berat beton pada kondisi kering oven
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
2.2.7.2. Mekanisme Masuknya Air ke Dalam Beton
Masuknya gas, air atau ion dalam suatu larutan ke dalam beton berlangsung melalui
pori-pori atau micro-cracks didalam campuran pasta semen. Variasi dari perbedaan
fisik dan mekanisme kimia dapat membangun pengaliran media tersebut ke dalam
beton, tergantung dari unsur yang mengalir dan konsentrasinya, kondisi lingkungan,
struktur pori pada beton, jari-jari pori atau lebar dari micro-cracks, kelembaban dari
sistem pori dan temperatur.
Penelitian mengenai karakteristik pengaliran pada beton diwujudkan dalam satu
mekanisme pengaliran dalam rangka untuk mendapatkan koefisien pengaliran sesuai
dengan dasar permodelan secara teoritis proses pengaliran. Prosedur ini
bagaimanapun juga sangat terbatas sebab dalam beberapa kasus beton tidak sebagai
suatu bentuk yang berpori seragam. Sebagai konsekuensinya struktur fisik beton
dapat berubah, penyerapan kimia dapat terjadi dan berbagai macam mekanisme
pengaliran dapat berlangsung selama proses percobaan. Oleh karena itu,
penyederhanaan asumsi harus dilakukan dalam perhitungan dan prosedur test standar
adalah wajib.
Ada 3 cara mekanisme transportasi air yang dapat beroperasi pada media semi-
permeable seperti juga pada beton (Jackson dan Dhir, 1996 : 2381), yaitu :
1. Absorption (penyerapan)
Terjadi dengan cara masuknya air melalui pipa kapiler atau pori-pori pada beton
dan biasanya terjadi pada bangunan air. Aliran zat cair yang disebabkan oleh
tegangan permukaan. Secara umum dapat dilihat pada Gambar 2.1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
Absorption
Capillary Suction
Water Reservoir
Gambar 2.2. Absorption, (Jackson dan Dhir, 1996 : 2381)
2. Diffusion
Terjadi akibat perbedaan konsentrasi baik cairan, gas maupun ion. Perbedaan
konsentrasi atau molaritas bahan fluida membuat transport terjadi dari media
konsentrasi tinggi ke media dengan konsentrasi rendah. Secara umum dapat
dilihat pada Gambar 2.2
Diffusion
C1 C1 C1 C1
C1 C1 C1
C1 C1 C1 C1
C1 C1 C1
C1 C1 C1 C1
C2
C2
C2
C2
C2
C1
C2
C1: konsentrasi tinggi
C2: konsentrasi rendah
Keterangan notasi :
Gambar 2.3. Diffusion, (Jackson dan Dhir, 1996 : 2381)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
3. Permeability
Terjadi akibat perbedaan tekanan, baik tekanan cairan maupun tekanan gas.
Contohnya adalah pada bangunan yang selalu bersinggungan dengan tekanan air,
tangki dan atau pipa bertekanan, bangunan penahan air, dam, bendungan atau
bangunan di dalam air. Secara umum dapat dilihat pada Gambar 2.3
PermeabilityP1
P1: Tekanan tinggiP2: Tekanan rendah
Keterangan notasi :
Gambar 2.4. Permeability, (Jackson dan Dhir, 1996 : 2381)
2.2.7.3. Hal-Hal Yang Mempengaruhi Besar Serapan Air
Menurut Edward J. Garboczi, 1995 (dalam Nurchalief Arief Wibowo, 2004) terdapat
dua teori yang dapat menerangkan hal-hal yang mempengaruhi besar serapan air,
yaitu :
1. Pore System (Sistem Pori)
Adanya pori pada beton sangat berpengaruh besar pada besar serapan air beton
itu, semakin banyak pori yang terdapat pada beton maka serapan airnya semakin
besar, demikian pula berlaku sebaliknya.
Menurut Jean Pierre Ollivier, 1995, pori pada beton dapat timbul diakibatkan
oleh 3 hal, yaitu :
a. Pori Agregat
Pori agregat adalah lubang atau rongga kecil dalam butiran agregat yang
terjadi karena adanya udara yang terjebak (air void) dalam butiran agregat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
ketika pembentukannya / dekomposisi mineral pembentuk tertentu oleh
perubahan cuaca.
Dikarenakan agregat menempati sebanyak 60-70% volume beton, maka
porositas agregat memberikan kontribusi yang cukup besar pada porositas
beton (Kardiyono, 1996).
b. Pori Pasta Semen
Pori pasta semen adalah lubang atau rongga yang disebabkan oleh adanya
gelembung-gelembung udara yang terbentuk selama atau sesudah pecetakan
(Kardiyono, 1996).
Gelembung udara ini timbul akibat pemakaian air yang berlebihan pada
adukan, padahal jumlah air yang diperlukan untuk proses hidrasi semen hanya
berkisar 25% saja dari berat semennya, kelebihan air ini penting guna
memperoleh campuran yang mudah dikerjakan, namun akibat kelebihan air
pada adukan, air ini akan menggunakan ruangan yang apabila kering akan
menguap (water filled space) dan akan menimbulkan rongga udara dalam
pasta semen, atau dengan kelebihan air akan mengakibatkan pasta semen
bepori lebih banyak (L.J.Murdock dan K.M.Brook, 1991:23).
Pori yang disebabkan oleh gelembung udara yang terperangkap (air void) dan
air yang menguap (water filled space) dan saling berhubungan dinamakan pori
kapiler (capillary porous), (Irwan Sutanto, 2003).
c. Pori pada Interface Zone (Zona Transisi)
Karakteristik yang terlihat dari pori ini adalah :
1) Mempunyai porositas kapiler yang tinggi
2) Pada umumnya mempunyai pori kapiler yang berukuran besar
Pori pada interface zone ini dapat diakibatkan oleh beberapa hal, yaitu :
1) Efek dari pengadukan yang tidak sempurna
2) Tingkat pemadatan
3) Karakteristik bleeding
4) Pemberian bahan tambah (admixture)
5) Interaksi kimia antar agragat dan pasta semen (J.P.Ollivier, 1995)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
2. Connectivity (Hubungan)
Hubungan antar pori juga menentukan besar serapan air, hal ini dapat dijelasakan
berdasar Tube Theory (Teori Tabung), yaitu :
a. Tabung yang berdiameter lebih besar mempunyai kemampuan lebih tinggi
dalam transport air, daripada tabung yang mempunyai ukuran diameter lebih
kecil.
b. Tabung yang tetutup (blocked) tidak mempunyai kemampuan dalam transport
air, atau nilainya nol ( Edwad J. Garboczi, 1995).
2.2.8. Penetrasi Beton
Penetrasi beton adalah kemampuan cairan atau gas melewati beton yang terjadi
akibat adanya perbedaan tekanan, baik tekanan cairan maupun tekanan gas. Beton
yang baik adalah beton yang relatif tidak bisa dilewati air/gas atau dengan kata lain
mempunyai penetrasi yang rendah. Menurut Murdock (1979) beton tidak bisa kedap
air secara sempurna.
Faktor air semen yang digunakan juga akan mempengaruhi besarnya penetrasi.
Makin tinggi faktor air semen akan menyebabkan nilai penetrasi makin tinggi. Hal
itu dapat dipahami karena makin banyak air tersisa yang tidak digunakan untuk
proses hidrasi semen akan memberikan pori-pori yang besar sehingga beton akan
porous dan sangat mudah dilalui air (permeabel), maka pada pembuatan beton-beton
yang mensyaratkan kedap air harus digunakan faktor air semen yang rendah sehingga
penetrasi akan rendah juga.
Faktor-faktor lain yang mempengaruhi besarnya penetrasi beton adalah :
1. Mutu dan porositas dari agregat yang digunakan dalam adukan beton.
Dalam hal ini jenis, sifat dan porositas agregat akan mempengaruhi besar
penetrasi beton yang mana penggunaan agregat yang porous akan meningkatkan
penetrasi beton.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
2. Umur beton.
Dengan bertambahnya umur beton maka penetrasinya akan menurun.
3. Gradasi agregat dalam adukan beton.
Pemakaian agregat dengan gradasi yang kasar serta terlalu banyak pasir akan
menyebabkan workabilitas turun sehingga memerlukan tambahan air untuk
kemudahan pengerjaan yang baik dan akan berdampak pada meningkatnya
penetrasi beton.
4. Tingkat perawatan (curing) beton.
Perawatan beton yang baik akan sangat berpengaruh sekali terhadap tingkat
penetrasi beton, oleh sebab itu perlu membasahi beton selama beberapa hari
setelah pengecoran.
Baik dalam ASTM maupun BS tidak mendeskripsikan secara rinci tentang uji
penetrasi, namun berdasarkan A. M. Neville dan J. J. Brooks (1987) pengujian
penetrasi beton dapat diukur dari percobaan sampel beton yang di-sealed dan diberi
air yang bertekanan pada sisi atas saja dan meliputi aspek banyaknya air yang
mengalir lewat pada ketebalan beton pada waktu tertentu, pada waktu tertentu, yaitu
dilakukan dengan membeikan tekanan air sebesar 1 kg/cm², 3 kg/cm² selama 24
jam, dan 7 kg/cm² selama 24 jam setelah dioven selama 24 jam dengan suhu 100ºC.
(seperti yang disyaratkan pada SK SNI S-36-1990-03 ayat 2.2.1).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
D h
L
B arom eter
P ipa A ir
B enda U ji
T abung udara dan air
Gambar 2.5. Rangkaian Pengujian Penetrasi Beton.
Permeabilitas beton dapat pula diekspresikan sebagai koefisien permeabilitas (k),
yang dievaluasi berdasarkan hukum Darcy sebagai berikut :
(I/A).(dQ/dt) = k.(∆H/L), dengan
dQ/dt = kecepatan aliran air
A = luas penampang
∆H = tinggi air jatuh
L = ketebalan penetrasi air pada beton
K = koefisien permeabilitas
Nilai permeabilitas beton maksimum yang dianjurkan standar ACI 301-729 (revisi
1975) adalah sebesar 1,5 x 10-11 m/dt (4,8 x 10-11 ft/dt)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Uraian Umum
Metode penelitian merupakan langkah – langkah atau metode yang dilakukan
dalam penelitian suatu masalah, kasus , gejala, fenomena, atau lainnya dengan
jalan ilmiah untuk menghasilkan jawaban yang rasional. Metode yang digunakan
dalam penelitian ini adalah metode eksperimental, yaitu metode penelitian yang
dilakukan dengan cara mengadakan suatu percobaan untuk mendapatkan data atau
hasil yang menghubungkan antara variabel – variabel yang diselidiki.
Variabel adalah segala sesuatu yang akan menjadi objek pengamatan penelitian.
