PENGARUH VARIASI CAMPURAN DAN LAMA PERENDAMAN SPESI DALAM AIR LAUT TERHADAP KUAT TEKAN DAN KEDALAMAN INTRUSINYA Retno Anggraini, Herlien Indrawahyuni, Prastumi, Agoes SMD, Lilya Susanti, Saifuddin Akhmad Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jalan MT. Haryono 167, Malang 65145, Indonesia Email : civil@ub.ac.id ABSTRAK Intrusi air laut dapat memberikan efek yang merugikan untuk komponen struktural konstruksi bangunan. Hal paling membahayakan adalah timbulnya korosi pada tulangan struktur akibat kandungan ion klorida dan sulfat pada air laut yang bereaksi terhadap unsur kimia baja tulangan. Kedalaman intrusi air laut dalam spesi berhubungan erat dengan tingkat permeabilitas spesi tersebut. sebagai komponen yang melapisi elemen struktural bangunan berperan penting dalam menahan intrusi air laut. Semakin tinggi mutu spesi, maka semakin besar pula kepadatannya yang berarti pori-pori dalam spesi juga semakin kecil. Besar kecilnya mutu spesi ditentukan oleh perbandingan campuran semen dan pasir. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengujian tentang pengaruh variasi campuran dan lama perendaman spesi dalam air laut terhadap kuat tekan spesi dan seberapa dalam intrusi yang terjadi.pengujian dilakukan dengan membuat benda uji spesi dengan perbandingan campuran antara semen dan pasir yang berbeda-beda. Selanjutnya benda uji direndam dalam air laut yang telah diberi warna agar dapat kedalaman intrusinya. Kemudian dilakukan uji tekan untuk mengetahui mutu spesi. Hasil pengujian dianalisis secara teoritis, sehingga dapat diketahui campuran yang paling efektif untuk menahan intrusi air laut dan pengaruh lama perendaman terhadap mutu spesi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pada pengujian kuat tekan mortar dengan variasi campuran spesi, dan menunjukkan adanya pengaruh yang nyata terhadap kuat tekannya. Hal ini dibuktikan dengan analisa statistik F hitung = 19.8468 dan F tabel = 3.40. Untuk analisa kuat tekan mortar dengan variasi waktu perendaman 7, 14, 21, 28 hari di air laut diperoleh F hitung = 3.5216 dan F tabel = 3.01 Kata kunci: spesi, intrusi air laut, kuat tekan mortar. PENDAHULUAN adalah campuran dari semen dan pasir dengan perbandingan tertentu kemudian dicampur dengan air sehingga berbentuk pasta. ini digunakan sebagai penutup elemen struktural (misalnya pada pelat) ataupun sebagai penyusun elemen dinding bersama dengan batu bata. campuran antara semen dan pasir pada spesi berhubungan dengan mutu (kekuatan) spesi. Peningkatan mutu bisa disebabkan karena semakin tingginya kepadatan spesi. Karena semakin besar mutu spesi, maka pori-pori dalam spesi tersebut akan semakin kecil (semakin padat) yang berakibat pada berat spesi yang semakin besar. Selanjutnya, tingkat kepadatan pori dalam spesi dapat dihubungkan dengan permeabilitas spesi tersebut. Permeabilitas adalah tingkat kemudahan suatu cairan (misalnya air) untuk mengalir melalui suatu medium yang porus. Jadi, semakin besar dan banyak pori-pori dalam spesi, maka semakin mudah air mengalir sehingga tingkat permeabilitas spesi semakin besar. Air laut adalah salah satu penyebab kegagalan pada struktur bangunan. Hal ini disebabkan kandungan sulfat dan ion klorida pada air laut yang bereaksi dengan unsur kimia pada baja tulangan sehingga mengakibatkan terjadinya korosi pada tulangan. Padahal tulangan adalah komponen yang penting untuk menahan beban-beban truktur. Dengan terjadinya korosi, kekuatan tulangan akan menurun dan bahkan hilang, sehingga mengakibatkan kegagalan struktur. sebagai salah satu komponen penutup pada elemen struktural bangunan berperan penting dalam menahan laju intrusi air laut. Sehubungan dengan uraian 1
