BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1
Diagram Alir (F low low Chart )
Mulai
Studi Pustaka
Persiapan : 1. Material 2. Alat
Pengujian Agregat : Agregat Halus Agregat Kasar 1. Berat Jenis dan Penyerapan 1. Berat Jenis dan Penyerapan Air Pasir Air Kerikil 2. Analisa Saringan Pasir 2. Analisa Saringan Kerikil
Mix Design Concrete : Komposisi Campuran Beton Mutu Target fc’ 35 35 Mpa 1. Penambahan NaCl 0% 2. Penambahan NaCl 5% 3. Penambahan NaCl 7% 4. Penambahan NaCl 10%
Pembuatan Campuran Beton
Tidak Slump Test Ya A
25
B
A
1. 2. 3. 4.
B
Pembuatan Benda Uji : Beton Silinder 15 x 30 cm Dengan Penambahan NaCl 0% Beton Silinder 15 x 30 cm Dengan Penambahan NaCl 5% Beton Silinder 15 x 30 cm Dengan Penambahan NaCl 7% Beton Silinder 15 x 30 cm Dengan Penambahan NaCl 10%
Perawatan Beton
Uji Kuat Tekan Beton Umur 14, 21 dan 28 Hari
Tidak Standar Deviasi Ya
Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Selesai Gambar 3.1 Skema Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian (Pengolahan Data, 2016) 3.2
Langkah Kerja Penelitian
Langkah kerja dalam proses pengerjaan proyek akhir yang berjudul “Pengaruh Variasi Penambahan Larutan Natrium Klorida (NaCl) Terhadap Kuat Tekan Beton” adalah sebagai berikut :
3.2.1
Studi Pustaka
Kegiatan ini adalah mencari, mengumpulkan, dan mempelajari referensi yang mendukung dalam penyusunan tugas akhir. Studi pustaka ini dilakukan mulai tahap awal sampai akhir.
26
3.2.2
Persiapan
1. Material a.
Semen Gresik (menggunakan semen PPC atau Portland Pozzoland Cement ).
b.
Air + Larutan NaCl. 1 liter + 50 gram garam = 1 liter + 70 gram garam =
50
x 100% = 5% kandungan NaCl.
1000 70
x 100% = 7% kandungan NaCl.
1000
1 liter + 100 gram garam =
100
x 100% = 10% kandungan NaCl.
1000
c.
Agregat Halus (Pasir) dari daerah Banyuwangi.
d.
Agregat Kasar (Batu pecah) dari daerah Banyuwangi.
2. Alat Alat Penelitian
3.2.3
a.
Cetakan Silinder ukuran 15 cm x 30 cm.
b.
Slump Test.
c.
Alat Uji Tekan.
d.
Timbangan.
e.
Bak Perendaman, dll.
Pengujian Agregat
Material yang digunakan dalam penelitian terlebih dahulu dilakukan pengujian, agar memenuhi persyaratan yang telah ditetapkan. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian agregat kasar dan pengujian agregat halus.
3.2.3.1 Pengujian Agregat Halus
Pengujian yang dilakukan pada agregat halus meliputi pengujian analisisa saringan, pengujian berat jenis dan penyerapan air. Prosedur masing-masing pengujian adalah sebagai berikut :
A. Analisa Saringan (SNI 03-1968-1990) Pengujian analisa saringan ini bertujuan untuk memperoleh distribusi besaran atau jumlah persentase butiran baik. 27
1.
Alat Pengujian a. Timbangan. b. Satu set saringan : 76,2 mm (3”), 63,5 mm (2 ½”), 50,8 mm (2”), 37,5 mm (1 ½”), 25 mm (1”), 19,1 mm (¾”), 12,5 mm (½”), 9,5 mm (⅜”), No.4 (4,75 mm), No.8 (2,36 mm), No.16 (1,18 mm), No.30 (0,6 mm), No.50 (0,3 mm), No.100 (0,1 mm), No.200 (0,075 mm). c. Oven. d. Alat pemisah contoh (riffler sampler ). e. Mesin pengguncang saringan ( sieve sheaker ). f. Talam, kuas, sikat, sendok, dll.
