KORELASI KADAR SUPERPLASTICIZER TERHADAP SIFAT MEKANIS BETON HIGH VOLUME FLY ASH (HVFA) SEBAGAI SUBSTITUSI SEMEN

Transkripsi

1 KORELASI KADAR SUPERPLASTICIZER TERHADAP SIFAT MEKANIS BETON HIGH VOLUME FLY ASH (HVFA) SEBAGAI SUBSTITUSI SEMEN Laporan Tugas Akhir Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana dari Universitas Atma Jaya Yogyakarta Oleh: THOMAS ALBERIO RARTA NPM : PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ATMA JAYA YOGYAKARTA YOGYAKARTA JULI 2016 i

2 PER}TYATAAN Saya yang bertanda tangan di bawah menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul: Korelasi l(otdrr Saperpbsticizer Terhadap SifatMekanis Beton High Volume Fly Ash (I{VTA) Sebagai Substitusi Semen benm - benar merupakan hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan hasil plagiasi dari karya orang lain. Ide, data hasil'penelitian mauplm kutipan baik langsung maupun tidak langsung bersumber dari tulisan atau ide orang lain dinyatakan secara tertulis dalam Tugas Akhir ini. Apabila terbukti dikemudian hari bahwa Tugas Akhir ini merupakan hasil plagiasi, maka ijazah yang saya pemleh dinyatakan batal dan akan saya kembalikan kepada Rektor Universitas Atna Jaya Yogyakarta. Yogyakarta 20 Juni 2016 Yang mernbuat pernyataan Thomas Alberio Rarta

3 III g. Eurqurqwe4 3. i l)'. ',,.Ti *:f, 5i & 2 t: Eur.quryqursd gelo 1nfnps1p qula NflTllflS ISNJIIS{NS IVCY{flS (VUNTT)TTST'TTf, fli,tntoa HOIH NOJfl{ SINTV)IUIiI IY.IIS dv(yhuil VflZIJIJSYTdtrfldN,S uv(ridt ISYlf,UO)T rrq)iv se8nl uerodel NYI{YSf,CNfld

4 PENGESAHAN PENGUJI Laporan Tugas Akhir KORELASI KADAR SAPERPI.4STICIZER TERIIADAP SIF'AT MEKANIS BETON HIGH VOLUME FLYASH GNTA) SEBAGAI ST]BSTITUSI SEMEN THOMAS ALBERIO RARTA l2a2l11?9,;:,.,,, Tanda Tangan Ketua Sekretaris : Dr.,Ir., Ade Lisantono, M.Eng. t t /a 8/ztr t F Anggota : h., Agt. Wahjono, M.T. J!'16 ""e1""' 1V

5 KATA HANTAR Puji dan Syukur penulis sampaikan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan kasih-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Adapun tujian penulisan Tugas Akhir dengan judul KORELASI KADAR SUPERPLASTICIZER TERHADAP SIFAT MEKANIS BETON HIGH VOLUME FLY ASH (HVFA) SEBAGAI SUBSTITUSI SEMEN adalah untuk melengkapi syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan tinggi Program Strata-1 (S-1) di Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini tidak mungkin dapat diselesaikan tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini, antara lain: 1. Tuhan Yesus Kristus, atas segala kelancaran yang telah diberikan selama proses penyelesaian tugas akhir. 2. Bapak Prof. Ir. Yoyong Arfiadi, M.Eng., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta. 3. Bapak J. Januar Sudjati, S.T, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Atma Jaya. 4. Ibu Angelina Eva Lianasari, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing yang telah dengan sabar meluangkan waktu untuk memberikan petunjuk dan membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. v

6 5. Bapak V. Sukaryantara, selaku Staf Laboratorium Stuktur dan Bahan Bangunan Universitas Atma Jaya Yogyakarta yang telah banyak membantu dan membagi saran selama pengujian. 6. Seluruh dosen di Program Studi Teknik Sipil Universitas Atma Jaya Yogyakarta yang telah bersedia mendidik dan membagikan ilmu kepada penulis. 7. Ibu, Bapak, Andra dan Christy yang selalu setia memberikan doa serta penulis dalam menyelesaikan tugas akhir. 8. Cornelia Verina Laveda yang selalu setia mendampingi, memberi semangat, meluangkan waktunya, dan memberi nasihat-nasihat selam proses pengerjaan tugas akhir. 9. Teman seperjuangan tugas akhir Aji, Kane dan Yudha. 10. Teman-teman sipil angkatan 2012 khususnya Adel, Yana, Usfi, Tomi, Ryad, Mikail, Parhata, Pepi, Toni, Yudha, dan kelas E lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. 11. SMANSA 56 di Jogja yang selalu menghadirkan candaan, senyuman dan semangat kepada penulis. 12. Seluruh keluarga besar KKN 68 Suren yang telah memberi semangat, candaan, dan berbagai pelajaran hidup kepada penulis. vi

