kajian kuat kejut (impact - digilib.uns.ac.id/kajian...kajian kuat kejut (impact) beton normal...
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT)
BETON NORMAL BERSERAT GALVALUM AZ 150
The Study of Impact Strength of Concrete Normal With Addition
Galvalum AZ 150 fiber
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Oleh :
ARIF NUR HIDAYAT NIM. I0107047
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
LEMBAR PERSETUJUAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT)
BETON NORMAL BERSERAT GALVALUM AZ 150
The Study of Impact Strength of Concrete Normal With Addition
Galvalum AZ 150 fiber
Disusun Oleh :
ARIF NUR HIDAYAT NIM. I0107047
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
Dosen Pembimbing I
Ir. A. Mediyanto, MT NIP. 19620118 199512 1 001
Dosen Pembimbing II
Wibowo, ST, DEA NIP. 19681007 199502 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
LEMBAR PENGESAHAN
KAJIAN KUAT KEJUT (IMPACT)
BETON NORMAL BERSERAT GALVALUM AZ 150
The Study of Impact Strength of Concrete Normal With Addition
Galvalum AZ 150 fiber
SKRIPSI Disusun oleh:
ARIF NUR HIDAYAT NIM. I0107047
Dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarjana teknik
Pada Hari : Selasa Tanggal : 24 Januari 2012
Tim Penguji Pendadaran : 1. Ir. A. Mediyanto, MT ……………………………
N I P . 19620118 199512 1 001
2. Wibowo, ST, DEA …………………………… N I P . 19681007 199502 1 001
3. Ir. Slamet Prayitno, MT ……………………………
N I P . 19531227 198601 1 001 4. Ir. Supardi, MT ……………………………
N I P . 19550504 198003 1 003
Mengetahui, Disahkan a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik sipil
Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19691026 199503 1 002 NIP 19590823 198601 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABSTRAK
Arif Nur Hidayat, 2012. Kajian Kuat Kejut (Impact) Beton Normal Berserat Galvalum AZ 150. Skripsi. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Saat ini penggunaan perkerasan kaku semakin luas. Perkerasan kaku digunakan untuk jalan raya yang mempunyai arus kepadatan lalu-lintas yang tinggi, jalan tol yang dilewati beban berat, maupun landasan pacu bandara. Pada perencanaan perkerasan jalan dengan menggunakan perkerasan kaku (rigid pavement) perlu diperhatikan pengaruh beban kejut terhadap struktur. Beban kejut dapat dihasilkan oleh percepatan roda kendaraan, gaya rem maupun suatu tumbukan yang terjadi pada struktur. Bahan tambah serat Galvalum AZ 150 pada beton diharapkan dapat mengatasi kelemahan sifat beton terhadap beban kejut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan bahan tambah serat Galvalum AZ 150 pada beton normal terhadap nilai kuat kejut. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di labolatorium dengan 12 buah benda uji kuat kejut. Benda uji tersebut adalah beton dengan bahan tambah serat Galvalum AZ 150 dengan variasi kadar serat 0%; 0,33%; 0,66% dan 1% dari volume adukan. Setiap variasi tersebut terdiri dari tiga buah benda uji. Benda uji berupa silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 6 cm. Kuat kejut beton diuji pada umur 28 hari. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penggunaan bahan tambah serat Galvalum AZ 150 dengan kadar serat 0 %, 0,33 %, 0,66 % dan 1 % pada beton normal diperoleh energi serapan pada retak pertama sebesar 1500,93 J, 1839,375 J, 2501,55 J, dan 1265,49 J. Kemudian pada runtuh total diperoleh energi serapan 1574,505 J; 1927,665 J; 2589,84 J; dan 1427,355 J. Pada kadar serat 0,66 % diperoleh nilai kuat kejut maksimal. Perbandingan nilai kuat kejut beton berserat galavalum AZ 150 kadar 0,66% terhadap beton normal secara keseluruhan berkisar 1,5-1,6 kali . Kata kunci : beton normal, kuat kejut, serat galvalum az 150.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
ABSTRACT Arif Nur Hidayat, 2012. The Study of Impact Strength of Concrete Normal With Addition Galvalum AZ 150 fiber . Final Project. Department of Civil Engineering, University of Sebelas Maret, Surakarta. Recently, the use of rigid pavement is increasing widely. Rigid pavement was used for high flow traffic of highway, heavy load freeway, or airport runway . The design of rigid pavement need to calculated from influence of impact load to structure. Impact load can be resulted from velocity of wheel car, braking force, or impact on the structure. The use of additive can increase the quality of concrete. Galvalum AZ 150 fiber additive materials in concrete as reinforcement was expected can overcome the weakness of concrete from burden pulled. This research aimed to know the influence of use Galvalum AZ 150 as fiber additive to the normal concrete on the value of impact strength. This research used the experiment methods in labolatorium, with 12 specimen of impact test. This test specimen was normal concrete with variation of the level fibre 0%, 0,33%, 0,66% and 1% Galvalum AZ 150 fibre of concrete volume. Each variation consisted of three test specimens. The test specimen is a cylinder concrete with diameter 15 cm and high 6 cm. The impact of concrete were tested in the age 28 days. The final result show that the use Galvalum AZ 150 fibre additive with dosage of fibre 0 %, 0.33 %, 0.66 % and 1 % to normal concrete volume obtained strength energy from first crack was 1500,93 J, 1839,375 J, 2501,55 J, dan 1265,49 J. Then at total collapse / big crack the strength energy obtained was 1574,505 J; 1927,665 J; 2589,84 J; dan 1427,355 J. The variation of 0,66% fibre in the concrete material result show maximum value of impact strength. Comparison of the average impact strength normal concrete with level of 0,66 % of fibre Galvalum AZ 150 to normal concrete overall ranged from 1,5-1,6 times.
Keyword : galvalum az 150 fibre , impact strength, normal concrete.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul......................................................................................................... i
Lembar Persetujuan................................................................................................ ii
Lembar Pengesahan ............................................................................................. .iii
Motto ..................................................................................................................... iv
Persembahan .......................................................................................................... v
Abstrak .................................................................................................................. vi
Abstract ................................................................................................................ vii
Kata Pengantar .................................................................................................... viii
Daftar Isi ............................................................................................................... ix
Daftar Gambar ...................................................................................................... xii
Daftar Tabel ........................................................................................................ xiii
Daftar Notasi dan Simbol .................................................................................... xiv
Daftar Lampiran ................................................................................................... xv
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ............................................................................................ 1
1.2. Rumusan Masalah ....................................................................................... 3
1.3. Batasan Masalah ......................................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3
1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 5
2.2. Landasan Teori ............................................................................................ 6
2.2.1. Beton Normal ......................................................................................... 6
2.2.2. Beton Serat ............................................................................................. 7
2.3 Material Penyusun Beton Normal ............................................................... 8
2.3.1 Semen Portland ........................................................................................ 8
2.3.2 Agregat ................................................................................................... 9
2.3.2.a Agregat Halus ....................................................................................... 9
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
2.3.2.b Agregat Kasar ...................................................................................... 11
2.3.3 Air ............................................................................................................ 13
2.3.4 Galvalum ................................................................................................. 14
2.4. Ketahanan Kejut ........................................................................................... 14
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Uraian Umum ............................................................................................... 19
3.2. Tempat Penelitian ....................................................................................... 19
3.3 Benda Uji Penelitian ................................................................................... 19
3.4 Peralatan Penelitian ...................................................................................... 20
3.5 Tahap dan Prosedur Penelitian .................................................................... 22
3.6 Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar ......................................... 24
3.6.1. Standar Pengujian Terhadap Agregat Halus ............................................ 24
3.6.2. Standar Pengujian Terhadap Agregat Kasar ........................................... 24
3.7 Pengujian Bahan Dasar Beton ..................................................................... 24
3.7.1 Pengujian Agregat Halus ......................................................................... 25
3.7.1.1 Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus ............................................. 25
3.7.1.2 Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus ....................................... 25
3.7.1.3 Pengujian Specific Gravity ................................................................... 25
3.7.1.4 Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus ............................................. 26
3.7.2 Pengujian Agregat Kasar ......................................................................... 27
3.7.2.1 Pengujian Specific Gravity ................................................................... 27
3.7.2.2 Pengujian Abrasi .................................................................................. 28
3.7.2.3 Pengujian Gradasi ................................................................................. 28
3.8 Perencanaan Campuran Beton ..................................................................... 28
3.9 Pembuatan Benda Uji................................................................................... 29
3.10 Pengujian Nilai Slump ................................................................................. 29
3.11 Perawatan Benda Uji (Curing) ..................................................................... 30
3.12 Pengujian Ketahanan Kejut .......................................................................... 30
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Agregat ............................................................................. 32
4.1.1 Hasil Pengujian Agregat Halus ............................................................... 32
4.1.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar ............................................................... 34
4.2. Perhitungan Rancang Campur Beton .......................................................... 36
4.3. Hasil Pengujian Benda Uji ........................................................................... 36
4.3.1. Hasil Pengujian Slump ............................................................................. 37
4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Desak Beton ......................................................... 37
4.3.3. Hasil Pengujian Kuat Kejut Beton .......................................................... 38
4.4. Analisa Data Hasil Penelitian ..................................................................... 41
4.5.1 Analisa Pengujian Ketahanan Kejut ........................................................ 41
4.5.2 Analisa Data Hasil Pengujian Menggunakan Metode Regresi ................ 42
4.6 Pembahasan .................................................................................................. 46
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 53
5.2. Saran ............................................................................................................ 54
Daftar Pustaka
Lampiran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beton sebagai struktur dalam konstruksi teknik sipil, dapat dimanfaatkan dalam
banyak hal. Dalam teknik sipil struktur, beton digunakan untuk bangunan pondasi,
kolom, balok, pelat. Dalam teknik sipil hidro, beton berfungsi sebagai bangunan
air seperti bendung, bendungan, saluran dan drainase perkotaan. Beton juga
digunakan dalam teknik sipil transportasi untuk pekerjaan rigid pavement (lapis
keras permukaan yang kaku). Hampir semua aspek ilmu teknik sipil
menggunakan beton sebagai bagian struktur bangunan.