2.
Prosedur Pengujian a. Peralatan dan bahan yang akan digunakan disiapkan. b. Benda uji dikeringkan di dalam cawan oven dengan suhu 110±5o C, sampai beratnya tetap. c. Saring benda uji lewat susunan saringan dengan ukuran saringan paling besar ditempatkan paling atas. Saringan diguncang dengan tangan atau mesin pengguncang selama 15 menit. d. Kemudian agregat yang tertahan di tiap ayakan ditimbang.
B. Pengujian Berat Jenis Dan Penyerapan Air Terhadap Agregat Halus (SNI 03-1970-1990) Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk menentukan berat jenis bulk, berat jenis kering permukaan jenuh, berat jenis semu dari agregat halus. 1.
Alat Pengujian a. Timbangan. b. Oven. c. Piknometer, talam, termometer, air, dan lain-lain.
2.
Prosedur Pengujian a. Benda uji dikeringkan di dalam cawan oven dengan suhu 110±5º C, sampai berat tetap, dinginkan pada suhu ruang, atau rendam agregat dalam air selama 24±4 jam.
28
b. Lakukan pengeringan sampai tercapai keadaan kering permukaan jenuh. c. Periksa keadaan kering permukaan jenuh dengan pengujian kerucut dengan cara mengisikan benda uji ke dalam kerucut dengan batang penumbuk sebanyak 25 kali, angkat kerucut. Apabila agregat keadaan kering permukaan jenuh, maka benda uji akan runtuh sebagian. d. Masukkan agregat ke dalam piknometer dan tambahkan air sampai batas bacaan. Putar dan guncangkan piknometer dengan tangan agar air masuk keseluruh bagian agregat. Dan hilangkan gelembung udara yang terdapat di dalam air. Pada umumnya dibutuhkan waktu 15-20 menit untuk menghilangkan gelembung udara dari dalam air. e. Timbang piknometer berisi air dan benda uji sampai ketelitian 0,1 gram ( Bt ). f. Keluarkan benda uji, keringkan dalam oven dengan suhu 110±5º C sampai berat tetap, kemudian dinginkan benda uji dan ditimbang ( Bk ). g. Timbanglah berat piknometer pada saat terisi air saja sampai batas pembacaan.
3.2.3.2 Pengujian Agregat Kasar
Pengujian yang dilakukan pada agregat kasar meliputi pengujian analisisa saringan, keausan agregat (abrasi), pengujian berat jenis dan penyerapan air. Prosedur masing-masing pengujian adalah sebagai berikut :
A. Analisa Saringan (SNI 03-1968-1990) Pengujian analisa saringan ini bertujuan untuk memperoleh distribusi besaran atau jumlah persentase butiran baik. 1.
Alat Pengujian a. Timbangan. b. Satu set saringan : 76,2 mm (3”), 63,5 mm (2 ½”), 50,8 mm (2”),
29
37,5 mm (1 ½”), 25 mm (1”), 19,1 mm (¾”), 12,5 mm (½”), 9,5 mm (⅜”), No.4 (4,75 mm), No.8 (2,36 mm), No.16 (1,18 mm), No.30 (0,6 mm), No.50 (0,3 mm), No.100 (0,1 mm), No.200 (0,075 mm). c. Oven. d. Alat pemisah contoh (riffler sampler ). e. Mesin pengguncang saringan ( sieve sheaker ). f. Talam, kuas, sikat, sendok, dll. 2.
Prosedur Pengujian a. Peralatan dan bahan yang akan digunakan disiapkan. b. Benda uji dikeringkan di dalam cawan oven dengan suhu 110±5º C, sampai beratnya tetap. c. Saring benda uji lewat susunan saringan dengan ukuran saringan paling besar ditempatkan paling atas. Saringan diguncang dengan tangan atau mesin pengguncang selama 15 menit. d. Kemudian agregat yang tertahan di tiap ayakan ditimbang.
