makalah
BETON MUTU TINGGI DENGAN LIMBAH KAWAT BENDRAT
Disusun Oleh :
Sibran M.I Putra (0604101010022) Iqlal Suriansyah (0604101010027) (060410101 0027) Zikrul Fuadi
(0604101010081)
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM – BANDA ACEH JL. TGK. SYEH ABDUL RAUF NO. 7 DARUSSALAM – B BANDA ANDA ACEH 23111 23111 2010
1
BETON MUTU TINGGI DENGAN LIMBAH KAWAT BENDRAT
1. Pendahuluan
Sejak dulu beton dikenal sebagai material yang memiliki kekuatan tekan tinggi, mudah dibentuk, mudah diproduksi secara lokal, relatif kaku, dan ekonomis. Tapi di sisi lain, beton juga menunjukan banyak keterbatasan baik dalam proses produksi maupun sifat-sifat mekaniknya, sehingga beton pada umunya hanya digunakan untuk konstruksi dengan ukuran kecil dan menengah. Namun sejak dua dekade terakhir telah berhasil dikembangkan berbagai jenis tambahan atau ata u admix a dmixtures tures dan additives add itives untuk campuran beto n sehingga terjadi kemajuan ke majuan yang sangat pesat pada teknologi beton, dengan berhasil memproduksi beton mutu tinggi bahkan sangat tinggi, dan yang pada akhirnya juga telah memperbaiki dan meningkatkan hampir semua kinerja beton menjadi suatu material material modern yang berkinerja tinggi. tinggi. Di beberapa negara maju sudah sejak lama beton mutu tinggi berhasil diproduksi untuk pekerjaan-pekerjaan khusus. Di Indonesia beton mutu tinggi dengan kuat tekan rata-rata sebesar 85 MPa baru dapat dibuat di laboratorium pada tahun 1990, dengan bahan tambah superplastisizer dengan nilai slump mencapai 15 cm. Campuran beton yang dihasilkan dengan kadar semen 480 kg/cm2 dan faktor air semen (fas, w/c) 0,32 (Supartono, 1998). Sedangkan realisasi di lapangan maksimal baru mencapai + 80 % nya atau setara dengan 60 MPa. Dengan beton mutu tinggi dimensi dari struktur dapat diperkecil sehingga berat struktur menjadi lebih lebih ringan, hal tersebut menyebabkan menyebabkan beban yang diterima pondasi secara secara keseluruhan menjadi lebih kecil pula, jika ditinjau dari segi ekonomi hal tersebut tentu akan lebih menguntungkan. Disamping itu untuk bangunan bertingkat tinggi dengan semakin kecilnya dimensi struktur kolom pemanfaatan ruangan akan semakin maksimal. Porositas yang dihasilkan beton mutu tinggi juga lebih rapat, sehingga akan menghasilkan beton yang relatif lebih awet dan tahan sulfat karena tidak dapat ditembus oleh air dan bakteri perusak beton. Oleh Oleh sebab itu itu penggunaan beton bermutu tinggi tinggi tidak dapat dihindarkan dalam perencanaan dan perancangan struktur bangunan. Salah satu masalah masalah yang sangat berpengaruh pada kuat tekan beton adalah adanya porositas. Semakin besar porositasnya maka kuat tekannya semakin kecil, sebaliknya semakin kecil porositas kuat tekannya semakin besar. Besar dan kecilnya porositas dipengaruhi besar dan kecilnya fas yang digunakan. Semakin besar fas-nya porositas semakin besar, sebaliknya semakin kecil fas-nya porositas semakin kecil. Untuk mendapatkan beton bermutu tinggi (kuat tekan tinggi) maka harus dipergunakan fas rendah, namun jika fas-nya terlalu kecil pengerjaan beton akan menjadi sangat sulit, sehingga pemadatannya tidak bisa maksimal dan akan mengakibatkan mengakibatkan beton menjadi keropos, hal tersebut berakibat menurunnya kuat tekan beton. Untuk mengatasi hal tersebut dapat dipergunakan Superplasticizer yang sifatnya dapat mengurangi air (dengan menggunakan fas kecil) tetapi tetap mudah dikerjakan.
1
2
1. 1. Kekurangan dan Kelebihannya.
Semen bereaksi secara kimiawi untuk mengikat partikel agregat tersebut menjadi suatu masa yang padat (Winter, Nilson, Nilson, 1993). Beton berasal berasal dari bahasa latin latin yaitu yaitu “concretus” yang berarti tumbuh bersama, yang berupa kelebihan dan kekurangan (Mindess, Young, 1981). Adapun kelebihannya adalah mudah dicetak, ekonomis, tahan lama, effisien, dapat diproduksi ditempat, mempunyai estetika, dan mempunyai kuat desak yang tinggi. Sedangkan kekurangannya adalah kekuatan regang rendah, keliatan rendah, volumenya tidak stabil, kekuatan rendah dibanding beratnya dan mempunyai tarik desak yang rendah.
1. 2 Faktor Yang Berpengaruh Terhadap Mutu dan Keawetan Beton
Pada umumnya, terutama bila berhubungan dengan tuntutan mutu dan keawetan yang tinggi, ada beberapa faktor utama yang bisa menentukan keberhasilan pengadaan beton bermutu tinggi, diantaranya adalah : a. Faktor air air semen (fas, (fas, w/c) yang rendah. rendah. b. Kualitas agregat halus (pasir). c. Kualitas agregat kasar (batu pecah/koral). d. Penggunaan admixture dan aditif aditif mineral dalam kadar yang tepat. e. Prosedur yang yang benar dan cermat pada keseluruhan keseluruhan proses produksi beton. f. Pengawasan dan pengendalian yang ketat pada keseluruhan prosedur dan mutu mutu pelaksanaan, yang didukung oleh koordinasi ko ordinasi operasional yang optimal.