7 Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan tugas akhir ini. Yogyakarta, Juni 2016 Thomas Alberio Rarta NPM : vii

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERNYATAAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI... iv KATA HANTAR... v DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR NOTASI... xii DAFTAR PERSAMAAN... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv INTISARI... xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Keaslian Tugas Akhir Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Lokasi Penelitian... 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Beton High Volume Fly Ash (HVFA) Superplasticizer BAB III LANDASAN TEORI Beton Bahan Penyusun Beton Air Semen Portland Agregat Halus Agregat Kasar Bahan Tambah Bahan Tambah Kimiawi (Chemical Admixture) Bahan Tambah Mineral (Additive) Fly Ash High Volume Fly Ash Concrete (HVFAC) Superplasticizer Umur Beton Kemudahan Pekerjaan (Workability) Slump Kuat Tekan Beton Modulus Elastisitas Beton viii

9 BAB IV METODOLOGI PENELITIAN Umum Tahap Penelitian Tahap Persiapan Bahan Alat Benda Uji Tahap Pengujian Bahan Pengujian Agregat Halus Pengujian Agregat Kasar Pengujian Fly Ash Tahap Pembuatan Benda Uji Pembuatan Mix Design Pembuatan Silinder Beton Tahap Perawatan Benda Uji Tahap Pengujian Benda Uji Pengujian Kuat Tekan Beton Pengujian Modulus Elastisitas Beton Tahap Analisis Data Alur Penelitian Jadwal Pelaksanaan Tugas Akhir BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Hasil Pemeriksaan Bahan Campuran Beton Pemeriksaan Agregat Halus Pemeriksaan Agregat Kasar Pemeriksaan Abu Terbang (Fly Ash) Kebutuhan Bahan Susun Beton Hasil Pengujian Berat Jenis Beton Beton Segar Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Beton BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

10 DAFTAR TABEL No. NAMA TABEL HAL Komposisi Bahan Kimia Semen Portland Gradasi Standar Agregat Halus (ASTM C-33) Susunan Besar Butiran Agregat Kasar (ASTM,1991) Kandungan Kimia Fly Ash Nilai Slump Beton Segar Jumlah Benda Uji Jadwal Pelaksanaan Tugas Akhir Hubungan Warna Larutan dan Kandungan Zat Organik Hasil Pengujian Abu Terbang (Fly Ash) Kebutuhan Bahan Susun Beton Per 1 m 3 Campuran Beton Kebutuhan Bahan Susun Beton Untuk Benda Uji Tiap Variasi Penggunaan Beton Menurut Berat Jenis Hasil Pengujian Berat Jenis Rerata Beton Kondisi Beton Segar Hasil Kuat Tekan Beton HVFA 28 Hari dan 56 Hari Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Beton HVFA Umur 28 Hari x

11 DAFTAR GAMBAR No. NAMA GAMBAR HAL Hasil Uji Kekuatan Tekan Untuk Berbagai Variasi Kadar Abu Terbang Grafik Hubungan Kadar Fly Ash Semen Pasir Sungai Progo Split Fly Ash Tipe F Superplasticizer SIKA Viscocrete 1003 Saringan dan Mesin Pengayak Oven Gelas Ukur 250 ml Timbangan Kerucut Pasir Gardner Standard Colour Molen Silinder Beton Mesin Vibrator Universal Testing Machine Compressometer Compression Testing Machine Diagram Alir Tahapan Penelitian Detail Bentuk Fly Ash Dilihat Dengan Scanning Electron Microscope (SEM) Diperbesar 2000 Kali Kuat Tekan Rerata Beton HVFA Umur 28 Hari Kuat Tekan Rerata Beton HVFA Umur 56 Hari Perbandingan Nilai Kuat Tekan Beton Pengujian Kuat Tekan Beton 28 Hari dan 56 Hari Modulus Elastisitas Rerata Beton HVFA Trendline Modulus Elastisitas Rerata Beton HVFA Perbandingan Nilai Modulus Elastisitas Pengujian dan Teoritis xi

12 DAFTAR NOTASI NOTASI fc P A w f ε E Po p ARTI Kuat desak (MPa) Beban Tekan Luas penampang benda uji Berat beton Tengangan regangan Modulus elastisitas Panjang awal Perubahan panjang benda uji xii

13 DAFTAR PERSAMAAN No. KETERANGAN HAL Kuat tekan beton Modulus elastisitas beton teoritis Modulus elastisitas beton normal Modulus elastisitas beton (Wang, C. K. and Salmon, C.G.) Kandungan Lumpur Bulk specify gravity Bulk specify gravity SSD Apparent specify gravity Absorption (penyerapan) Kadar air xiii