diatas, maka peneliti ingin mengetahui pengaruh variasi campuran dan lama perendaman spesi dalam air laut terhadap kuat tekan dan kedalaman intrusinya. METODE Penelitian ini dilakukan dengan melakukan pengujian kuat tekan mortar dan kedalaman intrusi akibat perendaman dengan air laut dengan variasi waktu perendaman masing-masing selama 7, 14, 21, 28 hari. Pemodelan dilakukan dengan membuat model mortar dengan dimensi 5 x 5 x 5 cm dan silinder diameter 8 cm dan tinggi 16 cm dengan perbandingan campuran semen dan pasir yang berbedabeda. Benda uji kemudian didiamkan selama 28 hari lalu direndam dengan air laut sesuai waktu yang direncanakan, lalu dilakukan pengujian kuat tekan. Untuk sampel kubus 5 x 5 x 5 cm dilakukan uji tekan dan dicatat beban maksimumnya sedangkan untuk benda uji silinder diameter 8 cm dan tinggi 16 cm di tarik belah dan diamati kedalaman intrusinya dengan cracking detector. Dari hasil penelitian yang diperoleh dari pengujian benda uji kemudian diolah dan dianalisis menurut prosedur analisis statistik. Untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh variasi perbandingan campuran spesi terhadap kuat tekan mortar, digunakan analisis varian dua arah. Untuk mendapatkan grafik yang menggambarkan hubungan antar variasi komposisi campuran mortar terhadap kuat tekannya berdasarkan hasil penelitian ini, maka dilakukan dengan permodelan sederhana menggunakan analisis regresi. Analisis regresi menjelaskan hubungan antara satu variabel terikat yang tergantung pada satu variabel bebas. Pada penelitian ini untuk analisis regresi kuat tekan mortar setiap komposisinya akan digunakan program Microsof Office Excel 2007. Rancangan penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2. Tabel 1. Hubungan Variasi Campuran dengan Waktu Perendaman Benda Uji Kubus 5 x 5 x 5 cm Waktu Perendaman (hari) (semen : pasir) 7 14 21 28 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Tabel 2. Hubungan Variasi Campuran dengan Waktu Perendaman Benda Uji Silinder Diameter 8 cm dan Tinggi 16 cm (semen : pasir) Waktu Perendaman (hari) Sampel 7 3 14 3 21 3 28 3 7 3 14 3 21 3 28 3 7 3 14 3 21 3 28 3 Total Benda Uji 36 HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Pengujian mortar Kuat tekan mortar Dalam penelitian ini, setelah benda uji direndam sesuai waktu yang ditentukan kemudian benda uji dites dengan alat uji tekan menggunakan proofing ring. Hasil pengujian kuat tekan mortar dapat dilihat pada Tabel 3. 2
