PERBANDINGAN KAPASITAS BALOK BETON BERTULANG ANTARA YANG MENGGUNAKAN SEMEN PORTLAND POZZOLAN DENGAN SEMEN PORTLAND TIPE I TUGAS AKHIR.

Transkripsi

1 PERBANDINGAN KAPASITAS BALOK BETON BERTULANG ANTARA YANG MENGGUNAKAN SEMEN PORTLAND POZZOLAN DENGAN SEMEN PORTLAND TIPE I ( Kajian Eksperimental) TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh ujian sarjana Teknik Sipil Disusun oleh: MIZANUDDIN SITOMPUL BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 ABSTRAK Seiring dengan perkembangan teknologi dan untuk mengatasi permasalahan lingkungan, dewasa ini telah diproduksi semen portland pozzolan (PPC). Semen portland pozzolan mempunyai ketahanan terhadap serangan asam dan sulfat jauh lebih besar dari semen portland tipe I. Harga dari kedua jenis semen ini pun tidak jauh berbeda. Dengan seringnya terjadi hujan asam dan semakin tidak terelakkannya struktur berhubungan dengan asam pemakaian semen portland pozzolan perlu dipertimbangkan. Dalam penelitian ini, akan diteliti seberapa besar pengaruh semen yang berbeda terhadap kapasitas balok beton bertulang. Dalam hal ini, semen yang akan diteliti adalah semen portland pozzolan yang akan dibandingkan dengan semen portland tipe I. Metode penelitian yang digunakan dengan melakukan pemeriksaan material, pengujian nilai slump, kuat tekan beton dan pengujian kapasitas beton bertulang dengan dua variasi yaitu beton dengan menggunakan semen portland pozzolan dan beton yang menggunakan semen portland tipe I. Benda uji yang digunakan berbentuk silinder diameter 15 cm tinggi 30 cm dan balok dengan lebar 15 cm, tinggi 25 cm dan panjang 300 cm. Dari hasil penelitian diperoleh nilai properti yang berbeda di antara kedua semen tersebut. Dimana nilai slump beton dengan semen portland pozzolan adalah sebesar 7,5 cm, sedangkan nilai slump beton dengan semen portland tipe I adalah 6 cm. Dari hasil pengujian kuat tekan diketahui bahwa beton yang menggunakan semen portland pozzolan (PPC) pada awalnya menghasilkan kuat tekan lebih rendah dibandingkan dengan yang menggunakan semen portland tipe I (PCI), namun setelah ±20 hari beton yang menggunakan PPC mampu memberikan kinerja yang relatif lebih baik dibandingkan dengan yang menggunakan PCI. Dan dari hasil pengujian balok diperoleh hasil bahwa pada umur beton 3 hari balok beton bertulang yang menggunakan semen portland pozzolan lebih dahulu hancur daripada balok beton bertulang yang menggunakan semen portland tipe I.

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Perbandingan Kapasitas Balok Beton Bertulang antara Beton yang Menggunakan Semen Portland Pozzolan dengan Beton yang Menggunakan Semen Portland Tipe I. Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi dalam menyelesaikan program sarjana (S1) di Fakultas Teknik, Departemen Teknik Sipil (USU). Penulis menyadari bahwa selesainya tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang tulus dan tidak terhingga dalamnya kepada : 1. Allah SWT Tuhan Semesta Alam, Yang Maha Pengasih dan Penyayang yang memberikan ide-ide, pokok pikiran, dan kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Buat kedua orangtuaku tercinta, Ayahanda Nasyaruddin Sitompul, Ibunda Ernawati Harahap dan kelima adikku serta saudari Yuni Sartika Dewi D yang begitu sabar dan ikhlas terus memberikan semangat, do a, kritikan, dan dukungan moril maupun materil. 3. Bapak Prof. Dr. Ir. Bachrian Lubis, M.Sc, sebagai dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran untuk memberikan bimbingan dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Bapak Prof. Dr. Ing. Johanes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil. 5. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil. 6. Bapak / ibu staf pengajar Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

