digilib.uns.ac.id TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS PADA BETON MENGGUNAKAN PASIR NORMAL DAN PASIR MERAPI SERTA PENAMBAHAN POZZOLAN LUMPUR LAPINDO Study of Concrete Compressive Strenght and Modulus of Elasticity using Normal Sand and Merapi Sand and also additive Lapindo Mud Pozzoland SKRIPSI Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Oleh : MUHAMMAD RIFKY NIM. I 0107111 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 i
digilib.uns.ac.id LEMBAR PERSETUJUAN TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS PADA BETON MENGGUNAKAN PASIR MERAPI SERTA PENAMBAHAN POZZOLAN LUMPUR LAPINDO Study of Concrete Compressive Strenght and Modulus of Elasticity using Merapi Sand and also additive Lapindo Mud Pozzoland Disusun Oleh : MUHAMMAD RIFKY NIM. I 0107111 Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD NIP. 19691026 199503 1 002 Ir.Endang Rismunarsi, MT NIP. 19570917 198601 2 001 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 ii
LEMBAR PENGESAHAN digilib.uns.ac.id TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS PADA BETON MENGGUNAKAN PASIR MERAPI SERTA PENAMBAHAN POZZOLAN LUMPUR LAPINDO Study of Concrete Compressive Strenght and Modulus of Elasticity using Merapi Sand and also additive Lapindo Mud Pozzoland SKRIPSI Disusun oleh: MUHAMMAD RIFKY NIM. I 0107111 Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarajana teknik Tim Penguji Pendadaran : Pada Hari : Selasa Tanggal : 2 Agustus 2011 1. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD N I P. 19691026 199503 1 002 2. Ir.Endang Rismunarsi,MT N I P. 19570917 198601 2 001 3. Ir. Sunarmasto, MT N I P. 19560717 198703 1 003 4. Endah Safitri, ST, MT N I P. 19701212 200003 2 001 Mengetahui, a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Pembantu Dekan I Disahkan Ketua Jurusan Teknik sipil Fakultas Teknik UNS Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, commit PhD to user Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19691026 199503 1 002 NIP 19590823 198601 1 001 iii
digilib.uns.ac.id LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA TINJAUAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS PADA BETON MENGGUNAKAN PASIR NORMAL DAN PASIR MERAPI SERTA PENAMBAHAN POZZOLAN LUMPUR LAPINDO Study of Concrete Compressive Streght and Modulus of Elasticity using Normal Sand and Merapi Sand and also additive Lapindo Mud Pozzoland SKRIPSI Disusun oleh: MUHAMMAD RIFKY NIM. I 0107111 Pembimbing : 1. Kusno Adi Sambowo, ST, PhD N I P. 19691026 199503 1 002 2. Ir.Endang Rismunarsi,MT N I P. 19570917 198601 2 001 iv
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 Tinjauan Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas pada Beton menggunakan Pasir Normal dan Pasir Merapi serta penambahan Pozzolan Lumpur Lapindo. 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 beserta staf, 2. Pimpinan Jurusan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staf, 3. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD selaku dosen pembimbing I, 4. Ir.Endang Rismunarsi,MT selaku dosen pembimbing II 5. Ir.Budi Susilo,MT selaku Dosen Pembimbing Akademis. 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 satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini 9. 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. 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, Juli 2011 Penulis viii
