PENGARUH WAKTU CAMPUR DAN FAKTOR AIR SEMEN TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK BELAH BETON 1 HARI DENGAN BAHAN TAMBAH FLY ASH ABU LIMBAH BATU BARA Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil diajukan oleh : YEDA FEBRY ANANDA NIM: D100130242 kepada PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017 i
ii
iii
iv
MOTTO Tuhan tidak akan memberi cobaan diluar batas kemampuan kita. (Q.S. Al Baqarah/2:286) Agama tanpa ilmu adalah buta. Ilmu tanpa agama adalah lumpuh. (Albert Einstein) Jagalah Allah, niscaya Dia akan menjagamu. Jagalah Allah, niscaya kau dapati Dia di hadapanmu. Jika engkau hendak meminta, mintalah kepada Allah, dan jika engkau hendak memohon pertolongan, mohonlah kepada Allah. (Al Hadits) Di antara tanda keberhasilan diakhir adalah kembali kepada Allah di awal. (Ibnu Atha illah al Iskandari ) Doa bisa merubah nasib kita, dan kebaikan dapat memperpanjang umur kita (H.R. Ath-Thahawi) Jika kamu tidak akan mengejar apa yang kamu inginkan, maka kamu tidak akan mendapatkannya. Jika kamu tidak bertanya maka jawabannya tidak. Jika kamu tidak melangkah maju, kamu akan tetap berada ditempat yang sama. (Nora Roberts) Berjuanglah sampai akhir (Kedua Orang Tua) v
PERSEMBAHAN Karya ini saya persembahkan untuk : Bapak Sutarnyo dan Ibu Rani tercinta, terimakasih atas do a, support dan kasih sayangnya. Semoga Allah memberikan balasan yang lebih dari apa yang telah diberikan kepada saya dan semoga kami dijadikan anak yang selalu berbakti di dunia dan akhirat. Aamiin. Kakakku, Beni Andri R dan Anita Yosiana D terima kasih atas do a dan supportnya. Semoga selalu dalam lindungan Allah dan berbakti kepada bapak dan ibu. Seluruh Dosen teknik sipil UMS yang telah mengajarkan ilmunya berdasarkan keahlian pada bidang masing-masing. Teknik Sipil UMS Angkatan 2013 yang tidak bisa saya sebutkan satu-persatu, semoga tetap solid dan jangan lupa bersyukur Teman-teman Kos Mustika yang selalu mengingatkan utuk belajar Jazakumullahu Khoiron katsiro. Semoga ilmu yang kami pelajari menjadi berkah dan bermanfaat bagi umat. Aamiin. vi
PRAKATA Assalamu alaikum Wr. Wb. Alhamdulillah, puji dan syukur Penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat, taufik dan hidayah-nya, sehingga dapat terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul PENGARUH WAKTU CAMPUR DAN FAKTOR AIR SEMEN PADA BETON 1 HARI DENGAN BAHAN TAMBAH FLY ASH ABU LIMBAH BATU BARA. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi sebagian persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1). Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2). Bapak Dr. Mochamad Solikin, M.T., Ph.D., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3). Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Pembimbing Utama yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi Penulis. 4). Bapak Ir. Ali Asroni, M.T., selaku Anggota Dewan Penguji I yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi Penulis. 5). Ibu Yenny Nurchasanah, M.T., selaku Anggota Dewan Penguji II dan Pembimbing Akademik yang selalu memberikan motivasi dan semangat. 6). Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. 7). Bapak dan Ibu serta keluarga besar tercinta yang selalu memberikan support, baik secara moral, material, dan spiritual. vii
8). Teman teman teknik sipil angkatan 2013 seperjuangan, terimakasih atas dukungannya. 9). Semua pihak pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Penyusun menyadari bahwa penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun harapkan penyusun guna penyempurnaan Tugas Akhir ini. Besar harapan penyusun semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penyusun, pembaca dan umum. Wassalamu alaykum wa rahmatullahi wa barakatuh. Surakarta, Oktober 2017 Penyusun viii
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... iv MOTTO... v PERSEMBAHAN... vi PRAKATA... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xvi DAFTAR NOTASI... xvii ABSTRAKSI... xviii BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitian... 2 D. Manfaat Penelitian... 3 E. Batasan Masalah... 3 F. Keaslian Penelitian... 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Pengertian Beton... 5 B. Faktor yang Mempengaruhi Kekuatan Tekan Beton... 5 1. Sifat agregat... 5 2. Jenis semen dan jumlah semen... 6 3. Faktor air semen... 7 4. Umur beton... 8 C. Abu Limbah Batu Bara... 9 ix
