BAB IV ANALISA DATA. Sipil Politeknik Negeri Bandung, yang meliputi pengujian agregat, pengujian beton

Transkripsi

1 BAB IV ANALISA DATA 4.1. Pendahuluan Setelah dilakukan pengujian beton di Laboratorium Pengujian Bahan Teknik Sipil Politeknik Negeri Bandung, yang meliputi pengujian agregat, pengujian beton segar, pengujian beton keras, dan didapatkan data-data hasil dan analisa pengujian berupa tabel dan grafik yang disajikan pada bab ini. 4.2 Hasil uji pemeriksaan bahan Tabel 4.1 : Hasil Pengujian Pendahuluan IV-1

2 4.2 Hasil uji pemeriksaan bahan Tabel 4.1 : Hasil Pengujian Pendahuluan No. Jenis Pengujian Metode Pengujian Standard Ketentuan Hasil Keterangan Nilai 1. Uji berat jenis semen , - 3,2 3,6 memenuhi 2. Uji analisis ayak agregat kasar dan agregat halus ASTM C a FMhalus = FMkasar = 6, Uji kadar zat organik 4 4 SNI % - Natrium Warna lebih muda memenuhi SNI % - Magnesium Lebih muda (negatif) Lebih tua (positif) 4. Uji kadar butir lolos ayakan no SNI < 3 % (Agg. halus) < 1,5 % (Agg. kasar) Halus = 5.53 % Kasar = 2,83% Halus tidak memenuhi Kasar tidak memenuhi 5. Uji berat jenis dan penyerapan air agregat kasar dan agregat halus > 2,5 Penyerapan = 3% SSD (%) Curah (%) Apparent (%) Penyerapan air (%) Halus 2,55 2,35 2,75 6,315 SNI Kasar 2,63 2,54 2,79 3,6 SNI Uji bobot isi agregat padat dan gembur 29/ C. 29M-97 Padat (gr/cm 3 ) Gembur (gr/cm 3 ) Halus SNI Kasar Uji abrasi agregat kasar dengan mesin LA SNI Abrasi maksimum 5% 17,2365 % memenuhi IV-2

3 Dari hasil pemeriksaan material dapat disimpulkan bahwa : A. Berat Jenis semen : material semen yang diuji memenuhi syarat karena BJ semen Portland pada umumnya berkisar antara 3, 3,2, hasil pengujian didapat BJ semen Portland 3,6. B. Analisa ayak agregat halus dan kasar. Dari hasil pengujian analisa ayak diperoleh nilai fine modulus (Fm) dari agregat halus dan kasar. Fine modulus (Fm) agregat halus menurut ASTM adalah 2,876 yang berarti agregat tersebut banyak memiliki fraksi butir yang kasar. Fine modulus (Fm) agregat kasar menurut ASTM adalah 6,835 Setelah dilakukan penggabungan agregat sehingga didapatkan komposisi untuk agregat halus 25,5% dan agregat kasar 74,5%. C. Uji kadar zat organic Menurut standar di jelaskan bahwa: lebih muda (negatif), organik rendah sehingga tidak membahayakan pada saat beton segar dan beton kering. Lebih tua (positif), organik tinggi sehingga membahayakan pada saat beton segar dan beton kering (dicuci). IV-3

4 Dasil dari pengujian menyebutkan bahwa material berwarna lebih muda (negatif) tidak berbahaya,kadar organik rendah, jadi dengan kata lain material tersebut dapat digunakan untuk campuran beton mutu tinggi. D. Uji kadar butir lolos ayakan 2 Kadar lumpur pada agregat halus sebesar 5.53 % tidak sesuai dengan ketentuan, yaitu lebih dari 5% maka agregat halus harus dicuci. Kadar lumpur pada agregat kasar sebesar 2.83 % tidak sesuai dengan ketentuan, yaitu lebih dari 1% maka agregat kasar harus dicuci. E. Uji berat jenis dan penyerapan air agregat kasar dan agregat halus Dengan melihat nilai BJ diatas maka agregat halus = 2.55 dapat digunakan dalam pembuatan beton mutu tinggi dan agregat kasar = 2.63 dapat digunakan dalam pembuatan beton mutu tinggi. F. Uji bobot isi agregat padat dan gembur Berdasarkan pengujian bobot isi agregat kasar didapatkan : 1. Berat isi lepas/gembur = 1,24 gr/cm³ 2. Berat isi padat = 1,36 gr/cm³ 3. Faktor konversi padat ke gembur = 1,1 Berdasarkan pengujian bobot isi agregat halus didapatkan : 1. Berat isi lepas/gembur = 1,55 gr/cm³ IV-4

