tinjauan kuat lentur dan porositas beton dengan …/tinjauan... · zeolit sebagai pengganti semen...
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
TINJAUAN KUAT LENTUR DAN POROSITAS BETON
DENGAN ZEOLIT SEBAGAI BAHAN TAMBAH DIBANDING
ZEOLIT SEBAGAI PENGGANTI SEMEN PADA CAMPURAN
BETON
Study on the Flexural Strength and Porosity of Concrete Using Zeolite as Additive
Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the Concrete Mix
SKRIPSI
Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Oleh :
IKA FEBRIANTO NIM. I 0107089
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2011
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
TINJAUAN KUAT LENTUR DAN POROSITAS BETON
DENGAN ZEOLIT SEBAGAI BAHAN TAMBAH DIBANDING
ZEOLIT SEBAGAI PENGGANTI SEMEN PADA CAMPURAN
BETON
Study on the Flexural Strength and Porosity of Concrete Using Zeolite as Additive Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the Concrete Mix
Disusun Oleh :
IKA FEBRIANTO NIM. I 0107089
Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2011
Dosen Pembimbing I
Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD NIP. 19691026 199503 1 002
Dosen Pembimbing II
Ir. Sunarmasto, MT N I P . 19560717 198703 1 003
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
LEMBAR PENGESAHAN
TINJAUAN KUAT LENTUR DAN POROSITAS BETON
DENGAN ZEOLIT SEBAGAI BAHAN TAMBAH DIBANDING
ZEOLIT SEBAGAI PENGGANTI SEMEN PADA CAMPURAN
BETON
Study on the Flexural Strength and Porosity of Concrete Using Zeolite as Additive
Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the Concrete Mix
SKRIPSI
Disusun oleh:
IKA FEBRIANTO NIM. I 0107089
Dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima guna memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar sarajana teknik
Pada Hari : Selasa Tanggal : 25 Oktober 2011
Tim Penguji Pendadaran : 1. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD ……………………………
N I P . 19691026 199503 1 002 2. Ir. Sunarmasto, MT ……………………………
N I P . 19560717 198703 1 003 3. Setiono, ST, MSc. ……………………………
N I P . 19720224 199702 1 001 4. Wibowo, ST, DEA ……………………………
N I P . 19681007 199502 1 001
Mengetahui, Disahkan a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik sipil
Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS
Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19691026 199503 1 002 NIP 19590823 198601 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA
TINJAUAN KUAT LENTUR DAN POROSITAS BETON
DENGAN ZEOLIT SEBAGAI BAHAN TAMBAH DIBANDING
ZEOLIT SEBAGAI PENGGANTI SEMEN PADA CAMPURAN
BETON
Study on the Flexural Strength and Porosity of Concrete Using Zeolite as Additive Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the Concrete Mix
SKRIPSI
Disusun oleh:
IKA FEBRIANTO NIM. I 0107089
Pembimbing :
1. Kusno Adi Sambowo, ST, PhD __________________
N I P . 19691026 199503 1 002
2. Ir. Sunarmasto, MT __________________
NIP. 19560717 198703 1 003
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
ABSTRAK Ika Febrianto, 2011. Tinjauan Kuat Lentur dan Porositas Beton Dengan Zeolit Sebagai Bahan Tambah Dibanding Zeolit Sebagai Pengganti Semen Pada Campuran Beton. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Beton dengan mutu tinggi dan ramah lingkungan dibutuhkan untuk mendirikan bangunan-bangunan sipil. Perkembangan teknologi beton dituntut untuk selalu memenuhi berbagai masalah tentang keterbatasan sifat-sifat beton. Salah satu alternatif adalah dengan penambahan mineral zeolit. Bahan tambah zeolit diharapkan dapat menambah mutu beton, karena zeolit bersifat seperti pozzolan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan beton dengan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti semen ditinjau dari kuat lentur dan porositas beton. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan total benda uji 33 buah. Benda uji terdiri atas beton tanpa bahan tambah sebagai pembanding, dengan zeolit sebagai bahan tambah dan pengganti semen 5%, 10%, 15%, 20%, dan 25% terhadap berat semen. Setiap jenis campuran beton dibuat 3 benda uji. Benda uji yang digunakan adalah balok beton dengan dimensi tinggi 10 cm, lebar 10 cm, dan panjang 55 cm. Mutu beton yang direncanakan adalah fc’ = 30 MPa. Uji lentur dan porositas dilakukan pada umur 28 hari. Ditinjau dari variasi kadar zeolit yang dipakai didapatkan bahwa penggunaan zeolit sebagai bahan tambah 15% dapat meningkatkan kuat lentur beton sebesar 26,99%, sedangkan zeolit sebagai pengganti semen 10% dapat meningkatkan kuat lentur beton sebesar 35,67%. Nilai porositas pada beton dengan zeolit sebagai bahan tambah 10.33% berkurang sebesar 42,26%, sedangkan pada beton dengan zeolit sebagai pengganti semen 11.75% dapat menurunkan porositas sebesar 25,07%. Kata kunci: zeolit, kuat lentur, dan porositas.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
ABSTRACT
Ika Febrianto, 2011. Study on the Flexural Strength and Porosity of Concrete Using Zeolite as Additive Compared with Zeolite as the Cement Replacement in the Concrete Mix. Final Project. Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University. Concrete with high quality and environmentally friendly are needed to establish civilian buildings. Concrete technological developments are required to always meet a variety of issues concerning the limitations of the properties of concrete. One alternative is the addition of mineral zeolites. Zeolite additive is expected to be able to increase the quality of concrete, because is like pozzolan in its properties. This research aims to find out the comparison of concrete with added material and the zeolite as a zeolite as a replacement for cement in terms of flexural strength and porosity of concrete.
This study employed an experimental method with a total of 33 test objects. The tested objects consisted of Concrete without additive as the control, zeolite as the additive and cement replacement 5%, 10%, 15%, 20%, and 25% of cement weight. Each type of Concrete mix was made 3 test object. Test object used was a high concrete blocks with high 10 cm, width 10 cm, and length 55 cm. The designed quality of concrete was fc '= 30 MPa. flexural strength and porosity test carried out at 28 days.
Viewed from the variations of zeolite content used, it can be found that the use of zeolite as additive 15% can improve the maximum flexural strength of concrete to 26,99%, while the zeolite as a replacement for cement of 10% can can improve the flexural strength of concrete to 35,67%. Value of porosity in the concrete with a zeolite as an additive ingredient 10.33% was reduced by 42,26%, while the Concrete with the zeolite as a replacement for 11.75% of cement can reduce the porosity of 25,07%.
Keywords: zeolite, Flexural Strength , and Porosity
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.......................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN............................................................................ iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ..................................................................... iv
ABSTRAK ......................................................................................................... vii
PENGANTAR .................................................................................................. ix
DAFTAR ISI ...................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xviii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL .................................................................. xix
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ............................................................................................ 1
1.2. Rumusan Masalah ....................................................................................... 3
1.3. Batasan Masalah ......................................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3
1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 4
1.5.1. Manfaat Teoritis ....................................................................................... 4
1.5.2. Manfaat Praktis ........................................................................................ 4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 5
2.1. Landasan Teori ............................................................................................ 7
2.2.1. Beton ....................................................................................................... 7
2.2.2. Semen Portland ....................................................................................... 8
2.2.3. Pozzolan ................................................................................................... 13
2.2.4. CSH ......................................................................................................... 13
2.2.5. Zeolit ....................................................................................................... 14
2.2.6. Agregat .................................................................................................... 20
2.2.7. Agregat Halus ......................................................................................... 21
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
2.2.8. Agregat Kasar .......................................................................................... 23
2.2.9. Air ............................................................................................................ 24
2.2.10. Bahan Tambah ....................................................................................... 25
2.2.11. Sifat-sifat Beton ..................................................................................... 26
2.2.11.1. Sifat-sifat Beton Sebelum Mengeras ................................................... 26
2.2.11.2. Sifat-sifat Beton Setelah Mengeras ..................................................... 29
2.2.12. Kuat Lentur Beton .................................................................................. 30
2.2.13. Porositas ................................................................................................. 35
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Uraian Umum .............................................................................................. 38
3.2. Benda Uji .................................................................................................... 38
3.3. Alat Uji Penelitian ....................................................................................... 39
3.4. Tahap dan Prosedur Penelitian .................................................................... 41
3.5. Standar Penelitian ....................................................................................... 45
3.6. Pengujian Bahan Dasar Beton ..................................................................... 46
3.6.1. Pengujian Agregat Halus ......................................................................... 46
3.6.2. Pengujian Agregat Kasar ......................................................................... 49
3.7. Hitungan Rencana Proporsi Campuran Adukan Beton............................... 51
3.8. Perencanaan Campuran Beton .................................................................... 51
3.9. Pengujian Nilai Slump ................................................................................ 51
3.10. Pembuatan dan Perawatan Benda Uji ....................................................... 52
3.11. Pengujia Benda Uji ................................................................................... 53
3.12. Metode Pembahasan ................................................................................. 56
BAB 4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Agregat ............................................................................. 57
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ................................................................ 57
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ................................................................ 59
4.1.3. Hasil Pengujian Zeolit .............................................................................. 61
4.2. Rencana Campuran Adukan Beton ............................................................. 62
4.3. Hasil Pengujian ........................................................................................... 64
4.3.1. Hasil Pengujian Berat Jenis Beton ........................................................... 64
4.3.2. Hasil Pengujian Slump ............................................................................. 67
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
4.3.3. Hasil Pengujian Modulus of Rupture ....................................................... 68
4.3.4. Hasil Pengujian Porositas......................................................................... 72
4.3.5. Uji Normalitas Chi-Kuadrat .................................................................... 75
4.4. Pembahasan ................................................................................................. 79
4.4.1. Uji Slump.................................................................................................. 79
4.4.2. Modulus of Rupture .................................................................................. 79
4.4.3. Porositas ................................................................................................... 81
4.4.4. Hubungan Antra Modulus of Rupture dan Kuat Tekan ........................... 82
4.4.5. Hubungan Antra Porositas dan Kuat Tekan ............................................. 85
4.4.6. Hubungan Antra Porositas dan Kuat Lentur ............................................ 87
BAB 5. KESIMPULAN
5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 90
5.2. Saran............................................................................................................ 90
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 915
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Beton merupakan bahan yang sering digunakan dalam membuat bangunan-
bangunan sipil. Hampir setiap bangunan sipil menggunakan beton, baik sebagai
struktur utama maupun struktur pelengkap. Hal ini disebabkan beton mempunyai
kelebihan dibandingkan dengan bahan lain, diantaranya harganya yang relatif
murah, mudah dalam pengerjaan dan perawatannya, mudah dibentuk sesuai
kebutuhan dan tahan terhadap korosi.
Dalam pembuatan beton dilakukan dengan mencampurkan agregat, semen, pasir,
dan air dengan proporsi campuran yang berbeda-beda. Campuran tersebut
bilamana dituang dalam suatu cetakan kemudian dibiarkan maka akan mengeras
seperti batuan. Pengerasan itu terjadi oleh peristiwa reaksi kimia antara air dan
semen, yang berlangsung dalam waktu yang panjang, dan akibatnya campuran
tersebut selalu bertambah keras setara dengan umurnya. Beton yang sudah keras
dapat disebut sebagai batu tiruan, dengan rongga-rongga antara butiran yang besar
(agregat kasar, kerikil atau batu pecah) diisi oleh butiran yang lebih kecil (agregat
halus, pasir), dan pori-pori antara agregat halus ini diisi oleh semen dan air (pasta
semen).
Bahan penyusun beton memiliki karakteristik dan fungsi yang berbeda dan saling
mempengaruhi. Semen dalam campuran beton berfungsi sebagai bahan pengikat
antar agregat, sedangkan untuk dapat bereaksi semen membutuhkan air yang
sekaligus untuk membasahi agregat agar mudah dalam pengerjaan. Penggunaan
semen yang mutlak ada dalam setiap konstruksi beton menuntut untuk
ditemukannya suatu bahan baru yang berfungsi untuk menggantikan peran semen
dalam pembuatan semen atau setidaknya sebagai pengganti sebagian semen
dengan prosentase penggantian tertentu yang dapat mengurangi penggunaan
semen.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Untuk mengatasi hal itu maka perlu mencari alternatif meningkatkan fungsi
semen sebagai bahan pengikat dalam suatu campuran dengan memberikan bahan
tambahan baik bahan tambahan alami atau buatan, yang diharapkan dapat
meningkatkan sungsi semen sebagai bahan-bahan pengikat maupun memperbaiki
sifat-sifat beton, sehingga menjadi lebih ekonomis maupun cocok un tuk
pekerjaan tertentu. Bahan tambahan ini biasanya dikaitkan dengan unsur-unsur
pembentuk dari semen yaitu kalsium oksida (CaO), silica dioksida (SiO2) dan
aluminium oksida (Al2O2).
Mineral zeolit merupakan salah satu mineral hasil tambang galian industri yang
ada di Indonesia. Terdiri dari batuan gunung api yang merupakan sumber mineral
zeolit yang berbentuk Kristal yang agak lunak dan ringan. Mempunyai warna
kebiru-biruan, putih dan cokelat. Dari hasil uji laboratorium bubuk zeolite ini
mengandung unsur utama natrium (Na20), magnesium (Mg0), kalsium (Ca0),
mangaan (Mn) dan silica (Si02) yang merupakan salah satu unsure pembentuk
semen. Penambahan mineral zeolit tersebut diharapkan akan meningkatkan
kekuatan beton dan mengurangi pemuaian beton akibat reaksi kimia antara semen
dan air. Dengan demikian dapat mengurangi retak-retak beton akibat reaksi
tersebut. Selain lebih ramah lingkungan sebab merupakan batuan yang terbentuk
secara alami dan bukan merupakan sisa limbah, harga zeolit juga lebih murah bila
dibandingkan dengan harga semen yaitu Rp350 per kilogram.
Di Indonesia sendiri zeolit baru diusahakan dan dimanfaatkan sekitar 10 tahun.
Namun di negara Eropa, Amerika Serikat dan Jepang, zeolit telah digunakan
secara luas di berbagai sektor, antara lain pertanian, peternakan, perikanan,
industri manufaktur dan konstruksi. Beberapa daerah di Indonesia diperkirakan
masih mempunyai cadangan zeolit sangat besar dan berpotensi untuk
dikembangkan, Pada daerah Pandan Simping, Prambanan, Klaten merupakan
salah satu daerah pengolahan zeolit. Zeolit yang berupa bongkahan yang berasal
dari Bedoyo, Ponjong, Gunung Kidul diolah menjadi berbagai macam ukuran
dari diameter 4 cm sampai berukuran sangat halus.
