digilib.uns.ac.id PENGARUH BAHAN TAMBAH BERBASIS GULA TERHADAP KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS BETON (Influence of Sugar-Based Admixture on Concrete s Compressive Strength and Elasticity Modulus) SKRIPSI Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Oleh : HAFNI PERTIWI NIM. I 0107083 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011
digilib.uns.ac.id LEMBAR PERSETUJUAN PENGARUH BAHAN TAMBAH BERBASIS GULA TERHADAP KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS BETON (Influence of Sugar-Based Admixture on Concrete s Compressive Strength and Elasticity Modulus) Disusun Oleh : HAFNI PERTIWI NIM. I 0107083 Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD NIP. 19691026 199503 1 002 Dr.techn.Ir.Sholihin As ad, MT NIP. 19671001 199702 1 001 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 ii
LEMBAR PENGESAHAN digilib.uns.ac.id PENGARUH BAHAN TAMBAH BERBASIS GULA TERHADAP KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS BETON (Influence of Sugar-Based Admixture on Concrete s Compressive Strength and Elasticity Modulus) SKRIPSI Disusun oleh: HAFNI PERTIWI NIM. I 0107083 Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarjana teknik Tim Penguji Pendadaran : Pada Hari : Jum at Tanggal : 28 Januari 2011 1. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD N I P. 19691026 199503 1 002 2. Dr.techn.Ir.Sholihin As ad, MT N I P. 19671001 199702 1 001 3. Ir. Agus Supriyadi, MT N I P. 19600322 198803 1 001 4. Wibowo, ST, DEA N I P. 19681007 199502 1 001 Mengetahui, a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Pembantu Dekan I Disahkan Ketua Jurusan Teknik sipil Fakultas Teknik UNS Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001 iii
digilib.uns.ac.id LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA PENGARUH BAHAN TAMBAH BERBASIS GULA TERHADAP KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS BETON (Influence of Sugar-Based Admixture on Concrete s Compressive Strength and Elasticity Modulus) SKRIPSI Disusun oleh: HAFNI PERTIWI NIM. I 0107083 Pembimbing : 1. Kusno Adi Sambowo, ST, PhD N I P. 19691026 199503 1 002 2. Dr.techn.Ir.Sholihin As ad, MT N I P. 19671001 199702 1 001 iv
digilib.uns.ac.id MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO Kesuksesan Tidak Datang dengan Sendirinya Tanpa Kita yang Menjemput Kesalahan Lebih Berarti Dibanding Tidak Melakukan Apapun Jika Kita Mau Memperbaikinya iv
digilib.uns.ac.id PERSEMBAHAN Syukur Alhamdulillah saya panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT. Terima kasih ya Allah, Tuhan Yang Maha Segalanya. Skripsi ini saya persembahkan sebagai ucapan terima kasih juga kepada: Ibu dan Ayah yang selalu mendukung, mendo akan, membimbing, juga mendengarkan segala keluh kesah ami selama ini. Makasih banyak ya Bu, Yah. Pokoknya makasih sebanyakbanyaknya.. Ami ga tau hrs gmn caranya berterimakasih sama ibu dan ayah.. Mudah2an ami bisa bikin ibu sm ayah bangga. Ami sayang Ayah, ami sayang Ibu.. Devy Prima Lestari. Kakak yg selalu jd inspirasi ami buat terus berusaha supaya bisa sukses. Veni Alma Hanifi. Kakak yg bisa jd ibu ke-dua buat ami klo lg ga bareng ibu. Rikhalmi Kadrial a.k.a Ikko. Kakak yg selalu jd pelindung buat ami, yg mengajarkan ami untuk selalu hati-hati. Fauzi Azimi a.k.a Uji (alm). Kakak yg selalu ada di hati ami. Semoga Uji tenang di sisi Allah SWT. U are my bestfriend. Ami kangen Uji.. Rahma Yunis Zen. Adik yg juga selalu jd temen yg bisa diajak share. Makasih banyak kakak-kakak dan adikku.. Makasih jg buat kakak-kakak iparku (A Tatang n A Sami). Ayah besar M. Zen (alm) dan Umi Nur Syam. Meskipun kita blm pernah ketemu, ami ingin persembahin skripsi ini untuk Kakek dan Nenek. Semoga kakek n nenek tenang di sisi Allah SWT dan bisa tersenyum melihat ami sukses suatu saat nanti. Emah E.Marwati dan Apah Sudja i Danapura (alm). Emah makasih banyak untuk doanya selama ini. Alhamdulillah doa emah terkabul. Buat apah,, semoga apah juga bisa senyum liat ami lulus S1. Sayang dan kangen dari cucu emah n apah. My Lover, Muammar Chumaidi a.k.a Bang Win. Makasih banyak ya pacarku yang selalu kasih semangat.. Makasih jg udh sabar ngadepin aku yang sering nyebelin.. J Alhamdulillah,, dengan dukungan dan do a kamu (dari jauh) selama ini, akunya bisa lulus sesuai target. 