PENGARUH PENAMBAHAN ABU SEKAM TERHADAP KUAT TEKAN DAN POROSITAS BETON DENGAN MENGGUNAKAN AGREGAT HALUS BATU KAPUR KRISTALIN TUGAS AKHIR PROGRAM SI Oleh: INDRA WIDIARTA (0304105040 ) JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TJDAYANA 2010
PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Denpasar, September 2010 Indra Widiarta 0304105040
ABSTRAK Penelitian tentang pengaruh penambahan abu sekam padi pada kuat tekan dan porositas beton dengan menggunakan agregat halus batu kapur kristalin. Tujuannya adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan abu sekam terhadap porositas dan kuat tekan beton dan juga mengetahui perbandingan kuat tekan beton antara beton yang menggunakan abu sekam yang optimum dengan beton tanpa abu sekam, dengan menggunakan agregat halus batu kapur kristalin. Manfaat dari penelitian ini dapat dipakai sebagai pedoman untuk menentukan proporsi campuran beton dengan menggunakan agregat batu kapur kristalin sebagai agregat halus. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu semen Portland type I, agregat halus batu kapur kristalin bukit ungasan, agregat kasar batu krikil Gerogak singaraja, air, dan abu sekam dari proses pembuatan batu bata di Desa Tulikup. Benda uji yang digunakan untuk kuat tekan berupa silinder dimensi 150 mm x 300 mm, sedangkan untuk porositas benda uji yang digunakan berupa kubus dengan dimensi 150 mm x 150 mm. Komposisi campuran beton menggunakan cara SNI 03-2834-1993 (mix design) dengan kuat tekan yang ditargetkan f c =25 Mpa pada umur 28 hari. Perlakuan berupa variasi penambahan abu sekam terhadap berat semen Portland berturut-turut : 0 %; 10 %; 12 %; 14 %. Jumlah total benda uji silinder 36 buah dan untuk kubus 36 buah. Pengujian kuat tekan dan porsitas beton dilakukan setelah benda uji berumur 28 hari, sedangkan hasil yang diperoleh dari kuat tekan beton di olah menggunakan cara statistika dengan analisa regresi, sedangkan untuk porositas hanya menunjukan besarnya porositas perperlkuan. Dari hasil penelitian berdasarkan hasil pengujian kuat tekan beton yang diolah menggunakan analisa regresi kubik, di dapatkan persamaan analisa regresi kubik dengan persamaan Y= 21,055 + 1,81 X - 0,226 X 2 + 0,00725 X 3 dan koefisien korelasi 99,7%. Penambahan abu sekam optimum 9,315 % mendapatkan kuat tekan beton maksimum sebesar 24,17 Mpa. Hasil penelitian menunjukan penambahan 0 % abu sekam, dihasilkan porositas sebesar 12,04 %, pada penambahan 10 % abu sekam, i
dihasilkan porositas sebesar 11,36 %, pada penambahan 12 % abu sekam, dihasilkan porositas sebesar 11,86 %, pada penambahan 14 % abu sekam. Meningkatnya kuat tekan beton dengan penambahan abu sekam, disebabkan oleh kadar SiO^ yang tinggi (82%) yang terkandung dalam abu sekam yang dapat bereaksi dengan Ca(OH)2 yang timbul pada proses hidrasi semen dengan air pada saat pencampuran beton. Hasil reaksi ini membentuk Kalsium Silikat Hidrat (C-S-H), dimana C-S-H yang di hasilkan memiliki sifat sebagai bahan perekat, sehingga dapat meningkatkan daya lekat antara mortar dengan agregat, sehingga dapat meningkatkan kekuatan tekan beton. Kata kunci: Batu kapur kristalin, abu sekam, kuat tekan beton,porositas beton. ii
UCAPAN TERIMA KASIH Fuji syukur kehadapan Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat yang beliau berikan. Mungkin hanya kata inilah yang bisa penulis ucapkan untuk membalas semua yang diberikan-nya, termasuk keberhasilan menyelesaikan Tugas Akhir ini. Sebuah ucapan terimakasih mungkin tidak cukup untuk membalas pengorbanan yang begitu besar dari Dosen Pembimbing Tugas Akhir ini. Semua ilmu yang anda berikan tidak akan pernah terlupakan. Waktu yang sudah anda luangkan tidaklah sia-sia. Arahan dan bimbingan anda mendatangkan kemajuan yang begitu berarti, baik dalam penyusunan