B. Pengujian Berat Jenis Dan Penyerapan Air Terhadap Agregat Kasar (SNI 03-1969-1990) Pengujian ini bertujuan untuk memperoleh nilai berat jenis bulk, berat jenis kering permukaan jenuh, berat jenis semu serta besarnya angka penyerapan dari agregat kasar. 1.
Alat Pengujian a. Timbangan. b. Oven. c. Saringan no. 4 (4,75 mm). d. Keranjang , kain lap, air, dan lain-lain.
2.
Prosedur Pengujian a. Peralatan dan bahan yang digunakan disiapkan. b. Mencuci benda uji untuk menghilangkan debu atau bahan – bahan lain yang melekat pada permukaan. c. Keringkan benda uji dalam oven dengan suhu 105º C sampai
30
beratnya tetap. d. Dinginkan benda uji pada suhu kamar selama 1 – 3 jam, kemudian timbang dengan ketelitian 0,5 gram ( Bk ) e. Rendam benda uji dalam air pada suhu kamar selama 24±4 jam. f. Keluarkan benda uji dari air, lap dengan kain penyerap sampai air pada permukaan hilang (SSD), untuk butiran
yang besar
pengeringan harus satu persatu. g. Timbang benda uji kering permukaan jenuh ( Bi). h. Letakkan benda uji di dalam keranjang, goncangkan batuannya untuk mengeluarkan udara yang tersekap dan tentukan beratnya di dalam air ( Bj). Ukur suhu air untuk penyesuaian perhitungan kepada suhu standar (25º C).
3.2.4 Mix Design Concrete
Dalam penelitian ini, menggunakan metode perencanaan adukan beton cara inggris “The Britist Mix Design Method “ ini tercantum dalam “ Design of Normal Concrete Mixes” telah menggantikan cara “ Road Note No.4” sejak tahun 1975. Di Indonesia cara ini dikenal dengan cara DOE (“ Department of Environment”). Perencanaan dengan cara DOE ini dipakai sebagai standart perencanaan oleh Depertemen Pekerjaan Umum di Indonesia, dan dimuat dalam SK.SNI.T-15-1990-03 dengan judul bukunya : “Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal”. Langkah – langkah metode ini adalah sebagai berikut : 1.
Penetapan Kekuatan Proporsi Campuran Penetapan kuat tekan beton yang disyaratkan ( fc’ ) pada umur tertentu kuat tekan beton yang disyaratkan ditetapkan sesuai dengan persyaratan perencanaan strukturnya dan kondisi setempat. Di Indonesia, yang dimaksud dengan kuat tekan beton yang disyaratkan ialah kuat tekan beton dengan kemungkinan lebih rendah dari nilai itu hanya sebesar 5% saja.
2.
Penetapan Nilai Deviasi Standar (S ) Deviasi standar ditetapkan berdasarkan tingkat mutu pengendalian
31
pelaksanaan pencampuran betonnya. Makin baik mutu pelaksanaan makin kecil nilai deviasi standarnya. Deviasi standar yang didapat dari pengalaman dilapangan selama produksi beton menggunakan Persamaan 3.1 sebagai berikut :
(−)2 S = √ .................................................................................. (3.1) (−1) Dengan :
3.
S
= Deviasi Standar
Xi
= Data kuat tekan masing – masing benda uji ( X1, X2, X3... Xn)
Xrt
= Data kuat tekan rata – rata dari semua benda uji
N
= Jumlah benda uji
Perhitungan Nilai Tambah ( Margin), ( M ) Jika nilai tambah ini sudah ditetapkan sebesar 12 MPa, nilai tambah dihitung berdasarkan nilai deviasi standar (S ) maka dilakukan dengan Persamaan 3.2 sebagai berikut :
M = k. Sd............................................................................................... .(3.2) Dengan :
4.
M
= Nilai Tambah, MPa
K
= 1,64
Sd
= Deviasi Standar, Mpa
Menetapkan Kuat Tekan Rata-Rata Yang Direncanakan Kuat tekan beton rata-rata yang direncanakan diperoleh dengan Persamaan 3.3 sebagai berikut :
f’cr = f’c + M ........................................................................................ .(3.3) Dengan : f’cr
= Kuat tekan rata-rata, MPa
f’c
= Kuat tekan yang disyaratkan, MPa
M
= Nilai tambah, MPa 32
5.
