TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN METODE PERANCANGAN ACI DAN SNI DENGAN PENAMBAHAN BAHAN ADDITIVE. Tugas Akhir

Transkripsi

1 TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN METODE PERANCANGAN ACI DAN SNI DENGAN PENAMBAHAN BAHAN ADDITIVE Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil diajukan oleh : Patria Adhi Chandra NIM : D NIRM : kepada PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2011

2 LEMBAR PENGESAHAN TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN METODE PERANCANGAN ACI DAN SNI DENGAN PENAMBAHAN BAHAN ADDITIVE Tugas Akhir diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran Tugas Akhir dihadapan Dewan Penguji pada tanggal 15 Juli 2011 diajukan oleh : Patria Adhi Chandra NIM : D NIRM : Susunan Dewan Penguji : Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping Ir. H. Henry Hartono, M.T. Ir. H. Aliem Sudjatmiko, M.T. NIP : NIK : Anggota Dewan Penguji: Dekan Fakultas Teknik Sugiyatno, S.T. NIK : 650 Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil Surakarta, 15 Juli 2011 Ketua Program Studi Teknik Sipil Ir. Agus Riyanto SR, M.T. NIK :483 ii Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T. NIK :732

3 Halaman Persembahan dan Motto ΜΟΤΤΟ Allah SWT tidak akan menguji suatu kaum melebihi batas kemampuannya (Al-Hadist) Jalani hidupmu sebagaimana air mengalir. Ada dengar didengar ada lihat dilihat. (Hj. Hetty Murdihati ) Ketika kamu hendak berbuat sesuatu, berpikirlah nanti bagaimana? bukan bagaimana nanti? (Bundaku Tercinta ) Sometimes, try to do something crazy, because it can make u fell different and better. (My Luvly, Betta A K) Berfikirlah efisien! Maka kesuksesan ada dibelakangmu. ( Phunsuk Wangdu, 3 IDIOTS ) PERSEMBAHAN Tugas Akhir ini ku persembahkan untuk : Alloh SWT yang selalu ada bersamaku disetiap hela nafas ku. Rosullullah SWA sebagai Uswatun Khasanah Bapak yang senantiasa di hatiku. Mendukungku baik spiritual, moral maupun materi Bunda tercinta yang telah banyak berjuang untuk ku, tidak banyak yang dapat kuungkapkan, terimakasih. bunda selalu di hatiku Seluruh keluarga besarku tercinta. My Luvly beby yang selalu menyayangi dan mendukung. Sahabat-sahabatku, teman teman semua yang telah membantu Tanah kelahiranku, tempat aku dibesarkan. Almamater tercinta. iii

4 PRAKATA السلامعليکمورحمةااللهوبرگاته Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan karunia, rahmat, nikmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam juga penulis sampaikan kepada junjungan kita Rosululloh SAW, keluarga serta sahabatnya Dalam Tugas Akhir ini, penulis mengambil Tugas Akhir penelitian dengan judul penelitian TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN METODE ACI DAN SNI DENGAN PENAMBAHAN BAHAN ADDITIVE. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersamaan dengan selesainya Tugas Akhir ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan dan bantuan baik material maupun spiritual, petunjuk, arahan, bimbingan dan kerjasamanya sehingga pelaksanaan serta penyusunan Tugas Akhir ini dapat berjalan lancar. Ucapan terima kasih penulis tujukan kepada: 1. Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bpk. Ir. H. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Ir. H. Henry Hartono, M.T., selaku Dosen Pembimbing Utama yang memberikan bimbingan dan pengarahan hingga selesainya Tugas Akhir ini. 4. Bapak Ir. H. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku Dosen Pembimbing Pendamping yang memberikan bimbingan dan pengarahan juga pendapat-pendapatnya hingga selesainya Tugas Akhir ini. 5. Bapak Sugiyatno, S.T., selaku Dosen Penguji. 6. Bapak Kuswartomo, S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik. iv

