MEYDI PUTRA RAMADHAN

Tugas Akhir ANALISA PERBANDINGAN WAKTU DAN PERBEDAAN FAKTOR AIR SEMEN SERTA PENGARUHNYA TERHADAP KUAT TEKAN BENDA UJI PADA MIX DESIGN YANG SAMA (Kajian Eksperimental) Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh MEYDI PUTRA RAMADHAN 040404060 BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK USU 2 0 1 1

KATA PENGANTAR Alhamdulillahirobbil alamin, puji dan syukur kepada Allah SWT, karena berkat rahmat dan ridho-nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Analisa Perbandingan Waktu dan Perbedaan Faktor Air Semen Serta Pengaruhnya Terhadap Kuat Tekan Benda Uji (Kajian Eksperimental) dengan baik. Adapun tugas akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Bidang Studi Struktur pada Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari bahwa selesainya tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak baik moril maupun materil. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang setulusnya kepada : 1. Bapak Ir. Ali Umar, selaku pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran dan tenaga untuk memberikan arahan dan bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini. 2. Bapak Prof. DR. Ing. Johanes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Ir. Sanci Barus, MT, selaku Koordinator Subjurusan Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 5. Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 6. Teristimewa buat Ibunda dan Ayahanda tercinta atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang, kepercayaan serta do a yang tiada batas untuk penulis. Baktiku takkan dapat membalas segalanya... Kepada kakak, abang, dan adik-adikku: Mbak Dinnie & Bang Idir, Wiwie & Oscar, Rizka, serta Endang. 7. Teman-teman seperjuangan Stambuk 2004, terima kasih atas dukungan, motivasi, dan bantuannya selama pelaksanaan penelitian dan penyelesaian laporan tugas akhir ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan kemampuan dari penulis, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar dapat meningkatkan kemampuan menulis pada masa yang akan datang. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat dan memberikan sumbangan pengetahuan bagi yang membacanya. Maha suci Engkau (ya.. Allah), tidaklah kami memiliki ilmu kecuali yang telah Engkau ajarkan kepada kami (Al Baqarah : 32) Medan, Maret 2011 Penulis (Meydi Putra Ramadhan)

ABSTRAK Beton merupakan salah satu material konstruksi yang pemakaiannya sangat luas sehubungan dengan sifat-sifat fisiknya yang baik, mudah dibentuk dalam pekerjaannya dan biaya pembuatan yang relatif murah. Namun dalam kondisi tertentu untuk meningkatkan kemudahan pengerjaan (workabilitas) dari beton seringkali kita dihadapkan pada suatu masalah penurunan kualitas beton, dan hal itu berkaitan dengan pemakaian jumlah air dalam suatu campuran beton. Penelitian mengenai pengaruh faktor air semen terhadap kuat tekan beton serta akan dibandingkan dengan pengaruh umur terhadap kuat tekan beton ini merupakan salah satu alternatif jawaban yang diharapkan mampu memenuhi pemecahan masalah ini. Metode penelitian yang digunakan adalah dengan melakukan pengujian nilai slump, kuat tekan beton terhadap umur 3, 7, 14, dan 28 hari serta variasi faktor air semen yaitu : 0.4, 0.5, 0.6, dan 0.7 dengan mutu beton normal K-225. Benda uji yang digunakan berbentuk silinder diameter 15 cm tinggi 30 cm. Dan metode analisa data digunakan dengan membuat korelasi dan regresi linier antara FAS ataupun umur terhadap kuat tekan. Dari hasil penelitian diperoleh kuat tekan beton akan menurun dengan bertambahnya nilai faktor air semen pada variasi faktor air semen 0.4, 0.5, 0.6, dan 0.7 masing-masing sebesar 100%, 89%, 62%, dan 43% dari faktor air semen 0.4. Dan kuat tekan beton akan meningkat dengan bertambahnya umur beton pada 3, 7, 14, dan 28 hari masing-masing sebesar 76%, 82%, 89%, dan 100% dari umur 28 hari. Dari hasil penelitian juga diperoleh bahwa pengaruh umur lebih kecil dibandingkan pengaruh faktor air semen terhadap kuat tekan beton yang masing-masing nilainya sebesar 9.2% dan 86.6%. Sehingga kuat tekan beton lebih 80% dipengaruhi oleh FAS dan sisanya dipengaruhi oleh faktor lain seperti kesalahan pelaksanaan, kulitas agregat dan air, atau faktor yang lain. Kata kunci : mix design, kuat tekan, faktor air semen, umur beton, korelasi, regresi linier.

