BAB III METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimental di Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Prosedur Penelitian Prosedur penelitian eksperimental ini dibagi menjadi beberapa bagian yaitu : 1. Penyediaan bahan penyusun beton ringan NAAC : semen, pasir, foam agent, kerikil, fly ash, dan bottom ash, superplasticizer 2. Pemeriksaan bahan penyusun beton ringan NAAC 3. Mix design ( perencanaan campuran ) 4. Pengecoran / pembuatan benda uji 5. Pengujian kuat tekan, kuat tarik belah, dan absorbsi 6. Analisa hasil percobaan berikut : Secara umum, prosedur penelitian dijabarkan pada bagan alir (flowchart) 35

2 Start Penyediaan Bahan Pasir Semen Air Kerikil foam agent fly ash bottom ash superplasticizer Pemeriksaan Bahan Mix Design Pembuatan benda uji Tidak OK Pengujian 14 hari OK Pembuatan benda uji Pemeliharaan 28 hari Pengujian Benda Uji Pengumpulan dan analisa data Percobaan Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 36

3 Pada penelitian ini, pembuatan beton ringan dengan menggunakan foaming agent dilakukan dengan cara trial beberapa kali, karena sampai saat ini, tidak ada pengaturan mix design yang baku untuk proses pembuatan beton ringan dengan menggunakan foaming agent. Hal ini disebabkan densitas dari beton yang dihasilkan sangat bergantung kepada foaming agent untuk menghasilkan pori-pori pada beton ringan tersebut, karena semakin banyak memakai foaming agent kedalam campuran beton, maka beton akan semakin ringan tetapi kuat tekannya akan semakin menurun Persiapan Alat dan Bahan Untuk penelitian ini, alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut. a). Alat Bor Mata bor yang telah dimodifikasi agar dapat menghasilkan busa dari foaming agent Molen b). Bahan Semen Semen yang digunakan adalah Semen Andalas Tipe I Agregat Halus Agregat halus yang digunakan adalah pasir yang dibeli dari toko bahan bangunan di Medan Agregat Kasar Agregat kasar yang digunakan berasal dari Laboratorium Bahan Konstruksi FT USU. Air Air yang digunakan adalah air PAM dari Laboratorium Bahan Konstruksi FT USU. Foaming Agent Foaming Agent yang digunakan adalah produk Meyco fix slf 20 dari BASF. 37

4 Fly Ash yang berasal dari PT.SOCI MAS Bottom Ash yang berasal dari PT.SOCI MAS Superplasticizer produk Masterglenium SKY 8614 dari BASF 3.4. Pemeriksaan Material Analisis Saringan Agregat Halus dan Kasar (SNI ) Tujuan Percobaan Memperoleh distribusi besaran atau jumlah persentase butiran baik agregat halus dan agregat kasar. Peralatan 1. Timbangan 2. Shieve Shaker Machine 3. Sample Splitter 4. 1 set ayakan 5. Oven Bahan Pasir kering oven dan agregat kasar Prosedur Percobaan 1. Benda uji dikeringkan dalam oven dengan suhu (110+5) o C sampai berat tetap. 2. Saring benda uji lewat susunan saringan dengan ukuran saringan paling besar ditempatkan paling atas. Saringan diguncang dengan tangan atau mesin pengguncang (shieve shaker machine) selama 15 menit. 38

5 Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Kasar (SNI ) Tujuan Percobaan Menentukan berat jenis kering, semu dan SSD agregat kasar. Peralatan 1. Timbangan 2. Saringan ukuran 4,76 dan 19,1 beserta pan 3. Kain lap 4. Oven 5. Dunagan Test Set Bahan 1. Agregat kasar 2. Air Prosedur Percobaan 1. Agregat kasar diayak dengan ayakan 19,1 dan 4,76, kemudian diambil material yang tertahan di ayakan 4,76 sebanyak 3,2 kg. 2. Rendam agregat tersebut dalam air selama 24 jam. 3. Agregat tersebut kemudian dikeringkan menggunakan kain lap untuk mendapat kondisi kering permukaan (SSD) 4. Siapkan agregat sebanyak 2 x 1250 gr untuk 2 sampel. 5. Atur keseimbangan air dan keranjang pada Dunagan Test Set sampai jarum menunjukkan seimbang pada saat air dalam kondisi tenang. 6. Masukkan agregat dalam kondisi SSD ke dalam keranjang. 7. Timbang berat air + keranjang + agregat. 8. Keluarkan kerikil lalu keringkan di dalam oven selama 24 jam. 9. Timbang berat kerikil yang telah dikeringkan dalam oven. 10. Ulangi prosedur untuk sampel kedua. 39

6 Rumus Dimana A = Berat agregat dalam keadaan kering B = Berat agregat dalam keadaan SSD C = Berat agregat dalam air Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Halus (SNI ) Tujuan Percobaan Menentukan berat jenis kering, semu dan SSD agregat halus. Peralatan 1. Mould 2. Batang perojok 3. Oven 4. Piknometer 5. Timbangan 6. Pan Bahan 1. Agregat halus 2. Air 40

7 Prosedur Percobaan 1. Sediakan pasir secukupnya 2. Rendam pasir tersebut dalam suatu wadah dengan air selama 24 jam 3. Keringkan pasir hingga mencapai kondisi kering permukaan (SSD) 4. Ambil pasir dalam kondisi SSD sebanyak 2 x 500 gr untuk 2 sampel 5. Sampel pertama dimasukkan ke dalam oven dan dikeringkan selama 24 jam 6. Sampel kedua dimasukkan ke dalam piknometer, kemudian diisi air, lalu diguncang-guncangkan sehingga udara dalam pasir keluar yagn ditandai dengan keluarnya buih. Buih tersebut kemudian dibuang dengan cara mengisi piknometer tersebut dengan air hingga melimpah. 7. Timbang piknometer + air + pasir 8. Buang isi piknometer tersebut, lalu isi dengan air hingga batas maksimum, kemudian timbang piknometer + air 9. Timbang berat pasir yang telah dikeringkan dalam oven. 10. Ulangi prosedur untuk sampel kedua. Rumus 41