Tabel 3. Kuat Tekan Mortar Direndam Air Laut 7 Hari Kuat No Panjang Lebar Tinggi Berat Luas P Tekan spesi cm (gram) (cm 2 ) (kg) (kg/cm 2 ) 1 5.11 5.1 5.11 269.4 26.061 3701.305 142.025 2 5.12 5.1 5.13 271.8 26.112 3400.455 130.226 3 5.1 5.11 5 264.8 26.061 2853.455 109.491 Ratarata 127.247 1 5.11 5.255 5.125 280.4 26.853 4166.255 155.150 2 5.12 5.24 5.12 279 26.829 3455.155 128.785 3 5.135 5.305 5.125 277 27.241 3400.455 124.828 136.254 1 5.08 5.125 5.095 255 26.035 2251.755 86.490 2 5.1 5.16 5.01 265.4 26.316 2908.155 110.509 3 5.05 5.1 5.03 262.2 25.755 3072.255 119.288 105.429 Tabel 4. Kuat Tekan Mortar Direndam Air Laut 14 Hari Kuat No Panjang Lebar Tinggi Berat Luas P Tekan spesi cm (gram) (cm 2 ) (kg) (kg/cm 2 ) 1 5.135 5.015 5.11 271.4 25.752 3564.555 138.418 2 5.095 5.155 5.1 275.6 26.265 3564.555 135.716 Ratarata 133.224 3 5.05 5.105 5.06 266.8 25.780 3236.355 125.536 1 5.07 5.185 5 270.4 26.288 4002.155 152.243 2 5.105 5.18 5.055 273.6 26.444 4220.955 159.619 3 5.06 5.135 5.05 272.4 25.983 4713.255 181.397 164.420 1 5.115 5.105 5.2 276.6 26.112 3072.255 117.656 2 5.1 5.125 5.245 283.8 26.138 2908.155 111.264 3 5.1 5.115 5.23 279 26.087 3072.255 117.772 115.564 3
Tabel 5. Kuat Tekan Mortar Direndam Air Laut 21 Hari Kuat No Panjang Lebar Tinggi Berat Luas P Tekan spesi cm (gram) (cm 2 ) (kg) (kg/cm 2 ) 1 5.075 5.05 5.1 280 25.629 3205.367 125.069 2 5.025 5.08 5.145 283.6 25.527 4469.817 175.102 3 5.025 5.075 5.1 278.4 25.502 3870.867 151.788 Ratarata 150.653 1 5.08 5.06 5.2 282.6 25.705 2539.867 98.809 2 5.055 5.015 5.125 278.6 25.351 3205.367 126.440 3 5.055 5 5.08 277 25.275 3870.867 153.150 126.133 1 5.12 5.1 5.22 279.8 26.112 2406.767 92.171 2 5.1 5.05 5.02 275.2 25.755 3471.567 134.792 3 5.06 5.04 5.155 269 25.502 2672.967 104.812 110.592 Tabel 6. Kuat Tekan Mortar Direndam Air Laut 28 Hari Kuat No Panjang Lebar Tinggi Berat Luas P Tekan spesi cm (gram) (cm 2 ) (kg) (kg/cm 2 ) 1 5.03 5.065 5.13 282 25.477 2672.967 104.917 2 5 5.06 5.1 284.8 25.300 3205.367 126.694 3 5.07 5.04 5.2 287.8 25.553 3671.217 143.672 Rata-rata 125.094 1 5.085 5.04 5.15 283.8 25.628 3604.667 140.651 2 5.065 5.05 5.145 280 25.578 3205.367 125.316 3 5.055 5.025 5.025 283.8 25.401 4270.167 168.108 144.692 1 5.045 5.01 5.125 265.8 25.275 1208.867 47.828 2 5.045 5.025 5.185 276.2 25.351 1475.067 58.185 3 5.1 5.03 5.185 283.6 25.653 2007.467 78.255 61.423 Analisa Statistik dengan Pengujian Hipotesis Untuk mengetahui seberapa besar air laut terabsorbsi pada mortar maka dilakukan analisa statistik dengan menggunakan metode pengujian hipotesis. Pengujian hipotesis dilakukan dengan teknik analisis statistik anova dua arah. Hipotesis yang diambil untuk pengaruh durasi waktu perendaman terhadap kuat tekan mortar sebagai berikut: Ho A : Tidak ada pengaruh yang signifikan antara waktu perendaman terhadap kuat tekan mortar. Ho B : Tidak ada pengaruh yang signifikan antara perbandingan spesi terhadap kuat tekan mortar. 4
Kuat Tekan (kg/cm 2 ) Ho AB : Tidak ada interaksi yang signifikan antara waktu perendaman dan perbandingan spesi. Hasil perhitungan dari analisis statistik anova dua arah untuk pengaruh durasi waktu perendaman terhadap kuat tekan mortar dapat dilihat pada Tabel 7. Tabel 7. Hasil analisis anova dua arah untuk kuat tekan mortar dengan durasi waktu perendaman Sumber Varian Jumlah Kuadrat (JK) Derajat bebas (db) Kuadrat Rerata F hitung F Tabel Antar Group (A) 3567.4015 3 1189.1338 3.5216 3.01 Antar Group (B) 13403.3663 2 6701.6831 19.8468 3.40 Antar Group (AB) 5595.4887 6 932.5814 2.7618 2.51 Dalam group (D) Residu 8104.0915 24 337.6705 Total 30670.3479 35 Berdasarkan Tabel 7 didapatkan bahwa : 1. Untuk kuat tekan mortar dengan variasi durasi perendaman air laut, F hitung antar group (A) > F Tabel antar group (A), ini menunjukkan bahwa Ho A ditolak sehingga dapat disimpulkan bahwa terdapat perbedaan pengaruh yang signifikan antara durasi perendaman terhadap kuat tekan mortar. 