Judul Penelitan :

“Effect of aggregate type on Compressive strength of concrete”

” Pengaruh Jenis Agregat pada Kuat Tekan Beton”

Penulis :

Abdullahi. M Civil Engineering Department, Federal University of Technology P.M.B 65,

Minna Niger State, Nigeria www.abdulapai@yahoo.com

Abdullahi. M Fakultas Teknik Sipil, Universitas Teknologi P.M.B 65, Minna Niger State, Nigeria www.abdulpai@yahoo.com

Diterbitkan Pada Jurnal :

International Journal of Civil and Structural Engineering, Volume 2, No.3/2012.

Jurnal Internasional Fakultas Teknik Sipil dan Struktur, Edisi ke 2, No.3/2012.

Latar Belakang Penelitian :

Kuat tekan beton tergantung pada air untuk semen rasio, tingkat pemadatan, rasio semen agregat, ikatan

antara mortar dan agregat, dan grading, bentuk, kekuatan dan ukuran agregat (Rocco Dan Alice, 2009;

Elices dan Rocco 2008). Beton dapat divisualisasikan sebagai bahan komposit multi-fase yang terdiri dari

tiga tahap; yaitu mortir, mortir/interface agregat, dan fase agregat kasar. Agregat kasar pada beton normal

terutama dari fragmen batuan ditandai dengan kekuatan tinggi. Oleh karena itu, bentuk permukaan

agregat bukan merupakan faktor pembatas yang mengatur persyaratan kekuatan (Beshr, Al Musallam,

dan Maslehuddin 2003). Untuk beton normal pertumbuhan retak terutama di sekitar pasta semen atau

agregat / pasta semen permukaan. Kekuatan beton di permukaannya pada dasarnya tergantung pada

integritas pasta semen dan sifat agregat kasar.

Pengaruh menggunakan kuarsit, granit, batu kapur, dan marmer sebagai agregat kasar pada sifat mekanik

beton kinerja tinggi telah diselidiki oleh (Wu, Chen, Yao, dan Zhang, 1997). Hasil penelitian

menunjukkan bahwa kekuatan, kekakuan, dan energi patah beton untuk rasio air / semen yang diberikan

tergantung pada jenis agregat. Basalt, kapur dan kerikil telah digunakan sebagai agregat kasar untuk

menghasilkan kekuatan yang tinggi pada beton (Özturan, dan Çeçen, 1997). Penelitian mengungkapkan

bahwa untuk beton kinerja tinggi pada 28 hari, basal menghasilkan kekuatan tertinggi, sedangkan kerikil

memberikan kuat tekan terendah. Beton biasa yang dibuat dengan basal dan kerikil akan memberikan

kuat tekan yang sama, sedangkan beton yang mengandung kapur dapat mencapai kekuatan yang lebih

tinggi. Efek dari kondisi gabungan dan ukuran partikel distribusi agregat kasar pada kekuatan tekan beton

telah diteliti oleh (Meddah, Zitouni, dan Belâabes 2010). Tiga jenis agregat kasar yang dicampur dalam

proporsi yang berbeda untuk empat produksi beton. Plasticizer dan superplasticizer yang digunakan

dalam beberapa campuran untuk mengurangi air untuk semen rasio. Hasil kerja mereka menunjukkan

bahwa campuran dengan kombinasi terner fraksi butiran dengan ukuran maksimum 25 mm, tanpa

admixtures telah menunjukkan kuat tekan tertinggi. Pada air yang lebih rendah untuk semen rasio, sistem

granular biner yang dihasilkan tekan tertinggi strength. Kertas ini melaporkan hasil penelitian yang

dilakukan untuk mengetahui pengaruh tiga jenis agregat kasar pada kuat tekan beton normal. Beberapa

model yang diusulkan dan divalidasi secara statistik.