Dari latar belakang di atas, zeolit tersebut sangat potensial untuk dimanfaatkan
sebagai bahan tambah maupun pengganti sebagian semen pada beton. Dari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
penelitian ini diharapkan diperoleh struktur beton dengan sifat struktural yang
setara atau lebih baik dibanding dengan beton yang tidak menggunakan pengganti
sebagian semen/beton normal. Selanjutnya beton menggunakan zeolit sebagai
bahan tambah akan dibandingkan dengan beton menggunakan zeolit sebagai
bahan pengganti semen, ditinjau dari kuat lentur dan porositas.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang tersebut dapat disusun rumusan masalah yaitu
Bagaimana pengaruh zeolite sebagai bahan tambah dan zeolite sebagai pengganti
semen terhadap kuat lentur dan porositas. Mengetahui nilai kadar optimum
penggunaan zeolite dalam campuran beton yang dapat menghasilkan sifat-sifat
beton sesuai standar yang dapat digunakan dalam struktur bangunan
1.3. Batasan Masalah
Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak meluas
maka perlu adanya pembatasan sebagai berikut :
a. Mutu Beton yang disyaratkan memiliki f’c = 30 MPa pada umur 28 hari.
b. Variasi takaran zeolit sebagai bahan tambah yang sudah ditentukan (yaitu 0% ;
5% ; 10%; 15% ; 20% dan 25% dari berat semen).
c. Variasi takaran zeolit sebagai bahan pengganti semen yang sudah ditentukan
(yaitu 0% ; 5% ; 10%; 15% ; 20% dan 25% dari berat semen).
d. Semen yang digunakan adalah semen portland jenis I.
e. Zeolit yang digunakan berasal dari desa Bedoyo, Ponjong, Gunung Kidul.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan Penelitian ini adalah untuk mengkaji sejauh mana pengaruh penggunaan
zeolite sebagai bahan tambah semen dan pengganti semen terhadap porositas dan
kuat lentur. Mencari komposisi optimum penggunaan zeolit pada campuran beton
normal.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Manfaat teoritis
1. Memberikan pengetahuan tentang beton terutama penggunaan zeolite
sebagai bahan tambah dan pengganti pada campuran beton serta
memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu bahan dan struktur.
2. Dapat diperoleh bahan bangunan dengan harga murah dan berkualitas
baik.
b. Manfaat praktis
1. Menambah alternatif bahan penyusun beton yaitu bahan tambah campuran
beton untuk mengatasi kekurangan bahan tambah dan untuk mengurangi
biaya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Beton adalah campuran antara semen Portland atau semen hidrolik lain, agregat
halus, agregat kasar dan air dengan atau tanpa bahan tambahan lain dengan
perbandingan tertentu yang kemudian membentuk massa yang padat. Dari bahan-
bahan pembentuk beton tersebut semen merupakan bahan yang memiliki sifat
adhesif dan kohesif yang memungkinkan melekatnya fragmen-fragmen mineral
menjadi suatu massa yang padat (Chiu-Kia Wang, 1986).
Beton sebagai sekumpulan interaksi mekanis dan kimiawi material
pembentuknya. Perencana dapat mengembangkan pemilihan material yang layak
komposisinya sehingga diperoleh beton yang efisien, memenuhi kekuatan batas
yang disyaratkan oleh perencana dan memenuhi persyaratan serviceability yang
dapat diartikan juga sebagai pelayanan yang handal dengan memenuhi criteria
ekonomi (Nawy 1985:8).
Bahan tambah ialah bahan selain unsure pokok beton (air, semen,dan agregat)
yang ditambahkan pada adukan beton, sebelum, segera atau selama pengadukan
beton. Tujuannya ialah mengubah satu atau lebih sifat-sifat beton sewaktu masih
dalam keadaan segar atau setelah mengeras, misalnya mempercepat pengerasan,
menambah encer adukan, menambah kuat tekan, menambah daktilitas,
mengurangi sifat getas, mengurangi retak-retak pengerasan dan sebagainya
(Tjokrodimuljo, 1996).
Bahan mineral pembantu atau bahan tambah ditambahkan ke dalam campuran
beton dengan berbagai tujuan, antara lain untuk mengurangi pemakaian semen,
mengurangi temperature akibat reaksi hidrasi, mengurangi bleeding atau
menambah kelecakan (workability) pada beton. Mineral pembantu yang
digunakan umumnya mempunyai komponen aktif yang bersifat pozzolanik, yaitu
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
dapat bereaksi dengan kapur bebas (kalsium hidroksida) yang dilepaskan semen
saat proses hidrasi dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat pada
temperature normal dengan adanya air (Paul Nugraha, 2007).
Beton yang secara fundamentil jelek kualitasnya, tak dapat dirubah menjadi baik
kualitasnya menjadi beton baik, dengan bahan campuran macam apapun (L.J.
Murdock, K.M. brook, 1979).
Pozzolan adalah bahan yang bereaksi dengan kapur ikat bebas selama pengikatan
semen, termasuk daya tahannya terhadap agresi sulfat, air kotor dan lain-lain. Di
dalam bahan pozzolan terdapat sedikit atau tidak ada sama sekali sifat-sifat
semennya. Bahan ini digunakan untuk penambah atau untuk pengganti semen
sampai dengan 70 % dari semen. Bahan ini mereduksi kecepatan pengerasan
beton dan ini adalah salah satu keberatan dari penggunaannya. Bukti-bukti yang
ada menunjukkan bahwa kekuatan batas dengan mengganti sekurang-kurangnya
20 % dari semen dengan pozzolan hampir tidak ada beda dengan bilamana semen
saja yang digunakan (L.J. Murdock, K.M. brook, 1979).
Pada penelitian yang dilakukan oleh Purwo Sulistiono (2002), zeolit digunakan
sebagai bahan tambah ke dalam campuran beton. Variasi penambahan zeolit yang
digunakan sebesar 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% dan 35% dari berat
semen. Dari hasil analisis didapat bahwa penambahan mineral zeolit dapat
meningkatkan nilai kuat tekan dan modulus elastisitas beton. Pada beton normal
diperoleh nilai kuat desak rata-rata 23,258 MPa dan nilai modulus elastisitas
23417.228 MPa. Nilai kuat desak beton maksimum didapatkan dari beton dengan
penambahan kadar mineral zeolit 19,083%, yaitu 25,462 MPa. Nilai modulus
elastisitas beton maksimum didapatkan dari beton dengan penambahan kadar
mineral zeolit 21,985%, yaitu 24176,646 MPa (Purwo Sulistiono, 2002).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
2.2. Landasan Teori
2.2.1. Beton
Beton diperoleh dengan cara mencampurkan semen Portland, air, agregat (dan
kadang – kadang bahan tambah, yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia
tambahan, serat, sampai bahan buangan non-kimia) pada perbandingan tertentu.
Dalam adukan beton,air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen.
Pasta semen ini selain mengisi pori-pori diantara butiran-butiran agregat halus
juga bersifat sebagai perekat atau pengikat dalam proses pengerasan,sehingga
butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa
yang kompak dan padat (Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996).
Kualitas beton sangat dipengaruhi oleh bahan penyusunnya, pemakaian
perbandingan campuran yang tepat, cara pengerjaaan dan perawatan, serta
pemakaian bahan tambah dengan jumlah yang tepat. Cara pengerjaan tersebut
meliputi cara pengadukan,penuangan,dan pemadatan adukan beton. Beton segar
yang baik ialah beton segar yang dapat diaduk, dapat diangkut, dapat dituang,
dapat dipadatkan, tidak ada kecenderungan untuk terjadi pemisahan kerikil
dari adukan maupun pemisahan air dan semen dari adukan. Beton keras yang
baik adalah beton yang kuat, tahan lama, kedap air, tahan aus, dan kembang
susutnya kecil (Tjokrodimulyo 1996 : 2).
Beton yang paling padat dan kuat diperoleh dengan menggunakan jumlah air yang
minimal konsisten dengan derajat workabilitas yang dibutuhkan untuk
memberikan kepadatan maksimal. Derajat kepadatan harus dipertimbangkan
dalam hubungannya dengan cara pemadatan dan jenis konstruksi, agar terhindar
dari kebutuhan akan pekerjaan yang berlebihan dalam mencapai kepadatan
maksimal (Murdock, 1991 : 97).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
Beton banyak digunakan sebagai struktur bangunan karena mempunyai banyak
keuntungan, diantaranya :
a. Sebagian bahan pembentuknya didapat dari daerah setempat, kecuali semen
Portland, sehingga harga relatif murah.
b. Beton sangat tahan terhadap aus dan juga tahan api/kebakaran.
c. Beton dapat dibentuk sesuai keinginan dalam berbagai ukuran.
d. Tidak memerlukan perawatan yang rumit dan biaa pemeliharaan relatif murah.
e. Beton sangat kuat dalam menahan desak, serta mempunyai sifat tahan
terhadap pengkaratan maupun pembusukkan oleh kondisi lingkungan.
Namun beton juga mempunyai kelemahan yang perlu ditinjau oleh perencana
dalam merencanakan strukutur bangunan, antara lain :
a. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak, oleh karena
itu sering diberi baja tulangan.
b. Beton sulit untuk dapat kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat
dimasuki air dan air yang membawa kandungan garam dapat merusak beton.
c. Apabila terjadi perubahan suhu yang cukup besar, beton akan mengembang
dan menyusut.
d. Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan didetail secara
seksama agar setelah dikompositkan dengan baja tulangan menjadi bersifat
daktail.
2.2.2. Semen Portland
Semen merupakan suatu jenis bahan yang memiliki sifat adhesif dan kohesif yaitu
bahan ikat. Fungsi semen yaitu untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi
suatu massa yang padat dan juga mengisi rongga-rongga diantara butir-butir
agregat. Semen yang dimaksud di dalam konstruksi beton adalah bahan yang akan
mengeras jika bereaksi dengan air dan lebih dikenal dengan nama semen hidraulik
(Hydraulic Cement). Salah satu jenis semen hidraulik yang biasa diapakai dalam
pembuatan beton adalah semen Portland.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Semen Portland dibuat dengan membakar secara bersamaan campuran dari
calcareous (yang mengandung kalsium karbonat atau batu gamping) dan
argillaceous (yang mengandung alumina) dengan perbandingan tertentu apada
suhu 1300o-1550o C sehingga menjadi clinker. Kemudian didinginkan dan
dihaluskan secara mekanis sampai menjadi bubuk dan biasanya ditambahkan
bahan tambahan berupa gips atau kalsium sulfat (CaSO4) kira-kira 2 sampai 4
persen.
Bahan dasar pembentuk semen Portland terdiri dari kapur, silika, alumina dan
oksida besi. Oksida tersebut bereaksi membentuk suatu produk yang terbentuk
akibat peleburan. Unsur-unsur pembentuk semen dapat dilihat pada Tabel 2.1
berikut ini :
Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen Portland
Oksida Persen (%)
Kapur (CaO)
Silika (SiO2)
Alumina (Al2O3)
Besi (Fe2O3)
Magnesium (MgO)
Sulfur (SO3)
Soda/potash (Na2O + K2O)
60-65
17-25
3-8
0,5-6
0,5-4
1-2
0,5-1
Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)
Hidrasi semen adalah proses reaksi antara semen dengan air, proses hidrasi pada
semen sangat penting karena dari proses ini akan menentukan kekuatan semen pad
akhirnya. Reaksi dari proses hidrasi ini sangat kompleks, tetapi secara umum
dapat dituliskan sebagai berikut (VanVlack, 1985):
Ca3Al2O6+ 6 H2O Ca3Al2(OH)12+ 200 J/g
Ca2SiO4 + x H2OCa2SiO x H2O+ 500 J/g
Ca3SiO5 + (x+1) H2OCa2SiO4x H2O + Ca(OH)2 + 865 J/g
Untuk semen-semen dengan penggunaan khusus, reaksi tentunya berbeda karena
komposisi dan jenis penyusunnya tidak sama dengan semen Portland. Dari reaksi
hidrasi diatas juga tampak bahwa, semua reaksi bersifat eksotermis. Panas yang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
dilepas memang relatif kecil sehingga tidak menjadi masalah pada saat
penguapan. Panas ini menjadi masalah, jika semen digunakan untuk membangun
skala besar. Pada kasus seperti ini harus dicarikan cara mendinginkan semen agar
penguapan air tidak terlalu cepat akibat pemanasan dari dalam.
Menurut Kardiyono Tjokrodimuljo (1996) unsur yang paling penting pada semen
ada empat buah, yaitu :
a. Trikalsium Silikat (C3S) atau 3CaO.SiO2
Senyawa ini mengalami hidrasi sangat cepat disertai pelepasan sejumlah besar
panas, menyebabkan pengerasan awal, kurang tahan terhadap agresi kimiawi,
yang paling menonjol adalah mengalami desintegrasi oleh sulfat air tanah dan
juga kemungkinan yang sangat besar terjadi retak-retak karena perubahan
volume.
2(3CaO.SiO2) + 6 H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + 3Ca(OH)2
b. Dikalsium Silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2
Formasi senyawa ini berlangsung perlahan dengan pelepasan panas lambat.
Senyawa ini berpengaruh terhadap proses peningkatan kekuatan yang terjadi
dari umur 14 hari sampai dengan 28 hari dan seterusnya. Dengan kadar C2S
banyak maka akan memiliki ketahanan terhdap agresi kimiawi yang relatif
tinggi. Oleh karena itu merupakan semen Portland yang paling awet.
2(2CaO.SiO2) + 4 H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + Ca(OH)2
c. Trikalsium Aluminat (C3A) atau 3CaO.Al2O3
Senyawa ini mengeras dalam beberapa jam dengan melepas sejumlah panas.
Kuantitas yang terbentuk dalam ikatan menetukan pengaruhnya terhadap
kekuatan beton pada awal umurnya terutama dalam 14 hari pertama.
3CaO.Al2O3 + CaSO4.2H2O + 10 H2O 3CaO.Al2O3.CaSO4 + 12
H2O(gypsum)
3CaO.Al2O3 + Ca(OH)2 + 12 H2O 3CaO.Al2O3.Ca(OH)2.12 H2O
d. Tetrakalsium Aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al2O3.Fe2O3
Senyawa ini kurang penting karena tidak tampak pengaruhnya terhdap
kekuatan dan sifat-sifat semen keras lainnya. C4AF hanya berfungsi untuk
menyempurnakan reaksi pada dapur pembakaran pembentukan semen.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 2Ca(OH)2 + 10H2O 64CaO.Al2O3.Fe2O3.12
H2O(tetracalsium aluminoferrat)
Dua unsur pertama yaitu point C3S dan C2S biasanya mempunyai bagian 70-80
persen dari semen sehingga merupakan bagian yang paling dominan dalam
memberikan sifat semen.
Pada umumnya semen diklasifikasikan menjadi 5 jenis semen, seperti yang
tercantum pada Tabel 2.2 berikut ini :
Tabel 2.2 Jenis-jenis Semen Portland
Jenis semen Karakteristik Umum
Jenis I Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak
memerlukan persyaratan khusus
Jenis II Semen Portland yang penggunaannya memerlukan
ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.
Jenis III Semen Portland yang penggunaannya memerlukan
persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah
pengikatan.
Jenis IV Semen Portland yang penggunaannya menuntut panas
hidrasi rendah.
Jenis V Semen Portland yang penggunaannya menuntut
persyaratan sangat tahan terhadap sulfat.
Sumber : Wuryati Samekti, (2001:8)
Dalam pedoman beton 1989 disyaratkan dalam pembuatan beton harus memenuhi
syarat-syarat SNI 0013-18 ”Mutu dan Cara Uji Semen”. Dalam penelitian ini
digunakan semen jenis I yang digunakan untuk tujuan umum.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
2.2.2.1. Semen Portland Pozzolan (PPC)
Semen Portland Pozzolan adalah suatu semen hidrolisis yang terdiri dari
campuran yang homogen antara semen Portland dengan pozzolan yang halus,
yang diproduksi dengan menggiling klinker semen Portland dan pozzolan
bersama-sama, atau mencampur secara merata bubuk semen Portland dengan
bubuk pozzolan, atau gabungan antara menggiling dan mencampur, dimana kadar
pozzolan 15% sampai dengan 40% massa semen Portland pozzolan (SNI 15-
0302-2004).