5 7. Bunda tercinta my best mother, beliau yang pantas menerima ucapan terima kasihku yang pertama, yang selalu memberi semangat, yang selalu mendoakan saya tanpa saya minta, selalu memberikan kasih sayang yang mengalir bagaikan lautan yang tak bertepi, yang memperjuangkan masa depan saya dengan segala kemampuannya dan rela berkorban apa saja demi kebahagiaan putranya, karena beliaulah saya bisa berada di sini dan masih sanggup bertahan, beliau semangat terbesar dalam hidupku. Terima kasih untuk semuanya, saya tidak akan bisa membalas semua kebaikan yang telah diberikan, semoga Allah menjaga setiap langkah, memelihara dari setiap kejahatan, merahmati setiap hembusan nafas, dan berkah atas segala kebaikan yang telah beliau kerjakan. Amin ya Allah. 8. My Best father yang telah menjadi motivator penulis, yang telah memberikan doa serta dukungan material dan spiritual sehingga Tugas Akhir ini terselesaikan. 9. Keluargaku tercinta kakak, adikku, yang selalu memberi semangat dan doanya. Terima kasih banyak untuk semuanya. 10. Terima kasih untuk My Dearest Betta Arum Kusuma yang selalu menemani, memberi semangat, dan doa, Terima kasih atas support, thank you for everything. 11. Keluarga Besar Soerodjokartono, dan Keluarga besar Hardjo Suwarno terima kasih atas doa dan dukungannya. 12. Bpk. Teguh dan Bpk. Wito, selaku Manager Pioneer Beton dan Kepala Laboratorium Pioneer Beton serta seluruh Staf juga Karyawan. 13. Teman seperjuangan yang telah ikut terjun bersama dalam Tugas Akhir ini Andri Mujianto, Slamet Murdiyanto, Azam Fatori, M. Nurhasim, Irman Susandi, Novit Kurniawan, Singgih Hidayat, Himawan K.P. dan Teman - teman sipil Teman - temanku, semua yang dekat juga mengenal aku dengan baik (maaf aku tidak bisa menyebutnya satu persatu) terima kasih untuk persahabatan ini. serta semua pihak yang telah membantu terselesainya Tugas Akhir ini. v

6 Penulis menyadari, bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan guna kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhirnya penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pada pembaca pada umumnya. والسلامعايكمورحمةااللهوبرکاته Surakarta, Juli 2011 Penulis, vi

7 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii HALAMAN PERSEMBAHAN... iii PRAKATA... iv DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xv DAFTAR NOTASI... xvi ABSTRAKSI... xvii BAB I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Keaslian Penelitian D. Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan penelitian Manfaat penelitian... 3 E. Batasan Masalah... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. Umum... 4 B. Pengertian Beton... 4 C. Sifat-Sifat Beton Sifat sifat kebaikan beton Sifat sifat kekurangan beton....5 D. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton Faktor air semen Umur beton Jenis semen Jumlah semen... 8 vii

8 5. Sifat agregat... 9 BAB III. LANDASAN TEORI A. Umum B. Bahan Penyusun Beton Semen Portland Agregat a). Agregat kasar (kerikil/batu pecah) b). Agregat halus (pasir) Air Superplasticizer C. Kekentalan D. Rencana Campuran Adukan Beton Metode ACI Metode SNI BAB IV. METODE PENELITIAN A. Umum B. Bahan dan Peralatan Penelitian Bahan a). Semen b). Agregat c). Air d). Additive Peralatan a). Ayakan standart b). Penggetar ayakan (siever) c). Timbangan d). Gelas ukur e). Kerucut conus f). Oven g). Mesin uji Los Angeles h). Molen viii

9 2i). Kerucut Abram s j). Tongkat baja k). Cetakan silinder l). Bak perendaman benda uji m). Mesin uji tekan n). Peralatan penunjang lain C. Tahapan Penelitian D. Pelaksanaan Penelitian Pemeriksaan terhadap agregat halus a). Pemeriksaan zat organik dalam pasir b). Pemeriksaan kadar lumpur dalam pasir c). Pemeriksaan specific gravity dan absorption pasir d). Pemeriksaan gradasi pasir e). Pengujian SSD (Saturated Surface Dry) Pemeriksaan terhadap agregat kasar a). Pemeriksaan specific gravity dan absorption kerikil b). Pemeriksaan berat satuan kerikil c). Pemeriksaan gradasi kerikil Pemeriksaan terhadap berat jenis bahan tambah.58 E. Perhitungan Perencanaan Campuran Metode perencanaan ACI Metode perencanaan SNI F. Pembuatan Benda Uji G. Pengujian Slump H. Perawatan benda Uji I. Pengujian Kuat Tekan Beton BAB V. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Umum B. Pemeriksaan Agregat Halus Kandungan zat organik Kadar lumpur ix