Tujuan Penelitian :

Yang paling penting dari suatu pembuatan beton ialah kuat tekannya. Untuk tujuan penelitian ini, ada

tiga jenis agregat kasar, kuarsit, granit, dan kerikil sungai, yang kami gunakan. Penelitian di laboratorium

awalnya dilakukan untuk memastikan keseuaian agegat untuk suatu pekerjaan konstruksi. Tes yang

dilakukan meliputi tes analisa saringan, bulk density, dan berat jenis. Campuran nominal (1: 2: 4) diambil

untuk pekerjaan ini dan campuran komposisi tersebut dihitung dengan volume absolute method. Untuk

setiap jenis agregat kasar 75 dengan ukuran kubus (150x150mm) digunakan untuk mengetahui kekuatan

tekan beton yang di amati pada hari ke 3, 7, 14,21, dan 28 hari. Hasil dari pengujian menunjukan bahwa

beton yang terbuat dari kerikil sungai memiliki workability tertinggi lalu diikuti oleh agregat kuarsit dan

agregat granit. Kuat tekan tertinggi pada semua umur tercatat dengan beton yang terbuat dari agregat

kuarsit diikuti oleh kerikil sungai dan agregat kemudian granit.

Metedeologi :

1. Bahan :

a. Semen: tersedia secara komersial Ordinary Portland Cement digunakan untuk tujuan ini. Semen

ini memiliki berat jenis 3,15.

b. Agregat: Ada tiga jenis agregat kasar; kuarsit, granit, dan kerikil sungai; yang digunakan. Agregat

halus atau pasir biasa yang diperoleh dari tempat peminjaman. Penelitian laboratorium ini

awalnya dilakukan untuk memastikan kesesuaian dengan menggunakan agregat untuk pekerjaan

konstruksi.

c. Air: Air dapat di temukan dari Laboratorium Teknik Sipil federal University of Technology

Minna, Nigeria. Air ini cocok untuk pekerjaan beton (BS 3148, 1980).

2. Metode :a. Proporsi Campuran : Rasio campuran nominal 1: 2: 4 (Semen: Baik Agregat: agregat kasar)

diadopsi untuk tujuan pekerjaan ini dan rasio air-semen 0,6 digunakan. Komposisi campuran

dihitung dengan menggunakan absolute volume method.

b. Pengecoran, Pengawetan dan Pengujian Spesimen : Ada tiga jenis bahan campuran volume yang

diperlukan dari bahan campuran diukur dan pencampuran dilakukan secara menyeluruh untuk

memastikan bahwa campuran yang sama dapat diperoleh. Sebelum pengecoran, kemerosotan

beton diukur sesuai dengan BS 1881: bagian 102 (1983). Untuk setiap jenis agregat kasar dengan

ukuran 15 kubus (150x150mm) yang dibuat sesuai dengan BS 1881: bagian 108 (1983). Setelah

satu hari pengecoran, kubus beton dikeluarkan dari cetakan dan dipindahkan ke tangki air untuk

dilakukan perawatan sampai saat pengujian tiba. Perawatan kubus dilakukan sesuai dengan BS

1881: bagian 111 (1983). Pada beton tersebut diuji kuat tekan pada 3, 7, 14, 21, dan 28 hari. Tiga

kubus hancur di pengujian, dengan menggunakan mesin uji tersebut kuat tekan dapat ditentutkan

dan kemudian nilai rata-rata diambil sebagai nilai kuat tekan beton.

c. Pengembangan Model : Model untuk kekuatan tekan telah dikembangkan menggunakan hasil

eksperimen. Model ini ditunjukkan pada Gambar 1. Program Excel digunakan untuk

pengembangan model. Berbagai model regresi mencoba menggunakan wizard grafik dan tren

grafik yang digunakan untuk memilih model terbaik yang memadai sebagai perwakilan data.

Regresi linear dilakukan dengan menggunakan menu analisis data dalam alat pilihan program

excel. Beberapa statistik Model dan plot grafis diperoleh yang dapat digunakan untuk

menjelaskan kecukupan model regresi. Analisis dilakukan pada tingkat kepercayaan 95%. Oleh

karena itu tingkat signifikansi adalah 0,05.

Hasil dan Pembahasan

Hasil eksperimen dibahas sebagai berikut:

1. Sifat Agregat

Hasil untuk uji analisis saringan pada agregat ditunjukkan pada Gambar 1-4. Kurva gradasi untuk

agregat jatuh dalam batas bawah dan atas dari persyaratan gradasi agregat dari sumber BS 882 (1992).

