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
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 15 188-95 3, - 3,2 3,6 memenuhi 2. Uji analisis ayak agregat kasar dan agregat halus ASTM C.136-96a 33-93 - - FMhalus = 2.876 FMkasar = 6,876 3. Uji kadar zat organik 4 4 SNI 3-347-1994 1% - Natrium Warna lebih muda memenuhi SNI 3 2816 1992 15% - Magnesium Lebih muda (negatif) Lebih tua (positif) 4. Uji kadar butir lolos ayakan no. 2 117-95 SNI 3-4142-1996 117-95 < 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 127-1 128-1 127-1 > 2,5 Penyerapan = 3% SSD (%) Curah (%) Apparent (%) Penyerapan air (%) Halus 2,55 2,35 2,75 6,315 SNI 3-1969-199 Kasar 2,63 2,54 2,79 3,6 SNI 3-197-199 6. Uji bobot isi agregat padat dan gembur 29/ C. 29M-97 Padat (gr/cm 3 ) Gembur (gr/cm 3 ) Halus 1.58 1.55 SNI 3-484-1998 Kasar 1.36 1.24 7 Uji abrasi agregat kasar dengan mesin LA 131-3 SNI 3-2417-1991 33-93 Abrasi maksimum 5% 17,2365 % memenuhi IV-2
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 33-95 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
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
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.33-1996 untuk pembuatan beton yang digunakan sebagai struktur. 4.3. 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 3.6 - Agregat halus : Angka Kehalusan (FM) 3.9 - Berat Jenis Kering (BDG dry) 2.55 - Penyerapan Air 6.32 % Bobot isi padat kering 1679 kg/m 3 Agregat Kasar : Maks Butir 19 mm Berat Jenis Kering (BDG dry) 2.63 - Penyerapan Air 3.6 % Bobot isi padat kering 1528 kg/m 3 Gradasi 33, nomor - - 1. Slump = 25 s/d 5 mm ( tabel 3.5 slump) IV-5
2. Maksimum butir agregat = 19 mm ( modul rancangan beton mutu tinggi oleh IR. A. SUBAGDJA, MT) 3. Kadar optimum agregat kasar =.65 x 1528 = 993.2 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 = 435.3 kg/m3 7. Proporsi campuran dasar Tabel 4.3 Proporsi Campuran a. Semen = 435. 3.6 x 1.142 m 3 b. Agg. Kasar = 11 2.54 x 1.418 m 3 c. Air = 168. 1.168 m 3 d. Udara = (2%x1)/1.2 m 3 Volume bahan padat tanpa agregat halus (Pasir).748 m 3 Volume agregat halus (Pasir) = 1 -.748..252 m 3 Berat agregat halus (Pasir) =.252 x 2.55x 1 631.26 kg Jadi Proporsi Campuran Dasar Beton (tanpa bahan bersifat semen): IV-6
Tabel 4.4 Proporsi Campuran Setelah Agregat Halus di Perhitungkan a. Semen 435. kg/m 3 b. Agregat Kasar 993.2 kg/m 3 c. Agregat Halus (Pasir) 631.26 kg/m 3 d. Air 168. kg/m 3 Total 2227.46 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) 666.2 kg c. Agregat Kasar =(993.2) x (1.36) 1139.8 kg d. Air =(168)-[(993.2)x(.36+.5)] + [(631.26)x(.632-.64)] 126.8 kg Total 2367.8 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
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 =.81 3. Faktor keamana 3% = (3% X.81)+.81 =.153 m3 4. Semen = 435. kg/m3 x.153 m3 = 45.81 kg 5. Air = 168 kg/m3 x.153 = 17.694 kg 6. Pasir = 666.2 kg/m3 x.153 = 7.151kg 7. Split = 1139.8kg/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 11.453 11.453 11.453 11.453 Air 4.423 4.423 4.423 4.423 Agregat kasar 3.5 3.5 3.5 3.5 Agregat halus 17.538 16.661 15.784 14.97 Styrofoam..42.84.127 Ket : untuk agregat halus tiap penambahan Styrofoam 5% dikurangi 5% dari berat agregat halus IV-8
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) 581.5 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 14.9 1 15.2 4 15.2 15. 15.2 15.3 15. 15. 15.2 15. 6 15.1 15.4 14. 86.4 2.324 13 447.6 43.9 14. 896.3 2.36 15 443.5 43.5 28. 819.6 2.356 112 425.8 41.8 28. 89.5 2.312 19 419.9 41.2 Rata-rata 2.324 115 422.8 42.6 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
