HISYAM SIBARANI NIM I 0110058 - Institutional...
Transcript of HISYAM SIBARANI NIM I 0110058 - Institutional...
i
PERUBAHAN SERAPAN AIR DAN KUAT KEJUT BETON
MENGGUNAKAN AGREGAT KASAR PECAHAN GENTENG
BERSERAT ALUMUNIUM PASCA BAKAR DENGAN
VARIASI WAKTU RENDAMAN AIR
The Change of Water Absorption and Impact Resistance
Of Aluminum Fiber Concrete with Tile Fragment Aggregate
Post Burning with Time Variation Of Water Curing
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Disusun Oleh :
HISYAM SIBARANI
NIM I 0110058
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
ii
iii
iv
MOTTO
“'Yesterday is history, tomorrow is a mystery'. I have goals
and agendas. Where ever I'll be tomorrow, that's where I'll be.”
(Vanilla Ice)
“I never dreamed about success, I worked for it !”
(Estee Lauder)
“A person who never made a mistake never tried anything new.”
(Albert Einstein)
“You have to learn the rules of the game. And then you have to play
better than anyone else.”
(Albert Einstein)
v
PERSEMBAHAN
Dengan Mengucap Syukur kepada Allah SWT, saya dedikasikan
skripsi ini semata-mata untuk orang-orang yang saya sayangi,
yakni:
“Orangtua, bapak dan ibu ”, terimakasih bapak dan ibu atas
semua perjuangan dan doa-doanya selama ini hanya untuk
menjadikan saya anak yang berbakti pada orang tua, cerdas,
memiliki semangat tinggi, dan rendah diri. Walaupun saya belum
bisa membahagiakan kalian, tapi melalui selesainya skripsi ini,
saya telah melewati satu tahap untuk menjadi orang yang dapat
kalian banggakan. You’re my everything ! Dad and Mom !
“Bapak Antonius Mediyanto sebagai Pembimbing Skripsi I”,
terimakasih atas bimbingan, masukan, dan ilmunya selama ini,
motivasi-motivasi dan dukungan bapak tidak akan terlupakan,
sehat selalu bapak.
“Pak Mukhahar sebagai Pembimbing Skripsi II”, terimakasih
atas bimbingan, masukan, dan ilmunya selama ini, sehingga saya
dapat menyelasaikan skripsi dengan baik, sehat selalu bapak.
“Tandya, Tatas, Raga, Ucho, Cenna sebagai teman KP”,
terimakasih telah menemani mengisi waktu selama periode KP di
Semarang. Semoga kita diberi kesuksesan dan kelancaran dalam
menempuh langkah selanjutnya.
“Tandya dan Tatas sebagai Partner Skripsi saya”, terima kasih
atas kerjasama, perjuangan, dan kegigihan dalam menyelesaikan
skripsi ini, semoga dengan perjuangan kita ini, kita dapat menjadi
orang yang lebih kuat dan banyak ilmu.
“Teman Praktikum”, terimakasih kepada rochim, srundeng,
didin, udin, imam, nur, derry, djirjiz, lia, satya, hao, ina, ikhsan,
sri, beges, dan janu yang telah membantu dalam pengerjaan
praktikum. Tanpa kalian, mungkin kami tidak bisa menyelesaikan
skripsi di waktu ini. Terimakasih ! Salam para pejuang lab bahan !
vi
“Teman Main, khususnya Derry, Raga, mas Kiwil, Colay,
Puput, Amel, Nia, Hawin, Priyandi, Tandya, Ami, Pitra, Itsna,
Yayay, Reza Arab, Putri, dan Enriko”, terimakasih sudah
menemani melewati hari-hari selama masa kuliah ini. Semoga kita
bisa berkumpul lagi dengan cerita baru ! Sukses buat kita semua !
“Derry dan Hawin”, terimakasih kepada sahabat Triple H yang
ngaku-ngaku band tapi tidak pernah latian. Semoga kita
dijauhkan dari sifat pecundang dalam menghadapi urusan cewe,
haha. Terimakasih atas segala waktu yang kalian habiskan
bersama saya. Dan terakhir semoga kita tetap bersama walaupun
kita punya masing-masing jalan untuk meraih mimpi !
“Keluarga Sipil 2010”, serta terimakasih kepada teman-teman
satu angkatan, semoga kita tetap menjadi sipil solid. “Aku” dan
“kalian” akan menjadi “kita”.