2. F hitung antar group (B) > F Tabel antar group (B), ini menunjukkan bahwa Ho B ditolak sehingga dapat disimpulkan bahwa terdapat perbedaan pengaruh yang signifikan antara perbandingan spesi terhadap kuat tekan mortar. 3. F hitung antar group (AB) > F Tabel antar group (AB), ini menunjukkan bahwa Ho AB ditolak, sehingga dapat disimpulkan bahwa terdapat interaksi antara waktu perendaman dan perbandingan spesi. Analisa Regresi Analisa data pada penelitian ini menggunakan analisis regresi sesuai dengan trend data pengamatan dan pendekatan tertentu. Selanjutnya persamaan regresi diuji dengan koefisien determinasi R 2. 200 150 100 50 0 Kuat Tekan Mortar 0 7 14 21 28 35 Waktu Perendaman (hari) Gambar 1. Grafik Hubungan Antara Kuat Tekan Mortar Dengan Waktu Perendaman Air Laut Berdasarkan Gambar 1 dapat terlihat bahwa hasil pengujian kuat tekan mortar perendaman di air laut memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kuat tekan mortar. Pada waktu perendaman 7, 14, 21 dan 28 hari terlihat semakin besar perbandingan semen-pasir maka semakin kecil kuat tekannya. Sedangkan pada perbandingan berbeda dengan perbandingan semen-pasir lainnya dimana semakin kecil perbandingan semen-pasir maka semakin kecil kuat tekannya. Hal ini disebabkan pada perbandingan 1: 4 mortar mengalami pemadatan yang kurang sempurna sehingga kuat tekannya berada di bawah perbandingan spesi 1: 5. Poly. ( ) Poly. ( ) Poly. ( ) 5
Kedalaman Intrusi (mm) Dari hasil ini dapat terlihat bahwa pada perbandingan faktor perendaman di air laut memberikan pengaruh yang signifikan terhadap penurunan kuat tekan mortar. Hal ini disebabkan penambahan jumlah pasir pada campuran mortar memungkinkan untuk menurunkan kuat tekan mortar. Semakin banyak jumlah pasir yang digunakan, kekuatan mortar akan menurun. Penurunan kuat tekan mortar tersebut terjadi karena pasta semen akan lebih sedikit mengikat agregat sehingga ikatan butir antar pasir semakin lemah. 2. Pengamatan Nilai Kedalaman Intrusi Air Laut pada Mortar Untuk mengetahui nilai kedalaman intrusi air laut pada mortar digunakan crack detector, pengamatan dilakukan setelah mortar terbelah dua akibat pembebanan tarik belah. Pengamatan kedalaman dilakukan pada arah radial dan transversal pada mortar dengan mengambil titik-titik pengamatan secara random. Pengamatan radial merupakan pengamatan dengan arah horizontal atau sejajar penampang mortar sedangkan pengamatan transversal merupakan pengamatan dengan arah vertikal atau tegak lurus penampang mortar. Tiap pengamatan baik arah radial maupun transversal diambil 6 titik pengamatan dengan varasi spesi dan lama perendaman untuk tiap pengamatan diperoleh data sebagai berikut. Tabel 8. Nilai Kedalaman Intrusi Air Laut pada Mortar dengan Variasi dan Lama Perendaman Lama Perendaman (hari) 1:3 Kedalaman Intrusi (mm) 1:4 1:5 1:6 Analisa Statistik dengan Pengujian Hipotesis Data pengujian mortar diolah dengan menggunakan uji statistik dengan analisis regresi sesuai dengan trend data pengamatan