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... xi DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB I PENDAHULUAN.. 1 I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Perumusan Masalah... 2 I.3 Tujuan Penelitian... 4 I.4 Pembatasan Masalah... 4 I.5 Mekanisme Pengujian... 5 I.6 Metodologi Penelitian...... 7 I.7 Manfaat Penelitian... 8 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 9 II.1 Umum 9 II.2 II.3 II.4 Kelebihan dan Kekurangan Beton.. 10 Kinerja Beton... 11 Sifat dan Karakteristik Beton... 13 II.4.1 Kuat Tekan Beton... 13 II.4.2 Kemudahan Pengerjaan.. 13 II.5 II.4.3 Rangkak dan Susut.. Bahan Penyusun Beton........ II.5.1 Semen.... 13 14 14 II.5.1.1 Umum..... 14

II.5.1.2 Semen Portland...... 15 II.5.1.3 Jenis-jenis Semen Portland... 16 II.5.1.4 Sifat Fisik...... 18 II.5.1.5 Sifat Kimia.... 25 II.5.1.6 Komposisi Kimia.... 27 II.5.2 Agregat... 30 II.5.2.1 Umum... 30 II.5.2.2 Jenis-jenis Agregat... II.5.2.2.1 Berdasarkan Berat.. 31 33 II.5.2.2.2 Berdasarkan Bentuk 33 II.5.2.2.3 Berdasarkan Tekstur Permukaan.. 35 II.5.2.2.4 Berdasarkan Ukuran Butiran 37 II.2.2.2.5 Berdasarkan Gradasi... 45 II.5.2.3 Syarat Mutu Agregat... 46 II.5.2.3.1 Agregat Halus..... 46 II.5.2.3.2 Agregat Kasar.. 48 II.5.3 Air... 48 II.5.3.1 Umum... 48 II.5.3.2 Sumber-sumber Air... 49 II.5.3.3 Syarat Umum Air 50 II.6 Sifat-sifat Beton... 52 II.6.1 Sifat-sifat Beton Segar. 53 II.6.1.1 Pemisahan Kerikil... 58 II.6.1.2 Pemisahan Air... 58 II.6.2 Sifat-sifat Beton Keras. 59 II.6.2.1 Kekuatan Tekan Beton... 59 II.6.2.1.1Pemisahan Kerikil... 60

II.6.2.1.2 Faktor Air Semen... 61 II.6.2.1.3 Umur Beton... 62 II.6.2.1.4 Rongga Udara 63 II.6.2.1.5 Perawatan Beton. 63 II.6.2.1.6 Kualitas Agregat Halus... 64 II.6.2.1.7 Kualitas Agregat Kasar... 65 BAB III METODE PENELITIAN 67 III.1 Umum... 67 III.2 Pemeriksaan dan Penyediaan Bahan... 67 III.2.1 Pemeriksaan Bahan... 67 III.2.2 Design Campuran Beton (Mix Design) 68 III.2.3 Penyediaan Bahan Penyusun Beton... 76 III.2.4 Pembuatan Benda Uji.... 77 III.2.5 Pengujian Kuat Tekan Beton... 77 III.3 Tempat dan Waktu Penelitian... 79 III.4 Teknik Analisa Data... 80 III.4.1 Umum.. 80 III.4.2 Penelitian dan Statistik... III.4.2.1 Rata-rata (Mean). 80 81 III.4.2.2 Nilai Tengah (Median).. 81 III.4.2.3 Modus (Mode).. 81 III.4.2.4 Range.. 82 III.4.2.5 Standar Deviasi. 82 III.4.3 Pengujian Hipotesis.. 82 III.4.3.1 Hipotesisi Assosiatif.. 82 III.4.3.1.1 Korelasi 84 III.4.1.1.1 Korelasi Product Momen.. 84