“Kasmadji 2010, khususnya Siteng, Gery, Alin, Nugrah, Goza,
Rila, Aini, Nana, Fitri, Icak”, terimakasih sudah meluangkan
waktu untuk bermain bersama walaupun kita berada pada
kampus dan jurusan yang berbeda. Sukses buat kita semua !
vii
ABSTRAK
Hisyam Sibarani, 2014, Perubahan Serapan Air dan Kuat Kejut Beton
Menggunakan Agregat Kasar Pecahan Genteng Berserat Aluminium Pasca
Bakar dengan Variasi Waktu Rendaman Air. Tugas Akhir Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Salah satu kelemahan beton adalah memiliki berat isi yang tinggi, yaitu sebesar
2400 kg/m3. Untuk meringankan berat isi tersebut, maka digunakan pecahan
genteng sebagai pengganti agregat kasar. Penambahan serat alumunium ke dalam
campuran beton bertujuan meningkatkan nilai serapan air dan kuat kejut beton.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar penurunan nilai serapan
air dan kuat kejut beton, serta kekuatan maksimal yang dapat dipulihkan pasca
kebakaran dengan metode water curing.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan menggunakan pengujian
di laboratorium yaitu dengan mencari nilai serapan air dan kuat kejut beton pra
dan pasca bakar pada suhu 500o C, serta mendapakan data waktu minimal dengan
pemulihan kekuatan yang maksimal beton pasca bakar. Pembakaran benda uji
dilakukan di tungku laboratorium keramik Bayat, Klaten. Setelah dibakar
dilakukan perawatan ulang dengan water curing.
Hasil penelitian pengujian serapan air pada menit ke 10+0,5 dan 24 jam pada
beton tanpa serat aluminium pra, pasca bakar dan setelah mendapakan perawatan
ulang selama 28 x 24 jam, 42 x 24 jam, dan 56 x 24 jam berturut-turut adalah
3,468% dan 9,096%; 4,889% dan 11,133%; 2,304% dan 7,435%; 1,503% dan
8,516%; 1,153% dan 4,841%. Untuk beton berserat aluminium nilai serapan air
pada beton pra, pasca bakar dan setelah mendapatkan water curing sebesar
4,448% dan 11,336%; 5,656% dan 12,777%; 2,583% dan 10,548%; 2,195% dan
11,809%; 5,283% dan 9,654%. Hasil pengujian kuat kejut beton tanpa serat pada
retak pertama dan runtuh total dengan perlakuan yang sama adalah 4079,00 J dan
4697,03 J; 1389,10 J dan 1618,65 J; 1536,25 J dan 1842,32 J; 2042,44 J dan
2254,34 J; 2095,42 J dan 2419,15 J. Sedangkan hasil pengujian kuat kejut beton
dengan serat aluminium adalah 4585,19 J dan 5833,03 J; 2183,71 J dan 2401,49 J;
2230,79 J dan 2572,18 J; 2272,00 J dan 2678,13 J; 2260,22 J dan 2689,90 J.
Berdasarkan hasil di atas penambahan serat aluminium hanya dapat meningkatkan
kuat kejut beton. Pembakaran sampel mengakibatkan penurunan kekuatan karena
terjadinya penguapan air beton dan terjadi dekomposisi pada senyawa CSH.
Dengan dilakukan water curing dapat meningkatkan mutu nilai serapan air dan
kuat kejut beton, karena terisinya kembali rongga-rongga kosong akibat
penguapan air akibat pembakaran dan terbentuknya kriltal-kristal CSH baru yang
berasal dari reaksi air curing ulang dengan semen yang belum terhidrasi pada
beton tersebut.
Kata kunci : beton, pasca bakar, serapan air, kuat kejut, usaha, water curing.
viii
ABSTRACT
Hisyam Sibarani, 2014, The Change of Water Absorption and Impact
Resistance of Aluminum Fiber Concrete with Tile Fragment Aggregate Post
Burning with Time Variation of Water Curing. Final Project Department of
Civil Engineering Faculty of Engineering, Sebelas Maret University Surakarta.