Hal ini menunjukkan bahwa agregat yang cocok untuk pekerjaan konstruksi. Namun, kurva gradasi

untuk granit hancur (Gambar 2) menunjukkan penurunan yang keluar dari batas gradasi dan sebagian

besar kurva berada di bawah persyaratan batas bawah. Agregat tersebut mungkin memerlukan

perawatan yang lebih untuk mencapai kemampuan kerja yang diinginkan. Nilai-nilai dari berat jenis

agregat yang dapat kita peroleh 2,60-2,70 (Tabel 2). Nilai-nilai ini dalam rentang untuk berat jenis

agregat dari fragmen batuan (Olanipekun, Olusola, and Ata 2006; Neville, 1995). Hal ini yang

menyebabkan perbedaan dalam penggunaaan agregat dalam suatu konstruksi. Kepadatan agregat

dapat mempengaruhi cara mengukur volume agregat yang akan menempati beton. Hasil untuk bulk

density ditunjukkan pada Tabel 2. Kepadatan untuk agregat halus dan kasar berada di kisaran 1.123,29

kg / m3 dan 1457,22 kg / m3. Rasio bulk density bernilai antara 0,87-0,96 (Neville, 1995). Nilai rasio

yang diperoleh untuk agregat kasar adalah dalam batas tertentu seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.

Namun, untuk agregat halus nilai 0,71 diperoleh di luar dari kisaran yang direkomendasikan.

Pemadatan yang memadai diperlukan untuk mendapatkan matriks (Kekuatan) beton tahan lama.

Tabel 2: Sifat agregat

Sifat Agregat

Kuarsit

Kerikil

Sungai

Agregat

Granit

Agregat

Halus

Berat jenis 2.66 2.60 2.70 2.66

Bulk Density Longgar 1351.20 1457.22 1355.31 1123.29

Bulk Density Padat 1521.82 1655.83 1516.77 1572.81

Rasio bulk density longgar untuk bulk

density dipadatkana

0.887884 0.880054 0.89355 0.714193

2. Slump

Hasil untuk uji slump beton segar ditunjukkan pada Gambar 5. Penurunan diperoleh dalam kisaran

menengah (35- 70mm). Penurunan tertinggi diperoleh dengan beton yang dibuat dengan kerikil

sungai. Kerikil sungai memiliki permukaan yang relatif halus dan bulat bentuknya, menjadikan reaksi

air mengalir dan dengan demikian meningkatkan workability beton segar. Agregat ini membutuhkan

lebih sedikit pasta untuk coate permukaannya dan dengan demikian meninggalkan lebih pasta untuk

pelumasan sehingga interaksi antara partikel agregat selama pencampuran diminimalkan (Mindess,

Young, dan Darwin, 2003). Kuarsit dan granit agregat hancur dari fragmen batuan dan ini

memberikan agregat kasar karakteristik yang cukup tajam dalam hal bentuk. Agregat alam ini

membutuhkan lebih banyak lagi air ketika digunakan untuk pekerjaan beton untuk menyediakan

lapisan agregat dan pelumasan (ACI Committee 211,1-91). Beton yang mengandung kuarsit dan

agregat granit menunjukkan kemampuan kerja lebih rendah dibandingkan dengan beton yang dibuat

dengan kerikil sungai.

3. Kuat Tekan

Hasil untuk uji kuat tekan pada beton ditunjukkan pada Gambar 6. Untuk tiga jenis beton, diamati

bahwa kuat tekan meningkat di usia pematangan. Untuk semua usia dengan menyembuhkan, kekuatan

tertinggi diperoleh dari beton yang dibuat dengan kuarsit hancur, diikuti oleh kerikil sungai dan

kekuatan terendah tercatat dengan beton yang mengandung granit hancur. Jumlah pasta diperlukan

diyakini tergantung pada jumlah ruang kosong beton untuk diisi dan total permukaan agregat yang

akan dilapisi dengan penempelan pasta (Mindess, Young, dan Darwin 2003). Bagian penting dari

kurva gradasi untuk granit agregat hancur seperti yang disebutkan sebelumnya, berada di luar

