BAB 3 METODOLOGI 3.1 Pendekatan Penelitian Bagan alir penelitian atau penjelasan secara umum tentang urutan kegiatan yang dilaksanakan untuk menyelesaikan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : Mulai Tinjauan Pustaka Pengujian Bahan/Semen Pemilihan Zat Tambahan Pembuatan Benda Uji Abu Sekam Fly Ash Sika AE 10% 20% 1% 3% 15% 10% 20% 2% 15% Pengujian Kuat Tekan dan Permeabilitas Analisa Hasil Pengujian Kesimpulan dan Saran Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian Secara Umum 43
44 Penjelasan dari metodologi penelitian ini adalah sebagai berikut : - Penelitian dimulai dengan mengidentifikasi masalah yang ada dan dijadikan sebagai topik penelitian ini. Permasalahan yang ditinjau mengenai studi penelitian komposisi beton berpori menggunakan campuran semen portland komposit dengan variasi jenis serta persentase zat tambahan untuk meningkatkan nilai kuat tekan pada aplikasi perkerasan sidewalk. - Tinjauan kepustakaan dilakukan untuk menjelaskan gambaran umum obyek penelitian dan landasan teori yang menjadi acuan pustaka pada saat penelitian dan dalam penyusunan laporan penelitian. Tinjauan pustaka dilakukan dengan studi literatur mengenai beton berpori dan hal-hal yang terkait. Dikarenakan kurangnya referensi mengenai beton berpori di Indonesia maka referensi yang lebih banyak digunakan diperoleh dari hasil penelitian di negara lain. Dimana berdasarkan referensi-referensi tersebut didapatkan kisaran komposisi pembuatan beton berpori serta pedoman tata cara pembuatan beton berpori yang akan digunakan sebagai perkerasan. - Pengujian Bahan. - Analisa untuk mengetahui komposisi beton berpori menggunakan campuran semen portland komposit dengan variasi jenis serta persentase zat tambahan dalam penelitian ini dilakukan dengan rencana pendekatan penelitian sebagai berikut : a. beton merupakan kisaran komposisi berdasarkan penelitian sebelumnya (penelitian Bagus Hartanto Putra, 2011) dan ACI 522R-10. b. Pengujian bahan-bahan yang akan digunakan sebagai campuran beton berpori. c. Proses pembuatan benda uji akan menggunakan cetakan kubus dengan ukuran 15x15x15 cm. Dimana tiap komposisi beton akan dibuat 18 buah benda uji.
45 d. Perawatan benda uji dilakukan untuk menjamin agar tidak terjadi penguapan air dari benda uji, sehingga proses hidrasi yang terjadi pada benda uji dapat berlangsung dengan baik. e. Pengujian benda uji dilakukan melalui pengujian kuat tekan beton berpori pada hari ke 7, 14, dan 28 untuk mengetahui perkembangan kuat tekan beton. - Kesimpulan serta saran yang diperoleh berdasarkan hasil penelitian dibuat secara jelas, sehingga dapat digunakan untuk penelitian lebih lanjut. 3.2 Teknik Pengumpulan Data Pada penelitian ini, parameter dan perbandingan yang digunakan berasal dari pengujian benda uji. Data-data yang dihasilkan kemudian dianalisa untuk mencapai kesimpulan yang diharapkan dapat memberi solusi dalam pembuatan beton berpori. Untuk setiap komposisi campuran beton berpori, dibuat 18 buah benda uji kubus yang kemudian akan digunakan untuk pengujian kuat tekan pada umur 7, 14, dan 28 hari. Pengujian kemampuan penyerapan air pada beton berpori dilakukan setelah didapatkan hasil kuat tekan yang terbaik dari setiap komposisi beton berpori. Jumlah benda uji yang dibuat dalam penelitian ini adalah 162 buah. 3.3 Pembuatan dan Pengujian Benda Uji Pembuatan benda uji dilakukan di laboratorium teknologi beton PT. Subur Brothers, Cakung. Dimana jenis cetakan yang digunakan adalah cetakan dengan bentuk kubus, dengan ukuran 15 x 15 x 15 cm. Tiap komposisi dibuat sebanyak 18 buah untuk masing-masing jenis zat tambahan atau admixture (Abu sekam, Fly ash dan Sika AE) dengan kombinasi admixture mencapai total benda uji sebanyak 162 buah. Pengujian
