STUDI PENGARUH KURVA GRADING IDEAL AGREGAT HALUS TERHADAP KUAT TEKAN BETON NORMAL DENGAN VARIASI BLENDING MENGGUNAKAN ALGORITMA GENETIKA

Transkripsi

1 1 STUDI PENGARUH KURVA GRADING IDEAL AGREGAT HALUS TERHADAP KUAT TEKAN BETON NORMAL DENGAN VARIASI BLENDING MENGGUNAKAN ALGORITMA GENETIKA Yusnita Era Ernada, Pujo Aji, dan Triwulan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya Abstrak Agregat merupakan material yang sangat berpengaruh terhadap kuat tekan beton. Salah satu agregat yang digunakan dalam beton adalah agregat kasar. Pada ASTM ACI 211 mensyaratkan bahwa agregat halus harus mengikuti standar ASTM C33-03, dimana agregat diasumsikan berada didalam zona grading ideal. Akan sangat menarik untuk mengetahui seberapa ideal grading ideal dalam zona grading ideal sehingga dalam penelitian ini dicoba untuk membagi zona grading ideal menjadi 3 subzona grading ideal (subzona 1 berada paling bawah, subzona 2 ditengah, dan subzona 3 paling atas) untuk dipelajari kuat tekan beton apabila agregat halus berada pada masing-masing subzona. 2 buah grading agregat halus diblending agar masuk kedalam subzona grading yang telah ditentukan dengan menggunakan program Algoritma Genetka (AG). Dari hasil blending tersebut akan dibuat benda uji beton yang akan diuji kuat tekannya untuk kemudian dibuktikan menggunakan teori hipotesa secara statistik. Dari penelitian ini menunjukkan grading ideal pada subzona 2 memberikan hasil kuat tekan yang lebih tinggi dengan tingkat kepercayaan sebesar 95%. Kata Kunci Agregat halus, Algoritma Genetika, Blending agregat, Grading ideal, Kuat tekan beton, dan Uji hipotesa statistik PENDAHULUAN Beton merupakan bahan konstruksi yang telah umum digunakan untuk bangunan. Beton terbentuk dari campuran aggregate halus, aggregate kasar, semen dan air dengan perbandingan tertentu. Beton banyak digunakan dalam dunia konstruksi karena keunggulan-keunggulannya antara lain mempunyai kuat tekan yang tinggi. Kuat tekan beton sangat dipengaruhi oleh material penyusunnya. Sifat material penyusun yang cukup berperan adalah gradasi aggregate penyusun. Salah satu jenis aggregate yang digunakan dalam pembuatan beton adalah aggregate halus atau pasir. Aggregat halus memiliki grading yang berbeda-beda. Aggregate halus yang ideal adalah agregat halus yang masuk di dalam kurva grading agregat halus ideal (ASTM C33-03) sehingga grading aggregate halus yang tidak masuk didalam kurva grading ideal bukan termasuk grading aggregat halus yang ideal. Pada ASTM ACI 211 mensyaratkan bahwa agregat halus harus mengikuti standar ASTM C33-03, dimana agregat diasumsikan berada didalam zona grading ideal. Berdasarkan ASTM C33-03, hasil analisa ayakan agregat halus yang masuk didalam kurva gradasi ideal merupakan agregat yang ideal sebagai bahan campuran dalam pembuatan beton. Untuk menentukan grading aggregat halus termasuk ideal, maka grading aggregate halus tersebut harus masuk grading ideal aggregate halus yang dilakukan dengan cara analisa ayakan. Hasil analisa ayakan akan diplotkan kedalam kurva grading ideal. Jika grafik data hasil analisa ayakan masuk di dalam kurva grading ideal, maka aggregat tersebut termasuk aggregat yang mempunyai gradasi ideal. Jika grafik data hasil analisa ayakan tidak masuk dalam kurva grading ideal agregat halus maka dilakukan blending aggregat. Blending agregate adalah alternatif yang dipilih agar gradasi bisa masuk zona ideal. Dengan blending agregat maka akan didapatkan komposisi yang tepat dari gabungan 2 atau lebih jenis agregat. Blending agregat dengan cara manual tidaklah mudah terutama bila agregat yang akan digabungkan terdiri lebih dari 2 macam quarry. Dengan adanya perkembangan teknologi, saat ini terdapat program yang dapat dipakai untuk proses blending aggregate dengan menggunakan Algoritma Genetika (AG). Dengan memanfatkan metode AG diharapkan dapat melakukan perhitungan blending agregat dengan cepat dan mudah terutama bila agregat halus terdiri dari banyak quarry. Namun hingga saat ini belum ada analisa yang mengamati pengaruh kurva ideal agregat halus dari variasi blending agregat menggunakan AG. Untuk itu penulis mengajukan penelitian dengan judul Studi Pengaruh Kurva Grading Ideal Agregat Halus Terhadap Kuat Tekan Beton Normal Dengan Variasi Blending Menggunakan Algoritma Genetika. I. URAIAN PENELITIAN Secara garis besar penelitian ini terdiri dari 5 jenis kegiatan. Pertama : Analisa ayakan agregat halus dan agregat kasar. Kedua : Pembuatan gradasi agregat kasar baru. Ketiga : Blending agregat kasar quarry 1 dan quarry 2. a. Pembuatan gradasi ideal baru menjadi 3 subzona. b. Blending agregat subzona 1, subzona 2, dan subzona 3. Keempat : Pembuatan benda uji dan tes kuat tekan. a. Pembuatan benda uji b. Tes kuat tekan tekan Kelima : Analisa data dan kesimpulan. a. Uji hipotesa matlab b. Kesimpulan Penjelasan secara rinci terkait metodologi dari penelitian ini dapat dilihat di Ernada, 2012 [1].