2.2.2.2. Semen Portland Komposit
Semen Portland Komposit adalah bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan
bersama-sama terak semen Portland dan gips dengan satu atau lebih bahan
anorganik atau hasil pencampuran antara bubuk semen Portland dengan bubuk
bahan anorganik lain. Bahan anorganik tersebut antara lain terak tanur tinggi
(blast furnace slag), pozzolan, senyawa silikat, batu kapur dengan kadar total
bahan anorganik 6%-35% dari massa semen Portland komposit.
Semen Portland komposit dapat digunakan untuk konstruksi umum seperti:
pekerjaan beton, pasangan bata, selokan, jalan, pagar dinding dan pembuatan
elemen bangunan khusus seperti beton praetak, beton pratekan, panel beton, bata
beton (paving block) dan sebagainya (http://id.wikipedia.org/wiki/Semen).
Menurut SNI 17064-2004, Semen Portland Campur adalah Bahan pengikat
hidrolisis hasil penggilingan bersama sama terak (clinker) semen Portland dan
gibs dengan satu atau lebih bahan anorganik, atau hasil pencampuran antara
bubuk semen Portland dengan bubuk bahan bahan anorganik lain. Bahan
anorganik tersebut antara lain terak tanur tinggi (blast furnace slag), pozzoland,
senyawa silika, batu kapur, dengan kadar total bahan anorganik 6 – 35 % dari
massa semen Portland composite.
Menurut Standard Eropa EN 197-1 Portland Composite Cement atau Semen
Portland Campur dibagi menjadi 2 Type berdasarkan jumlah Aditive material
aktif :
1. Type II/A-M mengandung 6 – 20 % aditif
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
2. Type II/B-M mengandung 21 – 35 % aditif
Kalau pada Portland Pozzolan Cement (Semen Portland Pozzolan) aditif yang
digunakan hanya 1 jenis maka pada Portland Composite Cement (Semen Portland
Komposit) ini aditif yang digunakan lebih dari 1 jenis atau 2 jenis.
(http://rdianto.wordpress.com/2010/01/03/jenis-jenis-semen/)
2.2.3. Pozzolan
Pozzolan adalah suatu mineral yang mengandung silika dan alumina aktif yang
dalam keadaan berdiri sendiri tidak memiliki sifat seperti semen, tapi bila dalam
bentuk bubuk dan dicampur dengan kapur dan air pada temperatur kamar akan
membentuk senyawa yang stabil yang tidak larut dalam air dan memiliki sifat
seperti semen (Bustomi dan Syukirman, 1999).
Menurut Paulus Nugraha (1989), pengaruh penggunaan pozzolan di dalam
campuran beton adalah sebagai berikut :
1. Menghemat biaya karena dapat digunakan sebagai pengganti semen
dengan konsekuensi memperlambat pengerasan sehingga kekuatan awal
beton rendah.
2. Mengurangi retak akibat panas hidrasi yang rendah karena adanya bahan
pozzolan tesebut, kandungan C3A dalam semen berkurang sehingga
temperatur awal dapat diturunkan.
3. Mengurangi muai akibat reaksi akali-agregat sehingga retak-retak pada
beton dapat dikurangi.
4. Meningkatkan ketahanan beton terhadap garam, sulfat dan air asam.
2.2.4. C-S-H (Calcium Silicate Hydrate)
Kalsium Silikat Hidrat (CSH) adalah hasil dari reaksi antara silikat semen
portland dan air. Reaksi ini biasanya dinyatakan sebagai :
2 Ca3SiO5 + 7 H2O —> 3 CaO · 2 SiO2 · 4 H2O + 3 Ca(OH)2 + 173.6 kJ
Stoikiometri dari CSH dalam pasta semen adalah variabel keadaan air secara
kimia dan secara fisik terikat dalam strukturnya tidak transparan, yang
digunakan antara C, S dan H. CSH sintetis dapat dibuat dari reaksi CaO dan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
SiO2 dalam air atau melalui metode presipitasi ganda menggunakan berbagai
garam.
Metode ini memberikan fleksibilitas memproduksi CSH. CSH dari fase semen
juga dapat ditambah ammonium nitrat dalam rangka untuk mencapai C /S rasio
yang diinginkan .
Reaksi Pozzolanik adalah reaksi kimia yang terjadi pada semen hidrolik,
campuran kapur dipuaskan (kalsium hidroksida) bahan silika (yaitu, pozzolan atau
pozzolana, abu vulkanik halus dibagi, kaya obsidian, gelas mineral yang umum
ditemukan di lava), membentuk hidrat kalsium non-air-larut silikat. Ini adalah
reaksi utama yang terlibat dalam beton.
Ca(OH)2 + H4SiO4 → Ca2+ + H2SiO42- + 2 H2O → CaH2SiO4 • 2 H2O
atau diringkas dalam notasi kimia semen:
CH + SH → CSH
Produk dari formula umum (CaH2SiO4 • 2 H2O) membentuk adalah hidrat
kalsium silikat, juga disingkat sebagai CSH. Rasio Ca / Si, atau C / S, dan jumlah
molekul air dapat bervariasi dan stoikiometri.
Kepadatan CSH lebih rendah dari silika portlandit, konsekuensi dari reaksi ini
adalah pembengkakan pada produk reaksi. Reaksi ini juga dapat terjadi dengan
waktu dalam beton antara pori semen air dan agregat alkali-kristal silika. Proses
ini juga dikenal sebagai reaksi silika alkali, atau alkali-agregat reaksi, dan dapat
merusak struktur beton karena ekspansi volumetrik yang dihasilkan juga
bertanggung jawab untuk spalling dan penurunan kekuatan beton.
2.2.5. Zeolit
Zeolit adalah senyawa zat kimia alumina-silikat berhidrat dengan kation natrium,
kalium dan barium. Secara umum, zeolit memiliki molekular sruktur yang unik,
dimana atom silikon dikelilingi oleh 4 atom oksigen sehingga membentuk
semacam jaringan dengan pola yang teratur. Di beberapa tempat di jaringan ini,
atom Silicon digantikan degan atom Aluminium, yang hanya terkoordinasi dengan
3 atom Oksigen. Atom Aluminium ini hanya memiliki muatan 3+, sedangkan
Silicon sendiri memiliki muatan 4+. Keberadaan atom Aluminium ini secara
keseluruhan akan menyebababkan Zeolit memiliki muatan negatif. Muatan negatif
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
inilah yang menebabkan Zeolit mampu mengikat kation (Wikipedia bahasa
Indonesia).
Zeolit mempunyai beberapa sifat antara lain, mudah melepas air akibat
pemanasan, tetapi juga mudah mengikat kembali molekul air dalam udara lembab,
oleh sebab sifatnya tersebut maka zeolit banyak digunakan sebagai bahan
pengering. Disamping itu zeolit juga mudah melepas kation dan diganti dengan
kation lainnya, misal zeolit melepas natrium dan digantikan dengan mengikat
kalsium atau magnesium. Sifat ini pula menyebabkan zeolit dimanfaatkan untuk
melunakkan air. Zeolit dengan ukuran rongga tertentu digunakan pula sebagai
katalis untuk mengubah alkohol menjadi hidrokarbon sehingga alkohol dapat
digunakan sebagai bensin (Wikipedia bahasa Indonesia).
Zeolit memiliki struktur beronggga dan biasanya rongga ini diisi oleh air dan
kation yang bisa dipertukarkan dan memiliki ukuran pori tertentu, oleh sebab itu
zeolit dapat dimanfaatkan sebagai : penyaring molekuler, penukar ion, penyerap
bahan dan katalisator. Adapun sifat-sifat zeolit adalah sebagai berikut :
a. Dehidrasi
Sifat dehidrasi mineral zeolit akan berpengaruh terhadap sifat absorbsinya.
Zeolit dapat melepaskan molekul air dari dalam rongga permukaan yang
menyebabkan medan listrik meluas ke dalam rongga utama dan akan efektif
berinteraktif dengan molekul yang akan terabsorbsi.
b. Adsorbsi
Dalam keadaan normal ruang hampa dalam Kristal zeolit terisi oleh molekul
air bebas yang berada disekitar kation. Bila Kristal zeolit dipanaskan 300o C –
400o C maka air tersebut akan keluar sehingga zeolit dapat berfungsi sebagai
penyerap gas atau cairan. Beberapa jenis mineral zeolit dapat menyerap gas
sebanyak 30% dari beratnya dalam keadaan kering.
c. Penukar ion
Ion-ion dalam mineral zeolit berguna untuk menjaga kenetralan zeolit. Ion-ion
ini dapat bergerak bebas sehingga pertukaran ion yang terjadi tergantung
ukuran dan muatan maupun jenis zeolitnya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
d. Katalis
Ciri paling khusus dari mineral zeolit secara praktis akan menentukan sifat
khusus mineral ini adalah adanya ruang kosong yang akan membentuk saluran
di dalam strukturnya. Bila zeolit digunakan dalam proses penyerapan atau
katalis maka akan terjadi difusi molekul ke dalam ruang bebas antara Kristal.
e. Penyaring / pemisah
Distribusi diameter dari pori-pori zeolit lebih efektif dalam menyaring
molekul, memisahkan molekul berdasarkan perbedaan ukuran, bentuk dan
polaritas molekul daripada media berpori lainnya.
Komposisi kimia mineral zeolit pada umumnya terdiri dari SiO2, Al2O3, Fe2O3 dan
CaO yang merupakan oksida dominan. Sedangkan oksida yang lain jumlahnya
hanya beberapa persen dari berat semen. Komposisi kimia mineral zeolit dapat
dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Komposisi Kimia Mineral Zeolit
Oksida Persen ( % )
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
Na2O
K2O
MnO
TiO2
P2O5
H2O
HD
62,75
15,48
0,83
3,42
0,87
1,32
1,39
0,05
0,35
0,04
0,38
13,12
(Sumber : laboratorium kimia, Dirjen Geologi dan Sumberdaya Mineral,
Direktorat Vulkanologi Yogyakarta)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Secara umum zeolit memiliki beberapa kegunaan dalam berbagai bidang.
Kegunaan zeolit tersebut antara lain :
1. Bidang pertanian, digunakan untuk menetralkan tanah asam dan sebagai
penyerap pupuk.
2. Bidang peternakan, digunakan untuk campuran pakan ternak yaitu untuk
meningkatkan kualitas telur.
3. Bidang perikanan, digunakan sebagai penyerap ammonia yang dikeluarkan
ikan melalui kotoran.
4. Bidang bangunan, digunakan untuk campuran beton.
5. Bidang Industri, digunakan sebagai penjernih minyak, penyerap warna, filter
industri kertas dan panel energi matahari.
6. Bidang Lingkungan, digunakan sebagai penghilang atau penyerap bau ion
Ca2+, gas N2, O2, CO2 dari asap kendaraan.
2.2.5.1. Zeolit pada klasifikasi bahan pozzolan
Telah disebutkan diatas bahwa pozzolan adalah bahan alam atau buatan yang
sebagian besar terdiri dari unsur-unsur silikat dan aluminat yang reaktif. Pozzolan
dapat dipakai sebagai bahan tambah atau pengganti sebagian semen Portland. Bila
dipakai sebagai pengganti sebagian semen portland umumnya berkisar 10% - 35%
dari berat semen. Bila pozzolan dipakai sebagai bahan tambahan akan menjadikan
beton lebih tahan terhadap serangan kimia. Pozzolan sendiri tidak memiliki sifat
semen, tetapi dalam keadaan halus (lolos ayakan 0,21mm ) bereaksi dengan air
dan kapur pada suhu normal (24o-27o C) menjadi suatu massa yang padat yang
tidak larut dalam air. Mineral zeolit dapat diklasifikasikan sebagai bahan pozzolan
semen karena mineral zeolit mengandung silica yang cukup banyak (62,75%).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Mielenz mengklasifikasikan pozzolan alam seperti pada table berikut ini :
Table 2.4. Klasifikasi Pozzolan Alam Menurut Mielenz
Activity type Essential active constituent
1 Vulcanic glass
2 opal
3a Kaolinite-type clay
3b Montmorollinite-type clay
3c Illite-type clay
3d Mixed clay with vermiculite
3e Attapul gite-type clay
4 zeolite
5 Hidrated oxidesof aluminium
6 Non-pozzolanas
Sumber : Mielenz
Pada klasifikasi tersebut di atas, menurut Mielenz, hanya tipe 1,2, dan 4 yang
merupakan pozzolan alamiah, sedangkan tipe 3 dan 5 bereaksi dengan kapur
setelah melalui proses pembakaran.
2.2.5.2. Reaksi Kimia Mineral Zeolit
Pada umumnya semen memiliki 4 unsur penting yaitu : C3S (trikalsium silikat),
C2S ( dikalsium silikat), C3A (trikalsium aluminat) dan C4AF (tetrakalsium
aluminoferit). Reaksi kimia antara kalsium silikat, dikalsium silikat dan air adalah
sebagai berikut :
2 C2S + 4 H2O (C3H2S3) + Ca(OH)2 + kalor
2 C3S + 6 H2O (C3H2S3) + 3 Ca(OH)2 + kalor
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
Hasil utama dari proses diatas adalah C3S4H3 atau C-S-H (kalsium Silikat Hidrat)
yang biasa disebut tobermorite, berbentuk gel (gelatine) yang dapat mengkristal,
sedang kapur atau Ca(OH)2 diragukan sumbangannya pada pengerasan semen.
Dalam jangka panjang komponen ini cenderung melemahkan. Banyaknya kapur
yang tersisa ini sekitar 20% dari berat semen. Kondisi terburuknya adalah terjadi
pemisahan struktur yang disebabkan oleh lepasnya kapur dari semen. Situasi ini
harus dicegah dengan menambahkan pada semen suatu mineral silica seperti
pozzolan. Dengan menambahkan mineral zeolit pada campuran beton, maka SiO2
yang terkandung dalam mineral zeolit akan mengikat Ca(OH)2 sehingga
membentuk komponen C-S-H gel baru yang cenderung meningkatkan kekuatan
beton.
Zeolit dalam campuran beton diharapkan akan memberikan reaksipozzolanik
sehingga akan meningkatkan mutu beton. Reaksi ini sering disebut sebagai reaksi
sekunder dan reaksi ini berlangsung lebih lambat dan berlaku lebih lama, sehingga
mutu beton diatas umur 28 hari masih dapat meningkat. Dengan demikian waktu
pengerasan beton dengan penambahan mineral zeolit menjadi lebih lama bila
dibandingkan dengan beton normal.
Reaksinya sebagai berikut :
Ca(OH)2 + SiO2 + H2O CaO . SiO2 . 2HO
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Menurut West (1984) penambahan pozzolan memberikan keunggulan ketahanan
terhadap sulfat dan kuat tekan yang lebih tinggi dari beton normal.
Gambar 2.1. Zeolit
2.2.6. Agregat
Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisian
dalam campuran mortar dan beton. Meskipun hanya sebagai bahan pengisi,
agregat sangat berpengaruh terhadap sifat mortar atau beton, sehingga pemilihan
agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton.
Agregat biasanya diatur tingkatannya berdasarkan ukuran, suatu campuran yang
layak telah menyatakan persentasi dari agregat yang halus dan yang kasar
(Chu Kia Wang & Charles Salmon G 1990).