46 benda uji juga dilakukan di laboratorium teknologi beton PT. Subur Brothers, Cakung. Pengujian kuat tekan akan dilakukan dengan menggunakan alat uji kuat tekan beton. Pembuatan benda uji beton berpori dalam penelitian ini dirancang berdasarkan kesimpulan yang didapat dari berbagai jurnal penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Tata cara pembuatan beton berpori dalam penelitian ini adalah : a. Menentukan kuat tekan beton berpori yaitu 150-180 kg/cm 2. b. Memilih jenis semen, yaitu semen portland komposit, dan menentukan berat jenis semen dalam campuran beton, yaitu 325 kg/m 3. c. Menentukan nilai faktor air semen yang digunakan, yaitu sebesar 0,4 (menurut ACI 522R-10 Report on Pervious Concrete). d. Menentukan berat jenis agregat kasar yang digunakan dalam campuran. Dalam hal ini digunakan berat jenis agregat kasar 1.300 kg/m 3 (berdasarkan penelitian Bagus H.P.). Ukuran agregat kasar yang digunakan adalah dengan persentase 30% agregat 2-3 cm (lolos saringan 38 mm dan tertahan pada saringan 19 mm), 40% agregat 1-2 cm (lolos saringan 19 mm dan tertahan pada saringan 9,6 mm) dan 30% agregat 0,5-1 cm (lolos saringan 9,6 mm dan tertahan pada saringan 4,8 mm). e. Admixture yang digunakan adalah Abu sekam padi dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori; Fly ash dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori; dan Produk Sika Air Entraining dengan kadar 1, 2, 3% dari berat air dalam setiap campuran beton berpori. f. Nilai slump diabaikan, karena nilai slump yang terbentuk dari campuran beton berpori sangat besar. Hal ini disebabkan karena tidak adanya pemakaian agregat halus dalam campuran beton berpori.
47 g. Mencari kadar air dan penyerapan dari agregat kasar, yang bertujuan untuk mencari hasil koreksi persentase jumlah air dalam campuran, agar didapatkan campuran pasta semen yang dapat mengikat agregat secara kuat. h. Koreksi proporsi jumlah air dalam campuran beton berdasarkan kadar air dan penyerapan pada agregat kasar. i. Pengadukan dilakukan secara manual dan terdiri dari dua tahap, yaitu pertama mencampur agregat dengan sebagian bubuk semen selama kurang lebih 2 menit, agar semen dapat menyelimuti keseluruhan permukaan agregat. Setelah itu dilanjutkan pengadukan dengan campuran air dan seluruh semen sampai terbentuk campuran beton yang siap dicetak. 3.4 Pelaksanaan Penelitian Penelitian beton berpori ini dimulai dengan melakukan pemeriksaan atau perhitungan kadar air dan penyerapan agregat kasar. Pemeriksaan kadar air bertujuan untuk menentukan kadar air agregat dengan cara pengeringan. Kadar nilai air dalam agregat merupakan nilai banding antara berat air yang terkandung dalam agregat dengan agregat dalam keadaan kering. Nilai kadar air ini digunakan untuk mencari jumlah air yang tertahan pada agregat kasar sehingga diperoleh koreksi jumlah air yang tepat untuk digunakan dalam pencampuran adukan pembuatan beton berpori disesuaikan dengan kondisi di lapangan. Prosedur pemeriksaan atau perhitungan kadar air agregat kasar adalah sebagai berikut : 1. Agregat kasar (benda uji) sebanyak 1.000 gr diambil dalam keadaan aslinya. 2. Sebuah talam/wadah ditimbang beratnya dan dicatat (W 1 ). 3. Benda uji dimasukkan ke dalam talam, dan kemudian ditimbang beratnya (W 2 ).