4 7. Seluruh staf pegawai administrasi yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian administrasi. 8. Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa Departemen Teknik Sipil. 9. Rekan-rekan mahasiswa angkatan 2005 dan 2008 Departemen Teknik Sipil, yang tidak mungkin disebutkan satu per satu namanya, yang telah banyak memberikan bantuan dan motivasi hingga selesainya tugas akhir ini. Penulis menyadari manusia tidak luput dari salah dan kekurangan, demikian juga dengan tugas akhir ini yang masih memiliki banyak kekurangan walaupun penulis telah berusaha semaksimal mungkin. Oleh sebab itu, dengan tangan terbuka dan hati yang tulus penulis akan menerima segala saran dan kritik demi perbaikan tugas akhir ini. Harapan penulis, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, Juni 2010 Mizanuddin Sitompul

5 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR NOTASI... xi BAB I PENDAHULUAN... 1 I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Permasalahan... 2 I.3 Tujuan... 3 I.4 Pembatasan Masalah... 4 I.5 Metodologi Penelitian... 6 I.6 Sistematika Penulisan... 7 BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA... 8 II.1 Beton... 8 II.2 Baja Tulangan II.3 Workabilitas II.4 Bahan Penyusun Beton II.4.1 Agregat Halus... 14

6 II.4.2 Agregat Kasar II.5 Semen II.5.1 Uraian umum II.5.2 Portland Cement II Hidrasi semen II Setting (Pengikatan) dan Hardening (Pengerasan) II Mekanisme Terjadinya Setting Dan Hardening32 II Setting (Pengikatan) II.5.3 Portland Pozzolan Cement II.6 Pengaruh Kualitas Semen Terhadap Kekuatan Tekan Beton II.6.1 Kehalusan Semen II.6.2 Komposisi Kimia II.7 Panas Hidrasi II.8 Ketahanan Beton II.8.1 Beton Pada Pengaruh Asam Dari Sekitarnya II.8.2 Beton Pada Pengaruh Sulfat Dari Sekitarnya II Mekanisme Serangan Sulfat Terhadap Beton II Intensitas Serangan Sulfat II Sifat Semen yang Mempengaruhi Ketahanannya Terhadap Serangan Sulfat... 45

7 II.9 Air BAB III METODE PENELITIAN III.1 Pelaksanaan Penelitian III.1.1 Pemeriksaan Bahan Penyusun Beton III Agergat Halus Analisa Ayakan Pasir Pemeriksaan Kadar Lumpur Pasir Pemeriksaan kandungan Organik Pemeriksaan Clay Lump pada Pasir Pemeriksaan Berat Isi Pasir Pemeriksaan BJ & Absorbsi Pasir III Agregat Kasar Analisa Ayakan Agregat Kasar Pemeriksaan Keausan dengan Mesin Los Angeles Pemeriksaan Kadar Lumpur Agregat Kasar Pemeriksaan Berat Isi Agregat Kasar Pemeriksaan BJ & Absorbsi Agregat Kasar III.2 Perencanaan Balok Over Reinforced III.3 Penyediaan Bahan Penyusun Beton III.4 Pembuatan Benda Uji

8 III.5 Pengujian Sampel III.5.1 Pengujian Kuat Tekan Beton III.5.2 Pengujian Balok BAB IV PEMBAHASAN IV.1 Nilai Slump IV.2 Kokoh Tekan Silinder Beton (f c) IV.3 Kapasitas Balok Beton Bertulang IV.3.1 Pengujian Balok BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan V.2 Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