1 step closer yank..hehe.. Buat keluarga Bapak Ridwan AM & Ibu Dewi, terima kasih buat dukungannya selama ini. Shita Prabawati a.k.a Tata.. Saudara gw selama di Solo 3,5 taun ke belakang. Yg brg terus pindah 2 kos.. J Makasih ya darla uda jd sahabat terbaik gw.. Maap 2 klo lg nugas gw suka mendadak gila haha.. Sukses selalu buat lo.. Klo udh lulus,, jng sombong sombong lu sm gw.. Keep contact ya darl.. Pak Kusno S & Pak Sholihin As ad yang udah sabar bgt membimbing hafni selama ini.. yg sering ngebela2in ke kampus cmn buat bimbingan.. Makasih banyak ya Pak.. Semua masukan, saran, do a, dukungan, dan motivasi dari Bapak berdua merupakan ilmu bagi v
digilib.uns.ac.id hafni. Ibu Retno.. Makasih banyak Ibuku yg selalu bersedia direpotin.. Makasih jg udh jadi pembimbing hafni selama ini.. J Sukses dan sehat selalu Bu.. GBU.. Tim Gula dan Nylon.. Rakhmita temen seperjuangan gw selama bimbingan.. yg hobi makan, yg klo janjian ga bisa on time.. rajin berantakin kamarku :p (canda mit..) thx buat kebersamaannya ya mit.. Alhamdulillah.. perjuangan kita udh ada hasilnya.. J 1 kejadian unforgetable moment yg bakal jd cerita buat anak2 qta nanti (20022011). Terima kasih Argo Wilis.. Terima kasih TIM PROTON (Aar, Kunia, Bahtiar) yg gak nyadar kalo 2 temennya kebawa di belakang.hehe.. Erlina yg idupnya tenang bgt..yg baik hati dan tdk sombong..hehe.. Semoga lancar buat semua urusan yg lainnya jg ya lin.. Semangaaat!! Yuwono a.k.a Aan yg sngnya nyuruh 2 pacar (Rahma_red)..hehe.. Temaaaaaans,, tanpa kalian, aku blm tentu bisa lulus skr. Makasih banyak yaaaa.. Akhirnya TA kita selesai..selesai jg dech nge-labnya.. Semoga kebersamaan kita ga smpe sini ya.. Mas Budi yg udah baik hati meminjamkan modemnya di kala modemku sdg tdk bs dipakai..hehe.. Bli Ketut dengan teman baiknya Oreo.. Makasih banyak yaaaa Makasih jg kalian berdua udh sering nraktir.. J Selamat bekerja kembaliiiiiii.. Seneng ketemu kakak-kakak dr S2 UNS.. Keep in touch!! Pak Pardi.. Makasih Pak buat bantuannya selama nge-lab.. Maaf selalu merepotkan.. Tim tetangga sebelah.. Rahma yg baik bgt..yg khawatir klo hpku ga aktif n YM-ku offline. Yanuar a.k.a Aar yg udh bnyk bantu selama Ne-A. Semoga mimpi2mu tercapai.. Sukses selalu kawan!!! Rasanya kurang klo ga ada kalian..hehe.. Burhan a.k.a Bubur. Makasih banyak ya bubuuuur... seneng pnya sahabat sepertimu. Maaf teteh banyak merepotkan. Khairiyah a.k.a Butet. Tengs 4 everything ya tet.. Kabar 2 an lo..jng ngilang.. Anak-anak ROTRING yang selalu bikin gw ketawa ngakak kalo lg ngumpul.. Erni, ayo cari kerja bareng er. Juwita, Dita, Dwi, Fitri, Lia Ceha, anak-anak MARKADO. Sukses yaaa buat kalian semua.. Temen 2 Teknik Sipil 2007 yg ga bisa disebutin satu 2 yg udh banyak bantu hafni selama kuliah d UNS.. Sukses buat kita semua sodara 2 ku.. Para sahabat.. Dokter Yuli, mbak Ratna, Laksita, Titin, Ruth, Saut, Hamdan, Aldo, Buzkin, Syndi, Ardita, Indah, Indie, Nadia, Sasa uncal, Fitria, Yusshy, Rida, Icha, Imel, Wiwit, Tery, Krisna, Oky, Epul, Devy, Peni, Willy, Sarah, Erna.. Tetep jd sahabat hafni yaaaaa.. Pokoknya buat semua orang yg udh baik bgt sm hafni,, sayang sm hafni jg.. Makasih banyak semuanya.. Semoga Allah kasih pahala dan balasan untuk kalian semua.. Aamiin.. vi