1. 3 Faktor Air Semen
Faktor air semen (fas, w/c) adalah angka yang menunjukan perbandingan antara berat air dan berat semen. Pada beton mutu tinggi dan sangat tinggi, pengertian w/c bisa diartikan sebagai water to cementitious ratio, yaitu rasio berat air terhadap berat total semen dan aditif cementitious, yang umumnya ditambahkan pada campuran beton mutu tinggi. Faktor air semen yang rendah, merupakan faktor yang paling menentukan dalam menghasilkan beton mutu tinggi, dengan tujuan untuk mengurangi seminimal mungkin porositas beton yang dihasilkan. Dengan demikian semakin besar volume faktor air-semen (fas) semakin rendah kuat tekan betonnya. Idealnya semakin rendah fas kekuatan beton semakin tinggi, akan tetapi karena kesulitan pemadatan maka dibawah fas tertentu (sekitar 0,30) kekuatan beton menjadi lebih rendah, karena betonnya kurang padat akibat kesulitan pemadatan. Untuk mengatasi mengatasi kesulitan pemadatan dapat digunakan alat getar (vibrator) atau dengan bahan kimia tambahan (chemical admixture) yang bersifat menambah kemudahan pengerjaan (Tjokrodimuljo, 1992). Untuk membuat beton beton bermutu tinggi faktor air semen yang dipergunakan antara 0,28 sampai dengan 0,38. Sedangkan untuk beton bermutu sangat sangat tinggi tinggi faktor air semen yang yang dipergunakan lebih kecil dari 0,2 (Jianxin Ma dan Jorg Dietz, 2002).
3
1. 4 Kualitas agregat halus (pasir)
Kualitas agregat halus yang dapat menghasilkan beton mutu tinggi adalah : a. Berbentuk bulat. b. Tekstur halus (smooth texture). c. Modulus kehalusan (fineness modulus), menurut hasil penelitian menunjukan bahwa pasir dengan modulus kehalusan 2,5 s/d 3,0 pada umumnya akan menghasilkan beton mutu tinggi (dengan fas yang rendah) yang mempunyai kuat tekan dan workability yang optimal (Larrard, 1990). d. Bersih. e. Gradasi yang baik baik dan teratur (diambil dari sumber yang sama).
1. 5 Kualitas Agregat Agregat Kasar
Kualitas agregat kasar yang dapat menghasilkan beton mutu tinggi adalah : a. Porositas Porositas rendah. Dari hasil penelitian menunjukan bahwa porositan rendah akan menghasilkan suatu adukan yang seragam (uniform), dalam arti mempunyai keteraturan atau keseragaman yang baik pada mutu (kuat tekan) maupun nilai slumpnya. Akan sangat baik bila bisa digunakan agregat kasar dengan tingkat penyerapan air (water absorption) yang kurang dari 1 %. Bila tidak, hal ini bisa menimbulkan kesulitan dalam mengontrol kadar air total pada beton segar, dan bias mengakibatkan kekurang teraturan (irregularity) dan deviasi yang besar pada mutu dan dan nilai slump beton yang dihasilkan. Karenanya, sensor kadar air secara ketat pada setiap group agregat yang akan dipakai merupakan suatu tahapan yang mutlak perlu dikerjakan. Bisa menimbulkan menimbulkan kesulitan kesulitan dalam mengontrol kadar air total pada beton segar, segar, dan bias mengakibatkan kekurang teraturan (irregularity) (irregularity) dan deviasi yang yang besar pada mutu dan nilai slump beton yang dihasilkan. Karenanya, sensor kadar air secara ketat pada setiap group agregat yang akan dipakai merupakan suatu tahapan yang mutlak perlu dikerjakan. b. Bentuk fisik agregat. Dari beberapa penelitian menunjukan bahwa batu pecah dengan bentuk kubikal dan tajam ternyata menghasilkan mutu beton yang lebih baik dibandingkan dengan menggunakan kerikil bulat (Larrard, 1990). Hal ini tidak lain adalah karena bentuk kubikal dan tajam bias memberikan daya lekat mekanik yang lebih baik antara batuan dengan mortar. Ukuran maksimum agregat. Dari beberapa penelitian menunjukan bahwa pemakian agregat yang lebih kecil (< 15 mm) bisa menghasilkan mutu beton yang lebih tinggi (Larrard, 1990). Namun pemakaian agregat kasar dengan ukuran maksimum 25 mm masih menunjukan menunjukan tingkat keberhasilan yang baik dalam produksi beto n mutu tinggi. c. Ukuran maksimum agregat. Dari beberapa penelitian menunjukan bahwa pemakian agregat yang lebih kecil (< 15 mm) bisa menghasilkan menghasilkan mutu beton yang lebih tinggi (Larrard, 1990). Namun pemakaian agregat kasar dengan ukuran maksimum 25 mm masih menunjukan tingkat keberhasilan yang baik dalam produksi beton mutu mutu tinggi.
4
d. Bersih dan kuat tekan tek an hancur yang tinggi. e. Gradasi yang yang baik dan teratur (diambil dari sumber yang sama).
