BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Prinsip Dasar Percobaan Seperti yang telah dijelaskan pada pendahuluan, percobaan kali ini bertujuan untuk mengetahui dan menjelaskan karakteristik suatu komposit beton-polimer agar dapat digunakan secara optimal sebagai bahan aquafir. Karakteristik yang dimaksud dalam hal ini adalah kekuatan mekanik dan porositas komposit beton dengan berbagai parameter tertentu. Pada dasarnya, reaksi semen perekat dengan air akan menghasilkan ikatan anorganik dari senyawa-senyawa dalam semen sehingga membentuk kumpulan partikel yang padat. Dengan penambahan polimer yang larut dalam air tentunya dapat menjadikan adanya ikatan organik. Penambahan jumlah ikatan akan mengubah sifat beton. Maka perubahan komposisi konsentrasi semen,air, dan polimer akan dilakukan untuk mengetahui kekuatan, densitas maupun porositas beton. Eksperimen ini dimulai dengan membuat beberapa komposit beton dengan memvariasikan konsentrasi campuran komposit. Sehingga dapat dilakukan pengukuran untuk mengetahui karakteristik komposit beton-polimer tersebut. Sedangkan cara pembuatan lapisan dilakukan dengan mengijeksikan / menyuntikan komposit beton cair kedalam tanah. Maksud penginjeksian beton yaitu untuk memudahkan cara pembuatan lapisan beton agar lebih praktis dan hemat energi. Akan tetapi mekanisme dan kajian dari alat dan masalah fisis dari pengijeksian lapisan tidak terlalu dibahas secara mendalam pada penelitian tugas akhir kali ini. 34
Percobaan yang dilakukan secara umum dapat dilihat pada skema berikut ini : Resin polimer penentuan variasi konsentrasi beton-polimer Pengadukan semen + air Penginjeksian beton-polimer kedalam tanah Pengamatan tekanan dan lama waktu penyuntikan Kuat tekan porositas Pengujia nn Pengerasan lapisan beton dalam tanah selama 7 atau 14 hari Pencetakan bentuk silinder Gambar 3.1 flow chart percobaan yang dilakukan Pada pencetakan beton berbentuk silinder, dilakukan di luar sistem pembentukan beton dalam tanah. Cetakan ini dimaksudkan untuk membandingkan sample pada kondisi mendekati keadaan sebenarnya dengan kondisi diluar sistem tersebut, Dimensi dari catekan mengikuti alat pengujian yang memenuhi standar nasional ataupun internasional. 35
3.2 Pelakasanaan Pencampuran Beton Pembentukan beton perlu mempersiapkan hal-hal penting yang berkaitan dengan proses pencampuran komposit beton yaitu material dan peralatan yang digunakan dalam percobaan. 3.2.1 Material dan peralatan yang digunakan Material bahan penyusun matriks beton polimer yang dipakai dalam penelitian ini adalah : 1. Semen portland tipe II yang biasa digunakan sebagai bahan bengunan rumah (Tiga Roda) 2. Air keran biasa dari PAM setempat 3. Resin yang mengandung hasil kopolimerisasi antara polivinil alkohol (PVA) dengan polivinil asetat (PVAc). Sedangkan material penunjang penelitian yang bukan penyusun matriks beton yaitu minyak pelumas / oli untuk melapisi cetakan agar benda uji tidak menempel setelah mengeras. Peralatan yang digunakan dalam penelitian meliputi : 1. Peralatan proses pencampuran polimer a. gelas ukur dengan skala 10, 50, 500, 1000 ml b. Timbangan / neraca dengan skala terkecil 25 gram 36
c. Ember pengadukan d. Sendok semen pengaduk 2. Peralatan yang digunakan dalam pencetakan benda uji a. Cetakan berbentuk silinder dengan dimensi menurut standar yang berlaku, ASTM C 579 91 Standard Test Method for Compressive Strength of Chemical- Resistant Mortar, Grout, Monolitic surfacings and Polimer Concrete b. Tabung untuk proses injeksi semen c. Kompressor penekan Tabung Injeksi dengan alat ukur tekanan d. Stop watch 3. Desain pencampuran Desain pencampuran matriks beton-polimer dengan konsentrasi air, semen dan resin yang bervariasi dengan perbedaan yang tetap 37