digilib.uns.ac.id ABSTRAK Muhammad Rifky, 2011.Tinjauan Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas pada Beton menggunakan Pasir Normal dan Pasir Merapi serta penambahan Pozzolan Lumpur Lapindo. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas beton merupakan parameter utama untuk menentukan mutu beton. Kuat Tekan merupakan kemampuan beton tersebut dalam menahan beban yang dipikulnya. Tolak ukur yang umum dari sifat elastic suatu bahan adalah modulus elastisitas yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan perubahan bentuk persatuan panjang,sebagai akibat dari tekanan yang diberikan. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total benda uji 36 buah. Benda uji yang digunakan adalah silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Dengan variasi penggantian pasir merapi yang digunakan adalah 0%,20%,40%,60%,80% dan 100%. Serta variasi penambahan pozzolan lupmpur lapindo 0% dan 5% dari berat semen. Mutu beton yang direncanakan adalah fc = 30 MPa. Uji tekan dan modulus elastisitas dilakukan pada umur 28 hari, Penggunaan replacement pasir merapi 100% terhadap berat pasir normal dapat meningkatkan kuat tekan beton dari 27,14 MPa menjadi 35,93 MPa (naik 22,9%). Penggunaan bahan tambah pozzolan lumpur lapindo sebesar 5% terhadap berat semen dapat meningkatkan kuat tekan beton dari 35,93 MPa menjadi 37,35 Mpa (naik 3,9%). Penggunaan replacement pasir merapi yang optimum pada penelitian ini yaitu pada kadar 100% dengan kuat tekan 35,93 MPa. Kata kunci:pasir normal,pasir merapi,pozzolan lumpur lapindo, kuat tekan, dan modulus elastisitas. vii
digilib.uns.ac.id ABSTRACT Muhammad Rifky, 2011.Tinjauan Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas pada Beton menggunakan Pasir Normal dan Pasir Merapi serta penambahan Pozzolan Lumpur Lapindo. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas beton merupakan parameter utama untuk menentukan mutu beton. Kuat Tekan merupakan kemampuan beton tersebut dalam menahan beban yang dipikulnya. Tolak ukur yang umum dari sifat elastic suatu bahan adalah modulus elastisitas yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan perubahan bentuk persatuan panjang,sebagai akibat dari tekanan yang diberikan. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total benda uji 36 buah. Benda uji yang digunakan adalah silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Dengan variasi pasir merapi yang digunakan adalah 0%,20%,40%,60%,80% dan 100%. Serta variasi penambahan pozzolan lupmpur lapindo 0% dan 5%. Mutu beton yang direncanakan adalah fc = 30 MPa. Uji tekan dan modulus elastisitas dilakukan pada umur 28 hari, Ditinjau dari variasi kadar pasir merapi dan pozzolan lumpur lapindo yang dipakai didapatkan bahwa penggunaan pasir merapi 100% dan pozzolan lumpur lapindo 5% dapat meningkatkan kuat tekan beton menjadi 37,348 Mpa. Dan nilai modulus elastisitas terbesar juga pada penggunaan pasir merapi 100% dan pozzolan lumpur lapindo 5%. Kata kunci:pasir normal,pasir merapi,pozzolan lumpur lapindo, kuat tekan, dan modulus elastisitas. viii