48 4. Benda uji dan talam dikeringkan dengan cara dimasukkan ke dalam oven pada suhu 105ºC hingga mencapai berat tetap. 5. Setelah dioven, benda uji bersama talam ditimbang kembali dihitung beratnya (W 3 ). 6. Berat agregat setelah dioven dihitung (W 5 = W 3 W 1 ). Rumus yang dipergunakan dalam perhitungan kadar air agregat kasar adalah : 1.000 W Kadar air agregat = 5 100 %... (3.1) 1.000 Pemeriksaan penyerapan agregat kasar bertujuan untuk untuk menentukan berat jenis dan persentase berat air yang dapat diserap agregat yang kemudian dihitung terhadap berat kering agregat. Dalam perencanaan campuran beton, berat jenis agregat yang terutama digunakan adalah berat jenis pada keadaan jenuh kering permukaan. Prosedur pemeriksaan atau perhitungan penyerapan agregat kasar adalah sebagai berikut : 1. Benda uji dicuci untuk menghilangkan debu atau bahan-bahan lain yang melekat pada permukaan agregat. 2. Benda uji dikeringkan pada oven dengan suhu 105-115ºC sampai berat tetap., kemudian didinginkan dalam desikator, lalu beratnya ditimbang (B k ). 3. Benda uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 24 jam. 4. Benda uji dalam air dikeluarkan, dilap sampai selaput air pada permukaan agregat hilang. 5. Berat benda uji dalam keadaan jenuh air kering permukaan ditimbang (B j ). 6. Benda uji dimasukkan ke dalam bejana gelas dan tambah air, hingga benda uji terendam dan permukaan air pada tanda batas. 7. Bejana yang berisi air dan benda uji tersebut ditimbang (W 1 ).
49 8. Bejana dibersihkan dari benda uji dan dimasukan lagi air sampai permukaannya ada pada batas, lalu beratnya ditimbang (W 2 ). Rumus yang dipergunakan dalam perhitungan berat jenis dan penyerapan agregat kasar adalah : Berat jenis kering = B j Bk... (3.2) (W W ) 1 2 Berat jenis jenuh kering permukaan (SSD) = B j B j (W W ) 1 2... (3.3) B j Bk Penyerapan = 100 % B k... (3.4) Pengujian/percobaan pendahuluan dilakukan dengan membuat benda uji beton berpori menggunakan proporsi campuran pertama dengan semen 325 kg/m 3 ; Faktor air semen 0,4 dan jumlah air yang dibutuhkan 130 liter/m 3 ; Agregat kasar 1.300 kg/m 3 dengan persentase 50% agregat 2-3 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 10% agregat 0,5-1 cm. Persentase agregat kasar yang digunakan mengacu dari gambar grafik batas gradasi kerikil ukuran maksimum 40 mm dalam SNI 03-2834-2000. Gambar 3.2 Persentase Agregat Kasar Campuran Percobaan Pertama
Proporsi campuran kedua dengan mengubah persentase agregat kasar menjadi 30% agregat 2-3 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 30% agregat 0,5-1 cm. 50 Gambar 3.3 Persentase Agregat Kasar Campuran Percobaan Kedua Perbedaan pemakaian proporsi agregat kasar dalam campuran beton berpori yang digunakan untuk menganalisa komposisi yang memiliki bentuk permukaan beton berpori yang baik untuk sidewalk dan selanjutnya akan digunakan sebagai acuan proporsi campuran dalam membuat benda uji beton berpori dalam penelitian ini. Tahap berikutnya adalah pembuatan benda uji. Benda uji yang dibuat pada penelitian ini menggunakan cetakan (mold) bentuk kubus dengan ukuran 15x15x15 cm. Gambar 3.4 Cetakan (Mold) Beton Bentuk Kubus 15x15x15 cm
51 Pembuatan benda uji beton berpori dibuat dengan variasi jenis serta persentase bahan tambahan terdiri dari tiga macam, yaitu dengan menggunakan admixture Abu sekam padi dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori; Fly ash dengan kadar 10, 15, 20% dari berat semen dalam setiap campuran beton berpori; dan Produk Sika Air Entraining dengan kadar 1, 2, 3% dari berat air dalam setiap campuran beton berpori. Hal ini untuk melihat perbedaan dari penggunaan bahan tambahan dalam campuran beton terhadap hasil nilai kuat tekan. Kombinasi agregat kasar yang digunakan dalam campuran beton berpori dengan persentase agregat kasar 30% agregat 2-3 cm, 40% agregat 1-2 cm, dan 30% agregat 0,5-1 cm. Gambar 3.5 Agregat Kasar Pembuatan benda uji dimulai dengan perencanaan kuat tekan yang diharapkan, lalu melakukan penimbangan semen, admixture, agregat kasar dan air sesuai dengan komposisi campuran yang direncanakan. Bahan tambahan abu sekam sebelumnya disaring atau diayak terlebih dahulu dengan saringan No.50 ukuran lubang 0,297 mm dan No.100 ukuran lubang 0,149 mm untuk mendapatkan kehalusan abu sekam yang lebih halus.