Maksud penggunaan agregat di dalam campuran beton adalah :
1. Menghemat penggunaan semen portland.
2. Menghasilkan beton dengan kekuatan besar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
3. Mengurangi penyusutan pada pengerasan beton.
4. Gradasi agregat yang baik akan tercapai beton padat.
5. Sifat mudah dikerjakan (workability) dapat diperiksa pada adukan beton
dengan gradasi yang baik.
Murdock dan Brook (1999), juga berpendapat bahwa sifat yang paling penting
dari suatu agregat ialah kekuatan hancur dan tahanan terhadap benturan, yang
dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan karakteristik
penyerapan air yang mempengaruhi ketahanan terhadap penyusutan.
Sebagai material penyusun beton, agregat yang digunakan dapat dibedakan dalam
2 jenis yaitu agregat halus dan agregat kasar yang masing-masing mempunyai
spesifikasi khusus, yaitu :
1. Agregat halus, (pasir alami dan buatan) adalah agregat yang butirannya
berkisar antara 0,15 sampai 5 mm.
2. Agregat kasar, (kerikil dan betu pecah) adalah agregat yang butirannya
berkisar antara 5 hingga 40mm.
Agregat kasar maupun agregat halus berasal dari sumber yang sama yaitu dari
batuan magma pijar yang membeku akhirnya membentuk batuan beku dan batuan
sedimen. Batuan tersebut mengalami gradasi atau pelapukan menjadi batu pasir.
Secara mineralogi penyusun utama dari agregat beton berasal dari numerik kwarsa
(SiO2) dan mineral feldspar (jenis paglicoclase).
2.2.7. Agregat Halus
Agregat halus untuk beton dapat berupa pasir alam hasil disintegrasi alami dari
batu-batuan alam (natural sand) atau berupa pasir buatan yang dihasilkan dari
alat-alat pemecah batuan (artificial sand) dengan ukuran kecil (0,15 mm- 5 mm)
atau lebih kecil dari 4,74 mm (SK SNI T-15-1991). Agregat halus harus
memenuhi persyaratan gradasi agregat halus yang telah ditentukan.
Syarat-syarat agregat halus sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.3, adalah
sebagai berikut :
a. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras. Butir-butir agregat
halus harus bersifat kekal artinya tidak pecah dan hancur oleh cuaca.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
b. Bersih, bila agregat halus diuji dengan pencuci khusus. Tinggi endapan pasir
yang kelihatan dibandingkan dengan tinggi seluruh endapan tidak kurang dari
70%.
c. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% (ditentukan
terhadap berat kering). Bila kadar lumpur melampui batas 5% maka agregat
harus dicuci dahulu sebelum digunakan pada campuran.
d. Agregat halus tidak boleh mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak.
Sehingga harus dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams-Harder
(dengan larutan NaOH 3%). Cairan hasil penambahan larutan NaOH 3% tidak
boleh berwarna gelap, karena hal ini menandakan agregat mengandung bahan
organik yang banyak dan dapat menurunkan kekuatan beton.
e. Angka kehalusan fineness modulus terletak antara antara 2,2 – 3,2.
f. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam dan apabila diayak,
harus memenuhi syarat-syarat berikut :
1) Sisa di atas ayakan 4 mm, harus minimum 2% berat.
2) Sisa di atas ayakan 1 mm, harus minimum 10% berat.
3) Sisa di atas ayakan 0,25 mm, harus berkisar antara 80% sampai 90% berat.
g. Pasir laut tidak boleh digunakan sebagai agregat halus untuk semua mutu
beton, kecuali dengan petunjuk lembaga paemeriksaan bahan yang diakui.
Persyaratan gradasi agregat halus dapat dilihat dalam Tabel 2.5 berikut ini :
Tabel 2.5. Persyaratan Gradasi Agregat Halus ASTM C 33-74a
Ukuran saringan (mm) Persentase lolos (%)
9,5 100
4,75 95-100
2,36 80-100
1,18 55-85
0,60 25-60
0,3 10-30
0,15 2-10
Sumber : Murdock & Brook (1979)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
2.2.8. Agregat Kasar
Agregat kasar didefinisikan sebagai butiran yang tertahan saringan 4,75 mm (No 4
standart ASTM). Agregat kasar sebagai bahan campuran untuk membentuk beton
dapat berupa sebagai berikut :
a. Kerikil adalah bahan yang terjadi karena hasil disintegrasi alami dari batuan
dan terbentuklah agak bulat serta permukaannya yang licin atau diperoleh
dengan cara meledakkan, memecah maupun menyaring.
b. Batu pecah (kricak) adalah bahan yang diperoleh dari batu yang dipecah
menjadi pecahan-pecahan berukuran 5-70 mm. Butir-butirannya berbentuk
tajam sehingga sedikit lebih memperkuat betonnya.
Syarat-syarat untuk agregat kasar yang dipakai sebagai bahan campuran adukan
beton sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.4 adalah sebagai berikut :
a. Agregat kasar harus terdiri dari butiran-butiran yang keras dan tidak berpori.
b. Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% (ditentukan dari
berat kering).
c. Agregat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton
seperti zat reaktif alkali.
d. Keausan dari butir-butir agregat kasar diperiksa dengan mesin Los Angeles
dengan syarat-syarat tertentu.
e. Agregat kasar terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam besarnya dan tidak
melewati saringan 5 mm.
f. Besar butiran agregat maksimal tidak boleh lebih dari 1/5 jarak terkecil antara
bidang-bidang samping dari cetakan, 1/3 dari tebal plat, atau ¾ dari jarak
bersih minimal antara batang-batang atas berkas tulangan.
Persyaratan gradasi untuk agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.6 berikutini :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
Tabel 2.6. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar ASTM C 33-74
Ukuran Saringan (mm) Persentase lolos (%)
25 95-100
19 -
12,5 25-60
9,5 -
4,75 0-10
2,36 0-5
Sumber : Murdock & Brook (1979)
2.2.9. Air
Air diperlukan pada pembuatan beton agar terjadi reaksi kimiawi dengan semen
untuk membasahi agregat dan untuk campuran agar mudah pengerjaannya. Pada
umumnya air minum dapat dipakai untuk campuran beton. Air yang mengandung
senyawa-senyawa berbahaya , yang tercemar garam, gula, atau bahan-bahan kimia
lain, bila dipakai untuk campuran beton akan sangat menurunkan kekuatannya dan
juga dapat juga mengubah sifat-sifat semen (Nawy, 1998).
Air yang diperlukan hanya sekitar 25 persen berat semen saja, namun dalam
kenyataan nilai faktor air semen yang dipakai sulit kurang dari 0,35. Air yang
mempunyai persyaratan sebagai air minum memenuhi syarat pula untuk bahan
campuran beton (Tjokrodimuljo, 1998).
SNI (2002), menerangkan bahwa :
1. Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan-
bahan merusak yang mengandung oli, alkali, garam, bahan organik, atau
bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan.
2. Air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang di
dalamnya tertanam logam alumunium, termasuk air bebas yang terkandung di
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
dalam agregat, tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang
membahayakan.
3. Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan dalam beton, kecuali
tuntutan berikut terpenuhi :
a. Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran beton
yang menggunakan air dari sumber yang sama.
b. Hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang
dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai
kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90% dari kekuatan benda uji
yang dibuat dengan air yang dapat diminum.
Kandungan air yang digunakan dalam campuran beton sebaiknya memenuhi
persyaratan berikut (Tjokrodimuljo, 1998):
1. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/ liter.
2. Tidak mengandung garam yang dapoat merusak beton (asam, zat organis dan
sebagainya, lebih dari 15 gram/ liter.
3. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/ liter.
4. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/ liter.
2.2.10. Bahan Tambah (Admixture)
Bahan tambah ialah bahan selain unsur pokok beton (air, semen, dan agregat)
yang ditambahkan pada adukan beton, sebelum, segera, atau selama pengadukan
beton. Tujuannya ialah untuk mengubah satu atau lebih sifat-sifat beton sewaktu
masih dalam keadaan segar atau setelah mengeras. Bahan tambah biasanya
dijumpai dalam bentuk cairan atau bubuk. Jumlah pemakaiannya biasa dinyatakan
dalam persen dari berat semen. Meskipun jumlah admixture yang ditambahkan
kecil, namun demikian akan memberikan pengaruh yang sangat besar terhadap
mutu beton yang dihasilkan. Oleh karena itu, bahan tambah harus benar-benar
ditakar dengan teliti. Overdosage admixture akan memberikan efek sebaliknya
dari yang diharapkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
Bahan tambah terdiri dari beberapa jenis diantaranya bahan kimia tambahan
(chemical admixture) dan pozzolan. Dalam penelitian ini bahan tambah yang
digunakan zeolit sebagai pozzolan.
2.2.11. SIFAT-SIFAT BETON
Sifat-sifat beton meliputi sifat fisik, kimia, mekanik baik yang dapat dilihat atau
yang hanya dengan bantuan mikroskop. Tetapi dalam segi kondisi beton dapat
dibagi menjadi dua, yaitu :
2.2.11.1. Sifat-sifat Beton Sebelum Mengeras
Hal penting yang perlu diketahui pada sifat-sifat beton segar adalah Workabilitas
atau kemudahan pengerjaan. Workabilitas adalah tingkat kemudahan pengerjaan
beton dalam mencampur, mengaduk, menuang dalam cetakan dan pemadatan
tanpa mengurangi homogenitas beton dan beton tidak mengalami bleeding
(pemisahan) yang berlebihan untuk mencapai kekuatan beton yang diinginkan.
Untuk lebih jelasnya pengertian workabilitas dapat didefinisikan dengan istilah-
istilah sebagai berikut :
a. Mobilitas adalah kemudahan adukan beton untuk dapat mengalir dalam
cetakan dan dituang kembali.
b. Stabilitas adalah kemampuan adukan beton untuk selalu bersifat homogen,
selalu mengikat (koheren) dan stabil baik selama dikerjakan maupun
digetarkan tanpa mengalami pemisahan butiran (segregasi dan bleeding).
c. Kompaktibilitas adalah kemudahan adukan beton untuk dipadatkan, sehingga
mengurangi rongga-rongga udara dalam adukan.
d. Finishibilitas adalah kemudahan adukan beton untuk mencapai tahap akhir
yaitu mengeras dengan kondisi yang baik.
Menurut Kardiyono Tjokrodimuljo (1996), unsur-unsur yang mempengaruhi sifat
workability antara lain adalah berikut ini :
a. Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton, semakin banyak air
yang dipakai semakin mudah beton segar ini dikerjakan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
b. Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan
adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan bertambahnya air campuran
untuk memperoleh nilai fas tetap.
c. Gradasi campuran pasir dan kerikil, bila campuran pasir dan kerikil mengikuti
gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton akan mudah
dikerjakan.
d. Pemakaian butir-butir batuan yang bulat mempermudah cara pengerjaan beton.
e. Pemakaian butir maksimum kerikil yang dipakai juga berpengaruh terhadap
tingkat kemudahan pengerjaan.
f. Cara pemadatan adukan beton menetukan sifat pengerjaan yang berbeda. Bila
cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat kelecakan
yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit jika
dipadatkan dengan tangan.
Tingkat workabilitas harus disesuaikan dengan tujuan penggunaan beton itu
sendiri seperti pada Tabel 2.7.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
Tabel 2.7. Penggunaan Beton pada Tingkat Workabilitas yang Berbeda-beda.
Tingkat
Workabilitas
Slump
(cm)
Faktor
Pemadatan Penggunaan Beton yang Sesuai
Sangat
Rendah 0-25 0,80-0,87
Beton yang diperlukan di jalan atau
seksi lain yang lebih luas, dimana mesin
getar yang kuat dapat dilakukan.
Tiang yang digetarkan, balok pencetak,
bantalan rel kereta api dan lainnya
dimana dibutuhkan kekuatan yang
tinggi, misal 40 N/mm2 atau lebih pada
umur 28 hari.
Rendah
sampai
sedang
25-50 0,87-0,93
Jalan raya dengan bentuk mesin
penggetar dan penghalus yang biasa, dan
pemadat yang dioperasikan dengan
tangan biasa atau sejenis.
Sedang
sampai
tinggi
50-100 0,93-0,95
Jalan raya dengan pemadatan tangan
slump 50-75 mm.
Untuk beton bertulang biasa tanpa
penggetaran dan bertulang rapat dengan
penggetaran dan bertulang rapat dengan
penggetaran dan pompa.
Tinggi 100-175 Lebih dari
0,95
Untuk bagian dengan tulangan rapat.
Pekerjaan yang sukar pencetakannya.
Umumnya tidak sesuai untuk
digetarkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
Tingkat kemudahan pekerjaan berkaitan erat dengan tingkat kelecakan
(keenceran) adukan beton. Semakin encer adukan, makin mudah pekerjaan. Untuk
mengetahui tingkat keenceran adukan beton biasanya dilakukan percobaan slump
atau slump test. Semakain besar niali slump test berarti adukan beton semakin
mudah dikerjakan. Pada umumnya nilai slump berkisar antara 50-125 mm.
2.2.11.2. Sifat – sifat Beton Setelah Mengeras
a. Kekuatan (Strength)
Sifat dari beton setelah mengeras antara lain adalah mempunyai kekuatan dan
ketahanan. Kekuatan (strength) adalah sifat dari beton yang berkaitan dengan
mutu dari beton tersebut untuk menerima beban dari luar. Kekuatan beton antara
lain adalah kekuatan tekan, kekuatan tarik, dan kekuatan geser.
b. Ketahanan (Durability)
Ketahanan (durability) adalah gaya tahan beton terhadap suatu kondisi atau
gangguan yang berupa gangguan dari dalam atau dari luar tanpa mengalami
kerusakan selama bertahun-tahun. Gangguan dari luar dapat berupa cuaca, suhu,
korosi dan bahan kimia lainnya. Sedangkan gangguan dari dalam berupa reaksi
kimia antara semen dengan alkali atau sering disebut ASR (Alkali Silica Reaction)
yang jika terlalu banyak dapat menyebabkan beton retak.
c. Rangkak dan Susut
Rangkak (creep) merupakan deformasi yang berjalan lambat akibat pembebanan
dalam jangka waktu yang panjang dengan tegangan konstan. Rangkak disini
dipengaruhi oleh umur beton, besar regangan, faktor air semen dan kekuatan
beton. Proses susut (shringkage) merupan perubahan bentuk volume yang terjadi
bila terjadi perubahan suhu. Hal yang mempengaruhi susut antara lain mutu
agregat dan faktor air semen. Proses susut dan rangkak saling berkaitan karena
berjalan bersamaan dan sering memberikan pengaruh yang sama yaitu deformasi
yang bertambah sesuai dengan berjalannya waktu.
d. Perawatan ( Curing )
Perawatan beton (curing) suatu pekerjaan menjaga agar permukaan beton segar
selalu lembab, sejak adukan beton dipadatkan sampai beton dianggap cukup
keras. Hal tersebut dilakukan untuk menjamin proses hidrasi semen (reaksi semen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
dan pasir) berlangsung dengan sempurna. Apabila kelembaban permukaan beton
tidak dijaga, akan menyebabkan beton menjadi kurang kuat, dan juga timbul
retak-retak. Selain itu, kelembaban permukaan tadi juga menambah beton lebih
tahan cuaca dan lebih kedap air.