digilib.uns.ac.id BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Beton sebagai bahan bangunan sudah lama diketahui dan digunakan secara luas oleh masyarakat. Hal ini disebabkan karena beton mempunyai kelebihan dibandingkan dengan bahan lain,diantaranya harganya yang relative murah,mudah dalam pengerjaan dan perawatannya,mudah di bentuk sesuai kebutuhan,tahan terhadap perubahan cuaca,tahan terhadap korosi dan lebih tahan api. Selain itu kelebihan beton dibandingkan dengan bahan konstruksi lain adalah memiliki kuat desak yang tinggi. Dalam proses pembuatan beton dilakukan dengan cara mencampurkan agregat, semen, pasir, dan air dengan proporsi campuran yang berbedabeda. Campuran tersebut jika dituang dalam suatu cetakan kemudian dibiarkan maka akan mengeras seperti batuan. Pengerasan itu terjadi oleh peristiwa reaksi kimia antara air dan semen, yang berlangsung dalam waktu yang panjang, dan akibatnya campuran tersebut selalu bertambah keras setara dengan umurnya. Beton yang sudah keras dapat disebut sebagai batu tiruan, dengan rongga-rongga antara butiran yang besar (agregat kasar, kerikil atau batu pecah) diisi oleh butiran yang lebih kecil (agregat halus, pasir), dan pori-pori antara agregat halus ini diisi oleh semen dan air (pasta semen). Pasta semen ini berfungsi selain mengisi pori-pori diantara butiran-butiran agregat halus juga bersifat sebagai perekat/pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa yang kompak dan padat. Untuk mendapatkan beton dengan kualitas beton yang optimal sangat perlu diperhatikan dalam pemilihan kualitas bahan,komposisi campuran,metode dalam pelaksanaan pengecoran. Dalam 1
digilib.uns.ac.id 2 hal ini proporsi campuran adalah faktor utama yang mempengaruhi kekuatan beton yang salah satunya adalah kuat desak beton. Bahan penyusun beton memiliki karakteristik dan fungsi yang berbeda dan saling mempengaruhi. Semen dalam campuran beton berfungsi sebagai bahan pengikat antar agregat, sedangkan untuk dapat bereaksi semen membutuhkan air yang sekaligus untuk membasahi agregat agar mudah dalam pengerjaan. Penggunaan semen yang mutlak ada dalam setiap konstruksi beton menuntut untuk ditemukannya suatu bahan baru yang berfungsi untuk menggantikan peran semen dalam pembuatan semen atau setidaknya sebagai pengganti sebagian semen dengan prosentase penggantian tertentu yang dapat mengurangi penggunaan semen. Pencarian bahan baru tersebut sangat dibutuhkan karena bahan-bahan dasar pembuatan semen yang berasal dari alam yaitu kapur, silika, alumina, lama-kelamaan akan habis. Selain itu ketergantungan terhadap semen akan membuat harga semen akan semakin tinggi yang kemudian akan berdampak pada mahalnya biaya pembuatan beton. Semen sebagai unsur utama pembentuk beton juga akan meningkat kebutuhannya sementara ketersediannya terbatas, di sisi lain bencana lumpur Lapindo semakin meluas dan volume lumpur yang dihasilkan terus bertambah sehingga menimbulkan berbagai permasalahan. Hal inilah yang menjadikan alasan untuk memanfaatkan lumpur Lapindo sebagai bahan alternatif pengganti semen/semen replika yang mempunyai persyaratan teknis dan nilai ekonomis yang tinggi. Pozzolan adalah bahan yang mengandung silica atau aluminosilika yang secara sendiri, tidak atau sedikit mempunyai sifat mengikat seperti semen akan tetapi dalam bentuknya yang halus dan dengan adanya air, maka senyawa tersebut akan bereaksi secara kimia dengan hidroksida - hidroksida alkali atau alkali tanah pada temperatur ruang membentuk atau membantu terbentuknya senyawa-senyawa yang mempunyai sifat seperti semen (SNI 06-6867-2002).
