ANALISIS SIFAT MEKANIS BETON SCC MUTU TINGGI DENGAN

PEMANFAATAN TEKNOLOGI HIGH VOLUME FLY ASH CONCRETE

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil

diajukan oleh :

TRI MULYANTO

NIM : D 100 110 074

Kepada :

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMMADIYAH SURAKARTA

2015

ii

iii

iv

HALAMAN MOTTO

“Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya yang demikian itu

sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu”.

(Qs. Al Baqarah : 45)

“Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu telah selesai (dari

suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang lain dan hanya kepada

Tuhan-Mulah hendaknya kamu berharap”.

(Qs. Al Insyiqaaq : 6 –8)

“Jadilah diri sendiri sebagaimana yang kamu inginkan”

(Penulis)

“Kesuksesan membutuhkan perjuangan dan kesuksesan bukanlah akhir dari segalanya,

melaikan hanya sebuah pencapaian”

(Penulis)

v

P e r s e m b a h a n

Syukur Alhamdulillah saya panjatkan pada Allah SWT atas hidayah-Nya, dan dengan segala

kerendahan hati serta rasa terima kasih saya PERSEMBAHKAN karya ini kepada :

Bapak dan Ibu

Terimakasih atas do’a, kasih sayang, bimbingan, nasihat, dukungan serta kepercayaan yang telah

bapak dan ibu berikan selama ini…

Saudara-saudaraku

Terimakasih atas do’a, dukungan dan saran serta canda tawa kalian yang selalu menamani dalam

hari-hariku…

Thanks To:

Danang Setiawan yang selalu memberi bantuan, dorongan dan semangat.

Teman satu tim penelitian, Teguh Fajar terima kasih atas semua kerjasamanya.

Andi, Sukur,Ari,Abdul, Enji, Unggul, Beni dan teman-temanku angkatan 2006 yang tidak bisa

saya sebutkan satu persatu terima kasih atas semuanya.

Teman-teman Pesma Al-Ausat yang memberikan do’a dan dorongan.

vi

DAFTAR ISI

Halaman

PRAKATA ........................................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii

PERNYATAAN TUGAS AKHIR ..................................................................... iii

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

HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... v

DAFTAR ISI........................................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii

DAFTAR NOTASI............................................................................................. xiii

ABSTRAK .......................................................................................................... xiv

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

A. Latar Belakang ....................................................................................... 1

B. Rumusan Masalah .................................................................................. 2

C. Batasan Masalah .................................................................................... 2

D. Tujuan Penelitian ................................................................................... 3

E. Manfaat Penelitian ................................................................................. 3

F. Keasliaan Penelitian ............................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 5

A. Beton ...................................................................................................... 5

B. Pengertian Beton Mutu Tinggi .............................................................. 5

C. Pengertian Beton SCC Mutu Tinggi ...................................................... 5

D. Bahan Tambah Beton............................................................................. 6

1. Bahan tambah kimia ........................................................................ 6

2. Pozzolan .......................................................................................... 7

E. Pengertian Fly Ash ................................................................................. 7

F. Pengertian Superplasticizer ................................................................... 8

vii

G. Penelitian Yang Pernah Diujikan Sebelumnya Mengenai Beton SCC

Dengan Variasi Penambahan Fly Ash dan Visconcrete ......................... 8

BAB III LANDASAN TEORI........................................................................... 11

A. Bahan Penyusun Beton SCC ................................................................. 11

1. Semen Portland .............................................................................. 11

2. Agregat ........................................................................................... 11

a. Agregat halus ............................................................................. 12

b. Agregat kasar............................................................................. 12

