PENGARUH PACKING DENSITY METHOD DAN CARA PERAWATAN TERHADAP MUTU BETON UMUR 1 HARI DENGAN BAHAN TAMBAH FLY ASH ABU LIMBAH BATU BARA

Transkripsi

1 PENGARUH PACKING DENSITY METHOD DAN CARA PERAWATAN TERHADAP MUTU BETON UMUR 1 HARI DENGAN BAHAN TAMBAH FLY ASH ABU LIMBAH BATU BARA TUGAS AKHIR untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil disusun oleh: Dony Wahyu Adiguno NIM : D kepada PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

2 ii

3 L--- iii

4 lv iv

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) 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) Masa lalu adalah pembelajaran,masa depan adalah motivasi,sekarang adalah perjuangan. Jalani dan akan kau dapati takdirmu dari ketiganya (Uknown) Kerja, kerja, kerja (Joko Widodo) Walk on, walk on, with hope in your heart and you ll never walk alone (Liverpool) 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 saya persembahkan untuk : Kedua orang tua yakni Ayah Agustinus Wahyudi dan Ibu Amora Fakhdilla. Terima kasih atas segala bimbingan, dukungan, doa dan nasihat yang tak ada hentinya sejak dini sampai selama ini. Adikku yang tercinta selalu memberi semangat, doa serta dukungan. Seluruh keluarga besar Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Sahabat-sahabatku (Yeda F, Danar W, Iwan A, Surya N, Toha N, Laksa F, Mustofa L, M Meka) yang selalu menemani dan memberi semangat setiap perjalanan kuliah ini, Terima kasih atas segala suka dan duka selama di UMS. Teman-teman angkatan 2012 yang selalu membantuku dalam berbagai hal, terima kasih atas kenangan, bantuan, info serta cerita selama di UMS. vi

7 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 Pengaruh Packing Density Method dan Cara Perawatan Terhadap Mutu Beton Umur 1 Hari dengan Bahan Tambah Fly Ash Abu Limbah Batu Bara. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Program Studi 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, M.T., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2) Bapak Dr. Mochamad Solikin, M.T., Ph.D, selaku Kepala Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3) Bapak Gurawan Djati Wibowo, S.T., M.T., selaku Sekretaris Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 4) Bapak Ir Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Pembimbing Pendamping. 5) Bapak Muhammad Ujianto, S.T., M.T., selaku anggota tim Penguji I. 6) Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T., selaku anggota Penguji II. 7) Bapak Ir. Suwardi, M.T., selaku dosen pembimbing akademik. vii

8 8) Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. 9) Bapak Ir. A. Karim Fatchan, M.T., selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta 10) Bapak Joko Setiawan, ST. Selaku laboran Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 11) Yeda Febry Ananda dan Danar Wahyu Novianto yang telah bersama-sama menyelesaikan Tugas Akhir. 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, 25 Oktober 2017 Penyusun viii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... iv MOTTO... v PERSEMBAHAN... vi PRAKATA... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvii DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN... xviii ABSTRAKSI... ix BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitian... 2 D. Manfaat Penelitian... 2 E. Batasan Masalah... 2 F. Keaslian Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Beton... 5 B. Metode Packing Density... 6 C. Faktor yang Mempengaruh Kuat Tekan Beton Sifat Agregat Jenis Semen dan Jumlah Semen Faktor Air Semen Umur Beton... 9 ix

10 5. Perawatan (curing) D. Fly Ash Abu Limbah Batu Bara BAB III LANDASAN TEORI A. Metode Packing Density B. Bahan Penyusun Beton Semen Portland Agregat a). Syarat fisik b). Syarat kimia Air Fly Ash Abu Limbah Batu Bara C. Perencanaan Beton Menurut ACI D. Pengujian Berat Jenis Silinder Beton E. Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton F. Pengujian Kuat Tarik Silinder Beton BAB IV METODE PENELITIAN A. Umum B. Bahan Penelitian Air Agregat Halus Agregat Kasar Semen Portland Fly Ash C. Peralatan Penelitian Gelas Ukur Picnometer Saringan Atau Ayakan Alat Penggetar Ayakan (Vibrator) Timbangan Oven Kerucut Conus x

11 BAB V 8. Mesin Uji Los Angeles Cetakan Silinder Concrete Mixer Kerucut Abram s Mesin Uji Kuat Tekan Mesin Uji Kuat Tarik Peralatan Penunjang D. Tahapan Penelitian Tahap I. Persiapan Alat Dan Penyediaan Bahan Tahap II. Pemeriksaan Bahan Tahap III. Perencanaan Campuran dan Pembuatan Benda Uji Tahap IV. Pengujian Benda Uji Tahap V. Analisa dan Pembahasan E. Pelaksanaan Penelitian Pemeriksaan Bahan Perencanaan Campuran Beton Pembuatan Benda Uji Pengujian Nilai Slump Perawatan (Curing) Pengujian Silinder Beton a. Pengujian berat jenis beton b. Pengujian kuat tekan beton c. Pengujian kuat tarik belah beton HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengujian Bahan Pengujian agregat halus Pengujian agregat kasar B. Hasil Pengujian Fly Ash C. Hasil Mix Design Campuran Beton D. Kekentalan Adukan Beton xi