Variabel juga dapat diartikan sebagai faktor–faktor yang berperan penting dalam
peristiwa atau gejala yang akan diteliti. Dalam penelitian ini terdapat variabel
bebas (independent variable) dan variabel terikat (dependent variable). Variabel
bebas dalam penelitian adalah beton normal dengan bahan tambah metakaolin dan
serat aluminium pada variasi campuran, sedangkan variabel tak bebas adalah
serapan dan penetrasi beton.
3.2. Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Bahan, Jurusan Teknik Sipil,
Fakultas Teknik, Univesitas Sebelas Maret, Surakarta.
3.3. Benda Uji Penelitian
Benda uji pada penelitian ini berupa silinder beton yang dicetak di dalam pipa
PVC dengan diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm, diantaranya 30 sampel untuk uji
serapan air dan 30 sampel untuk uji penetrasi air. Digunakan 5 variasi penggunaan
serat yaitu beton dengan kadar serat 0%; 0,25%; 0,50%; 0.75%; dan 1%,
sedangkan untuk presentase metakolin yang ditambahkan adalah 0%; 7,5%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
terhadap berat semen. Dimana setiap variasi tersebut terdiri dari 3 buah sampel.
Untuk perincian benda uji yang digunakan dalam penelitian ini secara jelas dapat
dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 3.1. Rincian Sampel Benda Serapan Beton.
Penambahan
metakaolin
Persentase serat
terhadap volume
total beton
Kode Benda
Uji
Umur
Pengujian Jumlah
0 %
0% S-0
28 hari
3 buah
0,25% S-0,25 3 buah
0,50% S-0,50 3 buah
0,75% S-0,75 3 buah
1% S-1 3 buah
7,5 %
0% SM-0 3 buah
0,25% SM-0,25 3 buah
0,50% M-0,50 3 buah
0,75% SM-0,75 3 buah
1% SM-1 3 buah
Jumlah Total Benda Uji 30buah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
Tabel 3.2. Rincian Sampel Benda Penetrasi Beton.
Penambahan
metakaolin
Persentase serat
terhadap volume
total beton
Kode Benda
Uji
Umur
Pengujian Jumlah
0 %
0% P -0
28 hari
3 buah
0,25% P-0,25 3 buah
0,50% P-0,50 3 buah
0,75% P -0,75 3 buah
1% P -1 3 buah
7,5 %
0% P M-0 3 buah
0,25% P M-0,25 3 buah
0,50% PM-0,50 3 buah
0,75% P M-0,75 3 buah
1% P M-1 3 buah
Jumlah Total Benda Uji 30buah
15cm
7,5cm
Gambar 3.1 Benda Uji Serapan dan Penetrasi Beton
3.4. Alat dan Bahan Uji Penelitian
Penelitian ini menggunakan alat-alat yang tersedia di Laboratorium Bahan,
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Univesitas Sebelas Maret, Surakarta.
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini, antara lain :
1. Ayakan dan mesin penggetar ayakan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
Ayakan baja dan penggetar yang digunakan adalah merk ”controls” Italy,
dengan bentuk lubang ayakan bujur sangkar dengan ukuran lubang ayakan
yang tersedia adalah 75 mm, 50 mm, 38.1 mm, 25 mm, 19 mm, 12.5 mm, 9.5
mm, 4.75 mm, 2.36 mm, 1.18 mm, 0.85 mm, 0.30 mm, 0.15 mm, dan pan.
2. Timbangan
a. Neraca merk ”Murayama Seisakusho Ltd” Japan dengan kapasitas 5 kg,
ketelitian sampai 0,10 gram dan digunakan untuk mengukur berat material
yang berada dibawah kapasitasnya.
b. Timbangan ”Bascule Merk DSN Bola Dunia” dengan kapasitas 150 kg
dengan ketelitian 0,1 kilogram.
3. Oven
Untuk keperluan pengeringan agregat maupun benda uji digunakan oven
listrik merk ”memmert”, West Germany dengan temperatur maksimum 220 oC
dan daya listrik 1500 W.
4. Mesin Los Angeles
Mesin los angeles yang digunakan adalah merk ”controls” Italy serta 11 buah
baja, digunakan untuk menguji ketahanan aus (abrasi) agregat kasar.
5. Conical Mould
Conical mould dengan ukuran sisi atas Ø 3,8 cm, sisi bawah Ø 8,9 cm dan
tinggi 7,6 cm lengkap dengan penumbuknya. Digunakan untuk mengukur
keadaan SSD (Saturated Surface Dry) dari agregat halus (pasir).
6. Kerucut Abram
Kerucut abram terbuat dari baja dengan diameter atas 10 cm, diameter bawah
20 cm, dan tinggi 30 cm, digunakan untuk mengukur nilai slump adukan
beton.
7. Cetakan benda uji
Digunakan untuk mencetak benda uji. Bentuk cetakan ini adalah silinder yang
berupa pipa PVC dengan diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm.
8. Mesin aduk beton (molen) berkapasitas 0,25 m3 yang digunakan untuk
mengaduk bahan-bahan pembentuk beton.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
9. Alat-alat bantu
Untuk kelancaran dan kemudahan dalam penelitian digunakan beberapa alat
bantu yaitu :
a. Gelas ukur 2000 ml untuk menakar air.
b. Gelas ukur 250 ml untuk meneliti kandungan lumpur dan kandungan zat
organik agregat halus.
c. Cetok semen digunakan untuk mengambil material, mengaduk dan untuk
memasukkan campuran adukan beton ke dalam cetakan beton.
d. Besi penusuk berfungsi untuk pemadatan.
e. Vibrator untuk pemadatan campuran beton agar homogen.
f. Alat pencatat waktu.
g. Ember untuk tempat air.
h. Cangkul dan sekop untuk mengaduk bahan-bahan campuran beton agar
merata.
10. Satu set alat uji serapan
a. Ember digunakan untuk merendam bahan uji.
b. Timbangan digital untuk mengukur berat benda uji.
11. Satu set alat uji penetrasi beton
a. Air compressors untuk menghasilkan tekanan udara.
b. Tabung gas yang dilengkapi dengan pengukur tekanan yang berfungsi
untuk pengumpul tekanan udara.
c. Selang tekanan untuk menyalurkan tekanan dari tabung ke benda uji.
d. Katup pengatur tekanan untuk mengatur keluar masuknya tekanan dan
sebagai penghubung selang ke benda uji maupun tabung gas.
e. Selang transparan dipakai untuk mengukur penurunan aliran air.
f. Tiang penyangga untuk menggantung selang transparan agar dapat tegak.
3.5. Tahap dan Prosedur Penelitian
Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian selengkapnya adalah sebagai berikut :
1. Tahap I (Persiapan)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
Tahap ini melakukan studi literatur serta mempersiapkan seluruh bahan dan
alat uji yang akan digunakan agar penelitian dapat berjalan dengan lancar.
2. 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 :
a. Agregat halus, antara lain dilakukan uji :
1) Kadar lumpur
2) Kadar organik
3) Spesific grafity
4) Gradasi
b. Agregat kasar, antara lain dilakukan uji :
1) Abrasi
2) Spesific grafity
3) Gradasi
3. 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 beton.
4. Tahap IV (Pembuatan benda uji)
Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut:
a. Pembuatan adukan beton.
b. Pengujian slump test.
c. Pengecoran ke dalam cetakan.
d. Pelepasan benda uji dari cetakan.
5. Tahap V (Tahap Perawatan Benda Uji / Curing)
Pada tahap ini dilakukan perawatan terhadap benda uji yang telah dibuat pada
tahap IV. Perawatan dilakukan dengan cara merendam benda uji pada hari ke-
2 selama 2 hari, kemudian beton dikeluarkan dari air dan diangin-anginkan
selama 26 hari atau sampai benda uji berumur 28 hari.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
6. Tahap VI (Tahap Pengujian Benda Uji)
Pada tahap ini pekerjaan yang dilakukan adalah pengujian serapan dan
penetrasi terhadap sampel beton silinder dengan diameter 7,5 cm dan tinggi 15
cm setelah beton mencapai umur 28 hari.
7. Tahap VII (Analisis data)
Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil pegujian dianalisis untuk
mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang diteliti
dalam penelitian.
8. Tahap VIII (Pengambilan kesimpulan)
Pada tahap ini, data yang telah dianalisis dibuat suatu kesimpulan yang
berhubungan dengan tujuan penelitian.
Tahapan dalam penelitian ini disajikan secara skematis dalam bentuk bagan alir
pada Gambar 3.2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Gambar 3.2. Diagram Alir Tahapan Penelitian
Perhitungan Rancang Campur (Mix Design)
Pembuatan Benda Uji
Silinder d: 7,5 cm, t: 15 cm
Pembuatan Adukan Beton
Perawatan (Curing)
Pengujian Serapan dan Penetrasi
Analisis Data dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Tahap I
Tahap II
Tahap III
Tahap IV
Tahap V
Tahap VI
Tahap VII
Uji Bahan:
- kadar lumpur - kadar organik - specific gravity - gradasi -agregat SSD -absorbsi
Uji Bahan:
- abrasi - specific gravity - gradasi -absorbsi
Persiapan
AgregatKasar Air AgregatHalus Semen Galvalum
Uji Nilai Slump
Ya
Tidak
Metakaoli
Mulai
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
3.6. Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar
Pengujian terhadap bahan-bahan pembentuk beton perlu dilakukan untuk
mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan penyusun beton tersebut. Pengujian
ini dilakukan terhadap agregat halus dan agregat kasar. Pengujian dilakukan
dengan standar ASTM & sedangkan air yang digunakan dalam adukan beton
sesuai dengan standar air dalam PBI 1971 pasal 3.6
3.6.1. Standar Pengujian Agregat Halus
Pengujian untuk agregat halus dilaksanakan berdasarkan standar ASTM dan
disesuaikan dengan spesifikasi bahan menurut ASTM & PBI 1971. Standar
pengujian terhadap agregat halus adalah sebagai berikut :
a. ASTM C-40 : Standar penelitian untuk pengujian kandungan zat organik
dalam agregat halus.
b. ASTM C-117 : Standar penelitian untuk pengujian agregat yang lolos
saringan no. 200 dengan pencucian (tes kandungan
lumpur).
c. ASTM C-128 : Standar penelitian untuk menentukan specific gravity dari
agregat halus.
d. ASTM C-136 : Standar penelitian untuk analisis saringan agregat halus.
Spesifikasi bahan untuk agregat halus adalah sebagai berikut :
a. ASTM C-33 : Spesifikasi standar untuk agregat halus.
b. PBI 1971 : Spesifikasi standar untuk agregat halus.