Beton sebagai bahan struktur memiliki kelemahan bersifat getas (kurang daktail).
Kelemahan ini dapat menyebabkan keruntuhan mendadak apabila terdapat beban
kejut yang melampaui batas tidak dapat ditoleransi oleh struktur beton. Beban
kejut dapat dihasilkan melalui benda jatuh dan bertumbukan dengan suatu struktur
beton sehingga menghasilkan gaya yang bekerja secara tiba-tiba.
Penggunaan serat dalam beton dapat untuk mengurangi sifat getas beton. Serat
tersebut dapat berupa metal, mineral maupun alami. Perkembangan teknolgi di
bidang beton serat berkembang dengan pesat. Beton serat sangat berguna untuk
memperbaiki atau menaikkan sifat mekanik beton . Sifat mekanik beton
diantaranya adalah kuat tekan, kuat tarik, kuat lentur maupun kuat kejut. Dalam
penelitian ini difokuskan pengaruh beton serat terhadap kuat kejut beton.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Prinsip penambahan serat adalah memberi tulangan pada beton yang disebar
merata kedalam 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 Bayashi, 1987). Dengan
penambahan serat diharapkan dapat meningkatkan penyerapan energi, daktilitas,
mengendalikan retak, dan meningkatkan sifat deformasi.
Penelitian ini menggunakan serat galavalum AZ 150 (lightweight baring truss).
Sebagai penelitian awal, serat galvalum AZ 150 ini mempunyai kuat tarik
maksimum 6224,24 Kg/cm2, angka ini lebih besar dengan kekuatan baja BJTD
39 dengan kuat tarik 4800 Kg/cm2, hasil penelitian Mediyanto (2005).
Pada perencanaan perkerasan jalan dengan menggunakan perkerasan kaku (rigid
pavement) perlu diperhatikan pengaruh beban kejut terhadap struktur. Pada
struktur perkerasan kaku beban kejut yang ada akan didistribusikan ke bidang
tanah setelah melalui lapisan plat beton. Plat (slab) beton semen berfungsi untuk
menahan beban kejut yang mungkin terjadi pada permukaan jalan. Beban kejut
dapat dihasilkan oleh percepatan roda kendaraan, gaya rem maupun suatu
tumbukan yang terjadi pada struktur. Gambar lapisan perkerasan dapat dilihat
pada Gambar 1.1.
Gambar 1.1 Lapisan Rigid Pavement
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas maka permasalahan yang dapat
dirumuskan adalah bagaimanakah pengaruh serat galvalum AZ 150 terhadap
beton normal dalam menahan beban kejut.
1.3 Batasan Masalah
a. Semen yang digunakan adalah PPC (Pozzoland Portland Cement).
b. Mix desain direncanakan untuk F’c = 29,05 MPa.
c. Mix design rencana menggunakan metode sesuai SK.SNI.T-15-1990-03.
d. Benda uji yang digunakan berupa silinder dengan diameter 150 mm dan
tinggi 60 mm untuk uji kejut.
e. Berat galvalum yang ditambahkan adalah 0 % , 0,33% , 0,66% dan 1 %
dari volume adukan beton.
f. Agregat alam yang digunakan adalah yang berbentuk pecah.
g. Umur beton pengujian adalah umur 28 hari.
h. Serat yang digunakan adalah serat galvalum AZ 150 yang dipotong-
potong sepanjang 50 mm dan lebar 2 mm.
i. Penelitian ini tidak membahas reaksi kimia yang terjadi akibat
penambahan serat galvalum AZ 150.
1.4 Tujuan Penelitian
Penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh bahan tambah serat galvalum az
150 terhadap beton normal dalam menerima beban kejut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
1.5 Manfaat Penelitian
1. Manfaat Teoritis
a. Menambah kontribusi dalam dunia teknik sipil.
b. Mengetahui pengaruh penambahan galvalum terhadap kuat kejut (impact).
c. Menambah pengetahuan mengenai sifat-sifat beton serat.
2. Manfaat Praktis
a. Memperoleh data propertis mengenai sifat – sifat beton normal berserat
galvalum AZ 150.
b. Memberikan alternatif penggunaan serat yang ekonomis dengan
peningkatan mutu beton yang diharapkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Beton adalah suatu material yang menyerupai batu yang diperoleh dengan
membuat suatu campuran yang mempunyai proporsi tertentu dari semen, pasir
dan koral atau agregat lainnya, dan air untuk membuat campuran tersebut menjadi
keras dalam cetakan sesuai dengan bentuk dan dimensi struktur yang di
inginkan.(George Winter, 1993).
Beban kejut (Impact load) termasuk dalam beban dinamik, dimana beban
diterapkan dan dihilangkan secara tiba-tiba. Pengertian beban kejut itu sendiri
adalah beban yang dihasilkan apabila dua buah benda bertumbukan, atau apabila
suatu benda jatuh dan mengenai suatu struktur (Gere dan Timoshenko, 2000).
Untuk mengurangi sifat getas dan meningkatkan ketahanan retak awal (first crack)
beton dapat ditempuh dengan jalan menambahkan serat dalam campuran beton.
Serat yang ditambahkan dapat dari berbagai tipe, bentuk permukaan, panjang serat
dan persentase jumlah serat (fiber volume fraction,Vf) . Bahan – bahan fiber
tersebut antara lain berupa serat baja (steel fiber), kaca (glass fiber), plastik
(polypropylene) dan karbon (carbon). (Emilia Kadreni, 2002)
Aspek ratio serat didapat dari pembandingan panjang dan tebal (diameter) serat
(Soroushian, Lee dan Bayasi, 1987). Rasio perbandingan panjang dan tebal
(diameter) ini juga mempengaruhi kekuatan beton berserat. Hannant (1974)
mensyaratkan bahwa aspek rasio untuk serat baja yang akan menghasilkan
perbaikan sifat antara 50-100. (Harjono, 2001)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
Panjang serat akan berpengaruh terhadap besarnya tegangan yang mampu ditahan
oleh beton berserat. Apabila serat terlalu pendek, maka kekuatan tarik dari serat
tidak tercapai dan serat akan terlebih dahulu tercabut dari beton sehingga
kerusakan yang terjadi diakibatkan oleh hancurnya ikatan antar beton dan serat.
Apabila serat cukup panjang untuk mencapai kuat tariknya maka mekanisme
kerusakan yang terjadi diakibatkan oleh putusnya serat. (Harjono, 2001)
Untuk meningkatkan kuat tarik beton ditambahkan serat dengan variasi 0%,
0.25%, 0.5%, 0.75% and 1.0% ke dalam adukan beton. Hasil laboratorium
menunjukkan bahwa dalam beton dengan Portland cement terdapat peningkatan
kuat tarik beton. Namun demikian, seiring dengan peningkatan kuat tarik beton,
terjadi penurunan workabilitas beton. (Sandesh D. Deshmukh, 2011)
Ketahanan kejut didefinisikan sebagai energi total yang diperlukan untuk
membuat benda uji retak dan patah menjadi beberapa bagian, yang diketahui dari
jumlah pukulan suatu massa yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu (Portland
Cement Association).
Perkerasan kaku (rigid pavement) adalah perkerasan yang menggunakan bahan
ikat aspal yang sifatnya kaku. Perkerasan kaku berupa plat beton dengan atau
tanpa tulangan diatas tanah dasar dengan atau tanpa pondasi bawah. Beban lalu
lintas diteruskan keatas plat beton (http://www.ilustri.org/index.php? Jenis-jenis-
perkerasan-jalan&-catid=37:know-how&itemid=2).
2.2 Landasan Teori
2.2.1. Beton Normal
Beton normal adalah beton yang cukup berat dengan berat jenis 2400 kg/m3, kuat
tekan 15 Mpa sampai 40 Mpa dan dapat menghantarkan panas. Agregat dalam
bahan penyusun beton paling berpengaruh terhadap berat beton yang tinggi. Pada
beton normal biasanya digunakan agregat normal yaitu agregat yang berat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
jenisnya antara 2,5 sampai 2,7 kg/m3 seperti: granit, basalt, kuarsa, dan
sebagainya.
2.2.2. Beton Serat
Dalam penelitian terdahulu, pemberian serat didalam struktur beton memberi
kontribusi positif terhadap kenaikan kekuatan tariknya. Penelitian yang dilakukan
oleh Suhendro (1991) membuktikan bahwa sifat – sifat kurang baik dari beton
yaitu getas, praktis tidak mampu menahan beban tarik dan momen lentur, dapat
diperbaiki dengan menambahkan fiber lokal yang terbuat dari potongan –
potongan kawat pada adukan beton.
Serat pada campuran beton dapat menunda retaknya beton, membatasi
penambahan retak dan juga membantu ketidakmampuan semen portland yang
tidak dapat menahan regangan dan benturan menjadi ikatan komposit kuat dan
lebih tahan retak. Spesifikasi yang sering digunakan dapat dilihat pada tabel 2.1
berikut ini :
Tabel 2.1 Spesifikasi Serat – serat yang Sering Digunakan
Fiber Spesific
Gravity
Tensile
Strenght
(ksi)
Young’s
Modulus
(103 Ksi)
Elongation
At Failure
(%)
Common
Diameters
(in)
Common
Length
(in)
Steel
Glass
Polypropilon
Carbon
7,86
2,7
0,91
1,6
100-300
Up to 180
Up to 100
UP to 100
30
11
0,14-1,2
72
Up To 30
3,5
2,5
1,4
0,0005-0,04
0,004-0,03
Up to 0,1
0,0004-0,008
0,5-1,5
0,5-1,5
0,5-1,5
0,02-0,5
(Soroushian & Bayasi, 1987)
Tipe serat secara umum dapat diklarifikasikan menjadi empat (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)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
2.3 Material Penyusun Beton Normal
2.3.1 Semen Portland
Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan
klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis
dengan gips sebagai bahan tambahan (PUBI-1982, dalam Tjokrodimuljo, 1996).
Fungsi semen adalah untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu
massa yang padat dan juga untuk mengisi rongga-rongga antar butir agregat.