3. 6 Penggunaan admixture dan aditif dalam kadar yang tepat
Untuk menghasilkan beton dengan mutu (kuat tekan beton) tinggi dibutuhkan Superplasticizer (high range water reducer) dan Aditif dengan kadar yang tepat. Sebab bahan admixture dan aditif jika dicampur dengan kadar yang tidak tepat hasilnya akan sebaliknya, yaitu tidak meningkatkan kuat tekannya akan tetapi dapat menurunkan. Superplasticizer atau high range water reducer diperlukan karena Kondisi fas yang sangat rendah pada beton mutu tinggi atau sangat tinggi, untuk bisa mengontrol dan menghasilkan nilai slump yang optimal pada beton segar ( workable), sehingga bisa dihasilkan kinerja pengecoran beton yang baik. Ketepatan dosis penambahan Superplasticizer dibuktikan dengan membuat campuran percobaan (trial mixes) dengan beberapa variasi dosis penambahan Superplasticizer hingga mendapatkan hasil yang optimum dalam memenuhi syarat kelecakan yang direncanakan. Aditif perlu ditambahkan dalam campuran beton segar guna mendapatkan nilai tambah dari beton. Kadang kala penambahan aditif juga mampu menutupi kekurangan yang dimiliki beton sehingga beton memiliki kinerja yang lebih baik.
1. 7 Prosedur yang benar dan cermat pada keseluruhan proses produksi beton.
Untuk menghasilkan beton bermutu tinggi maka dibutuhkan prosedur yang benar dan cermat pada keseluruhan proses produksi beton yang meliputi : a. Uji material (material testing). b. Sensor dan pengelompokan pengelompokan material (material (material sensor and grouping). grouping). c. Penakaran dan pencampuran (batching). d. Pengadukan (mixing). e. Pangangkutan (transportating). f. Pengecoran (placing). g. Perawatan (curing). Disamping itu pengawasan dan pengendalian yang ketat pada keseluruhan prosedur dan mutu pelaksanaan, yang didukung oleh koordinasi operasional yang opt imal. imal.
2. Komponen Beton dan Bahan Tambahan yang Digunakan 2.1 Agregat Halus (pasir)
Pasir yang digunakan adalah agregat alami berasal dari aliran sungai, yang dicuci dan dibersihkan dari kotoran organik yang masih menempel. Kotoran-kotoran sebisa mungkin benar-benar bersih dari agregat agar zat-zat organik tidak bercampur kedalam beton yang dapat melemahkan campuran beton. beto n. Pasir diambil adalah yang lolos saringan 4,76 mm.
5
2.2 Agregat Kasar (split)
Dalam pembuatan beton mutu tinggi, tingkat kekuatan serta keausan agregat kasar sangat menentukan mutu beton yang direncanakan. Setelah meninjau beberapa lokasi stone cruiser maka dipilihlah agregat kasar yang berasal dari Lhoknga Aceh besar. Agregat kasar yang dipakai merupakan batu pecah (split) ukuran 23mm. Jenis batuan gunung yang berasal dari lhoknga memiliki tingkat kekuatan serta keausan yang lebih baik dibandingkan split yang berasal dari batuan alami aliran sungai. 2.3 Semen
Berdasarkan persyaratan lomba, maka semen yang digunakan adalah semen jenis Portland Composite Cement (PCC) merek "Tiga Roda". Semen jenis PCC atau biasa dikenal juga semen type II sangat umum dipakai dan merupakan semen yang digunakan dalam skala pekerjaan besar (massa). 2.4 Air
Air yang memenuhi syarat dan layak diminum dipakai sebagai campuran beton, diambil dari Laboratorium Struktur Universitas Syiah Kuala tempat pelaksanaan pembuatan benda uji 2.5
Bahan Tambahan
Kawat bendrat merupakan bahan tambahan yang digunakan dalam campuran beton yang telah direncanakan. Kawat bendrat yang digunakan merupakan limbah hasil sisa-sisaa dari pemakaian kawat bendrat yang telah dipotong terlebih dahulu dengan ukuran 2,5 cm dan memiliki tiga anyaman. Pemakaian kawat bendrat diharapkan dapat menjadi serat yang mampu menambah kuat tarik atau kuat belah beton yang merupakan kekurangan dari beton dan juga secara langsung menambah kuat desak beton. Sehingga penambahan kawat bendrat dalam komposisi beton akan menjadikan beton tidak hanya efektif dalam menahan beban pada konstruksi bangunan tinggi tapi juga efektif efekt if dalam perencanaan konstruksi daerah gempa. 2.6 Superplasticizer
Superplasticizer atau high range water reducer dalam reducer dalam hal ini mutlak diperlukan karena Kondisi fas yang sangat rendah, untuk bisa mengontrol dan menghasilkan nilai slump yang optimal pada beton segar ( workable), sehingga bisa dihasilkan kinerja pengecoran beton yang baik. Sikament NN merupakan salah satu Admixture yang dipakai dalam campuran beton rencana guna menghasilkan beton dengan mutu (kuat tekan beton) tinggi. Ketepatan dosis penambahan Superplasticizer dibuktikan dengan membuat campuran percobaan (trial mixes) hingga mendapatkan hasil yang optimum dalam memenuhi syarat kelecakan yang direncanakan. Hasil penelitian penggunaan Superplasticizer Superplasticizer (dalam hal ini ini digunakan sikamen-163, produk PT. Sika Nusa Pratama), menunjukan peningkatan nilai slump yang yang memuaskan pada fas yang yang rendah (fas = 0,28 dan nilai slump slump awal = 1,5 cm), cm), yaitu mencapai nilai slump 9,5 cm pada pemanbahan Superplasticizer dengan dosis 1,25 %, nilai slump 12,5 cm pada penambahan Superplasticizer dengan dosis 2 % (Supartono, 1998).