10 3. Pengujian SSD Pengujian gradasi pasir C. Pemeriksaan Agregat Kasar Pemeriksaan specific gravity dan absorption batu pecah Pemeriksaan gradasi batu pecah D. Komposisi Bahan Susun E. Workability Adukan Pengujian Slump Pelaksanaan pembuatan benda uji F. Kuat Tekan Beton G. Rekapitulasi Hasil Penelitian BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel II.1. Hubungan faktor air semen dan kuat tekan rata-rata silinder beton pada umur 28 hari... 6 Tabel II.2. Perbandingan kuat tekan beton pada berbagai umur... 7 Tabel III.1. Batasan ukuran butir agregat kasar Tabel III.2. Gradasi agregat halus Tabel III.3. Nilai deviasi standar Tabel III.4. Hubungan faktor air semen dan kuat tekan rata-rata silinder beton pada umur 28 hari Tabel III.5. Faktor air semen maksimum berdasarkan kondisi lingkungan Tabel III.6. Nilai Slump (cm) berdasarkan jenis struktur Tabel III.7. Ukuran maksimum agregat (mm) Tabel III.8. Perkiraan kebutuhan air berdasarkan nilai slump dan ukuran maksimum agregat (liter) Tabel III.9. Perkiraan kebutuhan agregat per meter kubik beton Tabel III.10. Faktor pengali deviasi standar Tabel III.11. Nilai deviasi standar untuk berbagai tingkat pengendalian mutu pekerjaan Tabel III.12. Perkiraan kuat tekan beton (MPa) dengan faktor air semen 0, Tabel III.13. Faktor air semen maksimum berdasarkan kondisi lingkungan Tabel III.13a. Faktor air semen maksimum untuk beton yang berhubungan dengan air tanah yang mengandung sulfat Tabel III.13b. Faktor air semen untuk beton bertulang dalam air Tabel III.14. Penetapan nilai slump (cm) Tabel III.15. Perkiraan kebutuhan air per meter kubik beton (liter) Tabel III.16. Kebutuhan semen minimum untuk berbagai pembetonan dan lingkungan khusus Tabel III.16a. Kandungan semen minimum untuk beton yang berhubungan dengan air tanah yang mengandung sulfat xi

12 Tabel III.16b. kandungan semen minimum untuk beton bertulang dalam air Tabel IV.1. Hasil pemeriksaan zat organik dalam pasir Tabel IV.2. Hasil pemeriksaan agregat halus Tabel IV.3. Perhitungan terkoreksi analisis saringan agregat halus Tabel IV.4. Hasil pengujian SSD Tabel IV.5. Hasil pemeriksaan berat satuan kerikil Tabel IV.6. Hasil pemeriksaan analisis saringan agregat kasar Tabel IV.7. Perhitungan analisis saringan agregat kasar Tabel IV.8. Perhitungan volume air Tabel IV.9. Perhitungan berat jenis bahan tambah Tabel IV.10. Kebutuhan material untuk 1 m 3 beton (kg) Tabel IV.11. Kebutuhan material untuk 1 silinder beton untuk metode perencanaan ACI Tabel IV.12. Kebutuhan material untuk 1 m 3 beton (kg) Tabel IV.13. Kebutuhan material untuk 1 silinder beton untuk metode perencanaan SNI Tabel IV.14. Hasil pengujian slump (cm) Tabel V.1. Hasil pemeriksaan agregat halus Tabel V.2. Hasil pemeriksaan agregat kasar Tabel V.3. Kebutuhan material untuk masing-masing metode perencanaan pembuatan beton per meter kubik (kg) Tabel V.4. Nilai slump rata-rata (cm) Tabel V.5. Kuat tekan rata-rata silinder beton umur 28 hari Tabel V.6. Rekapitulasi hasil penelitian xii