III.4.1.1.2 Korelasi Ganda. 86 III.4.3.1.2 Regresi Linier. 88 III.4.3.1.2.1 Regresi Linier Sederhana... III.4.3.1.2.2 Regresi Linier Ganda.. BAB IV HASIL PENELITIAN IV.1 Flow Chart Penelitian IV.2 Pemeriksaan Bahan-bahan Penyusun Beton... IV.2.1 Agregat Halus... Analisa Ayakan Pasir.. Pencucian Pasir Lewat ayakan 200... 88 90 92 92 93 93 93 95 Pemeriksaan Kandungan Organik.. 95 Pemeriksaan Clay Lump Pasir. Pemeriksaan Berat Isi Pasir. Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorpsi Pasir IV.2.2 Agregat Kasar. 96 97 98 100 Analisa Ayakan Kerikil 100 Pemeriksaan Kadar Lumpur.. 101 Pemeriksaan Berat Isi Kerikil 102 Pemeriksaan Berat Jenis dan Absorpsi Kerikil.. 103 IV.2.3 Air... 104 IV.3 Desain Campuran (Mix Design)... 104 IV.4 Penyediaan Bahan Penyusun Beton... 104 IV.5 Nilai Slump. 106 IV.6 Kuat Tekan Benda Uji... 107 Perhitungan Kuat Tekan Benda Uji. 107 Hasil Pengujian Kuat Tekan. 108 BAB V ANALISA DAN PERUMUSAN HASIL... 112

V.1 Flow Chart Analisa Penelitian.. 112 V.2 Perhitungan Statistik 113 V.2.1 Korelasi, determinasi, dan Regresi Sederhana V.2.2 Regresi Linier Ganda 113 124 V.3 Perhitungan Nilai FAS dan Umur Beton. 127 V.3.1 Perhitungan Umur Beton Rencana Maksimum V.3.2 Perhitungan FAS Optimum. 127 128 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN. 129 VI.1 Kesimpulan.. 129 VI.2 Saran... 130 DAFTAR PUSTAKA.. xvi

DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Benda Uji silinder... 5 Gambar 2.1 Sampel Adukan Beton Segar 10 Gambar 2.2 Perbandingan Bahan pengisi Beton.. 12 Gambar 2.3 Salah Satu Jenis Semen Portland... 16 Gambar 2.4 Alat Vicat Aparatus... 20 Gambar 2.5 Bagan Proses Pengikatan... 21 Gambar 2.6 Klasifikasi Agregat Berdasarkan Sumber Material... 32 Gambar 2.7 Salah Satu Jenis agregat Halus... 38 Gambar 2.8 Grafik Daerah Gradasi Pasir Terbaik... 39 Gambar 2.9 Grafik Daerah Gradasi Pasir Kasar.. 40 Gambar 2.10 Grafik Daerah Gradasi Pasir Agak Kasar 41 Gambar 2.11 Grafik Daerah Gradasi Pasir Halus.. 42 Gambar 2.12 Grafik Daerah Gradasi Pasir Agak Halus 43 Gambar 2.13 Agregat Kasar... 43 Gambar 2.14 Grafik Daerah Gradasi Agregat Kasar Ø 40mm.. 44 Gambar 2.15 Grafik Daerah Gradasi Agregat Kasar Ø 20mm.. 44 Gambar 2.16 Grafik Daerah Gradasi Agregat Kasar Ø 12.5mm... 45 Gambar 2.17 Kerucut Abrams... 55

Gambar 2.18 Slump Sebenarnya... 56 Gambar 2.19 Slump Geser... 56 Gambar 2.20 Slump Runtuh... 56 Gambar 2.21 Grafik pengaruh ukuran agregat terhadap kuat tekan beton... 60 Gambar 2.22 Grafik hubungan faktor air semen terhadap kekuatan tekan beton... 61 Gambar 2.23 Hubungan antara kuat tekan beton umur 7 hari... 62 Gambar 2.24 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton... 62 Gambar 2.25 Hubungan antara umur beton dan kuat tekan beton... 63 Gambar 3.1 Hubungan Kuat Tekan dan FAS untuk Silinder... 71 Gambar 3.2 Hubungan Kuat Tekan dan FAS untuk Kubus... 72 Gambar 3.3 Prosentase Jumlah Pasir untuk Agregat 10mm... 73 Gambar 3.4 Prosentase Jumlah Pasir untuk Agregat 20mm... 73 Gambar 3.5 Prosentase Jumlah Pasir untuk Agregat 40mm... 74 Gambar 3.6 Pengujian Kuat Tekan Benda Uji... 79 Gambar 3.7 Grafik Korelasi Positif... 83 Gambar 3.8 Grafik Korelasi Negatif... 83 Gambar 3.9 Korelasi Variabel x 1 terhadap y... 85 Gambar 3.10 Korelasi Variabel x 2 terhadap y... 85 Gambar 3.11 Korelasi Ganda Penelitian... 86