2 2 II. HASIL DAN ANALISA DATA A. Analalisa Ayakan Pada penelitian gradasi dari agregat halus (pasir) yang digunakan harus berada dalam batasan gradasi ideal berdasarkan ASTM C Untuk agregat halus quarry 1 dan quarry 2 harus berada di luar batasan gradasi ideal ASTM C Untuk analisa ayakan menggunakan standar ASTM C [2]. Dalam penelitian ini digunakan 2 macam quarry agregat halus yang mempunyai gradasi diluar batasan gradasi ideal agregat halus [3].Dari hasil analisa ayakan agregat halus diadapatkan hasil analisa ayakan agregat asli quarry 1 dan quarry 2 [1]. Selanjutnya dau macam quarry tersebut daitur agra gradasinya berada di luar gradasi ideal agregat halus. Berikut adalah hasil analisa ayakan agregat halus quarry 1 dan quarry 2: B. Batasan Gradasi Ideal Agregat Halus Berdasarkan Prosentase Lolos Ayakan Dibagi Menjadi 3 Batasan Subzona Batasan gradasi agregat halus dibagi menjadi 3 batasan subzona yaitu subzona 1, subzona 2 dan subzona 3. Pembagian batasan tersebut didasarkan pada prosentase lolos ayakan agregat halus[1]. Berikut adalah hasil pembagian batasan gradasi ideal agregat halus dibagi menjadi 3 subzona: Gambar 3.3 Hasil analisa ayakan agregat halus Sumber : data olahan Gambar 3.1 Grafik Analisa Ayak Agregta Halus Buatan Quarry 1 Dari gambar 3.1 didapatkan didapatkan grafik gradasi ideal agregat halus quarry 1 berada di luar batasan gradasi ideal agregat halus menurut ASTM C Selanjutnya quarry tersebut menjadi agregat halus quarry 1 dan siap untuk dilakukan blending agregat menggunakan metode AG. Gambar 3.3 merupakan grafik gradasi ideal yang dibagi menjadi 3 batasan subzona gradasi yaitu subzona 1, subzona 2, dan subzona 3. Selanjtnya batas grafik gradasi pada subzona1, subzona 2 dan subzona 3 akan menjadi batasan gradasi blending Q1 dan Q2 menggunakan metode AG. C. Blending Agregat Menggunakan Algoritma Genetika Hasil analisa ayakan agregat halus yang berupa prosentrase agregat halus yang lolos ayakan dan batasan gradasi agregat halus digunakan sebagai masukan pada blending agregat halus dengan menggunakan metode AG. Hasil keluaran dari metode AG berupa prosentase agregat halus. Dalam penelitia ini dilakukan blending agregat halus sebanyak 10 kali pada masing-masing subzona. Berikut adalah hasil blending agregat halus quarry 1 dan quarry 2 manggunakan AG dengan batasan subzona 1 berupa hasil presentasi masing-masing quarry yang diblending sebanyak 10 kali blending: Gambar 3.2 Grafik Analisa Ayak Agregta Halus Buatan Quarry 2 Dari gambar 3.2 didapatkan didapatkan grafik gradasi ideal agregat halus quarry 1 berada di luar batasan gradasi ideal agregat halus menurut ASTM C Selanjutnya quarry tersebut menjadi agregat halus quarry 1 dan siap untuk dilakukan blending agregat menggunakan metode AG.