One of the weakness concrete is the concrete has a high density, that is equal to
2400 kg/m3. To lighten the weight of the contents, it is used as a replacement tile
fragments of coarse aggregate. The addition of aluminum fibers into the concrete
mix aims to increase the value of a absorption of water and impact resistance
concrete. This study aims to determine how much impairment absorption of water
and impact resistance concrete, as well as the maximum force that can be
recovered after the fire with water curing method.
This study used an experimental method using laboratory testing is to find the
value of a absorption of water and impact resistance concrete pre- and post-burn
at a temperature of 500o C, as well as the data assigned the minimum time with
maximum recovery of strength concrete post-burn. Combustion test specimens
made in a laboratory furnace ceramic at Bayat, Klaten. After burned re-treatment
with water curing for 28 x 24 hours, 42 x 24 hours and 56 x 24 hours to get the
minimum time for maximum recovery.
The results of research the water absorption testing uptake at 10 + 0,5 minutes and
24 hours on the concrete without fibers aluminum pre, post-combustion and after
re-assigned the treatment for 28 x 24 hours, 42 x 24 hours, and 56 x 24
consecutive hours are 3.468% and 9.096 %; 4.889% and 11.133%; 2.304% and
7.435%; 1.503% and 8.516%; 1.153% and 4.841%. For aluminum fibrous
concrete on concrete water absorption value of pre, post-burn and after getting
water curing of 4.448% and 11.336%; 5.656% and 12.777%; 2.583% and
10.548%; 2.195% and 11.809%; 5.283% and 9.654%. The impact resistance test
results of concrete without fibers at first crack and collapse in total with the same
treatment are 4079.00 4697.03 J and J; 1389.10 J and 1618.65 J; 1536.25 J and
1842.32 A; 2042.44 J and 2254.34 J; 2095.42 J and 2419.15 J. While impact
resistance test results of concrete with aluminum fibers are 4585.19 5833.03 J and
J; 2183.71 J and 2401.49 J; 2230.79 J and 2572.18 J; 2272.00 J and 2678.13 J;
2260.22 J and 2689.90 J. Based on the above results the addition of aluminum
fibers can only improve the impact resistance of concrete. Combustion of the
sample results in a decrease in strength due to water evaporation and
decomposition concrete at CSH compounds. With water curing is done to improve
the quality of the value of water absorption and impact resistance concrete,
because the cavities being filled back empty due to the evaporation of water due
to combustion and formation of new CSH crystals derived from the reaction of
curing water that has not been repeated with hydrated cement in the concrete.
Keywords: concrete, post-burn, water absorption, impact resistance, water curing.
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-
Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul
“Usaha Pemulihan Serapan Air dan Kuat Kejut Beton Menggunakan
Agregat Kasar Pecahan Genteng Berserat Aluminium Pasca Bakar dengan
Variasi Waktu Rendaman Air”.
Penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada :
1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta
staf,
2. Pimpinan Jurusan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta
staf,
3. Ir Antonius Mediyanto MT selaku dosen pembimbing I,
4. Ir.Mukahar MSCE selaku dosen pembimbing II
5. Tim Dosen Penguji Pendadaran,
6. Staf pengelola/laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret,
7. Rekan-rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian
ini
8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2010 dan semua pihak
yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung
yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada
umumnya dan mahasiswa pada khususnya.