8 Dimana A = Berat pasir dalam keadaan kering B = Berat piknometer dengan air C = Berat piknometer, air dan pasir Berat Isi Agregat (SNI ) Tujuan Percobaan Menentukan berat isi agregat Peralatan 1. Bejana baja berbentuk silinder 2. Batang perojok diameter 15 mm panjang 60 cm dan berujung bulat 3. Timbangan 4. Sekop kecil 5. Alat kalibrasi Bahan 1. Agregat kasar dan pasir kering oven 2. Air Prosedur Percobaan A. Cara Merojok 1. Timbang bejana besi, ambil agregat kasar kering oven dan isikan ke dalam bejana sampai 1/3 bagian tinggi bejana, lalu dirojok 25 kali secara merata di seluruh permukaan. Isikan 1/3 tinggi bejana lagi sehingga menjadi 2/3 bagian dan rojok 25 kali. Kemudian isi bejana sampai penuh dan dirojok 25 kali secara merata di seluruh permukaan agregat dan diratakan setinggi permukaan bejana besi. 2. Timbang bejana + agregat 3. Keluarkan agregat dan bersihkan bejana, kemudian isi bejana dengan air sampai penuh, lalu timbang bejana + air serta suhu air. 42

9 B. Cara Menyiram 1. Timbang bejana besi, ambil agregat kering oven dan isikan ke dalam bejana dengan menggunakan sekop setinggi 5 cm dari permukaan atas bejana besi sampai penuh, lalu ratakan permukaannya. 2. Timbang bejana + agregat 3. Keluarkan agregat dan bersihkan bejana, lalu isi bejana dengan air hingga penuh, kemudian timbang bejana + air dan ukur suhunya Rumus Dimana ρ = Berat isi (kg/m 3 ) M = Berat (kg) V = Volume (m 3 ) Pemeriksaan Kadar Lumpur Pasir (SNI ) Tujuan Percobaan Mengetahui kadar lumpur dari pasir Peralatan 1. Ayakan no Oven 3. Timbangan 4. Pan Bahan 1. Pasir kering oven 1000 gr 2. Air 43

10 Prosedur Percobaan 1. Sediakan dua sampel pasir sebanyak masing-masing 500 gr 2. Tuang pasir ke dalam ayakan no. 200 dan disiram dengan air melalui kran sambil dogoyang-goyang 3. Saat pencucian, pasir diremas-remas sehingga air yang melewati ayakan no. 200 terlihat jernih dan bersih 4. Air yang masih berada di pan bersama pasir disedot dengan alat penghisap air 5. Usahakan pasir di dalam pan tidak tumpah keluar 6. Sampel di dalam pan dikeringkan dalam oven selama 24 jam 7. Setelah 24 jam, sampel yagn ada dalam pan diangkat kemudian ditimbang. Persentase selisih berat mula-mula dengan berat kering setelah pencucian adalah kadar lumpur yang terkandung dalam material. Rumus Dimana KL = Kadar lumpur (%) BM = Berat Mula-mula BK = Berat sampel setelah dikeringkan Pasir yang memenuhi syarat baik adalah pasir dengan kadar lumpur < 5% 44

11 3.5. Perencanaan Pencampuran (Mix Design) Perencanaan campuran beton dimaksudkan untuk mendapatkan kubikasi yang tepat pada saat pengecoran serta untuk mendapatkan beton yang ekonomis juga. Namun apabila menggunakan bahan penyusun yang baik belum tentu menjamin akan menghasilkan beton yang baik apabila proporsi campuran tidak dirancang dengan benar. Mix design untuk beton ringan pada penelitian ini mengacu pada SNI Adapun langkah-langkah perencanaannya secara umum adalah sebagai berikut. 1. Menentukan kuat tekan rencana, pada penelitian ini kuat tekan rencana adalah sebesar f c 10 MPa. 2. Menentukan jenis agregat kasar, agregat kasar yang digunakan dalam penelitian ini berukuran Ø 1 cm. 3. Fly ash dan bottom ash yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai subtitusi dari semen dan pasir, dengan perbandingan sebagai berikut : Fly ash sebagai substitusi semen, dengan variasi perbandingan 10%, 20%, dan 30% dari berat semen. Bottom ash sebagai substitusi agregat halus dengan variasi perbandingan 10%, 20%, dan 30% dari berat agregat halus. 4. Menentukan banyaknya penggunaan foaming agent dalam campuran beton, pada penelitian ini perbandingan foaming dengan air adalah 1:25 volume air 5. Menentukan banyaknya superplasticizer yang digunakan, pada penelitian ini digunakan superplasticizer sebanyak 0,8% dari berat semen. 6. Menentukan perbandingan semen, pasir, air dan agregat kasar untuk mix design 45