jangkauan dan dianjurkan lebih rendah dari batas bawah. Hal ini menunjukkan bahwa agregat kasar

memiliki void yang lebih besar untuk menjadi mortar. Hal ini dapat mempengaruhi kinerja pengerjaan

beton, kecuali campuran yang penyesuaiannya proporsi dilakukan untuk memperbaiki reologi

tersebut. Ini menghasilkan beton dengan workability yang relatif lebih rendah di mana pasta belum

tentu cukup untuk coate dengan agregat dan memberikan pelumasan yang diperlukan seperti dapat

dilihat pada Gambar 5. Atribut ini memiliki potensi memproduksi beton dengan lemah mortar / antar

permukaan agregat. Pertumbuhan retak pada aplikasi beban dapat dimulai di wilayah ini mengarah ke

tekan rendah Kekuatan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. pengembangan kekuatan Menengah

diamati dengan beton mengandung kerikil sungai agregat. Kerikil sungai, meskipun karakteristik

gradasi yang baik, telah bulat partikel dan tidak mungkin benar berpaut satu sama lain selama

pemadatan yang dihasilkan pengurangan kekuatan dibandingkan dengan di mana keadaannya penuh

atau lebih tinggi pemadatan itu terjadi.

Model kuat tekan beton sebagai fungsi dari usia pada curing untuk jenis agregat yang berbeda

ditunjukkan pada Gambar 6. Output regresi dapat dilihat pada Tabel 3. Untuk beton yang terbuat dari

agregat kuarsit, koefisien determinasi yang disesuaikan (adjusted R2) sangat tinggi, sekitar 0,9779. Ini

berarti bahwa sekitar 97,79% dari variabilitas dalam kuat tekan dicatat oleh model regresi (Montgomery,

Peck, dan Vining 2001). Hasil ini menunjukkan bahwa model yang dikembangkan cukup baik untuk

menjelaskan data yang ada. P-value untuk jangka konstan dan variabel 4.5119x10-05 dan 0,0014 pada

masing-masingnya. Tingkat p-nilai diamati signifikansi, untuk tes pada koefisien regresi semua yang

kurang dari 0,05. Ini berarti bahwa kontribusi istilah konstan (intercept) dan variabel dalam model yang

signifikan dan harus dipertahankan dalam model. Analisis varians (ANOVA) memberikan uji F untuk

signifikansi regresi, F0 = 132,94. F0 hasil ini dibandingkan dengan nilai teoritis dan nilai p untuk

signifikansi regresi diperoleh sebesar 0,0014. Oleh karena itu, hipotesis bahwa koefisien variabel dalam

model harus nol ditolak karena p-value sangat kecil (0,0014 kurang bahwa 0,05); menunjukkan bahwa

setidaknya beberapa dari parameter ini nol dan persyaratan kontribusi yang signifikan terhadap model.

Dari hasil uji ANOVA menunjukkan bahwa model yang dikembangkan secara memadai menjelaskan

data. Penjelasan serupa berlaku untuk model lainnya menggunakan statistik model yang sesuai

ditunjukkan pada Tabel 3. Gambar 7 menunjukkan plot diagnostik untuk lebih memvalidasi kecukupan

model yang dipasang. Plot residual terhadap usia perawatan menunjukkan bahwa sisa kekuatan tekan

berfluktuasi secara acak. Kesalahan yang independen sejak autokorelasi tidak dapat diamati

(Montgomery, Peck, dan Vining 2001).

.

Kesimpulan

Jenis agregat berpengaruh terhadap kuat tekan beton normal. Kuat tekan tertinggi dicapai dari beton yang

mengandung kuarsit hancur, diikuti oleh beton yang mengandung kerikil sungai. Beton yang

mengandung granit hancur menunjukkan perkembangan kekuatan setidaknya pada segala usia. Model

polinomial linear sebagai fungsi dari usia perawatan cukup untuk menjelaskan variabilitas dalam data

kuat tekan. Disarankan bahwa agregat kuarsit hancur dapat digunakan untuk pekerjaan beton di tempat-

tempat di mana praktisi beton memiliki berbagai pilihan yang tersedia.