digilib.uns.ac.id 3 Pada dasarnya pozzolan dibagi menjadi dua jenis, yaitu : 1. Pozzolan alam yaitu bahan alam yang berupa batu-batuan atau pasir ringan dan mudah dikerjakan yang berasal dari tanah lava dan gunung berapi. 2. Pozzolan buatan yaitu pozzolan yang didapat dari proses pembakaran. Misalnya dari proses pembakaran tanah liat ataupun bauksit, batu bara (fly ash) dan abu sekam. Pada penelitian kali ini digunakan lumpur Lapindo sebagai bahan pengganti sebagian semen karena kandungan bahan kimia pada lumpur Lapindo sama persis dengan fly ash, limbah dari hasil pembakaran batu bara. Lumpur Lapindo pada penelitian ini bersifat sebagai pozzolan. Pozzolan lumpur Lapindo diperoleh dari hasil kalsinasi (pembakaran) lumpur Lapindo kering dan dilanjutkan dengan proses pengayakan guna menghasilkan pozzolan yang halus dan lolos saringan no 200. Lumpur Lapindo Sidoharjo merupakan pozzolan yang cukup reaktif dan bersifat asam karena mengandung senyawa SiO 2 sebanyak 51,49 % dan senyawa alumina (Al 2 O 3 ) sebanyak 25,25% (BPPT, 2002) yang merupakan unsur utama pembuatan semen, sehingga lumpur Lapindo memenuhi syaratsyarat untuk digunakan sebagai pengganti semen. Sifat dari pozzolan adalah sebagai bahan pengisi pori-pori pada beton. Di dalam peranannya sebagai pengisi pori-pori, pozzolan dapat mengubah karakteristik kohesif dari beton, sehingga memperbaiki ketahanan te rhadap bleeding. Ditinjau dari segi kimia, pozzolan mempunai pengaruh positif terhadap beton. Dalam campuran beton, SiO 2 yang reaktif dari pozzolan akan bereaksi dengan kapur/kalsium hidroksida dari semen Portland membentuk kalsium hidrosilikat. Ca(OH) 2 + SiO 2 + H 2 O CaOSiO 2 + 2H 2 O Pasir berfungsi sebagai material pengisi dalam pembuatan beton. Akan tetapi, pasir dapat terbuat dari bermacam-macam bahan penyusun dan dengan demikian, beton yang dibuat dengan jenis pasir yang berbeda mungkin memiliki sifat-sifat commit dan perilaku to user yang berbeda pula.
digilib.uns.ac.id 4 Pada penelitian kali ini juga menggunakan Pasir Merapi. Pasir Merapi merupakan pasir vulkanik berasal dari lava yang dingin dan memiliki permukaan yang kasar dan berpori. Pasir sebagai unsur pembentuk beton juga akan meningkat kebutuhannya dalam pembuatan beton, di sisi lain bencana Gunung Merapi semakin meluas dan material pasir yang dihasilkan terus bertambah sehingga menimbulkan berbagai permasalahan. Hal inilah yang menjadikan alasan untuk memanfaatkan pasir Gunung Merapi sebagai bahan dalam campuran beton yang mempunyai persyaratan teknis dan nilai ekonomis yang tinggi. Hubungan tegangan-regangan beton yang timbul akibat beban luar yang bekerja,merupakan hal yang penting untuk mempelajari karakteristik dari gaya-gaya dalam beton. Hal ini dapat digunakan untuk menyelesaikan analisis dan perencanaan suatu bagian struktur. Dari parameter tegangantegangan beton ada hal yang menarik untuk dikaji lebih lanjut,yaitu modulus elastisitas. Modulus elastisitas merupakan suatu tolak ukur umum yang digunakan untuk pengukuran sifat-sifat elastis suatu bahan. Modulus elastisitas suatu bahan sangat erat hubungannya dengan kekuatan suatu bahan menahan suatu beban. Selain parameter modulus elastisitas ada ladi yaitu kuat tekan. Kuat tekan merupakan kemampuan beton tersebut dalam menahan beban yang dipikulnya, apabilla kuat tekan beton semakin besar maka mutu beton juga semakin baik. Dengan penggunan lumpur lapindo sebagai pengganti sebagian semen diharapkan mampu meningkatkan elastisitas beton dan kuat tekan beton sehingga dengan sendirinya elastisitas beton dan kuat tekan beton semakin tinggi. 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut: 1. Bagaimana pengaruh pasir merapi dalam campuran beton terhadap nilai kuat tekan dan modulus elastisitas.