3.6.2. Standar Pengujian Agregat Kasar
Pengujian untuk agregat halus dilaksanakan berdasarkan standar ASTM dan
disesuaikan dengan spesifikasi bahan menurut ASTM & PBI 1971. Standar
pengujian terhadap agregat kasar adalah sebagai berikut :
a. ASTM C-127 : Standar penelitian untuk menentukan specific gravity dari
agregat kasar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
b. ASTM C-131 : Standar penelitian untuk pengujian keausan agregat kasar.
c. ASTM C-136 : Standar penelitian untuk analisis saringan agregat kasar.
Spesifikasi bahan untuk agregat kasar adalah sebagai berikut :
a. ASTM C-33 : Spesifikasi standar untuk agregat kasar.
b. PBI 1971 : Spesifikasi standar untuk agregat kasar.
3.7. Pengujian Bahan Dasar Beton
Pengujian bahan dasar beton sangat penting, hal ini untuk mengetahui kelayakan
karakteristik bahan penyusun beton yang nantinya dipakai dalam mix design
terhadap satu target tertentu. Pengujian bahan dasar beton hanya dilakukan
terhadap agregat halus dan agregat kasar normal.
3.7.1. Pengujian Agregat Halus (pasir)
3.7.1.1. Pengujian Kadar Zat Organik
Pasir yang digunakan biasanya diambil dari sungai sehingga kemungkinan kotor
akibat tercampur lumpur atau zat organik sangat besar. Pasir sebagai agregat halus
tidak boleh mengandung terlalu banyak zat organik, hal ini dapai dilihat dari
percobaan warna Abram Harder dengan menggunakan larutan NaOH 3% sesuai
standar ASTM C-40. Hasil pengujian dibandingkan dengan Tabel 3.2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Tabel 3.3. Pengaruh Kandungan Zat Organik Terhadap Penurunan Kekuatan
Beton
No Warna Persentase ( % )
1 Jernih 0
2 Kuning muda 0 - 10
3 Kuning tua 10 - 20
4 Kuning kemerahan 20 - 30
5 Coklat kemerahan 30 - 50
6 Coklat tua 50 - 100
Sumber : Prof. Ir. Rooseno (1954)
3.7.1.2. Pengujian Kadar Lumpur
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui kadar lumpur agregat halus. Kadar
lumpur agregat halus tidak boleh lebih dari 5% dari berat keringnya. Apabila
lumpur lebih dari 5% maka pasir harus dicuci terlebih dahulu sebelum digunakan.
Kadar lumpur = ၘ前能ၘ 潜ၘ潜 .100%......................................................................(3.1)
Dengan : G1: berat kering awal
G2: berat kering akhir
3.7.1.3. Pengujian Specific Gravity
Pengujian spesific gravity agregat halus mengacu pada ASTM C 128. Pengujian
ini ditujukan agar mendapatkan :
a. Bulk spesific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi
kering dengan volume pasir total
b. Bulk spesific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam
kondisi kering permukaan dengan volume pasir total
c. Apparent spesific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi
kering dengan volume butir pasir
d. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat
pasir kering.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.2 s/d 3.5 sebagai berikut:
Bulk Specific Gravity cdb
a-+
= .......................................................... (3.2)
Bulk Specific Gravity SSD cdb
d-+
= ........................................................... (3.3)
Apparent Specific Gravity cab
a-+
= ........................................................... (3.4)
Absorbsion %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)
3.7.1.4. Pengujian Gradasi
Gradasi pada pasir sebagai agregat halus menentukan sifat pengerjaan dan sifat
kohesi dari campuran beton, sehingga gradasi pada agregat halus sangatlah
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 kehalusan butir pasir.
Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.6 sebagai berikut :
딀ú圭ĖȬĖǴ륐ō氘9ȬĖǴ9Σ窈9ǴC. 实ed
.............................................................(3.6)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
dengan :
d = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan
e = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal
3.7.2. Pengujian Agregat Kasar
3.7.2.1. Pengujian Spesific Gravity Agregat Kasar
Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian adalah kerikil atau batu pecah
dengan diameter maksimum 20 mm. Standar pengujian yang digunakan pada
pengujian spesific gravity agregat kasar adalah ASTM C 33. Pengujian ini
ditujukan untuk mengetahui :
1. Bulk spesific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi
kering dengan volume kerikil total
2. Bulk spesific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat kerikil jenuh dalam
kondisi kering permukaan dengan volume kerikil total
3. Apparent spesific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam
kondisi kering dengan volume butir kerikil
4. 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)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
dengan :
f = berat agregat kasar (3000 gram)
g = berat agregat kasar setelah direndam 24 jam dan dilap (gram)
h = berat agregat kasar jenuh (gram)
3.7.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar
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 33. 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:
Mú圭ĖȬĖǴ륐ō氘9ȬĖǴ9Σ륐ō.C륐CȬ 实 nm
......................................................... (3.11)
dengan :
m = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal selain dalam pan
n = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal
3.7.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar
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 : .úǴōΣ)9Ǵō瑰ō.9)9Σ龟氘CȬ9Σ龟实 %100xi
ji -............................. (3.12)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
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).
3.8. Perencanaan Campuran Beton (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 kuat tekan (f’c) target 30 MPa.
3.9. Pembuatan Benda Uji
Langkah-langkah pembuatan benda uji:
1. Menyiapkan dan menimbang bahan-bahan campuran adukan beton sesuai
dengan rancang campur adukan beton (mix design).
2. Mencampur bahan-bahan tersebut sampai homogen dengan cara dimasukkan
ke dalam alat aduk beton secara berurutan mulai dari kerikil, semen, pasir,
serat, dan air.
3. Mengukur nilai slump adukan setelah tercampur homogen.
4. Memasukkan adukan ke dalam cetakan balok berukuran 10 x 10 x 35 cm
hingga penuh sambil dipadatkan dengan menggunakan vibrator.
5. Setelah cetakan penuh dan padat, permukaannya diratakan dan diberi kode
benda uji di atasnya, kemudian didiamkan selama 24 jam.
6. Setelah 24 jam cetakan dibuka dan dilakukan curing selama 28 hari.
3.10. Pengujian Nilai Slump
Slump beton adalah besaran kekentalan ( viscocity ) atau plastisitas dan kohesif
beton segar. Menurut SK SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah
sebagai berikut :
1. Membasahi cetakan dan pelat dengan kain basah
2. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
3. Mengisi cetakan sampai penuh dalam 3 lapisan dimana tiap lapisan berisi kira-
kira ⅓ isi cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat
sebanyak 25 x tusukan
4. Segera setelah selesai penusukan, ratakan permukaan benda uji dengan
tongkat dan semua sisa benda uji yang ada di sekitar cetakan harus
disingkirkan
5. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas
6. Mengukur nilai slump yang terjadi
3.11. Perawatan Benda Uji
Perawatan beton adalah suatu pekerjaan menjaga agar permukaan beton segar
selalu lembab sejak adukan beton dipadatkan sampai beton dianggap cukup keras.
Hal ini dimaksudkan untuk menjamin agar proses hidrasi berlangsung dengan
sempurna sehingga timbulnya retak-retak dapat dihindarkan dan mutu beton dapat
terjamin.
Pada tahap ini dilakukan perawatan terhadap benda uji yang telah dibuat pada
tahap pembuatan benda uji. Benda uji yang telah berumur 24 jam dilepas dari
cetakan. Perawatan dilakukan dengan cara merendam benda uji dalam bak air
selama 27 hari.Setelah benda uji direndam selama 27 hari, benda uji diangkat dan
diangin-anginkan sampai berumur 28 hari untuk selanjutnya dilakukan pengujian.
3.12. Prosedur Pengujian
3.12.1. Pengujian Serapan Beton
Pengujian serapan beton menggunakan benda uji silinder diameter ø 7,5 cm dan
tinggi 15 cm. Pengujian absorpsi beton dilakukan dengan cara sebagai berikut :
1. Setelah mencapai umur 28 hari setelah reaksi hidrasi pada semen selesai
sampel beton dikeringkan dengan oven sampai mencapai berat konstan.
2. Setelah dikeluarkan dari oven, semua sampel beton ditimbang.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
3. Merendam sampel beton selama 10 + 0,5 menit, 30 menit, 60 menit, 24 jam, 2
x 24 jam dan 3 x 24 jam.
4. Kemudian dibuat sampel dalam kondisi SSD, setelah itu menimbang masing-
masing sampel selama batas waktu perendaman tersebut untuk
membandingkan perbedaan antara berat kondisi SSD dengan berat kering
oven.
3.12.2. Pengujian Penetrasi Beton
Berdasarkan Neville dan Brooks (1987) uji penetrasi beton dapat diukur dari
percobaan sampel beton yang di-sealed dari air yang bertekanan pada sisi atasnya
saja dan meliputi aspek banyaknya air yang mengalir lewat ketebalan beton pada
waktu tertentu.
Pengujian penetrasi beton menggunakan benda uji silinder diameter 7,5 cm dan
tinggi 15 cm. Pengujian penetrasi beton dilakukan dengan cara sebagai berikut :
1. Setelah mencapai umur 28 hari, sampel beton dikeringkan dengan oven
sampai mencapai berat konstan.
2. Selang air bertekanan dipasang pada permukaan atas sampel dengan cara
memberi lubang sebesar pipa selangnya. Pipa selang yang berisi air di-sealed
di ikat dengan klem pada atas permukaan beton.
3. Sampel dikenakan air bertekanan 1 kg/cm2 selama 48 jam, dilanjutkan air
bertekanan 3 kg/cm2 selama 24 jam dan air dengan tekanan 7 kg/cm2 selama
24 jam.
Tabel 3.4. Tekanan Air dan Waktu Penekanan
Tekanan Air
(kg/cm2)
Waktu
(jam)
1
3
7
48
24
24
4. Selang air bertekanan dilepas, kemudian dipasang selang transparan berisi air
yang diletakkan pada penyangga, diamkan selama 1 jam untuk mengetahui
penurunan air yang terjadi dan tingginya air jatuh.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
5. Kemudian sampel dibelah dan diukur kedalaman penetrasi air serta diameter
sebaran air.
3.13. Analisis Data dan Pembahasan
Analisis data adalah proses penyederhanaan data ke dalam bentuk yang lebih
mudah dibaca dan diinterpretasikan. Dalam proses pengolahan data yang
diperoleh dari hasil pengujian ini dipakai microsoft excell untuk menyajikan data
menjadi informasi yang lebih sederhana, mudah dimengerti dan dipahami oleh
setiap pembaca yang kemudian dilakukan pembahasan guna menarik kesimpulan.
Dalam penelitian ini dilakukan dengan cara membandingkan nilai serapan dan
penetrasi beton normal metakaolin berserat galvalum AZ 150 pada variasi
campuran yang telah ditentukan, kemudian menganalisis perbedaan hasilnya.