dan pendekatan tertentu. Selanjutnya persamaan regresi diuji dengan koefisien determinasi R 2. Serta analisis statistik dengan metode analisis Varian dua arah yang digunakan untuk menguji hipotesis. Kedalaman intrusi merupakan suatu tolak ukur yang menyatakan segi keawetan suatu mortar. Intrusi terjadi karena terdapat perbadaan konsentrasi atau kerapatan massa pada suatu lingkungan sehingga terjadi pergerakan massa ke daerah yang konsentrasinya lebih rendah dalam hal ini mortar yang terendam air laut. Kedalaman intrusi yang diteliti pada penelitian ini yaitu kedalaman intrusi arah transversal dan radial. Grafik kedalaman intrusi dengan variasi lama perendaman dan spesi sebagai berikut: 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 7 14 21 28 Lama Perendaman (Hari) Gambar 2. Hubungan Kedalaman Intrusi Arah Transversal dengan Variasi dan Lama Perendaman 1:3 1:4 1:5 7 0,217 0,450 0,517 2,044 14 0,344 0,622 0,689 2,106 21 0,550 0,794 0,756 2,317 28 0,650 0,856 0,861 2,389 6
Kedalaman Intrusi (mm) Gambar 3. Hubungan Kedalaman Intrusi Arah Radial dengan Variasi dan Lama Perendaman Untuk mengetahui pengaruh signifikan variasi lama perendaman dan spesi terhadap kedalaman intrusi air laut pada mortar digunakan metode ANOVA 2 arah. Tabel 9. Ringkasan ANOVA 2 Arah untuk nilai kedalaman intrusi arah transversal Sumber Keragaman (SK) Jumlah Kuadra t (JK) Derajat Bebas (DB) Kuadrat Tengah (KT) F Hitung F Tabel Rata-rata Baris 3,613 4 0,02032 6,789 3.2592 Rata-Rata Kolom 6,321 3 0,00120 15,842 3.4903 Galat 1,592 12 0,28296 Total 11,525 19 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 7 14 21 28 Lama Perendaman (hari) 1:3 1:4 1:5 Pada Tabel 9 terlihat F Hitung > F Tabel maka tolak H 0 dan H 1 diterima, dapat disimpulkan bahwa terdapat pengaruh signifikan variasi lama perendaman dan spesi terhadap nilai kedalaman intrusi arah transversal pada mortar. Sama halnya dengan uji ANOVA 2 arah untuk nilai kedalaman intrusi arah transversal dimana pada hasil perhitungan F Hitung > F Tabel maka tolak H 0 dan H 1 diterima, dapat disimpulkan bahwa terdapat pengaruh signifikan variasi lama perendaman dan spesi terhadap nilai kedalaman intrusi arah radial pada mortar. Sedangkan untuk mengetahui hubungan perbandingan campuran spesi dan lama perendaman terhadap nilai kedalaman intrusi pada mortar dilakukan dengan permodelan sederhana menggunakan analisis regresi. Dengan bantuan software microsoft excel didapatkan grafik trend regeresi polilinear. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian dan analisa yang diuraikan pada bab sebelumnya, maka dari penelitian ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Dari hasil analisis statistik dapat disimpulkan variasi campuran spesi menunjukkan adanya pengaruh yang nyata terhadap kuat tekan mortar dengan resiko kesalahan 5 %, hal ini dapat dilihat dari hasil pengujian hipotesis yang menunjukkan harga F hitung = 19.8468 dan F tabel = 3.40. Nilai kuat tekan rata-rata dari hasil pengujian mortar yang direndam air laut 28 hari untuk variasi campuran spesi sebesar 125,094 kg/cm 2, untuk variasi campuran spesi sebesar 144,692 kg/cm 2, dan untuk variasi campuran spesi sebesar 61,423 kg/cm 2. 