9 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 : Benda Uji... 5 Tabel 2.1 : Jenis dan Kelas Baja Tulangan Sesuai SII Tabel 2.2 : Jumlah Semen Minimum dan Nilai Faktor Air Semen Maksimum Tabel 2.3:. Nilai-Nilai Slump Untuk Berbagai Pekerjaan Beton Tabel 2.4 :. Persentase Lolos Agregat Halus Tabel 2.5 : Susunan Besar Butiran Agregat Kasar Tabel 2.6 : Kandungan Utama Portland Cement Tabel 2.7 : Syarat Kimia Jenis IP-U, IP-K, P-U, P-K Tabel 2.8 : Syarat Fisik IP-U, IP-K, P-U, P-K Tabel 2.9 : Panas Hidrasi Dari Komponen-Komponen Semen Dalam J/G Tabel 3.1 : Batas Persen Lolos Gradasi Agregat Halus Tabel 3.2 : Persentase Lolos Agregat Halus Tabel 3.3 : Hasil Percobaan Analisa Ayakan Pasir Tabel 3.4 : Hasil Perhitungan Tabel 3.5 : Hasil Percobaan Pemeriksaan Kadar Lumpur Pasir Tabel 3.6 : Hasil Percobaan Colorimetric Test Tabel 3.7 : Hasil Percobaan Clay Lump Tabel 3.8 : Hasil Percobaan Pemeriksaan Berat Isi Pasir... 65

10 Tabel 3.9 : Hasil Percobaan BJ & Absorbsi Pasir Tabel 3.10 : Gradasi butiran kerikil berdasarkan A.S.T.M Tabel 3.11 : Hasil Percobaan Analisa Ayakan Kerikil Tabel 3.12 : Hasil Perhitungan Tabel 3.13 : Hasil Percobaan Los Angeles Tabel 3.14 : Hasil Percobaan Pemeriksaan Kadar Lumpur Kerikil Tabel 3.15 : Hasil Percobaan Pemeriksaan Berat Isi Kerikil Tabel 3.16 : Hasil Percobaan Pemeriksaan BJ & Absorbsi Kerikil Tabel 4.1 : Nilai Slump Beton Tabel 4.2 : Perbandingan Kekuatan Tekan Beton pada Berbagai Benda Uji Tabel 4.3 : Perbandingan Kekuatan Tekan Beton pada Berbagai Umur Tabel 4.4 : Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton Tabel 4.5 : Beban dan Lendutan

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 : Penampang dan Skema Pembebanan... 5 Gambar 2.1 : Reaksi Hidrasi Portland Cement Gambar 2.2 : Mekanisme Proses Pengikatan dan Pengerasan Gambar 3.1 : Keadaan Seimbang Regangan Gambar 3.2 : Skema Regangan, Tegangan, dan Kopel Momen Dalam Gambar 4.1 : Kuat Tekan Beton Yang Menggunakan PPC atau PCI pada Berbagai Umur Gambar 3.2 : Grafik Lendutan vs Pembebanan

12 DAFTAR NOTASI a = Tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen A = Luas permukaan benda uji, cm 2 Ab = Luas penampang satu batang tulangan, mm 2 Asb = Luas tulangan tarik dalam keadaan seimbang, mm 2 As = Luas tulangan tarik non prategangan, mm 2 b Cb d Ec Es fc fs fy h l = Lebar penampang balok, mm = Jarak dari serat tekan terluar ke garis netral, mm = Jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik, mm = Modulus elastisitas beton, Mpa = Modulus elastisitas baja tulangan, Mpa = Kuat tekan beton, Mpa = Tegangan dalam tulangan pada beban kerja, Mpa = Tegangan luluh baja tulanganyang disyaratkan, MPa = Tebal atau tinggi total komponen struktur, mm = Panjang bentang, mm M maks = momen terfaktor maksimum pada penempangakibat beban luar, knm Mn = Kuat momen nominal suatu penampang, knm N db = Gaya dalam, N

13 N Tb = Gaya dalam, N n P = Jumlah benda uji = Beban aksial, kg 1 = Faktor reduksi tinggi blok tegangan tekan ekivalen beton c = Regangan beton y = Regangan baja tulangan ρ = Rasio penulangan tarik non prategang ρ b = Rasio penulangan pada keadaan seimbang regangan σ b = Kekuatan tekan beton yang didapat dari tiap-tiap benda uji, kg/cm 2 σ bm = Kekuatan tekan beton rata-rata, kg/cm 2 σ bk = Kekuatan beton karakteristik, kg/cm 2 = Faktor reduksi kekuatan