digilib.uns.ac.id 5 2. Bagaimana pengaruh lumpur lapindo sebagai additive (bahan tambah) terhadap nilai kuat tekan dan modulus elastisitas. 3. Mengetahui nilai kadar optimum pasir merapi terhadap kuat tekan dan modulus elastisitas. 1.3. Batasan Masalah Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini, maka diperlukan batasan-batasan masalah sebagai berikut : 1. Semen yang digunakan adalah semen tipe I (OPC). 2. Mutu beton yang disyaratkan adalah memiliki f c = 30 MPa. 3. Pozzolan yang digunakan adalah hasil kalsinasi lumpur Lapindo pada suhu 750º C. 4. Ukuran agregat kasar maksimal 20 mm dan minimum 5 mm. 5. Reaksi kimia yang timbul akibat penggantian semen dan penggunaan pasir merapi tidak dibahas secara mendalam. 1.4. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji sejauh mana pengaruh penggunaan lumpur Lapindo sebagai pengganti sebagian semen dan pasir dari letusan gunung Merapi sebagai pengganti sebagian agregat halus terhadap kuat tekan dan modulus elastisitas. 1.5. Manfaat Penelitian Diharapkan dalam penelitian ini dapat diperoleh manfaat : 1. Manfaat teoritis a. Memberikan pengetahuan tentang beton terutama penggunaan lumpur Lapindo sebagai pengganti sebagian semen. b. Memberikan pengetahuan tentang beton terutama penggunaan pasir dari letusan gunung Merapi sebagai pengganti sebagian agregat halus.
digilib.uns.ac.id 6 c. Memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu bahan dan struktur. 2. Manfaat praktis a. Menambah alternatif bahan penyusun beton yaitu bahan pengganti semen dan pengganti agregat halus untuk mengatasi kekurangan dan kelangkaan bahan pembuat semen dan persediaan agregat halus serta juga untuk mengurangi biaya. b. Mampu memberikan solusi terhadap bencana Lumpur Lapindo dan meletusnya Gunung Merapi. c. Memanfaatkan Lumpur Lapindo untuk diproduksi sebagai bahan bangunan terutama sebagai bahan pengganti sebagian semen dan pasir dari letusan gunung Merapi sebagai agregat halus.
digilib.uns.ac.id BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Pustaka 2.1.1. Beton Beton pada dasarnya adalah campuran dari dua bagian yaitu agregat dan pasta. Pasta terdiri dari semen Portland dan air, yang mengikat agregat (pasir dan kerikil/batu pecah) menjadi suatu massa seperti batuan, ketika pasta tersebut mengeras akibat reaksi kimia antara semen dan air (Paulus, 1989:5). 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, 1991:97) Beton sangat banyak dipakai secara luas sebagai bahan bangunan. Bahan tersebut diperoleh dengan cara mencampurkan semen Portland, air, agregat (dan kadang kadang bahan tambah, yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia tambahan, serat, sampai bahan buangan non-kimia) pada perbandingan tertentu. Kekuatan, keawetan dan sifat beton yang lain tergantung pada sifat bahan dasar tersebut di atas, nilai perbandingan bahan-bahannya, cara pengadukan maupun cara pengerjaan selama penuangan adukan beton, cara pemadatan dan cara perawatan selama proses pengerasan (Tjokrodimuljo, 1996). Beton adalah suatu campuran yang tediri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan (McCormac, 2003). 7
