TUGAS AKHIR ANALISA KAJIAN BETON PASCA BAKAR DENGAN TAMBAHAN ADMIXTURE SUPERPLASTICIZER DENI MALIK

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISA KAJIAN BETON PASCA BAKAR DENGAN TAMBAHAN ADMIXTURE SUPERPLASTICIZER Disusun oleh: DENI MALIK Dosen Pembimbing: RAHMI KAROLINA, ST. MT SUB JURUSAN STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013

2 ABSTRAK Beton merupakan material utama untuk konstruksi yang banyak digunakan di seluruh dunia. Kerusakan konstruksi beton sering terjadi disebabkan oleh kebakaran. Kebakaran terjadi akibat berbagai sebab, baik itu karena ledakan kompor atau tabung gas, ledakan bom, hubungan pendek arus listrik, sambaran petir, dan kerusuhan yang sengaja membakar bangunan gedung. Dalam penelitian ini, penggunaan admixture superplasticizer sebagai bahan tambahan dalam campuran beton diharapkan dapat meminimalkan kerusakan beton akibat pembakaran pada temperatur tinggi dengan meningkatkan kualitas beton baik berupa sifat mekanis yaitu kuat tekan maupun sifat fisis yaitu porositas beton. Adapun variasi penambahan admixture superplasticizer yang digunakan adalah 1%; 1,5%; dan 2%, sedangkan variasi pembakaran beton adalah 200ºC; 500ºC; dan 800ºC. Hasil pengujian menunjukkan penurunan kuat tekan dan kenaikan porositas beton akibat pembakaran pada temperatur tinggi. Kecenderungan kuat tekan beton akan turun seiring dengan kenaikan temperatur. Pada temperatur 200 o C terjadi penurunan sebesar 7,14%; 40,57%; dan 65,71%, temperatur 500 o C penurunan sebesar 2,74%; 15,07%; dan 65,75%, sedangkan temperatur 800ºC penurunan sebesar 13,79%; 14,47%; dan 53,95% dari kekuatan awal beton tanpa pembakaran. Porositas beton akan naik seiring dengan kenaikan temperatur dan persentase kenaikannya akan semakin besar seiring dengan temperatur pembakaran. Pada temperatur 200 o C terjadi peningkatan porositas sebesar 7,41% - 11,853%, temperatur 500 o C peningkatan sebesar 13,334% - 17,779%, dan temperatur 800 o C peningkatan porositas bertambah sebesar 19,26% - 23,704%, dari porositas beton normal. Dari hasil pengujian diperoleh penurunan kuat tekan dan meningkatnya porositas. Untuk penelitian lebih lanjut, nilai variasi penambahan admixture superplasticizer dapat diperbesar lebih dari 2% agar dimanfaatkan sebagai pencegah kerusakan beton akibat pembakaran pada temperatur tinggi. Pada beton mutu tinggi dilakukan dengan mencampur bahan tambahan lain yang dapat meningkatkan kuat tekan dan mengurangi porositas beton. Kata kunci : beton pasca bakar, admixture superplasticizer, kuat tekan,porositas. i

3 KATA PENGANTAR Tiada kata yang layak diucapkan selain ucapan syukur Alhamdulillah segala puji bagi Allah yang merupakan sumber dari segala sumber ilmu, hidayah dan kebaikan dengan hidayah dilimpahkan-nya kepada Penulis, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Shalawat beriring salam senantiasa tercurah kehadirat junjungan Nabi Muhammad SAW yang selalu menjadi inspirasi pengetahuan serta senantiasa diharapkan syafaatnya pada hari akhir kelak. Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dengan judul ANALISA KAJIAN BETON PASCA BAKAR DENGAN TAMBAHAN ADMIXTURE SUPERPLASTICIZER. Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan, serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, Penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting, yaitu : 1. Ibu Rahmi Karolina, ST, MT selaku pembimbing, yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan, serta meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam membantu Penulis menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. ii

4 3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 5. Teristimewa dihati untuk keluarga, terutama kepada kedua orang tua Penulis, Ayahanda Alm.Abdullah dan Ibunda Ani Marni yang telah memberikan doa, motivasi, semangat, dan nasehat. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, dan kasih sayang yang tiada batas serta do a yang tidak pernah putus untuk Penulis. Saudara-saudara tercinta abang Khairul Hadi, Nursirwan, Heri Gusriadi, Rahmad Hidayat; kakak Ratna Sari Dewi dan Fatmawati; serta adik Ade Putri, yang selalu mendukung Penulis selama ini. Terima kasih atas doanya. 6. Teristimewa dihati untuk Dina Zurahyana, ST, yang merupakan pemberi alasan terkuat agar selesainya tugas akhir ini tepat waktu. Terima kasih atas doa, semangat, dukungan, dan waktu untuk selalu menemani menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Teman-teman Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa, Reza, Hafiz, Prima, Rahmat 10, Fauzi 10, dan Mas Subandi. 8. Pegawai administrasi yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian administrasi. Terima kasih atas bantuannya selama awal kuliah sampai saat ini. 9. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2009, lek Feri, Rizki Oktero, Dicky, Ryan tungir, Topek Odoy, Mas Raden Seivana, Raja Fahmi, iii