Menyimpulkan kecenderungan dari hasil nilai serapan dan penetrasi beton normal
metakaolin berserat galvalum AZ 150.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
BAB 4
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Bahan Dasar
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus
Pengujian terhadap agregat halus yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi
pengujian kadar lumpur, kandungan zat organik, specific gravity, gradasi agregat
dan berat jenis. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.1.
Perhitungan serta data-data pengujian secara lengkap 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 3 % Maks 5 % Memenuhi syarat
Bulk specific gravity 2,54 gr/cm3 - -
Bulk specific SSD 2,56 gr/cm3 2,5 - 2,7 Memenuhi syarat
Apparent specific
gravity
2,60 gr/cm3 - -
Absorbtion 1,01 % - -
Modulus halus 2,74 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat
Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-136
dapat dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
Tabel 4.2. Analisis Data Gradasi Pasir Normal
Diameter
Ayakan
(mm)
Tertahan Berat Lolos
Kumulatif
(%)
Syarat
ASTM
C-33
Berat
(gr)
Presentase
(%)
Kumulatif
(%)
9,5 0 0 0 100 100
4,75 25 0,838 0,838 99,162 95 - 100
2,36 305 10,218 11,055 88,945 80 - 100
1,18 625 20,938 31,993 68,007 50 - 85
0,85 440 14,740 46,734 53,266 25 - 60
0,3 1190 39,866 86,600 13,400 10 - 30
0,15 295 9,883 96,482 3,518 2 – 10
0 105 3,518 100 0 0
Jumlah 2985 100 373,702 - -
Dari Tabel 4.2 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan
ASTM C-136 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.1
Gambar 4.2. Gradasi Agregat Halus
0102030405060708090
100110
0 0,15 0,3 0,85 1,18 2,36 4,75 9,5
Lolo
s Ku
mul
atif
(%)
Diameter Ayakan (mm)
Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Halus
Batas Bawah
Batas Atas
Hasil Pengujian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar
Pengujian terhadap agregat kasar split (batu pecah) yang dilaksanakan dalam
penelitian ini meliputi pengujian berat jenis (specific gravity), keausan (abrasi)
dan gradasi agregat kasar. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel
4.3, sedangkan 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 2,55 gr/cm3 - -
Bulk specific SSD 2,59 gr/cm3 - -
Apparent specific
gravity 2,67 gr/cm3 - -
Absorbtion 1,8 % - -
Abrasi 14 % Maksimum 50 % Memenuhi
syarat
Modulus halus butir 6,84 5 - 8 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
51
Tabel 4.4. Analisis Data Gradasi Agregat Kasar
Diameter
Ayakan
(mm)
Tertahan Berat Lolos
Kumulatif
(%)
Syarat
ASTM
C-33
Berat
(gr)
Presentase
(%)
Kumulatif
(%)
25 0 0 0 100 100
19 65 2,18 2,18 97,82 90 – 100
12,5 665 22,31 22,49 75,51 60-77,5
9,5 1217 40,83 65,31 34,69 25 – 55
4,75 786 26,37 91,68 8,32 0 – 10
2,36 248 8,32 100 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
Pan 0 0 100 0 -
Jumlah 2981 100 783,66 416,34 -
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
0102030405060708090
100110
2,36 4,75 9,5 12,5 19 25 38
Lolo
s Ku
mul
atif
(%)
Diameter Ayakan (mm)
Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Kasar
BatasBawahBatas Atas
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
4.1.3. Hasil Pengujian Metakaolin
Metakaolin dibuat dengan cara memanaskan kaolin (china clay) pada suhu 450º C
- 900º C, tetapi metakaolin akan terbentuk sempurna pada kisaran suhu 750º C -
800º C dengan lama pembakaran efektif 6 jam. Metakaolin sebagai salah satu
jenis pozzolan mempunyai ukuran rata-rata partikelnya lebih kecil daripada
ukuran rata-rata partikel semen sehingga dapat bekerja untuk mengisi ruang antar
butiran semen dan dapat memperkuat ikatan antar partikel-partikelnya. Sebagai
tambahan, metakaolin itu sendiri akan bereaksi secara optimal dengan kristal
kalsium hidroksida menghasilkan kalsium silikat hidrat dan kalsium aluminat
hidrat. Penyebaran pori-pori dalam beton dikurangi dengan adanya metakaolin
sehingga total volume pori berkurang dan ukuran rata-rata pori mengecil.
Pengujian yang dilakukan khusus untuk pengujian kandungan unsur kimia yang
terdapat pada Metakaolin. Pengujian Metakaolin dilakukan di Laboratorium
Kimia Analitik Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Hasil pengujian dapat
dilihat pada tabel 4.5.
Tabel 4.5. Hasil Analisis Uji Kimia Metakaolin
No Kode
Sampel Parameter
Kandungan (%) Metode
I II III
1
Metakaolin
Al2O3 16,2659 16,1357 16,6566 Atomatic Absorption Spec.
2 CaO 1,2370 1,1857 1,1601
3 Fe2O3 3,6202 3,5431 3,5817
4 MgO 0,2556 0,2556 0,2668
5 Na2O 1,5485 1,5726 1,5485
6 K2O 1,3086 1,3086 1,3086
7 SiO2 74,0785 73,2948 72,5111
8 MnO2 0,0258 0,0240 0,0264
9 H2O 1,0425 - - Gravimetry
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
4.2. Rencana Campuran
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 = 525 kg
b. Pasir = 523,05 kg
c. Kerikil = 1061,95 kg
d. Air = 210 liter
(Mix design selengkapnya dapat dilihat pada lampiran B)
Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji porositas dan permeabilitas disajikan
pada Tabel 4.6 dan Tabel 4.7.
Tabel 4.6. Kebutuhan Bahan Untuk Setiap Adukan (3 benda uji penetrasi)
Total material yang dibutuhkan untuk membuat 30 sampel penetrasi :
a. Air = 4,1748 liter
b. Semen = 10,4372 kg
c. Pasir = 10,3984 kg
d. Kerikil = 21,1120 kg
e. Serat Galvalum AZ 150 = 0,2206 kg
f. Metakaolin = 0,3915 kg
Penambahan
metakaolin
Variasi
Serat
Semen
(Kg)
Pasir
(Kg)
Kerikil
(Kg)
Air
(Liter)
Serat
(Kg)
Metakaolin
(Kg)
0 %
0% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,00 0,00
0,25% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0110 0,00
0,50% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0221 0,00
0,75% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0331 0,00
1% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0441 0,00
7,5 %
0% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,00 0,0783
0,25% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0110 0,0783
0,50% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0221 0,0783
0,75% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0331 0,0783
1% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0441 0,0783
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
Tabel 4.7. Kebutuhan Bahan Untuk Setiap Adukan (3 benda uji serapan)
Penambahan
metakaolin
Variasi
Serat
Semen
(Kg)
Pasir
(Kg)
Kerikil
(Kg)
Air
(Liter)
Serat
(Kg)
Metakaolin
(Kg)
0 %
0% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,00 0,00
0,25% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0110 0,00
0,50% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0221 0,00
0,75% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0331 0,00
1% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0441 0,00
7,5 %
0% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,00 0,0783
0,25% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0110 0,0783
0,50% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0221 0,0783
0,75% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0331 0,0783
1% 1,0437 1,0398 2,1112 0,4175 0,0441 0,0783
Total material yang dibutuhkan untuk membuat 30 sampel serapan :
a. Air = 4,1748 liter
b. Semen = 10,4372 kg
c. Pasir = 10,3984 kg
d. Kerikil = 21,1120 kg
e. Serat Galvalum AZ 150 = 0,2206 kg
f. Metakaolin = 0,3915 kg
4.3. Hasil Pengujian Slump
Dari masing-masing campuran adukan beton tersebut dilakukan pengujian slump.
Nilai slump diperlukan untuk mengetahui tingkat workabilitas dari campuran
beton. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.8.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55
Tabel 4.8. Hasil Pengujian Nilai Slump
Variasi Slag (%)
Variasi Aktivator (%)
Nilai Slump (cm)
0 0 6,8
7,5 6,7
0,25 0 7
7,5 6,1
0,5 0 5,8
7,5 5,5
0,75 0 5
7,5 5,3
1 0 4
7,5 4,5
Gambar 4.3. Hubungan Variasi Serat dan Nilai Slump
4.4. Hasil Pengujian Porositas
Pengujian serapan ini dilakukan terhadap sampel beton silinder Ø 7,5 cm, tinggi
15 cm setelah sampel beton mencapai umur 28 hari. Pengujian ini adalah untuk
mengetahui besarnya air yang dapat diserap oleh beton dengan membandingkan
0
2
4
6
8
0 0.25 0.5 0.75 1
Nila
i Slu
mp
Variasi Serat (%)
Beton SeratMetakaolin0%
Beton SeratMetakaolin7,5%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
antara berat yang telah melewati proses perendaman dalam air dan dalam kondisi
jenuh kering permukaan dengan berat dalam kondisi kering oven. Adapun standar
waktu perendaman yang harus dilakukan adalah selama 10+0,5 menit dan 24 jam.