Empat unsur yang paling penting dalam semen adalah:
a. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO.SiO3
b. Dikalsium silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2
c. Trikalsium aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3
d. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.FeO2
Tabel 2.2. Jenis Semen Portland di Indonesia Sesuai SII 0013-81
Jenis semen Karakteristik umum
Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan
persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-jenis lain
Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan
terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang
Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan
kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi
Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan
panas hidrasi yang rendah
Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan
ketahanan yang tinggi terhadap sulfat
Sumber : Tjokrodimuljo (1996)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
2.3.2 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, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu
bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton. Berdasarkan ukuran besar
butirnya, agregat yang dipakai dalam adukan beton dapat dibedakan menjadi dua
jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar.
a. Agregat Halus
Menurut Tjokrodimuljo (1996), agregat halus adalah agregat yang berbutir kecil
antara 0,15 mm dan 5 mm. Dalam pemilihan agregat halus harus benar-benar
memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Karena sangat menentukan dalam
hal kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat
keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Pasir sebagai bahan pembentuk
mortar bersama semen dan air, berfungsi mengikat agregat kasar menjadi satu
kesatuan yang kuat dan padat.
Berdasarkan ASTM C 125-03 “Standard Terminology Relating to Concrete and
Concrete Aggregates” agregat halus adalah agregat yang lolos saringan 4,75 mm
(No. 4) dan tertahan pada saringan 75µm (No. 200).
DP
Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 33, syarat-syarat agregat halus (pasir) adalah
sebagai berikut :
1) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran tajam dan keras, bersifat kekal dalam
arti tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti panas matahari dan
hujan.
2) Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5 % terhadap jumlah
berat agregat kering. Apabila kandungan lumpur lebih dari 5 %, agregat halus
harus dicuci terlebih dahulu.
3) Agregat halus tidak boleh mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak.
Hal demikian dapat dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams Header
dengan menggunakan larutan NaOH.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
4) Agregat halus terdiri dari butiran-butiran yang beranekaragam besarnya dan
apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1
(PBI 1971), harus memenuhi syarat sebagai berikut :
(a) Sisa di atas ayakan 4 mm , harus minimum 2 % berat.
(b) Sisa di atas ayakan 1 mm , harus minimum 10 % berat.
(c) Sisa di atas ayakan 0,25 mm , harus berkisar antara 80 % - 90 % berat.
Pasir di dalam campuran beton sangat menentukan dalam hal kemudahan
pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability)
dari beton yang dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu
pasir harus dikendalikan. Oleh karena itu pasir sebagai agregat halus harus
memenuhi gradasi dan persyaratan yang ditentukan. Batasan susunan butiran
agregat halus dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Batasan Susunan Butiran Agregat Halus
Ukuran saringan
(mm)
Persentase lolos saringan
Daerah 1 Daerah 2 Daerah 3 Daerah 4
10,00
4,80
2,40
1,20
0,60
0,30
0,15
100
90-100
60-95
30-70
15-34
5-20
0-10
100
90-100
75-100
55-90
35-59
8-30
0-10
100
90-100
85-100
75-100
60-79
12-40
0-10
100
95-100
95-100
90-100
80-100
15-50
0-15
Sumber : Tjokrodimuljo (1996)
Keterangan:
Daerah 1 : Pasir kasar
Daerah 2 : Pasir agak kasar
Daerah 3 : Pasir agak halus
Daerah 4 : Pasir halus
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
b. Agregat Kasar
Menurut Tjokrodimuljo (1996) disebutkan bahwa agregat kasar adalah agregat
yang mempunyai ukuran butir-butir besar antara 5 mm dan 40 mm. Sifat dari
agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya
terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar
mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan
yang baik dengan semen.
Berdasarkan ASTM C 125-03 “Standard Terminology Relating to Concrete and
Concrete Aggregates” agregat kasar adalah suatu agregat yang tertahan pada
saringan 4,75 mm (No. 4).
Sifat-sifat bahan bangunan sangat perlu untuk diketahui, karena dengan
mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan tersebut, kita dapat menentukan
langkah-langkah yang diambil dalam menangani bahan bangunan tersebut. Sifat-
sifat dari agregat kasar yang perlu untuk diketahui antara lain ketahanan
(hardness), bentuk dan tekstur permukaan (shape and texture surface), berat jenis
agregat (specific gravity), ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir
(finenes modulus), dan gradasi agregat (grading).
Menurut PBI 1971 (NI-2) pasal 3.4 syarat-syarat agregat kasar (kerikil) adalah
sebagai berikut :
1) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir keras dan tidak berpori. Agregat
kasar yang mengandung butir-butir pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah
butir-butir pipih tersebut tidak melebihi 20 % dari berat agregat seluruhnya.
Butir-butir agregat kasar harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur
oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan.
2) Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1 % yang ditentukan
terhadap berat kering. Apabila kadar lumpur melampaui 1 % maka agregat
kasar harus dicuci.
3) Agregat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton,
seperti zat-zat yang reaktif alkali.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
4) Kekerasan butir-butir agregat kasar yang diperiksa dengan bejana penguji dari
Rudelof dengan beton penguji 20 ton, yang harus memenuhi syarat-syarat :
(a) Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5-19 mm lebih dari 24 %
berat.
(b) Tidak terjadi pembubukan sampai 19-30 mm lebih dari 22 % berat.
Kekerasan ini dapat juga diperiksa dengan mesin Los Angeles. Dalam hal ini
tidak boleh terjadi kehilangan berat lebih dari 50 %.
5) Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam besarnya dan
apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1
PBI 1971, harus memenuhi syarat sebagai berikut :
(a) Sisa diatas ayakan 31,5 mm harus 0 % berat .
(b) Sisa diatas ayakan 4 mm harus berkisar antara 90 % dan 98 % berat.
(c) Selisih antara sisa-sisa kumulatif diatas dua ayakan yang berurutan,
maksimum 60 % dan minimum 10 % berat.
Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar
Ukuran saringan
(mm)
Persentase lolos saringan
40 mm 20 mm
40
20
10
4,8
95-100
30-70
10-35
0-5
100
95 – 100
22-55
0-10
Sumber : Tjokrodimuljo (1996)
Susunan untuk butiran (gradasi) yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan
(density) maksimum dan porositas (voids) minimum. Sifat penting dari suatu
agregat (baik kasar maupun halus) ialah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap
benturan yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan
karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses
pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap
penyusutan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
Bentuk dari partikel agregat dapat mempengaruhi kebutuhan air, workability,
kemampuan untuk diangkut (mobility), bleeding, kemampuan untuk membentuk
hasil akhir yang baik (finishability) dan kekuatan. Partikel yang lebih bulat
(rounded) memberikan workability yang lebih baik dibandingkan dengan partikel
yang bentuknya pecah atau bersudut. Hal ini disebabkan karena sedikitnya bidang
kontak antar partikel yang dialami oleh partikel bulat, sehingga gaya gesek antar
partikel menjadi lebih kecil dan aliran campuran beton menjadi lebih mudah.
Bentuk agregat juga mempengaruhi kuat tekan pada beton. Campuran yang
menggunakan agregat dengan bentuk pecah dan bersudut akan menghasilkan
beton dengan kekuatan yang lebih tinggi karena kekuatan ikatan antar partikelnya
besar. Kekuatan ikatan yang besar tersebut dikarenakan bidang kontak antara
partikel dengan pasta yang besar.
2.3.3 Air
Air merupakan bahan dasar pembuat dan perawatan beton, penting namun
harganya paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta untuk
menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan
dipadatkan. Air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula
untuk bahan campuran beton. Tetapi tidak berarti air harus memenuhi persyaratan
air minum. Jika diperoleh air dengan standar air minum, maka dapat dilakukan
pemeriksaan secara visual yang menyatakan bahwa air tidak berwarna, tidak
berbau, dan cukup jernih. Menurut Tjokrodimuljo (1996), dalam pemakaian air
untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut:
a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.
b. Tidak mengandung garam-garam yang merusak beton (asam, zat organik, dll)
lebih dari 15 gram/liter.
c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.
d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.
Menurut Tjokrodimuljo (1996) kekuatan beton dan daya tahannya berkurang jika
air mengandung kotoran. Pengaruh pada beton diantaranya pada lamanya waktu
ikatan awal serta kekuatan beton setelah mengeras. Adanya lumpur dalam air
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
diatas 2 gram/liter dapat mengurangi kekuatan beton. Air dapat memperlambat
ikatan awal beton sehingga beton belum mempunyai kekuatan dalam umur 2-3
hari. Sodium karbonat dan potasium dapat menyebabkan ikatan awal sangat cepat
dan konsentrasi yang besar akan mengurangi kekuatan beton.
2.3.4. Serat Galvalum AZ 150
Penelitian ini menggunakan bahan tambah berupa serat galvalum. Berdasarkan
pada penelitian beton ringan berserat galvalum oleh Mediyanto, 2003 beberapa
sifat dan prilaku 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
Keunggulan inilah yang dijadikan dasar dalam pemilihan serat galvalum dalam
pembuatan beton normal berserat, selain dikarenakan serat galvalum memiliki
unit densitas yang lebih rendah dari serat baja.
2.4 Ketahanan Kejut (Impact)
Menurut Gere dan Timoshenko (2000) beban kejut (Impact load) termasuk dalam
beban dinamik, dimana beban diterapkan dan dihilangkan secara tiba-tiba.
Pengertian beban kejut itu sendiri adalah beban yang dihasilkan apabila dua buah
benda bertumbukan, atau apabila suatu benda jatuh dan mengenai suatu struktur.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
Keterangan :
A = tinggi tali (katrol)
B = benda uji
m = massa beban (kg)
h = tinggi jatuh (m)
L = panjang semula (m)
δ = perpanjangan batang (m)
Gambar 2.1 Beban Kejut Batang Prismatik Akibat Jatuhnya Benda Bermassa m.