5 2. Berat isi padat = 1,58 gr/cm³ 3. Faktor konversi padat ke gembur = 1,19 G. Uji abrasi agregat kasar dengan mesin LA Dari hasil percobaan bahwa nilai abrasi / keausan agregat kurang dari 5 % yaitu 17,2365 % dan memenuhi syarat menurut ASTM.C untuk pembuatan beton yang digunakan sebagai struktur MIX DESAIN Hasil perhitungan mix desain menggunakan sistem ACI Tabel 4.2 : Perhitungan ACI Kuat Tekan Spesifik 4. MPa Semen portland Type I, nilai BJ Agregat halus : Angka Kehalusan (FM) Berat Jenis Kering (BDG dry) Penyerapan Air 6.32 % Bobot isi padat kering 1679 kg/m 3 Agregat Kasar : Maks Butir 19 mm Berat Jenis Kering (BDG dry) Penyerapan Air 3.6 % Bobot isi padat kering 1528 kg/m 3 Gradasi 33, nomor Slump = 25 s/d 5 mm ( tabel 3.5 slump) IV-5

6 2. Maksimum butir agregat = 19 mm ( modul rancangan beton mutu tinggi oleh IR. A. SUBAGDJA, MT) 3. Kadar optimum agregat kasar =.65 x 1528 = kg/cm3 (Tabel 3.7 Volume agregat kasar pers satuan volume) 4. Kadar air = 168 liter / m3 (tabel 2.11 perkiraan air campuran dan persyaratan kandungan udara untuk berbagai slump dan ukuran nominal agregat maksimum) 5. Faktor air semen =.386 (tabel 2.12 F.a.s maksimum untuk tipe struktur dan lingkungan yang berbeda) hasil interpolasi 6. Kadar semen = 168 /.386 = kg/m3 7. Proporsi campuran dasar Tabel 4.3 Proporsi Campuran a. Semen = x m 3 b. Agg. Kasar = x m 3 c. Air = m 3 d. Udara = (2%x1)/1.2 m 3 Volume bahan padat tanpa agregat halus (Pasir).748 m 3 Volume agregat halus (Pasir) = m 3 Berat agregat halus (Pasir) =.252 x 2.55x kg Jadi Proporsi Campuran Dasar Beton (tanpa bahan bersifat semen): IV-6

7 Tabel 4.4 Proporsi Campuran Setelah Agregat Halus di Perhitungkan a. Semen 435. kg/m 3 b. Agregat Kasar kg/m 3 c. Agregat Halus (Pasir) kg/m 3 d. Air 168. kg/m 3 Total kg/m 3 8. Campuran dengan mempertimbangkan kadar air lapangan a. Kadar air agregat halus = 6.4 % (didapat dari pengujian lapangan) b. Kadar air agregat kasar =.5 % (didapat dari pengujian lapangan) Maka berat masing-masing bahan untuk campuran dasar 1m3 beton adalah : Tabel 4.5 Proporsi Campuran Dasar untuk 1m3 Beton a. Semen 435. kg b. Agregat Halus =(556) x (1.632) kg c. Agregat Kasar =(993.2) x (1.36) kg d. Air =(168)-[(993.2)x(.36+.5)] + [(631.26)x( )] kg Total kg 4.4 Kebutuhan material pengujian laboratorium Bahan susun beton yang dipakai meliputi agregat halus berupa pasir, agregat kasar berupa batu pecah mesin dengan butiran max 19 mm semen tipe I ukuran 5 kg, air dari laboratorium bahan, dan Styrofoam dari bahan pabrik penghasil Styrofoam. IV-7

8 Berikut ini langkah langkah perhitungan kebutuhan material pengujian bahan 1. Benda uji kubus 15 x 15 x 15 =.34m3 2. Jumlah benda uji = 24 x.34 m3 = Faktor keamana 3% = (3% X.81)+.81 =.153 m3 4. Semen = 435. kg/m3 x.153 m3 = kg 5. Air = 168 kg/m3 x.153 = kg 6. Pasir = kg/m3 x.153 = 7.151kg 7. Split = kg/m3 x.153 = 12.2 kg Jadi kebutuhan material untuk masing2 campuran dan mofifikasi Styrofoam adalah Table 4.6 Kebutuhan Bahan dalam Kilogram Bahan Presentase Styrofoam (kg) % 5% 1% 15% Semen Air Agregat kasar Agregat halus Styrofoam Ket : untuk agregat halus tiap penambahan Styrofoam 5% dikurangi 5% dari berat agregat halus IV-8