Tugas Akhir maupun pengetahuan umum tentang halhal yang berkaitan dengan bidang Ilmu Teknik Sipil. Terimakasih banyak untuk semua pihak yang sudah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, kepada Bapak Dekan, Bapak Ketua Jurusan, dan tidak ketinggalan semua Dosen Teknik Sipil yang dengan sepenuh hati telah menurunkan ilmunya. Ucapan ini juga patut ditujukan kepada seluruh Pegawai Tata Usaha, Petugas Laboratorium, dan Pegawai Perpustakaan yang sudah banyak membantu dari proses pengajuan sampai penyusunan. Kepada teman-teman di lingkungan Universitas Udayana, terimakasih banyak atas dukungan dan bantuannya. Yang terakhir kepada keluaga di rumah, terimakasih banyak atas dukungan material dan moral yang sudah kalian berikan. Penulis iii
DAFTAR ISI ABSTRAK...... i UCAPAN TERIMA KASIH...... ii DAFTAR ISI...... iv DAFTAR GAMBAR...... vii DAFTARTABEL...... viii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang...... 1 1.2 Rumusan Masalah...... 3 1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian...... 3 1.4 Batasan Masalah... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA...... 5 2.1 Beton...... 5 2.2 Bahan-bahan Penyusun Beton... 5 2.2.1 Semen... 5 2.2.2 Air... 8 2.2.3 Agregat...... 9 2.2.3.1 Agregat Halus... 9 2.2.3.2 Agregat Kasar... 10 2.2.4 BatuKapur...... 11 2.2.5 Bahan Tambahan... 13 2.2.5.1 Bahan Tambahan Mineral... 14 2.2.5.2 Abu Terbang (Fly Ash)...... 15 2.2.5.3 Abu Sekam...... 15 2.2.5.4 Slag... 16 2.2.5.5 SilikaFume... 16 2.2.6 Pengaruh Abu Sekam Padi Terhadap Kuat Tekan.........16 2.3 Penelitian Tentang Abu Sekam.........17 2.3.1 Penggunaan Abu Sekam Padi pada Self Compacting Concrete.........17 2.3.2 Pengaruh Penambahan Abu Sekam Padi pada Campuran Beton Terhadap Kekuatan Tekan Beton dengan Agregat Kasar Limbah BatuTabas..... 18 2.4 Penelitian Tentang Batu Kapur...... 19 2.5 Perencanaan Campuran Adukan dengan Metode SNI 03-2834-1993... 20 2.6 Gradasi Agregat...... 21 2.6.1 Gradasi Sela... 22 2.6.2 Gradasi Seragam... 22 2.6.3 Gradasi Menerus... 22 2.7 Kuat Tekan Beton... 22 2.8 Porositas Beton... 23 iv
BAB III METODE PENELITIAN... 25 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian...... 25 3.2 Bahan-bahan Penelitian...... 25 3.3 Alat-alat yangdigunakan...... 25 3.4 Metode Rancangan Kegiatan...... 26 3.5 KerangkaAlirPenelitian...... 27 3.6 Persiapan...... 29 3.7 Pengujian Bahan...... 29 3.7.1 Semen...... 29 3.7.2 Air...... 30 3.7.3 Agregat Halus Batu Kapur Kristalin...... 30 3.7.3.1 Pengujian Berat Jenis (Spesific Gravity) Agregat Halus dan Penyerapan Air (Absorption) Berdasarkan SNI03-1970-1990...... 31 3.7.3.2 Pemeriksaan Gradasi Agregat Halus (Sieve analysis) berdasarkan SNI 03-1968-1990... 33 3.7.3.3 Pengujian Kadar Lumpur (mud content)...... 34 3.7.3.4 Pemeriksaan Berat Satuan (unit weight)...... 35 3.7.3.5 Pemeriksaan Kadar Air Dalam Agregat Halus (Surface Moisture Content) (mud content)...... 36 3.7.4 Agregat Kasar...... 37 3.7.4.1 Pengujian Berat Jenis (specific gravity) Agregat Kasar dan Penyerapan Air (Absorption) Berdasarkan SNI 03-1969-1990...... 37 3.7.4.2 Pemeriksaan Gradasi Agregat Kasar (sieve analysis) berdasarkan SNI 03-1968-1990...... 39 3.7.4.3 Pemeriksaan DayaTahan Terhadap Pembubukan (Los Angeles Machines) Berdasarkan SNI 03-2418-1991...... 40 3.7.4.4 Pemeriksaan Berat Satuan (Unit Weight)...... 41 3.7.4.5 Pemeriksaan Kadar Air Dalam Agregat Kasar (Surface Moisture Content) Sesuai SNI-03-1971-1990...... 42 3.7.5 AbuSekamPadi...... 42 3.8 Penetapan Gradasi...... 42 3.8.1 Penetapan Gradasi Agregat Halus Batu Kapur Kristalin Benda Uji...... 42 3.8.2 Penetapan Gradasi BatuKerikil Benda Uji...... 43 3.9 Pembuatan Benda Uji...... 44 3.10 PengujianNilai Slump Berdasarkan SNI 03-1972-1990...... 46 3.11 Pencetakan dan Perawatan Beton Berdasarkan SNI 03-2493-1991...... 47 3.12 Pengujian Kuat Tekan Beton Berdasarkan SNI 03-1974-1990...... 50 3.13 Pengujian Porositas...... 51 3.14 Analisa Data dengan Metode Regresi...... 52 3.14.1 Analisa Regresi Polynomial Kuadratik...... 53 3.14.2 Analisa Regresi Polynomial Kubik...... 53 3.14.3 SidikRaganiRegresi...... 54 3.14.4 KoefisienDeterminasi dankoefisienkorelasi...... 55 v