Sebuah benda bermassa m yang mula-mula dalam keadaan diam, dijatuhkan
dalam ketinggian h ke sayap di ujung bawah batang AB. Apabila batang tersebut
menumbuk sayap maka batang akan memulai memanjang sehingga menimbulkan
tegangan dan regangan aksial pada batang. Pada selang waktu yang sangat
singkat, sayap akan bergerak ke bawah dan mencapai peralihan maksimum.
Dengan demikian batang akan memendek, memanjang, lalu memendek lagi, yang
berarti batang bergetar secara longitudinal dan batang atas bergerak atas dan
bawah.
Getaran di atas analog dengan getaran yang terjadi pada suatu pegas yang ditarik
kemudian dilepas. Getaran batang akan berhenti karena efek redaman, dan batang
akan diam dengan benda bermassa m terletak pasa sayap. Analisis dimulai dengan
meninjau energi suatu sistem sesaat sebelum massa dilepaskan. Energi potensial
massa terhadap elevasi sayap sama dengan m.g.h. Energi potensial ini akan
dikonversikan akan menjadi energi kinetik. Pada saat massa menumbuk sayap,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
energi potensial massa terhadap elevasi sayap sama dengan nol dan energi kinetik
yang terjadi sama dengan 6挠ָ dimana 郭实税2龟闺. (2.1)
Setelah tumbukan terjadi, energi kinetik massa ditransformasikan menjadi energi
regangan. Sebagian energi panas, atau menjadi deformasi plastik yang
terlokalisasi pada massa dan sayap. Sebagian kecil masih energi kinetik dari
massa yang mungkin bergerak ke bawah lebih jauh lagi selama masih ada kontak
dengan sayap, atau memantul ke atas.
Asumsi-asumsi analisis :
1. Massa dan sayap mempunyai struktur sedemikian rupa sehingga massa
“menempel” ke sayap dan beregerak ke bawah bersama-sama (massa tidak
memantul).
2. Energi yang hilang diabaikan dan energi kinetik dari massa yang jatuh
berubah seluruhnya menjadi energi regangan batang.
3. Energi pada batang akibat gerakan vertical elemen batang dan energi
regangan pada batang akibat berat sendiri diabaikan.
4. Tegangan pada batang tetap berada di dalam daerah elastis linier.
5. Distribusi tegangan seluruh batang sama apabila batang tersebut dibebani
secara static oleh gaya di ujung bawah (tegangan terbagi rata di seluruh
volume batang)
Prinsip konversi energi menyatakan bahwa energi potensial yang hilang pada saat
jatuhnya massa sama dengan energi regangan yang timbul pada batang :
ú 实辊 (2.2)
灌纵闺十磺邹实 趨Ƽ旗ָ挠痞 (2.3)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Persamaan kuadratik di atas dapat dipecah untuk mencari akar positif yaitu :
磺实票痞趨Ƽ 十释足票痞趨Ƽ卒挠十2闺足票痞趨Ƽ卒恃前ָ (2.4)
Persamaan di atas dapat disederhanakan dengan menggunakan notasi :
磺魄t实票痞趨Ƽ (2.5)
Dengan, δst = Perpanjangan batang akibat berat benda yang jatuh pada kondisi
pembebanan static.
Dengan memasukkan persamaan 2.4 ke persamaan 2.3 akan didapat :
磺实磺魄t十揍纵磺魄t邹挠十2闺磺魄t租前ָ (2.6)
Beban yang diterapkan secara tiba-tiba akan menyebabkan perpanjangan dua kali
lebih besar dari perpanjangan yang disebabkan oleh beban yang diterapkan secara
static. Perpanjangan untuk kondisi seperti ini diperoleh dari persamaan 2.5 dengan
menetapkan h sama dengan nol :
磺ĖǴ魄实2磺魄t (2.7)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Analog dengan teori di atas, maka rumus yang digunakan sebagai pendekatan
perhitungan serapan energi adalah :
Emaks = 2 Ep (2.8)
= 2.m.g.h
Emaks = Energi serapan (joule)
m = massa beban yang dijatuhkan (kg)
g = gravitasi (m/det2)
h = tinggi jatuh (m)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Uraian Umum
Metode yang diterapkan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental yaitu
suatu metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan secara
langsung untuk mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara
variabel yang diselidiki. Pada penelitian ini ekperimen dilakukan di laboratorium.
Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian bahan dan
pengujian ketahanan kejut.
3.2 Tempat Penelitian
Penelitian ini bertempat di Laboratorium Bahan Jurusan Teknik sipil Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret.
3.3 Benda Uji Penelitian
Benda uji yang digunakan dalam pengujian ketahanan kejut adalah benda uji
silinder berdiameter 150 mm dengan tinggi 60 mm. Sebanyak 12 benda uji
dengan 3 benda uji untuk masing – masing kondisi .Dengan kadar penambahan
galvalum adalah 0 %, 0,33 % 0,66 % dan 1 % dari volume adukan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Tabel 3.1 Identifikasi Benda Uji
Kode Ukuran
(mm)
Kadar Serat
Galvalum (%)
Jumlah
I-0,00
I-0,33
I-0,66
I-1,00
150 x 60
150 x 60
150 x 60
150 x 60
0
0,33
0,66
1
3 Buah
3 Buah
3 Buah
3 Buah
Gambar 3.1 Beban Uji Kuat Kejut
3.4 Peralatan Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada laboratorium bahan konstruksi teknik sipil
Universitas Sebelas Maret sehingga menggunakan alat – alat yang ada di
laboratorium tersebut. Alat – alat yang dipakai dalam penelitian ini adalah :
a. Timbangan
1. Neraca merk Murayana Seisakusho Ltd japan dengan kapasitas 5 kg,
ketelitian sampai 0,1 gram, digunalan untuk mengukur berat materila
yang berada dibawah kapsitas.
2. Timbangan bascule merk DSN Bola Dunia dengan kapasitas 150 kg
dengan ketelitian 0,1 kg.
b. Ayakan
Ayakan yang digunkan adalah ayakan dengan merk Control italy bentuk
lubang ayakan adalah bujur dangkar dengan ukuran 75 mm 50 mm 38 mm
25 mm 12,5 mm 9,5 mm 4,75 mm 2,36 mm 1,18 mm 0,85 mm 0,3 mm
0,15 mm dan pan.
c. Mesin penggetar ayakan
Mesin penggetar ayakan yang digunakan adalah mesin penggetar dengan
merk control italy mesin ini digunakan sebagai dudukan sekaligus
penggetar ayakan. Penggunaan untuk uji gradasi agregat halus maupun
kasar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
d. Oven merk binder
Oven berkapasitas 300°C 2200 W digunakan untuk mengeringkan
meterial (pasir dan krikil).
e. Corong konik
Corong konik dengan ukuran diameter atas 3,8 cm diameter bawah 8,9 cm
tinggi 7,6 cm lengkap dengan alat penumbuk Alat ini digunakan untuk
mengukur keadaan SSD agregat halus.
f. Corong / kerucut abrams
Kerucut abrams terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm dan
diameter bawah 20 cm tinggi 30 cm dilengkapi dengan tongkat baja yang
diujungnya ditumpulkan panjang 60 cm diameter 16 cm Alat ini
digunakan untuk mengukur nilai slump adukan beton.
g. Mesin los angeles
Mesin ini dilengkapi dengan 12 buah bola baja. Alat ini digunakan untuk
menguji ketahanan aus dari agragat kasar.
h. Cetakan benda uji.
Cetakan benda uji yang digunkan adalah cetakan silinder baja dengan
ukuran diameter 15 cm dan tinggi 6 cm.
i. Alat Bantu
Untuk kelancaran dan kemudahan penelitian pada saat pembuatan benda
uji digunakan beberapa alat bantu :
1. Vibrator yang digunkan untuk pemadatan saat pembuatan benda uji.
2. Cetok semen, digunakan untuk memindahkan bahan batuan dan
memasukan campuran beton ke dalam cetakan beton.
3. Gelas ukur kapasitas 250 ml digunkan untuk meneliti kandungan zat
organik dan kandungan lumpur agregat halus.
4. Ember untuk tempat air dan sisa adukan.
5. Cangkul untuk mengaduk campuran beton.
j. ITM (Impact Testing Machine)
Alat untuk menguji beban kejut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
3.5. Tahap dan Prosedur Penelitian
Tahapan – tahapan pelaksanaan penelitian sebagai berikut :
a. Tahap I ( Tahap persiapan)
Melakukan studi literatur serta mempersiapkan bahan dan alat uji penelitian
supaya penelitian berjalan lancar.
b. Tahap II (Tahap pengujian Bahan)
Melakukan pengujian bahan yang akan digunakan dengan tujuan untuk
mengetahui sifat dan karakterstik bahan. Bahan yang diuji adalah agregat
kasar dan agregat halusnya.
c. Tahap III (Tahap pembuatan Benda Uji)
Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut :
1. Penetapan campuran adukan beton. Rencana proporsi campuran adukan
beton dengan mix design sesuai standar SK.SNI.T-15-1990-03.
2. Pembuatan adukan beton.
3. Pemerikasaan nilai slump.
4. Pembuatan benda uji berupa silinder diameter 15 cm dan tinggi 6 cm.
d. Tahap IV (Tahap perawatan Benda uji )
Pada tahap ini dilakukan perwatan terhadap benda uji yang telah dibuat pada
tahap III. Perwatan beton umur 28 hari dilakukan dengan cara merendam
benda uji dalam air pada hari kedua selama 14 hari, kemudian beton
dikeluarkan dari air dan diangin-anginkan selama 14 hari atau sampel benda
uji berumur 28 hari untuk kemudian dilakukan uji kejut.
e. Tahap V
Melakukan pengujian kuat kejut (Impact) terhadap semua benda uji pada suhu
kamar 25°C setelah beton mencapai umur 28 hari.
f. Tahap VI
Melakukan analisis data hasil pengujian untuk mendapatkan kesimpulan
hubungan antara variabel – variabel yang diteliti dalam penelitian.
g. Tahap VII
Tahap ini melakukan pengambilan kesimpulan dari hasil analisis pengujian
yang berhubungan dengan tujuan penelitian.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
Tahapan penelitian ini dapat dilihat secara sketmatis dalam bagan alir pada
Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Bagan Alir Tahap Penelitian
Perhitungan Rancang Campur
(Mix Design)
Pembuatan Benda Uji
Silinder d: 15 cm, t: 6 cm
Pembuatan Adukan Beton
Perawatan (Curing)
Pengujian Kuat Kejut
Analisis Data dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
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
Agregat Kasar Air Agregat Halus Semen Galvalum
Ya
Tidak
Uji
Slump
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
3.6 Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Beton
Untuk memenuhi sifat dan karakteristik dari bahan dasar penyusun beton maka
perlu dilakukan pengujian. Pengujian ini dilakukan terhadap agregat halus dan
kasar.
