Pengaruh Penambahan Admixture Jenis F dan Substitusi Silica Fume terhadap Semen pada Kuat Tekan Awal Self Compacting Concrete

Transkripsi

1 Pengaruh Penambahan Admixture Jenis F dan Substitusi Silica Fume terhadap Semen pada Kuat Tekan Awal Self Compacting Concrete Larry Djono 1, Rahmi Karolina 2 Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan 1 larrydjono1@hotmail.com 2 rachmie_caroline@yahoo.co.id Abstrak High Early Strength Self Compacting Concrete (HESSCC) adalah sebuah penemuan baru dalam dunia teknologi beton yang memiliki keuntungan workability, durabilitas dan kekuatan awal yang tinggi, sehingga dapat diaplikasikan dengan baik khususnya pada dunia pre-cast concrete. Dalam penelitian ini digunakan superplasticizer Viscocrete 8045 dan filler Silica Fume.Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui pengaruh Viscocrete 8045 dan Silica Fume terhadap sifat mekanik beton. Benda uji menggunakan silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm dengan total sebanyak 48 buah dengan menggunakan variasi Silica Fume 5%, 10 %, dan 15% serta penambahan Viscocrete 8045 sebanyak 1,5%.Dari hasil pengujian didapatkan nilai kuat tekan beton meningkat akibat adanya penambahan bahan tersebut. Jika dibandingkan dengan beton normal, kuat tekan awal beton mengalami kenaikan dengan nilai maksimal pada variasi Silica Fume 15% sebesar 13,362% sedangkan kuat tekan akhir beton mengalami kenaikan dengan nilai maksimal pada variasi Silica Fume 15% sebesar 30,266%. Penambahan bahan tersebut tidak berdampak pada nilai kuat tarik belah beton.namun pada nilai absorbsi, penambahan Silica Fume menyebabkan penurunan nilai absorbsi beton. Kata kunci : beton, silica fume, kuat tekan awal 1. Pendahuluan Di negara maju seperti Jepang, Self Compacting Concrete (SCC) telah diaplikasikan dengan baik dan mengalami peningkatan penggunaan yang pesat khususnya di dunia industri beton[4]. Industri pre-cast concrete Indonesia sendiri membutuhkan varian beton dengan karakteristik kekuatan awal yang besar untuk mengoptimalkan waktu dan kapasitas produksi. SCC yang ada saat ini belum mampu memfasilitasi hal itu dengan baik karena belum memiliki karakteristik kekuatan awal yang besar sehingga SCC belum dapat diaplikasikan dengan baik[4]. Perkembangan penelitian admixture beton yang terbaru mampu menghasilkan jenis admixture yang mampu menghasilkan varian beton dengan tingkat fluiditas yang tinggi dan peningkatan kuat awal yang cepat yang disebut dengan High Early Strength Self Compacting Concrete (HESSCC)[4]. SCC adalah suatu beton yang memiliki sifat kecairan(fluidity) yang tinggi sehingga mampu mengalir dan mengisi ruang-ruang di dalam cetakan tanpa proses pemadatan atau hanya sedikit sekali memerlukan getaran untuk memadatkan[5].

