ANALISIS SIFAT MEKANIS BETON MUTU NORMAL DENGAN PEMAKAIAN FLY ASH LEBIH DARI 50% DAN SUPERPLASTICIZER

Transkripsi

1 ANALISIS SIFAT MEKANIS BETON MUTU NORMAL DENGAN PEMAKAIAN FLY ASH LEBIH DARI 50% DAN SUPERPLASTICIZER TUGAS AKHIR untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil disusun oleh: Erwin Mahaningtyas NIM : D kepada PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016

2 LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS SITAT MEKAIVS BETON MUTU NORMAL DENGAI\ PEMAKAI Nl FLY ASTT LEBIH DARI 50% I}AII SUPERPIASTICIZER Tugas Akhir Diajukan dan dipertalrankan pada Ujian Pendadaran di hadapan Dewan Penguji Padatanggal : 6 Agustus 2016 diajukan oleh: ERWIN MAHAI\IINGTYAS NIM: D 100 l20ll7 Susunan Dewan Penguji # Pembiqbing birqbing Utama Mocha#d solikin. s.t.. M.T.. PhD. NIK. 792 Pembimbing Pendamping NIK.728 Tugas Altrir ini diterima salah satunya persyaratan untuk mencapai derajat S-t Tgllss Teknik i Teknik Sipil T n

3 I{ALAMAN PER,SETUJUAN Tusas,A\hi1 yang berjudul *ANALISIS SIrAT MEKAIIS BETON MUTU NOR]T{AL DENGAIT PEMAKAIAN FI,Y ASH LEBTH DARI 50% DAII flwehfiasticizerd tetah disetujui oleh pembimbing Tugas Al&ir dan diterima rmtuk memenuhi sebagai persyaratan memperoleh gelar Sarjana Sl pada Jurusm Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dipersiapkan oleh Nama NIM Erwin Mahaningtyas D tl7 Disetujui pada Hari Tanggal i { T I i l i ffi Perrbimbing Utama Mochamid solikin. s.t.. Nr.T.. PhD. NIK.792.l i,i

4 t LEMBAR PERI{YATAAN Yang bertandatangan di bawah ini : Nama : Erwin MahaningtYas NIM Fakultas/Progdi : Teknik/Teknik Sipil : D Judul Tugas Akhir : Analisis sifat mekanis beton mutu normal dengan pemakaian Jly ashlebih dari 5A% dmsuperplasticizer' Dengan ini menyatakan sebenar-benarnya bahwa : 1. Tugas Akhir dengan judul di atas adalah hasil penelitian kolaborasi antara dosenpembimbing(mochamadsolikin,s.t.,m.t.,phd.)sebagaipeneliti utama dengan penulis (Erwin Matraningtyas) sebagai peneliti pendamping, dandalamnaskahinitidakterdapatkaryailmiahyangpemahdiajukanoleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik disuatu perguruan tinggi' dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain sebagian atau keseluruhan, kecuali secara tertulis dikutip dalam naskatr ini dan diterbitkan dalam sumberkutipan atau daftar pustaka' 2. Apabila ternyata dalam naskah skripsi ini dapat dibuktikan terdapat gnsgr plagiat, saya bersedia skripsi ini digugurkan dan gelar akademik yang saya peroleh dibatalkan, serta diproses dengan ketentuan hukum yang berlaku' 3. Skripsi ini dapat dijadikan sumber pustaka yang merupakan hak bebas royalty non ekslusif- Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya untuk dipergunakan sebagaimana mestinya- Pembimbing Utama Yang menyatakan Mahasiswa MK.792 dtry, Ervin Mahaninetvas NIM. Dl tv

5 MOTTO Sesungguhnya dibalik kesulitan selalu ada kemudahan (Q.S. Al-Insyiraah/94:5-6) Tuhan tidak akan memberi cobaan diluar batas kemampuan kita. (Q.S. Al Baqarah/2:286) Doa bisa merubah nasib kita, dan kebaikan dapat memperpanjang umur kita (H.R. Ath-Thahawi) Jika kamu tidak akan mengejar apa yang kamu inginkan, maka kamu tidak akan mendapatkannya. Jika kamu tidak bertanya maka jawabannya tidak. Jika kamu tidak melangkah maju, kamu akan tetap berada ditempat yang sama. (Nora Roberts) Agama tanpa ilmu adalah buta. Ilmu tanpa agama adalah lumpuh. (Albert Einstein) Orang-orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik masa lalu. Orangorang yang masih terus belajar, akan menjadi pemilik masa depan. (Mario Teguh) Untuk mendapatkan kesuksesan, keberanianmu harus lebih besar daripada ketakutanmu. Berpikirlah besar dan bertindaklah sekarang, impian dan usaha diseimbangkan v