3.6.1 Standar Pengujian Agregat Halus
Pengujian agregat halus dilakukan berdasarkan ASTM dan disesuaikan dengan
spesifikasi bahan menurut ASTM. Standar pengujian agregat halus adalah sebgai
berikut :
a. ASTM C-23 : Standar penelitian pengujian berat isi agregat halus.
b. ASTM C-40 : Standar penelitian untuk tes kotoran organik dalam
agregat halus.
c. ASTM C-117 : Standar penelitian untuk agregat lolos saringan no. 200
dengan pencucian.
d. ASTM C-128 : Standar penelitian untuk menentukan spesific gravity
agregat halus.
e. ASTM C-136 : Standar penelitian untik analisis saringan agregat halus.
3.6.2 Standar Pengujian Agregat Kasar
a. ASTM C-29 : Standar penelitian untuk pengujian berat isi agregat kasar.
b. ASTM C-127 : Standar penelitian untuk menentukan spesific gravity
agregat kasar.
c. ASTM C-131 : Standar penelitian untuk pengujian abrasai agregat kasar.
d. ASTM C-136 : Standar pengujian untuk analisis ayakan agregat kasar.
3.7 Pengujian Bahan Dasar Beton
Untuk mengetahui sifat dan karakteristik dari material pembentuk beton maka
dalam penelitian ini dilakukan pengujian terhadap bahan – bahan pembentuk
beton. Pengujian ini hanya dilakukan terhadap agregat halus agregat kasar
sedangkan air dan semen yang digunakan telah sesuai dengan dpesifikasi standar
dalam PBI NI 1971 pasal 3.6.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
3.7.1 Pengujian Agregat Halus
3.7.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus
Pasir adalah salah satu bahan dasar beton yaitu sebagai agregat halus. Pasir
digunakan dalam pembuatan beton harus memenuhi beberapa persyaratan, salah
satunya adalah pasir harus bersih. Pasir bersih yaitu pasir yang tidak mengandung
lumpur lebih dari 5 % dari berat keringnya. Apabila kadar lumpur lebih dari 5 %
maka harus dicuci terlebih dahulu. Syarat – syarat agregat halus sesuai dengan
PBI NI-2,1971. Kadar lumpur pasir dihitung dengan Persamaan 3.1.
Kadar lumpur = 紐钳䑐紐前紐前 x 100 %
Dengan :
G0 = berat awal 100 gram (2.1)
G1 = Berat pasir akhir (gram) (2.2)
3.7.1.2 Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus
Pasir biasanya diambil dari sungai maka kemungkinan kotor sangat besar,
misalnya bercampur dengan lumpur zat organik lainnya. Pasir sebagai agregat
halus dalam adukan beton tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak
karena mengakibatkan penurunana kekuatan beton dihasilkan. Kandungan zat
oeganik ini dapat dilihat dari percobaan warna dari abrams harder dengan
menggunakan larutan NaOH 3 % dengan peraturan beton bertulang indonesia
(PBI NI-2,1971). Penurunan kekuatan dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Pengaruh Kadar Zat Organik terhadap Persentase Penurunan Kekuatan Beton
Warna Penurunan Kekuatan
Jernih 0
Kuning muda 0 – 10
Kuning tua 10 – 20
Kuning kemerahan 20 – 30
Coklat kemerahan 30 – 50
Coklat tua 50 – 100
(Sumber : tabel Prof Ir. Rooseno, 1995 )
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
3.7.1.3 Pengujian Specific Gravity
Mengetahui sifat - siifat bahan bangunan yang dipakai dalam suatu pekerjaan
struktur dangat penting, karena sifat – sifat tersebut dapat ditentukan langkah –
langkah yang tepat untuk mengerjakan bangunan tersebut. Berat jenis merupakan
salah satu variabel yang sangat penting dalam merencanakan campuran adukan
beton karena dengan mengetahui variabel tersebut dapat dihitung volume pasir
yang ditentukan.
Tujuan dari pengujian ini untuk 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 kering
dengan volume butir pasir.
d. Absorbtion yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat
kering.
Nilai – nilai yang ingin diketahui di atas dihitung dengan persamaan
Bulk spesific gravity = 频贫嫩㨸77䑐品 (2.3)
Bulk spesific gravity SSD = 㨸77贫嫩㨸77䑐品 (2.4)
Apparent spesific gravity = 频贫嫩频䑐品 (2.5)
Absorbtion = 㨸77䑐频频 x 100 % (2.6)
Dengan :
a = berat pasir kering oven (gram)
b = berat Volumetric Flask berisi air (gram)
c = berat Volumetric Flask berisi air dan pasir (gram)
500 = berat pasir dalam keadaaan kering permukaan jenuh (gram)
3.7.1.4 Pengujian Gradasi Agregat Halus
Gradasi dan keseragaman diameter pasir sebagai agregat halus lebih
doperhitungkan daripada agregat kasar karena sanagat menentukan pengerjaan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
dan sifat kohesi campuran adukan beton. Selain itu pasir sangat menetukan
pemakaian semen dalam pembuatan beton. Menurut ASTM agregat halus yang
baik mempunyai gradasi butiran sesai tabel 3.3.
Tabel 3.3 Syarat Persentase Berat Lolos Standar ASTM
Diameter Ayakan Berat lolos saringan ASTM ( %)
9,5 100
4,75 90 – 100
2,36 75 – 100
1,18 55 – 90
0,6 35 – 59
0,3 8 – 30
0,15 0 – 10
0 0
Sumber
Modulus kehalusan pasir dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3.6.
Modulus kehalusan pasir = 聘乒 (2.7)
Dengan :
d = Persentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan
e = Persentase berat pasir yang tertinggal
3.7.2 Pengujian Agregat Kasar
3.7.2.1 Pengujian Spesific Gravity
Mengetahui sifat – sifat bahan bangunan yang akan dicapai dalam suatu
konstruksi adalah sangat penting, karena sifat – sifat tersebut dapat ditentukan
langkah – langkah yang tepat untuk mengerjakan bangunan tersebut. Berat jenis
merupakan salah satu variabel yang sangat penting dalam merencanakan
campuran adukan beton, karena dengan mengetahui variabel tersebut dapat dapat
dihitung volume pasir yang diperlukan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
Tujuan :
1. Untuk mengetahui bulk spesific gravity yaitu perbandingan antara berat
krikil dalam kondisi kering dengan volume pasir total.
2. Untuk mengetahui bulk spesific SSD yaitu perbandingan antara berat
kerikil jenuh dalam kondisi kering permukaan dengan volume kerikil total.
3. Untuk mengetahui apparent spesific gravity yaitu perbandingan antar berat
kerikil kering dengan volume butir kerikil.
4. Untuk mengetahui daya serap (absorbsion) yaitu perbandingan antara
berat air yang diserap dengan berat kerikil kering.
3.7.2.2. Pengujian Abrasi
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kekerasan batuan atau daya
tahan aus batuan , dalam hal ini adalah agregat kasar bakibat gesekan atau
perputaran yang dinyatakan dalam prosentase.
Tujuan :
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kekerasan kerikil, prosentase
dan modulus kehalusannya.
3.7.2.3. Pengujian Gradasi
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui variasi diameter agregat kasar,
prosentase dan modulus halusnya. Modulus kehalusan merupakan angka yang
menunjukan tinggi rendahnya tingkat keausan butir dalam agregat.
3.8 Perencanaan Campuran Beton
Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran
adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik.
Dalam penelitian ini digunakan rancang campur beton yang mengacu peraturan
SK SNI T-15-1990-03 dengan kekuatan yang akan dicapai pada umur 28 hari 23
Mpa.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
3.9 Pembuatan Benda Uji
Langkah – langkah pembuatan benda uji dalam penelitian ini diuraikan sebagai
berikut :
1. Menyiapkan meterial dan peralatan yang akan digunakan untuk membuat
campuran beton.
2. Menyiapkan cetakan beton.
3. Menimbang material – material yang akan digunakan sesuai dengan
kebutuhan.
4. Membuat adukan dengan cara mencampurkan meterial – material tersebut
dengan mixer.
5. Menguji nilai slump dari adukan tersebut.
6. Adukan dituang kedalam cetakan beton dan digunakan vibrator agar
adukan homogen dan merata didalam cetakan , dan memberi tanda untuk
masing – masing benda uji.
7. Melepaskan benda dari cetakan setelah 24 jam kemudian dilakukan curing
terhadap benda uji tersebut.
3.10 Pengujian Nilai Slump
Slump beton adalah besaran kekentalan atau viskositi /plastisitas dan kohesi dari
beton segar . menurut SK SNI-M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah
sebagai berikut :
1. Kerucut abrams bagian dalam dan luar dibersihkan dengan air.
2. Cetakan kerucut diletakan diatas plat baja.
3. Dengan memegang kakai kerucut kuat – kuat , adonan beton dimasuikan
hingga 1/3 tinggi kerucut, kemudian didapatkan dengan cara
menumbuknya menggunakan tongkat besi ujung bulat sebanyak 25 kali.
4. Pengisian diselesaikan sampai 2 lapis berikutnya dan dipdatkan dengan
cara yang sama seperti yang sebelumnya, sampai cetakan terisi penuh,
selanjutnya pada bagian atas diratakan dengan cetok.
5. Kemudian cetakan kerucut diangkat perlahan tegak lurus ke atas.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
6. Mengukur penurunan dari tinggi mula – mula , besar penurunan ini disebut
nilai slump.