digilib.uns.ac.id ABSTRAK Hafni Pertiwi, 2011. Pengaruh Bahan Tambah Berbasis Gula Terhadap Kuat tekan dan Modulus Elastisitas Beton. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Material lokal sebagai bahan penyusun beton dibutuhkan untuk dapat menciptakan beton ramah lingkungan dengan mutu tinggi. Struktur bangunan beton yang mampu menahan serangan asam dan korosi banyak dibutuhkan di wilayah perairan atau industri pada lingkungan agresif. Kandungan lignin dan glukosa di dalam gula pasir, sari tebu, dan sukrosa dengan dosis yang memadai mampu meningkatkan kinerja beton. Hal ini karena perbaikan ikatan antara C-S-H pada beton yang diberikan oleh lignin dan glukosa menjadi semakin kuat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar optimum bahan tambah berbasis gula terhadap perbaikan kuat tekan dan modulus elastisitas beton. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di laboratorium dengan total benda uji 36 buah. Benda uji terdiri atas beton tanpa bahan tambah sebagai rujukan, dengan bahan tambah berbasis gula 0.015%, 0.030%, dan 0.045% terhadap berat semen. Setiap jenis campuran beton dibuat 3 benda uji. Benda uji yang digunakan adalah silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Mutu beton yang direncanakan adalah f c = 40 MPa. Uji tekan dilakukan pada umur 3 hari, 14 hari, dan 28 hari, sedangkan modulus elastisitas pada umur 28 hari. Dari hasil uji didapatkan bahwa penggunaan bahan tambah berbasis gula 0.030% dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 55.54% (pada umur 3 hari), 7.62% (umur beton 14 hari), dan 5.67% (umur 28 hari), dengan nilai modulus elastisitas yang meningkat sebesar 3.70% pada umur 28 hari. Beton dengan kadar bahan tambah berbasis gula 0.015% dan 0.045% meningkatkan kuat tekan beton antara 32.21% sampai 42.17% pada umur 3 hari, dan menghasilkan nilai yang lebih rendah dari beton tanpa bahan tambah pada umur 14 hari dan 28 hari, dengan selisih nilai modulus elastisitas antara 32.57% sampai 34.44%. Dengan demikian, nilai optimum dari bahan tambah berbasis gula yaitu pada kadar 0.030% terhadap berat semen. Kata kunci: bahan tambah berbasis gula, kuat tekan, dan modulus elastisitas. vii
digilib.uns.ac.id ABSTRACT Hafni Pertiwi, 2011. Influence of Sugar-Based Admixture on Concrete s Compressive Strength and Elasticity Modulus. Final Task of Civil Engineering. Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University. Surakarta. The local material as the concrete structure material is required to be able to create high quality environmental friendly concrete. The concrete structure, which can resist acid and corrosion, is much needed to stand in the coastal environment and industrial areas with an aggressive environment. The lignin and glucose in crystallized sugar, sugar cane extract, and sucrose with a proper dosage can increase the hardened concrete performance. In this case, the improvement between C-S-H within the concrete even stronger when lignin and glucose participate well. This research identify the optimum variety of the sugar based admixture towards the compression strength and the concrete elasticity modulus. This research applied an experimental method in the laboratory with a total of 36 specimens. Those were concrete without sugar based admixture as a reference, and the concrete with the sugar based admixture 0.015%, 0.030%, and 0.045% of the weight of cement. The tested specimen used is a cylindrical concrete 15 cm in diameter and 30 cm in height. The quality of concrete was f c=40 MPa. The compressive strength tested was in a period of 3 days, 14 days, and 28 days, while the modulus of concrete elasticity is in a period of 28 days. The result shows that the admixture of 0.030% increases the compressive strength up to 55.54%, 7.62%, and 5.67% in a period of 3, 14, and 28 days respectively. The modulus of elasticity reaches up to 3.70% in a period of 28 days. The concrete with the sugar based admixture, which is as much as 0.015% and 0.045%, increases the compressive strength of concrete to 32.21% and 42.17% in a period of 3 days, however it decreases in period of 14 days and 28 days, with lower modulus of elasticity 32.57% to 34.44%. It means that the optimum of sugar based admixture is on 0.030% of the weight of cement. Keywords: the sugar based admixture, the compressive strength and the modulus of elasticity viii
digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul Pengaruh Bahan Tambah Berbasis Gula terhadap Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas Beton guna memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penelitian ini merupakan bagian dan mendapat pendanaan dari Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi (DIKTI) melalui hibah kepada para peneliti di bidang teknik sipil dengan judul Pemanfaatan Material Lokal Untuk Teknologi Beton Ramah Lingkungan yang Berkelanjutan yang diketuai oleh Ibu Dr.Rr.M.I. Retno Susilorini, ST, MT. (dekan FT-UNIKA Soegijapranata Semarang) dan Bapak Kusno Adi Sambowo, ST, Ph.D (dosen FT-Universitas Sebelas Maret Surakarta) sebagai anggota. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini. Untuk itu, Penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada : 1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta, 3. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD selaku dosen pembimbing I, 4. Dr.techn.Ir.Sholihin As ad, MT selaku dosen pembimbing II sekaligus sebagai pembimbing akademik, 5. Dr.Rr.M.I. Retno Susilorini, ST, MT, 6. Tim Dosen Penguji Pendadaran, 7. Staf pengelola/laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, 8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2007 dan semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. ix
digilib.uns.ac.id Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang membutuhkan, khususnya bagi penulis sendiri. Wassalamu alaikum Wr. Wb. Surakarta, Januari 2011 Penulis x
digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN... iv ABSTRAK... vii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xvii BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 3 1.3. Batasan Masalah... 3 1.4. Tujuan Penelitian... 4 1.5. Manfaat Penelitian... 4 1.5.1. Manfaat Teoritis... 4 1.5.2. Manfaat Praktis... 4 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka... 5 2.1. Landasan Teori... 8 2.2.1. Beton... 8 2.2.2. Semen Portland Pozzolan... 10 2.2.3. Agregat... 12 2.2.4. Air... 16 2.2.5. Bahan Tambah... 17 2.2.6. Kuat Tekan... 21 2.2.7. Modulus Elastisitas... 22 xi
digilib.uns.ac.id BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Bahan dan Benda Uji Penelitian... 26 3.1.1. Pengujian Bahan Pembentuk Beton... 26 3.1.1.1. Agregat Halus... 27 3.1.1.2. Agregat Kasar... 30 3.1.2. Pengujian Komponen Bahan Tambah Berbasis Gula... 32 3.1.3. Benda Uji... 32 3.1.4. Pengujian Kuat Tekan... 35 3.1.5. Pengujian Modulus Elastisitas... 36 3.2. Rancang Campur (Mix Design)... 38 3.2.1. Pembuatan Benda Uji... 38 3.2.2. Pengujian Nilai Slump... 39 3.2.3. Perawatan Benda Uji (Curing)... 40 3.3. Alat Uji Penelitian... 41 3.4. Variabel Penelitian... 42 3.5. Tahap Penelitian... 42 BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Bahan... 45 4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus... 45 4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar... 47 4.1.3. Hasil Pengujian Bahan Tambah Berbasis Gula... 49 4.2. Rencana Campuran Adukan Beton... 50 4.3. Hasil Pengujian... 51 4.3.1. Hasil Pengujian Slump... 51 4.3.2. Hasil Pengujian Kuat Tekan... 52 4.3.3. Hasil Pengujian Modulus Elastisitas... 56 4.4. Pembahasan... 62 4.4.1. Uji Slump... 62 4.4.2. Kuat Tekan... 62 4.4.3. Modulus Elastisitas... 64 4.4.4. Hubungan Antara Modulus Elastisitas dan Kuat Tekan Hasil Pengujian 65 BAB 5. KESIMPULAN xii