Ada beberapa metode perawatan beton yang dapat dilakukan :
a. Moist curing, yaitu perawatan yang biasa dilakukan dengan merawat beton
agar tetap basah dalam beberapa hari tertentu sejak pengecorannya.
b. Steam curing, yaitu perawatan dengan memberikan uap pada beton dalam
suatu ruangan, kamar atau tempat khusus.
Curing compound, yaitu perawatan beton dengan cara melapisi permukaan beton
dengan senyawa kimia.
2.2.12. Kuat Lentur Beton
Pembebanan pada sebuah balok menaikkan tegangan tarik, desak dan geser
sedemikian rupa sehingga pemikiran desain sebuah balok merupakan suatu
penghantar yang mudah pada prinsip elementer desain beton bertulang (Murdock
dan Brook (1981).
Menurut Edward G. Nawy ( 1990 ) lentur pada balok diakibatkan oleh regangan
yang timbul karena adanya beban luar. Apabila beban bertambah maka ada balok
akan terjadi deformasi dan regangan tambahan yang mengakibatkan retak lentur
disepanjang bentang balok. Bila beban semakin bertambah, pada akhirnya terjadi
keruntuhan elemen struktur. Taraf pembebanan yang demikian disebut keadaan
limit dari keruntuhan pada lentur.
Pengujian dilakukan pada umur 28 hari. Balok dibebani pada salah satu sisinya
dimana beban diletakkan simetris di atas balok uji. Balok diuji dengan
pertambahan kecepatan dalam pemberian tegangan pada serat bagian bawah yaitu
antara 0,02 dan 0,1 Mpa/s (2,9 dan 14,5psi/s). Kecepatan pemberian tegangan
yang lebih rendah diterapkan untuk beton yang kekuatannya rendah dan kecepatan
yang tinggi untuk beton yang berkekuatan tinggi.
Pengujian dilakukan bertujuan untuk mengetahui nilai kuat lentur pada benda uji
yang berupa balok beton dengan ukuran 100 mm x 100 mm x 550 mm Pengujian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
ini dengan standar ASTM C-78, yaitu pengujian kuat tarik lentur dengan beban
terbagi menjadi dua yang bekerja pada suatu penampang balok, dengan titik yang
menjadi 3 bagian daerah atau tiap jarak 1/3 bentang (Third Point Loading), seperti
terlihat pada Gambar 2.2
Gambar 2.2 Momen Yang Terjadi Akibat Beban P.
Besarnya momen yang dapat mematahkan benda uji adalah momen akibat beban
maksimum dari mesin pembebanan dengan mengabaikan berat sendiri dan
gravitasi dari benda uji. Besarnya tegangan modulus of rupture (MOR) dihitung
dengan Persamaan 1.
Perumusan dari momen maksimum yang terjadi :
M Maksimum = LP31
21
´ (1)
Dengan :
P = Beban maksimum (Newton),
L = Panjang bentang (mm).
BMD Mc=1/2P + +
+
D
½
½
SFD
½ P ½ P
L
1/3L 1/3L 1/3L
C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
dc
b
c
Secara umum nilai modulus of rupture dapat dihitung dengan rumus:
IcMmaks
MR´
= ............................................................... (2 )
Dimana cI
S =
SMmaks
MOR = ................................................................................( 3)
h
hb
LPMOR
´
´´
´=
21
121
31
21
3
2
61
31
21
bh
LPMOR
´=
2hb
LPMOR
´´
= ..................................................................... ( 4 )
Dengan :
MOR = Modulus of Rupture (Mpa),
P = Beban maksimum pada tebal balok (Newton),
L = Panjang bentang (mm),
h
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
b = Lebar benda uji (mm),
d = Tebal benda uji (mm),
S = Momen Inersia / 0,5 h.
Pada pengujian kuat lentur berdasarkan ASTM C-78 akan terjadi tiga macam tipe
kemungkinan patah pada balok uji sebagai berikut :
a. Patah pada 31
bentang bagian tengah.
Gambar 2.3. Letak Patah Balok Tipe L
Pada keadaan ini balok uji patah bagian tengah (antara B dan C) dan patahnya
diakibatkan oleh momen yang paling maksimum. Besarnya modulus of rupture
dapat dihitung berdasarkan Rumus :
WM
MOR = ............................................................................... ( 5 )
22
61
31
21
bhPL
bh
LPxMOR == .............................................................
Dengan :
MOR = Modulus of Rupture, (MPa)
P = Beban Maksimum pada balok benda uji (Newton)
15 cm 15 cm 15 cm 5 cm 5 cm
D C B A
1/2P 1/2P
P
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
L = Panjang Bentang (mm)
b = Lebar balok benda uji (mm)
h = Tinggi balok benda uji (mm)
b. Patah pada bentang antara A-B atau C-D
Gambar 2.4. Letak Patah Balok Tipe II
Apabila balok patah pada bentang A-B atau C-D dengan jarak letak patah tidak
lebih dari 5% panjang bentang, kondisi ini masih dapat diperhitungkan dan balok
uji dapat dipakai. Pada kondisi ini modulus of rupture dapat dihitung dengan
rumus :
22
3
61
21
bhaP
bh
Pax
WM
MOR === ....... (6)
Dengan :
MOR = Modulus of Rupture (MPa)
P = Beban Maksimum pada balok benda uji (Newton)
a = Jarak rata-rata letak patah dari perletakan (mm)
L = Panjang Bentang (mm)
b = Lebar balok benda uji (mm)
h = Tinggi balok benda uji (mm)
a a
1/2P 1/2P
5 % 5 %
10 cm 10 cm 10 cm 5 cm 5 cm
D C B A
P
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
c. Patah pada bentang antara A-B atau C-D.
Gambar 2.5. Letak Patah Balok Tipe III
Apabila balok uji patah pada bentang antara A-B atau C-D dengan jarak letak
patah dari B maupun C lebih besar dari 5% panjang bentang, maka kondisi ini
tidak dapat diperhitungkan kembali dan benda uji tidak dapat dipakai.
2.2.13. POROSITAS
Porositas adalah jumlah kadar pori yang terkandung dalam mortar. Pori-pori beton
tidak semuanya tertutup oleh pasta semen. Pori tersebut biasanya berisi udara (air
void) atau berisi air (water filled space) yang saling berhubungan dan dinamakan
dengan kapiler. Kapiler ini akan tetap ada walaupun air yang digunakan telah
menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan mortar yang
dihasilkan.
Beton mempunyai kecenderungan berisi rongga akibat adanya gelembung-
gelembung udara yang terbentuk selama atau sesudah pencetakan. Hal ini
dikarenakan penggunaann air yang berlebihan daripada jumlah dibutuhkan untuk
memperoleh campuran yang mudah untuk dikerjakan. Air ini menempati ruangan
dan bila kemudian kering maka akan meninggalkan rongga-rongga udara. Dapat
ditambahkan bahwa selain air yang mengawali pemakaian ruangan dan kelak
menjadi rongga, terjadi juga rongga-rongga udara langsung pada jumlah
persentase yang kecil. Hal ini adalah terdapatnya pengurangan volume absolut
dari semen dan air setelah reaksi kimia dan terjadi pengeringan sedemikian rupa
sehingga pasta semen sudah keringakan menempati volume yang lebih kecil
1/2P 1/2P
5 % 5 %
10cm 10 cm 10 cm 5 cm 5 cm
D C B A
P
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
dibanding dengan pasta yang masih basah, berapapun perbandingan air yang
digunakan. ( L. J Murdock dan K. M. Brook, 1991)
Ketika pasta semen terbentuk terjadi reaksi hidrasi. Proses hidrasi menentukan
tingkat pengisian dan pembagian poro-pori. Proses ini menghasilkan
pembentukan dua jenis pori yaitu pori gel dan pori kapiler. Perbandingan antara
pori-pori gel dan pori-pori kapiler dengan total volume pasta semen merupakan
porositas total pasta semen. Pengertian porositas ini, diasumsikan bahwa pasta
semen benar-benar padat, yang berarti pasta semen tidak mengandung udara.
Gambar 2.6 Diagram Proporsi volumetric pasta semen
Volume total rongga (voids) beton adalah jumlah dari volume air gel, volume
pori-pori kapiler dan udara pada beton. Maka porositas beton merupakan
perbandingan antara volume total rongga (voids) dengan volume beton.
Mekanisme terjadinya porositas dimulai ketika terjadi reaksi hidrasi. Proses ini
melibatkan perpindahan air yang memisahkan antar butir semen. Butiran semen
kemudian diikat secara bersama-sama. Pada pasta semen yang telah terhidrasi
penuh, maka terbentuklah pori gel dan pori kapiler. Penelitian yang dilakukan
oleh Mills (1986) menjelaskan terbentuknya pori gel dan pori kapiler pada
peristiwa hidrasi.
AIR
SEMEN
PORI-PORI KAPILER KOSONG
PORI-PORI KAPILER
BERISI AIR
AIR GEL
HASIL HIDRASI SEMEN
PORI-PORI KAPILER
GEL SEMEN
(a) Sebelum Hidrasi (b) selama hidrasi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Nilai porositas diukur dengan perbandingan antara berat air dan udara yang berada
dalam sampel (B-C) dengan berat sampel padat/volume mortar padat (B-A) dan
dihitung dengan persamaan berikut :
Dengan:
A = berat sampel dalam air (gr),
B = berat sampel dalam kondisi SSD (gr),
C = Beart sampel kering oven (gr).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Uraian Umum
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental
laboratorium, yaitu metode yang dilakukan dengan mengadakan suatu percobaan
langsung untuk mendapatkan suatu data atau hasil yang menghubungkan antara
variabel-variabel yang diselidiki. Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium
Bahan dan Struktur Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Kemudian data tersebut dianalisa untuk pengambilan kesimpulan. Analisa data
yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan metode statistik dengan
program Microsoft Excel.
3.2 Benda Uji
Benda uji yang digunakan pada penelitian ini berupa balok beton dengan ukuran
10 cm x 10 cm x 55 cm untuk pengujian kuat lentur dan kubus dengan ukuran 5 x
5 x 5 cm untuk pengujian porositas. Zeolit ditambahkan pada campuran beton
sebagai bahan tambah dengan prosentase 0% ; 5% ; 10% ; 15% ; 20% ; 25% dan
zeolit digunakan sebagai bahan pengganti semen dengan kadar 0% ; 5% ; 10% ;
15% ; 20% ; 25% . Masing-masing prosentase dibuat benda uji sebanyak 3 buah.
Perincian benda uji dapat dilihat pada Tabel 3.1 dan Tabel 3.2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Tabel 3.1. Rincian benda uji balok beton (zeolit sebagai bahan tambah).
Jenis Uji Bentuk
Sampel Kode Sampel
Variasi kadar
zeolit sebagai
bahan tambah
(%)
Jumlah
Sampel
Kuat Lentur
Balok 10 x
10 x 55 cm
Dan kubus
5 x 5 x 5cm
BZ00 0% 3 buah
BZ05 5% 3 buah
BZ10 10% 3 buah
BZ15 15% 3 buah
BZ20 20% 3 buah
BZ25 25% 3 buah
Tabel 3.2. Rincian benda uji balok beton (zeolit sebagai bahan pengganti).
Jenis Uji Bentuk
Sampel Kode Sampel
Variasi kadar
zeolit sebagai
bahan pengganti
(%)
Jumlah
Sampel
Kuat Lentur
Balok 10 x
10 x 55 cm
dan kubus
5 x 5 x cm
BZ00 0% 3 buah
BZ05 5% 3 buah
BZ10 10% 3 buah
BZ15 15% 3 buah
BZ20 20% 3 buah
BZ25 25% 3 buah
3.3. Alat Yang Digunakan
Penelitian ini dilakukan pada Laboratorium Bahan Konstruksi Teknik, Jurusan
Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret Surakarta, sehingga menggunakan alat-
alat yang ada pada laboratorium tersebut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Alat-alat yang dipakai pada penelitian ini adalah antara lain :
1. Timbangan
a. Neraca merk Murayana Seisakusho Ltd Japan, dengan kapasitas 5 kg,
ketelitian sampai 0,10 gram, digunakan untuk mengukur berat material
yang berada di bawah kapasitasnya.
b. Timbangan ”Bascule” merk DSN Bola Dunia, dengan kapasitas 150 kg
dengan ketelitian 0,1 kg.
2. Ayakan
Ayakan yang digunakan adalah ayakan denganmerk ”Controls”, Italy, bentuk
lubang ayakan adalah bujur sangkar dengan ukuran 75 mm, 50 mm, 38 mm,
25 mm, 12.5 mm, 9.5 mm, 4.75 mm, 2.36 mm, 1.18 mm, 0.85 mm, 0.3 mm,
0.15 mm dan pan.
3. Mesin penggetar ayakan
Mesin penggetar ayakan yang digunakan adalah mesin penggetar dengan merk
”Controls”, Italy, mesin digunakan sebagai dudukan sekaligus penggetar
ayakan. Penggunaannya untuk uji gradasi agregat halus maupun kasar.
4. Oven merk ”Binder”
Oven ini berkapasitas 300°C, 2200 W, digunakan untuk mengeringkan
material (pasir dan kerikil).
5. Corong konik / Conical mould
Corong konik dengan ukuran diameter atas 3,8 cm, diameter bawak 8,9 cm,
tinggi 7,6 cm, lengkap dengan alat penumbuk. Alat ini digunakan untuk
mengukur keadaan SSD agregat halus.
6. Corong / kerucut Abrams
Kerucut Abrams terbuat dari baja dengan ukuran diameter atas 10 cm dan
diameter bawah 20 cm, tinggi 30 cm, dilengkapi dengan tongkat baja yang
diujungnya ditumpulkan, panjang 60 cm, diameter 16 mm. Alat ini digunakan
untuk mengukur nilai slump adukan beton.
7. Mesin Los Angelos
Mesin Los Angelos merk ”Controls”, Italy, yang dilengkapi dengan 12 buah
bola baja. Alat ini digunakan untuk menguji ketahanan aus (abrasi) dari
agregat kasar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
8. Cetakan benda uji
Cetakan benda uji yang digunakan adalah cetakan balok dengan ukuran 10cm
x 10cm x 10cm dan kubus ukuran 5cm x 5cm x 5cm.
9. Alat bantu
Untuk kelancaran dan kemudahan penelitian, pada saat pembuatan benda uji
dugunakan beberapa alat bantu yaitu :
a. Vibrator yang digunakan untuk pemadatan saat pembuatan benda uji.
b. Cetok semen, digunakan untuk memindahkan bahan batuan dan
memasukkan campuran beton ke dalam cetakan beton.
c. Gelas ukur kapasitas 250 ml digunakan untuk meneliti kandungan zat
organik dan kandungan lumpur agregat halus.
d. Ember untuk tempat air dan sisa adukan.
e. Cangkul untuk mengaduk campuran beton.
f. Stopwatch.
g. Kamera.
10. Loading Frame
Bentuk dasar loading frame berupa portal segi empat yang berdiri di atas
lantai beton dengan perantara plat dasar dari besi setebal 14 mm. Agar
loading frame tetap stabil, plat dasar dihubungkan ke lantai beton dan kedua
kolomnya dihubungkan dengan balok WF 450x200x9x14 mm. Posisi balok
portal dapat diatur agar dapat disesuaikan dengan bentuk dan ukuran model
yang diuji.
3.4. Tahap dan Prosedur Penelitian
Sebagai penelitian ilmiah, penelitian ini harus dilaksanakan dalam sistematika dan
urutan yang jelas dan teratur sehingga hasilnya dapat dipertanggungjawabkan.