Surakarta, November 2014
Penyusun
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PERSETUJUAN ii
LEMBAR PENGESAHAN iii
MOTTO iv
PERSEMBAHAN v
ABSTRAK vii
ABSTRACT viii
KATA PENGANTAR ix
DAFTAR ISI x
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR GAMBAR xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL xvi
DAFTAR LAMPIRAN xvii
BAB 1. PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang Masalah 1
1.2 Rumusan Masalah 3
1.3 Batasan Masalah 3
1.4 Tujuan Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitian 4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 5
2.1 Tinjauan Pustaka 5
2.2 Landasan Teori 6
2.2.1. Pengertian Beton 6
2.2.2. Beton Serat 6
2.2.3. Pengertian Beton Pasca Bakar 7
2.2.3.1. Degradasi Sifat Mekanik Beton Pasca Bakar 7
2.2.3.2.Perubahan Sifat Beton Pasca Bakar 8
2.2.4. Water Curing 9
2.2.5. Material Penyusun Beton Ringan Berserat Alumunium 9
xi
2.2.5.1. Semen Portland 9
2.2.5.2. Agregat Kasar (Pecahan Genting) 12
2.2.5.3. Agregat Halus 13
2.2.5.4. Air 14
2.2.5.5. Superplasticizer 14
2.2.5.6. Serat Alumunium 15
2.2.6. Beton Kedap Air 16
2.2.6.1. Spesifikasi Bahan 16
2.2.6.2. Ketentuan Minimum Beton Bertulang Kedap Air 18
2.2.7. Serapan Air 19
2.2.6.1. Serapan Air sebagai Salah Satu Faktor Durabiliras 19
2.2.6.2. Hal-Hal yang Mempengaruhi Besar Serapan Air 22
2.2.8. Ketahanan Kejut 24
2.2.8.1. Definisi 24
2.2.8.2. Pendekatan Perhitungan Energi Serapan 24
BAB 3. METODE PENELITIAN 28
3.1 Tinjauan Umum 28
3.2 Benda Uji 29
3.3 Alat-Alat yang Digunakan 31
3.4 Tahap dan Prosedur Penelitian 34
3.5 Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Beton 37
3.5.1. Standar Pengujian Agregat Halus 37
3.5.2. Standar Pengujian Agregat Kasar 37
3.6 Pengujian Bahan Dasar Beton. 37
3.6.1. Agregat Halus 38
3.6.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus 38
3.6.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Dalam Agregat Halus 39
3.6.1.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus 41
3.6.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus 42
3.6.2. Agregat Kasar 44
xii
3.6.2.1. Pengujian Spesific Grafity Agregat Kasar Pecahan
Genting 44
3.6.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar Pecahan
Genting 46
3.6.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar Pecahan
Genting 47
3.7 Perencanaan Campuran Beton 48
3.7.1. Penentuan Rasio Semen dan Air 48
3.7.2. Penentuan Kadar Semen 49
3.7.3. Penentuan Rasio Pecahan Genting Dengan Pasir 50
3.7.4. Kemampatan 50
3.7.3. Pengujian Nilai Slump 51
3.8 Pembuatan Benda Uji 52
3.9 Perawatan Benda Uji 53
3.10 Pembakaran Benda Uji 53
3.11 Pengujian Ketahanan Kejut 54
3.12 Pengujian Serapan 56
3.13 Analisis Data dan Pembahasan 56
BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 57
4.1 Hasil Pengujian Agregat 57
4.1.1 Hasil Pengujian Agregat Halus 57
4.1.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar (Pecahan Genteng) 59
4.2 Rancang Campur Metode Dreux-Corrise 61
4.3 Hasil Pengujian Nilai Slump 62
4.4 Hasil Pengujian dan Analisis Data 62
4.4.1 Hasil Pengujian dan Analisis Serapan Air Beton 62
4.4.2 Hasil Pengujian dan Analisis Kuat Kejut (Impact) 68
4.5 Pembahasan 74
4.5.1 Pengaruh Rendaman pada Serapan Air Beton Tanpa Serat 72
4.5.2 Pengaruh Rendaman pada Serapan Air Beton Berserat Aluminium72
4.5.3 Pengaruh Serat Aluminium pada Nilai Serapan Air Beton 73
xiii
4.5.4 Pengaruh Rendaman pada Kuat Kejut Beton Tanpa Serat 74
4.5.5 Pengaruh Rendaman pada Kuat Kejut Beton Berserat Aluminium74
4.5.6 Pengaruh Serat Aluminium pada Nilai Kuat Kejut Beton 75
4.5.7 Beton Pasca Bakar 76
4.5.8 Proses Water Curing 79
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 81
5.1 Kesimpulan 81
5.2 Saran 83
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A HASIL PENGUJIAN AGREGAT