5 lek jhon Gunawan, Ichan Udin, Kiut, Ade, Galih, Bulloh, Bembeng, Ian, Alfian, Andi Buncit, Ajo, Ozan, Lesli, Frans, Loli, Benjo, Deser, Sri, Tina, Merni, Hanna, Nora, Nita, PutriNurul, Sarra, Utin, Ridho, Deko, Rahman, Benny, PutriMutia, Mia, Firdha, Evi, Irwan, Aul, Usuf, Fandu, Ucok, Sandi, Abraham, Hans, Jonathan, Azam, Ryan, Agus, Wahyu, dan teman-teman lain yang tidak dapat dicantumkan namanya satu persatu. 10. Abang dan kakak senior, Faim, Wawan, Riki, Rivan, Tami, Citra, Didik, dan yang lainnya. 11. Adik-adik stambuk 2012 Embas, Azhar, Yogi, Wahyu, Muiz, Acong, Alvin, Mitra, Tama, Bagus, Suryadi, Hafni, Rissa, Elin, dan yang lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu. 12. Dan untuk semua orang, yang tidak mungkin Penulis tuliskan satu-persatu atas dukungannya yang sangat baik dengan kerendahan hati Penulis meminta maaf yang sebesar-besarnya karena kesempurnaan hanya milik Allah SWT dan hanya manusia yang penuh kekhilafan. Akhir kata Penulis mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Medan, Oktober 2013 Penulis ( Deni Malik ) iv

6 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK i KATA PENGANTAR ii DAFTAR ISI v DAFTAR GAMBAR x DAFTAR TABEL....xii DAFTAR NOTASI.... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Pembatasan Masalah Metodologi Bagan Alir Penelitian Benda Uji Pembakaran Beton Jenis Pengujian Uji Porositas Uji Kuat Tekan v

7 1.6 Lokasi Penelitian Sistematika Penulisan...14 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Umum Beton Segar (Fresh Concrete) Kemudahan Pengerjaan (Workability) Pemisahan Kerikil (Segregation) Pemisahan Air (Bleeding) Beton Keras (Hardened Concrete) Kuat Tekan Beton (f c) Porositas Beton Uji Pembakaran Beton Bahan Penyusun Beton Semen Umum Semen Portland Jenis-jenis Semen Portland Agregat Umum Jenis-jenis Agregat Jenis-jenis Berdasarkan Berat Jenis Agregat Berdasarkan Bentuk vi

8 Jenis Agregat Berdasarkan Ukuran Butir Nominal Jenis Agregat Berdasarkan Tekstur Permukaan Air Bahan Tambahan Umum Alasan Penggunaan Bahan Tambahan Admixture Perhatian Penting Dalam Penggunaan Bahan Tambahan Kebakaran pada Bangunan Definisi Kebakaran Ketahanan Beton Terhadap Kebakaran Pengaruh Temperatur Tinggi Terhadap Beton Identifikasi Kebakaran Terhadap Beton Hasil-Hasil Penelitian yang Mendukung BAB 3 METODE PENELITIAN Umum Bahan-bahan penyusun beton Semen Portland Agregat Halus vii

9 Analisa Ayakan Pasir Pencucian Ayakan Pasir Lewat Ayakan No Pemeriksaan Kandungan Organik Pemeriksaan Clay Lump pada Pasir Pemeriksaan Berat Isi Pasir Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi Pasir Agregat Kasar Analisa Ayakan Batu Pecah Pemeriksaan Kadar Lumpur (Pencucian Kerikil Lewat Ayakan no Pemeriksaan Keausan dengan Mesin Los Angeles Pemeriksaan Berat Isi Batu Pecah Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorbsi Batu Pecah Analisa Ayakan Batu Pecah Analisa Ayakan Batu Pecah Air Admixture Superplasticizer Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) Penyediaan Bahan Penyusun Beton Pembuatan Benda Uji viii

10 3.6 Penggunaan Admixture Superplasticizer Pengujian Sampel UjiKuat Tekan Beton Porositas Beton UjiPembakaran Beton BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Kuat Tekan Beton Pengujian Porositas Beton Pengamatan Warna dan Kondisi Visual Beton BAB 5KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA ix

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Bagan Alir Penelitian... 9 Gambar 2.1 Kerucut Abrams Gambar 2.2 Slump Aktual Gambar 2.3 Slump Geser Gambar 2.4 Slump Runtuh Gambar 2.5 Hubungan antara Kuat Tekan dengan Waktu Gambar 2.6 Hubungan antara Faktor Air Semen dengan Kekuatan Beton Gambar 2.7 Hubungan antara Umur Beton dan Kuat Tekan Beton Gambar 2.8 Perkembangan Kekuatan Tekan Mortar untuk Berbagai Tipe Portland Semen Gambar 2.9 Pengaruh Jumlah Semen Terhadap Kuat Tekan Beton pada Faktor Air Semen Sama Gambar 2.10 Pengaruh Jenis Agregat Terhadap Kuat Tekan Beton Gambar 2.11 Alat Uji Pembakaran (Furnace) Gambar 2.12 Klasifikasi Agregat Berdasarkan Sumber Material Gambar 2.13 Brosur dan Produk SikaCim Concrete Additive Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Beton dengan Tambahan Admixture Superplasticizer Gambar 3.2 SikaCim Concrete Additive x