Untuk itu pelaksanaan percobaan dibagi dalam beberapa tahap, yaitu :
a. Tahap I, Persiapan
Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang akan digunakan dipersiapkan
terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
b. Tahap II, Uji bahan
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap bahan yang digunakan. Dari
pengujian-pengujian tersebut dapat diketahui apakah bahan yang akan
digunakan untuk penelitian tersebut memenuhi syarat atau tidak bila
digunakan sebagai data rancang campur adukan beton. Tahap ini dilakukan
pengujian terhadap :
1) Agregat halus, antara lain dilakukan uji :
1. Kadar lumpur
2. Kadar organik
3. Spesific grafity
4. Gradasi
2) Agregat kasar, antara lain dilakukan uji :
1. Abrasi
2. Spesific grafity
3. Gradasi
c. Tahap III, Pembuatan mix design
Pada tahap ini dilakukan pembuatan mix design dengan kuat tekan rencana 30
Mpa. Hasil mix design tersebut dipakai untuk pembuatan benda uji balok
beton.
d. Tahap IV, Pembuatan benda uji
Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut:
1) Pembuatan adukan beton.
2) Pemeriksaan nilai slump.
3) Pengecoran ke dalam bekisting.
4) Pelepasan benda uji dari cetakan.
5) Perawatan beton selama 28 hari.
e. Tahap IV , Tahap Perawatan Benda Uji/Curing
Pada tahap ini dilakukan perawatan terhadap benda uji yang telah dibuat pada
tahap III. Perawatan dilakukan dengan cara merendam benda uji pada hari
kedua selama 7 hari di dalam air, kemudian dikeluarkan dari air dan ditutup
dengan karung goni yang setiap hari disiram air. Perawatan ini dilakukan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
sampai benda uji berumur 21 hari. Kemudian beton diangin-anginkan hingga
waktu dilakukan pengujian terhadap benda uji yaitu pada umur 28 hari.
f. Tahap V, Pengujian
Pada tahap ini pengujian kuat lentur dilakukan di Laboratorium Bahan dan
porositas dilakukan di Laboratorium Struktur Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik UNS. Beton diuji pada umur 28 hari.
g. Tahap VI, Analisis data
Pada tahap ini, data yang diperoleh dari hasil pegujian dianalisis untuk
mendapatkan suatu kesimpulan hubungan antara variabel-variabel yang diteliti
dalam penelitian.
h. Tahap VII, Pengambilan kesimpulan
Pada tahap ini, data yang telah dianalisa dibuat suatu kesimpulan yang
berhubungan dengan tujuan penelitian.
Tahapan penelitian ini dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir pada
Gambar 3.1. sebagai berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap-Tahap Metode Penelitian
Tahap I
Mulai
Persiapan
Perhitungan Rancang Campur (Mix Design)
Pembuatan Benda Uji Balok 10 x 10 x 55 cm dan kubus 5 x 5 x 5 cm
Pembuatan Adukan Beton
Perawatan (Curing)
Pengujian Kuat lentur dan porositas
Analisis Data dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Tahap II
Tahap III
Tahap IV
Tahap V
Tahap VI
Tahap VII
Uji Bahan:
- kadar lumpur - kadar organik - specific gravity - gradasi -agregat SSD -absorbsi
Uji Bahan:
- abrasi - specific gravity - gradasi -absorbsi
Agregat Kasar Air Agregat Halus Semen Bahan Tambah atau
bahan pengganti
Pemeriksaan nilai slump Sesuai (Mix Design)
Ya
Tidak
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
3.5 Standar penelitian
Untuk memenuhi sifat dan karakteristik dari bahan dasar penyusun beton maka
perlu dilakukan pengujian. Pengujian ini dilakukan terhadap agregat halus dan
agregat kasar.
3.5.1. Standar Pengujian Terhadap Agregat Halus
Pengujian terhadap agregat halus dilakukan berdasarkan ASTM dan disesuaikan
dengan spesifikasi bahan menurut ASTM. Standar pengujian agregat halus adalah
sebagai berikut :
1. ASTM C-23 : Standar penelitian untuk pengujian berat isi agregat halus.
2. ASTM C-40 : Standar penelitian untuk tes kotoran organik dalam agregat
halus.
3. ASTM C-117 : Standar penelitian untuk agregat yang lolos saringan no. 200
dengan pencucian.
4. ASTM C-128 : Standar penelitian untuk menetukan spesific gravity agregat
halus.
5. ASTM C-136 : Standar penelitian untuk analisis saringan agregat halus.
3.5.2. Standar Pengujian Terhadap Agregat Kasar
1. ASTM C-29 : Standar penelitian untuk pengujian berat isi agregat kasar.
2. ASTM C-127 : Standar penelitian untuk menetukan spesific gravity agregat
kasar.
3. ASTM C-131 : Standar penelitian untuk pengujian abrasi (keausan) agregat
kasar
4. ASTM C-136 : Standar penelitian untuk analisa ayakan agregat kasar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
3.6. Pengujian Bahan Dasar Beton
Untuk mengetahui sifat dan karakteristik dari material pembentuk beton, maka
dalam penelitian ini dilakukan pengujian terhadap bahan-bahan pembentuk beton.
Pengujian ini hanya dilakukan terhadap agregat halus, agregat kasar, sedangkan
air dan semen yang digunakan telah sesuai dengan spesifikasi standar dalam PBI
NI 1971 pasal 3.6.
3.6.1 Pengujian Agregat Halus
3.6.1.1 Pengujian Kadar Lumpur Dalam Agregat Halus
Pasir adalah salah satu bahan dasar beton yaitu sebagai agregat halus. Pasir yang
digunakan dalam pembuatan beton harus memenuhi beberapa persyaratan, slah
satunya adalah pasir harus bersih. Pasir bersih yaitu pasir yang tidak mengandung
lumpur lebih dari 5 % dari berat keringnya. Lumpur adalahbagian dari pasir yang
lolos dari ayakan 0,063 mm. Apabila kadar lumpur lebih dari 5% maka pasir harus
dicuci terlebih dahulu. Syarat-syarat agregat halus harus sesuai dengan PBI NI-2,
1971.
Kadar lumpur pasir dihitung dengan Persamaan 3.1.
Kadar lumpur = %1001
10 xG
GG - (3.1)
dengan :
G0 = berat pasir awal (100gram)
G1 = berat pasir akhir (gram)
3.6.1.2 Pengujian Kadar Zat Organik Dalam Agregat Halus
Pasir biasanya diambil dari sungai maka kemungkinan kotor sangat besar,
misalnya bercampur dengan lumpur maupun zat organi lainnya. Pasir sebagai
agregat halus dalam adukan beton tidak boleh mengandung zat organik terlalu
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
banyak karena akan mengakibatkan penurunan kekuatan beton yang dihasilkan.
Kandungan zat organik ini dapat dilihat dari percobaan warna dari Abrams Harder
dengan menggunakan larutan NaOH 3% sesuai dengan Peraturan Beton Bertulang
Indonesia 1971 (PBI NI-2, 1971)
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui zat organik dalam pasir, adapun kadar
zat organik dalam pasir ditunjukkan oleh perubahan warna setelah pasir diberi
NaOH 3%. Penurunan kekuatan dapat dilihat pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3. Pengaruh Kadar Zat Organik terhadap Presentase Penurunan Kekuatan
Beton.
Warna Penurunan Kekuatan (%)
Jernih 0
kuning Muda 0-10
Kuning Tua 10-20
Kuning Kemerahan 20-30
Coklat Kemerahan 30-50
Coklat Tua 50-100
(Sumber : Tabel Prof Ir. Rooseno, 1995)
3.6.1.3 Pengujian Specific Gravity Agregat Halus
Mengetahui sifat-sifat bahan bangunan yang dipakai dalam suatu pekerjaan
struktur adalah penting, karena dari sifat-sifat tersebut dapat ditentukan langka-
langkah yang tepat untuk mengerjakan bangunan tersebut. Berat jenis merupakan
slah satu variabel yang sangat penting dalam merencanakan campuran adukan
beton, karena denga mengetahui variabel tersebut dapat dihitung volume pasir
yang diperlukan.
Tujuan dari pengujian ini untuk mendapatkan :
1. Bulk spesific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi
kering dengan volume pasir total.
2. Bulk spesific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam
kondisi kering permukaan dengan volume pasir total.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
3. Apparent spesific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir kering dengan
volume butir pasir.
4. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat
pasir kering.
Nilai-nilai yang ingin diketahui di atas dihitung dengan Persamaan 3.2-3.5.
Bulk spesific gravity = CB
A-+ 500
(3.2)
Bulk spesific gravity SSD = CB -+ 500
500 (3.3)
Apparent spesific gravity = CAB
A-+
(3.4)
Absorbtion = %100500
xA
A- (3.5)
dengan :
A = berat pasir kering oven (gram)
B = berat Volumetric Flask berisi air (gram)
C = berat Volumetric Flask berisi air dan pasir (gram)
500 = berat pasir dalam keadaan kering permukaan jenuh (gram)
3.6.1.4 Pengujian Gradasi Agregat Halus
Gradasi dan keseragaman diameter pasir sebagai agregat halus lebih
diperhitungkan daripada agregat kasar, karena sangat menentukan pengerjaan dan
sifat kohesi campuran adukan beton. Selain itu pasir sangat menentukan
pemakaian semen dalam pembuatan beton. Menurut ASTM agregat halus yang
baik adalah mempunyai gradasi butiran sesuai Tabel 3.2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
Tabel 3.4 Syarat Persentase berat Lolos Standar ASTM
Diameter Ayakan (mm) Berat Lolos Sesuai Standar ASTM (%)
9,5 100
4,75 90-100
2,36 75-100
1,18 55-90
0,60 35-59
0,30 8-30
0,15 0-10
0 0
Modulus kehalusan pasir dihitung dengan menggunakan Persamaan 3.6.
Modulus kehalusan pasir = ed
(3.6)
dengan :
d = ∑ persentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan
e = ∑ persentase berat pasir yang tertinggal
3.6.1.5 Pengujian Berat Isi Agregat Halus
Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui berat per satuan volume agregat
halus. Standar pengujian sesuai dengan ASTM C-23.
3.6.2 Pengujian Agregat Kasar
3.6.2.1 Pengujian Spesific Gravity dan Absorbsi Agregat Kasar
Berat jenis merupakan salah satu variabel yang sangat penting dalam
merencanakan campuran adukan beton, karena dengan variabel tersebut dapat
dihitung volume dari kerikil yang diperlukan. Pengujian spesific gravity agregat
kasar menggunakan standar pengujian sesuai dengan ASTM C-127.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui :
1. Bulk spesific gravity, yaitu perbandingan antara agregat kasar dalam kondisi
kering dengan volume agregat kasar total.
2. Bulk spesific gravity SSD, yaitu perbandingan dari berat agregat kasar jenuh
dalam kondisi kering permukaan dengan volume agregat kasar total.
3. Apparent spesific gravity, yaitu perbandingan berat butiran kondisi kering dan
selisih berat butiran dalam keadaan kering dengan berat dalam air.
4. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap oleh agregat
kasar jenuh dalam kondisi kering permukaan dengan berat agregat kasar
kering.
3.6.2.2 Pengujian Abrasi Agregat Kasar
Agregat kasar merupakan salah satu bahan dasar beton yang harus memenuhi
standar tertentu untuk daya tahan keausan akibat gesekan. Standar ini diketahui
dengan alat yang disebut bejana Los Angelos. Agregat kasar harus tahan terhadap
gaya aus gesek, bagian yang hilang karena gesekan tidak boleh lebih dari 50 %.
Standar pengujian abrasi agregat kasar sesuai dengan ASTM C-131. Tujuan dari
pengujian ini untuk mengetahui daya tahan agregat kasar terhadap gesekan.
3.6.2.3 Pengujian Gradasi Agregat Kasar
Agregat kasar sebagai bahandasar dalam pembuatan beton sangat mempengaruhi
mutu beton. Semakin banyak penggunaan agregat kasar akan menghemat
pemakaian semen. Pengujian ini untuk mengetahui susunan gradasi dari agregat
kasar. Standar pengujian sesuai dengan ASTM C-136. Untuk pengujian gradsi
harus memenuhi syarat :
1. Sisa di atas ayakan 31,5 mm minimal 0% berat.
2. Sisa di atas ayakan 4 mm harus berkisar antara 90-98 berat.
3. Selisih antara nilai kumulatif di antara dua ayakan yang berurutan maksimum
60 % berat dan minimum 10% berat.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
3.6.2.4 Pengujian Berat Isi Agregat Kasar
Tujuan dari penelitian ini utnuk mengetahui berat per satuan volume agregat
kasar. Standar pengujian sesuai dengan ASTM C-29.
3.7. Hitungan Rencana Proporsi Campuran Adukan Beton
Beton sebagai bahan utama banyak digunakan dalam pembuatan bangunan.
Sehingga dituntut untuk dapat merancang perbandingan campuran yang lebih
tepat sesuai dengan proporsi campuran adukan beton. Perancangan adukan beton
dimaksudkan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik. Dalam penelitian ini
dilakukan mix design sesuai SK SNI T-15-1990-03. Dengan demikian dapat
dihitung kebutuhan bahan-bahan dasar beton. Perhitungan rencana campuran
beton secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran C.
3.8. Perencanaan Campuran Beton (Mix Design)
Perencanaan campuran beton yang tepat dan sesuai dengan proporsi campuran
adukan beton sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas beton yang baik.
Penelitian ini menggunakan rancang campur beton yang mengacu pada peraturan
SK.SNI .T-15-1990-03 dengan kuat tekan (f’c) target 30 MPa.
3.9. Pengujian Nilai Slump
Slump beton adalah besaran kekentalan (viscosity)/plastisitas dan kohesif dari
beton segar. Menurut SK-SNI M-12-1989-F, cara pengujian nilai slump adalah
sebagai berikut :
a. Membasahi cetakan dan pelat.
b. Meletakkan cetakan diatas pelat dengan kokoh.
c. Mengisi cetakan sampai penuh dengan 3 lapisan, tiap lapis berisi kira-kira 1/3
isi cetakan, kemudian setiap lapis ditusuk dengan tongkat pemadat sebanyak
25 kali tusukan secara merata.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
d. Segera setelah selesai penusukan, meratakan permukaan benda uji dengan
tongkat dan menyingkirkan semua sisa benda uji yang ada disekitar cetakan.
e. Mengangkat cetakan perlahan-lahan tegak lurus keatas.
f. Mengukur slump yang terjadi.
Gambar 3.2. Pengujian Nilai Slump
3.10. Pembuatan dan Perawatan (Curing) Benda Uji
3.10.1 Pembuatan Benda Uji
Penelitian ini menggunakan benda uji balok beton dengan ukuran panjang 550
mm, lebar 100 mm, tinggi 100 mm dan kubus dengan ukuran panjang 50 mm,
lebar 50 mm,tinggi 50 mm dengan dua variasi yaitu dengan zeolit sebagai bahan
tambah dan zeolit sebagai pengganti sebagian semen. Pembuatan benda uji
dilakukan di Laboratorium bahan dan Konstruksi Fakultas teknik, Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
Pencetakan benda uji dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Menyiapkan bekisting dan melumasi sisi dalamnya dengan oli.
2. Mengisi bekisting dengan adukan lalu dipadatkan dengan vibrator.
3. Setelah bekisting terisi penuh dan diratakan lalu dibiarkan selama 24 jam pada
suhu kamar.