digilib.uns.ac.id 5.1. Kesimpulan... 68 5.2. Saran... 69 DAFTAR PUSTAKA... 70 LAMPIRAN... xix xiii
digilib.uns.ac.id BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Seiring dengan perkembangan zaman, kebutuhan manusia terus bertambah. Salah satunya adalah kebutuhan akan bangunan-bangunan konstruksi, baik berupa sarana umum maupun bangunan pribadi. Ada yang sifatnya primer, sekunder, dan tersier. Hal ini membuat para investor bekerja sama dengan pelaku konstruksi dalam berusaha untuk menjawab tantangan tersebut. Beton merupakan konstruksi yang sudah tidak asing lagi dalam bidang Teknik Sipil. Hampir setiap bangunan sipil baik itu gedung, jembatan, maupun bangunan air, menggunakan beton sebagai struktur utama maupun struktur pelengkap. Suatu struktur beton terdiri dari elemen-elemen yang membentuk satu kesatuan struktur. Elemen-elemen struktur terdiri dari pondasi, kolom, balok, plat lantai, dan lain-lain. Selama ini telah diketahui bahwa beton memiliki berbagai kelebihan sebagai bahan konstruksi dibandingkan dengan bahan yang lain. Salah satu kelebihannya yaitu bahwa bahan pembentuk beton dapat diperoleh dengan mudah baik secara alami atau dapat dicari alternatif bahan lain, sehingga harga relatif murah, mudah dalam pengerjaannya, dapat dibentuk sesuai dengan keinginan, tahan terhadap cuaca, serta perawatan bangunan yang relatif murah. Kuat tekan dan modulus elastisitas merupakan parameter utama mutu beton. Kuat tekan adalah besarnya beban persatuan luas, yang menyebabkan benda uji hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin uji. Kuat tekan beton ditentukan oleh perbandingan semen dengan agregat halus, agregat kasar, air, dan bahan tambah bila commit ada. Modulus to user elastisitas suatu bahan sangat erat 1
digilib.uns.ac.id 2 hubungannya dengan kekakuan suatu bahan dalam menerima beban. Semakin tinggi modulus elastisitas, semakin kecil lendutan yang mungkin terjadi. Modulus elastisitas besar menunjukkan kemampuan beton untuk menahan suatu beban yang besar dengan kondisi regangan yang kecil. Semakin tinggi nilai kuat tekan beton, akan semakin tinggi pula modulus elastisitasnya. Pemakaian beton di dalam industri konstruksi semakin meningkat seiring dengan usaha untuk membuatnya lebih baik dan semakin ekonomis, misalnya upaya pembuatan beton dengan mutu yang tinggi serta biaya yang murah. Salah satunya adalah dengan memanfaatkan material lokal sebagai bahan penyusun beton ramah lingkungan. Bahan tambah berbasis gula sebagai material lokal untuk teknologi beton ramah lingkungan akan dikaji pada penelitian ini. Adapun bahan tambah berbasis gula tersebut terdiri dari tiga komponen, yaitu sukrosa, gula pasir, dan sari tebu. Bahan tambah berbasis gula merupakan bahan terpilih karena kemampuannya mengikat C-S-H sehingga dapat meningkatkan kekuatan beton dan lebih awet (durable). Tebu mengandung 30-50% selulosa dan lignin 20-24% (Viera, et al, 2007.). Tebu juga mengandung lignoselulosa (Ferrari, et al, 2001), sehingga dapat digunakan sebagai bahan pozzolan untuk produksi beton. Gula dikategorikan sebagai disakarida dan beberapa karbohidrat yang disakarida (Ophardt, 2003). Selain itu, sukrosa, gula dan sari tebu sebagai bahan tambah berbasis gula merupakan bahan yang mudah dicari. Pada penelitian sebelumnya (Susilorini,2009) telah didapat bahwa beton dengan bahan tambah berbasis gula sebesar 0.03% dapat meningkatkan kuat tekan pada mutu beton K300 dengan perbandingan sukrosa:tebu:gula = 0.5:1:1,5 dari berat semen. Untuk itu dilakukan penelitian selanjutnya yaitu dengan membandingkan penggunaan bahan tambah berbasis gula pada beton antara 0.030% dengan 0.015% dan 0.045% dari berat semen dengan kandungan sukrosa (16.67%) + gula pasir (50%) + sari tebu (33.33%) dari commit total to bahan user tambah yang digunakan.