3. Air................................................................................................... 12

4. Fly Ash............................................................................................ 13

5. Superplasticizer .............................................................................. 15

B. Karakteristik Mekanik Pada Beton ....................................................... 16

1. Kuat Tekan Beton........................................................................... 16

2. Kuat Lentur Beton .......................................................................... 17

3. Modulus Elastisitas Beton .............................................................. 18

4. Serapan Air Beton ......................................................................... 18

BAB IV METODE PENELITIAN ................................................................... 19

A. Umum .................................................................................................. 19

B. Bahan Penelitian ................................................................................... 19

1. Semen Portland PPC ..................................................................... 19

2. Pasir ................................................................................................ 20

3. Kerikil............................................................................................. 20

4. Abu Terbang (Fly Ash) ................................................................... 21

5. Air................................................................................................... 21

6. Superplasticizer .............................................................................. 21

C. Peralatan Penelitian ............................................................................... 22

1. Satu set ayakan .............................................................................. 22

2. Penggetar ayakan ........................................................................... 22

viii

3. Timbangan ...................................................................................... 23

4. Gelas ukur ...................................................................................... 23

5. Kerucut Abra’m .............................................................................. 24

6. Concrete Molen .............................................................................. 24

7. Oven ............................................................................................... 25

8. Alat Vakum .................................................................................... 25

a. Tabung desicator ........................................................................ 25

b. Dial pengukur tekanan ............................................................... 25

c. Drum wadah air .......................................................................... 26

d. Kompresor .................................................................................. 26

9. Alat uji kuat tekan, lentur dan Modulus Elastisitas ........................ 27

10. Cetakan beton ................................................................................. 27

11. Bak perendaman ............................................................................. 28

12. Peralatan penunjang lain ................................................................ 29

D. Tahapan Penelitian ................................................................................ 29

1. Tahap I : Persiapan alat dan penyediaan bahan ............................. 29

2. Tahap II : Pemeriksaan bahan dasar ................................................ 29

3. Tahap III: Perencanaan dan pembuatan benda uji .......................... 30

4. Tahap IV: Pengujian benda uji ........................................................ 30

5. Tahap V : Analisis data dan kesimpulan ......................................... 30

E. Pelaksanaan Penelitian .......................................................................... 32

1. Pemeriksaan bahan ......................................................................... 32

a. Pemeriksaan Agregat Halus ........................................................ 32

1.Pemeriksaan kadar lumpur ....................................................... 32

2.Pemeriksaan kandungan zat organik ........................................ 32

3.Pemeriksaan berat jenis (specific gravity ) ............................... 33

4.Pemeriksaan gradasi agregat .................................................... 34

b. Pemeriksaan Agregat Kasar ......................................................... 34

1.Pemeriksaan Gradasi Kerikil .................................................... 34

2.Pemeriksaan Berat Jenis Kerikil ............................................... 35

2. Pembuatan benda uji ...................................................................... 35

ix

a. Persiapan alat dan bahan (material) .......................................... 35

b. Proses pencampuran adukan beton (pengecoran) .................... 36

c. Proses pencetakan benda uji ...................................................... 36

d. Perawatan (Curing) .................................................................. 37

3. Pengujian beton .............................................................................. 37

a. Pengujian Kuat Tekan Beton ..................................................... 37

b. Pengujian Kuat Lentur Beton .................................................... 38

c. Pengujian Modulus Elastisitas Beton ........................................ 40

d. Pengujian Serapan Air ............................................................... 41

BAB V PEMBAHASAN .................................................................................... 43

A. Hasil Pengujian Bahan Susun ............................................................... 43

1. Hasil Pengujian Agregat Halus ...................................................... 43

2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ...................................................... 43

3. Pemeriksaan Fly Ash ...................................................................... 44

B. Mix Desain Campuran Beton ................................................................ 45

C. Pengujian slup flow ............................................................................... 45

D. Karakteristik Mekanik Beton ................................................................ 46

1. Kuat Tekan Beton........................................................................... 46

2. Kuat Lentur Beton .......................................................................... 49

3. Modulus Elastisitas ........................................................................ 50

4. Serapan Air Beton .......................................................................... 53

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 55

A. Kesimpulan ........................................................................................... 55

B. Saran ..................................................................................................... 56

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1.(a) Grafik hubungan antara kuat tekan beton dengan umur

pengujian ................................................................................. 10

Gambar II.1.(b) Grafik hubungan antara kuat tekan beton dengan umur

kadar Fly ash ......................................................................... 10

Gambar III.1. Pengujian Kuat Tekan Beton ....................................................... 16

Gambar III.2. Pengujian Kuat Lentur Beton ....................................................... 17