9 4.5 Kuat Tekan Beton K4 Pengujian kuat tekan beton dilaksanakan setelah umur beton mencapai umur 28 hari karena pada umur ini kekuatan beton telah mencapai 1%. Hasil pengujian kuat tekan beton disajikan dalam tabel dibawah ini sesuai dengan variasi penambahan Tabel 4.7 Hasil Kuat Tekan Beton untuk Variasi Styrofoam % KUAT TEKAN BETON (Compressive Strength of Cilindrical Specimens) (39-96) Mutu Beton (f'c): 4. MPa Jenis Sampel : kubus 15 x 15x15 (Cm) Psi Dibuat tgl. : Nomo r Sampe l Dimensi sampel P L T umu r Berat Sampe l Cm Cm hari Gram Berat/ Volum e Diuji tgl. Variasi Styrofoam : % Beban Maksimu m Gr/Cm 3 KN Kuat Tekan (fc) Kuat Teka n (fc) Kgf/Cm 2 MPa Rata-rata Rata-Rata Kuat Tekan (f'cr) MPa 42.6 Standar Deviasi (SD) MPa 1.32 Konstanta Statistik (k) 1.64 Kuat Tekan Karakteristik (f'c) MPa 49.7 f'c Rencana MPa 4. Ket. IV-9

10 Menghitung kuat tekan beton untuk tipe Styrofoam % 1. Sampel 1 umur 14 hari : - Luas kubus beton : A = cm x 15.2 cm = cm2 - berat sample = 86.4 gram (dari hasil timbangan) - berat volume = berat / volume = 86.4 kg/ ( x 15.2) = gr/cm3 - Beban maximum = pembacaan dari dial alat uji tekan adalah 13 KN Ket : 1 KN = kgf - Nilai kuat tekan kgf/luas area = 13 KN x / luas area = kgf/ cm2 = kg/cm2 - Untuk konfersi kubus ke silinder = 1:.85 (sumber PBI-NI 2-71) - Jadi untuk hasil kubus setelah dikonfersikan adalah = /.85 = kg/cm2 - Untuk umur 14 hari, kuat tekan rencana adalah =.88 x kuat tekan rencana IV-1

11 =.88 x 4 kg/cm2 = 352 kg/cm2 Jadi diharapkan setelah mengetahui kuat tekan pada umur 14 hari campuran beton telah mencapai syarat k4.dengan catatan hasil tekan kubus pada umur 14 hari lebih besar dari kuat tekan rencana beton. 2. Sampel 3 umur 28 hari untuk tipe Styrofoam % umur hari, Benda uji pada umur 28 hari nilai kuat tekan tidak perlu di konfersi dengan Karena pada umur 28 hari kekuatan beton sudah mencapai nilai perbandingan satu. - Luas kubus beton : A = 15.2 cm x 15. cm =228 cm2 - berat sample = 86.4 gram (dari hasil timbangan) - berat volume = berat / volume = kg/ (228 x 15.1) = gr/cm3 - Beban maximum = pembacaan dari dial alat uji tekan adalah 112 KN Ket : 1 KN = kgf - Nilai kuat tekan kgf/luas area = 112 KN x / luas area IV-11

12 = kgf/ 228cm2 = 5.91 kg/cm2 x,85 = kg/cm2 (setelah dikonversi ke silinder) Tabel 4.8 Hasil Kuat Tekan Beton untuk Variasi Styrofoam 5 % KUAT TEKAN BETON (Compressive Strength of Cilindrical Specimens) (39-96) Mutu Beton (f'c): 4. MPa Jenis Sampel : kubus 15 x 15x15 (Cm) Psi Dibuat tgl. : Diuji tgl. Nomo r Sampe l Dimensi sampel P L T umu r Berat Sampe l Cm Cm hari Gram Berat/ Volum e Variasi Styrofoam : 5% Beban Maksimu m Gr/Cm 3 KN Kuat Tekan (fc) Kuat Teka n (fc) Kgf/Cm 2 MPa Ket Rata-rata Rata-Rata Kuat Tekan (f'cr) MPa 42.3 Standar Deviasi (SD) MPa 2.2 Konstanta Statistik (k) 1.64 Kuat Tekan Karakteristik (f'c) MPa 47.6 f'c Rencana MPa 4. IV-12

13 Tabel 4.9 Hasil Kuat Tekan Beton untuk Variasi Styrofoam 1 % KUAT TEKAN BETON (Compressive Strength of Cilindrical Specimens) (39-96) Mutu Beton (f'c): 4. MPa Jenis Sampel : kubus 15 x 15x15 (Cm) Psi Dibuat tgl. : Diuji tgl. : Nomor Sampel Dimensi sampel p l t Berat Sampel Berat/ Volume Variasi Styrofoam : 1% Beban Maksimum Kuat Tekan (fc) Kuat Tekan (fc) Cm Cm Cm Gram Gr/Cm 3 KN Kgf/Cm 2 MPa Ket Rata-rata Rata-Rata Kuat Tekan (f'cr) MPa 39.7 Standar Deviasi (SD) MPa 1.32 Konstanta Statistik (k) 1.64 Kuat Tekan Karakteristik (f'c) f'c Rencana MPa MPa IV-13