6
3
Mix Design Mix design yang digunakan adalah yang mengacu pada metode ACI (American Concrete Institute). Perhitungan mix design dapat d ilihat pada lampiran.
3.1 Pemilihan Nilai Slump Tabel A1.5.3.1 Nilai slump yang direkomendasikan untuk berbagai tipe konstruksi Slump Slump (m m)
Jenis konstruksi
M ak s im um
M inim um
Dinding Dinding penahan dan pondasi beton bertulang
75
25
Pondasi sederhana, s ederhana, sumuran, dan dinding bagian bagian baw ah struktur
75
25
Balok dan dinding beton bertulang
100
25
Kolom Struktural
100
25
Perkeras an dan slab
75
25
Beton mass mass al
75
25
Slump dipilih 75-100mm
3.2 Pemilihan Ukuran Maksimum Agregat Coarse Aggregate : Split Tertinggal di Atas Saringan A
B
Nomor Saringan (mm)
Berat (gram)
Persentase (%)
(1 )
(2 )
(3 )
Berat Persentase (gram) (%) ( 4)
(5)
Berat (gram) (6 )
Rata-rata C Persentase Tertinggal Persentase di Atas (%) ( 7)
(8)
Persentase Komulatif Lolos (%)
(9)
Tertinggal (%)
(1 0 )
3 1.5 0
0 .0 0
0 . 00
0 .00
0 .0 0
0 .0 0
0 . 00
0 .0 0
1 00 .0 0
0 . 00
1 9.1 0
15 .1 5
0 . 76
1 6 .25
0 .8 1
1 5 .3 5
0 . 77
0 .7 8
99 .2 2
0 . 78
9 5 .2 6 1 9 0 7 . 3 5
9 5 . 37
9 5 .3 5
3 .8 7
9 6 . 13
9 .5 2
1 9 08 .3 5
4 .7 6
76 .5 0
3 . 83
7 8 .50
3 .9 3
7 7 .3 0
3 . 87
3 .8 7
0 .0 0
1 0 0 . 00
2 .3 8
0 .0 0
0 . 00
0 .00
0 .0 0
0 .0 0
0 . 00
0 .0 0
0 .0 0
1 0 0 . 00
1 .1 9
0 .0 0
0 . 00
0 .00
0 .0 0
0 .0 0
0 . 00
0 .0 0
0 .0 0
1 0 0 . 00
0 .6 0
0 .0 0
0 . 00
0 .00
0 .0 0
0 .0 0
0 . 00
0 .0 0
0 .0 0
1 0 0 . 00
0 .3 0
0 .0 0
0 . 00
0 .00
0 .0 0
0 .0 0
0 . 00
0 .0 0
0 .0 0
1 0 0 . 00
0 .1 5
0 .0 0
0 . 00
0 .00
0 .0 0
0 .0 0
0 . 00
0 .0 0
0 .0 0
1 0 0 . 00
Sisa
0 .0 0
0 . 00
0. 0. 0 0
0 .0 0
0. 0.0 0
0 . 00
0 .0 0
0 .0 0
2 0 0 0. 0 0
1 0 0 .0 0
T ota l
9 5 . 42 1 9 0 5 . 2 5
20 0 0.0 0
1 0 0 . 00
2 0 0 0 . 00
Modulus Kehalusan Kehalusan ( FM)
1 00 .0 0
10 0 . 00
2 0 3. 0 9
6 9 6 .9 1
6.969
7
Fine Sand : Pasir Halus Tertinggal di Atas Saringan Nomor Saringan (mm) (1 )
A
B
Berat Persentase (gram) (%)
Berat Persentase (gram) (%)
(2 )
(3 )
(4 )
(5 )
Rata-rata Persentase C Tertinggal Berat Persentase di Atas (gram) (%) ( 6)
(7 )
(8 )
Persentase Komulatif Lolos (%)
(9 )
Tertinggal (%)
(1 0 )
3 1.5 0
0 . 00
0 .0 0
0 .0 0
0 .0 0
0 .0 0
0 .0 0
0 .0 0
1 00 . 0 0
0 .0 0
1 9.1 0
0 . 00
0 .0 0
0 .0 0
0 .0 0
0 .0 0
0 .0 0
0 .0 0
1 00 . 0 0
0 .0 0
9 .5 2
11 3 . 00
1 1 .3 0
1 4 8 .0 0
14 .8 0
1 20 .0 0
12 .0 0
1 2 .7 0
87 . 3 0
12 .7 0
4 .7 6
17 9 . 00
1 7 .9 0
1 6 7 .0 0
16 .7 0
1 60 .0 0
16 .0 0
1 6 .8 7
70 . 4 3
29 .5 7
2 .3 8
16 2 . 00
1 6 .2 0
1 5 3 .0 0
15 .3 0
1 52 .0 0
15 .2 0
1 5 .5 7
54 . 8 7
45 .1 3
1 .1 9
16 3 . 00
1 6 .3 0
1 5 3 .0 0
15 .3 0
1 52 .0 0
15 .2 0
1 5 .6 0
39 . 2 7