4. Setelah 24 jam bekisting dibuka
3.10.2 Perawatan (Curing)
Perawatan beton ini bertujuan agar menjaga permukaan beton agar selalu lembab
sejak adukan beton dipadatkan sampai beton dianggap cukup keras. Hal ini
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
dimaksudkan untuk menjamin proses hidrasi semen berlangsung dengan
sempurna, sehingga timbulnya retak-retak dapat dihindarkan dan mutu beton
dapat terjaga.
Dalam penelitian ini, perawatan dilakukan dengan cara setelah beton berumur 24
jam beton dilepaskan dari bekisting, dan dilakukan perawatan dengan cara
membasahi permukaan beton dengan air terus-menerus dan menutupinya dengan
karung basah selama 28 hari, kemudian dilakukan pengujian pada umur 28 hari.
3.11. Pengujian Benda Uji
3.11.1 Pengujian Kuat Lentur
Pengujian dilakukan bertujuan untuk mengetahui nilai modulus of rupture pada
benda uji yang berupa balok beton dengan ukuran 550 mm x 100 mm x 100 mm
dengan panjang bentang digunakan 450 mm. Pengujian ini dilakukan berdasarkan
standar ASTM C 78, yaitu metode pengujian kuat lentur (modulus of rupture)
beton dengan bentang terbagi dua akibat adanya tumpuan yang bekerja pada tiap
jarak 1/3 bentang (Third Point Loading).
Adapun langkah-langkah pengujian Modulus of Rupture dapat diuraikan sebagai
berikut :
1. Balok beton yang akan diuji diambil dari tempat perawatan kemudian diukur
dimensinya.
2. Mesin uji diatur jarak perletakannya yaitu 450 mm dan silinder beton
diletakkan pada tumpuan.
3. Meletakkan sebuah alat pembagi beban berupa plat baja yang mempunyai dua
buah roda dengan jarak antar as roda alat pembagi beban 150 mm.
4. Mesin dijalankan secara elektrik dengan peningkatan beban konstan.
5. Pembebanan dilakukan hingga balok beton patah dan dicatat besarnya beban
tertinggi yang telah mematahkan balok uji dengan cara membaca di
manometer (dial).
6. Melakukan pengukuran dan pengamatan letak patah silinder.
7. Menghitung besarnya modulus of rupture beton menggunakan Persamaan 3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
Setting Up pengujian modulus of rupture dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3.3. Setting Up Pengujian Modulus of Rupture beton Keterangan gambar:
1. Loadcell 5. Benda uji (sample)
2. Hydraulic Jack 6. Tumpuan
3. Dial gauge 7. Hydraulic Pump
4. Pembagi beban
3.11.2. Pengujian Porositas
Adapun langkah-langkah pengujian sebagai berikut:
a. Menyiapkan benda uji lalu dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 1000 C
selama 24 jam
b. Benda uji dikeluarkan dari oven dan diangin-anginkan pada suhu kamar
(250C) kemudian ditimbang dan didapatkan berat benda uji kondisi kering oven
(C)
c. Benda uji dimasukkan ke dalam desicator guna proses pemvacuuman benda
uji dengan vacuum pump. Proses pemvacuuman benda uji dilakukan selama 24
jam. Setelah divacuum, benda uji dialiri air sampai semua benda uji benar-
benar terendam air. Perendaman benda uji juga dalam kondisi vacuum dan
2
3
4
5
6
7
1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55
dilakukan selama 24 jam. Setelah perendaman selama 24 jam kemudian
ditimbang dalam air dan di dapatkan berat benda uji dalam air (A).
d. Benda uji dikeluarkan dari air dan dilap permukaanya untuk mendapatkan
kondisi SSD kemudian sampel ditimbang dan didapatkan berat benda uji
kondisi SSD setelah perendaman (B).
Untuk mengetahui nilai porositas dapat diukur dengan menggunakan
perbandingan antara berat air dan udara yang berada dalam sampel (B-C) dengan
berat sampel padat/volume mortar padat (B-A) dan dihitung dengan persamaan
dibawah ini.
Dengan:
A = berat sampel dalam air (gr)
B = berat sampel dalam kondisi SSD (gr)
C = berat sampel kering oven (gr)
Gambar 3.4. Alat Uji Porositas
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
3.12. Metode Pembahasan
Penelitian ini betujuan untuk mengetahui pengaruh zeolit terhadap kuat lentur
belah dan porositas pada beton. Analisa data pada penelitian ini dilakukan dengan
cara menghitung besarnya kuat lentur dan porositas menggunakan Persamaan 3
dan 2.2, kemudian membandingkan hasil perhitungan tersebut dengan cara
analisis menggunakan metode simple mixture rule.
Dalam penelitian ini diharapkan benda uji seragam, akan tetapi hal itu tidak
memungkinkan karena tiap kondisi pencampuran memiliki komposisi agregat
yang berbeda-beda sehingga kemungkinan mempunyai benda uji yang seragam
tidak dapt dipenuhi. Untuk itu perlu dilihat keseragaman dari tiap kondisi
pencampuran yang mewakili suatu karakter tertentu. Pengujian yang digunakan
adalah uji normalitas metode Chi-Kuadrat.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57
BAB 4
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Agregat
Hasil penelitian dan pembahasan terhadap hasil yang diperoleh sesuai tinjauan
peneliti akan disajikan di dalam bab ini. Sedangkan data rinci hasil pemeriksaan
bahan dasar dan penyusun beton disajikan dalam lampiran A.
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus
4.1.1.1. Hasil Pengujian Pasir
Pengujian terhadap agregat halus yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi
pengujian kandungan zat organik, kadar lumpur, specific gravity, gradasi agregat
dan berat jenis. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.1 di bawah
ini. Namun, untuk hitungan serta data-data pengujian secara lengkapnya terdapat
pada Lampiran A.
Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus
Jenis pengujian Hasil
pengujian
Standar Kesimpulan
Kandungan Zat Organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat
Kandungan Lumpur 2 % Maks 5 % Memenuhi syarat
Bulk Specific Gravity 2,47 gr/cm3 - -
Bulk Specific SSD 2,51 gr/cm3 - -
Apparent Specific Gravity 2,58 gr/cm3 - -
Absorbtion 1,83 % - -
Modulus Halus 2,44 2.3 – 3.1 Memenuhi syarat
Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33
dapat dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
Tabel 4.2. Hasil pengujian gradasi agregat halus
No
Diameter Ayakan
(mm)
Berat Tertahan Berat Lolos
Kumulatif (%)
ASTM C-33
Gram % Kumulatif (%)
1 9,5 0 0.00 0 100.00 100
2 4,75 12 0.40 0.40 99.60 95 - 100
3 2,36 157 5.24 5.64 84.36 80 - 100
4 1,18 394 13.15 18.79 81.21 50 - 85
5 0,85 709 25.66 42.45 57.55 25 - 60
6 0,3 1128 37.64 80.09 19.91 10 - 30
7 0,15 489 16.31 96.40 3.60 2 - 10
8 0 108 3.60 100.00 0.00 0
Jumlah 2997 100 343.77 - -
Dari Tabel 4.2 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan
ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Gradasi agregat halus
0
20
40
60
80
100
120
0 2 4 6 8 10
Kum
ulat
if Lo
los(
%)
Diameter Ayakan (mm)
Gradasi Agregat Halus
hasil pengujian
ASTM
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar
Pengujian terhadap agregat kasar atau kerikil yang dilaksanakan dalam penelitian
ini meliputi pengujian berat jenis (specific gravity), keausan (abrasi) dan gradasi
agregat kasar. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.3, sedangkan
Tabel 4.4 menyajikan hasil analisis ayakan terhadap sampel agregat kasar
sehingga dapat diketahui gradasinya. Hitungan serta data-data pengujian secara
lengkap terdapat pada Lampiran A.
Tabel 4.3. Hasil pengujian agregat kasar
Jenis pengujian Hasil
pengujian Standar Kesimpulan
Bulk Specific Gravity 2,43 gr/cm3 - -
Bulk Specific SSD 2,50 gr/cm3 - -
Apparent Specific
Gravity 2,61 gr/cm3
- -
Absorbtion 2,88 % - -
Abrasi 20,05 % Maksimum 50 % Memenuhi syarat
Modulus Halus Butir 7,32 5 - 8 Memenuhi syarat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60
Untuk hasil pengujian gradasi agregat kasar dan syarat batas dari ASTM C-33
dapat dilihat pada Tabel 4.4. dan Gambar 4.2.
Tabel 4.4. Hasil pengujian gradasi agregat kasar
No Diameter Ayakan
(mm)
Berat Tertahan Berat Lolos
Kumulatif (%)
ASTM C-33
Gram % Kumulatif (%)
1 25 0 0.00 0.00 100.00 95 – 100
2 19 13 0.43 0.43 99.57 –
3 12,5 1583 52.82 53.25 46.75 25 – 60
4 9,5 750 25.03 78.28 22.72 –
5 4,75 643 21.45 99.73 0.27 0 – 10
6 2,36 8 0.27 100.00 0.00 0 – 5
7 1,18 0 0.00 100.00 0.00 -
8 0,85 0 0.00 100.00 0.00 -
9 0,3 0 0.00 100.00 0.00 -
10 0,15 0 0.00 100.00 0.00 -
11 0 0 0.00 100.00 0.00 -
Jumlah 2997 100.00 831.69 - -
Dari Tabel 4.4 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan
ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61
Gambar 4.2. Gradasi agregat kasar
Dari analisis saringan, agregat kasar atau kerikil yang diuji telah memenuhi syarat
batas yang ditentukan oleh ASTM C-33, yaitu dengan modulus halus agregat
kasar antara 5-8.
4.1.3. Hasil Pengujian Zeolit
Zeolit diperoleh dari hasil tambang kemudian dilanjutkan penggilingan sampai
halus, lalu disaring atau diayak dan lolos saringan no.200. Zeolit yang digunakan
pada penelitian ini berasal dari desa Bedoyo, Ponjong, Gunung Kidul.
Zeolit disini bersifat pozzolan yang sebagian besar unsurnya terdiri dari silikat dan
aluminat yang reaktif. Pengujian zeolit dikhususkan pada pengujian kandungan
senyawa kimia yang terdapat pada zeolit.
Pengujian zeolit dilakukan di laboratorium kimia, Dirjen Geologi dan
Sumberdaya Mineral, Direktorat Vulkanologi Yogyakarta. Hasil pengujian zeolit
dapat dilihat pada tabel 4.5
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30
Kum
ulat
if Lo
los(
%)
Diameter Ayakan (mm)
Gradasi Agregat Kasar
Hasil Pengujian
ASTM
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Kandungan Kimia zeolit
Oksida Persen ( % )
SiO2 62,75
Al2O3 15,48
Fe2O3 0,83
CaO 3,42 MgO 0,87
Na2O 1,32
K2O 1,39
MnO 0,05
TiO2 0,35
P2O5 0,04
H2O 0,38
HD 13,12 (Sumber : laboratorium kimia, Dirjen Geologi dan Sumberdaya Mineral, Direktorat
Vulkanologi Yogyakarta)
4.2. Rencana Campuran Beton (SK SNI T-15- 1990-03)
Hitungan rencana campuran adukan beton menggunakan standar Dinas Pekerjaan
Umum ( SK SNI T-15-1990-03 ) , dari hitungan tersebut didapat kebutuhan bahan
per 1 m3 yaitu :
a. Semen : 432,69 kg
b. Agregat halus (pasir) : 591,005 kg
c. Agregat kasar (kerikil) : 1006,305kg
d. Air : 225 liter
Hasil hitungan campuran adukan beton dapat dilihat pada Tabel 4.6, sedangkan
tahap-tahap hitungan campuran beton secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran
B.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63
Tabel 4.6. Proporsi campuran adukan beton untuk setiap variasi
Variasi bahan
tambah
Semen
(kg)
Pasir
(kg)
Kerikil
(kg)
Air
(lt)
Zeolit (kg)
0% 7,3017 9,9732 16,9812 3,7968 0
5% 7,3017 9,9732 16,9812 3,7968 0,3651
10% 7,3017 9,9732 16,9812 3,7968 0,7302
15% 7,3017 9,9732 16,9812 3,7968 1,0952
20% 7,3017 9,9732 16,9812 3,7968 1,4603
25% 7,3017 9,9732 16,9812 3,7968 1,8254
Variasi bahan
pengganti
Semen
(kg)
Pasir
(kg)
Kerikil
(kg)
Air
(kg)
Zeolit (kg)
0% 7,3017 9,9732 16,9812 3,7968 0
5% 6,9366 9,9732 16,9812 3,7968 0,3651
10% 6,5715 9,9732 16,9812 3,7968 0,7302
15% 6,2065 9,9732 16,9812 3,7968 1,0952
20% 5,8414 9,9732 16,9812 3,7968 1,4603
25% 5,4763 9,9732 16,9812 3,7968 1,8254
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
64
4.3 Hasil Pengujian
4.3.1 Hasil Pengujian Berat Jenis Beton
Berat jenis beton di dapat dari berat balok beton (W) dibagi volume balok beton
(V). contoh hitungan untuk prosentase penambahan zeolit 5% a :
a. Berat rata-rata balok beton = 13,47 kg
b. Volume balok beton (V) = 0,55 x 0,1 x 0,1 = 0,0055 m3
c. Berat jenis balok beton = 3/33,23530055,0
47,13
Vmkg
W==
Hasil hitungan dapat dilihat pada tabel 4.7 sampai dengan tabel 4.9 berikut :
Tabel 4.7 Berat jenis beton normal
variasi jenis uji berat benda uji berat rerata 3 benda uji berat jenis beton (kg) (kg) (kg/m3)
0%
MOR 13.2
12.94 2353.33 12.53 13.1
Porositas 0.324
0.322 2576.00 0.317 0.325
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
65
Tabel 4.8 Berat jenis beton dengan bahan tambah zeolit
variasi jenis uji berat benda uji berat rerata 3 benda uji berat jenis beton (kg) (kg) (kg/m3)
5%
MOR 13.6
13.47 2448.48 13.5 13.3
Porositas 0.315
0.32 2568.00 0.317 0.331
10%
MOR 13.5
13.40 2436.36 13.6 13.1
Porositas 0.288
0.29 2349.33 0.297 0.296
15%
MOR 13.4
13.27 2412.12 13.2 13.2
Porositas 0.307
0.30 2421.33 0.301 0.3
20%
MOR 13.4
13.20 2400.00 13.1 13.1
Porositas 0.291
0.29 2317.33 0.29 0.288
25%
MOR 12.8
12.90 2345.45 12.9 13
Porositas 0.29
0.30 2386.67 0.298 0.307
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
66
Tabel 4.9 Berat jenis beton dengan zeolit sebagai pengganti sebagian semen
variasi jenis uji berat benda uji berat rerata 3 benda uji berat jenis beton (kg) (kg) (kg/m3)
5%
MOR 13
13.20 2400.00 13.2 13.4
Porositas 0.303
0.31 2488.00 0.327 0.303
10%
MOR 13.2
13.27 2412.12 13.3 13.3
Porositas 0.321
0.32 2562.67 0.315 0.325
15%
MOR 13
13.03 2369.70 13.2 12.9
Porositas 0.308
0.30 2413.33 0.294 0.303
20%
MOR 13.4
13.33 2424.24 13.1 13.5
Porositas 0.307
0.31 2442.67 0.315 0.294
25%
MOR 13.8
13.40 2436.36 13.2 13.2
Porositas 0.3
0.29 2338.67 0.297 0.28
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
67
4.3.2 Hasil Pengujian Slump
Pengujian nilai slump menggunakan kerucut Abrams dengan ukuran diameter atas
10 cm, diameter bawah 20 cm dan tinggi 30 cm. Dari pengujian nilai slump
tampak bahwa bahan tambah zeolit akan mempengaruhi workability, yang
diperlukan untuk memudahkan proses pengadukan, pengangkutan,penuangan dan
pemadatan. Hasil dari pengujian nilai slump disajikan dalam Tabel 4.10 dan
Gambar 4.3.