52 Gambar 3.6 Abu Sekam Setelah Disaring Setelah semua material campuran telah siap, lalu dilakukan pengadukan dengan menggunakan sekop. Pengadukan dimulai dengan mencampur semen dan admixture kemudian mencampur agregat kasar, semen, dan admixture dalam kondisi kering, sampai agregat kasar, semen, admixture dirasa telah bercampur secara merata, kurang lebih selama dua menit. Lalu kemudian diberi air. Pengadukan dilakukan sampai terbentuk campuran beton yang dirasa telah tercampur secara merata. Setelah itu, campuran dituang ke dalam cetakan yang telah dibersihkan dan diberi pelumas. Pemadatan campuran beton berpori dilakukan dengan memberi tumbukan sebanyak 25 x 3 tumbukan untuk setiap 1/3 bagian cetakan yang terisi oleh campuran basah beton berpori. Gambar 3.7 Campuran Beton Berpori Dalam Cetakan
53 Kemudian campuran basah beton berpori dibiarkan mengering selama 1-2 hari sebelum beton dikeluarkan dari cetakan. Setelah kering, beton berpori dikeluarkan dari cetakan, lalu ditimbang untuk mengukur berat dan berat jenisnya. Dalam hal ini, beton berpori termasuk dalam beton ringan karena beratnya berkisar antara 5 kg 7 kg. Lalu beton berpori direndam dalam bak air sampai hari sebelum pengetesan kuat tekan dilakukan. Gambar 3.8 Perendaman Benda Uji Beton Berpori Pengujian tes kuat tekan benda uji dilakukan dengan menggunakan alat uji kuat tekan beton di PT. Subur Brothers. Pengetesan kuat tekan yang pertama dilakukan setelah beton berpori berumur 7 hari. Hasil uji kuat tekan beton berpori menunjukkan bahwa beton berpori memiliki kuat tekan yang tidak terlalu besar. Selanjutnya tes kuat tekan beton berpori dilakukan pada umur 14 dan 28 hari.
54 Gambar 3.9 Alat Uji Kuat Tekan PT. Subur Brothers Langkah selanjutnya adalah pengujian kecepatan rembesan air dari beton berpori. Pengujian tingkat peresapan air pada beton berpori dilakukan dengan menggunakan alat pengujian permeabilitas beton berpori sederhana. Pertama benda uji haruslah dibungkus dengan lapisan kedap air pada bagian sisi-sisi samping nya, hal ini membuat air tidak akan bocor kesisi samping tetapi akan mengalir dari atas permukaan sampai ke bagian bawah beton. Beton dipasang pada alat uji dimana sisi bawah beton dikunci dengan rapat agar posisi beton tidak bergeser dan air tidak bocor. Tabung pengukur dipasang pada bagian atas beton untuk mengukur seberapa banyak air yang nantinya akan mengalir pada beton. Setelah benda uji sudah terpasang dengan baik maka tabung yang terhubung dengan beton dan alat penguji diisi dengan air dan dilihat apakah air akan keluar pada ujung pipa alau uji untuk memastikan bahwa alat uji berfungsi dengan baik. Air diisi sampai dengan ketinggian yang sama antara beton dengan ujung pipa, membuat beton terendam air akan tetapi bagian atas beton kosong. Untuk memulai pengujian maka katup yang ada pada pipa ditutup sehingga air akan berhenti mengalir. Pertama-tama yang harus dilakukan adalah mencatat seberapa banyak jumlah air yang
digunakan untuk pengujian ini. Kemudian bertepatan dengan dibukanya katup pipa maka stopwatch mulai bekerja untuk menghitung seberapa lama waktu yang digunakan untuk air pada tabung habis mengalir. Dengan menggunakan parameter-parameter yang dimiliki maka dapat dihitung seberapa besar permeabilitas dari beton dengan cara : Dimana : A k =... (3.5) t 55 k = Permeabilitas (mm/s) A = Luas permukaan (mm 2 ) t = Waktu (detik) Gambar 3.10 Alat Pengujian Permeabilitas Beton Berpori