PENGARUH SUBTITUSI ABU SERABUT KELAPA (ASK) DALAM CAMPURAN BETON

Transkripsi

1 PENGARUH SUBTITUSI ABU SERABUT KELAPA (ASK) DALAM CAMPURAN BETON TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian pendidikan Sarjana Teknik Sipil Disusun oleh : NORA USRINA BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014

2 ABSTRAK Bahan buangan atau limbah sering dimanfaatkan menjadi suatu bahan yang dapat difungsikan untuk keperluan tertentu seperti bidang rekayasa bahan bangunan, limbah sudah sering diteliti untuk kemudian dimanfaatkan. Salah satu bahan buangan yang belum begitu banyak diteliti sebagai bahan bangunan beton yaitu abu dari serabut kelapa (ASK). Bahan tambahan ini banyak sekali fungsinya, seperti menambah kekuatan beton, mempermudah pengerjaannya hingga mempertimbangkan sisi harganya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh penggantian semen dengan abu serabut kelapa (ASK) terhadap waktu ikat semen, nilai slump, mutu kuat tekan beton dan kuat tarik belah beton. Komposisi penggantian semen dengan abu serabut kelapa sebanyak 0%, 1,5%, 3%, 4,5%, 6%, 7,5%, 9%, 10,5%, 12%, 13,5% dan 15% dari volume beton. Sampel yang digunakan adalah berbentuk silinder (Φ = 15 ; h = 30) dengan mutu beton yang direncanakan 20 MPa. Jumlah sampel sebanyak 66 sampel, setiap variasi sebanyak 6 sampel dan sampel diuji pada umur 28 hari. Dari hasil penelitian diperoleh terjadi peningkatan kuat tekan beton sebesar 4,01% dan 0,36% masing-masing pada beton subsitusi abu serabut kelapa 1,5% dan 3% terhadap beton normal. Kuat tekan maksimum terjadi pada variasi 1,5%. Sedangkan pada pengujian kuat tarik belah terjadi penurunan dari semua variasi beton subsitusi abu serabut kelapa. Pada pengujian slump test terjadi peningkatan nilai slump terhadap beton subsitusi abu serabut kelapa. Dan pada penelitian waktu ikat didapat bahwa semakin banyak subsitusi abu serabut kelapa maka semakin lama waktu ikatnya. Jika diadakan penelitian lebih lanjut ada baiknya nilai variasi abu serabut kelapa diperkecil agar dapat dimanfaatkan sebagai bahan pengganti. Penelitian lanjutan untuk beton mutu tinggi dapat dilakukan dengan mencampur suatu larutan atau bahan tambah lainnya yang dapat meningkatkan daya ikat antara abu serabut kelapa dengan material penyusun beton. Kata kunci : abu serabut kelapa, waktu ikat, kuat tekan beton, kuat tarik belah,

3 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah memberikan karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam keatas Baginda Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan dalam menjalankan setiap aktifitas sehari-hari, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul Pengaruh Subtitusi Abu Serabut Kelapa (ASK) dalam Campuran Beton. Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini pula, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik, serta sebagai dosen pembimbing tugas akhir ini. 2. Bapak Ir. Syahrizal, MT., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil. 3. Ibu Rahmi Karolina, ST. MT., sebagai dosen pembimbing 2, yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.

4 4. Bapak Ir. Robert Panjaitan, dan Bapak Ir. Syahrizal, MT., sebagai dosen pembanding dan penguji, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap tugas akhir ini. 5. Bapak Prof. Dr. Bachrian Lubis, M.Sc., sebagai Kepala Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik yang telah membimbing dan memberikan pengajaran kepada Penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 7. Seluruh Pegawai Administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis. 8. Teristimewa keluarga saya, Ayahanda Fikri, ST. dan Ibunda Yusni, S.Pd serta abang saya dr. Fardhiansyah dan adik-adik saya Fakhrul Hidayat dan Rahmah Nazilla yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan doa yang tiada batas. 9. Teristimewa dihati Ahmad Prima Syahnan, yang telah memberikan doa, motivasi, semangat, nasehat dan membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini, terima kasih atas doanya. 10. Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa, Muhammad Reza, Hafiz Maulana Lida, Rahmadsyah Rangkuti, Muhammad Fauzi.

5 11. Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2009, Hannawiyah Harahap, Sri Wahyuni Sebayang, Atina Rezki, Nita Fadilla, Sarra Rahmadani, Merni Damalia, Putri Nurul Hardhanti, Lia Kartika Sitompul, Gustina A. Prawira, Vinanissa Sri Floreda, Gustara Iqbal, Hisbulloh Nasution, Ihsanuddin Saputra, M. Fatahur Rahman, Khairun Nazli, Irwan Sakti Lubis, Septian I. Pramana, Ryan Pramana, Muhammad Rizki, Deni Malik, Muhammad Taufik, Benny Pradana, Afriansyah, Feri Pahrizal, serta teman-teman angkatan 2009 sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini. Dan tak lupa untuk adik-adik Angkatan 2012 Yogi, Embas, dan Abdi, yang telah membantu saya pada saat proses pengecoran, terima kasih atas kerjasamanya. 12. Sahabat-sahabat saya, Mutia Hanum, Cut Nurul Fajrina, Cut Dinda Mustika, Dewi Agustina, Raihan Maulinar, Ade Dwi Fonna Rizki, Mufida, Cut Muliana, dan Yusnidar M.N. Terima kasih atas do a, motivasi serta semangatnya. 13. Rekan-rekan Sofyan 62, Devy Novitasari, Sharina Amanda, Miftahus Sa adah, Susi Royani Hsb, Isti Meiri Handayani, Afrida Ningsi, Ana, Mimi, Suci, Kiki, Nova, Sari dan Wenny. 14. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun

6 dari Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekan-rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, Penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi kita semua. Amin. Medan, Januari 2014 Nora Usrina

7 DAFTAR ISI ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR NOTASI... DAFTAR LAMPIRAN... i ii vi ix xi xii xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Maksud dan Tujuan Penelitian Pembatasan Masalah Manfaat Penelitian... 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum Beton Segar (Fresh Concrete) Kemudahan Pengerjaan (Workability) Pemisahan Kerikil (Segregation) Pemisahaan Air (Bleeding) Beton Keras (Hardened Concrete) Kekuatan Tekan Beton (f c) Kuat Tarik Beton Bahan Penyusun Beton... 21

8 2.4.1 Semen Semen Portland Jenis Semen Portland Bahan Penyusun Semen Portland Agregat Agregat Halus Agregat Kasar Air Bahan Tambahan Alasan Penggunaan Bahan Tambahan Perhatian Penting dalam Penggunaan Bahan Tambahan Jenis Bahan Mineral Pembantu Jenis Bahan Tambah Lainnya BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Umum Bahan-Bahan Penyusun Beton Semen Portland Agregat Halus Agregat Kasar Air Abu Serabut Kelapa Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) Penyediaan Bahan Penyusun Beton... 56

9 3.5 Pembuatan Benda Uji Penggunaan Abu Serabut Kelapa Pengujian Sampel Uji Kuat Tekan Beton Uji Kuat Tarik Beton Uji Waktu Ikat Semen BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Waktu Ikat Semen Nilai Slump Kuat Tekan Silinder Beton Pola Retak pada Pengujian Kuat Tekan Kuat Tarik Belah Silinder Beton BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... 79

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Benda uji silinder... 5 Gambar 2.1 Kerucut abrams Gambar 2.2 Slump sebenarnya Gambar 2.3 Slump geser Gambar 2.4 Slump runtuh Gambar 2.5 Model benda uji silinder Gambar 2.6 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton selama masa perkembangannya 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 Serabut kelapa dari kelapa yang sudah tua Gambar 2.12 Pembakaran serabut kelapa Gambar 2.13 Abu serabut kelapa Gambar 2.14 Diagram alir abu serabut kelapa (ASK) Gambar 2.15 Diagram alir proses penelitian Gambar 3.1 Diagram alir pembuatan beton normal dan beton subsitusi abu serabut kelapa Gambar 3.2 Uji tekan beton... 60

11 Gambar 3.3 Uji split cylinder Gambar 3.4 Alat vicat dan cetakan benda uji Gambar 4.1 Grafik pengujian waktu ikat semen campuran pasta semen dengan subsitusi abu serabut kelapa Gambar 4.2 Grafik nilai slump terhadap variasi abu serabut kelapa Gambar 4.3 Grafik kuat tekan silinder terhadap variasi subsitusi abu serabut kelapa Gambar 4.4 Pola retak geser (shear) pada pengujian kuat tekan silinder beton dalam penelitian Gambar 4.5 Pola retak yang mungkin terjadi pada silinder beton Gambar 4.6 Grafik kuat tarik belah silinder terhadap variasi subsitusi abu serabut kelapa... 76

12 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Variasi abu serabut kelapa dan jumlah benda uji... 5 Tabel 2.1 Perkiraan kuat tekan beton pada berbagai umur Tabel 2.2 Komposisi senyawa utama semen portland Tabel 2.3 Komposisi senyawa umum semen portland Tabel 2.4 Batasan gradasi untuk agregat halus Tabel 2.5 Susunan besar butiran agregat kasar Tabel 2.6 Kandungan senyawa pada abu serabut kelapa dan semen Tabel 3.1 Kebutuhan abu serabut kelapa Tabel 4.1 Pengujian waktu ikat semen campuran pasta semen dengan subsitusi abu serabut kelapa 0%, 1,5%, 3%, 4,5%, 6%, 7,5% 9%, 10,5%, 12%, 13,5%, 15% terhadap volume semen Tabel 4.2 Waktu ikat awal dan waktu ikat akhir campuran pasta semen dengan subsitusi abu serabut kelapa Tabel 4.3 Nilai slump beton variasi subsitusi abu serabut kelapa Tabel 4.4 Kuat tekan beton dengan subsitusi abu serabut kelapa Tabel 4.5 Kuat tarik belah beton dengan subsitusi abu serabut kelapa... 74

13 DAFTAR NOTASI SSD : saturated surface dry n f' c : jumlah sampel : kuat tekan beton karakteristik (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 (MPa) σ bm : kekuatan beton rata rata (MPa) N Fct P L D F : jumlah total benda uji hasil pemeriksaan : tegangan rekah beton (kg/cm) : beban maksimum (kg) : panjang sampel (cm) : diameter (cm) : beban yang diberikan (kg)

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