12 E. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton F. Hasil Pengujian Kuat Tarik Beton G. Perbandingan Konversi Beton BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

13 DAFTAR TABEL Tabel III.1. Nilai Deviasi Standar Tabel III.2. Hubungan Faktor Air Semen dan Kuat Tekan Rata-Rata Silinder BetonPada Umur 28 Hari Tabel III.3. Faktor Air Semen Maksimum Tabel III.4. Nilai Slump Tabel III.5. Ukuran Maksimum Agregat Tabel III.6. Perkiraan Kebutuhan Air Berdasarkan Nilai Slump dan Ukuran Maksimum Agregat Tabel III.7. Perkiraan Kebutuhan Agregat Kasar Permeter Kubik Beton, Berdasarkan Ukuran Maksimum Agregat dan Modulus Halus Pasir Tabel IV.1. Hasil Perhitungan Campuran Beton Tabel V.1. Hasil Pungujian Kandungan Bahan Organik Pada Agregat Halus Tabel V.2. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur Agregat Halus Tabel V.3. Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air (SSD) Tabel V.4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus Tabel V.5. Hasil Pengujian Keausan Agregat Kasar Tabel V.6. Hasil Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Kasar Tabel V.7. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar Tabel V.8. Hasil Pengujian Kandungan Kimia Fly Ash Tabel V.9. Hasil Perhitungan Campuran Beton Tabel V.10. Hasil Pengujian Nilai Slump Tabel V.11. Spesifikasi Nilai Slump Tabel IV.12. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 1 Hari dengan Cara Perawatan Kering Udara Tabel IV.13. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 1 Hari dengan Cara Perawatan Diselimuti Karung Basah Tabel IV.14. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 1 Hari dengan Cara Perawatan Direndam xiii

14 Tabel IV.15. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 28 Hari dengan Cara Perawatan Kering Udara Tabel IV.16. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 28 Hari dengan Cara Perawatan Diselimuti Karung Basah Tabel IV.17. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton 28 Hari dengan Cara Perawatan Direndam Tabel IV.18. Data Hasil Pengujian Kuat Tarik Beton 1 Hari dengan Cara Perawatan Kering Udara Tabel IV.19. Data Hasil Pengujian Kuat Tarik Beton 1 Hari dengan Cara Perawatan Diselimuti Karung Basah Tabel IV.20. Data Hasil Pengujian Kuat Tarik Beton 1 Hari dengan Cara Perawatan Direndam Tabel IV.21. Data Hasil Pengujian Kuat Tarik Beton 28 Hari dengan Cara Perawatan Kering Udara Tabel IV.22. Data Hasil Pengujian Kuat Tarik Beton 28 Hari dengan Cara Perawatan Diselimuti Karung Basah Tabel IV.23. Data Hasil Pengujian Kuat Tarik Beton 28 Hari dengan Cara Perawatan Direndam Tabel IV.24. Nilai Konversi Menurut PBI Tabel IV.25. Data Hasil Konversi Kuat Tekan Beton dengan Cara Perawatan Kering Udara Tabel IV.26. Data Hasil Konversi Kuat Tekan Beton dengan Cara Perawatan Ditutup Karung Basah Tabel IV.23. Data Hasil Konversi Kuatd Tekan Beton dengan Cara Perawatan Direndam xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar II.1. Hubungan Antara Jenis Agregat Terhadap Kuat Tekan Beton... 7 Gambar II.2. Hubungan Antara Kuat Tekan Beton Untuk Berbagai Jenis Semen... 8 Gambar II.3. Hubungan Antara Kuat Tekan Beton dan Faktor Air Semen... 8 Gambar II.4. Hubungan Antara Umur Beton dengan Kuat Tekan Beton... 9 Gambar II.5. Hubungan Antara Umur Beton dan Faktor Air Semen dengan Kuat Tekan Beton Gambar III.1. Proses Sisa Pembakaran yang Menghasilkan Fly Ash Gambar III.2. Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton Gambar III.3. Pengujian Kuat Tarik Silinder Beton Gambar IV.1. Air Gambar IV.2. Agregat Halus Gambar IV.3. Agregat Kasar Gambar IV.4. Semen Portland Gambar IV.5. Fly Ash Gambar IV.6. Gelas Ukur Gambar IV.7. Picnometer Gambar IV.8. Saringan atau Ayakan Gambar IV.9. Mesin Penggetar Ayakan (Vibrator) Gambar IV.10. Timbangan Gambar IV.11. Oven Gambar IV.12. Kerucut Conus Gambar IV.13. Mesin Los Angeles Gambar IV.14. Cetakan Silinder Gambar IV.15. Concrete Mixer Gambar IV.16. Kerucut Abram s Gambar IV.17. Mesin Uji Kuat Tekan Gambar IV.18. Universal Testing Machine xv