digilib.uns.ac.id 8 Struktur beton harus mampu menghadapi kondisi dimana dia direncanakan, tanpa mengalami kerusakan (deteriorate) selama jangka waktu yang direncanakan. Beton yang demikian disebut mempunyai ketahanan yang tinggi (durable). Kurangnya ketahanan disebabkan oleh pengaruh luar seperti pengaruh fisik, kimia maupun mekanis, misalnya pelapukan oleh cuaca, perubahan temperatur yang drastis, abrasi, aksi elektrolis, serangan oleh cairan atau gas alami ataupun industri. Besarnya kerusakan yang timbul sangat tergantung pada kualitas beton, meskipun pada kondisi yang ekstrim beton yang terlindung dengan baik pun akan mengalami kehancuran. (Paul Nugraha & Antoni, 2007 : 207). Pozzolan adalah bahan alam atau buatan yang sebagian besar terdiri dari unsur-unsur silikat dan atau aluminat yang reaktif (PUBI, 1982). 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 adalah untuk mengubah sifat-sifat beton agar menjadi cocok untuk pekerjaan tertentu, ekonomis, atau untuk tujuan lain seperti menghemat energi (Nawy, 1990). 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). Tolak ukur yang umum dari sifat elastik suatu bahan adalah modulus elastisitas, yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan perubahan bentuk per-satuan panjang, sebagai akibat dari tekanan yang diberikan. Modulus elastisitas tidak berkaitan langsung dengan sifat-sifat beton lainnya, meskipun kekuatan yang lebih tinggi biasanya mempunyai harga E yang lebih tinggi pula (Murdock&Brook. 1999 : 11)
digilib.uns.ac.id 9 Beton banyak digunakan sebagai struktur bangunan karena mempunyai banyak keuntungan,diantaranya : 1. Sebagian bahan pembentuknya didapat dari daerah setempat,kecuali semen portland. 2. Beton tahan terhadap aus dan juga tahan api / kebakaran. 3. Beton dapat dibentuk sesuai keinginan dalam berbagai ukuran. 4. Tidak memerlukan pemeliharaan yang rumit 5. Beton kuat dalam menahan desak, serta mempunyai sifat tahan terhadap pengkaratan maupun pembusukkan oleh kondisi lingkungan. 2.1.2. Semen Portland Pemilihan bahan pembentuk beton yang memiliki kualitas baik, perhitungan proporsi yang tepat, cara pengerjaan dan perawatan yang baik, dan penambahan bahan tambah yang tepat dengan kadar yang optimum yang diperlukan akan menentukan kualitas beton yang dihasilkan. Semen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gibs sebagai bahan tambahan (PUBI, 1982). Semen Portland dibuat dengan beberapa langkah, sehingga sangat halus dan memiliki sifat adesif maupun kohesif. Semen diperoleh dengan membakar secara bersamaan, suatu campuran dari calcareous (yang mengandung kalsium karbonat atau batu gamping) dan argillaceous (yang mengandung alumina) dengan perbandingan tertentu. Secara umum kandungan Semen Portland ialah : kapur, silica, dan alumina. Ketiga bahan dasar tersebut dicampur dan dibakar dengan suhu 1550 C dan menjadi klinker. Setelah itu kemudian dikeluarkan, didinginkan dan dihaluskan sampai halus seperti bubuk kemudian ditambahkan gips atau kalsium sulfat (CaSO 4 ) kira-kira 2 sampai 4 persen sebagai bahan pengontrol waktu pengikatan (Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996). Bahan dasar pembentuk semen Portland terdiri dari kapur, silika, alumina dan oksida besi. Oksida tersebut bereaksi membentuk suatu produk yang terbentuk akibat peleburan. Uncur-unsur pembentuk semen dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini :
digilib.uns.ac.id 10 Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland Oksida Persen (%) Kapur (CaO) 60-65 Silika (SiO 2 ) 17-25 Alumina (Al 2 O 3 ) 3-8 Besi (Fe 2 O 3 ) 0,5-6 Magnesium (MgO) 0,5-4 Sulfur (SO 3 ) 1-2 Soda/potash (Na 2 O + K 2 O) 0,5-1 Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996) Menurut Kardiyono Tjokrodimuljo (1996) unsur yang paling penting pada semen ada empat buah, yaitu : a. Trikalsium Silikat (C 3 S) atau 3CaO.SiO 2 b. Dikalsium Silikat (C 2 S) atau 2CaO.SiO 2 c. Trikalsium Aluminat (C 3 A) atau 3CaO.Al 2 O 3 d. Tetrakalsium Aluminoferit (C 4 AF) atau 4CaO.Al 2 O 3.Fe 2 O 3 Dua unsur pertama yaitu point C 3 S dan C 2 S biasanya mempunyai bagian 70-80 persen dari semen sehingga merupakan bagian yang paling dominan dalam memberikan sifat semen. Pada umumnya semen diklasifikasikan menjadi 5 jenis semen, seperti yang tercantum pada Tabel 2.2 berikut ini :