3 3 1. Blending agregat halus subzona1: Tabel 3.1 No. Function Quarry 1 Quarry Hasil BlendingQ2 = : dengan Functionn Sebesar Tabel 3.2Analisa Ayakan Agregat Halus 1 Hasil Blending Q1 dan Q2 Menguunakan Metode AG No. Size Ukuran Nominal (mm) % Lolos Ayakan % lolos ayakan x % hasil blending Ayakan Hasil Q1 Q2 Q1' Q2' AHG1 bb ba Zona 1 batas bawah batas 2 No.1 3/8 in = 9.5 mm ok ok No.2 No.4 = 4.75 mm ok ok No.3 No.8 = 2.36 mm not ok ok No.4 No.16 = 1.18 mm ok ok No.5 No.30 = 600-μm ok not ok No.6 No.50 = 300-μm ok ok No.7 No.100 = 150-μm not ok ok 2 5 pan ok ok 0 0 Tabel 3.3 No. Function Quarry 1 Quarry Hasil BlendingQ2 = % : % dengan Functionn Sebesar Tabel 3.4 Analisa Ayakan Agregat Halus 1 Hasil Blending Q1 dan Q2 Menguunakan Metode AG No. Size Ukuran Nominal (mm) % Lolos Ayakan % Ayakan Hasil Zona 2 Q1 Q2 Q1' Q2' AHG1 bb ba batas 2 batas 1 No.1 3/8 in = 9.5 mm ok ok No.2 No.4 = 4.75 mm not ok ok No.3 No.8 = 2.36 mm not ok ok No.4 No.16 = 1.18 mm ok ok No.5 No.30 = 600-μm ok not ok No.6 No.50 = 300-μm ok not ok No.7 No.100 = 150-μm not ok ok 5 7 pan ok ok 0 0 Gambar 3.4Grafik AnalisaAyakan AHG1 pada Subzona 1 Gambar 3.5 Grafik Gradasi AHG1 pada Subzona 2 3. Blending agregat halus subzona 3 2. Blending agregat halus subzona 2 Tabel 3.5 No. Function Quarry 1 Quarry 2

4 Hasil BlendingQ2 = % : % dengan Functionn Sebesar Tabel 3.7 Hasil Kuat Tekan pada Masing-masing subzona No. Hasil Tes Kuat Tekan Beton (Mpa) Benda Uji Subzona 1 Subzona 2 Subzona Tabel 3.7 adalah hasil tes kuat tekan beton pada masingmasing zona. Dari data tes kuat tekan beton pada Tabel 3.7, Tabel 3.8 dan Tabel 3.9 dibuat diagram kuat tekan betonnya. Berikut diagram kuat tekan beton ketiga zona. Tabel 3.6 Analisa Ayakan Agregat Halus 1 Hasil Blending Q1 dan Q2 Menguunakan Metode AG No. Size Ukuran Nominal (mm) % Lolos Ayakan % Saringan Hasil Q1 Q2 Q1' Q2' AHG 1 bb ba batas 1 Zona 3 No.1 3/8 in = 9.5 mm ok ok No.2 No.4 = 4.75 mm not ok ok No.3 No.8 = 2.36 mm not ok ok No.4 No.16 = 1.18 mm ok ok No.5 No.30 = 600-μm ok ok No.6 No.50 = 300-μm ok not ok No.7 No.100 = 150-μm not ok ok 7 10 pan ok ok 0 0 batas atas Gambar 3.7 Grafik Hasil Tes Kuat PadaZona 1, Zona 2 dan Zona 3 Gambar 3.5 merupakan grafik hasil tes kuat tekan beton pada 3 zona. Dari Gambar 3.7 dapat dilihat bahwa hasil kuat tekan beton pada zona 2 memiliki hasil tes kuat tekan beton yang paling tinggi. Namun untuk menguji pernyataan tersebut perlu dilakukan uji hipotesa. Selanjutnya untuk menguji hipotesa dilakukan dengan menggunakan program Matlab. Berikut adalah standar deviasi hasil tes kuat tekan beton pada masing-masing zona: Gambar 3.6 Grafik Gradasi AHG1 pada Subzona 3 D. Tes Kuat Tekan Beton Dari hasil mix desain metode ACI selanjutnya dibuat benda uji beton. setelah dicuring swelama 28 hari beton dites kuat tekannya. Kuat tekan beton dikelompokkan berdasarka masing-masing subzona. Berikut adalah hasil uji tes kuat tekan beton pada masing-masing subzona Tabel 3.10 Standar Deviasi Hasil Tes Kuat Tekan Beton pada Masing-masing subzona Subzona Standar Deviasi (Mpa) Indikator QC Istimewa Kurang Cukup Tabel 3.10 merupakan tabel kualitas control dari standar deviasi tes kuat tekan masing-masing subzona. Hasil control kualitas diatas,mengacu pada SNI [5].