BAB III. LANDASAN TEORI... A. Bahan Penyusun Beton... 10 1. Semen portland... 10 2. Agregat... 11 3. Air.... 12 4. Abu limbah batu bara... 13 B. Pengujian Berat Jenis Silinder Beton... 13 C. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton... 14 D. Pengujian Kuat Tekan Beton... 14 BAB IV. METODE PENELITIAN A. Bahan Penelitian... 16 1. Air...... 16 2. Semen... 17 3. Agregat halus... 17 4. Agregat kasar... 18 5 Fly ash... 18 B. Peralatan Penelitian 1. Gelas ukur... 19 2. Volumetric flash... 19 3. Saringan atau ayakan... 20 4. Alat penggetar ayakan... 20 5. Timbangan... 21 6. Oven... 21 7. Kerucut conus... 22 8. Mesin uji Los Angeles... 22 9. Cetakan silinder... 23 10. Concrete mixer... 23 11. Kerucut Abram s... 24 12. Mesin uji kuat tekan... 24 13. Mesin uji kuat tarik... 25 14. Peralatan penunjang... 25 x
BAB V. C. Tahapan Penelitian... 26 1. Tahap I. Pengambilan sampel fly ash, menyiapkan peralatan... 26 2. Tahap II. Pemeriksaan bahan... 26 3. Tahap III. Perencanaan campuran dan pembuatan benda uji.... 26 4. Tahap IV. Pengujian benda uji... 26 5. Tahap V. Analisa dan pembahasan... 26 D. Pelaksanaan Penelitian... 28 1. Pemeriksaan bahan... 28 1a). Pengujian kualitas pasir terhadap bahan organik... 28 1b). Pengujian kandngan lumpur pada pasir... 28 1c). Pemeriksaan berat jenis... 29 1d). Pengujian saturated surface dry (SSD)... 30 1e). Pengujian gradasi pasir... 30 1f). Pengujian keausan agregat... 31 1g). Pengujian berat jenis agregat kasar... 32 1h). Pengujian gradasi agregat kasar... 33 1i). Pengujian fly ash... 34 2. Perencanaan campuran beton... 34 3. Pembuatan benda uji... 34 4. Pengujian nilai slump... 35 5. Perawatan (curing)... 36 6. Pengujian silinder beton... 36 6a). Pengujian kuat tekan beton... 36 6b). Pengujian kuat tarik belah beton... 38 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengujian Bahan... 39 1. Pengujian agregat halus... 39 2. Pengujian agregat kasar... 42 B. Hasil Pengujian Fly Ash... 44 C. Hasil Mix Design Campuran Beton... 45 xi
D. Kekentalan Adukan Beton... 46 E. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton... 47 F. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton... 48 BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan... 51 B. Saran... 51 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii
DAFTAR TABEL Tabel III.1. Gradasi pasir (Tjokrodimuljo,1996)... 39 Tabel III.2. Gradasi kerikil (Tjokrodimuljo,1996)... 39 Tabel V.1. Hasil pengujian kandungan bahan organik pada agregat halus... 39 Tabel V.2. Hasil pengujian kandungan lumpur agregat halus... 40 Tabel V.3. Hasil pengujian berat jenis dan penyerapan air... 40 Tabel V.4. Hasil pengujian SSD... 41 Tabel V.5. Hasil pengujian gradasi agregat halus... 41 Tabel V.6. Hasil pengujian keausan agregat kasar... 42 Tabel V.7. Hasil pengujian berat jenis dan penyerapan air agregat kasar... 43 Tabel V.8. Hasil pengujian gradasi agregat kasar... 43 Tabel V.9. Hasil pengujian kandungan kimia fly ash... 45 Tabel V.10. Hasil perhitungan campuran beton... 45 Tabel V.11. Hasil pengujian nilai slump... 46 Tabel V.12. Spesifikasi nilai slump... 46 Tabel IV.13. Data hasil pengujian kuat tekan beton 1 hari dan 28 hari... 48 Tabel IV.14. Data hasil pengujian kuat tarik beton 1 hari dan 28 hari... 48 xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar II.1. Hubungan antara jenis agregat terhadap kuat tekan beton... 6 Gambar II.2. Hubungan antara kuat tekan beton untuk berbagai jenis semen... 7 Gambar II.3. Hubungan antara kuat tekan beton dan faktor air semen... 8 Gambar II.4. Hubungan antara umur beton dengan kuat tekan beton... 9 Gambar II.5. Hubungan antara umur beton dan faktor air semen dengan kuat tekan beton... 9 Gambar III.1. Pengujian kuat tekan silinder beton... 13 Gambar III.2. Pengujian kuat tarik silinder beton... 14 Gambar IV.1. Air... 15 Gambar IV.2. Semen portland... 16 Gambar IV.3. Agregat halus... 16 Gambar IV.4. Agregat kasar... 17 Gambar IV.5. Fly ash... 17 Gambar IV.6. Gelas ukur... 18 Gambar IV.7. Picnometer... 18 Gambar IV.8.Saringan atau ayakan... 19 Gambar IV.9.Mesin penggetar (vibrator) vyakan... 19 Gambar IV.10. Timbangan... 20 Gambar IV.11. Oven... 20 Gambar IV.12. Kerucut conus... 21 Gambar IV.13. Mesin Los Angeles... 21 Gambar IV.14. Cetakan silinder... 22 Gambar IV.15. Concrete mixer... 22 Gambar IV.16. Kerucut Abram s... 23 Gambar IV.17. Mesin uji kuat tekan... 23 Gambar IV.18. Universal testing machine... 24 Gambar IV.19. Peralatan penunjang... 24 Gambar IV.20. Tahap penelitian... 25 Gambar IV.21. Pengujian slump... 34 xiv