60 .7 3
0 .6 0
20 3 . 00
2 0 .3 0
2 0 5 .0 0
20 .5 0
2 08 .0 0
20 .8 0
2 0 .5 3
18 . 7 3
81 .2 7
0 .3 0
12 9 . 00
1 2 .9 0
1 2 2 .0 0
12 .2 0
1 60 .0 0
16 .0 0
1 3 .7 0
5 .0 3
94 .9 7
0 .1 5
4 0 . 00
4 .0 0
4 0 .0 0
4 .0 0
37 .0 0
3 .7 0
3 .9 0
1 .1 3
98 .8 7
Sisa
1 1 . 00
1 .1 0
1 2 .0 0
1 .2 0
11 .0 0
1 .1 0
1 .1 3
0 .0 0
1 0 0. 0 0 1 0 0 0. 0 0
1 0 0.0 0
1 00 .0 0
4 7 6 .7 7
T o ta l
10 0 0. 0 0
1 0 0 . 0 0 1 0 0 0 . 00
Modulus Modulus Kehalusan ( FM)
4.232
Tabel Persentase Berat Butiran Agregat Campuran Campuran Nomor Saringan
Persentase Tinggal di Atas Saringan
Faktor Perbandingan 5 4%
44 %
Agregat Agregat Campuran Campuran T inggal di di Lewat di Saringan Saringan
Kumulatif Persentase Tertahan
(mm)
Kr
Pk
Kr
Pk
( %)
( %)
( %)
(1 )
( 2)
( 3)
(4 )
( 5)
(6 )
(7 )
(8 )
3 1. 5 0 1 9. 1 0
0 .0 0
0 .00
0 . 00
0 .0 0
0 .00
10 0 . 00
0 .0 0
0 .7 8
0. 0.00
0 . 42
0 .0 0
0 .42
9 9 . 58
0 .4 2
9 .5 2
9 5 .3 5
0 .00
5 1 . 49
0 .0 0
5 1 .49
4 8 . 09
51 .9 1
4 .7 6
3 .8 7
1. 1.93
2 . 09
0 .8 5
2 .94
4 5 . 15
54 .8 5
2 .3 8
0 .0 0
7. 7.06
0 . 00
3 .1 1
3 .11
4 2 . 05
57 .9 5
1 .1 9
0 .0 0
1 2 .10
0 . 00
5 .3 2
5 .32
3 6 . 72
63 .2 8
0 .6 0
0 .0 0
1 6 .14
0 . 00
7 .1 0
7 .10
2 9 . 62
70 .3 8
0 .3 0
0 .0 0
3 4 .11
0 . 00
15 . 0 1
1 5 .01
1 4 . 61
85 .3 9
0 .1 5
0 .0 0
2 6 .66
0 . 00
11 . 7 3
1 1 .73
2 . 88
97 .1 2
Sisa
0 .0 0
2 .00
0 . 00
0 .8 8
0 .88
2 . 00
1 0 0 .0 0
10 0 .00
5 4 . 00
44 . 0 0
9 8 .00
Total
M odulus K eh alusan ( FM)
Ukuran maksimum agregat 23 mm
4 2 3.2 3
4 81 .3 1 4. 8 1 3
8
3.3 Perhitungan Jumlah Air Tabel A1.5.3.3
Perkiraan Air Air Pencampu r dan Kand unga n Udara yang Dibutuhkan untuk Slum Slum p dan Uk uran M aksimum aksimum Nom inal inal Agregat Agregat yang Berbeda 3
Air (kg/m beton) untuk Ukura Ukura n Maksimu m Agregat Agregat (mm) Slum Slum p (m (m m)
9 .5
12 .5
19
25
37 . 5
50
70
15 0
13 0
11 3
Beton Tanpa Bahan Pemasuk Udara 2 5 s a m p ai 50
20 7
19 9
1 90
1 79
1 66
15 4
7 5 s am pa i 1 0 0
22 8
21 6
2 05
1 93
1 81
16 9
14 5
12 4
1 5 0 s a m p ai 1 7 5
24 3
22 8
2 16
2 02
1 90
17 8
16 0
-
Perkiraan Jumlah Udara yang Terperangkap di dalam beton (%)
3
2. 5
2
1 .5
1
0 .5
0 .3
0.2
12 2
10 7
Beton dengan dengan B ahan Pemasuk Udara 2 5 s a m p ai 50
18 1
17 5
1 68
1 60
1 50
14 2
7 5 s am pa i 1 0 0
20 2
19 3
1 84
1 75
1 65
15 7
13 3
11 9
1 5 0 s a m p ai 1 7 5
21 6
20 5
1 97
1 84
1 74
16 6
15 4
-
d i e k sp o s e s ed i k it
4. 5
4
3 .5
3
2 .5
2
1 .5
1
d ie ks p o se s e da n g
6
5. 5
5
4 .5
4 .5
4
3 .5
3
s a ng a t d ie k s p o s e
7. 5
7
6
6
5 .5
5
4 .5
4
Kandungan udara total rata-rata yang disarankan, (%) kondisi
Dari Interpolasi linear untk 23 mm antara agregat 19.1mm – 25.4 mm didapat.