2. Variasi waktu perendaman di air laut menunjukkan adanya pengaruh yang nyata terhadap kuat tekan mortar dengan resiko kesalahan 5 %, hal ini dapat dilihat dari hasil pengujian hipotesis yang menunjukkan harga F hitung = 3.5216 dan F tabel = 3.01. Nilai kuat tekan rata-rata dari hasil pengujian mortar yang direndam air laut untuk variasi campuran spesi 1 : 4 dengan variasi waktu perendaman 7 hari sebesar 127,247 kg/cm 2, untuk variasi waktu perendaman 14 hari sebesar 133,224 kg/cm 2, untuk variasi waktu perendaman 21 hari sebesar 150,653 kg/cm 2, dan untuk variasi waktu perendaman 28 hari sebesar 125,094 kg/cm 2. 7
Saran Untuk mendapatkan data-data yang benar-benar akurat, maka diperlukan perencanaan yang matang. Perencanaan tersebut meliputi persiapan alat dan bahan. Pasir yang telah diayak sebaiknya dimasukkan ke dalam karung agar kadar airnya tidak berubah. DAFTAR PUSTAKA Anonim, 1990. Metode Pengujian Kekuatan Tekan Mortar Semen Portland untuk Pekerjaan Teknik Sipil (SNI M-111-1990-03). Jakarta : Badan Standardisasi Nasional. Anonim, 1994. fikai Agregat Halus untuk Pekerjaan Adukan dan Plesteran dengan Bahan Dasar Semen (SNI S 02 1994 03). Jakarta : Badan Standardisasi Nasional Armaja, Wayan. Prediksi Pengaruh Nisbah Air Semen Dan Abu Terbang Suralaya Sebagai Substitusi Semen Pada Difusitas Efektif Dalam Specimen Mortar Dengan Metode Yang Dipercepat. Tugas Akhir Fakultas Ilmu Bumi Dan Teknologi Mineral, Institut Teknologi Bandung, 2001. Harianto, Singgih. Analisis Kecepatan Penetrasi Ion Klorida Dalam Beton Silika Fume Untuk Memprediksi Durabilitas Dengan Metode Dipercepat. Tesis Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya, 2004. Hendrayana, Heru. Intrusi Air Asin Ke Dalam Akuifer Di Daratan. Paper. Jurusan Teknik Geologi, Universitas Gajah Mada, 2002. Nugraha, Paul, 2007, Teknologi Beton. Yogyakarta:Andi. Syarif Hidayat, 2009, Semen; Jenis Dan Aplikasinya, Cetakan Satu, Penerbit PT.Kawan Pustaka : Jakarta. Wang, Chu Kia & Charles R Salmon. 1994. Desain Beton Bertulang Jilid 1 Edisi Keempat. Jakarta : Erlangga. Waluyohadi, Indra; Dyah Ayu Putri Ani, Koes. 2009. Pengaruh Air Laut Sebagai Bahan Perawatan (Curing) Balok Beton Tanpa Tulangan Terhadap Karakteristik Balok dengan Variasi Tinggi dan Lebar Balok. Skripsi Jurusan Teknik Sipil UB. Tidak Dipublikasikan. Wicaksono, Agung.2009. Pengaruh Air Laut Pada Perawatan (Curring) Beton Terhadap Kuat Tekan Dan Absorpsi Beton Dengan Variasi Faktor Air Semen Dan Durasi Perawatan.Tugas Akhir Fakultas Teknik Jurusan Sipil, Universitas Brawijaya Malang. Wisnumurti. 2004. Pengaruh Komposisi Mortar Terhadap Kuat Geser dan Hancur Tekan Searah Bidang pada Dinding Pasangan Bata Merah. Jurnal Rekayasa Volume 1 No. 2 Desember 2004. http://sasonov.wordpress.com/2008/05/16/curingperawatan-beton/ diakses 1 Juli 2011 www.vienastra.wordpress.com diakses tanggal 9 agustus 2011 Jensen, Alfred dan Chenoweth. 1991. Harry H., Kekuatan Bahan Terapan, Edisi Keempat. Erlangga: Jakarta. Kardiyono Tjokrodimoeljo. 1992. Bahan Bangunan, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik. Universitas Gadjah Mada: Yogyakarta. Kusuma, Gideon,1996, Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang 1, Edisi Kesatu, Erlangga :Jakarta, 1996. Nawy, Edward G. 1998. Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar. Bandung : PT. Refika Aditama. 8