Gambar IV.22. Pengujian berat jenis beton... 35 Gambar IV.23. Pengujian kuat tekan beton... 36 Gambar IV.24. Pengujian kuat tarik beton... 37 Gambar V.1. Grafik pemeriksaan gradasi agregat halus... 42 Gambar V.2. Grafik pemeriksaan gradasi agregat kasar... 44 Gambar V.3. Grafik hubungan nilai slump dengan variasi waktu campur... 47 Gambar V.4. Grafik kuat tekan beton... 49 Gambar V.5. Grafik kuat tarik belah beton... 49 xv
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1. Hasil Pengujian Kualitas Pasir atau Kandungan Bahan Organik... L-1 LAMPIRAN 2. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur... L-2 LAMPIRAN 3. Hasil Pengujian Berat Jenis Agregat Halus... L-3 LAMPIRAN 4. Hasil Pengujian SSD... L-4 LAMPIRAN 5. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus... L-5 LAMPIRAN 6. Hasil Pengujian Keausan Agregat... L-6 LAMPIRAN 7. Hasil Pengujian Berat Jenis Agregat Kasar... L-7 LAMPIRAN 8. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar... L-8 LAMPIRAN 9. Hasil Pengujian Fly Ash... L-9 LAMPIRAN 10. Perencanaan Campuran Adukan Beton... L-10 LAMPIRAN 11. Hasil pengujian Slump... L-13 LAMPIRAN 12. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton... L-14 LAMPIRAN 13. Data Hasil Pengujian Kuat Tarik belah Beton... L-17 LAMPIRAN 14. Foto Bahan yang Digunakan Untuk Penelitian... L-20 LAMPIRAN 15. Foto Proses Pembuatan Benda Uji... L-21 LAMPIRAN 16. Foto Proses Pengujian Kuat Tekan Beton... L-22 LAMPIRAN 17. Foto Proses Pengujian Kuat Tarik Belah Beton... L-25 LAMPIRAN LEMBAR KONSULTASI TUGAS AKHIR LAMPIRAN SNI BETON xvi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN A D fas = Luas permukaan benda uji (mm²) = Diameter benda uji (mm) = Faktor air semen f c = Kuat tekan beton (MPa) f ct = Kuat tarik beton (MPa) L M P P maks s Sd W V γ c = Panjang benda uji (mm) = Nilai margin (MPa) = Beban maksimal (N) = Beban maksimal (N) = Nilai deviasi standard = Deviasi standard (MPa) = Berat benda uji (kg) = Volume benda uji (m³) = Berat jenis silinder beton (kg/m³) п = 3,14 xvii
ABSTRAKSI PENGARUH WAKTU CAMPUR DAN FAKTOR AIR SEMEN TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK BELAH BETON 1 HARI DENGAN BAHAN TAMBAH FLY ASH ABU LIMBAH BATU BARA Yeda Febry Ananda Beton merupakan suatu bahan komposit (campuran) dari beberapa material, yang bahan utamanya terdiri dari campuran antara semen, agregat halus, agregat kasar, air serta bahan tambahan lain dengan perbandingan tertentu. Dewasa ini limbah batu bara sering mendapat sorotan, karena dapat menimbulkan gas karbondioksida yang berbahaya bagi lingkungan. Dengan berbagai pertimbangan maka dikembangkan bahan sebagai pengikat untuk pembuatan beton. Salah satu bahan yang digunakan adalah abu limbah batu bara (fly ash). Dengan memanfaatkan fly ash sebagai bahan tambah untuk pembuatan beton dinilai dapat mengurangi emisi gas karbondioksida di udara. Pada penelitian ini benda uji yang digunakan yaitu silinder, dengan diameter 15cm dan tinggi 30cm. Pengujian kuat tekan dan tarik dilakukan padaa saat beton berumur 1 hari dan 28 hari. Variasi pada pengujian meliputi fas 0,3;0,35 dan 0,4 serta variasi pencampuran adukan beton pada 5; 7,5 dan 10menit. Pada pengujian beton tersebut, kuat tekan dan tarik tertinggi dimiliki oleh beton dengan variasi waktu campuran 7,5 menit dan varisi fas 0,35. Sehingga dapat disimpulkan bahwa waktu pencampuran adukan beton yang paling tinggi adalah 7,5 menit dengan variasi fas 0,35. Apabila kurang dari 7,5 menit mengakibatkan daya ikat binder kurang maksimal. Dan apabila waktu pencampuran lebih dari 7,5 menit mengakibatkan daya ikat binder menurun. Hal ini mengakibatkan kuat tekan beton pada saat pengujian menurun. Begitu juga dengan penggunaan fas, variasi terbaik adalah 0,35 dengan nilai kuat tekan 17,8344 MPa (pada umur 1 hari), 32,4605 MPa (pada umur 28 hari) dan nilai tarik sebesar 1,7929 MPa (pada umur 1 hari), 3,2083 MPa (pada umur 28 hari). Kata Kunci: beton 1 hari, fly ash, fas, waktu pencampuran. xviii