6 PERSEMBAHAN Atas segala rahmat dan karunia yang telah Allah SWT berikan kepada hambanya, sehingga saya dapat melewati proses dalam menyelesaikan studi Tugas Akhir ini. Tugas akhir ini Kupersembahkan Untuk : Kedua orang tua yakni bapak SUPRIYANTO dan Ibu SRI SUPADMI. Terima kasih atas segala bimbingan, dukungan,doa dan nasihat yang tak ada hentinya sejak dini sampai selama ini,. Adikku Mufida Restu Ilahi yang tercinta selalu memberi semangat, doa serta dukungan. Laboratorium PT.Pioner Beton Kartasura dan laboratorium Teknik Sipil yang telah memberiku kesempatan untuk mengembangkan kemampuan ketekniksipilan. Bapak suwito beserta laboran PT. Pioner beton Kartasura yang selalu memberikan bimbingan selama penelitian. Seluruh keluarga besar Program Studi Teknik Sipil Universitas Muahmmadiyah Surakarta Eko yang selalu memberikan semangat,dorongan serta bimbingan selama ini dan selalu menjadi partner atau team selama kuliah,serta mas kiki,mas dhoni yang saling memberikan semangat satu sama lain. Rizal, Lana, Eno, Yogik, Laila, mas ipin yang selalu memberikan semangat dan dorongan yang sangat luar biasa kepadaku selama ini supaya cepet menyelasaikan tugas akhir ini. terimakasih atas vi

7 kebahagiaan selama kuliah di UmS tercinta, sungguh luar biasa kalian semenjak semester awal sampai sekarang,lusa dan nanti masa depan. Sahabat-sahabatku (Dessy, Aik, Rondi, Annas, Rizal yoga, permadi, imam) yang selalu menemani dan memberi semangat setiap perjalanan kuliah ini, Terima kasih atas kekonyolan dan kebahagian selama di UMS. Teman angkatan 2012 yang selalu membantuku dalam berbagai hal, terima kasih atas kenangan, bantuan, info serta cerita selama di UMS. vii

8 PRAKATA Assaalammualaikum Wr. Wb Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-nya sehingga penyusunan dapat menyelesaikan dan menyusun laporan Tugas Akhir berupa eksperimen laboratorium yang berjudul Analisis sifat mekanis beton mutu normal dengan pemakaian fly ash lebih dari 50% dan Superplasticizer. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada smua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada : 1) Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, PhD., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2) Bapak Mochamad Solikin, ST. MT. PhD., Selaku Ketua Jurusan Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sekaligus sebagai Pembimbing utama dan Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya. 3) Ibu Yenny Nurchsanah, ST. MT., selaku Sekretaris Jurusan Teknik SIpil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 4) Bapak Muhammad Ujianto S.T., M.T selaku Pembimbing Pendamping sekaligus sebagai Anggota Dewan Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dan nasehatnya. viii

9 5) Bapak Ir. Suhendro trinugroho M.T. selaku anggota tim Penguji. 6) Bapak Ir. Agus Riyanto M.T. selaku dosen pembimbing akademik. 7) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Fakultas Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. 8) Bapak Ir. A. Karim Fatchan, M.T selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta 9) Bapak Suwito serta laboran PT. Pioner Beton Kartasura selaku pembimbing saat praktikum pembuatan benda uji. 10) Bapak Joko Setiawan, ST. Selaku laboran Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 11) Bapak Rohani, Spd. Selaku Sekretaris Tata Usaha Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 12) Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2012 yang telah membantu penelitian 13) Pihak-pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu. Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, maka dengan segala kerendahan, keritik dan saran yang membangun sengat penyusun harapkan guna penyempurnaan laporan di masa yang akan dating, dan semoga laporan Tugas Akhir Ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin. Wassalamu alaikum Wr Wb. Surakarta, Agustus 2016 Penyusun ix