digilib.uns.ac.id 11 Tabel 2.2. Jenis-jenis Semen Portland Jenis Semen Karakteristik Umum Jenis I Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus. Jenis II Semen Portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang. Jenis III Semen Portland yang penggunaannya memerlukan persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan. Jenis IV Semen Portland yang penggunaannya menuntut panas hidrasi rendah. Jenis V Semen Portland yang penggunaannya menuntut persyaratan sangat tahan terhadap sulfat. Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996) Dalam pedoman beton 1989 disyaratkan dalam pembuatan beton harus memenuhi syarat-syarat SNI 0013-18 Mutu dan Cara Uji Semen. Dalam penelitian ini digunakan semen jenis I yang digunakan untuk tujuan umum. 2.1.2.1 Semen Portland Pozzolan Semen Portland Pozzolan adalah suatu semen hidrolisis yang terdiri dari campuran yang homogen antara semen Portland dengan pozzolan yang halus, yang diproduksi dengan menggiling klinker semen Portland dan pozzolan bersama-sama, atau mencampur secara merata bubuk semen Portland dengan bubuk pozzolan, atau gabungan antara menggiling dan mencampur, dimana kadar pozzolan 15% sampai dengan 40% massa semen Portland pozzolan (SNI 15-0302-2004). 2.1.3. Pozzolan Pozzolan adalah bahan yang mengandung silika atau senyawanya dan alumina yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen, akan tetapi dalam bentuknya yang halus dan dengan adanya air, senyawa tersebut akan beraksi secara kimia dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar membentuk senyawa yang mempunyai sifat seperti semen (SNI 15-0302-2004).
digilib.uns.ac.id 12 Sifat-sifat umum dari Pozzolan antara lain : 1. Tidak mempunyai sifat bila berdiri sendiri. 2. Terdiri dari sebagian besar unsur-unsur silica atau alumina (75%-80%). 3. Bila berbentuk bahan halus dan bersama-sama kapur padam akan mempunyai sifat mengikat. 4. Kekuatannya bila dicampur dengan kapur sangat tergantung dari susunan kimianya, terutama kandungan silica aktifnya. 5. Kehalusannya akan mempengaruhi kekuatannya. 2.1.4. Lumpur lapindo Lumpur lapindo bermula dari luapan air panas dari kedalaman 6150-8500 kaki yang meluap kepermukaan tanah dengan menggerus pasir dan silt, gerusan itulah yang membuat luapan air panas itu berbentuk mirip lumpur dengan kandungan air yang dominan dan panas mencapai 90 0 C (Rudi Rusbiandini). Para ahli geologi meyakini lumpur panas yang menyembur dari lahan pengeboran Lapindo sebagai mud vulcano atau gunung api yang meletus dari dalam tanah yang telah berusia 4,9 juta tahun. Lumpur lapindo terbentuk melalui mekanisme pengendapan yang sangat cepat, sehingga belum terendapkan secara sempurna. Endapan model ini bersifat sangat plastis, akibatnya ketika mendapat tekanan dari lapisan diatasnya, lapisan lumpur akan mencari jalan keluar melalui bidang patahan. Komposisi Lumpur Lapindo yang utama adalah clay 40-45% berpotensi untuk bahan clinker semen dengan penambahan kapur dan bijih besi, namun kendala utama adalah kadar air yang sangat tinggi padahal untuk masuk tanur semen batas kadar air 5% (tekmira). Secara geoteknik lumpur lapindo termasuk dalam anorganik lanauan dengan berat jenis 3,04 3,07 (berat jenis anorganik lanauan biasa 2,6). Merupakan zeolit dengan unsur utama SiO 2. Zeolit adalah senyawa alumino - silikat terhidrasi yang secara fisik dan kimia mempunyai kemampuan sebagai bahan penyerap (adsorpsi), penukaran kation dan katalis. Unsur utama mineral zeolit terdiri dari kation alkali dan alkali tanah. Zeolit terbentuk karena proses diagnetik, proses hidroternal dan proses sedimentasi commit batuan to produk user gunung api (batuan piroklastik)