13 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar II.1. Hubungan antara faktor air semen dan kuat tekan... 6 Gambar II.2. Hubungan antara umur beton dan kuat tekan beton pada berbagai umur... 7 Gambar II.3. Hubungan antara umur beton dan kuat tekan beton untuk berbagai jenis semen... 8 Gambar II.4. Hubungan antara jumlah semen per meter kubik beton dengan kuat tekan beton pada faktor air semen sama... 9 Gambar II.5. Hubungan umur beton dengan kuat tekan beton pada jenis agregat yang berbeda Gambar III.1. Macam-macam jenis slump Gambar III.2. Hubungan antara kuat tekan beton dan faktor air-semen (benda uji berbentuk silinder diameter 150 mm dan tinggi 300 mm) Gambar III.3. Hubungan antara faktor air semen dan kuat tekan beton Gambar III.4a. Hubungan faktor air semen dengan proporsi pasir terhadap agregat keseluruhan untuk ukuran butir maksimum 10 mm Gambar III.4b. Hubungan faktor air semen dengan proporsi pasir terhadap agregat keseluruhan untuk ukuran butir maksimum 20 mm Gambar III.4c. Hubungan faktor air semen dengan proporsi pasir terhadap agregat keseluruhan untuk ukuran butir maksimum 40 mm Gambar III.5. Hubungan kandungan air dengan berat jenis agregat campuran terhadap berat jenis beton basah yang dimampatkan secara penuh Gambar IV.1. Semen Portland Gambar IV.2. Agregat kasar dan agregat halus Gambar IV.3. Sikacim Gambar IV.4. Satu set ayakan Gambar IV.5. Penggetar ayakan (siever) xiii

14 Gambar IV.6a. Timbangan digital Gambar IV.6b Timbangan Gambar IV.7. Gelas ukur 1000 ml dan 500 ml Gambar IV.8. Kerucut conus Gambar IV.9. Oven Gambar IV.10.Mesin uji Los Angeles Gambar IV.11 Molen Gambar IV.12 Kerucut Abram s Gambar IV.13 Tongkat baja Gambar IV.14 Cetakan silinder Gambar IV.15 Bak tempat perendaman benda uji Gambar IV.16 Mesin uji tekan Gambar IV.17 Peralatan penunjang lain Gambar IV.18 Bagan Alir Tahapan Penelitian Gambar IV.19 Hubungan antara ukuran lubang ayakan dan kumulatif lolos gradasi pasir Gambar IV.20 Hubungan antara ukuran lubang ayakan dan kumulatif lolos gradasi krikil xiv

15 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Pemeriksaan kandungan zat organik pada pasir... L-1 Lampiran 2. Pemeriksaan kadar lumpur pada pasir... L-2 Lampiran 3. Pemeriksaan Spesific gravity dan Absorption pasir... L-3 Lampiran 4. Pemeriksaan gradasi pasir... L-4 Lampiran 5. Pemeriksaan Saturated surface dry (SSD) pasir... L-5 Lampiran 6. Pemeriksaan Spesific gravity dan Absorption kerikil... L-6 Lampiran 7. Pemeriksaan berat satuan volume kerikil... L-7 Lampiran 8. Pemeriksaan gradasi kerikil... L-8 Lampiran 9. Pemeriksaan keausan agregat kasar... L-9 Lampiran 10. Pemeriksaan berat jenis bahan tambah... L-10 Lampiran 11. Pemeriksaan nilai slump... L-11 Lampiran 12.a Pemeriksaan kuat tekan beton... L-12.a Lampiran 12.b. Pemeriksaan kuat tekan beton (metode ACI)... L-12.b Lampiran 12.c. Pemeriksaan kuat tekan beton (metode SNI. 1990)... L-12.c Lampiran 13. Rekapitulasi hasil penelitian... L-13 Lampiran 14. Perhitungan perancangan campuran... L-14 Lampiran 15. Perhitungan perancangan campuran (ulang)... L-15 Lampiran 16. Gambar brosur bahan tambah... L-16 Lampiran 17. Foto-foto kegiatan penelitian... L-17 xv