2 2. Tinjauan Pustaka 2.1. Silica Fume Silica fume adalah material pozzollan yang halus, dimana komposisi silika lebih banyak yang dihasilkan dari tanur tinggi atau sisa produksi silikon atau alloy besi silikon (dikenal sebagai gabungan antara microsilika dengan silika fume)[2]. Penggunaan silica fume dalam campuran beton dimaksudkan untuk menghasilkan beton dengan kekuatan yang tinggi.beton dengan kekuatan tinggi digunakan, misalnya, untuk kolom struktur atau dinding geser, pre-cast atau beton pra-tegang dan beberapa keperluan lain[1].kriteria kekuatan beton berkinerja tinggi saat ini sekitar MPa untuk umur 28 hari. Penggunaan silica fume berkisar antara 0-30% untuk memperbaiki karakteristik kekuatan dan keawetan beton. Tabel 1. Sifat fisik Silica Fume Sifat Fisik Nilai Berat jenis 2.02 Rata-rata ukuran partikel (µm) 0.1 Lolos ayakan No.25 (%) 99.0 Keasaman (ph) 7.3 Sumber: Yogendran.,et al,.aci Material Journal, Maret/April, 1987:125 Tabel 2. Kandungan Kimia Silica Fume Komposisi Berat dalam persen SiO Karbon 3-5 Fe 2 O CaO Al 2 O MgO MnO K 2 O 0.10 Na 2 O 0.10 Sumber: Yogendran.,et al,.aci Material Journal, Maret/April, 1987: Superplasticizer Permukaan partikel-partikel semen memiliki fungsi yang menjadikannya menggumpal ketika bercampur dengan air. Penggumpalan ini mengakibatkan sejumlah air terperangkap dan menyebabkan volume air tidak cukup untuk melakukan hidrasi dengan semen sehingga mengurangi konsistensi pasta semen. Penambahan jumlah air dapat meningkatkan konsistensi namun akan menurunkan kekuatan karena jumlah pori-pori bertambah banyak. High Range Water Reducer atau superplasticizer digunakan untuk mengatasi masalah tersebut. Superplasticizer berperan sebagai agen pengaktif permukaan (surface active agent).superplasticizer yang digunakan adalah Viscocrete Penggunaan dosis Viscocrete pada penelitian adalah 1% sampai 2% dari jumlah semen[6].

3 3. Metode Pengujian 3.1. Pengujian SCC Agar dapat memenuhi persyaratan SCC, perlu dilakukan beberapa pengujian pada beton segar untuk mengukur karakteristik workability SCC. Terdapat tiga karakteristik diantaranya adalah : 1. Filling Ability adalah kemampuan beton segar untuk mengisi setiap ruang dalam bekisting tanpa terdapat rongga udara. Filling Ability dapat diuji dengan Slump Flow Test. Besaran diameter menurut EFNARC yaitu antara cm[3]. Gambar 1. Slump Flow Test 2. Passing Ability adalah kemampuan beton segar untuk mengalir dan melewati halangan, dalam hal ini adalah untuk melewati celah-celah antar tulangan yang rapat.passing ability dapat diuji dengan J-Ring Test. Perbedaan tinggi di dalam dan di luar J-Ring yang memenuhi syarat menurut EFNARC adalah antara 0-10 mm[3]. Gambar 2. J-Ring Test 3. Segregation Resistance adalah kemampuan beton segar untuk mampu bertahan dari pemisahan antar material sehingga memiliki workability yang tinggi. Segregation resistance dapat diuji dengan V-Funnel Test. Syarat dalam pengujian ini menurut EFNARC adalah waktu yang diperlukan beton segar untuk melewati V-Funnel 6 sampai 12 detik[3].

4 Gambar 3.V-Funnel Test 3.2. Mix Design SCC Setelah melewati beberapa trial mix design, akhirnya diperoleh komposisi 1m 3 beton yang memenuhi kriteria karakteristik SCC adalah : Tabel 3. Komposisi 1m 3 beton Material Berat (kg) Semen 580 Air 125 Kerikil 650 Pasir 920 Superplasticizer 8, Pembuatan Benda Uji SCC dimasukkan ke cetakan silinder diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Beberapa cetakan dibuka setelah 1 hari untuk diuji kuat tekan dan kuat tarik belah, sedangkan sisanya dibuka setelah 28 hari untuk diuji kuat tekan, absorbsi, dan kuat tarik belah. Tabel 4. Jumlah Sampel Pengujian Kuat Tekan pada umur 1 hari Absorbsi pada umur 1 hari Kuat Tarik Belah pada umur 1 hari Kuat Tekan pada umur 28 hari Absorbsi pada umur 28 hari Kuat Tarik Belah pada umur 28 hari Variasi Substitusi Silica Fume 0% 5% 10% 15% Jumlah Benda Uji (Buah) Total Benda Uji 48