−6 −2
=
=
205
x
12 − 193
− 193 193 =
193
12 3
= 4 + 193 193
25
23
19
= 197 Jadi kadar air dalam 1 m3 campuran beton adalh 197 kg/m3
3.4 Perhitungan Faktor Air semen
Faktor air semen ditentukan setelah diperhitungkan mutu beton rata-rata yang diharapkan (f’cr). Jadi
9
f’cr
= f’c + z.S = 63 + 1,64(6.5)
f’cr
= 64.066 MPa
Dari nilai kuat tekan sebesar 64,066 MPa dapat diperoleh nilai faktor air semen dari Tabel A1.5.3.4 sebesar 0,18. Compres sive Strength of Concrete (SI)
Water Water Cem ent Ratio, Ratio, By By Mass Non - Air - Entrained concrete Air - Entrained Entrained concre te
40
35
30
25
20
15
0.42
0.47
0.54
0.61
0.69
0.79
0
0.39
0.45
0.52
0.6
0.7
Interpolasi keluar
64,066 64,066 − 35 35 40 − 35 35 29,066 5
=
=
− 0,47 0,47 0,42 − 0,47 0,47
− 0,47 0,47
− 0,47 0,47 =
x
0.42
0.47
−0,05 29,066 5
× (−0,05) 35
40
64,066
− 0,47 = −0,29 −0,291 1 = 0,179
3.5
Perhitungan Berat Semen
= =
197 0,179
= 1098,472 /
3.6
Perhitungan Agregat
Dengan nilai Fm ( Fineness Modulus) agregat halus FMFA 4,232 ≈ 3 dan diameter maksimum agregat kasar 23 mm dari tabel A1.5.3.6 Maximum Maximum Size Size of Aggregate (mm)
Volume of Dry - roded coarse aggregate per unit unit volume of Concrete Concrete for differe nt Fineness Fineness Modulus Modulus of Sand Sand 2.40
2.60
2.80
3.00
9.5
0.50
0.48
0.46
0.44
12.5
0.59
0.57
0.55
0.53
19
0.66
0.64
0.62
0.60
25
0.71
0.69
0.67
0.65
37.5
0.75
0.73
0.71
0.69
50
0.78
0.76
0.74
0.72
70
0.81
0.80
0.78
0.76
150
0.87
0.85
0.83
0.81
10
Interpolasi linear
25 − 19 23 − 19 6 4
=
=
0,65 0,65 − 0,60 0,60
0,65
x
− 0,60
0,05
0,60
− 0,60 0,60
0,05 0,05 = 1,5 × ( ( − 0,60) 0,60) − 0,60 = 0,033 0,033
19
23
25
= 0,633 diperoleh volume kerikil 0,6933 m 3 Telah diketahui berat volume kerikil kering oven adalah 1460 kg/m3 sehingga berat agregat kasar menjadi = 0,633 × 1460 kg/m3 = 924,97 kg/ m3.
3.7
Perhitungan Agregat Halus
Agregat halus diperoleh dari selisih berat beton dengan total berat air, semen dan agregat kasar. Dari Tabel A1.5.3.7.1 Maximum Maximum size of aggregate agg regate (mm )
First estimate of concrete weight, kg/m 3 No n - Air - Entr aine d
Air - Ent r aine d
co ncr e t e
co ncr e te
9.5
2280
2200
12.5
2310
2230
19
2345
2275
25
2380
2290
37.5
2410
2350
50
2445
2345
70
2490
2405
150
2530
2435
Interpolasi linear
25 − 19 23 − 19 6 4
=
=
2290 − 2275 2275
2290
x
− 2275 2275
15 − 2275 2275
2275
15 = 1,5 × ( − 2275) 2275) − 2275 2275 = 10 = 2285 kg/m kg/m3
19
23
25
11
Sehingga berat agregat halus = 2285 – (197 + 1098,472 + 924,97) = 64,558 kg/m3. Dari hasil-hasil perhitungan agregat kasar dan halus, maka kami menjumlahkan antara agregat kasar dan halus = 924,97 + 64,558 = 989,528 kg/m3
3.8
Perhitungan Kawat Bendrat
Penambahkan kawat bendrat pada campuran beton untuk menambah nilai kuat belah beton yang secara langsung juga akan mempengaruhi kuat tekan beton. Penambahkan 1% bendrat dari berat agregat agregat (split+pasir (split+pasir halus). 1% × 989,528 989,528 = 9,895 kg/m kg/m3.
3.9
Perhitungan Sika ment NN
Sika Ment NN yang dipakai sebesar 1,2% dari berat semen 1098,472 kg/m 3 Jadi sika ment NN yang dipakai = 1,2 % × 1098,472 = 13,182 kg/ m 3
3.10
Perhitungan Beton 1 m3
Kesimpulan: untuk membuat 1 m3 beton normal dibutuhkan: Air
= 197
kg/m3
Semen
= 1098,472
kg/m3
Agregat kasar
= 54% × 989,528 = 534,345
kg/m3
Agregat halus
= 45% × 989,528 = 445,288
kg/m3
Bendrat
= 1% × 989,528 =
kg/m kg/m3 +
Jumlah
= 2855
9,895
kg/m3
Maka kebutuhan untuk tujuh benda uji dengan sample slinder ukuran 15/30 cm adalah:
Volume Slinder = × × ×
= × × 15 × 30
= 5301,437 = 0,0053
12
Bahan
Volume1 (m3)
- Air - Semen - Agregat Kasar (Coarse Aggregate) - Pasir (Sand) - wire mess - 1,2% Sika Ment NN
197.000 1098.472 534.345 445.288 9.895 13.182
Volume 7 Sample (m3) 8.040 44.829 21.807 18.172 0.404 0.538
Ket
7 Benda uji Ø15-30 cm
3. Metode Pelaksanaan 4.1. Peralatan yang Digunakan
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah mesin pembebanan tekan machine) dengan merek Ton Industrie buatan Manhein jerman, yang (compressive loading machine) berkapasitas 20 ton, cetakan silinder berdiameter 15 cm dan tinggi 30 cm satu set saringan, 3 timbangan dengan berbagai kapasitas, pengaduk beton (molen) berkapasitas 0,3 m . Semua peralatan yang akan digunakan dalam penelitian ini sebahagian besar telah tersedia di Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan, Fakultas Faku ltas Teknik Teknik Unsyiah.