Menghitung kuat tekan beton untuk tipe Styrofoam % 1. Sampel 1 umur 14 hari : - Luas kubus beton : A = 14.91 cm x 15.2 cm =226.63 cm2 - berat sample = 86.4 gram (dari hasil timbangan) - berat volume = berat / volume = 86.4 kg/ (226.63 x 15.2) = 2.324 gr/cm3 - Beban maximum = pembacaan dari dial alat uji tekan adalah 13 KN Ket : 1 KN =11.9716 kgf - Nilai kuat tekan kgf/luas area = 13 KN x 11.9716 / luas area = 153.748 kgf/ 226.63 cm2 = 463.446 kg/cm2 - Untuk konfersi kubus ke silinder = 1:.85 (sumber PBI-NI 2-71) - Jadi untuk hasil kubus setelah dikonfersikan adalah = 463.446 /.85 = 393.92 kg/cm2 - Untuk umur 14 hari, kuat tekan rencana adalah =.88 x kuat tekan rencana IV-1
=.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 = 819.6 kg/ (228 x 15.1) = 2.356 gr/cm3 - Beban maximum = pembacaan dari dial alat uji tekan adalah 112 KN Ket : 1 KN =11.9716 kgf - Nilai kuat tekan kgf/luas area = 112 KN x 11.9716 / luas area IV-11
= 11428.192 kgf/ 228cm2 = 5.91 kg/cm2 x,85 = 425.8 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) 581.5 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. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 15. 14.9 2 14.6 15.1 15.1 5 15.1 15.5 15.1 15.1 5 15.1 6 15.2 15.1 14. 86.4 2.326 12 442.1 43.4 14. 7979.2 2.336 13 45.3 44.2 28. 7991.7 2.323 113 432.8 42.4 28. 7864.5 2.284 15 399.1 39.1 Rata-rata 2.317 158 431.1 42.3 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
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) 581.5 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. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 15.5 15.5 15.2 7819.7 2.141 985 43.8 39.6 2 15.2 15.2 14.9 7998.9 2.324 995 424.2 41.6 3 15.2 15.1 15.2 87.7 2.295 14 392.7 38.5 4 15.4 14.9 15.4 7877.4 2.229 16 4.4 39.3 5 6 7 8 9 1 Rata-rata 2.247 12 45.3 39.7 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 46.2 4. IV-13
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) 581.5 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. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 14.9 15.15 15.15 7823.9 2.288 925 43.6 39.6 2 15. 15.1 15.1 7775.6 2.273 91 395.7 38.8 3 15.3 14.9 15.3 7732.3 2.217 94 357.4 35. 4 15.3 15.2 15.4 7742.5 2.162 15 374.6 36.7 5 6 7 8 9 1 Rata-rata 2.235 945 382.8 37.5 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 42. 4. IV-14
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
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 % = 2.334 gr/cm3, pada 5% =2.34 gr/cm2 Untuk penambahan 1 % = 2.262gr/cm3, sedangkan untuk 15% = 2.189 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
Gambar 4.2 Menunjukkan kurva berat isi vs variasi styrofoam IV-17
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-15-1991-3) 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
Tabel 4.11 Modulus Elastisitas Beton kadar styrofoam fc Ec e (%) (Mpa) (Mpa) 41.466732 28278.9.591465 5 42.275213 28486.43735.122298 1 39.7451179 2783.5189.792622 15 37.54235 27242.15639.173698 Dari tabel hasil uji modulus elastisitas di atas, tampak bahwa modulus elastisitas beton akan berkurang sering ditambahkan bahan styrofoam. 1. Modulus elastisitas pada % adalah 28278.9 MPa dan regangan adalah.591465mm/mm 2. Modulus elastisitas pada 5% adalah 28486.43 MPa dan regangan adalah.122298 mm/mm 3. Modulus elastisitas pada 1% adalah 2783.51 MPa dan regangan adalah.792622mm/mm 4. Modulus elastisitas pada 15% adalah 27242.156 MPa dan regangan adalah.173698 mm/mm Modulus elastisitas beton (Ec) tertinggi terdapat pada kadar Styrofoam % yaitu sebesar 31589.8 MPa, regangan nya =.5914 mm/mm, untuk regangan beton (ε) pada saat persentase styrofoam (5 %) maksimal sebesar.122298 IV-19
mm/mm, dan modulus elastisitasnya adalah 31494.58 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