12 Gambar 3.3 Alat Uji Pembakaran (Furnace) Gambar 4.1 Grafik Kuat Tekan Beton Admixture 1% Pasca Bakar Terhadap Temperatur Gambar 4.2 Grafik Kuat Tekan Beton Admixture 1,5% Pasca Bakar Terhadap Temperatur Gambar 4.3 Grafik Kuat Tekan Beton Admixture 2% Pasca Bakar Terhadap Temperatur Gambar 4.4 Grafik Kuat Tekan Beton Admixture Pasca Bakar Terhadap Temperatur Gambar 4.5 Grafik Porositas Beton Admixture Pasca Bakar Terhadap Temperatur xi

13 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1 Distribusi Pengujian Benda Uji Kubus Tabel 2.1 Perkiraan Kuat Tekan Beton pada Berbagai Umur Tabel 2.2 Pengaruh Sifat Agregat pada Sifat Beton Tabel 2.3 Batasan Gradasi untuk Agregat Halus Tabel 2.4 Susunan Besar Butiran Agregat Kasar (ASTM, 1991) Tabel 2.5 Penilaian Temperatur yang Dicapai pada Berbagai Material dan Komponen dalam Kebakaran Tabel 4.1 Beton dengan Tambahan Admixture Superplasticizer Tanpa Pembakaran Tabel 4.2 Data Kuat Tekan Beton Pasca Bakar dengan Tambahan Admixture superplasticizer 1% Tabel 4.3 Data Kuat Tekan Beton Pasca Bakar dengan Tambahan Admixture Superplasticizer 1,5% Tabel 4.4 Data Kuat Tekan Beton Pasca Bakar dengan Tambahan Admixture Superplacticizer 2% Tabel 4.5 Rangkuman Data Kuat Tekan Beton Pasca Bakar dengan TambahanAdmixture Superplasticizer Tabel 4.7 Data Porositas Beton Pasca Bakar dengan Tambahan Admixture Superplasticizer 1% xii

14 Tabel 4.8 Data Porositas Beton Pasca Bakar dengan Tambahan Admixture Superplasticizer 1,5% Tabel 4.9 Data Porositas Beton Pasca Bakar dengan Tambahan Admixture Superplasticizer 2% Tabel 4.10 Rangkuman Porositas Beton Pasca Bakar dengan Tambahan Admixture Superplasticizer Tabel 4.11 Pengamatan Warna dan Kondisi Visual Beton Pasca Bakar pada Temperatur Tertentu xiii

15 DAFTAR NOTASI SSD : Saturated Surface Dry n : Jumlah Sampel SD : Simpangan Baku f' c : Kuat Tekan Beton Karakteristik(MPa) fr : Kuat Lentur (MPa) fc : Kekuatan Tekan (kg/cm 2 ) P : Beban Tekan (kg) A : Luas Penampang (cm 2 ) S : Deviasi Standar (kg/cm 2 ) σ b : Kekuatan Masing-Masing Benda Uji (kg/cm 2 ) σ bm : Kekuatan Beton Rata-Rata (kg/cm 2 ) N : Jumlah Total Benda Uji Hasil Pemeriksaan bm : Tegangan Rata-Rata (kg/cm²) bk : Tegangan Karakteristik (kg/cm²) Fct : Tegangan Rekah Beton (kg/cm) P : Beban Maksimum (kg) L : Panjang Sampel (cm) D : Diameter (cm) F : Beban yang Diberikan (kg) : Regangan L : Perubahan Panjang (cm) xiv

16 : Angka Ekivalen E baja: : Elastisitas Baja (2,1 x 10 5 MPa) : Tegangan(kg/cm²) E : Modulus Elastisitas (kg/cm²) k : Faktor Pembacaan Dial (mm) M : Momen pada Daerah Patahan (kgcm) Z : Modulus Penampang Arah Melintang (cmᶾ) b : Lebar Balok (cm) h : Tinggi Balok (cm) w : Momen Tahanan (cm 3 ) R : Modulus Patahan (kg/cm²) c : Berat Jenis Beton (kg/cm 3 ) m s : Massa Sample Kering (kg) m b : Massa Sample Setelah Direndam (kg) m g : Massa Sample Digantung di Dalam Air (gm) air : Berat Isi Air (0.997 gr/cm 3 ) xv

17 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I Lampiran II Lampiran III Lampiran IV Concrete Mix Design Pemeriksaan Bahan Data Pengujian Dokumentasi xvi