16 DAFTAR NOTASI A = Luas permukaan benda uji (m 2 ) Bj.ag.hls = Berat jenis agregat halus (gram/cm 3 ) Bj.ag.ksr = Berat jenis agregat kasar (gram/cm 3 ) Bj.camp = Berat jenis agregat campuran (gram/cm 3 ) Bj.semen = Berat jenis semen (gram/cm 3 ) d = Diameter silinder (cm) f c = Kuat tekan yang disyaratkan (kg/cm 2 ) f c r = Kuat tekan rencana (kg/cm 2 ) K = Persentase agregat kasar terhadap agregat campuran M = Nilai margin (kg/cm 2 ) Mhb = Modulus halus butir P = Persentase agregat halus terhadap agregat campuran P maks = Beban desak maksimum (kn) sd = Standart deviasi (kg/cm 2 ) V a = Volume air (m 3 ) V k = Volume kerikil (m 3 ) V p = Volume pasir (m 3 ) V s = Volume semen (m 3 ) V u = Volume udara (m 3 ) W b W k W p Ws = Berat beton (kg) = Berat kerikil yang diperlukan (kg) = Berat pasir yang diperlukan (kg) = Berat semen yang diperlukan (kg) xvi

17 ABSTRAKSI TINJAUAN KUAT TEKAN BETON DENGAN METODE PERANCANGAN ACI DAN SNI DENGAN PENAMBAHAN BAHAN ADDITIVE Di era persaingan seperti saat ini, segala sektor kehidupan dituntut untuk dapat bersaing terutama dalam hal kualitas maupun efisiensi. Untuk dapat mewujudkan tujuan tersebut, sumber daya manusia yang handal dan mampu bersaing sangat dibutuhkan. Selain itu, metode merencana dan pelaksanaan yang tepat juga diperlukan untuk dapat bersaing. Beton, sejak dulu dikenal sebagai material dengan kekuatan tekan yang memadai, mudah dibentuk, mudah diproduksi secara lokal, relatif kaku, dan ekonomis. Beton tersebut didapat dengan cara mencampurkan semen portland atau semen hidrolik yang lain, agregat halus, agregat kasar, dan air dengan atau tanpa bahan campuran tambahan membentuk pasta padat. Seiring dengan perkembangan pengetahuan tentang teknologi beton, berkembang pula banyak metode untuk perancangan campuran beton. Tentunya metode-metode tersebut dituntut untuk memperhatikan hal-hal sebagai berikut : kekuatan/keamanan terjamin, awet, serta mudah dalam proses pengerjaan. Penelitian ini memiliki tujuan mengetahui dan membandingkan kuat tekan beton yang dibuat dengan dua metode perancangan beton yang berbeda yaitu metode ACI (American Concrete Institute) dan metode SNI ditinjau dari pengerjaan dan kuat tekan yang dihasilkan. Benda uji yang digunakan pada penelitian ini berupa silinder beton dengan diameter 15 cm, dan tinggi 30 cm. Untuk masing-masing metode perancangan beton baik ACI maupun SNI dibuat 25 silinder beton dengan perincian 10 silinder beton normal dan 15 silinder beton dengan tambahan bahan Superplasticizer. Sehingga jumlah keseluruhan ada 50 silinder beton. Faktor air semen yang digunakan adalah 0,4 dan pengujian dilakukan pada umur 28 hari. Hasil penelitian yang telah dilaksanakan menunjukkan bahwa, nilai slump metode ACI untuk beton normal rata-rata 10 cm, sedang dengan penambahan additive 14,1 cm. Nilai slump metode SNI untuk beton normal rata-rata 8,3 cm, sedang dengan penambahan additive 10,2 cm. Kemudahan pengerjaan dapat dirasakan bahwa metode perancangan ACI lebih mudah, serta bahan penyusunnya lebih cepat mencapai kondisi homogen dibandingkan metode perancangan SNI Kuat tekan beton maksimum yang dihasilkan untuk beton normal yang dihasilkan metode perencanaan ACI adalah 29,13 MPa, lebih besar 4,95 % dibandingkan dengan metode perencanaan SNI yaitu 27,67 MPa. Dan untuk penambahan additive kuat tekan beton maksimum yang dihasilkan metode perencanaan ACI adalah 31,97 MPa, lebih besar 0,24 % dibandingkan dengan metode perencanaan SNI yaitu 31,89 MPa. Kata kunci : Beton, Metode Perancangan, Perbandingan xvii