Penetapan Jenis Semen Portland Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah Semen PPC ( Portland Pozzoland Cement ) yang dalam penggunaanya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang. Semen PPC ( Portland Pozzoland Cement ) digunakan karena cocok untuk pembuatan konstruksi beton seperti : dermaga, jembatan, jalan raya, bendungan, bangunan irigasi, beton massa, dll.
6.
Penetapan Jenis Agregat Jenis agregat halus (pasir) yang digunakan berasal dari daerah Setail, Kab. Banyuwangi. Agregat Kasar (Batu Pecah) yang digunakan berasal dari daerah Kalipuro, Kab. Banyuwangi.
7.
Penetapan Faktor Air Semen Maksimum Agar beton tidak cepat rusak dan menghasilkan mutu yang sesuai dengan perencanaan awal yang baik maka perlu ditetapkan nilai FAS maksimum. Proses pemilihan faktor air semen beton normal tanpa menggunakan bahan admixture mempunyai batasan tertentu karena semakin kecil faktor air semen yang direncanakan akan semakin sulit pengerjaannya serta dapat menyebabkan beton menjadi keropos. FAS merupakan perbandingan antara berat air bebas dan berat semen dalam pembuatan campuran beton.
8.
Penetapan Nilai Slump Penetapan nilai slump dilakukan dengan memperhatikan pelaksanaan pembuatan,
pengangkutan,
penuangan,
strukturnya. slump ditetapkan
sesuai
pemadatan dengan
maupun
kondisi
jenis
pelaksanaan
pekerjaan agar diperoleh beton yang mudah dituangkan, didapatkan dan diratakan. Cara pengangkutan adukan beton dengan aliran dalam pipa yang dipompa dengan tekanan membutuhkan nilai slump yang besar. Nilai slump beton sebaiknya dikurangi sebisa mungkin dengan kisaran yang sesuai untuk transportasi, placing, dan konsolidasi.
33
9.
Penetapan Besar Butir Agregat Maksimum Penetapan besar butir agragat maksimum dilakukan berdasarkan nilai terkecil dari ketentuan-ketentuan berikut : a.
Tiga per empat kali jarak bersih minimum antar baja tulangan, atau berkas baja tulangan atau tendon prategang atau selongsong.
b.
Sepertiga kali tebal plat.
c.
Seperlima jarak terkecil antara bidang samping dari cetakan.
10. Jumlah Air Jumlah air harus serendah mungkin dalam rentang yang dapat diterima untuk konstruksi dan harus ditentukan dengan pengujian. Jumlah air yang diperkirakan diperbaiki dengan Persamaan 3.4 sebagai berikut :
A = 0,67 Ah + 0,33 Ak ........................................................................... .(3.4) Dengan : A
= jumlah air yang dibutuhkan, liter/m 3
Ah
= jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat halusnya
Ak
= jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat kasarnya
11. Penetapan Kadar Air Bebas Penetapan kadar air bebas pada penelitian ini diambil berdasarkan nilai slump yang telah diestimasi sebelumnya dan diameter maksimum agregat yang akan digunakan. Nilai kadar air bebas dapat diperoleh dari rumus : a.
Kadar air bebas = Wf , bila agregat yang digunakan pasir dan kerikil.
b.
Kadar air bebas = (2/3 Wf + 1/3 Wc ), bila agregat yang digunakan pasir alam dan batu pecah.
c.
Kadar air bebas = Wc, bila agregat yang digunakan pasir, debu batu dan batu pecah.
Dimana Wf adalah perkiraan jumlah air untuk agregat halus, Wc adalah perkiraan jumlah air untuk agregat kasar.
34
12. Penetapan Berat Jenis dan Spesifikasi Gabungan Agregat Berat jenis agregat campuran dihitung dengan Persamaan 3.5 sebagai berikut :
Bj campuran =
P 100
x Bj Agregat Halus +
K 100
x Bj Agregat Kasar........ .(3.5)
Dengan : Bj campuran
= Berat jenis agregat campuran.