3.11 Perawatan Benda Uji (Curing)
Perawatan beton adalah suatu pekerjaan menjaga agar permukaan beton segar
selalu lembab sejak adukan beton dipadatkan sampaim beton dianggap cukup
keras. Hali ini dimaksudkan untuk menjamin agar proses hidrasi dapat
berlangsung dengan baik. Dan proses pengerasan terjadi dengan sempurna
sehingga tidak terjadi retak – retak pada beton dan mutu beton dapat terjamin.
Pada penelitian ini perawatan dilakuakn dengan melepas cetakan beton setelah
berumur 1 hari dan merendam beton dalam air pada hari kedua selama 2 hari.
Setelah itu beton dikeluarkan dari dalam air dan perawatan dilanjutkan dengan
diangin –anginkan sampai beton berumur 28 hari .
3.12 Pengujian Ketahanan Kejut
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya energi serapan yang diterima
oleh benda uji sesudah terjadi tumbukan, besarnya energi serapan dihitung
berdasarkan banyaknya jumlah pukulan.
Benda uji yang digunakan adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 6 cm.
Pengujian untuk mengetahui jumlah pukulan (blow) yang diperlukan untuk
membuat benda uji retak pertama kali sampai benda uji mengalami runtuh. Retak
pertama kali dari benda uji ditandai dengan adanya retak rambut pada
permukaannya. Sedangkan benda uji dikatakan runtuh jika sudah pecah / terbelah.
Pengujian menggunakan alat uji kejut atau ITM (Impact Testing Machine) yang
berada di Laboratorium Bahan Fakultas Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret.
Alat uji kejut ini menggunakan prinsip Drop Weight Test. Beban yang digunakan
dengan ukuran diameter 6 cm, tinggi 12 cm, dan berat 5 kg yang dijatuhkan pada
ketinggian 45 cm.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
Langkah-langkah pengujian adalah sebagai berikut :
1. Meletakkan benda uji pada dudukannya.
2. Memasang alat pemukul (hammer) beserta pipa pralon untuk memposisikan
jatuhnya beban.
3. Menjatuhkan alat pemukul dan mengamati retak yang terjadi secara visual,
baik saat benda uji mengalami retak pertama maupun pada saat benda uji
mengalami runtuh total.
4. Mencatat jumlah pukulan yang diperlukan untuk membuat benda uji retak
pertama dan jumlah pukulan untuk membuat benda uji runtuh total.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
BAB 4
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Agregat
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus
Pengujian-pengujian yang dilakukan terhadap agregat halus dalam penelitian ini
meliputi pengujian kandungan lumpur, kandungan zat organik, berat jenis, dan
gradasi pasir. Setelah dilakukan pengujian didapat hasil pengujian yang disajikan
dalam tabel 4.1. Untuk perhitungan dan 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
Larutan NaOH 3%
berwarna kuning
muda
Jernih atau kuning
muda
Memenuhi
Syarat
Kandungan
Lumpur
2,3% Maksimum 5% Memenuhi
Syarat
Bulk Spesific
Gravity
2,55
- -
Bulk Spesific
Gravity SSD
2,56
2,5 - 2,7 Memenuhi
Syarat
Apparent Spesific
Gravity
2,58
- -
Absorption 0,42% - -
Modulus Halus
Butir
2,6 2,3 - 3,1 Memenuhi
Syarat
Untuk hasil pengujian agregat halus serta persyaratan batas dari ASTM C33-97
dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut ini.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus
No Diameter Ayakan
Berat Tertahan Berat Lolos
Kumulatif
ASTM C 33 Berat
(gram) % Kumulatif
(%)
1 9.5 0 0.00 0 100.00 100 2 4.75 5 0.17 0.17 99.83 95-100 3 2.36 304.5 10.16 10.33 89.67 80-100 4 1.18 567.5 18.94 29.26 70.74 50-85 5 0.85 397.5 13.26 42.53 57.47 25-60 6 0.3 1187.5 39.62 82.15 17.85 10-30 7 0.15 395 13.18 95.33 4.67 2-10 8 0 140 4.67 100.00 0.00 0
Total 2997 100 359.77 - -
Dari tabel 4.2 gradasi agregat halus di atas dapat digambarkan grafik gradasi
beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C33-97 sebagai berikut :
Gambar 4.1 Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Halus
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4 6 8 10
Kum
ulat
if L
olos
( %
)
Diameter Ayakan (mm)
Hasil Pengujian ASTM batas atas
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar
Pengujian terhadap agregat kasar split (batu pecah) yang dipakai dalam penelitian
ini meliputi pengujian berat jenis (spesific gravity), gradasi agregat kasar, dan
keausan (abrasi). Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam tabel 4.3,
sedangkan data hasil pengujian secara lengkap disajikan dalam lampiran B.
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Agregat Kasar
Jenis Pengujian Hasil
Pengujian
Standar Kesimpulan
Bulk Spesific
Gravity
2,50
- -
Bulk Spesific
Gravity SSD
2,57
2,5 – 2,7 Memenuhi
Syarat
Apparent Spesific
Gravity
2,68
- -
Absorption 2,66 %
- -
Modulus Halus
Butir
7,61 5 – 8 Memenuhi
Syarat
Abrasi 43,10 % Maksimum
50%
Memenuhi
Syarat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar
No Diameter Ayakan
Berat tertinggal Berat Lolos
Kumulatif (%)
ASTM C33 Berat
(gram) % Kumulatif
(%)
1 38,00 0 0.000 0.000 100.00 100 2 25,00 0 0.00 0.00 100.00 95-100 3 19,00 475 15.97 15.97 84.03 - 4 12,50 930 31.27 47.24 52.76 35-70 5 9,50 415 13.95 61.20 38.80 - 6 4,75 854 28.72 89.91 10.09 10-30 7 2,36 300 10.09 100.00 0.00 0-5 8 1,18 0 0.00 100.00 0.00 - 9 0,6 0 0.00 100.00 0.00 -
10 0,3 0 0.00 100.00 0.00 - 11 0,15 0 0.00 100.00 0.00 - 12 0,00 0 0.00 100.00 0.00 -
Jumlah 2974 100.00 814.32 - -
Dari tabel 4.4 gradasi agregat kasar di atas dapat digambarkan grafik gradasi
beserta batas gradasi yang disyaratkan oleh ASTM C33-84 sebagai berikut :
Gambar 4.2 Grafik Daerah Susunan Butir Agregat Kasar
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40
Kum
ulat
if L
olos
( %
)
Diameter Ayakan (mm)
Hasil Pengujian ASTM batas atas ASTM batas bawah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
4.2. Perhitungan Rancang Campur Beton
Perhitungan rencana campuran beton normal (mix design) menggunakan standar
Dinas Pekerjaan Umum (SK SNI T-15-1990-03), dari perhitungan tersebut
didapat kebutuhan bahan per m³ yaitu :
Air = 225 liter
Semen = 562,5 kg
Pasir = 540,18 kg
Kerikil = 960,32 kg
Dari hasil tersebut maka dapat dihitung kebutuhan bahan total adukan yang terdiri
dari 12 buah benda uji silinder tinggi 15 cm diameter 6 cm diuji pada umur 28
hari sebesar 0,0127 m³. Kebutuhan bahan tiap adukan disajikan dalam tabel 4.5.
Tabel 4.5 Hasil Hitungan Kebutuhan Bahan Tiap Adukan
Kadar Total Total
Volume+ Air Semen Pasir Kerikil Galvalum
Serat Volume SF 20% (lt/m³) (kg/m³) (kg/m³) (kg/m³) (kg)
( m³ ) ( m³ )
0% 0.0032 0.0038 0.8588 2.1471 2.0619 3.6656 0.0000
0,33 % 0.0032 0.0038 0.8588 2.1471 2.0619 3.6656 0.0279
0,66 % 0.0032 0.0038 0.8588 2.1471 2.0619 3.6656 0.0557
1% 0.0032 0.0038 0.8588 2.1471 2.0619 3.6656 0.0844
Total 0.0127 0.0153 3.4353 8.5883 8.2475 14.6623 0.1680
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
4.3. Hasil Pengujian Benda Uji
4.3.1. 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 4.6 sebagai berikut :
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Nilai Slump Kadar Serat (%) 0% 0,33% 0,66% 1%
Nilai Slump ( cm ) 7 6 6 5,5
4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Desak Beton
Pengujian kuat desak beton menggunakan CTM (Compression Taesting
Machine) merk Controls pada benda uji silinder ukuran diameter 15 cm dan tinggi
30 cm pada umur 28 hari didapat beban maksimum (Pmaks). Dengan beban
maksimum tersebut dapat diperoleh kuat desak beton dengan menggunakan
persamaan.
fc’ = ………………………………...(4.1)
dimana:
fc’ : kuat tekan beton salah satu benda uji (MPa)
Pmaks : beban tekan maksimal (N)
AC : luas permukaan benda uji (mm2)
Sebagai contoh perhitungan diambil data dari benda uji silinder SNI. Dari
Lampiran C diperoleh data sebagai berikut:
Pmaks = 680 kN = 6,8 x 105 N
A = 0,25 x 3,14 x 0,152 = 1,76625 x 10-2 m2 = 17662,5 mm2
Maka kuat desak betonnya adalah: 또烛规实6,8果10闹17662,5 实38,449뤰官逛
Pmak
s AC
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
Tabel 4.7. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Normal Berserat Galvalum AZ
150
No Kadar serat Kode P maks (kN) f’c (MPa) f’cr (MPa)
1 0% Galv 0% -1 680 38,449
36,784 2 Galv 0% -2 640 36,235
3 Galv 0% -3 630 35,669
4 0.33 % Galv 0,33% -1 670 37,933
41,350 5 Galv 0,33% -2 750 42,463
6 Galv 0,33% -3 770 43,595
7 0.66% Galv 0,66% -1 730 41,331
40,482 8 Galv 0,66% -2 700 39,632
9 Galv 0,66% -3 420 * 23,779 *
10 1% Galv 1% -1 620 35,103
35,668 11 Galv 1% -2 600 33,970
12 Galv 1% -3 670 37,933
4.3.3. Hasil Pengujian Kuat Kejut Beton
Pengujian terhadap beban kejut ini menggunakan tiga buah benda uji silinder
dengan diameter 15 cm dan tinggi 6 cm untuk tiap variasi. Pengujian dilakukan
setelah umur beton mencapai 28 hari. Parameter yang perlu dicatat dalam
pengujian ini adalah jumlah pukulan yang diperlukan untuk membuat benda uji
mengalami retak pertama kali dan jumlah pukulan yang diperlukan untuk
membuat benda uji runtuh total. Hasil pengujian disajikan dalam tabel 4.7 dan
tabel 4.8.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Tabel 4.8 Jumlah Pukulan Saat Benda Uji Mengalami Retak Pertama
Kadar Serat Galvalum Kode Benda Uji Jumlah Pukulan Rata-rata
0%
I-0-1 29
I-0-2 36 34
I-0-3 37
0.33%
I-0.33-1 36
I-0.33-2 38 41,66667
I-0.33-3 51
0.66%
I-0.66-1 54
I-0.66-2 60 56,66667
I-0.66-3 56
1%
I-1-1 25
I-1-2 33 28,66667
I-1-3 28
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Jumlah Pukulan Terhadap Kadar Serat
Galvalum Saat Benda Uji Retak Pertama.