digilib.uns.ac.id 3 Penggunaan bahan tambah pada beton dapat meningkatkan kualitas beton. Bahan tambah berbasis gula yang terdiri dari sukrosa, gula dan sari tebu merupakan salah satu inovasi bahan tambah yang mampu meningkatkan kekuatan beton pada dosis tertentu. Beton berbasis gula mengalami kenaikan kekuatan pada dosis 0.03% dari berat semen (Susilorini, 2009) Penelitian ini merupakan penelitian dimana bahan tambah berbasis gula akan ditambahkan terhadap beton dengan harapan dapat meningkatkan mutu dan kualitas beton. Selanjutnya beton normal atau beton konvensional akan dibandingkan dengan beton yang diberi bahan tambah berbasis gula, ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitasnya. 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah tersebut, dirumuskan permasalahannya adalah berapa besar pengaruh bahan tambah berbasis gula pada beton ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitasnya. 1.3. Batasan Masalah Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak meluas maka perlu adanya pembatasan sebagai berikut: a. Mutu Beton yang disyaratkan memiliki f c = 40 MPa pada umur 28 hari b. Bahan tambah berbasis gula terdiri dari sari tebu murni yang masih segar, gula pasir merk Gulaku dengan kemasan berwarna hijau yaitu gula yang berwarna putih, serta sukrosa dengan takaran yang sudah ditentukan (yaitu 0.015% ; 0.03% ; dan 0.045% dari berat semen). c. Semen yang digunakan adalah semen PPC. d. Benda uji untuk pengujian kuat tekan berupa silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm.
digilib.uns.ac.id 4 e. Pengujian dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 1.4. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai optimum kadar bahan tambah berbasis gula terhadap kuat tekan dan modulus elastisitas beton. 1.5. Manfaat Penelitian 1.5.1. Manfaat Teoritis a. Memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu bahan dan struktur. b. Menambah pengetahuan tentang penggunaan bahan tambah berbasis gula pada beton tahan korosi ditinjau dari kuat tekan dan modulus elastisitas beton. 1.5.2. Manfaat Praktis Penelitian tentang penggunaan bahan tambah berbasis gula diharapkan akan menunjukkan hasil yang nyata terhadap perbaikan karakteristik beton (kuat tekan dan modulus elastisitas), sehingga dengan karakteristik tersebut mampu meningkatkan perkembangan mutu dan durabilitas beton.
digilib.uns.ac.id BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Nilai kekuatan dan daya tahan (durability) beton merupakan fungsi dari banyak faktor, diantaranya adalah nilai banding campuran dan mutu bahan susun, metode pelaksanaan pembuatan adukan beton, temperatur dan kondisi perawatan pengerasannya. Nilai kuat tekan beton relatif tinggi dibanding kuat tariknya, dan merupakan bahan getas. Nilai kuat tariknya berkisar antara 9%-15% dari kuat tekannya. Pada penggunaan sebagai komponen struktural bangunan, umumnya beton diperkuat dengan batang tulangan baja sebagai bahan yang dapat bekerjasama dan mampu membantu kelemahannya, terutama pada bagian yang bekerja menahan tarik (Dipohusodo, 1994). Telah diketahui bersama bahwa sifat beton pada umumnya lebih baik jika kuat tekannya lebih tinggi. Dengan demikian untuk meninjau mutu beton biasanya secara kasar hanya ditinjau kuat tekannya saja (Tjokrodimulyo, 1996). Suatu bangunan struktur beton diberi beban dari berbagai arah, termasuk vertikal dan horizontal. Oleh karena itu beton dirancang untuk mampu menahan desak dari arah manapun, termasuk berat sendiri beton karena pengaruh gravitasi. Nilai kuat tekan yang tinggi diperlukan oleh beton dalam menahan beban di atasnya. Adapun mutu beton dapat ditingkatkan dengan berbagai cara, salah satunya yaitu dengan memberikan bahan campuran tambahan pada saat pencampuran beton (mix design). Bahan campuran tambahan (admixture) adalah bahan yang bukan air, agregat maupun semen yang ditambahkan ke dalam campuran sesaat atau selama pencampuran. Fungsi dari bahan ini commit adalah to untuk user mengubah sifat-sifat beton agar 5