Bj agregat halus = Berat jenis agregat halus. Bj agregat kasar = Berat jenis agregat kasar. P
= Persentase agregat halus terhadap agregat campuran.
K
= Persentase agregat kasar terhadap agregat campuran.
Berat jenis agregat halus dan agregat kasar diperoleh dari hasil pemeriksaan laboraturium, namun jika tidak ada dapat diambil sebesar 2,60 untuk agregat tak pecah/alami dan 2,70 untuk agregat pecahan.
13. Penetapan Berat Volume Beton Berat volume beton diperoleh berdasarkan pertimbangan dari kadar air bebas dan berat jenis spesifikasi gabungan.
14. Penetapan Jumlah Agregat Kasar dan Halus Penetapan jumlah agregat yang digunakan diperoleh dengan menggunakan rumus berikut: a.
Berat total agregat
= Berat volume beton – berat semen – kadar air bebas.
3.2.5
b.
Berat agregat pasir = Berat total agregat x (%) gabungan pasir.
c.
Berat agregat kasar = Berat total agregat – berat agregat halus.
Pembuatan Benda Uji
Penelitian ini dirancang untuk pembuatan beton yang menggunakan larutan natrium klorida (NaCl) dan sebagai pembanding menggunakan
beton
normal. Adapun jumlah benda uji dan jenis pengujian dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut ini :
35
Tabel 3.1 Jumlah Benda Uji Penelitian
% Larutan Natrium Klorida
Jenis Pengujian
Bentuk Benda Uji
14 Hari 21 Hari 28 Hari
0% Kuat Tekan Silinder 15 x 30 cm 5% Kuat Tekan Silinder 15 x 30 cm 7% Kuat Tekan Silinder 15 x 30 cm 10% Kuat Tekan Silinder 15 x 30 cm Sumber : Pengolahan Data, 2016. 3.2.6
Jumlah Benda Uji Untuk Umur Perendaman 3 3 3 3
3 3 3 3
3 3 3 3
Perawatan Benda Uji
Untuk menghasilkan beton dengan mutu yang baik diperlukan perawatan dan penyimpanan yang benar. Tujuan perawatan adalah mencegah pengeringan pada beton yang bisa menyebabkan hilangnya kandungan air yang dibutuhkan untuk proses pengerasan, sehingga kebutuhan air selama proses hidrasi semen tidak berkurang. Perawatan benda uji dilakukan setelah beton dicetak ditempatkan ditempat yang terhindar dari sinar matahari langsung dan hujan selama 24 jam. Lalu dilakukan perawatan beton dengan cara direndam/dialiri air selama umur rencana 14, 21 dan 28 hari. Sebelum dilakukan pengujian beton dikeluarkan dari dalam air kemudian diangin-anginkan.
3.2.7
Kuat Tekan
Berdasarkan SNI 1974:2011, kuat tekan beton dihitung dengan membagi beban maksimum yang diterima benda uji selama pengujian dengan luas penampang melintang rata yang ditentukan sebagaimana yang diuraikan pada pasal 5 dan nyatakan hasilnya dengan dibulatkan ke 1 (satu) desimal dengan satuan 0,1 MPa. Kuat tekan beton dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 3.6 sebagai berikut :
Kuat Tekan Beton =
P A
.......................................................................................(3.6)
Dengan : P = Gaya tekan aksial, dinyatakan dalam Newton (N). A
= Luas penampang melintang benda uji, dinyatakan dalam (mm2 ).
36
Apabila hasil pengujian kuat tekan beton tidak memenuhi dari mutu yang ditargetkan yaitu 35 MPa, maka penelitian ini tetap dilanjutkan ketahap selanjutnya dan pada penelitian selanjutnya perlu ditambahkan tentang variasi penambahan larutan natrium klorida (NaCl) yang lebih bervariasi dan sampel benda uji dalam penelitian diperbanyak untuk mengetahui kuat tekan yang optimal. Perlu adanya perbandingan antara beton dengan menggunakan semen yang berbeda untuk mengetahui karakteristik berbagai jenis semen terhadap serangan air laut. Hal ini dimaksudkan agar dapat diketahui jenis semen yang paling tahan terhadap air laut. Evaluasi dari penelitian ini perlu dilakukan sebagai pengetahuan untuk penelitian selanjutnya.