3.2.2 Prosedur Pencampuran Material Penyusun komposit Beton Semen-Polimer Berikut adalah flow chart pembentukan dan pencetakan beton-polimer : Semen + Air Mixer Aduk selama 5 menit Resin Mixer Aduk 1-2 menit Penginjeksian Pencetakan Pembentukan lapisan beton dalam tanah Gambar 3.2 Diagram alir proses pembentukan dan pencetakan betonpolimer 3.3 Rancangan Alat Lapisan Beton dalam Tanah Pembuatan lapisan komposit beton dalam tanah yaitu dengan cara penginjeksian. Penginjeksian dimaksudkan untuk memasukan lapisan beton tanpa menggalinya terlebih dahulu. Alat yang digunakan berupa tabung, pipa penyuntik dan kompresor penekan beton cair dapat dilihat pada gambar berikut : 38
Gambar 3.3 Rancangan dan cara kerja alat pennyutik beton 3.3.1 Cara Kerja Alat dan Pengukuran Pembentukan Lapisan Beton dalam Tanah Tabung pipa penginjeksi, yang telah disetting seperti pada gambar, diisi campuran beton-polimer yang masih dalam keadaan cair dan diberi tekanan oleh kompressor dapat masuk dan menyebar dalam tanah. Komposit campuran beton dengan komposisi yang telah ditentukan diharapkan menyebar dalam tanah setelah menerima tekanan dari kompresor. Kedalaman beton yang ditanam sekitar pada 20-25 cm. Sedangkan parameter yang diukur adalah besar tekanan yang diberikan dan waktu yang dibutuhkan selama penyuntikan sampai 39
semua campuran masuk ke dalam tanah. Proses ini dilakukan berkali kali sesuai dengan banyak sampel yang akan diuji. Tiap sample memiliki komposisi konsentrasi yang berbeda beda. 3.4 Pengujian Kekuatan Tekan Setelah mendapatkan benda hasil pencetakan ataupun pembentukan, dilakukan uji kekuatan bahan dengan peralatan yang ada. Sedangkan perhitungan secara matematis dapat diuraikan secara sederhan seperti berikut : fc = F/A (3.1) dimana, fc = Kuat tekan (Mpa) F = Gaya yang diberikan (N) A = Luas bidang tekan (mm 2 ) Kuat tekan beton setelah diuji memiliki sifat nilai pengujian sample yang berbeda beda, maka menghasilkan sebaran nilai pada suatu nilai rata-rata tertentu. (3.2) Ket : S= Standar deviasi (3.3) N= Jumlah sampel 40
Data hasil pengujian akan dibandingkan dengan parameter konsentrasi dan waktu atau umur tiap benda hasil cetakan atau pembentukan. Untuk memperoleh karakteristik bahan uji. 3.5 Pengujian Porositas Beton Porositas merupakan persentase pori-pori atau ruang kosong dalam beton terhadap volume benda. Prosedur pengujian porositas menurut ASTM C 642 90, Standard Test Method for Specific Grafity, Absorption, and Voids in Hardened Concrete, proses pengujian bahan benda uji memiliki beberapa fase pengukuran dan perlakuan yaitu: Mengukur berat kering, dengan cara mengeringkan benda uji kedalam open khusus bersuhu 100 atau 110 o C tidak kurang dari 24 jam. Setelah itu diamkan sampai banda tersebut bersuhu kamar 21-25 O C, kemudian timbang berat di udara dari sampel tersebut. Mengukur berat basah, rendam benda uji setelah di-oven selama tidak kurang dari 24 jam dengan suhu kamar. Setelah itu angkat dari rendaman dan diamkan sesaat sampai air dari benda uji tersebut tidak menetes, bila masih ada air pada bahan uji maka lap-lah dengan kain lap. Kemudian ukur berat sampel tersebut di udara. Mengukur setelah rebus dan rendam, dengan perlakuan rebus benda tersebut setelah tahap sebelumnya selama tidak kurang dari 14 jam dalam air bersuhu 110 o C, setelah itu rendam selama 5 jam dan ukur beratnya dalam air (berat semu). 41
setelah diuji perhitungan porositas beton akan didapat dengan memakai perumusan : % Porositas = (C A) / (C D) (3.4) Keterangan : C = Berat setelah di rendam di udara A = berat setelah di keringkan dalam oven di udara D = Berat setelah rebus dan rendam dalam air Data hasil pengujian akan dibandingkan dengan parameter konsentrasi dan waktu atau umur tiap benda hasil cetakan atau pembentukan. Untuk memperoleh karakteristik bahan uji. 42