14 Tabel 4.1 Hasil Kuat Tekan Beton untuk Variasi Styrofoam 15 % KUAT TEKAN BETON (Compressive Strength of Cilindrical Specimens) (39-96) Mutu Beton (f'c): 4. MPa Jenis Sampel : kubus 15 x 15x15 (Cm) Psi Dibuat tgl. : Diuji tgl. : Nomor Sampel Dimensi sampel p l t Berat Sampel Berat/ Volume Variasi Styrofoam : 15% Beban Maksimum Kuat Tekan (fc) Kuat Tekan (fc) Cm cm Cm Gram Gr/Cm 3 KN Kgf/Cm 2 MPa Ket Rata-rata Rata-Rata Kuat Tekan (f'cr) MPa 37.5 Standar Deviasi (SD) MPa 2.5 Konstanta Statistik (k) 1.64 Kuat Tekan Karakteristik (f'c) f'c Rencana MPa MPa IV-14

15 4.6 Opini hasil penambahan Styrofoam terhadap karekteristik beton Setelah hasil hasil tersebut di kumulkan dapat di gambarkan dalam grafik yang memudahkan untuk membaca hasil kuat tekan dari berbagai variasi penambahan Styrofoam. Gambar 4.1 Menunjukkan Kurva Kuat Tekan vs Variasi Styrofoam untuk Persentase % IV-15

16 a. Kuat tekan beton Dari gambar 4.1 dapat diketahui bahwa pada penambahan styrofoam % kuat tekan mencapai 49.7 Mpa sedangan pada penambahan 5%=47.6Mpa, pada 1%=46.2Mpa, pada 15%=42.Mpa Ini menunjukkan bahwas semakin banyak penambahan styrofoam pada campuran beton akan mengurangi kuat tekan beton itu sendiri, apabila di rata ratakan makan hasil pengurangan kekuatan beton adalah 2.5 Mpa per 5% penambahan styrofoam b. Berat isi Sedangakan jika di tinjau dari berat isi beton, pada % = gr/cm3, pada 5% =2.34 gr/cm2 Untuk penambahan 1 % = 2.262gr/cm3, sedangkan untuk 15% = gr/cm, Apabila di lihat dari berat isi beton dengan penambahan styrofoam, maka berat akan berkurang sesuai dengan jumlah persentase bahan styrofoam, adapun rata rata nya berkurang nya berat isi beton adalah.48 gr/cm3 pada tiap penambahan styrofoam. IV-16

17 Gambar 4.2 Menunjukkan kurva berat isi vs variasi styrofoam IV-17

18 Gambar 4.3 Kurva Kuat Tekan (Mpa) Vs Berat isi (gr) untuk tiap modifikasi styrofoam 4.7 Modulus elastisitas Modulus elastisitas adalah rasio dari tegangan normal tarik atau tekan terhadap regangan yang bersangkutan, dibawah batas proposional dari material (SK SNI-T ) Modulus elastisitas beton adalah koefisien pembanding antara tegangan dan regangan pada keadaan elastic. Berikut ini adalah hasil dari pengujian Modulus elastisitas beton dengan bahan tambah variasi Styrofoam. IV-18

19 Tabel 4.11 Modulus Elastisitas Beton kadar styrofoam fc Ec e (%) (Mpa) (Mpa) Dari tabel hasil uji modulus elastisitas di atas, tampak bahwa modulus elastisitas beton akan berkurang sering ditambahkan bahan styrofoam. 1. Modulus elastisitas pada % adalah MPa dan regangan adalah mm/mm 2. Modulus elastisitas pada 5% adalah MPa dan regangan adalah mm/mm 3. Modulus elastisitas pada 1% adalah MPa dan regangan adalah mm/mm 4. Modulus elastisitas pada 15% adalah MPa dan regangan adalah mm/mm Modulus elastisitas beton (Ec) tertinggi terdapat pada kadar Styrofoam % yaitu sebesar MPa, regangan nya =.5914 mm/mm, untuk regangan beton (ε) pada saat persentase styrofoam (5 %) maksimal sebesar IV-19

20 mm/mm, dan modulus elastisitasnya adalah Mpa. Untuk persentase. Dengan kata lain bahwa dalam kondisi persentase styrofoam (5 %) kuat tekan menurun, modulus elastisitas beton menurun akan tetapi regangan maximal. Gambar 4.4 Kurva tegangan tekan vs regangan beton pada campuran Styrofoam IV-2