12 Dari hasil perhitungan mix design diperoleh perbandingan campuran beton sebagai berikut: Semen : Air : Pasir : Kerikil 1 : 0,57 : 1,4 : 0,94 Penggunaan foaming agent dengan perbandingan 1: 25 terhadap volume air Tabel 3.1. Kebutuhan bahan susun beton tiap 1 m 3 Kadar SP (%) Kadar FA (%) Kadar BA (%) FA (kg) BA (kg) Semen (kg) Air (liter) Kerikil (kg) Pasir (kg) Foaming agent 0,8 0% 0% , , , ,391 9,333 0,8 10% 10% 40,607 57, , , , ,96 9,333 0,8 20% 20% 81, , ,86 233, , ,513 9,333 0,8 30% 30% 121, , , , , ,074 9, Pencampuran (Mixing) Setelah didapatkan perencanaan campuran yang benar, maka langkah selanjutnya adalah pencampuran (pengecoran) sampel. Semua material disiapkan sesuai kebutuhan, kemudian masukkan bahan agregat halus dan kasar (pasir dan agregat kasar), kemudian disusul dengan semen. Setelah menyatu, masukkan air secara bertahap (sedikit demi sedikit) sampai campuran menjadi homogen kemudian dituang ke wadah sebelum dimasukkan ke dalam cetakan. Untuk penggunaan foam agent, sebelum dimasukkan air ke dalam mesin pengaduk, foam dibentuk terlebih dahulu di tempat terpisah dengan cara mencampurkan foam dengan air sebanyak 1:25 volume air, kemudian diaduk menggunakan mesin bor modifikasi sehingga membentuk busa. Setelah busa foam agent terbentuk, maka busa tersebut dimasukkan ke dalam mesin pengaduk setelah dimasukkan air sehingga campuran dapat mengembang, setelah itu masukkan superplasticizer sesuai dengan dosis yang telah ditetapkan ke dalam mesin pengaduk. 46

13 3.7. Pencetakan Benda Uji Untuk cetakan benda uji sebelumnya dibersihkan dari kotoran dan sisa-sisa penggunaan beton sebelumnya agar bentuk sampel benda uji tidak terganggu. Pada dinding bagian dalam cetakan diberikan solar atau vaseline agar beton tidak menempel pada dinding cetakan. Setelah beton segar terbentuk, maka beton tersebut dimasukkan ke dalam cetakan setinggi 1/3 bagian, kemudian dilakukan pemukulan pada bagian dinding silinder agar campuran beton segar tersebut mengisi rongga rongga yang masih ada didalam cetakan, pada penelitian ini tidak dilakukan perojokan maupun penggunaan vibrator karena itu dapat merusak pengaruh foaming agent yang terdapat pada campuran tersebut. Kemudian dimasukkan lagi 1/3 bagian dan dilakukan pemukulan kembali pada dinding cetakan silinder, hingga akhirnya cetakan penuh terisi dan bagian permukaan atas beton segar tersebut diratakan Perawatan Benda Uji Setelah beton dicetak, maka cetakan dibuka dan sampel didiamkan di ruang terbuka selama 24 jam agar cukup mengeras. Kemudian, penomoran sampel dilakukan untuk identitas sampel saat pengujian. Kemudian sampel didiamkan di ruang terbuka selama 28 hari sebagai proses pengeringan secara alami, setelah 28 hari dilakukan pengujian sampel Pengujian Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah dan Absorbsi Berdasarkan (SNI ), Perhitungan besarnya penyerapan air menggunakan persamaan : Absorbsi = Dimana : A : berat benda uji kering (kg) B : berat benda uji setelah direndam (kg) 47

14 persamaan : Untuk pengujian kuat tarik belah, digunakan split cylinder test dengan Dimana : T = kuat tarik beton (MPa) P = beban hancur (N) l = panjang spesimen (mm) d = diameter spesimen (mm) Sedangkan untuk kuat tekan beton, digunakan persamaan : Dimana : f c = gaya tekan (kg/cm 2 ) P = beban tekan (N) A = luas bidang permukaan (cm 2 ) 48

15 BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Agregat Hasil pengujian agregat halus dan agregat kasar Pengujian agregat meliputi pengujian berat isi agregat kasar, berat isi agregat halus, berat jenis dan absorbsi agregat kasar, berat jenis dan absorbsi agregat halus, kadar lumpur agregat halus, analisa ayakan pasir dan analisa ayakan kerikil. Berikut diuraikan dalam tabel hasil pengujian agregat kasar dan agregat halus (pasir). Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat kasar No. Pengujian Agregat Kasar 1. Modulus Kehalusan 5, Berat Jenis SSD 2,53 3. Berat isi (kg/m 3 ) 1527, Absorbsi (%) 0,644 Tabel 4.2. Hasil pengujian agregat halus No. Pengujian Agregat Halus 1. Modulus Kehalusan 2, Berat Jenis SSD 2, Berat Isi (kg/m 3 ) 1636, Absorbsi (%) 2, Kadar Lumpur (%) 3,8 49

16 Hasil pengujian fly ash dan bottom ash Pengujian fly ash dan bottom ash diperlakukan sama dengan pengujian untuk agregat halus (pasir) dan semen, dan didapatkan hasil sebagai berikut : 1. Fly Ash Berat jenis fly ash : 2,43 gr/ml 2. Bottom Ash Modulus kehalusan Bottom Ash (FM) = 2,406 Berat isi Bottom Ash dengan cara merojok = 1,421 gr/cm 3 Berat isi Bottom Ash dengan cara menyiram = 1,331 gr/cm 3 Berat jenis Bottom Ash adalah : 2,33 gr/cm 3 Warna material Bottom Ash adalah kuning kecoklatan pada pengujian colorimetric test (Standart no.4) Kadar lumpur Bottom Ash rata-rata = 4,4 % (Bottom Ash memenuhi persyaratan dan layak untuk digunakan karena kadar lumpur <5%) Hasil Pengujian slump pada beton ringan NAAC No Kode Benda Uji Nilai slump rata-rata (cm) 1 NAAC Normal 18 2 NAAC 10% FA 17 3 NAAC 20% FA 16 4 NAAC 30% FA 15 5 NAAC 10% BA 17 6 NAAC 20% BA 16 7 NAAC 30% BA 14 8 NAAC 10% FABA 18 9 NAAC 20% FABA NAAC 30% FABA 16 50