digilib.uns.ac.id 6 menjadi cocok untuk pekerjaan tertentu, ekonomis atau untuk tujuan lain seperti menghemat energi (Nawy, 1990). Bahan tambah diaplikasikan pada campuran beton dengan tujuan meningkatkan beberapa sifat dan kinerja beton. Bahan tambah pemercepat (accelerator) menurut ASTM tipe C, maupun pemerlambat (retarder) menurut ASTM tipe D. Bahan tambah pemercepat digunakan untuk mempercepat waktu pengikatan semen dan pengerasan beton sedangkan bahan tambah pemerlambat digunakan untuk tujuan sebaliknya. Dosis bahan tambah retarder yang umum digunakan dalam campuran beton berkisar antara 0.03% - 0.15% dari berat semen (Jayakumaranma, 2005). Pengaruh penambahan material berbasis gula yang berupa sukrosa, gula pasir, dan sari tebu pada campuran beton sangat signifikan, yaitu mempercepat maupun memperlambat waktu pengerasan beton, serta meningkatkan kuat tekan beton (Susilorini, 2009; Susilorini, et. al., 2008; Etmawati dan Armelia, 2008; Nikodemus dan Setiawan, 2008; Neville, 1999). Perlu dicatat bahwa ampas tebu mengandung 30-50% selulosa dan 20-24% lignin (Viera, et.al., 2007). Adanya lignin dalam ampas tebu dan air perasannya diindikasikan memberikan kontribusi lekatan (bonding) bila larutan tebu dicampurkan ke dalam adukan beton. Bahan tambah berbasis gula dalam campuran beton bersifat meningkatkan ikatan C-S-H sehingga akan meningkatkan nilai kuat tekannya seiring waktu hingga dicapai nilai optimal dari kuat tekan tersebut. Pada dosis tertentu, gula dapat mempercepat atau memperlambat waktu pengikatan semen dan pengerasan beton serta meningkatkan kinerja kuat tekan mortar dan beton. Beton berbasis gula mengalami penaikan kekuatan pada dosis 0.03 % dan 0.3% dari berat semen (Susilorini, 2009). Pada penelitiannya, Retno Susilorini (2009) mencampurkan bahan tambah berbasis gula terhadap beton dengan mutu 30 MPa dengan kadar sukrosa, gula pasir, dan sari tebu yang bermacam-macam. Kadar bahan tambah berbasis gula
digilib.uns.ac.id 7 yang digunakan pada penelitian tersebut yaitu 0.03% dari berat semen. Variasi campuran bahan tambah berbasis gula dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1. Variasi campuran mortar Susilorini (2009) Bagian Bagian Bagian % bahan sukrosa gula pasir larutan tebu Kode tambah dari No. dalam bahan dalam bahan dalam bahan benda uji berat semen tambah tambah tambah 1 M-I-A-01 0.03% 0 1.5 1.5 2 M-I-A-02 0.03% 0.5 1.5 1 3 M-I-A-03 0.03% 1 0.5 1.5 4 M-I-A-04 0.03% 1.5 1 0.5 5 M-I-B-01 0.03% 0.5 1.5 1 6 M-I-B-02 0.03% 1 1.5 0.5 7 M-I-B-03 0.03% 1.5 0.5 1.5 8 M-I-B-04 0.03% 0 1 0.5 Adapun hasil pengujian kuat tekan pada beton pada mutu beton 30 MPa dari penelitian Susilorini (2009) terlihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.2. Kuat tekan beton pada umur 7, 14, dan 28 hari dari komposisi optimal bahan tambah beton berbasis gula Susilorini (2009) Kuat tekan No. Kode benda uji 7 hari 14 hari 28 hari (MPa) (MPa) (MPa) 1 Silinder Kontrol 27 28 33.57 2 M-I-A-01 15.53 30.12 49.02 3 M-I-A-02 20.46 25.39 49.66 4 M-I-A-03 21.12 23.24 43.54 5 M-I-B-04 22.89 21.89 42.02 6 M-II-A-03 42.02 19.46 43.80 7 M-II-B-01 17.83 28.27 47.87