0
10
20
30
40
50
60
0 0.33 0.66 1
34.000
41.667
56.667
28.667
Jum
lah
Pu
ku
lan
Kadar Serat Galvalum (%)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Tabel 4.9 Jumlah Pukulan Saat Benda Uji Mengalami Runtuh Total
Kadar Serat Galvalum Kode Benda Uji Jumlah Pukulan Rata-rata
0%
I-0-1 31
I-0-2 38 35.667
I-0-3 38
0.33%
I-0.33-1 38
I-0.33-2 39 43.667
I-0.33-3 54
0.66%
I-0.66-1 55
I-0.66-2 62 58.667
I-0.66-3 59
1%
I-1-1 30
I-1-2 36 32.333
I-1-3 31
Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Jumlah Pukulan Terhadap Kadar Serat
Galvalum Saat Benda Uji Runtuh Total.
0
10
20
30
40
50
60
0 0.33 0.66 1
35.667
43.667
58.667
32.333
Jum
lah
Pu
ku
lan
Kadar Serat Galvalum (%)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
4.4. Analisa Data Hasil Penelitian
4.4.1. Analisa Pengujian Ketahanan Kejut
Energi serapan dihitung dengan menggunakan jumlah pukulan sebagai acuannya.
Semakin banyak suatu beton menerima pukulan, maka energi yang diserap oleh
beton akan semakin besar. Berikut ini contoh perhitungan energi yang diserap
oleh beton :
Saat silinder mengalami retak pertama
n = jumlah pukulan rata-rata,m = 5 kg;h = 45 cm = 0,45 mg = 9,81 m/dt2
Energi serapan
= n x 2mgh
= 29 x 2 x 4,5 x 9,81 x 0,45
= 1152,18
Perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel 4.10 berikut ini :
Tabel 4.10 Hasil Analisis Energi Serapan Saat Benda Uji Retak Pertama
No Kadar Serat
Galvalum
Kode Benda
Uji
Retak Pertama
(Pukulan)
Energi Serapan (Joule)
Energi Serapan
Rata-rata (Joule)
Kenaikan Energi
Serapan (%)
1
0% I-0-1 29 1280.205
1500.9300 0 2 I-0-2 36 1589.22 3 I-0-3 37 1633.365 4
0.33% I-0.33-1 36 1589.22
1839.3750 22.5490 5 I-0.33-2 38 1677.51 6 I-0.33-3 51 2251.395 7
0.66% I-0.66-1 54 2383.83
2501.5500 66.6667 8 I-0.66-2 60 2648.7 9 I-0.66-3 56 2472.12 10
1% I-1-1 25 1103.625
1265.4900 -15.6863 11 I-1-2 33 1456.785 12 I-1-3 28 1236.06
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
Tabel 4.11 Hasil Analisis Energi Serapan Saat Benda Uji Runtuh Total
No Kadar Serat
Galvalum
Kode Benda
Uji
Runtuh Total
(Pukulan)
Energi Serapan (Joule)
Energi Serapan
Rata-rata (Joule)
Kenaikan Energi
Serapan (%)
1
0% I-0-1 31 1368.495
1574.5050 0 2 I-0-2 38 1677.51 3 I-0-3 38 1677.51 4
0.33% I-0.33-1 38 1677.51
1927.6650 22.4299 5 I-0.33-2 39 1721.655 6 I-0.33-3 54 2383.83 7
0.66% I-0.66-1 55 2427.975
2589.8400 64.4860 8 I-0.66-2 62 2736.99 9 I-0.66-3 59 2604.555 10
1% I-1-1 30 1324.35
1427.3550 -9.3458 11 I-1-2 36 1589.22 12 I-1-3 31 1368.495
4.4.2. Analisa Data Hasil Pengujian Menggunakan Metode Regresi
Gambar 4.5 Grafik Regresi Hubungan Nilai Energi Serapan Retak Pertama
Dengan Serat
y = -3555.7x2 + 3536.9x + 1390.1 R² = 0.7242
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
En
ergi
Ser
apan
(Jou
le)
Serat Galvalum (%)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
Grafik pada gambar 4.5 menggunakan analisa regresi polinomial orde 2 sehingga
diperoleh hubungan antara nilai energi serapan retak pertama dengan variasi serat
yang menghasilkan persamaan sebagai berikut :
y = -3555.x2 + 3536.x + 1390………………………………...(4.2)
R² = 0.724
Keterangan :
y = Nilai Energi Serapan Retak Pertama (Joule)
x = Serat ( % )
Gambar 4.6 Grafik Regresi Hubungan Nilai Energi Serapan Runtuh Total
Dengan Serat
Grafik pada gambar 4.6 menggunakan analisa regresi polinomial orde 2 sehingga
diperoleh hubungan antara nilai energi serapan runtuh total dengan variasi serat
yang menghasilkan persamaan sebagai berikut :
y = -3424.x2 + 3485.x + 1468.………………………………...(4.3)
R² = 0.725
y = -3424.5x2 + 3485.5x + 1468.1 R² = 0.7257
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
En
ergi
Ser
apan
(Jou
le)
Serat Galvalum (%)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
Keterangan :
y = Nilai Energi Serapan Retak Pertama (Joule)
x = Serat ( % )
Gambar 4.7 Grafik Regresi Hubungan Kuat Tekan Dengan Energi Serapan
Retak Pertama
Grafik pada gambar 4.7 diperoleh hubungan antara nilai kuat tekan dengan energi
serapan retak pertama yang menghasilkan persamaan sebagai berikut :
y = -8E-06x2 + 0.033x + 4.826………………………………...(4.4)
R² = 0.899
Keterangan :
y = Kuat Tekan (MPa)
x = Energi Serapan (Joule)
y = -8E-06x2 + 0.0338x + 4.8263 R² = 0.8993
30
32
34
36
38
40
42
44
1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
Kuat
Tek
an (M
pa)
Energi Serapan (Joule)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
Gambar 4.8 Grafik Regresi Hubungan Kuat Tekan Dengan Energi Serapan
Runtuh Total
Grafik pada gambar 4.8 diperoleh hubungan antara nilai kuat tekan dengan energi
serapan runtuh total yang menghasilkan persamaan sebagai berikut :
y = -1E-05x2 + 0.047x - 10.53………………………………...(4.5)
R² = 0.965
Keterangan :
y = Kuat Tekan (MPa)
x = Energi Serapan (Joule)
Dari Persamaan 4.3 dan 4.4 menunjukkan kesimpulan bahwa adanya peningkatan
kuat tekan disertai dengan peningkatan nilai kuat impact.
y = -1E-05x2 + 0.0472x - 10.539 R² = 0.9656
30
32
34
36
38
40
42
44
1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800
Kuat
Tek
an (M
pa)
Energi Serapan (Joule)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
4.5. Pembahasan
4.5.1. Pengujian Slump
Dari hasil pengujian slump terlihat bahwa nilai slump mengalami penurunan
seiring dengan bertambahnya kadar serat galvalum ke dalam adukan beton. Pada
penelitian ini workabilitas adukan beton normal berada pada tingkat paling tinggi
sebesar 70 mm, sedangkan tingkat workabilitas paling rendah terdapat pada kadar
serat galvalum 1% sebesar 55 mm.
Tabel 4.12 Hasil Pengujian Nilai Slump
Kadar Serat (%) 0% 0,33% 0,66% 1%
Nilai Slump ( cm ) 7 6 6 5,5
4.5.2. Pengujian Kuat Desak
Pada variasi serat 0%, 0,33%, 0,66%, dan 1% dihasilkan nilai kuat tekan sebesar
36,784 Mpa; 41,350 Mpa; 40,482 Mpa; 35,668 Mpa. Dari hasil pengujian kuat
desak beton dapat dilihat bahwa kuat desak beton mengalami peningkatan sampai
mencapai nilai optimum setelah itu terjadi penurunan nilai kuat desak beton. Pada
penelitian ini nilai kuat desak beton normal sebesar 36,784 Mpa, sedangkan nilai
kuat desak yang terdapat pada kadar serat galavalum 0,66% sebesar 40,482 Mpa.
Berdasarkan SNI.T-15-1990-03 untuk beton yang dipergunakan sebagai
perkerasan jalan (rigid pavement) mutu beton yang disyaratkan harus memiliki
kuat desak / fc’ rata-rata sebesar 29,05 Mpa (K350). Maka sampel beton dengan
kadar serat galvalum 0,66% yang memiliki kuat desak 40,482 Mpa memenuhi
syarat untuk digunakan dalam pekerjaan perkerasan jalan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
4.5.3. Pengujian Kuat Kejut
Dalam penelitian kuat kejut ini menggunakan serat galvalum AZ 150, dengan
presentase masing-masing variasi sebesar 0%, 0,33%, 0,66%, dan 1%.