17 4.3. Pengujian Absorbsi Beton ringan NAAC Absorbsi adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap air. Nilai absorbsi sangat berkaitan dengan berat jenis maupun porositas suatu bahan, karena nilai absorbsi yang besar mengindikasikan banyaknya rongga-rongga yang terdapat dalam material tersebut. Besarnya absorbsi juga dapat menyebabkan menurunnya kekuatan beton, karena pori-pori yang ada menyebabkan ikatan antar partikel pada suatu material berkurang. Berikut adalah hasil pengujian absorbsi dari beton ringan NAAC dalam penelitian ini : Tabel 4.3. Hasil pengujian absorbsi sampel pengujian menggunakan substitusi fly ash No. 1. Berat Berat Rata-rata Beton ringan NAAC dengan Absorbsi Basah kering Absorbsi subtitusi Fly Ash (%) (kg) (kg) (%) Beton ringan NAAC Normal FA 10% FA 20% FA 30% Sampel I 8,640 8,165 5,81 Sampel II 8,799 8,303 5,97 5,66 Sampel III 8,635 8,207 5,21 Sampel I 8,838 8,462 4,44 Sampel II 8,676 8,372 3,63 4,06 Sampel III 8,753 8,407 4,11 Sampel I 8,829 8,539 3,39 Sampel II 8,704 8,402 3,59 3,41 Sampel III 8,936 8,654 3,25 Sampel I 9,266 8,967 3,33 Sampel II 9,061 8,848 2,41 2,76 Sampel III 9,137 8,910 2,54 51

18 Absorbsi 6 Nilai Absorbsi (%) Absorbsi 0 Normal 10% FA 20% FA 30% FA Variasi Substitusi Gambar 4.1. Nilai absorbsi dengan substitusi fly ash Pada gambar 4.1 dapat dilihat bahwa komposisi beton ringan NAAC yang diuji, nilai penyerapan air terkecil terjadi pada beton ringan NAAC substitusi fly ash 30% dengan nilai penyerapan air sebesar 2,76%, sedangkan untuk nilai penyerapan air terbesar terjadi pada beton ringan NAAC normal dengan nilai penyerapan air sebesar 5,66%. Tabel 4.4. Hasil pengujian absorbsi sampel pengujian menggunakan substitusi bottom ash No. 2. Berat Berat Rata-rata Beton ringan NAAC dengan Absorbsi Basah kering Absorbsi subtitusi Bottom Ash (%) (kg) (kg) (%) Sampel I 9,031 8,587 5,17 BA 10% Sampel II 9,073 8,632 5,11 4,95 Sampel III 9,052 8,656 4,57 Sampel I 9,284 8,917 4,12 BA 20% Sampel II 9,318 8,943 4,19 4,49 Sampel III 9,470 9,005 5,16 Sampel I 9,660 9,152 5,55 BA 30% Sampel II 9,898 9,448 4,76 5,35 Sampel III 9,562 9,043 5,74 52

19 Absorbsi 6 Nilai Absorbsi (%) Absorbsi 1 0 Normal 10% BA 20% BA 30% BA Variasi Substitusi Gambar 4.2. Nilai absorbsi dengan substitusi bottom ash Pada gambar 4.2 dapat dilihat bahwa komposisi beton ringan NAAC yang diuji, nilai penyerapan air terkecil terjadi pada substitusi bottom ash 20% dengan nilai penyerapan air sebesar 4,49%, sedangkan untuk nilai penyerapan air terbesar terjadi pada beton ringan NAAC normal dengan nilai absorbsi sebesar 5,66%. Tabel 4.5. Hasil pengujian absorbsi sampel pengujian menggunakan substitusi fly ash dan bottom ash No. Beton ringan NAAC dengan subtitusi Fly Ash dan Bottom Ash Berat Basah (kg) Berat kering (kg) Absorbsi (%) Rata-rata Absorbsi (%) Sampel I 8,769 8,397 4,43 FABA 10% Sampel II 8,646 8,257 4,71 4,60 Sampel III 8,653 8,267 4,67 Sampel I 8,779 8,450 3,89 3. FABA 20% Sampel II 8,714 8,392 3,84 3,92 Sampel III 8,693 8,356 4,03 Sampel I 8,863 8,389 5,65 FABA 30% Sampel II 8,969 8,550 4,90 5,17 Sampel III 8,887 8,467 4,96 53

20 Absorbsi 6 Nilai Absorbsi (%) Absorbsi 1 0 Normal 10% FABA 20% FABA 30% FABA Variasi Substitusi Gambar 4.3. Nilai absorbsi dengan substitusi fly ash dan bottom ash Pada gambar 4.3 dapat dilihat bahwa komposisi beton ringan NAAC yang diuji, nilai penyerapan air terkecil terjadi pada substitusi fly ash dan bottom ash 20% dengan nilai penyerapan air sebesar 3,92%, sedangkan untuk nilai penyerapan air terbesar terjadi pada beton ringan NAAC normal dengan nilai penyerapan air sebesar 5,66%. Dari seluruh hasil pengujian absorbsi menunjukkan penggunaan fly ash dan bottom ash sebagai substitusi agregat halus dan semen dapat menurunkan nilai absorbsi beton, hal ini disebabkan oleh butiran fly ash dan bottom ash yang lebih halus mampu mengisi pori yang lebih kecil, dengan demikian beton yang dihasilkan lebih padat dan solid, nilai absorbsi terbesar pada seluruh pengujian berada pada beton ringan NAAC normal dengan nilai absorbsi sebesar 5,66 % dan nilai absorbsi terkecil pada substitusi fly ash 30% dengan nilai absorbsi sebesar 2,76%. 54