Gambar III.3. Pengujian Modulus Elastisitas Beton ........................................... 18

Gambar IV.1. Semen portland ............................................................................ 19

Gambar IV.2. Agregat halus berupa pasir ......................................................... 20

Gambar IV.3. Agregat kasar berupa kerikil ....................................................... 20

Gambar IV.4. Abu terbang (fly ash) .................................................................. 21

Gambar IV.5. Superplasticizer .......................................................................... 21

Gambar IV.6. Satu set ayakan............................................................................ 22

Gambar IV.7. Alat penggetar ayakan ................................................................ 22

Gambar IV.8. Timbangan .................................................................................. 23

Gambar IV.9. Gelas ukur ................................................................................... 23

Gambar IV.10. Kerucut Abra’m ......................................................................... 24

Gambar IV.11. Concrete molen .......................................................................... 24

Gambar IV.12. Oven ........................................................................................... 25

Gambar IV.13. Tabung desicator ....................................................................... 25

Gambar IV.14. Dial Pengukur Tekanan ............................................................ 26

Gambar IV.15. Drum wadah air ........................................................................ 26

Gambar IV.16. Kompresor ................................................................................ 26

Gambar IV.17. Alat uji kuat tekan ,lentur dan Moduluis elastisitas ................... 27

Gambar IV.18. Cetakan Beton ............................................................................ 28

Gambar IV.19. Bak perendaman ........................................................................ 28

Gambar IV.20. Peralatan penunjang ................................................................... 29

Gambar.IV.21. Bagan alir tahapan penelitian .................................................... 31

Gambar IV.22. Proses pengecoran ...................................................................... 36

xi

Gambar IV.23. Pencetakan benda uji ................................................................. 36

Gambar IV.24. Perawatan benda uji ................................................................... 37

Gambar IV.25. Penimbangan dan perletakan benda uji kuat tekan .................... 38

Gambar IV.26. Pengujian kuat tekan .................................................................. 38

Gambar IV.27. Perletakan benda uji kuat lentur................................................. 39

Gambar IV.28. Pengujian kuat lentur ................................................................. 40

Gambar IV.29. Uji modulus elastisitas ............................................................... 40

Gambar IV.30.Penimbangan benda uji serapan air ............................................ 41

Gambar IV.31. Proses vakum ............................................................................. 42

Gambar IV.32. Pengambilan dan Penimbangan benda uji serapan air ............... 43

Gambar V.1. Pengujian slump flow ................................................................ 46

Gambar V.2. Grafik Hubungan Perbandingan Kuat Tekan Beton ................... 48

Gambar V.3. Grafik Perbandingan Nilai Kuat Lentur Beton ........................... 49

Gambar V.4. Grafik Hubungan Tegangan Dan Regangan Beton SCC Tanpa Penggunaan Fly

Ash ............................................................................................... 51

Gambar V.5. Grafik Hubungan Tegangan Dan Regangan Beton SCC Dengan Penggunaan Fly

Ash Pada Benda Uji No.1 ........................................................... 52

Gambar V.6. Grafik Hubungan Tegangan Dan Regangan Beton SCC Dengan Penggunaan Fly

Ash Pada Benda Uji No.2 ............................................................ 52

Gambar V.7. Grafik Perbandingan Nilai Modulus Elastisitas Beton SCC ....... 52

Gambar V.8. Grafik Perbandingan Nilai Resapan Air Beton SCC ................... 54

xii

DAFTAR TABEL

Tabel II.1. Proporsi campuran HVFA-SCC setiap 1 m3 ................................. 9

Tabel II.2. Hasil Pengujian Kuat Tekan HVFA-SCC ..................................... 9

Tabel III.1. Senyawa kimia pada fly ash ........................................................... 13

Tabel V.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ...................................................... 43

Tabel V.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ...................................................... 43

Tabel V.3. Senyawa Kimia pada Fy Ash ......................................................... 44

Tabel V.4. Hasil Analisis Kimia ...................................................................... 44

Tabel V.5. Proporsi Campuran beton SCC Setiap 1 m3 .................................. 45

Tabel V.6. Hasil pengujian slump flow ............................................................ 46