Pengamatan pertama dilakukan terhadap adanya retak rambut atau retak yang
terjadi pertama kali. Pada kadar serat 0% atau beton normal menghasilkan energi
serapan 1500,93 J. Kemudian pada kadar serat 0,33% terjadi peningkatan yang
menghasilkan energi serapan sebesar 1839,375 J. Adanya peningkatan ini
disebabkan oleh reaksi mekanisme kinerja serat. Sesuai yang diusulkan oleh Zolo
(1997) dan diperkuat oleh Mediyanto dkk. (2004), Serat bersama pasta beton
membentuk matrik komposit, dimana serat akan menahan beban yang ada sesuai
dengan modulus elastisitasnya. Dengan modulus elastisitas serat yang lebih besar
dari modulus elastisitas beton, maka serat dapat meningkatkan kuat tekan beton.
Gambar 4.9 Mekanisme Kerja Serat pada Pembebanan Tekan
Pada kadar serat 0,66% mekanisme kinerja serat mencapai tahap optimumnya.
Dalam variasi ini energi serapan mencapai titik maksimal yaitu sebesar 2501,55 J.
Namun demikian pada kadar serat 1% terjadi penurunan nilai energi serapan
menjadi 1265,49 J. Hal ini diakibatkan nilai slump yang semakin rendah yaitu
sebesar 55 mm (Tabel 4.12). Pada nilai slump yang rendah workabilitas beton
semakin jelek, sehingga rongga atau pori pada beton semakin besar
mengakibatkan kinerja serat kurang maksimal dalam menerima beban kejut yang
terjadi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
Pengamatan kedua terhadap keruntuhan total, dimana pada saat itu benda uji
sudah melewati toleransi dalam menerima beban. Keruntuhan total dapat dilihat
dari benda uji yang mengalami keretakan yang besar hingga terpecah menjadi 2
bagian. Pada presentase variasi sebesar 0%, 0,33%, 0,66%, dan 1%, menghasilkan
energi serapan sebesar 1574,505 J; 1927,665 J; 2589,84 J; dan 1427,355 J. Dari
data tersebut dapat dilihat bahwa keruntuhan total memiliki pola yang sama
dengan retak pertama, yaitu terjadi peningkatan energi serapan sampai nilai
optimumnya yaitu pada kadar serat 0,66%, kemudian terjadi penurunan pada
kadar serat 1%. Untuk penjelasan mengenai hal tersebut, telah disampaikan
seperti yang terjadi pada retak pertama di atas.
Dalam penelitian ini menunjukkan bahwa kandungan serat galvalum 0,66%
adalah yang paling baik dibandingkan dengan presentase 0,33% dan 1 %. Hal ini
didasarkan pada peningkatan persentase serat galvalum 0,66% adalah yang paling
maksimal terhadap beton normal. Persentase serat galvalum 0,66% pada beton
normal dapat meningkatkan ketahanan beban beton terhadap beban kejut sebesar
64,49 %.
4.5.4. Pengujian Normalitas
4.5.4.1. Metode Lilliefors
Dalam pengujian normalitas data menggunakan metode Liliefors, semua sebaran
data kelompok benda harus bersifat normal. Dari hasil analisa data menggunakan
metode ini, sebaran data semua benda uji masih bersifat normal.
Berikut tata cara dan langkah-langkah perhitungan untuk uji normalitas metode
Liliefors, dengan data jumlah pada saat retak pertama dan pada saat runtuh total
untuk masing-masing variasi. Sedangkan hasil perhitungan secara lengkap dapat
dilihat dalam lampiran E.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
Tata cara dan langkah-langkah perhitungan yang dilakukan adalah sebagai
berikut:
1. Menentukan jumlah pukulan rata-rata saat beton mengalami retak pertama (X) 䐰 实撇前嫩撇潜嫩撇遣脑 ………………………………...(4.6) 䐰 实29十36十373 䐰 实34 pukulan
2. Menentukan simpangan baku (S)
管实瞬∑ 揍撇腮能撇租潜叁腮腔前坡能囊 …..………………………...(4.7) 管实4,3589
3. Menentukan Zi 平实撇腮能撇骗 ....………………………………...(4.8)
囊实29石344,3589 实石1,15
挠实36石344,3589 实0,46
脑实37石344,3589 实0,69
4. Menentukan F(Zi), dengan mencari harga zi berdasarkan lampiran E.1,
diperoleh:
z = -0,3749 F(Z1) = 0,5 – 0,3749 = 0,1251
z = 0,1772 F(Z2) = 0,5 + 0,1772 = 0,6772
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
z = 0,2549 F(Z3) = 0,5 + 0,2549 = 0,7549
5. Menentukan S(Zi), di mana :
管纵平邹实딐 坡頀 瓶坡頀 拼前,拼潜,拼遣,…………,拼叁頀 坡苹坯拼腮坡 (4.9)
管纵轨邹 = 3/3 = 1
管纵2邹 = 2/3 = 0,67
管纵3邹 = 1/3 = 0,33
6. Menentukan harga mutlak selisih antara F(Zi) dengan S(Zi)
[F(Z1) - S(Z1)] = [0,1251- 1] = 0,2082
[F(Z2) - S(Z2)] = [0,6772- 0,67] = 0,0105
[F(Z3) - S(Z3)] = [0,7549- 0,33] = 0,2451
7. Menentukan Lo, di mana Lo merupakan harga terbesar diantara harga-harga
mutlak (Lo=0,2451)
8. Menentukan Lcr, berdasarkan Lampiran E.1 dengan menggunakan taraf
nyata = 0,05 diperoleh Lcr = 0,425.
9. Membandingkan Lo dengan Lcr, berdasarkan hasil di atas diperoleh Lo
(0,2451) < Lcr (0,425), sehingga dapat disimpulkan bahwa sebaran kelompok
data uji berdistribusi normal.
Dengan menggunakan prosedur yang sama seperti di atas, dilakukan uji
normalitas impact dengan metode Liliefors terhadap beton pada saat mengalami
runtuh total. Sedangkan hasil pengujian secara lengkap dapat dilihat pada
Lampiran E (Tabel E.1 dan E.2). Dari hasil uji normalitas yang dilakukan dengan
menggunakan metode Liliefors untuk uji kuat kejut beton yang terlihat pada
lampiran E (Tabel E.1 dan Tabel E.2) ternyata secara keseluruhan mempunyai
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
nilai Lo<Lcr, sehingga dapat disimpulkan bahwa semua benda uji masih
terdistribusi normal.
4.5.4.2. Metode Sewart
Pengujian normalitas data yang kedua menggunakan metode Sewart. Dari hasil
analisa data menggunakan metode ini, sebaran data semua benda uji masih
bersifat normal.
Berikut tata cara dan langkah-langkah perhitungan untuk uji normalitas metode
Sewart, dengan data jumlah pada saat retak pertama dan pada saat runtuh total
untuk masing-masing variasi. Sedangkan hasil perhitungan secara lengkap dapat
dilihat dalam lampiran E.
Tata cara dan langkah-langkah perhitungan yang dilakukan adalah sebagai
berikut:
1. Menentukan jumlah pukulan rata-rata saat beton mengalami retak pertama (X)
䐰 实撇前嫩撇潜嫩撇遣脑 ………………………………...(4.10)
䐰 实29十36十373 䐰 实34 pukulan
2. Menentukan simpangan baku (S)
管实瞬∑ 揍撇腮能撇租潜叁腮腔前坡能囊 ..………………………………...(4.11) 管实4,3589
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
3. Mencari kontrol batas atas dan bawah (LCL dan UCL)
Kontrol batas bawah (LCL) :
외ú외 实䐰石脑骗√坡………………………………...(4.12) 외ú외 实 26,45
Kontrol batas atas (UCL) :
罐ú외实䐰十脑骗√坡………………………………...(4.13) 罐ú외实 41,55
4. Berdasarkan hasil diatas diperoleh harga LCL(26,45) < X (34) < UCL
(41,55), sehingga dapat disimpulkan bahwa kelompok data benda uji
berdistribusi normal.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengujian, analisa data dan pembahasan mengenai kuat kejut (Impact)
beton normal dengan bahan tambah serat galvalum, dapat ditarik kesimpulan
sebagai berikut :
1. Pada penambahan serat galvalum terhadap beton normal terjadi peningkatan
nilai kuat kejut dari kadar 0,33% sampai dengan kadar 0,66%, setelah itu
terjadi penurunan nilai kuat kejut sampai dengan kadar 1% serat galvalum.
2. Penggunaan bahan tambah serat galvalum az 150 dengan kadar serat 0,66%
berpengaruh dalam meningkatkan kuat kejut sebesar 64,49% pada beton
normal.
3. Nilai energi serapan rata-rata yang dihasilkan benda uji mengalami retak
pertama dan runtuh total adalah sebagai berikut :
a. 0 % sebesar 1500,93 Joule dan 1574,505 Joule
b. 0,33 % sebesar 1839,375 Joule dan 1927,665 Joule
c. 0,66 % sebesar 2501,55 Joule dan 2589,84 Joule
d. 1 % sebesar 1265,49 Joule dan 1427,355 Joule
4. Nilai energi serapan maksimal terdapat pada kadar serat 0,66% sebesar
2501,55 Joule saat retak pertama dan 2589,84 Joule saat runtuh total.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
5.2. Saran
Untuk memperdalam kajian dari penelitian yang sudah dilakukan, maka perlu
dilakukan penelitian lanjutan yang merupakan pengembangan tema maupun
metodologi. Adapun saran untuk penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut :
1. Perlu dilakukan penelitian terhadap penambahan material lain yang dapat
meningkatkan ketahanan kejut beton.
2. Perlu dilakukan penelitian penambahan serat galvalum dengan rancangan
mix desain yang berbeda, misalkan beton struktur 17 Mpa.
3. Perlu dilakukan penelitian penambahan serat galvalum dengan variasi ukuran
serat yang berbeda, agar didapat nilai aspek rasio yang baik.
4. Perlu dilakukan penelitian yang membahas reaksi kimia.
5. Penggunaan vibrator yang merata pada adukan beton.
6. Perlu dilakukan pembenahan alat uji impact di Universitas Sebelas Maret
agar hasil pengujian yang didapat lebih presisi dan teliti.