LAMPIRAN B PERHITUNGAN METODE DREUX CORRISE
LAMPIRAN C HASIL PENGUJIAN SERAPAN AIR
LAMPIRAN D HASIL PENGUJIAN KUAT KEJUT
LAMPIRAN E DOKUMENTASI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen 11
Tabel 2.2. Technical Data Sika Viscocrete 5 15
Tabel 2.3. Tekanan Air pada Sampel Beton dan Waktu Penekanan 16
Tabel 2.4. Gradasi Agregat Halus 17
Tabel 2.5. Gradasi Agregat Kasar 17
Tabel 2.6. Kandungan Butir Halus 0,3 mm dalam 1 m3 Beton 18
Tabel 2.7. Ketentuan Minimum untuk Beton Bertulang Kedap Air 18
Tabel 3.1. Benda Uji untuk Pengujian Kejut 30
Tabel 3.2. Benda Uji untuk Pengujian Serapan 31
Tabel 3.3. Tabel Perubahan Warna 40
Tabel 3.4. Nilai koefisien G 49
Tabel 3.5. Koefisien kemampatan beton untuk berbagai kondisi nilai slump 51
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus 57
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus 58
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Agregat Kasar 59
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar 60
Tabel 4.5. Hasil Analisis Perhitungan Serapan Air Beton Tanpa Serat
Alumunium 64
Tabel 4.6. Hasil Analisis Perhitungan Serapan Air Beton Berserat Alumunium 65
Tabel 4.7. Perubahan Nilai Serapan Air Beton Tanpa Serat Aluminium 67
Tabel 4.8. Perubahan Nilai Serapan Air Beton Berserat Aluminium 67
Tabel 4.9. Hasil Analisis Perhitungan Kuat Kejut Beton Tanpa Serat
Aluminium 69
Tabel 4.10. Hasil Analisis Perhitungan Kuat Kejut Beton Berserat Aluminium 70
Tabel 4.11. Perubahan Nilai Kuat Kejut Beton Tanpa Serat Aluminium 71
Tabel 4.12. Perubahan Nilai Kuat Kejut Beton Berserat Aluminium 71
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Mekanisme Masuknya Air ke Dalam Beton 20
Gambar 2.2. Mekanisme Serangan Air pada Beton 21
Gambar 2.3. Beban Kejut, Batang Prismatik Akibat Jatuhnya Benda
Bermassa m 24
Gambar 3.1. Sketsa Benda Uji untuk Pengujian Serapan Air 29
Gambar 3.2. Sketsa Benda Uji untuk Pengujian Kuat Kejut 29
Gambar 3.3. Bagan Alir Tahap-Tahap Penelitian 36
Gambar 3.4. Penentuan Kadar Semen dengan Berbagai Nilai Slump 50
Gambar 3.5. Sketsa Alat Pengujian Kuat Kejut 55
Gambar 4.1. Kurva Daerah Susunan Gradasi Agregat Halus (Pasir) 59
Gambar 4.2. Kurva Daerah Susunan Gradasi Agregat Kasar
Pecahan Genteng 61
Gambar 4.3. Grafik Perubahan Nilai Serapan Air Beton Tanpa Serat 66
Gambar 4.4. Grafik Perubahan Nilai Serapan Air Beton Berserat Aluminium 66
Gambar 4.5. Grafik Perubahan Nilai Kuat Kejut Beton Tanpa Serat 70
Gambar 4.6. Grafik Perubahan Nilai Kuat Kejot Beton Berserat Aluminium 71
Gambar 4.7. Serat Aluminium dalam Beton 75
Gambar 4.8. Aksi Serat Bersama Pasta Semen 76
Gambar 4.9. Aksi Pasak dalam Beton 76
Gambar 4.10. CSH Model oleh Feldman dan Sereda (1968) 77
Gambar 4.11. Perubahan Senyawa Beton pada Suhu Tinggi 78
Gambar 4.12. Pemodelan CSH 78
Gambar 4.13. Pemodelan CSH Setelah Dibakar 79
xvi
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
Ac : luas penampang benda uji beton, mm2
ACI : American Concrete Institude
ASTM : American Society for Testing and Materials
B : konstanta semen
ε : regangan
Emaks : energi serapan
fas : faktor air semen
f’c : kuat tekan beton, MPa
g : percepatan gravitasi
G0 : berat pasir awal, gram
G1 : berat pasir akhir, gram
MPa : Mega Pascal
T : temperatur, 0C
SSD : Saturated Surface Dry
SK SNI : Surat Keputusan Standar Nasional Indonesia
PBI : Peraturan Beton Bertulang Indonesia
PUBI : Persyaratan Umum Bahan Bangunan Indonesia
% : persen
Vk : volume kerikil
Vp : volume pasir
Vsm : volume semen
Vbp : volume bahan padat
W : berat benda uji
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat
Lampiran B. Perhitungan Rencana Campuran Beton
Lampiran C. Data Hasil Pengujian Serapan Air
Lampiran D. Data Hasil Pengujian Kuat Kejut
Lampiran E. Dokumentasi