21 4.4. Pengujian berat isi dan Kuat Tekan Beton ringan NAAC Berat isi merupakan salah satu sifat yang sangat penting untuk diketahui pada struktur beton ringan selain kekuatannya. Berat isi yang ringan mengindikasikan bahwa beton ringan sudah mencapai berat yang diinginkan. Peraturan mengenai pengujian berat isi beton ringan diatur dalam SNI Berat isi beton ringan dapat diukur dalam dua keadaan, yaitu saat beton dalam keadaan kering oven pada suhu 110 ⁰C selama 24 jam, serta beton ringan dalam keadaan seimbang, dengan pengeringan menggunakan suhu ruangan sampai beton mencapai berat yang konstan. Pengujian kuat tekan beton menggunakan Concrete Compressive Machine. Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang harus dihasilkan. Berikut ditampilkan hasil pengujian berat isi dan kuat tekan sampel beton ringan NAAC dengan subtitusi fly ash dan bottom ash pada penelitian ini : Tabel 4.6. Hasil pengujian berat isi dan kuat tekan sampel pengujian dengan menggunakan substitusi fly ash No. Berat Berat Isi Kuat Tekan Beton ringan NAAC Berat Isi Umur Beton rata-rata dengan subtitusi Fly Ash (kg/m 3 ) (hari) (kg) (kg/m 3 ) kn MPa Beton ringan Sampel I 8, , ,004 NAAC Sampel II 8, , , ,322 Normal Sampel III 7, , ,345 Sampel I 8, , , FA 10% Sampel II 8, , , ,937 Sampel III 8, , ,982 Sampel I 8, , ,414 FA 20% Sampel II 8, , , ,664 Sampel III 8, , ,619 Rata-rata Kuat Tekan (MPa) 8,891 11,505 12,232 55

22 FA 30% Sampel I 8, , ,414 Sampel II 8, , , ,346 Sampel III 8, , ,301 12, Kuat Tekan Nilai Kuat Tekan (MPa) Kuat Tekan 0 Normal 10% FA 20 % FA 30% FA Variasi Substitusi Gambar 4.4. Nilai kuat tekan dengan substitusi fly ash Pada gambar 4.4 dapat dilihat bahwa komposisi beton ringan NAAC yang diuji, nilai kuat tekan terkecil terjadi pada beton ringan NAAC normal dengan nilai kuat tekan sebesar 8,891 MPa, sedangkan untuk nilai kuat tekan terbesar terjadi pada substitusi fly ash 30% dengan nilai kuat tekan sebesar 12,687 MPa. Tabel 4.7. Hasil pengujian berat isi dan kuat tekan sampel pengujian dengan menggunakan subtitusi bottom ash No. Beton ringan NAAC dengan subtitusi Bottom Ash Berat Beton (kg) Berat Isi (kg/m 3 ) Berat Isi rata-rata (kg/m 3 ) Umur (hari) Kuat Tekan kn MPa Rata-rata Kuat Tekan (MPa) 2. BA 10% Sampel I 8, , ,822 Sampel II 8, , , ,322 Sampel III 8, , ,914 9,686 56

23 BA 20% BA 30% Sampel I 8, , ,549 Sampel II 8, , , ,959 Sampel III 8, , ,822 Sampel I 8, , ,890 Sampel II 8, , , ,322 Sampel III 8, , ,867 9,776 9, Kuat Tekan 10 Nilai Kuat Tekan (MPa) Kuat Tekan 0 Normal 10% BA 20% BA 30% BA Variasi Substitusi Gambar 4.5. Nilai kuat tekan dengan substitusi bottom ash Pada gambar 4.5 dapat dilihat bahwa komposisi beton ringan NAAC yang diuji, nilai kuat tekan terkecil terjadi pada beton ringan NAAC normal dengan nilai kuat tekan sebesar 8,891 MPa, sedangkan untuk nilai kuat tekan terbesar terjadi pada substitusi bottom ash 20% dengan nilai kuat tekan sebesar 9,776 MPa. 57

24 Tabel 4.8. Hasil pengujian berat isi dan kuat tekan sampel pengujian dengan menggunakan subtitusi fly ash dan bottom ash No. Beton ringan NAAC dengan subtitusi Fly Ash dan Bottom Ash Berat Beton (kg) Berat Isi (kg/m 3 ) Berat Isi rata-rata (kg/m 3 ) Umur (hari) Kuat Tekan kn MPa Rata-rata Kuat Tekan (MPa) Sampel I 8, , ,618 FABA 10% Sampel II 8, , , ,322 9,095 Sampel III 8, , ,345 Sampel I 8, , , FABA 20% Sampel II 8, , , ,822 9,594 Sampel III 8, , ,413 Sampel I 8, , ,208 FABA 30% Sampel II 8, , , ,731 9,003 Sampel III 8, , ,072 Kuat Tekan 12 Nilai Kuat Tekan (MPa) Kuat Tekan 0 Normal 10% FABA 20% FABA 30% FABA Variasi Substitusi Gambar 4.6. Nilai kuat tekan dengan substitusi fly ash dan bottom ash Pada gambar 4.6 dapat dilihat bahwa komposisi beton ringan NAAC yang diuji, nilai kuat tekan terkecil terjadi pada beton ringan NAAC normal dengan nilai kuat tekan sebesar 8,891 MPa, sedangkan untuk nilai kuat tekan terbesar terjadi pada substitusi fly ash dan bottom ash 20% dengan nilai kuat tekan sebesar 9,594 MPa. 58

25 Data yang didapat melalui mesin compression test memiliki satuan kn, sehingga perlu diubah satuannya menjadi MPa dengan cara berikut. ( ) ( ) Dari data pada seluruh gambar dapat dilihat bahwa kuat tekan sampel yang didapat dapat memenuhi syarat kuat tekan beton ringan non struktural adalah sebesar 7-14 MPa dengan berat isi beton kg/m 3 (Young, J. Francis.1972). Dari pengujian kuat tekan sampel didapat kuat tekan tertinggi pada beton ringan NAAC dengan subtitusi fly ash 30 % dengan kuat tekan mencapai 12,687 MPa dengan berat isi 1630,440 kg/m 3. Peningkatan kuat tekan terjadi akibat kandungan silika yang tinggi yang terdapat pada fly ash dan bottom ash, butiran fly ash dan bottom ash yang lebih halus mampu mengisi pori yang lebih kecil, dengan demikian beton yang dihasilkan lebih padat dan solid. Demikian juga penambahan superplasticizer juga meningkatkan workability dari beton, penambahan admixture ini mengakibatkan kemudahan pengerjaan (workability). Pada proporsi tertentu superplasticizer akan mendispersi semen menjadi lebih merata, sehingga akan menghasilkan reaksi hidrasi yang lebih sempurna. Reaksi ini akan membuat campuran menjadi lebih kompak dan padat sehingga daya ikat campuran menjadi lebih kuat dan meningkatkan kekuatan beton yang dihasilkan. 59