Tabel V.7. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton SCC Tanpa Penggunaan Fly

Ash………………………………………………………………. 47

Tabel V.8. Hasil Pengujian Kuat Tekan beton SCC Dengan Penggunaan Fly

Ash 50 %………………………………. .............................................................47

Tabel V.9. Hasil Pengujian Kuat Lentur Beton…………………………….49

Tabel V.10. Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Beton SCC Tanpa Penggun-

aan Fly Ash 50 %……………………………………………….50

Tabel V.11. Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Beton SCC Dengan Penggun-

aan Fly Ash 50 %………………………………………………..51

Tabel V.12. Hasil uji Serapan Air…………………………………………….53

xiii

DAFTAR NOTASI

A = Luas permukaan benda uji yang ditekan (mm2)

b = Lebar balok rata-rata pada penampang runtuh (mm)

d = Tinggi balok rata-rata penampang utuh (mm)

'

cE = Modulus elastisitas (MPa)

'

cf = Kuat tekan beton (MPa)

flt = Kuat lentur beton (MPa)

L = Panjang bentang diantara kedua balok (mm) / tinggi beton relatif /jarak antara dua

strain gauge (mm)

△L = Penurunan arah longitudinal (mm)

P = Beban maksimum (N)

S1 = Tegangan yang bersesuai dengan arah longitudinal akibat tegangan sebesar

0,00005 (MPa)

S2 = Tegangan sebesar 0,4 f’c (MPa)

W1 = Berat kering oven (gram)

W2 = Berat basah beton setelah direndam (gram)

ε = Regangan

ɛ2 = Regangan longitudinal akibat tegangan S2

σ = Tegangan (Mpa)

xiv

ABSTRAK

ANALISIS SIFAT MEKANIS BETON SCC MUTU TINGGIDENGAN PEMANFAATAN

TEKNOLOGIHIGH VOLUME FLY ASH CONCRETE

Penggunaan beton sebagai bahan bangunan konstruksi sangat umum digunakan baik untuk

struktur rumah tinggal, gedung, jalan, jembatan dan infrastruktur lainya. Penggunaan vibrator

untuk pemadatan struktur dengan tulangan yang rapat tidak dapat menjamin menghasilkan

betonyang baik. Beton SCC (Self compacting concrete) merupakan salah satu alternatife untuk

mengatasi masalah tersebut memanfaatkan berat sendirinya untuk dapat mengalir mengisi

ruangan tanpa ada prosespemadatan. Penambahan fly ashsebanyak 50 % sebagai bahan

pengganti semen dapat memperbaiki sifat mekanis beton. Dengan bentuk butiran yang cendrung

bulat dan kecilfly ash selain berfungsi sebagai bahan pengisi (filler) juga mempunyai sifat

sebagai pozzolan yang dapat diaplikasikan pada PPC. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui

sifat mekanis beton SCC yang meliputi kuat tekan,kuat lentur,modulus elastisitas dan serapan air

beton. Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 14,28 dan 56 hari dengan 4 benda uji pada

setiap umur pengujian. Sedangkan pengujian kuat lentur (3 benda uji),modulus elastisitas (2

benda uji) dan serapan air beton (3 benda uji) dilakukan pada umur 56 hari. Sebelum dilakukan

pengujian benda uji dilakukan perawatan dengan merendam di dalam bak perendaman selama

sehari sebelum dilakukan pengujian /benda uji sudah kering. Berdasarkan hasil pengujian didapat

nilai kuat tekan terbesar pada setiap umur pengujian adalah 40.89 MPa pada umur 14 hari, 49.89

MPa pada umur 28 hari dan 59.56 MPa pada umur 56 hari. Kuat lentur terbesar 6.60

MPa,Modulus elastisitas 56588 MPa dan serapan air 1.85 %. Dari hasil pengujian kuat tekan

menunjukkan bahwa kuat tekan beton dengan penambahan penggunaan fly ash 50 % sebagai

penggati semen dapat meningkatkan kuat tekan beton dari 14 hari sampai 56 hari.

Kata Kunci: Beton SCC, Sifat mekanis beton HVFA