Namun demikian sebagai bahan pembanding maka dalam penelitian ini dilakukan
perendaman selama 10+0,5 menit, 30 menit, 60 menit, 1 x 24 jam, 2 x 24 jam, dan
3 x 24 jam. Besarnya nilai serapan air dapat dihitung dengan menggunakan
rumus (2.1)
Serapan Air = %100xWk
WkW -
Dimana :
W = Berat beton pada kondisi SSD (gram)
Wk = Berat beton pada kondisi kering oven (gram)
Untuk perhitungan porositas benda uji dengan nama benda uji S0-A pada
perendaman 10+0,5 menit adalah sebagai berikut:
Berat benda uji dalam kondisi SSD (W) = 1452 gram
Berat benda uji dalam kondisi kering oven (Wk) = 1451 gram
Serapan air = %416,0%1001443
14431449=
-x
Rata-rata serapan air =
%419,03
420,0420,0416,0=
++
Untuk hasil pengujian porositas selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.9.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57
Tabel 4.9. Hasil Pengujian Serapan Beton Perendaman 10+0,5 menit
Benda uji porositas Berat SSD
Berat kering oven
Porositas Porositas rata-rata
Kode Nomer
Variasi Serat
(%) (gram) (gram) (%) (%)
S-0 A
0 1449 1443 0,416
0,419 B 1435 1429 0,420 C 1433 1427 0,420
S-0,25 A
0,25 1417 1403 0,998
1,360 B 1416 1395 1,505 C 1417 1395 1,577
S-0,5 A
0,5 1464 1437 1,879
1,800 B 1473 1446 1,867 C 1474 1450 1,655
S-0,75 A
0,75 1458 1423 2,460
2,409 B 1429 1397 2,291 C 1448 1413 2,477
S-1 A
1 1434 1399 2,502
2,257 B 1438 1406 2,276 C 1432 1404 1,994
SM-0 A
0 1349 1343 0,447
0,395 B 1362 1358 0,295 C 1357 1351 0,444
SM-0,25
A 0,25
1462 1453 0,619 0,783 B 1474 1465 0,614
C 1450 1434 1,116
SM-0,5 A
0,5 1420 1399 1,501
1,141 B 1413 1402 0,785 C 1423 1407 1,137
SM-0,75
A 0,75
1450 1429 1,470 1,325 B 1442 1426 1,122
C 1465 1445 1,384
SM-1 A
1 1487 1471 1,088
1,260 B 1463 1447 1,106 C 1473 1450 1,586
Hasil pengujian porositas beton pada pada tabel 4.9 disajikan pada Gambar 4.4.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
Gambar 4.4. Hubungan Variasi Serat dan Nilai Serapan
Selanjutnya hasil pengujian serapan air untuk perendaman 30 menit, 60 menit, 1 x
24 jam, 2 x 24 jam, dan 3 x 24 jam dapat dilihat pada lampiran D. Rekapitulasi
hasil perhitungan serapan dan rata-rata serapan air selanjutnya disajikan dalam
table 4.10
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00%
Nila
i ser
apan
(%)
Variasi Serat Galvalum AZ150 (%)
Beton denganMetakaolin0%
Beton denganMetakaolin7,5%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59
Tabel 4.10. Rekap Hasil Pengujian Serapan Air
Kode
Besar Nilai Serapan (%)
Rendaman 10+0,5 menit
Rendaman 30 menit
Rendaman 60 menit
Rendaman 1 x 24 Jam
Rendaman 2 x 24 Jam
Rendaman 3 x 24 Jam
Rerata Rerata Rerata Rerata Rerata Rerata
BS-0%
0.42 0.42 0.69 0.63 0.9 0.86 1.25 1.35 1.46 1.58 1.66 1.91
0.42 0.63 0.91 1.4 1.54 1.89
0.42 0.56 0.77 1.4 1.75 2.17
BS-0,25%
1 1.36 1.35 1.62 1.78 2.08 2.35 2.7 2.64 3.08 3.06 3.53
1.51 1.72 2.29 3.01 3.44 4.01
1.58 1.79 2.15 2.72 3.15 3.51
BS-0,5%
1.88 1.8 2.51 2.35 3.41 3.16 4.18 3.81 4.66 4.25 5.01 4.69
1.87 2.42 3.04 3.46 3.87 4.29
1.66 2.14 3.03 3.79 4.21 4.76
BS-0,75%
2.46 2.41 2.81 2.88 3.44 3.52 4.43 4.4 4.71 4.7 5.13 5.2
2.29 3.08 3.87 5.23 5.51 6.01
2.48 2.76 3.26 3.54 3.89 4.46
BS-1%
2.5 2.26 3.22 2.85 3.72 3.23 4.36 3.87 4.79 4.37 5.22 4.87
2.28 2.84 3.13 3.91 4.48 5.12
1.99 2.49 2.85 3.35 3.85 4.27
BSM-0%
0.45 0.4 0.67 0.59 0.97 0.91 2.16 2.1 2.53 2.59 2.9 3.01
0.29 0.52 0.88 2.14 2.65 3.24
0.44 0.59 0.89 2 2.59 2.89
BSM-0,25%
0.62 0.78 0.83 0.99 1.24 1.43 2.06 2.14 2.48 2.62 2.82 3.03
0.61 0.82 1.3 1.98 2.59 3
1.12 1.32 1.74 2.37 2.79 3.28
BSM-0,5%
1.5 1.14 1.86 1.52 2.36 1.88 3.79 3.26 4 3.68 4.5 4.18
0.78 1.07 1.36 2.71 3.28 3.64
1.14 1.63 1.92 3.27 3.77 4.41
BSM-0,75%
1.47 1.33 1.82 1.67 2.24 2.21 3.85 3.63 4.13 4 4.41 4.32
1.12 1.4 1.89 3.16 3.58 3.86
1.38 1.8 2.49 3.88 4.29 4.71
BSM-1%
1.09 1.26 1.36 1.56 1.9 2.18 2.38 3.12 2.72 3.55 3.06 3.97
1.11 1.38 2 3.32 3.94 4.35
1.59 1.93 2.62 3.66 4 4.48
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60
4.5. Hasil Pengujian Penetrasi dan Permeabilitas
Pengujian ini dilakukan terhadap sampel silinder beton dengan ukuran Ø 7,5 cm
dan tinggi 15 cm setelah sampel mencapai umur 28 hari. Pengujian ini untuk
mengetahui sejauh mana pengaruh penggunaan serat Galvalum AZ 150 dan
penambahan metakaolin pada campuran beton normal terhadap penetrasi dan
koefisien permeabilitas beton dengan cara memberikan air bertekanan pada benda
uji. Pemberian tekanan yang dilakukan adalah 1 kg/cm² selama 48 jam,
dilanjutkan dengan tekanan 3 kg/m² selama 24 jam, dan terakhir 7 kg/cm² selama
24 jam. Hasil pengujian nilai penetrasi disajikan dalam tabel 4.15
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61
Tabel 4.11. Hasil Pengujian Penetrasi
Kode Benda Uji
Air dalam Selang Setelah 1 Jam
Penurunan Air Setelah 1 Jam (cm)
Diameter Resapan(cm)
Ketebalan Penetrasi
(cm)
Rata-Rata Ketebalan Penetrasi
(cm) Awal (cm) Akhir (cm)
BS-0%
70 67.6 2.4 5 2
2.067 70 68 2 4 1.5
70 66.7 3.3 5.5 2.7
BS-0,25%
70 67 3 5 3
2.667 70 67.1 2.9 4.5 2.5
70 66.7 3.3 5 2.5
BS-0,5%
70 66.4 3.6 5 3
2.833 70 66.6 3.4 5 3
70 67.2 2.8 4.5 2.5
BS-0,75%
70 66.5 3.5 5 3.5
3.500 70 66.1 3.9 5 3
70 65.6 4.4 6 4
BS-1%
70 66 4 5 3
3.000 70 66.6 3.4 5 3
70 66.7 3.3 5 3
BSM-0%
70 66.8 3.2 5 2.4
1.967 70 66.7 3.3 6 2
70 67.2 2.8 5 1.5
BSM-0,25%
70 66.7 3.3 5 3
2.500 70 67 3 4.5 2
70 66.9 3.1 5 2.5
BSM-0,5%
70 66 4 5.5 3
2.533 70 66.5 3.5 5 2.6
70 67 3 4 2
BSM-0,75%
70 66 4 5.5 3
3.067 70 66 4 5.7 3.2
70 66 4 5 3
BSM-1%
70 66.6 3.4 5 3
3.167 70 66.8 3.2 5 3
70 67 3 5 3.5
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62
Pemeriksaan permeabilitas pada benda uji dilakukan dengan menggunakan alat uji
permeabilitas AF-16 yang berada di Laboratorium Bahan Teknik Sipil UNS. Tujuan
dari pengujian ini adalah mengetahui sejauh mana pengaruh variasi penggunaan
pozzolan abu vulakanik Merapi sebagai pengganti sebagian semen terhadap penetrasi
dan koefiien permeabilitas beton. Koefisien permeabilitas dapat diketahui dengan
menggunakan rumus Darcy dan dihitung dengan persamaan (2.2). 1ⱐ 㴐2㴐棍实䗠 㴐闺拐
Diameter selang = ¼ inc = 0,00635 m
Waktu aliran = 3600 dt
Contoh perhitungan:
· dQ = 0,25. π . 0,006352.0,024 = 0,000076 m3
· A = 0,25. π . 0,052 = 0,0019635 m2
· Koefisien Permeabilitas, (k) = 䗠 实释 10,0019635恃释0,0000763600 恃释0,0g50,7 恃 䗠 实3,07g刮石09桂/㴐棍 Perhitungan pengujian permeabilitas secara lengkap disajikan pada lampiran.