digilib.uns.ac.id 8 Dari penelitian tersebut, didapatkan dosis bahan tambah berbasis gula yang paling optimum dalam meningkatkan kuat tekan mortar yaitu mortar dengan kode benda uji M-I-A-02. Dosis bahan tambah tersebut telah didaftarkan menjadi proses paten dengan nomor Reg.No. P00201000309. Sementara itu, modulus elastisitas menentukan hubungan tegangan-regangan beton kondisi elastis. Tolak ukur yang umum dari sifat elastis suatu bahan adalah modulus elastisitas, yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan perubahan bentuk per-satuan panjang, sebagai akibat dari tekanan yang diberikan itu (Murdok & Brook, 1991). Hubungan tegangan-regangan beton perlu diketahui untuk menurunkan persamaan analisis dan desain pada struktur beton. kurva hubungan teganganregangan diperoleh dari pengujian terhadap benda uji silinder beton selama beberapa menit. Modulus elastisitas sangat berguna ketika akan menghitung suatu perubahan berupa lendutan atau tegangan akibat beban kerja normal (Amri, 2005). Diketahui bahwa nilai modulus elastisitas meningkat bersama dengan meningkatnya kuat tekan beton, tetapi tidak ada kesepakatan yang mutlak mengenai hubungan antara keduanya. Bagaimanapun, hal itu dapat dijadikan suatu acuan untuk memperkirakan nilai modulus elastisitas dilihat dari nilai kuat tekan yang diperoleh (Sambowo, 2001). 2.2. Landasan Teori 2.2.1. Beton Beton adalah pencampuran semen portland, air, dan agregat dengan atau tanpa bahan tambahan (admixture) tertentu. commit to Material user pembentuk beton tersebut
digilib.uns.ac.id 9 dicampur merata dengan komposisi tertentu menghasilkan suatu campuran yang homogen sehingga dapat dituang dalam cetakan untuk dibentuk sesuai keinginan. Campuran tersebut bila dibiarkan akan mengalami pengerasan sebagai akibat reaksi kimia antara semen dan air yang berlangsung selama jangka waktu panjang atau dengan kata lain campuran beton akan bertambah keras sejalan dengan umurnya. Bahan tambah ialah bahan selain unsur pokok beton (air, semen dan agregat) yang ditambahkan pada adukan beton, sebelum, segera atau selama pengadukan beton. Tujuannya ialah mengubah satu atau lebih sifat-sifat beton sewaktu masih dalam keadaan segar atau setelah mengeras, misalnya mempercepat pengerasan, menambah encer adukan, menambah kuat tekan, menambah daktilitas, mengurangi sifat getas, mengurangi retak-retak pengerasan dan sebagainya (Tjokrodimuljo, 1995). Beton yang paling padat dan kuat diperoleh dengan menggunakan jumlah air yang minimal konsisten dengan derajad workabilitas yang dibutuhkan untuk memberikan kepadatan maksimal. Derajat kepadatan harus dipertimbangkan dalam hubungannya dengan cara pemadatan dan jenis konstruksi, agar terhindar dari kebutuhan akan pekerjaan yang berlebihan dalam mencapai kepadatan maksimal (Murdock & Brook 1991). Beton dibentuk dari pencampuran bahan batuan yang diikat dengan bahan perekat semen. Bahan batuan yang digunakan untuk menyusun beton umumnya dibedakan menjadi agregat kasar atau kerikil dan agregat halus atau pasir. Agregat halus dan agregat kasar disebut sebagai bahan susun kasar campuran dan merupakan komponen utama beton, jumlahnya ± 70%-75% dari volume beton. Selain tidak mampu menahan kuat tarik, beton juga berpotensi mengalami keropos yaitu kerusakan yang disebabkan salah satunya karena umur beton yang terlalu lama. Kerusakan ini biasanya kurang diperhatikan karena kerusakan terjadi pada bagian bangunan yang sulit commit dijangkau, to user misalnya pada bagian bawah