26 Tabel 4.9. Kontrol Klasifikasi Mutu Beton Ringan No Variasi Kuat Tekan Rata-rata (MPa) Berat Isi Rata-rata (kg/m 3 ) Berat Isi sesuai dengan Mutu beton ringan non struktural (Young, J. Francis.1972) Kuat tekan sesuai dengan Mutu beton ringan non struktural (Young, J. Francis.1972) Mutu beton ringan non struktural (Young, J. Francis.1972) 1 Normal 8, , kg/m MPa Memenuhi 2 10 % FA 11, , % FA 12, , % FA 12, , % BA 9, , % BA 9, , % BA 9, , % FABA 9, , % FABA 9, , % FABA 9, , kg/m MPa Memenuhi kg/m MPa Tidak Memenuhi kg/m MPa Tidak Memenuhi kg/m MPa Memenuhi kg/m MPa Tidak Memenuhi kg/m MPa Tidak Memenuhi kg/m MPa Memenuhi kg/m MPa Memenuhi kg/m MPa Memenuhi 4.5. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ringan NAAC Berikut ditampilkan hasil pengujian kuat tarik belah sampel beton ringan NAAC dengan subtitusi fly ash dan bottom ash pada penelitian ini : Tabel Hasil pengujian Kuat tarik belah sampel pengujian dengan menggunakan substitusi fly ash No. Beton ringan NAAC dengan subtitusi Fly Ash Umur (hari) Kuat Tarik Belah kn MPa Rata-rata Kuat Tarik Belah (MPa) Beton ringan Sampel I 40 0, NAAC Sampel II ,903 0,801 Normal Sampel III 48 0,818 60

27 FA 10% FA 20% FA 30% Sampel I 69 1,176 Sampel II 73 1,244 Sampel III 60 1,023 Sampel I 88 1,501 Sampel II 81 1,381 Sampel III 73 1,244 Sampel I 91 1,551 Sampel II 87 1,483 Sampel III 93 1,585 1,148 1,375 1,540 Nilai Kuat Tarik Belah (MPa) Kuat Tarik Belah Normal 10% FA 20% FA 30% FA Variasi Substitusi Kuat Tarik Belah Gambar 4.7. Nilai kuat tarik belah dengan substitusi fly ash Pada gambar 4.7 dapat dilihat bahwa komposisi beton ringan NAAC yang diuji, nilai kuat tarik belah terkecil terjadi pada beton ringan NAAC normal dengan nilai kuat tarik belah sebesar 0,801 MPa, sedangkan untuk nilai kuat tarik belah terbesar terjadi pada substitusi fly ash 30% dengan nilai kuat tarik belah sebesar 1,540 MPa. 61

28 Tabel Hasil pengujian Kuat tarik belah sampel pengujian dengan menggunakan subtitusi bottom ash No. Beton ringan NAAC dengan subtitusi Bottom Ash Umur (hari) Kuat Tarik Belah kn MPa Rata-rata Kuat Tarik belah (MPa) Sampel I 62 1,057 BA 10% Sampel II 70 1,193 1,136 Sampel III 68 1,159 Sampel I 70 1, BA 20% Sampel II ,159 1,199 Sampel III 73 1,244 Sampel I 60 1,023 BA 30% Sampel II 57 0,972 1,023 Sampel III 63 1,074 Kuat Tarik Belah Nilai Kuat Tarik Belah (MPa) Kuat Tarik Belah 0 Normal 10% BA 20% BA 30% BA Variasi Substitusi Gambar 4.8. Nilai kuat tarik belah dengan substitusi bottom ash 62

29 Pada gambar 4.8 dapat dilihat bahwa komposisi beton ringan NAAC yang diuji, nilai kuat tarik belah terkecil terjadi pada beton ringan NAAC normal dengan nilai kuat tarik belah sebesar 0,801 MPa, sedangkan untuk nilai kuat tarik belah terbesar terjadi pada substitusi bottom ash 20% dengan nilai kuat tarik belah sebesar 1,199 MPa. Tabel Hasil pengujian Kuat tarik belah sampel pengujian dengan menggunakan subtitusi fly ash dan bottom ash No. Beton ringan NAAC dengan subtitusi Fly Ash dan Bottom Ash Umur (hari) Kuat Tarik Belah kn MPa Rata-rata Kuat Tarik Belah (MPa) Sampel I 60 1,023 FABA 10% Sampel II 73 1,244 1,125 Sampel III 65 1,108 Sampel I 72 1, FABA 20% Sampel II ,347 1,313 Sampel III 80 1,364 Sampel I 53 0,903 FABA 30% Sampel II 61 1,040 1,006 Sampel III 63 1, Kuat Tarik Belah Nilai Kuat Tarik Belah (MPa) Kuat Tarik Belah 0 Normal 10% FABA 20% FABA 30% FABA Variasi Substitusi Gambar 4.9. Nilai kuat tarik belah dengan substitusi fly ash dan bottom ash 63