10 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... iv MOTTO... v PERSEMBAHAN... vi PRAKATA... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xvi DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN... xvii ABSTRAKSI... xviii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitian... 2 D. Manfaat Penelitian... 3 E. Batasan Masalah... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Pengaruh pemakaian fly ash dengan jumlah tinggi dan jenis fly ash kelas C... 5 B. Pengaruh Jenis fly ash... 6 C. Pengaruh bahan tambah berupa superplasticizer dan dengan penggunaan fly ash yang tinggi... 7 BAB III LANDASAN TEORI A. Pengertian Beton... 9 B. Material Penyusun Beton x

11 C. High Volume Fly Ash Concrete (HVAC) Pengertian High Volume Fly Ash Concrete (HVAC) Kelebihan dan kekurangan High Volume Fly Ash Concrete (HVAC) BAB IV METODOLOGI PENELITIAN A. Uraian Umum B. Alat yang digunakan dalam campuran beton C. Bahan yang digunakan dalam campuran beton D. Benda Uji E. Tahapan Penelitian F. Karakteristik Mekanik Pada Beton Pengujian Beton Keras a) Kuat Tekan Beton b) Kuat Tarik Belah Beton c) Serapan Air Beton Pengujian Beton Segar a) Pengujian Slump b) Bleeding G. Ringkasan Standar Penelitian BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengujian Agregat Halus B. Hasil Pengujian Agregat Kasar C. Pengujian Fly Ash D. Proporsi Campuran Beton Normal E. Hasil Pengujian Slump F. Hasil Pengujian Karakteristik Mekanik Beton Hasil Pengujian dan Analisis Kuat Tekan Beton Hasil Pengujian dan Analisis Kuat Tarik Belah Beton a. Korelasi kuat tekan beton dan kuat tarik belah beton Hasil Pengujian Serapan Air Beton xi

12 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

13 DAFTAR TABEL Tabel III. 1. Susunan Besar Butir (Grading) Tabel IV. 1. Benda Uji Penelitian Tabel IV. 2. Ringkasan Standar Penelitian Tabel V. 1. Hasil Pengujian Agregat Halus Tabel V. 2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus Tabel V. 3. Hasil Pengujian Agregat Kasar Tabel V. 4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Tabel V. 5. Pengujian Fly Ash Tabel V. 6. Proporsi campuran adukan beton untuk setiap variasi fly ash per 1 m Tabel V. 7. Proporsi campuran adukan beton untuk setiap variasi fly ash per 1 Adukan Tabel V. 8. Hasil Pengujian Slump Tabel V.9. Analisis Perhitungan Kuat Tekan pada umur 28 hari Tabel V.10. Analisis Perhitungan Kuat Tekan pada umur 56 hari Tabel V.11. Hasil Pengujian Kuat tarik belah beton Tabel V.12. Perhitungan Korelasi Kuat tekan dan tarik belah beton Tabel V.13. Hubungan antara kuat tekan dan kuat tarik belah beton Tabel V.14. Analisis serapan air beton xiii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar IV. 1. Timbangan Gambar IV. 2. Ayakan Gambar IV. 3. Gelas Ukur Gambar IV. 4. Mesin Penggetar Ayakan Gambar IV. 5. Oven Gambar IV. 6. Kerucut Abram s Gambar IV. 7. Cetakan benda uji Gambar IV. 8. Molen Gambar IV. 9. Hidrolis Testing Machine Gambar IV. 10. Desicator Gambar IV. 11. Bak tempat perendaman beton Gambar IV. 12. Mesin Los Angeles Gambar IV. 13. Cetok Gambar IV. 14. Ember Gambar IV. 15. Alat Angkut Gambar IV. 16. Semen Gambar IV. 17. Pasir Gambar IV. 18. Kerikil Gambar IV. 19. Superplasticizer Gambar IV. 20. Fly Ash Gambar IV.21. Bagan Alir Tahapan Penelitian Gambar IV.22. Uji Kuat tekan beton Gambar IV.23. Benda Uji dikaping Gambar IV.24. Uji kuat tarik belah silinder Gambar IV.25. Uji Serapan Air Gambar IV.26. Pengujian Slump Gambar IV.27. Bleeding xiv

15 Gambar V. 1. Grafik hubungan antara ukuran ayakan dan persentase lolos komulatif Gambar V. 2. Grafik hubungan antara ukuran ayakan dan persentase lolos komulatif Gambar V. 3. Diagram nilai Slump Gambar V.4. Grafik hubungan kuat tekan beton (MPa) dan variasi kadar fly ash Gambar V.5. Diagram hasil rata-rata kuat tarik belah beton Gambar V.6. Hubungan antara kuat tekan dan tarik belah beton Gambar V.7. Korelasi kuat tarik belah dan kuat tekan dengan penelitian sejenis Gambar V.8. Diagram hasil rata-rata serapan air beton xv