Gambar 4.1 Perbedaan Faktor Air Semen Terhadap Nilai Slump... 107 Gambar 4.2 Grafik Gabungan Pertambahan FAS Terhadap Kuat Tekan 110 Gambar 4.3 Grafik Gabungan Pertambahan Umur Terhadap Kuat Tekan.. 110 Gambar 5.1 Flow Chart Analisa Penelitian... 112 Gambar 5.2 Regresi Linier Antara Kuat Tekan Terhadap Umur Pada FAS 0.4.. 116 Gambar 5.3 Regresi Linier Antara Kuat Tekan Terhadap Umur Pada FAS 0.5.. 116 Gambar 5.4 Regresi Linier Antara Kuat Tekan Terhadap Umur Pada FAS 0.6.. 117 Gambar 5.5 Regresi Linier Antara Kuat Tekan Terhadap Umur Pada FAS 0.7.. 117 Gambar 5.6 Grafik Regresi Linier Gabungan Antara Umur Terhadap Kuat Tekan 118 Gambar 5.7 Regresi Linier Kuat Tekan Terhadap FAS Pada Umur 3 hari. 121 Gambar 5.8 Regresi Linier Kuat Tekan Terhadap FAS Pada Umur 7 hari. 121 Gambar 5.9 Regresi Linier Kuat Tekan Terhadap FAS Pada Umur 14 hari... 122 Gambar 5.10 Regresi Linier Kuat Tekan Terhadap FAS Pada Umur 28 hari... 122 Gambar 5.11 Grafik Regresi Linier Gabungan Antara FAS Terhadap Kuat Tekan. 123

DAFTAR TABEL TABEL 1.1 Distribusi pengujian benda uji.. 8 TABEL 2.1 Perbandingan Kuat Tekan Antara Silinder dan Kubus 13 TABEL 2.2 Perkembangan Panas Hidrasi Semen Portland pada Suhu 21 o C.. 23 TABEL 2.3 Sifat Fisik Semen untuk Setiap Type Semen... 24 TABEL 2.4 Syarat Kimia dalam Semen untuk Setiap Type Semen 27 TABEL 2.5 Batasan komposisi umum dari semen Portland 28 TABEL 2.6 Batasan Gradasi Terbaik untuk Agregat Halus 38 TABEL 2.7 Batas Gradasi Agregat Halus untuk Daerah I (Pasir Kasar) 39 TABEL 2.8 Batas Gradasi Agregat Halus untuk Daerah II (Pasir Agak Kasar). 40 TABEL 2.9 Batas Gradasi Agregat Halus untuk Daerah III (Pasir Halus).. 41 TABEL 2.10 Batas Gradasi Agregat Halus untuk Daerah IV (Pasir Agak Halus) 42 TABEL 2.11 TABEL 2.12 TABEL 2.13 TABEL 2.14 TABEL 2.15 TABEL 2.16 TABEL 3.1 Batas Gradasi Agregat Kasar... Batasan maksimum ion klorida Perkiraan Kadar Air Bebas (kg/m 3 ) yang Dibutuhkan Workability Slump yang disarankan untuk berbagai jenis konstruksi... Jumlah Semen Minimum dan Nilai Faktor air Semen Maksimum... Perbandingan kekuatan tekan benda uji percobaan... Perkembangan Kuat Tekan untuk semen Portland Type I... 44 52 52 57 57 59 69