3.2.8
Deviasi Standar ( S )
Deviasi Standar ditetapkan berdasarkan tingkat mutu pengendalian pelaksanaan pencampuran betonnya. Makin baik mutu pelaksanaan makin kecil nilai deviasi standarnya. Deviasi standar yang didapat dari pengalaman dilapangan selama produksi beton menggunakan Persamaan 3.7 sebagai berikut : :
(−)2 S = √ ............................................................................................. (3.7) (−1) Dengan : S
= Deviasi Standar
Xi = Data kuat tekan masing – masing benda uji ( X1, X2, X3... Xn) Xrt = Data kuat tekan rata – rata dari semua benda uji n
3.3
= Jumlah benda uji
Jadwal Kegiatan Pelaksanaan Tugas Akhir
Penyusunan tugas akhir akan dilaksanakan mulai bulan Februari 2016 sampai bulan Agustus 2016. Berikut ini merupakan bagian utama kegiatan, yaitu : 1. Studi Pustaka Penyusunan ketentuan yang nantinya digunakan untuk penyusunan laporan tugas akhir dari berbagai sumber yang terkait.
37
2. Pembuatan Proposal Tugas Akhir Dimana pembuatan proposal digunakan untuk mengajukan pembuatan tugas yang akan dikerjakan. 3. Seminar Proposal Tugas Akhir Pada tahap ini materi yang akan digunakan pada saat pengajuan tugas akhir akan di tentukan layak atau tidaknya untuk dilanjutkan. 4. Persiapan material Pada tahap ini dilakukan pengambilan material di daerah yang sudah di tentukan. 5. Pengujian Material Dilaksanakan di laboratorium Beton Politeknik Negeri Banyuwangi sesuai pengujian yang sudah di tentukan. 6. Pembuatan Beton Dilaksanakan di Laboratorium Beton Politeknik Negeri Banyuwangi sesuai dengan campuran yang direncanakan. 7. Pengujian Beton Dilaksanakan di Laboratorium Beton Politeknik Negeri Banyuwangi pengujian meliputi pengujian berat jenis, penyerapan air, analisa saringan dan kuat tekan beton pada umur rencana. 8. Hasil dan Pembahasan Hasil akhir atau kesimpulan yang penulis dapatkan selama penelitian tugas akhir beserta rekomendasi yang disarankan dari hasil pengujian. 9. Pembuatan Laporan Tugas Akhir Penyusunan laporan ini dimulai dari awal kegiatan penelitian sampai akhir kegiatan penelitian dan juga dilakukan kegiatan asistensi laporan. 10. Sidang Tugas Akhir Pertanggung jawaban hasil tugas akhir.
Untuk rincian jadwal kegiatan tugas akhir dapat dilihat pada Tabel 3.2.
38
Tabel 3.2 Jadwal Kegiatan Pelaksanaan Tugas Akhir Nama Kegiatan
Februari Minggu Ke 1 2 3 4
Maret Minggu Ke 1 2 3 4
April Minggu Ke 1 2 3 4
Mei Minggu Ke 1 2 3 4
Studi Pustaka Pembuatan Proposal Tugas Akhir Seminar Proposal Tugas Akhir Persiapan Material Pengujian Material Pembuatan Beton Pengujian Beton 9
3
Hasil Dan Pembahasan Pembuatan Laporan Tugas Akhir Sidang Tugas Akhir
Sumber : Pengolahan Data, 2016.
39
(Halaman Sengaja di Kosongkan)
Juni Minggu Ke 1 2 3 4
Juli Minggu Ke 1 2 3 4
Agustus Minggu Ke 1 2 3 4
(Halaman Sengaja di Kosongkan)
40