16 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8 Lampiran 9 Lampiran 10 Lampiran 11 Lampiran 12 Rancangan Campuran Beton Hasil Pengujian Agregat Kasar Hasil Pengujian Agregat Halus Hasil Pengujian Fly Ash Hasil Pengujian Karakteristik Mekanis beton SNI Tata Cara Pembuatan campuran rencana beton normal SNI Metode Pengujian Test Slump SNI Metode Pengujian Kuat Tekan SNI Metode Pengujian Kuat Tarik Belah ASTM Serapan Air SNI Tata Cara Kaping Lembar KonsultasI xvi

17 DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ACI : American Concrete Institute ASTM : American Society for Testing and Material fas : faktor air semen f c : Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa) f ct : Kuat Tarik Belah (MPa) HVFA : High Volume Fly Ash kn K1 : Kilo Newton : Benda Uji Silinder Tanpa Fly Ash K2 : Benda Uji Silinder dengan Kadar Fly Ash 50% K3 : Benda Uji Silinder dengan Kadar Fly Ash 60% K4 : Benda Uji Silinder dengan Kadar Fly Ash 70% MPa PCC : Megapascal : Portland Composit Cement PLTU : Pembangkit Listrik Tenaga Uap PPC SNI Sp : Portland Pozzoland Cement : Standar Nasional Indonesia : Superplasticizer xvii

18 ABSTRAKSI Setiap aspek pembangunan tidak akan terlepas daripada suatu beton. Beton merupakan bahan gabungan yang terdiri dari agregat kasar dan halus yang dicampur dengan air dan semen sebagai pengikat dan pengisi agregat kasar dan halus, kadangkadang ditambahkan additive atau admixture bila diperlukan. Pada penelitian ini untuk mengganti sebagian dari semen dengan memanfaatkan limbah dari batu bara dari PLTU. Salah satu limbah yang digunakan yaitu abu terbang batu bara (fly ash). Dengan memanfaatkan fly ash sebagai bahan pengganti dari sebagian semen dinilai dapat berpengaruh terhadap lingkungan dan dari segi biaya juga lebih ekonomis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan beton normal dan beton yang menggunakan fly ash 50%, 60% dan 70% dari berat binder. Benda uji yang digunakan pada penelitian ini yaitu silinder, pada pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah digunakan benda uji dengan diameter 15 cm, tinggi 30 cm sedangkan pada pengujian serapan air benda uji yang digunakan dengan diameter 10 cm, tinggi 5 cm. Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 28 hari dan 56 hari sedangkan pengujian kuat tarik belah dan serapan air pada umur 56 hari. Metode yang digunakan pada campuran beton sesuai dengan ACI. Variasi fly ash yang digunakan pada penelitian ini 50%, 60% dan 70%. Fly ash yang digunakan yaitu fly ash kelas F. Setelah dilakukan pengujian mendapatkan hasil rata-rata kuat tekan pada umur 28 hari menghasilkan nilai optimum sebesar 22,505 MPa pada menggunakan kadar fly ash 50% dibandingkan dengan hasil kuat tekan beton normal, beton dengan variasi fly ash 60% dan 70%. sedangkan pada umur 56 hari kuat tekan yang optimum yaitu pada beton normal sebesar 30,573 MPa, semakin banyak kadar fly ash semakin menurun juga nilai kuat tekannya, kuat tekan pada umur 56 hari dapat mencapai kuat tekan rencana yaitu 25 MPa. Rata-rata kuat tarik belah yang didapatkan menghasilkan nilai yang sebanding antara beton normal dan beton yang menggunakan variasi fly ash 50%, 60% dan 70%. semakin banyak fly ash semakin menurun nilai kuat tarik belah. Tetapi, penurunannya tidak signifikan. Rata-rata serapan air yang didapatkan pada beton normal yaitu 4,128 %, dengan kadar fly ash 50% sebesar 3,575 %, kadar fly ash 60% sebesar 3,239 dan pada kadar fly ash 70 % sebesar 3,021 sehingga beton normal dapat lebih mudah menyerap air jika dibandingkan dengan penggunaan high volume fly ash. Kata kunci : sifat mekanis beton, beton mutu normal, fly ash xviii