4.2. Pemeriksaan Material Material yang digunakan pada penelitian ini adalah :
1. 2. 3. 4.
Semen yang digunakan dalam penelitian pe nelitian ini adalah semen jenis Portland Composite Co mposite Cement (PCC) merek "Tiga Roda" kapasitas 40 kg. Air Pasir halus; dan Split.
Semen yang digunakan adalah semen portland Portland Composite Cement (PCC) merek "Tiga Roda". Terhadap semen PCC ini tidak dilakukan lagi pemeriksaan sifat fisis karena telah memenuhi Standar Indonesia (SNI) 03-2847-2002, namun pemeriksaan hanya dilakukan secara visual terhadap kantong yang tidak robek dan keadaan butiran yaitu tidak terdapat bongkahan-bongkahan yang keras pada semen tersebut. Air yang digunakan untuk campuran beton dan perawatannya berasal dari air bersih Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirta Daroy Banda Aceh yang te lah ditampung dalam bak penampungan pada Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan Fakultas Teknik Unsyiah yang telah memenuhi syarat sebagai air pencampur beto n. aggregate) yang lolos saringan 31,5 mm dan pasir kasar (coarse Agregat kasar (coarse (coarse aggregate) (coarse sand ) yang lolos saringan 19,1 mm. Pasir halus ( fine fine sand ) yang digunakan lolos saringan 9,52 mm. Susunan butiran agregat kasar, pasir kasar dan pasir halus yang disaring sesuai dengan hasil penelitian Yunita Yunita (2000) untuk mendapatkan modulus modu lus kehalusan fineness (fineness modulus) modulus) yang sama. Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah mesin pembebanan tekan
13
(compressive loading machine) machine) dengan merek Ton Industrie buatan Manhein jerman, yang berkapasitas 20 ton, cetakan silinder berdiameter 15 cm dan tinggi 30 cm satu set saringan, 3 timbangan dengan berbagai kapasitas, pengaduk beton (molen) berkapasitas 0,3 m . Semua peralatan yang akan digunakan dalam penelitian ini sebahagian besar telah tersedia di Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan, Fakultas Faku ltas Teknik Teknik Unsyiah.
5. Uraian Hasil Pengujian. a. Pengujian benda Uji hari ke-1
Cetakan benda uji dibuka setelah 12 jam dan ditimbang. Kemudian 2 buah benda uji dijemur untuk diuji pada umur 1 hari, sedangkan sisa 5 benda uji lainnya direndam dalam bak ). Pada pengujian umur 1 hari dilakukan pada 2 buah benda perendaman guna perawatan (Curing (Curing ). uji, didapat pebacaan manometer pada benda uji pertama 57 ton dan benda uji kedua 58 ton, maka didapat kuat tekan beton masing-masing 32, 15 MPa dan 32,535 MPa.
b. Pengujian benda Uji hari ke-3
Untuk pengujian pada hari ke-3 dilakukan pada 1buah benda uji. Sebelumnya benda uji dikeluarkan dan dijemur selama 12 jam. Pembacaan manometer untuk pengujian benda uji hari ke3 didapat 83 ton. Maka didapat kuat tekan beton umur 3 hari sebesar 46,7 MPa. c. Pengujian Benda Uji hari ke-7
Hal yang sama juga dilakukan pada beton yang di uji pada umur 7 hari, beton dikeluarkan dari bak perendaman kemudian dijemur selama 12 jam dan di uji menggunakan compressive loading machine. Pembacaan pada manometer menunjukkan angka 98 ton, maka didapat kuat tekan beton umur 7 hari sebesar 55,457 MPa.
6. Rincian Biaya Beton per m NO. URAIAN BAHAN
3
VOLUME
SATUAN
ANALISA
HARGA SATUAN ( Rp )
JUMLAH ( Rp )
3
4
5
6
7
1
2
1
Semen
1098,472
Kg
Taksir
1,125
2
Agregat Kasar
534,345
Kg
Taksir
117.90
63,000
3 4 5
Pasir Halus Bendrat Sikament NN
445,288 9,895 13,182 Jumlah
Kg Kg Kg
Taksir Taksir Taksir
57.97 14,000 10,000
25,813.33 138,530 131,820 1,594,944
1,235,781
14
7. Kesimpulan dan Saran 7.1 Kesimpulan
Dari hasil pengujian pada beton mutu tinggi menggunakan limbah kawat bendrat, dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Dalam menghasilkan beton mutu tinggi (kuat tekan tinggi) maka dari hasil mix design dihasilkan fas yang sangat rendah yaitu 0,18. Fas yang rendah tersebut menuntut adanya penggunaan Superplasticizer atau high range water reducer untuk bisa mengontrol dan menghasilkan nilai slump yang optimal ( workable). Sikament NN yang dipakai dalam campuran beton rencana menghasilkan beton dengan mutu (kuat tekan beton) tinggi serta mudah dalam da lam pengerjaannya. 2. Penambahan limbah kawat bendrat sebagai bahan tambahan dalam campuran beton normal menghasilkan kuat belah yang tinggi yang merupakan salah satu kekurangan dari beton. Peningkatan kuat belah secara langsung mempengaruhi kuat desak beton. Hasil pengujian kuat tekan pada umur 1 hari, 3 hari, 7 hari beton mutu tinggi dengan penambahan limbah kawat bendrat serta direndam dalam bak rendam didapat hasil seperti yang ditunjukkan dalam table dibawah. Nama Sample 1 a b c d
Berat (Kg) Sebelum direndam 2 12.7 12.5 12.5 12.5
Sesudah Direndam 3 12.5 12.8
Hari pengujian
Kuat tekan (TON)
tegangan (Mpa)
4
5 57 58 83 98
6 32.255 32.821 46.968 55.457
1 3 7
7.2 Saran
Dalam menghasilkan beton mutu tinggi perlu diperhatikan kualitas agregat halus, dimana pasir yang digunakan harus benar-benar bersih dan bebas dari kotoran-kotoran organik yang dapat melemahkan beton. Kualitas agregat kasar, memiliki gradasi yang baik dan diambil dari sumber yang sama serta memiliki tingkat keausan yang tinggi. Penambahan aditif serta admixture haruslah sesuai takaran atau memiliki dosis yang tepat. Sehingga admixture atau bahan tambahan yang digunakan mampu meningkatkan mutu beton bukan malah mengurangi mutu beton akibat penambahan yang berlebihan.