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...... 57 4.1 Hasil Pengujian Beton...... 57 4.1.1 Hasil Pengujian Nilai Slump...... 57 4.1.2 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton...... 58 4.1.3 Hasil Pengujian Porositas...... 62 4.2 Analisa Pengujian...... 65 4.2.1 Analisa Pengujian Nilai Slump...... 65 4.2.1.1 Analisa Regresi Kuadratik...... 65 4.2.1.2 SidikTanganRegresi...... 67 4.2.1.3 Koefisien Determinasi dan Koefisien Korelasi...... 68 4.2.2 Analisa Pengujian Kuat Tekan Beton...... 69 4.2.2.1 Analisa Regresi Polynomial Kubik...... 69 4.2.2.2 Sidik Ragam Regresi...... 73 4.2.2.3 Koefisien Determinasi dan Koefisien Korelasi...... 74 4.3 Pembahasan Hasil Analisa...... 75 4.3.1 Pembahasan Hasil Analisa Slump... 75 4.3.2 Pembahasan Hasil Analisa Kuat Tekan...... 75 4.3.3 Pembahasan Hasil Porositas... 76 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 78 5.1 Kesimpulan... 78 5.2 Saran...... 79 DAFTAR PUSTAKA...... 80 LAMPIRAN A...... 81 LAMPIRAN B...... 94 LAMPIRAN C...... 116 LAMPIRAN D...... 118 vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Gradasi Sela..... 22 Gambar 2. 2 Gradasi Seragam...... 23 Gambar 2. 3 Gradasi menerus..... 23 Gambar 2. 4 Pengujian kuat tekan silinder beton...... 23 Gambar 3. 1 Diagram Alir Penelitian...... 30 Gambar 3. 2 Kadar Lumpur..... 36 Gambar 3. 3 Grafik batas gradasi zona 2..... 45 Gambar 3.4 Grafik Batas gradasi kerikil maksimum 25 mm..... 46 Gambar 4.1 Grafik hubungan penambahan abu sekam padi thdp nilai slump.... 58 Gambar 4.2 Grafik hubungan penarnbahan abu sekam terhadap kuat tekan beton rata-rata...... 62 Gambar 4.3 Grafik Porositas Rata - Rata Beton Pada Setiap Perlakuan...... 65 Gambar 4.4 Grafik nilai slump hasil analisa regresi polynomial kuadratik.......67 Gambar 4.5 Grafik kuat tekan rata-rata hasil analisa regresi...... 72 vii
DAFTARTABEL Tabel 2.1 Komposisi semen portland tipe 1...... 7 Tabel 2. 2 Batas gradasi agregathalus...... 10 Tabel 2. 3 Gradasi agregat kasar menurut ASTM...... 11 Tabel 2. 4 Kandungan senyawa kimia batu kapur...... 13 Tabel 2. 5 Pengaruh penambahan abu sekam padi terhadap a'bk...... 18 Tabel 2. 6 Pengaruh penambahan abu sekam padi terhadap kuat tekan beton rata - rata (a'bm)...... 19 Tabel 3. I Batas-batas susunan besar butir benda uji agregat halus... 44 Tabel 3. 2 Batas-batas susunan besar butir benda batu kerikil...... 45 Tabel 3. 3 Model rancangan percobaan...... 46 Tabel 3. 4 Perhitungan nilai variabel X dan Y kuadratik...... 56 Tabel 3. 5 Perhitungan nilai variabel X dan Y kuadratik...... 56 Tabel 4. 1 Data nilai slump..... 57 Tabel 4. 2 Hasil kuat tekan beton untuk penambahan abu sekam 0 %...... 59 Tabel 4. 3 Hasil kuat tekan beton untuk penambahan abu sekam 10%...... 60 Tabel 4. 4 Hasil kuat tekan beton untuk penambahan abu sekam 12%...... 60 Tabel 4. 5 Hasil kuat tekan beton untuk penambahan abu sekam 14%...... 61 Tabel 4. 6 Hasil kuat tekan beton rata-rata...... 61 Tabel 4. 7 Porositas Beton 0% Abu Sekam...... 62 Tabel 4. 8 Porositas Beton 10% Abu Sekam...... 63 Tabel 4. 9 Porositas Beton 12% Abu Sekam...... 63 Tabel 4. 10 Porositas Beton 14% Abu Sekam...... 64 Tabel 4.11 Porositas Beton Pada Setiap Perlakuan...... 64 Tabel 4. 12 Perhitungan Nilai-Nilai Variabel X dan Y...... 66 Tabel 4. 13 Perhitungan Nilai-Nilai Variabel X dan Y.......70 Tabel 4.14 Penambahan dan perbandingan kuat tekan beton rata-rata...... 76 viii