5 5 E. Hipotesa Kesimpulan Hasil Tes Kuat Tekan Beton Menggunakan Software Analisa Matematika Untuk mendapatkan hasil tes kuat tekan paling maksimal dari ketiga subzona, maka dilakukan pengujian hipotesa sftwate analisa matematika. Berikut adalah hasil uji hipotesa subzona paling ideal dengan menggunakan Software analisa matematika: 1. Hipotesa Untuk Menguji Hasil Tes Kuat Tekan Betonpada Subzona 2 Lebih Kecil dari Subzona 1 [1] Dari uji hipotesa software analisa matematika didapatkan nilai P-value < α sehingga nilai hasil hipotesa hasil h= 1 yang berarti hipotesa software analisa matematika menolak h0 dan menerima h1. Dari hasil hipotesa software analisa matematika menunjukkan bahwa hasil kuat tekan pada subzona 2 lebih besar daripada subzona Hipotesa Untuk Menguji Hasil Tes Kuat Tekan Betonpada Subzona 2 Lebih Kecil dari Subzona 3 [1] Dari uji hipotesa software analisa matematika didapatkan nilai P-value < α sehingga nilai hasil hipotesa hasil h= 1 yang berarti hipotesa software analisa matematika menolak h0 dan menerima h1. Dari hasil hipotesa software analisa matematika menunjukkan bahwa Hasil Kuat Tekan Pada Subzona 2 lebih besar daripada subzona Hipotesa Untuk Menguji Hasil Tes Kuat Tekan Beton pada Subzona 3 Sama dengan Subzona 1 nilai P-value > α sehingga hasil hipotesa software analisa matematika = 0 yang berarti hipotesa software analisa matematika menerima h0 dan menolak h1. Dari hasil hipotesa software analisa matematika menunjukkan bahwa Hasil Kuat Tekan Pada Subzona 3 sama dengan subzona KESIMPULAN Kesimpulan 1. Dari hasil penelitian didapatkan analisa ayakan agregat halus hasil blending agregat menggunakan AG menunjukkan bahwa grafik gradasi agregat halus tersebut masuk dalam batasan kurva gradasi ideal agregat halus meskipun ada beberapa hasil gradasi dari masing-masing ayakan yang masih belum memenuhi syarat batas gradasi menurut ASTM C namun hasil blending agregat tersebut merupakan hasil paling maksimal. Dari hasil analisa ayakan tersebut juga menghasilkan modulus kehalusan yang berbeda pada masing-masing subzona. 2. Dari penelitian didapatakan bahwa hasil kuat tekan beton pada subzona 2 memiliki hasil kuat tekan beton paling tinggi. Dari hasil uji hipotesa statistik dengan tingkat kepercayaan 95% didapatkan hasil bahwa zona 2 merupakan zona yang paling ideal. Jadi dapat disimpulkan bahwa posisi gradasi ideal agregat halus yang didapat dari blending agregat halus quarry 1 dan quarry 2 menggunakana AG dalam kurva gradasi ideal melalui tes kuat tekan beton normal berada pada subzona 2. Saran 1. Dalam penelitian ini hanya menggunakan 2 jenis quarry agregat halus. Diharapkan dalam penelitian berikutnya dapat ditambahkan lagi jenis quarry agregat halus. 2. Keakurasian prediksi ini sangat bergantung pada kuat tekan beton aktual (Sm). Maka dari itu pada saat pembuatan dan proses caping harus sehati-hati mungkin agar hasil yang didapatkanpun dapat seakurat mungkin. 3. Penelitian ini hanya menggunakan sedikit jumlah benda uji dan waktu pengerjaan. Oleh karena itu untuk penelitian selanjutnya diharapkan jumlah benda uji yang digunakan akan lebih banyak dan waktu pengerjaan lebih lama. 4. Diharapkan pada penelitian selanjutnya pemilihan umur prediksi 28 hari dapat ditambah lagi variasinya, sehingga umur prediksi yang didapatkan bisa lebih akurat lagi. 5. Diharapkan pada penelitian selanjutnya dibuat prediksi menggunakan metode kematangan dengan variasi mutu beton (f c ) yang berbeda-beda. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis Y.E.E mengucapkan terima kasih kepada PT. ANGKASAPURA II yang telah memberikan dukungan finansial melalui Beasiswa ANGKASAPURA II tahun DAFTAR PUSTAKA [1] Ernada, Yusnita Era Studi Pengaruh Kurva Grading Ideal Agregat Halus Terhadap Kuat Tekan Beton Normal Dengan Variasi Blending Menggunakan Algoritma Genetika. Jurusan Teknik Sipil. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. [2] ASTM C Standar Metode Tes untuk Analisa Ayakan Agregat Halus dan Kasar. Anual Book of ASTM Standards. [3] ASTM C Standar Spesifikasi Untuk Agregat Beton. Anual Book of ASTM Standards. [4] Aji, P., & Purwono, R Pemilihan Proporsi Campuran Beton (Concrete Mix Design) Sesuai ACI, SNI dan ASTM. ITS Press, Surabaya. [5] SNI Standar Deviasi.