14 DAFTAR LAMPIRAN No. NAMA LAMPIRAN HAL A A.1 A.2 A.3 A.4 A.5 A.6 A.7 A.8 A.9 A.10 A.11 A.12 A.13 B C C.1 C.2 C.3 C.3.1 C.3.2 C.4 D D.1 D.2 D.3 D.4 Pengujian Bahan Analisis Saringan Agregat Halus Pengujian Kandungan Lumpur Agregat Halus Pengujian Kandungan Zat Organik Agregat Halus Pengujian Berat Jenis Dan Penyerapan Agregat Halus Pengujian Berat Satuan Volume Agregat Halus Pemeriksaan Kadar Air Agregat Halus Pemeriksaan Keausan Agregat Kasar Dengan Mesin Los Angeles Abration Analisis Saringan Agregat Kasar Pengujian Berat Jenis Dan Penyerapan Agregat Kasar Pengujian Berat Satuan Volume Agregat Kasar Pemeriksaan Kadar Air Agregat Kasar Pengujian Kandungan Lumpur Agregat Kasar Pengujian Abu Terbang (Fly Ash) Rencana Adukan Beton (Mix Design) Hasil Pengujian Tanggal Pengujian Beton Berat Jenis Beton Kuat Tekan Beton Kuat Tekan Beton 28 Hari Kuat Tekan Beton 56 Hari Modulus Elastisitas Beton Dokumentasi Penelitian Alat dan Bahan Pengujian Bahan Susun Pembuatan Benda Uji Pengujian Benda Uji xiv

15 INTISARI KORELASI KADAR SUPERPLASTICIZER TERHADAP SIFAT MEKANIS BETON HIGH VOLUME FLY ASH (HVFA) SEBAGAI SUBSTITUSI SEMEN, Thomas Alberio Rarta, NPM , tahun 2016, Bidang Peminatan Struktur, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Kebutuhan akan energi listrik yang semakin meningkat memaksa pemerintah untuk membangun beberapa pembangkit energi listrik salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Dengan bertambahnya jumlah PLTU maka jumlah limbah fly ash dari hasil pembakaran batu-bara akan semakin bertambah. Selain itu, fly ash termasuk dalam kategori limbah berbahaya B3. Oleh sebab itu fly ash perlu dimanfaatkan agar jumlahnya dapat berkurang. Benda uji yang digunakan terdiri dari a.) 10 buah silinder (8 silinder besar + 2 silinder kecil) beton, perbandingan bahan susun 1:1.077:1.321 dengan kadar superplasticizer 0%, fly ash substitusi semen 50%, faktor-water-binder b.) 10 buah silinder (8 silinder besar + 2 silinder kecil) beton, perbandingan bahan susun 1:1.099:1.321 dengan kadar superplasticizer 0.2%, jumlah fly ash dan nilai (w/b) sama. c.) 10 buah silinder (8 silinder besar + 2 silinder kecil) beton, perbandingan bahan susun perbandingan bahan susun 1:1.099:1.321 dengan kadar superplasticizer 0.4%, jumlah fly ash dan nilai (w/b) sama. d.) 10 buah silinder (8 silinder besar + 2 silinder kecil) beton, perbandingan bahan susun perbandingan bahan susun 1:1.099:1.321 dengan kadar superplasticizer 0.6%, jumlah fly ash dan nilai (w/b) sama. Pengujian yang dilakukan adalah uji kuat tekan beton pada umur 28 dan 56 hari, dan pengujian modulus elastisitas beton pada umur 28 hari. Pengujian kuat tekan beton menggunakan alat Compression Testing Machine dan pengujian modulus elastisitas beton menggunakan alat Universal Testing Machine. Hasil pengujian kuat tekan beton HVFA pada umur 28 hari dengan kadar superplasticizer 0%, 0.2%, 0.4% dan 0.6% berturut-turut adalah MPa, MPa, MPa, dan MPa. Sedangkan pada umur 56 hari bertut-turut adalah MPa, MPa, MPa, dan MPa. Nilai kuat tekan tertinggi pada beton dengan penambahan superplasticizer 0.4%. Pada pengujian modulus elastisitas beton dengan kadar superplasticizer 0%, 0.2%, 0.4% dan 0.6% berturut-turut adalah MPa, MPa, MPa dan MPa. Semakin tinggi kadar superplasticizer pada beton High Volume Fly Ash (HVFA) akan mereduksi penggunaan air yang lebih banyak sehingga akan meningkatkan nilai kuat tekan beton dan modulus elastisitas. Dilihat dari nilai kuat tekan beton, kemampuan mereduksi air dalam jumlah besar, dan dari sudut pandang ekonomis dapat disimpulkan bahwa kadar optimum penambahan superplasticizer pada kadar 0.4%. Kata Kunci: HVFAC, fly ash, abu terbang, substitusi semen, modulus elastisitas, kuat tekan, superplasticizer. xv