5 Kuat Tarik Belah (MPa) Kuat Tekan Beton(MPa) 4. Hasil dan Pembahasan 4.1 Kuat Tekan Beton Kuat tekan beton yang dihasilkan pada 1 hari dan 28 hari adalah sebagai berikut SF 0% SF 5 % SF 10% SF 15 % Persentase Silica Fume Gambar 4. Grafik Kuat Tekan Beton umur 1 hari dan 28 hari Kuat tekan beton optimum pada substitusi silica fume 15% yaitu 19,85 MPa (kenaikan 13,362% bila dibandingkan dengan beton normal) pada umur 1 hari dan 57,18 MPa(kenaikan 30,266% bila dibandingkan dengan beton normal) pada umur 28 hari.dapat disimpulkan bahwa semakin besar substitusi silica fume, semakin tinggi kuat tekan beton Kuat Tarik Belah Kuat Tarik belah beton yang dihasilkan pada 1 hari dan 28 hari adalah sebagai berikut SF 0% SF 5% SF 10% SF 15% Persentase Silica Fume Gambar 5. Grafik Kuat Tarik Belah Beton umur 1 hari dan 28 hari Substitusi silica fume pada beton tampak tidak mempengaruhi kuat tarik belah beton.

6 Nilai Absorbsi Beton(%) 4.3. Absorbsi Nilai absorbsi beton setelah 28 hari dapat dilihat pada tabel berikut SF 0% SF 5 % SF 10% SF 15 % Persentase Silica Fume Gambar 6. Nilai Absorbsi Beton Nilai absorbsi beton paling rendah pada substitusi Silica Fume 15%. Hal ini dikarenakan ukuran partikel silica fume yang sangat kecil mampu mengisi rongga pori-pori yang ada pada beton sehingga air sulit masuk melalui pori kapiler beton. 5. Kesimpulan 1. Nilai absorbsi beton paling rendah pada substitusi Silica Fume 15%. Hal ini dikarenakan ukuran partikel silica fume yang sangat kecil mampu mengisi rongga pori-pori yang ada pada beton sehingga air sulit masuk melalui pori kapiler beton. Oleh karena itu, semakin banyak kadar silica fume, semakin rendah nilai absorbsi beton. 2. Kuat tekan beton optimum pada substitusi silica fume 15% yaitu 19,85 MPa (kenaikan 13,362% bila dibandingkan dengan beton normal) pada umur 1 hari dan 57,18 MPa(kenaikan 30,266% bila dibandingkan dengan beton normal) pada umur 28 hari.dapat disimpulkan bahwa semakin besar substitusi silica fume, semakin tinggi kuat tekan beton. 3. Substitusi silica fume pada beton tampak tidak mempengaruhi kuat tarik belah beton. 4. Penggunaan superplasticizer tipe F Viscocrete 8045 berdampak besar terhadap kuat tekan awal beton. 6. Keterangan Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini adalah Viscocrete 8045 (superplasticizer) yang diproduksi oleh PT.Wijaya Karya. Semen yang digunakan adalah semen Portland tipe 1 yang diproduksi oleh PT.Semen Padang. Silica Fume yang digunakan adalah Masterlife SF 100 produksi PT.BASF Indonesia. 7. Referensi [1] Antoni dan Paul Nugraha Teknologi Beton [2] Mulyono, Tri, Ir Teknologi Beton

7 [3] Efnarc Association, Specification and Guidelines for Self Compacting Concrete, [4] Tedy Gunawan, Yusuf Muntu dan Handoko Sugiharto.2006.Penelitian mengenai Peningkatan Kekuatan Awal Beton pada Self Compacting Concrete.8, [5] M.Wihardi Tjaronge, Rita Irmawaty, Edy Chandra dan Astri Limpo Slump Flow dan Kuat Lentur Self Compacting Concrete (SCC) dengan Kandungan Superplasticizer yang Bervariasi [6] Handoko Sugiharto, Gideon Hadi Kusuma, Agus Himawan dan David Surya Dharma.2001.Penggunaan Fly Ash dan Viscocrete pada Self Compacting Concrete.30-35