TABEL 3.2 Faktor Pengali untuk Deviasi Standar... 69 TABEL 3.3 Perkiraan kuat tekan beton dengan FAS 0.5... 69 TABEL 3.4 Perkiraan Kadar Air Bebas (kg/m 3 ) Dibutuhkan untuk Workability... 70 TABEL 3.5 Jumlah Semen Minimum dan Nilai Faktor air Semen Maksimum... 70 TABEL 3.6 Jadwal Kegiatan Penelitian... 79 TABEL 4.1 Jumlah Komposisi Setiap Agregat untuk Campuran 1 m 3 Beton... 105 TABEL 4.2 Jumlah Air yang Dibutuhkan untuk Setiap FAS yang Berbeda... 105 TABEL 4.3 Keseluruhan Komposisi Bahan Penyusun Setiap FAS yang Berbeda... 105 TABEL 4.4 Komposisi Bahan Penyusun untuk setiap 4 buah sampel benda uji... 106 TABEL 4.5 Nilai Slump Pengaruh Penambahan Faktor Air Semen.. 106 TABEL 4.6 Hasil Kuat Tekan Benda Uji 109 TABEL 4.7 Persentase Kuat Tekan Terhadap Kuat Tekan Umur 28 Hari. 111 TABEL 4.8 Persentase Kuat Tekan Terhadap Faktor Air Semen 0.4. 111 TABEL 5.1 Tabel penolong untuk perhitungan korelasi dan regresi linier... 113 TABEL 5.2 Tabel penolong untuk perhitungan korelasi dan regresi linier ganda... 124 TABEL 5.3 Tabel Hasil Perhitungan Kuat Tekan Maksimum... 127

DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A Lampiran A.1 Lampiran A.2 Lampiran A.3 Lampiran A.4 Analisa Saringan Agregat Halus Berat Isi Agregat Halus Berat Jenis Dan Absorpsi Agregat Halus Kadar Lumpur Agregat Halus LAMPIRAN B Lampiran B.1 Lampiran B.2 Lampiran B.3 Lampiran B.4 Lampiran B.5 Analisa Saringan Agregat Kasar Berat Isi Agregat Kasar Berat Jenis Dan Absorpsi Agregat Kasar Kadar Lumpur Agregat Kasar Summary/Report Lampiran C.1 Perhitungan Mix Design LAMPIRAN C LAMPIRAN D Lampiran D.1 Lampiran D.2 Lampiran D.3 Lampiran D.4 Kuat Tekan Beton Umur 3 Hari Kuat Tekan Beton Umur 7 Hari Kuat Tekan Beton Umur 14 Hari Kuat Tekan Beton Umur 28 Hari LAMPIRAN E Lampiran E.1 Lampiran E.2 Lampiran E.3 Gambar Sampel Agregat Kasar Gambar Agregat Halus Gambar Penimbangan Agregat Kasar untuk Sampel Sieve Analisis

Lampiran E.4 Lampiran E.5 Lampiran E.6 Lampiran E.7 Lampiran E.8 Lampiran E.9 Gambar Hasil Penimbangan Agregat Kasar untuk 2 Sampel Gambar Hasil Penimbangan Agregat Halus untuk 2 Sampel Gambar Hasil Penimbangan untuk Berat Isi dan Abrorpsi Agregat Gambar Hasil Percobaan Kadar Lumpur dan Clay Lump Pasir Gambar Hasil Percobaan Kadar Lumpur dan Clay Lump Kerikil Gambar Hasil Percobaan Berat Isi Pasir dan Kerikil LAMPIRAN F Lampiran F.1 Lampiran F.2 Lampiran F.3 Lampiran F.4 Lampiran F.5 Lampiran F.6 Lampiran E.7 Gambar Alat untuk Pengujian Berat SSD Kerikil Gambar Saringan untuk Percobaan Sieve Analisis Agregat Gambar Sieve Analisis Machine untuk Analisa Ayakan Agregat Gambar Kerucut Abrams dan Cetakan Silinder Gambar Compress Machine Gambar Timbangan untuk Agregat Gambar Mould untuk Berat Isi Pasir LAMPIRAN G Lampiran G.1 Lampiran G.2 Lampiran G.3 Lampiran G.4 Lampiran G.5 Lampiran G.6 Lampiran G.7 Gambar Penimbangan Sampel Semen Gambar Penyediaan Agregat Kasar Gambar Penimbangan Sampel Agregat Halus Gambar Persiapan Cetakan untuk Benda Uji Silinder Gambar Persiapan dan Pelaksanaan Pengecoran Gambar Pengujian Nilai Slump Gambar Membuka Cetakan Benda Uji

Lampiran G.8 Lampiran G.9 Lampiran G.10 Lampiran G.11 Lampiran G.12 Gambar Perendaman Benda Uji (Curring) Gambar Proses Peng-capping-an dengan Mortar Belerang Gambar Hasil Peng-capping-an Benda Uji Gambar Pengujian Kuat Tekan Benda Uji Gambar Keretakan Benda Uji dari Hasil Uji Kuat Tekan LAMPIRAN H Lampiran H.1 Lampiran H.2 Tabel Uji r Product Moment Tabel Uji t