30 Pada gambar 4.9 dapat dilihat bahwa komposisi beton ringan NAAC yang diuji, nilai kuat tarik belah terkecil terjadi pada beton ringan NAAC normal dengan nilai kuat tarik belah sebesar 0,801 MPa, sedangkan untuk nilai kuat tarik belah terbesar terjadi pada substitusi fly ash dan bottom ash 20% dengan nilai kuat tarik belah sebesar 1,313 MPa. Dari data pada seluruh gambar dapat dilihat bahwa kuat tarik belah sampel mengalami peningkatan dengan substitusi fly ash dan bottom ash. Peningkatan kuat tarik belah terjadi akibat kandungan silika yang tinggi yang terdapat pada fly ash dan bottom ash, butiran fly ash dan bottom ash yang lebih halus mampu mengisi pori yang lebih kecil, dengan demikian beton yang dihasilkan lebih padat dan solid. Demikian juga penambahan superplasticizer juga meningkatkan workability dari beton, penambahan admixture ini mengakibatkan kemudahan pengerjaan (workability). Pada proporsi tertentu superplasticizer akan mendispersi semen menjadi lebih merata, sehingga akan menghasilkan reaksi hidrasi yang lebih sempurna. Reaksi ini akan membuat campuran menjadi lebih kompak dan padat sehingga daya ikat campuran menjadi lebih kuat dan meningkatkan kekuatan beton yang dihasilkan. Dari pengujian kuat tarik belah sampel didapat kuat tarik belah tertinggi pada beton ringan NAAC dengan subtitusi fly ash 30 % dengan kuat tarik belah mencapai 1,540 MPa dan kuat tarik belah terkecil terdapat pada beton ringan NAAC normal dengan nilai 0,801 MPa Diskusi Foaming agent adalah bahan tambahan yang digunakan pada pencampuran beton untuk membuat campuran beton lebih mengembang dan memperbesar rongga udara di dalamnya sehingga beton menjadi lebih ringan. Penambahan bahan ini tidak boleh terlalu banyak, karena jika rongga udara yang terdapat di dalam beton terlalu besar atau banyak, maka kekuatan beton dapat menurun. Pada penelitian ini peneliti menggunakan foaming agent produk Meyco fix slf 20 dari BASF dan superplasticizer produk Masterglenium SKY 8614 dari BASF. 64

31 Pada penelitian ini dilakukan trial mix sebanyak empat kali, dan dapat dilihat pada daftar berikut : 1. Trial Mix I pada tanggal 10 Oktober 2016 Mix design menggunakan metode SNI, dan didapat perbandingan semen, pasir, kerikil dan air untuk 3 benda uji sebagai berikut : Semen : 7,810 kg Pasir : 12,785 kg Kerikil : 5,479 kg Air : 4,45 L Penggunaan foaming agent dengan perbandingan 1: 40 terhadap volume air. Foaming agent dibentuk dengan menggunakan foam generator yang dipinjamkan oleh salah satu alumni teknik sipil USU dan didapatkan density dari foam seberat 85 gram/l. Density foam yang baik untuk digunakan pada campuran beton ringan adalah gram/l. Pengujian benda uji trial mix I (pada umur 14 hari ) Tabel Pengujian benda uji trial mix I Sampel Berat (Kg) Kuat Tekan kn MPa Sampel I 7,2 70 4,775 Sampel II 7,3 73 4,979 Sampel III 7,4 84 5,729 Mutu beton dan syarat minimum beton ringan non struktural yang direncanakan tidak dapat tercapai, dikarenakan masih terlalu banyaknya penggunakan foaming yang digunakan pada campuran beton sehingga kekuatan tekan beton tidak bisa meningkat, tetapi berat beton sudah termasuk kategori beton ringan. 65

32 2. Trial Mix II pada tanggal 12 November 2016 Mix design menggunakan metode SNI, dan didapat perbandingan semen, pasir, kerikil dan air untuk 3 benda uji sebagai berikut : Semen : 7,810 kg Pasir : 7,306 kg Kerikil : 10,959 kg Air : 4,45 L Penggunaan foaming agent dengan perbandingan 1: 30 terhadap volume air. Foaming agent dibentuk dengan menggunakan foam generator dan didapatkan density dari foam seberat 80 gram/l. Density foam yang baik untuk digunakan pada campuran beton ringan adalah gram/l. Pengujian benda uji trial mix II (pada umur 14 hari ) Tabel Pengujian benda uji trial mix II Sampel Berat (Kg) Kuat Tekan kn MPa Sampel I 9, ,275 Sampel II 8, ,320 Sampel III 9, ,798 Mutu beton dan syarat minimum beton ringan non struktural yang direncanakan tidak dapat tercapai, dikarenakan masih terlalu banyaknya kerikil yang dipakai dalam campuran, sehingga membuat beton semakin berat dan juga penggunakan foaming juga masih terlalu banyak sehingga kekuatan beton tidak meningkat, berat beton juga sudah mulai mendekati kategori beton ringan. 66

33 3. Trial Mix III pada tanggal 26 November 2016 Mix design menggunakan metode SNI, dan didapat perbandingan semen, pasir, kerikil dan air untuk 3 benda uji sebagai berikut : Semen : 7,810 kg Pasir : 10,959 kg Kerikil : 7,306 kg Air : 4,45 L Penggunaan foaming agent dengan perbandingan 1: 30 terhadap volume air. Foaming agent dibentuk dengan menggunakan bor yang dimodifikasi mata bornya dan didapatkan density dari foam seberat 70 gram/l. Density foam yang baik untuk digunakan pada campuran beton ringan adalah gram/l. Pengujian benda uji trial mix III (pada umur 14 hari ) Tabel Pengujian benda uji trial mix III Sampel Berat (Kg) Kuat Tekan kn MPa Sampel I 9, ,593 Sampel II 9, ,480 Sampel III 8, ,320 Mutu beton dan syarat minimum beton ringan non struktural yang direncanakan tidak dapat tercapai, dikarenakan density foam yang didapat tidak sesuai dengan density foam yang baik digunakan dalam campuran beton ringan, ini disebabkan karena pembuatan foaming agent dengan menggunakan bor tidak sesempurna menggunakan foam generator, maka tidak didapatkan density foam yang baik, juga berat beton belum termasuk kategori beton ringan. 67