digilib.uns.ac.id 13 berukuran debu pada lingkungan danau yang bersifat alkali. Pemanfaatan yang potensial adalah penggunaan lumpur untul beton dengan pencampuran lumpur 4m 3, 20 liter polimer dan semen 1,6 ton. Berdasarkan penelitian sifat mekanis beton dari lumpur baik,uji TCLP memenuhi baku mutu dan biaya lebih murah karena menggunakan bahan yang dianggap limbah (Budi Lantiono, LAPI ITB) 2.1.5. Agregat Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60% - 80% dari volume mortar atau beton. Meskipun hanya sebagai bahan pengisi, tetapi agregat sangat berpengaruh terhadap sifat mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton. Berdasarkan ukuran butirannya, agregat yang dipakai beton dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu : a. Agregat kasar, adalah agregat yang butirannya berkisar antara 5 mm sampai 40 mm. b. Agregat halus, adalah agregat yang butirannya berkisar antara 0,15 mm sampai 5 mm. Dalam peneltian ini digunakan pasir dari letusan gunung Merapi sebagai agregat halus dan kerikil sebagai agregat kasar. 2.1.6. Agregat Halus Agregat halus untuk beton dapat berupa pasir alam hasil disintegrasi alami dari batu-batuan alam (natural sand) atau berupa pasir buatan yang dihasilkan dari alat-alat pemecah batuan (artificial sand) dengan ukuran kecil (0,15 mm- 5 mm) atau lebih kecil dari 4,74 mm (SK SNI T-15-1991). Agregat halus harus memenuhi persyaratan gradasi agregat halus yang telah ditentukan. Syarat-syarat agregat halus sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.3, adalah sebagai berikut : a. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras. b. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% (ditentukan terhadap berat kering). Bila kadar lumpur melampui batas 5% maka agregat harus dicuci dahulu sebelum digunakan pada campuran.
digilib.uns.ac.id 14 c. Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak yang harus dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams-Harder (dengan larutan NaOH). d. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam dan apabila diayak, harus memenuhi syarat-syarat berikut : 1) Sisa di atas ayakan 4 mm, harus minimum 2% berat. 2) Sisa di atas ayakan 1 mm, harus minimum 10% berat. 3) Sisa di atas ayakan 0,25 mm, harus berkisar antara 80% sampai 90% berat. e. Pasir laut tidak boleh digunakan sebagai agregat halus untuk semua mutu beton, kecuali dengan petunjuk lembaga paemeriksaan bahan yang diakui. Persyaratan gradasi agregat halus dapat dilihat dalam Tabel 2.3 berikut ini: Tabel 2.3. Persyaratan Gradasi Agregat Halus ASTM C 33-74a Ukuran saringan (mm) Persentase lolos (%) 9,5 100 4,75 95-100 2,36 80-100 1,18 55-85 0,60 25-60 0,3 10-30 0,15 2-10 Sumber : Murdock & Brook (1979) 2.1.7. Agregat Kasar Agregat kasar didefinisikan sebagai butiran yang tertahan saringan 4,75 mm (No 4 standart ASTM). Agregat kasar sebagai bahan campuran untuk membentuk beton dapat berupa sebagai berikut : a. Kerikil adalah bahan yang terjadi karena hasil disintegrasi alami dari batuan dan terbentuklah agak bulat serta permukaannya yang licin atau diperoleh dengan cara meledakkan, memecah maupun menyaring. b. Batu pecah (kricak) adalah bahan yang diperoleh dari batu yang dipecah menjadi pecahan-pecahan berukuran 5-70 mm. Butir-butirannya berbentuk tajam sehingga sedikit lebih memperkuat betonnya.