15
Daftar Pustaka
DPU, 2000, Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Untuk Beton Normal , SNI 032834-2000, yayasan LPMB, Bandung.
DPU, 1990, Metode Pengujian Tentang Ana-lisis Saringan Agregat Halus dan Kasar , SK SNI 03-1968-1990, yayasan LPMB, Bandung. DPU, 1990, Metode Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Kasar , Kasar , SK SNI 03-1969-1990 , yayasan LPMB, Bandung. DPU, 1990, Metode Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan Air Agregat Halus , SK SNI 03-1970-1990 , yayasan LPMB, Bandung. DPU, 1990, Metode Pengujian Kadar Air Agregat , SK SNI 03-1971-1990 , yayasan LPMB, Bandung. Mulyono, Mulyono, Tri, Teknologi Beton, Beton, Yogyakarta; Penerbit Andi, 2003.
16
Lampiran Gambar
Lampiran gambar Sumber
: Semen tiga roda type pcc : Toko Bangunan
Lampiran gambar : Semen tiga roda type pcc Sumber : Toko Bangunan
17
Lampiran gambar : Pengambilan agregat Kasar Sumber : Lhoknga
Lampiran gambar : Pengambilan agregat Kasar Sumber : Lhoknga
18
Lampiran gambar Sumber
: Agregat kasar sebelum pengecoran : Lab konstruksi dan bahan bangunan UNSYIAH
Lampiran gambar : Agregat halus sebelum pengecoran Sumber : Lab konstruksi dan bahan bangunan UNSYIAH
19
Lampiran gambar : Kawat Bendrat saat dicor Sumber : lab konstruksi dan bahan bangunan UNSYIAH
Lampiran gambar Sumber
: Pebacaan Manometer : lab konstruksi dan bahan bangunan UNSYIAH
20
DEPARTEMEN DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS UNIVERSITAS SYIAH KUALA FAKULTAS TEKNIK JL. TGK. SYEKH ABDUL RAUF NO. 7 DARUSSALAM – BANDA ACEH 23111 TELP./FAX. TELP./FAX. (0651) 52222
Nomor Lampiran Hal
: Istimewa : 1 eks : Surat Pengantar Lomba dan Identifikasi Komponen Beton
Kepada Yth. Panitia Indocement Awards 2010 diTempat
Dengan hormat, Dengan ini kami menerangkan bahwa mahasiswa yang bernama Sibran M.I Putra, Iqlal Suriansyah, Zikrul Fuadi benar telah menggunakan Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan untuk pembuatan benda uji Lomba Beton Nasional yang diselenggarakan oleh PT. INDOCEMENT TUNGGAL PRAKARSA Tbk. dengan judul : “Beton Mutu Tinggi dengan Limbah kawat Bendrat” . Adapun identifikasi komponen-komponen beton yang digunakan terlampir. Demikianlah surat pengantar ini kami buat, atas perhatian p erhatian Bapak, kami ucapkan terima t erima kasih.
Darussalam, 21 Mei 2010
Diketahui oleh: Ketua Jurusan Teknik Teknik Sipil,
Disetujui/disahkan oleh: Ketua Laboratorium Konstruksi dan Bahan Bangunan,
Dr. Dr. Ir. Ir. Mochammad Afifuddin, M.Eng M. Eng NIP. NIP. 196409071989031003
Dr. Ir. Abdullah, M. Sc NIP. NIP. 196403211989031002
21
DEPARTEMEN DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS UNIVERSITAS SYIAH KUALA FAKULTAS TEKNIK JL. TGK. SYEKH ABDUL RAUF NO. 7 DARUSSALAM – BANDA ACEH 23111 TELP./FAX. TELP./FAX. (0651) 52222
Nomor Lampiran Hal
: Istimewa : 1 eks : Lampiran
Bahan dan Peralatan yang digunakan d igunakan : 1. Batu split 1 inci 2. Pasir Halus 3. Semen Jenis Portland Composit Cement Ce ment (PCC) merek “Tiga Roda” 4. Skop 5. Molen 6. Saringan Butiran 7. Slinder Benda Uji ukuran 150 mm x 300 mm 8. Kerucut Abrams 9. Ember dan Talam 10. Mesin Pembebanan Tekan (compressive (compressive loading machine) machine) 11. Oven 12. Timbangan