Hasil pengujian permeabilitas dapat dilihat pada tabel 4.11 berikut:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63
Tabel 4.12. Data Hasil Pengujian Permeabilitas Beton
Benda uji permeabilitas
Penurunan Diameter Dalam (L)
A dQ Koefisien permeabilitas
k rata-rata
Kode No Serat (%)
(cm) (cm) (cm) (m2) (m3) (m/dt) (m/dt)
S-0
A
0
2.4 5 2 0.0019635 0.000076 3.072E-09 3.036E-
09 B 2 4 1.5 0.0012566 0.000063 3.000E-09
C 3.3 5.5 2.7 0.0023758 0.000105 4.713E-09
S-0,25
A
0,25
3 5 3 0.0019635 0.000095 5.760E-09 5.590E-
09 B 2.9 4.5 2.5 0.0015904 0.000092 5.729E-09
C 3.3 5 2.5 0.0019635 0.000105 5.280E-09
S0,5
A
0,5
3.6 5 3 0.0019635 0.000114 6.912E-09 6.324E-
09 B 3.4 5 3 0.0019635 0.000108 6.528E-09
C 2.8 4.5 2.5 0.0015904 0.000089 5.531E-09
S-0,75
A
0,75
3.5 5 3.5 0.0019635 0.000111 7.840E-09 7.717E-
09 B 3.9 5 3 0.0019635 0.000124 7.488E-09
C 4.4 6 4 0.0028274 0.000139 7.823E-09
S-1
A
1
4 5 3 0.0019635 0.000127 7.680E-09 6.848E-
09 B 3.4 5 3 0.0019635 0.000108 6.528E-09
C 3.3 5 3 0.0019635 0.000105 6.336E-09
M-0
A
0
3.2 5 2.4 0.0019635 0.000101 4.916E-09 2.811E-
09 B 3.3 6 2 0.0028274 0.000105 2.934E-09
C 2.8 5 1.5 0.0019635 0.000089 2.688E-09
M-0,25
A
0,25
3.3 5 3 0.0019635 0.000105 6.336E-09 4.851E-
09 B 3 4.5 2 0.0015904 0.000095 4.741E-09
C 3.1 5 2.5 0.0019635 0.000098 4.960E-09
M-0,5
A
0,5
4 5.5 3 0.0023758 0.000127 6.348E-09 6.057E-
09 B 3.5 5 2.6 0.0019635 0.000111 5.824E-09
C 3 4 2 0.0012566 0.000095 6.000E-09
M-0,75
A
0,75
4 5.5 3 0.0023758 0.000127 6.348E-09 6.777E-
09 B 4 5.7 3.2 0.0025518 0.000127 6.304E-09
C 4 5 3 0.0019635 0.000127 7.680E-09
M-1
A
1
3.4 5 3 0.0019635 0.000108 6.528E-09 6.464E-
09 B 3.2 5 3 0.0019635 0.000101 6.144E-09
C 3 5 3.5 0.0019635 0.000095 6.720E-09
Keterangan: = data tidak disertakan dalam perhitungan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
64
Gambar 4.5. Hubungan Variasi Serat dan Koefisien Permeabilitas
4.6. 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
0.0E+00
1.0E-09
2.0E-09
3.0E-09
4.0E-09
5.0E-09
6.0E-09
7.0E-09
8.0E-09
0 0.25 0.5 0.75 1
Koef
isie
n Pe
rmea
bilit
as (m
/dt)
BetonSeratmetakaolin0%
BetondenganMetakaolin7,5%
Variasi Serat (%)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
65
Tabel 4.13. Uji Chi-Kuadrat untuk Hasil Uji Serapan
Kode No
o e
(o-e)2/e x2 x20,95;(n-
1) Porositas
Porositas rata-rata
(10-
9m/dt) (10-9m/dt)
BS-0% 1 0.42
0.419 0.0000
0.000 0.103
2 0.42 0.0000 0.103 3 0.42 0.0000 0.103
BS-0,25%
1 1.00 1.360
0.0965 0.049
0.103 2 1.51 0.0155 0.103 3 1.58 0.0346 0.103
BS-0,5% 1 1.88
1.800 0.0034
0.007 0.103
2 1.87 0.0025 0.103 3 1.66 0.0117 0.103
BS-0,75%
1 2.46 2.528
0.0019 0.003
0.103 2 2.65 0.0057 0.103 3 2.48 0.0010 0.103
BS-1% 1 2.50
2.257 0.0265
0.019 0.103
2 2.28 0.0002 0.103 3 1.99 0.0307 0.103
BSM-0% 1 0.45
0.395 0.0067
0.013 0.103
2 0.29 0.0256 0.103 3 0.44 0.0061 0.103
BSM-0,25%
1 0.62 0.783
0.0342 0.071
0.103 2 0.61 0.0364 0.103 3 1.12 0.1412 0.103
BSM-0,5%
1 1.50 1.143
0.1123 0.075
0.103 2 0.78 0.1123 0.103 3 1.14 0.0000 0.103
BSM-0,75%
1 1.47 1.325
0.0157 0.016
0.103 2 1.12 0.0312 0.103 3 1.38 0.0026 0.103
BSM-1% 1 1.09
1.260 0.0313
0.032 0.103
2 1.11 0.0268 0.103 3 1.59 0.0378 0.103
Dari Tabel 4.12 dapat dilihat bahwa semua benda uji dapat diterima karena
X2 < X2(0,95;(n-1))
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
66
Tabel 4.14. Uji Chi-Kuadrat untuk Hasil Uji Permeabilitas
Kode Nomer
o e
(o-e)2/e x2 x20,95;(n-1) Permeabilitas Permeabilitas rata-rata
(10-9m/dt) (10-9m/dt)
S-0
A 3.07 3.04
0.0004 0.000
0.103
B 3.00 0.0004 0.103
C 4.71 0.9261 0.103
S-0,25
A 5.76 5.59
0.0052 0.009
0.103
B 5.73 0.0035 0.103
C 5.28 0.0171 0.103
S0,5
A 6.91 6.32
0.0547 0.054
0.103
B 6.53 0.006606 0.103
C 5.53 0.099390 0.103
S-0,75
A 7.84 7.72
0.0020 0.003
0.103
B 7.49 0.0068 0.103
C 7.82 0.0014 0.103
S-1
A 7.68 6.85
0.1011 0.027
0.103
B 6.53 0.0150 0.103
C 6.34 0.0383 0.103
M-0
A 4.92 2.81
1.5759 0.005
0.103
B 2.93 0.0054 0.103
C 2.69 0.0054 0.103
M-0,25
A 6.34 5.35
0.1835 0.048
0.103
B 4.74 0.0684 0.103
C 4.96 0.0278 0.103
M-0,5
A 6.35 6.06
0.0139 0.005
0.103
B 5.82 0.0090 0.103
C 6.00 0.0005 0.103
M-0,75
A 6.35 6.78
0.0273 0.060
0.103
B 6.30 0.0331 0.103
C 7.68 0.1204 0.103
M-1
A 6.53 6.46
0.0006 0.009
0.103
B 6.14 0.0158 0.103
C 6.72 0.0101 0.103
Keterangan: = data tidak disertakan dalam perhitungan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
67
Dari Tabel 4.13 dapat dilihat bahwa tidak semua benda uji dapat diterima karena
tidak memenuhi persyaratan X2 < X2(0,95;(n-1)).
4.7. Analisis Data Hasil Pengujian 4.7.1. Analisis Hasil Pengujian Nilai Slump
Dari Tabel 4.8 dan Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa nilai slump pada beton normal
lebih tinggi dibandingkan nilai slump pada beton yang menggunakan serat dan
metakaolin. Hal tersebut menunjukan bahwa kemudahan pengerjaan (workability)
pada beton normal lebih tinggi dari beton dengan serat dan tambahan metakaolin
Penurunan nilai slump ini disebabkan karena penambahan serat akan menambah
sifat saling mengunci antar bahan dan menimbulkan gesekan (friction) antar serat
dan agregat sehingga keduanya tidak bisa bergerak secara leluasa. Penambahan
serat juga akan menyebabkan luas permukaan bahan yang dilumasi air bertambah,
sehingga kandungan air bebas sangat berpengaruh pada kelecakan adukan beton
berkurang. Disamping itu, metakaolin dapat menyerap air dengan baik sehingga
air yang seharusnya digunakan untuk pasta akan lebih banyak berkurang. Keadaan
demikian menyebabkan workability adukan beton menurun dan nilai slump juga
rendah.
4.7.2. Analisis Terhadap Pengujian Serapan
Ketentuan minimum untuk beton kedap air normal bila diuji dengan perendaman
air berdasarkan SK SNI S-36-1990-03 adalah sebagai berikut :
1. Selama 10+0,5 menit, resapan maksimum adalah 2,5% terhadap berat kering
oven.
2. Selama 24 jam, resapan maksimum adalah 6,5% terhadap berat kering oven.
Dari hasil perhitungan, da dapat nilai serapan air adalah sebagai berikut
disajikan dalam Tabel 4.13. dan Tabel 4.14.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
68
Tabel 4.15. Nilai Serapan Air pada Beton Serat Galvalum dengan Metakaolin 0%
Serat Galvalum
Waktu 0% 0,25% 0,50% 0,75% 1%
10+0,5 menit 0,419 1,360 1,800 2,409 2,257
30 menit 0,628 1,622 2,354 2,883 2,851
60 menit 0,860 2,075 3.162 3,521 3,232
1 x 24 jam 1,349 2,696 3,809 4,397 3,873
2 x 24 jam 1,582 3,077 4,247 4,704 4,372
3 x 24 jam 1,908 3,530 4,685 5,200 4,871
Gambar 4.6. Hubungan Nilai Serapan Air terhadap Kadar Serat untuk Beton
Serat dengan Metakaolin 0% Perendaman 10+0,5 Menit
Dari tabel diatas diperoleh nilai serapan air minimum yaitu pada beton normal
tanpa serat atau dengan kadar serat Galvalum AZ 150 sebesar 0%. Semua benda
uji beton normal berserat Galvalum AZ 150 tersebut memenuhi persyaratan
maksimum beton kedap air normal untuk perendaman 10+0,5 menit, nilai serapan
(absorbsi) yaitu sebesar 0,4% - 2,3% dengan nilai serapan maksimum adalah
2,5%, dan untuk perendaman 1x24 jam nilai serapan (absorbsi) yaitu sebesar 1,3%
- 3,9% dengan nilai serapan air maksimum adalah 6,5% (SNI 03-2914-1992).
y = -23062x2 + 419.67x + 0.4156 R² = 0.9832
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00%
beton dengan metakaolin 0%
beton denganmetakaolin 0%
Poly. (betondenganmetakaolin 0%)
Kadar Serat (%)
Sera
pan
rata
-rat
a (%
)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
69
Tabel 4.16. Nilai Serapan Air pada Beton Serat Galvalum dengan Metakaolin 7,5%
Serat Galvalum
Waktu 0% 0,25% 0,50% 0,75% 1%
10+0,5 menit 0,395 0,783 1,141 1,325 1,256
30 menit 0,592 0,990 1,521 1,674 1,558
60 menit 0,913 1,423 1,878 2,208 2,176
1 x 24 jam 2,098 2,138 3,256 3,627 3,117
2 x 24 jam 2,591 2,620 3,683 3,999 3,553
3 x 24 jam 3,010 3,034 4,182 4,324 3,965
Gambar 4.7. Hubungan Nilai Serapan Air terhadap Kadar Serat untuk Beton
Serat dengan Metakaolin 7,5% pada Perendaman 10+0,5 Menit
Dari tabel diatas diperoleh nilai serapan air minimum yaitu pada beton normal
dengan kadar serat Galvalum AZ 150 sebesar 0% dan penambahan metakaolin .
Semua benda uji beton normal berserat Galvalum AZ 150 tersebut memenuhi
persyaratan maksimum beton kedap air normal untuk perendaman 10+0,5 menit,
nilai serapan (absorbsi) yaitu sebesar 0,3% - 1,3% dengan nilai serapan
maksimum adalah 2,5%, dan untuk perendaman 1x24 jam nilai serapan (absorbsi)
y = -12346x2 + 214.32x + 0.3722 R² = 0.9919
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00%
beton dengan metakaolin 7,5%
beton denganmetakaolin7.5%
Poly. (betondenganmetakaolin7.5%)
Kadar Serat (%)
Sera
pan
rata
-rat
a (%
)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
70
yaitu sebesar 2% - 3,2% dengan nilai serapan air maksimum adalah 6,5% (SNI
03-2914-1992).