34 4. Trial Mix IV pada tanggal 07 Desember 2016 Mix design menggunakan metode SNI, dan didapat perbandingan semen, pasir, kerikil dan air untuk 3 benda uji sebagai berikut : Semen : 7,810 kg Pasir : 10,959 kg Kerikil : 7,306 kg Air : 4,45 L Penggunaan foaming agent dengan perbandingan 1: 25 terhadap volume air. Dikarenakan mutu beton yang terus tidak tercapai maka diputuskan untuk menggunakan superplasticizer, penambahan superplasticizer ini mengakibatkan kemudahan pengerjaan (workability) beton, superplasticizer akan mendispersi semen menjadi lebih merata, sehingga akan menghasilkan reaksi hidrasi yang lebih sempurna. Reaksi ini akan membuat campuran menjadi lebih kompak dan padat sehingga daya ikat campuran menjadi lebih kuat dan meningkatkan kekuatan beton yang dihasilkan serta penggunaan superplasticizer dapat mempercepat waktu ikat antara masing-masing agregat yang terdapat didalam beton. Proporsi superplasticizer yang dipakai sebanyak 0,8% dari berat semen. Foaming agent dibentuk dengan menggunakan bor yang dimodifikasi mata bornya dan didapatkan density dari foam seberat 80 gram/l. Penggunaan bor sebagai alat untuk membuat foam memang tidak sesempurna hasil yang dibuat oleh foam generator, namun tetap bisa digunakan untuk mendapatkan density yang baik digunakan untuk beton ringan dengan trial beberapa kali. Density foam yang baik untuk digunakan pada campuran beton ringan adalah gram/l. Pengujian benda uji trial mix IV (pada umur 14 hari ) Tabel Pengujian benda uji trial mix IV Sampel Berat (Kg) Kuat Tekan kn MPa Sampel I 8, ,639 Sampel II 8, ,185 Sampel III 8, ,162 68

35 Sampel sudah termasuk kedalam kategori beton ringan non struktural, dari berat isi sampel sudah termasuk kategori beton ringan karena berat satuannya tidak lebih dari 1900 kg/m 3, dan dari kuat tekan sampel juga sudah termasuk kategori untuk beton ringan non struktural karena berada pada rentang 7-14 MPa (Young, J. Francis.1972). Density foam yang didapat juga sudah sesuai dengan density foam yang baik digunakan dalam campuran beton ringan. Pada percobaan ke empat ini, mix design yang dipakai dapat digunakan sebagai acuan untuk membuat benda uji sampel. Namun secara keseluruhan pada pembuaatan foam sulit untuk didapatkan density foam yang konstan, karena itu tergantung bagaimana cara kita untuk membuatnya dari mesin bor tersebut karena foam yang dihasilkan dari mesin bor tersebut tidak sebaik yang dihasilkan dari foam generator. 69

36 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, ada beberapa kesimpulan yang dapat diambil yaitu sebagai berikut : 1. Fly ash dan Bottom Ash dapat dijadikan substitusi untuk agregat halus yaitu semen dan pasir dalam pembuatan beton ringan Non Autoclaved Aerated Concrete. 2. Penyerapan air (Absorbsi) terbesar pada penelitian ini terdapat pada beton ringan NAAC normal yaitu sebesar 5,66% sedangkan penyerapan air (Absorbsi) terkecil pada penelitian ini yaitu pada substitusi fly ash 30% yaitu sebesar 2,76%. 3. Kuat tekan terbesar pada penelitian ini terdapat pada substitusi fly ash 30% yaitu sebesar 12,687 MPa sedangkan kuat tekan terkecil pada penelitian ini yaitu pada beton ringan NAAC normal yaitu sebesar 8,891 MPa. 4. Kuat tarik belah terbesar pada penelitian ini terdapat pada campuran fly ash 30% yaitu sebesar 1,540 MPa sedangkan kuat tarik belah terkecil pada penelitian ini yaitu pada beton ringan NAAC normal yaitu sebesar 0,801 MPa. 5. Dari kuat tekan maksimum dan berat isi yang dihasilkan, maka beton tersebut dapat dikategorikan sebagai beton ringan non struktural dengan berat isi kg/m 3 dengan kuat tekan berada pada rentang 7-14 MPa (Young, J. Francis 1972). 70

37 5.2. Saran Adapun saran untuk penelitian selanjutnya adalah : 1. Penggunaan foam untuk beton ringan non struktural disarankan, karena dapat membuat beton menjadi ringan, tetapi penggunaan foam harus disesuaikan dengan campuran agar kuat tekan beton tidak terlalu lemah, karena semakin banyak penggunaan foam maka beton akan semakin ringan tetapi kuat tekan akan menurun juga. 2. Penggunaan foam dipakai sebagai peringan saja, tidak bisa untuk menambah kekuatan. 3. Pembuatan foam sebaiknya menggunakan foam generator agar didapatkan hasil foam yang baik digunakan untuk beton ringan. 4. Dalam pemilihan foaming agent diharapkan menggunakan foaming agent yang berbeda dari yang digunakan dalam penelitian ini agar bisa menjadi perbandingan untuk penelitian kedepannya. 5. Untuk meningkatkan workability dari beton dapat menggunakan bahan aditif seperti superplasticizer agar campuran beton yang dihasilkan lebih padat agar daya ikat campuran menjadi lebih kuat dan lebih cepat sehingga dapat meningkatkan kekuatan beton yang dihasilkan. 6. Penggunaan fly ash dan bottom ash disarankan sebagai substitusi semen dan agregat halus sebagai upaya untuk meningkatkan kuat tekan beton. 71