16 Gambar IV.19. Peralatan Penunjang Gambar IV.20. Tahap Penelitian Gambar IV.21. Pengujian Slump Gambar IV.22. Pengujian Berat Jenis Beton Gambar IV.23. Pengujian Kuat Tekan Beton Gambar IV.24. Pengujian Kuat Tarik Beton Gambar V.1. Grafik Pemeriksaan Gradasi Agregat Halus Gambar V.2. Grafik Pemeriksaan Gradasi Agregat Kasar Gambar V.3. Grafik Pemeriksaan Metode Packing Density Gambar V.4. Grafik Kuat Tekan Beton Gambar V.5. Grafik Kuat Tarik Beton xvi

17 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Foto Bahan yang Digunakan Untuk Penelitian Lampiran 2 Foto Proses Pembuatan Benda Uji Lampiran 3 Foto Proses Pengujian Kuat Tekan Beton Lampiran 4 Foto Proses Pengujian Kuat Tarik Beton Lampiran 5 Hasil Pengujian Agregat Halus dan Kasar Lampiran 6 Perencanaan Campuran Adukan Beton Lampiran 7 Pengujian Slump Lampiran 8 Data Hasil Pengujian SNI 1974:2011 Cara Uji Kuat Tekan Beton Dengan Benda Uji Silinder SNI 4431:2011 Cara Uji Kuat Lentur Beton Normal dengan Dua Titik Pembebanan Kartu Konsultasi Tugas Akhir xvii

18 DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN A D fas f c f ct L M P Pmaks s Sd HPC W V γ c = Luas permukaan benda uji (mm²) = Diameter benda uji (mm) = Faktor air semen = Kuat tekan beton (MPa) = Kuat tarik beton (MPa) = Panjang benda uji (mm) = Nilai margin (MPa) = Beban maksimal (N) = Beban maksimal (N) = Nilai deviasi standard = Deviasi standard (MPa) = High Performance Concrete = Berat benda uji (kg) = Volume benda uji (m³) = Berat jenis silinder beton (kg/m³) п = 3,14 xviii

19 ABSTRAKSI Mortar merupakan salah satu bahan campuran dari semen, agregat kasar, agregat halus, dan air. Salah satu cara meningkatkan kekuatan mortar adalah dengan cara meningkatkan kepadatan dengan mencari susunan gradasi ukuran butiran yang dapat mengisi ruang kosong pada matrix semen, melalui pemilihan gradasi halus ini akan diperoleh kepadatan persatuan volume (packing density) sangat tinggi. Prinsip teori packing density adalah merencanakan pemilihan gradasi butiran halus yang dapat mengisi rongga-rongga matrix semen secara maksimal. Pemakaian fly ash sangat menguntungkan karena menghemat semen, dan mengurangi panas hidrasi pada beton. Pada penelitian ini benda uji yang digunakan yaitu silinder, dengan diameter 15cm dan tinggi 30cm. Pengujian kuat tekan dan kuat tarik belah dilakukan padaa saat beton berumur 1 hari dan 28 hari. Variasi pada pengujian meliputi metode packing density dengan perbandingan gradasi agregat kasar berukuran 20mm dengan agregat kasar berukuran 12,5mm yaitu 45:15, 42:18, 40:20, serta variasi cara perawatan yaitu secara kering udara, ditutup karung basah, dan direndam. Dari pengujian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa pada beton umur 1 hari dan 28 hari dengan perawatan perendaman menghasilkan kuat tekan dan kuat tarik belah yang paling tinggi. Kata Kunci: beton 1 hari, curing, fly ash, kuat tekan 28 hari, packing density. ABSTRACK Mortar is a mixture of cement, coarse aggregate, fine aggregate, and water. One way to increase mortar strength is to increase the density by finding the grain arrangement of grain size that can fill the empty space on the cement matrix, through the selection of this fine gradation will be obtained very high volume unity (packing density). The principle of packing density theory is to plan the selection of fine grain grains that can fill the cement matrix cavities to the maximum. The use of fly ash is very beneficial because it saves cement, and reduces the heat of hydration in the concrete. In this study the specimens used were cylinders, with a diameter of 15cm and a height of 30cm. Tensile strength testing and tensile strength were performed at concrete time of 1 day and 28 days. Variations in the test include the method of packing density with a comparison of 20mm rough aggregate gradation with 12.5mm rough aggregate ie 45:15, 42:18, 40:20, as well as variations of treatment ie dry air, covered wet sack, and soaked. From the tests conducted can be concluded that the concrete age of 1 day and 28 days with immersion treatment to produce the compressive strength and tensile strength of the highest. Keywords: early age concrete, curing, fly ash, compressive strength 28 days, packing density. xix