Gambar 4.8 Grafik Hubungan Antara Waktu Perendaman (menit)
dengan Nilai Serapan Air ( % ) pada Beton Serat Metakaolin 0%
Gambar 4.9 Grafik Hubungan Antara Waktu Perendaman (menit)
dengan Nilai Serapan Air ( % ) pada Beton Serat Metakaolin 7,5%
Berdasarkan hasil pengujian serapan dapat diketahui bahwa nilai serapan air
bertambah seiring dengan penambahan serat Galvalum AZ 150. Hasil pengujian
serapan beton dengan variasi kadar serat dan penambahan metakaolin yang
disajikan pada Tabel 4.10 dan Gambar 4.8 dan 4.9 dapat diketahui bahwa nilai
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
10+0,5menit 30 menit 60 menit 1x24 jam 2x24 jam 3x24 jam
0%
0.25%
0.50%
0.75%
1%Sera
pan
Rata
-Rat
a (%
)
Waktu Perendaman
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
10+0,5menit 30 menit 60 menit 1x24 jam 2x24 jam 3x24 jam
0%
0.25%
0.50%
0.75%
1%Sera
pan
Rata
-Rat
a (%
)
Waktu Perendaman
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
71
porositas beton yang paling tinggi terjadi pada variasi serat 0,75% selama
perendaman 3x24 jam dengan nilai porositas 5,2%. Hal ini dikarenakan
penambahan serat Galvalum AZ 150 pada beton cenderung menyebabkan
timbulnya pori pada interface zone (zona transisi) antara serat dengan pasta
semen. Pori ini timbul karena dengan adanya sejumlah serat maka air dapat
melekat / tertinggal pada permukaan – permukaan serat yang tidak terpadatkan
oleh vibrator secara sempurna.
Dikarenakan tekstur permukaan dari serat Galvalum AZ 150 yang tidak berpori
maka memungkinkan porositas kapiler pada interface zone tidak terlalu tinggi dan
nilai serapan air pun tidak terlalu besar. Selain itu, adanya serat Galvalum AZ 150
pada beton normal memungkinkan hubungan antara pori - pori kapiler hanya
saling terhubung sebagian saja sehingga pori – pori kapiler pun berukuran lebih
kecil. Hal ini dikarenakan bentuk dan tekstur serat yang berbentuk seperti tabung
yang tertutup sehingga mengakibatkan hilangnya kemampuan dalam transpot
(pengaliran) air.
4.7.3. Analisis Terhadap Pengujian Penetrasi dan Permeabilitas
Berdasarkan SNI 03-2914-1992, yang dimaksud dengan beton kedap air adalah beton
yang tidak tembus air dan harus memenuhi ketentuan minimum untuk beton kedap air
agresif, bila diuji dengan tekanan air maka tembusnya air ke dalam beton tidak
melampaui batas sebagai berikut:
a. Agresif Sedang : 50 mm
b. Agresif Kuat : 30 mm
Hasil analisis penetrasi Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150 dapat dilihat pada
Tabel 4.18
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
72
Tabel 4.17. Hasil Analisis Pengujian Penetrasi
Serat Galvalum
AZ 150 Metakaolin
Kedalaman penetrasi
(mm)
Syarat SNI 03-2914-1992
Syarat agresif kuat
(30 mm)
Syarat agresif sedang (50 mm)
0%
0
20,67 Memenuhi syarat Memenuhi syarat
0,25% 26,67 Memenuhi syarat Memenuhi syarat
0,50% 28,33 Memenuhi syarat Memenuhi syarat
0,75% 35,00 Tidak memenuhi
syarat Memenuhi syarat
1% 30,00 Memenuhi syarat Memenuhi syarat
0%
7,5
19,67 Memenuhi syarat Memenuhi syarat
0,25% 25,00 Memenuhi syarat Memenuhi syarat
0,50% 25,33 Memenuhi syarat Memenuhi syarat
0,75% 30,67 Tidak memenuhi
syarat Memenuhi syarat
1% 31,67 Tidak memenuhi
syarat Memenuhi syarat
Dari hasil analisis pada Tabel 4.18 diatas diperoleh nilai rata-rata penetrasi air
pada beton normal berserat Galvalum AZ 150 dan metkaolin sebesar 19,67 mm –
35,00 mm, hampir semuanya masuk untuk syarat agresif kuat, kecuali beton
dengan serat 0,75% metakaolin 0%, beton serat 0,75% metakaolin 7,5%, dan
beton sereat 1% metakaolin 7,5% dengan ketebalan penetrasi masing – masing 35
mm; 30,67 mm; dan 31,67 mm. Untuk syarat agresif sedang semua benda uji dan
tidak ada yang melebihi 50 mm. Maka semua sampel beton normal berserat
Galvalum AZ 150 dengan kadar 0% - 1% dengan penambahan metakaolin atau
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
73
tanpa penambahan metakaolin tersebut memenuhi syarat beton kedap air agresif
untuk syarat agresif sedang ( SK SNI S-36-1990-03 ).
Dari hasil perhitungan, nilai koefisien permeabilitas dapat dilihat pada Tabel 4.18.
Tabel 4.18. Analisis Hasil Uji Permeabilitas Beton Serat Galvalum
Nama benda uji
Koefisien permeabilitas (m/dt)
ACI 301-729 (revisi 1975)
1,5 . 10-11 m/dt P-0 3,595E-09 Tidak Memenuhi
P-0,25 5,590E-09 Tidak Memenuhi P-0,5 6,324E-09 Tidak Memenuhi
P-0,75 7,717E-09 Tidak Memenuhi P-1 6,848E-09 Tidak Memenuhi
PM-0 3,512E-09 Tidak Memenuhi PM-0,25 5,346E-09 Tidak Memenuhi PM-0,5 6,057E-09 Tidak Memenuhi PM-0,75 6,777E-09 Tidak Memenuhi
PM-1 6,464E-09 Tidak Memenuhi
Berdasarkan ACI 301-729 (revisi 1975) (dalam Neville dan Brooks, 1987) nilai
koefisien permeabilitas maksimum disyaratkan sebesar 1,5 .10-11 m/s. Dari hasil
analisis pada Tabel 4.16 dapat dilihat bahwa keseluruhan nilai koefisien
permeabilitas beton dengan variasi penggantian semen dengan slag dan aktivator
tidak memenuhi syarat ACI 301-729 (revisi 1975).
Dari hasil perhitungan, nilai koefisien permeabilitas dan prosentase perubahannya
dapat disajikan dalam tabel berikut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
74
Tabel 4.19. Nilai Koefisien Permeabilitas dan Persentase Perubahan Nilai
Koefisien Permeabilitas Akibat Variasi Serat Galvalum AZ 150
dengan Penambahan Metakaolin 0%
Beton normal Beton dengan Pozzolan abu merapi
Perubahan Nama
benda
uji
Nilai
permeabilitas Nama
benda uji
Kadar
semen
replacemet
Nilai
permeabilitas
(m/dt) (m/dt) (m/dt)
P-0 3,60E-09
P-0,25 0,25 5,59E-09 -1,99E-09
P-0,5 0,5 6,32E-09 -2,73E-09
P-0,75 0,75 7,72E-09 -4,12E-09
P-1 1 6,85E-09 -3,25E-09
Dari Tabel 4.15 dapat diketahui bahwa permeabilitas beton dengan menggunakan
serat GalvalumAZ 150 rata-rata mengalami penurunan. Penurunan terbesar terjadi
pada kadar serat sebesar 0,75 % dengan nilai penurunan sebesar -4,12E-09 m/dt.
Gambar 4.10. Hubungan Koefisien Permeabilitas Beton terhadap Persentase Serat
Galvalum AZ 150
y = -6E-05x2 + 9E-07x + 4E-09 R² = 0.9553
0.0E+001.0E-092.0E-093.0E-094.0E-095.0E-096.0E-097.0E-098.0E-099.0E-09
0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00%
beton dengan metakaolin 0%
beton denganmetakaolin 0%
Poly. (betondenganmetakaolin 0%)
Kadar Serat (%)
Koef
isie
n Pe
rmea
bilit
as (m
/dt)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
75
Berdasarkan Gambar 4.8. dapat dilihat bahwa semakin besar presentase serat
maka semakin tinggi nilai koefisien permeabilitas beton. Dari grafik dapat
diketahui bahwa hubungan antara nilai koefisien permeabilitas beton dengan
variasi serat memiliki rumus Y = −6E-05x2 + 9E-07x + 4E-09
Tabel 4.20. Nilai Koefisien Permeabilitas dan Persentase Perubahan Nilai
Koefisien Permeabilitas Akibat Variasi Serat Galvalum AZ 150
dengan penambahan metakaolin 7,5%
Beton normal Beton dengan Pozzolan abu merapi
Perubahan Nama
benda
uji
Nilai
permeabilitas Nama
benda uji
Kadar
semen
replacemet
Nilai
permeabilitas
(m/dt) (m/dt) (m/dt)
PM-0 3,51E-09
PM-0,25 0,25 5,35E-09 -1,75E-09
PM-0,5 0,5 6,06E-09 -2,46E-09
PM-0,75 0,75 6,78E-09 -3,18E-09
PM-1 1 6,46E-09 -2,87E-09
Dari Tabel 4.15 dapat diketahui bahwa permeabilitas beton dengan menggunakan
serat GalvalumAZ 150 dengan penambahan metakaolin 7,5% rata-rata mengalami
penurunan. Penurunan terbesar terjadi pada kadar serat sebesar 0,75 % dengan
nilai penurunan sebesar -3,18E-09 m/dt.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
76
Gambar 4.11. Hubungan Koefisien Permeabilitas Beton terhadap Persentase
Serat Galvalum AZ 150 dengan Penambahan Metakaolin 7,5%
Berdasarkan Gambar 4.11. dapat dilihat bahwa semakin besar presentase serat
maka semakin tinggi nilai koefisien permeabilitas beton. Dari grafik dapat
diketahui bahwa hubungan antara nilai koefisien permeabilitas beton dengan
variasi serat memiliki rumus Y = −5E-05x2 + 8E-07x + 4E-09
4.7.4. Pembahasan Uji Permeabilitas
Dari hasil pengujian permeabilitas beton dengan variasi kadar serat tanpa
penambahan metakaolin yang disajikan pada Tabel 4.16. dan Gambar 4.10. dapat
diketahui bahwa nilai koefisien permeabilitas beton yang paling tinggi terjadi
pada kadar serat 0,75 % dengan nilai koefisien permeabilitas 7,717x 10-9 m/dt.
Dari hasil pengujian koefisien permeabilitas beton dengan variasi kadar serat
dengan penambahan metakaolin 7,5% yang disajikan pada Tabel 4.16. dan
Gambar 4.11. dapat diketahui bahwa nilai koefisien permeabilitas beton yang
paling tinggi terjadi pada kadar serat 0,75 % dengan nilai koefisien permeabilitas
6,777 x 10-9 m/dt. Hal ini dikarenakan terjadi reaksi hidrasi yang tidak sempurna
pada beton yang menyebabkan beton menjadi semakin poros yang diikuti semakin
bersifat permeable sehingga mudah dilewati oleh gas atau cairan.
y = -5E-05x2 + 8E-07x + 4E-09 R² = 0.9899
0.0E+00
1.0E-09
2.0E-09
3.0E-09
4.0E-09
5.0E-09
6.0E-09
7.0E-09
8.0E-09
0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00%
beton dengan metakaolin 7,5%
beton denganmetakaolin7.5%
Kadar Serat (%)
Koef
isie
n Pe
rmea
bilit
as (m
/dt)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
77
Sama hal nya seperti porositas beton, semakin rendahnya nilai permeabilitas beton
menunjukkan bahwa beton tersebut semakin impermeable sehingga sulit dilewati
oleh gas atau cairan. Beton yang padat dan sulit dilewati oleh gas maupun cairan
membuat durabilitas beton semakin baik.
4.7.5. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dan Nilai Serapan
Porositas merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kekuatan beton.
Jumlah pori yang terkandung dalam beton akan sangat mempegaruhi kepadatan
dari suatu beton. Model yang paling umum digunakan dalam menggambarkan
hubungan antara kuat tekan dengan porositas adalah dengan persamaan
eksponensial yang dikemukakan oleh Roy dan Gouda (1973) dengan rumus yang
dituliskan dengan Persamaan (4.1) sebagai berikut :
P = P0*e-k.fc...............................................................(4.1)
dengan :
P = porositas (%)
P0 = porositas pada kekuatan nol (%)
fc = kuat tekan (MPa)
k = konstanta
e = bilangan natural
Hasil uji kuat tekan dan porositas beton disajikan pada tabel 4.21
Tabel 4.21. Hasil Pengujian Kuat Tekan dan Serapan Beton
Nama Benda Uji Kadar Serat
Persentase Metakaolin Porositas (%)
Kuat Tekan (Mpa)
S-0,25 0,25% 1,3601 33,20
S-0,5 0,5% 0%
1,8004 35,37
S-0,75 0,75% 2,4091 32,63
S-1 1% 2,2573 30,94
SM-0,25 0,25% 0.7832 33,95
SM-0,5 0,5% 7,5%
1,1409 36,59
SM-0,75 0,75% 1,3252 33,20
SM-1 1% 1,2599 31,50
Sumber: Arif Fajar (2011)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
78
Dari Tabel 4.16 dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan porositas beton.
Hubungan tersebut digambarkan pada Gambar 4.12.
Gambar 4.12. Hubungan Kuat Tekan dan Nilai Serapan Beton Serat pada Perendaman 10+0,5 menit
Dari Gambar 4.12. dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan porositas beton.
Kuat tekan dan porositas beton berbanding terbalik, artinya semakin rendah kuat
tekan suatu beton akan terjadi porositas yang semakin tinggi. Hal tersebut
disebabkan oleh faktor kepadatan beton, beton yang kurang padat menghasilkan
kuat tekan yang tidak baik, sehingga nilai porositas yang dihasilkan akan tinggi
karena jumlah pori yang terkandung dalam beton juga tinggi.
4.7.6. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dengan Koefisien Permeabilitas
Hubungan antara nilai kuat tekan beton dan koefisien permeabilitas dalam beton
normal memiliki rumus empiris yang dituliskan dengan persamaan 4.3 sebagai
berikut :
䗠 实918 ∗ ͐ō能囊,呢恼 ........................................................... (4.2)
y = 15.614e-0.064x R² = 0.2023
y = 2.5786e-0.025x R² = 0.0568
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
30 31 32 33 34 35 36 37
Nila
i Por
osita
s (%
)
Nilai Kuat Tekan (Mpa)
Beton Serat denganMetakaolin 0%
Beton Serat denganMetakaolin 7,5%
Expon. (Beton Seratdengan Metakaolin 0%)
Expon. (Beton Seratdengan Metakaolin7,5%)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
79
dengan :
k = koefisien permeabilitas (m/s)
fc = kuat desak beton (MPa)
Hasil uji kuat tekan dan porositas beton disajikan pada tabel 4.22
Tabel 4.22. Hasil Pengujian Kuat Tekan dan Koefisien Permeabilitas Beton
Nama Benda Uji Kadar Serat
Persentase Metakaolin Porositas (%)
Kuat Tekan (Mpa)
K1-1 0,25% 5,5898E-09 33,20
K2-1 0,5% 0%
6,3240E-09 35,37
K3-1 0,75% 7,7172E-09 32,63
K4-1 1% 6,8484E-09 30,94
K1-2 0,25% 5,3459F-09 33,95
K2-2 0,5% 7,5%
6,0574E-09 36,59
K3-2 0,75% 6,7773E-09 33,20
K4-2 1% 6,4644E-09 31,50
Sumber: Arif Fajar (2011)
Gambar 4.13. Hubungan Kuat Tekan dan Koefisien Permeabilitas Beton Serat
Dari Gambar 4.13. dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan koefisien
permeabilitas beton. Sama seperti halnya porositas, hubungan antara kuat tekan
dan permeabilitas beton juga berbanding terbalik, artinya semakin rendah nilai
y = 2E-08e-0.027x R² = 0.1296
y = 1E-08e-0.018x R² = 0.1305
0
1E-09
2E-09
3E-09
4E-09
5E-09
6E-09
7E-09
8E-09
9E-09
30 31 32 33 34 35 36 37
Koef
isie
n Pe
rmea
bilit
as (m
/dt)
Nilai Kuat Tekan (Mpa)
Beton SeratdenganMetakaolin 0%
Beton SeratdenganMetakaolin7,5%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
80
kuat tekan suatu beton akan terjadi permeabilitas yang semakin tinggi. Jika kuat
tekan beton semakin rendah, ruang kosong sebagai media lewatnya gas maupun
cairan semakin banyak sehingga membuat beton tersebut semakin mudah dilalui
gas atau cairan.
4.7.7. Hubungan Antara Nilai Serapan dengan Koefisien Permeabilitas Beton
Hubungan antara koefisien permeabilitas dan nilai porositas dalam beton normal
memiliki rumus yang umum yang dikemukakan oleh Sambowo (2003) dengan
rumus yang dituliskan dengan Persamaan 4.3 sebagai berikut :
k = 0,023*e0,319*P ....................................................... (4.3)
dengan :
k = koefisien permeabilitas (m/s)
P = nilai porositas (%)
Pada Gambar 4.13 dapat dilihat kurva hubungan antara porositas dan koefisien
permeabilitas beton menggunakan pozzolan abu vulkanik Merapi.
Gambar 4.14. Hubungan Nilai Serapan dan Koefisien Permeabilitas Beton
Dari Gambar 4.13 dapat disimpulkan hubungan porositas dan permeabilitas yang
berbanding lurus. Porositas yang semakin tinggi akan membuat permeabilitas
y = 3E-09e0.3623x R² = 0.9723
y = 3E-09e0.6878x R² = 0.9473
0.0E+00
1.0E-09
2.0E-09
3.0E-09
4.0E-09
5.0E-09
6.0E-09
7.0E-09
8.0E-09
9.0E-09
0 2 4
Koef
isie
n Pe
rmea
bilit
as
(m/d
t)
Nilai Serapan (%)
Beton SeratdenganMetakaolin 0%
Beton SeratdenganMetakaolin7,5%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
81
yang semakin tinggi. Hal tersebut dikarenakan banyaknya pori sebagai media
lewatnya gas maupun cairan.
Menurut Bowles JE (1986), ruang kosong pada beton yang saling berhubungan
akan memiliki sifat permeabilitas. Dari pernyataan tersebut dapat disimpulkan
bahwa jumlah pori yang banyak belum tentu membuat beton tersebut akan
memiliki nilai permeabilitas yang tinggi tergantung pada pori pori yang saling
berhubungan pada beton tersebut.
Sambowo (2003) merumuskan hubungan antara nilai porositas dan koefisien
permeabilitas sebagaimana persamaan (4.3)
k = 0,023*e0,319*P
Dari hasil penelitian pada beton beton dengan variasi serat Galvalum AZ 150
tanpa penambahan metakaolin, didapatkan persamaan y = 2E-09e0,362x
Maka hubungan antara nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton dengan
variasi serat tanpa penambahan metakaolin dirumuskan pada persamaan 4.27
k=2E-09*e0,208*P…………………………………………..…………………..(4.27)
Sedangkan dari hasil penelitian pada beton dengan variasi serat Galvalum AZ 150
denan penambahan metakaolin didapatkan persamaan y = 2E-09e0,687x
Maka hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton dengan variasi
serat GalvalumAZ 150 dengan penambahan metakaolin dirumuskan pada
persamaan 4.28 sebagai berikut
k=2E-09e0,687*P…………………………………..………………….………...(4.28)
dengan :
k = koefisien permeabilitas (m/s)
P = nilai porositas (%)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 82
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengujian, analisis data, dan pembahasan maka dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut :
1. Berdasarkan SK SNI S-36-1990-03 untuk perendaman air selama 10+0,5
menit, semua benda uji serapan memenuhi syarat untuk beton kedap air
normal baik beton serat tanpa penambahan metakaolin maupun beton serat
dengan penambahan metakaolin. Serapan air terbesar terjadi pada beton
normal dengan bahan tambah metakaolin dan serat galvalum dengan kadar
serat 7,5% yaitu sebesar 2,4091% atau naik 1,99% terhadap beton dengan
kadar serat 0%. Begitu juga untuk perendaman 1 x 24 jam, semua benda uji
memenuhi syarat untuk beton kedap air normal. Serapan air terbesar terjadi
pada beton dengan penambahan metakaolin dan serat 7,5%, yaitu sebesar
3,6266% atau naik 2 277% terhadap beton dengan kadar 0%.
2. Berdasarkan SK SNI S-36-1990-03 semua benda uji porositas telah
memenuhi syarat untuk agresif sedang. Sedangkan benda uji yang memenuhi
syarat untuk agresif kuat adalah beton dengan kadar serta 0%; 0,25%; 0,5%;
1% tanpa penambahan metakaolin dan beton dengan kadar serat 0%; 0,25%;
0,5% dengan penambahan metakaolin. Nilai penetrasi maksimum terjadi pada
beton dengan kadar serat 0,75% dengan kedalaman penetrasi sebesar 35 mm.
3. Koefisien permeabilitas dari hasil penelitian ini belum memenuhi syarat,
sebab nilai koefisien permeabilitas maksimum yang dianjurkan yaitu 1,5 x 10-
11 m/s berdasarkan ACI-301-729 (revisi 1975) (dalam Neville and Brooks,
1987).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
83
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. Perlu penelitian lebih lanjut tentang penggunaan bahan tambah serat Galvalum
AZ 150 pada beton normal dengan berbagai variasi air pada lingkungan agresif.
2. Adanya variasi penambahan additive dalam campuran beton.
3. Perlu dilakukan penelitian tentang persentase penambahan serat aluminium
dengan berbagai variasi fas.