Tabel 4.10 Nilai slump dari berbagai variasi zeolit sebagai bahan tambah dan
zeolit sebagai bahan pengganti sebagian semen.
Benda Uji Kode
Sampel
Nilai Slump
Jenis
Benda Uji
Bahan Tambah/Bahan Pengganti
(zeolit)
Beton
normal
Tidak ada BZ0 11
Bahan tambah 5% BZ 5 9
Bahan tambah 10% BZ 10 7
Bahan tambah 15% BZ 15 5
Bahan tambah 20% BZ 20 3
Bahan tambah 25% BZ 25 2
Bahan pengganti 5% BZS 5 10
Bahan pengganti 10% BZS 10 9
Bahan pengganti 15% BZS 15 9
Bahan pengganti 20% BZS 20 8
Bahan pengganti 25% BZS 25 7
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
68
Gambar 4.3 Hubungan nilai Slump dengan variasi zeolit sebagai bahan tambah
dan zeolit sebagai pengganti sebagian semen
Dari gambar 4.3 terlihat bahwa penambahan kadar zeolit menurunkan nilai slump.
4.3.3. Hasil Pengujian Modulus of Rupture
Pengujian ini menggunakan benda uji berupa balok dengan ukuran 100 mm x 100
mm x 550 mm, dengan panjang bentang 450 mm dan dua beban terpusat pada
jarak 5 cm dari masing-masing tumpuan. Pengujian dilakukan pada beton umur 28
hari. Diagram gaya pada hitungan modulus of rupture disajikan pada gambar
Gambar 4.4 Diagram gaya pada hitungan modulus of rupture.
0
2
4
6
8
10
12
0% 5% 10% 15% 20% 25%
Nila
i Slu
mp
(cm
)
Variasi kadar zeolit
zeolit sebagai penggantisebagian semen
zeolit sebagai bahantambah
BMMc=1/2P + +
+ D
½
½
SFD
½ P ½ P
L
1/31/3 1/3
C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
69
Dari hasil pengujian ini didapatkan beban maksimum, yaitu pada saat beton
hancur (P maks). Pada saat pengujian, semua balok uji patah pada bagian bentang
tengah efektif dapat dihitung. Sebagai contoh hitungan beton normal dengan kadar
zeolit 5 % A yang di uji pada umur 28 hari.
Didapat data :
Pmaks = 6000 N
q (berat sendiri beton) = 0,1 m x 0,1 m x 2400 kg/m3 = 24 kg/m
MPax
xPL7,2
2^1001004506000
bh2 ==
MPamm
kgm
kgxxqL3645,0
03645,03645
x0,1x0,161
45,02481
bh 6181
22
2
2
2
2
====
Maka Modulus Of repture :
MOR = MPa
qLPL0645,3
bh 6181
bh2
2
2
=+
Untuk hitungan modulus of rupture selengkapnya disajikan dalam tabel 4.11
berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
70
Tabel 4.11 Hasil pengujian MOR dengan bahan tambah zeolit
kode variasi penambahan gaya P berat MOR MOR rata-rata benda uji zeolit (N) (kg) (Mpa) (Mpa) BZ 0%
0 6000 13.2 3.0645
2.8395 5000 12.53 2.6145 5500 13.1 2.8395
BZ 5% 5
6500 13.6 3.2895 3.2145 6000 13.5 3.0645
6500 13.3 3.2895 BZ 10%
10 6500 13.5 3.2895
3.3645 7000 13.6 3.5145 6500 13.1 3.2895
BZ 15% 15
7000 13.4 3.5145 3.8895 8500 13.2 4.1895
8000 13.2 3.9645 BZ 20%
20 5500 13.4 2.8395
3.1395 6000 13.1 3.0645 7000 13.1 3.5145
BZ 25% 25
5000 12.8 2.6145 2.9145 6500 12.9 3.2895
5500 13 2.8395
Dari tabel 4.11 dapat dibuat grafik yang menggambarkan hubungan variasi
penambahan zeolit terhadap nilai modulus of rupture pada umur 28 hari yang
dapat dilihat pada gambar 4.5 berikut:
Gambar 4.5 Grafik hubungan variasi penambahan zeolit terhadap MOR pada
umur 28 hari
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
BZ 0% BZ 5% BZ 10% BZ 15% BZ 20% BZ 25%MO
R ra
ta-r
ata
(Mpa
)
variasi penambahan zeolit
MOR betonnormal
MOR betondengan bahantambah zeolit
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
71
Tabel 4.12 Hasil pengujian MOR dngan zeolit sebagai pengganti sebagian semen
kode variasi penggantian gaya P berat MOR MOR rata-rata benda uji semen (N) (kg) (Mpa) (Mpa) BZ 0%
0 6000 13.2 3.0645
2.8395 5000 12.53 2.6145 5500 13.1 2.8395
BZS 5% 5
5000 13 2.6145 2.9895 6000 13.2 3.0645
6500 13.4 3.2895 BZS 10%
10 10000 13.2 4.8645
4.4145 9000 13.3 4.4145 8000 13.3 3.9645
BZS 15% 15
8500 13 4.1895 3.5895 6000 13.2 3.0645
7000 12.9 3.5145 BZS 20%
20 5000 13.4 2.6145
2.6145 6000 13.1 3.0645 4000 13.5 2.1645
BZS 25% 25
3000 13.8 1.7145 2.1645 5000 13.2 2.6145
4000 13.2 2.1645 Dari tabel 4.12 dapat dibuat grafik yang menggambarkan hubungan variasi
penggantian sebagian semen terhadap nilai modulus of rupture pada umur 28 hari
yang dapat dilihat pada gambar 4.6 berikut:
Gambar 4.6 Grafik hubungan variasi penggantian sebagian semen terhadap MOR
pada umur 28 hari
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
5
BZS 0% BZS 5% BZS10%
BZS15%
BZS20%
BZS25%
MO
R ra
ta-r
ata
(Mpa
)
Variasi penggantian semen
MOR betonnormal
MOR betondengan zeolitsebagaipenggantisebagian semen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
72
4.3.4. Hasil Pengujian Porositas
Pengujian porositas dilakukan terhadap 33 benda uji dengan dimensi 5x5x5 cm3
dengan masing-masing variasi beton normal dan beton dengan bahan tambah
zeolit serta beton dengan zeolit sebagai pengganti sebagian semen. Masing-
masing benda uji ditimbang beratnya dalam kondisi kering oven (C), dalam air
(A) dan kondisi SSD (B) kemudian dicatat hasilnya dan di hitung berapa nilai
porositas pada benda uji tersebut. Adapun hasil hitungan nilai porositas pada
benda uji BZ 0% a (kubus beton normal) sebagai berikut :
a. Berat dalam kondisi kering (C) = 324 gram
b. Berat dalam air (A) = 177 gram
c. Berat dalam kondisi SSD (B) = 350 gram
d. Porositas = %100A-B
XCB -
= %100
177-350324350
X-
= 15,0289%
Berdasarkan uraian di atas didapat nilai porositas pada benda ujia BZ 0% a (kubus
beton normal) adalah sebesar 15,0289%. Hasil hitungan nilai porositas
keseluruhan benda uji dapat dilihat pada tabel 4.13.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
73
Tabel 4.13 Hitungan nilai porositas
benda uji berat kering oven berat dalam air berat kondisi nilai porositas porositas
(gram) (gram) SSD (gram) (%) rata-rata (%)
BZ 0%
A 324 177 350 15.02890173
14.69574267 B 317 172 341 14.20118343
C 325 176 351 14.85714286
BZ 5%
A 320 195 342 14.96598639
14.5723867 B 317 195 337 14.08450704
C 318 190 340 14.66666667
BZ 10%
A 288 177 305 13.28125
13.63932636 B 297 179 316 13.86861314
C 296 177 315 13.76811594
BZ 15%
A 291 193 302 10.09174312
10.3350121 B 290 182 303 10.74380165
C 296 190 308 10.16949153
BZ 20%
A 300 185 316 12.21374046
11.82344596 B 301 187 317 12.30769231
C 306 184 321 10.94890511
BZ 25%
A 307 190 327 14.59854015
14.05337879 B 301 195 318 13.82113821
C 307 194 325 13.74045802
BZS 5%
A 303 207 317 12.72727273
13.12136337 B 327 212 343 12.21374046
C 303 214 318 14.42307692
BZS 10%
A 321 147 343 11.2244898
11.75465266 B 327 158 350 11.97916667
C 325 150 349 12.06030151
BZS 15%
A 308 185 329 14.58333333
14.37110466 B 306 186 327 14.89361702
C 304 190 322 13.63636364
BZS 20%
A 305 175 332 17.19745223
17.34935305 B 310 172 340 17.85714286
C 304 177 330 16.99346405
BZS 25%
A 300 199 324 19.2
19.54814815 B 297 205 320 20
C 284 197 305 19.44444444
Dari data pada tabel 4.13 diperoleh grafik hubungan porositas dengan variasi
beton normal dengan beton dengan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai
pengganti sebagian semen yang digambarkan pada gambar 4.7 dan 4.8
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
74
Gambar 4.7. Grafik hasil hitungan porositas beton dengan zeolit sebagai bahan
tambah
Gambar 4.8. Grafik hasil hitungan porositas beton dengan zeolit sebagai
pengganti sebagian semen
Dari grafik 4.7 dan 4.8 dapat dilihat bahwa nilai porositas minimum diperoleh
pada beton dengan bahan tambah zeolit 15% sebesar 10.335%,sedangkan pada
02468
10121416
BZ 0% BZ 5% BZ 10% BZ 15% BZ 20% BZ 25%
Poro
sita
s (%
)
Kadar Penambahan Zeolit (%)
Porositas Beton Dengan Bahan Tambah Zeolit
0
5
10
15
20
BZ 0% BZ 5% BZ 10% BZ 15% BZ 20% BZ 25%
Poro
sita
s (%
)
Kadar Penambahan Zeolit (%)
Porositas Beton Dengan Zeolit Sebagai Pengganti Sebagian Semen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
75
beton dengan zeolit sebagai pengganti sebagian semen diperoleh nilai minimum
sebesar 11.7546% pada kadar penggantian 10%.
4.3.5. Uji Normalitas Chi-Kuadrat
Uji chi-kuadrat ini digunakan untuk menyelidiki apakah perbedaan dari proporsi
sampel pertama dengan yang dari sampel kedua, sampel ketiga dan yang
seterusnya itu disebabkan oleh factor kebetulan saja (chance).
Uji chi-kuadrat ini digunakan pada sampel lebih dari 2 (k>2) dan pada penelitian
ini menggunakan tingkat signifikasi 95%.
Alam penelitian ini v = (n-1)= (3-1)=2
Dengan taraf signifikasi 95% maka dari tabel distribusi x2 maka didapat
x2(0.95.(n-1))= 0.103
jika x2< x2(0.95.(n-1)) maka sampel dapat diterima
jika x2> x2(0.95.(n-1)) maka sampel tidak dapat diterima
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
76
Hasil hitungan uji chi-kuadrat disajikan pada tabel 4.14
Tabel 4.14 Hitungan Chi-Kuadrat untuk hasil uji kuat lentur
Kode Benda Uji
o e (o-e)^2/e X2 X2 0,95;(n-
1)) kuat
lentur rata2
BZ 0% 3.06 2.84
0.018 0.012 0.103 2.61 0.018
2.84 0.000 BZ 5% 3.29
3.21 0.002
0.003 0.103 3.06 0.007
3.29 0.002
BZ 10% 3.29 3.36
0.002 0.003 0.103 3.51 0.007
3.29 0.002
BZ 15% 3.51 3.89
0.036 0.020 0.103 4.19 0.023
3.96 0.001
BZ 20% 2.84 3.14
0.029 0.025 0.103 3.06 0.002
3.51 0.045 BZ 25% 2.61
2.91 0.031
0.027 0.103 3.29 0.048
2.84 0.002
BZS 5% 2.61 2.99
0.047 0.026 0.103 3.06 0.002
3.29 0.030
BZS 10% 4.86 4.41
0.046 0.031 0.103 4.41 0.000
3.96 0.046
BZS 15% 4.19 3.59
0.100 0.060 0.103 3.06 0.077
3.51 0.002 BZS 20% 2.61
2.61 0.000
0.052 0.103 3.06 0.077
2.16 0.077
BZS 25% 1.71 2.16
0.094 0.062 0.103 2.61 0.094
2.16 0.000
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
77
Tabel 4.15 Hitungan Chi-kuadrat untuk hasil uji Porositas
Kode Benda Uji
o e (o-e)^2/e X2 X2 0,95;(n-
1)) porositas rata2
BZ 0% 15.0289 14.70
0.008 0.009 0.103 14.2012 0.017
14.8571 0.002
BZ 5% 14.9660 14.57
0.011 0.009 0.103 14.0845 0.016
14.6667 0.001
BZ 10% 13.2813 13.64
0.009 0.005 0.103 13.8686 0.004
13.7681 0.001
BZ 15% 10.0917 10.34
0.006 0.008 0.103 10.7438 0.016
10.1695 0.003
BZ 20% 12.2137 11.82
0.013 0.032 0.103 12.3077 0.020
10.9489 0.065
BZ 25% 14.5985 14.05
0.021 0.011 0.103 13.8211 0.004
13.7405 0.007
BZS 5% 12.7273 13.12
0.012 0.068 0.103 12.2137 0.063
14.4231 0.129
BZS 10% 11.2245 11.75
0.024 0.012 0.103 11.9792 0.004
12.0603 0.008
BZS 15% 14.5833 14.74
0.002 0.002 0.103 14.8936 0.002
13.6364 0.082
BZS 20% 17.1975 17.35
0.001 0.008 0.103 17.8571 0.015
16.9935 0.007
BZS 25% 19.2000 19.72
0.014 0.007 0.103 20.0000 0.004
19.4444 0.004
Dari tabel 4.14 dan 4.15 dapat dilihat bahwa semua benda uji dapat diterima
karena x2< x2(0.95.(n-1)).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
78
4.4. Pembahasan
4.4.1. Uji Slump
Workability merupakan faktor yang penting dalam pembuatan adukan beton.
Workability yang memadai sangat diperlukan untuk memudahkan proses
pengadukan, pengangkutan, penuangan, dan pemadatan. Dari pengujian nilai
slump tampak bahwa penggunaan zeolit pada saat rancang campur (mix design)
akan mempengaruhi workability.
Sesuai dengan Tabel 4.7 menunjukkan bahwa semakin banyak zeolit yang
ditambahkan nilai slump semakin kecil. Hal tersebut dikarenakan nilai daya serap
(absorbtion) pada zeolit yaitu 30% lebih besar dibandingkan nilai daya serap
(absorbtion) pasir normal yaitu 1,01% sehingga air yang seharusnya digunakan
untuk pasta akan lebih banyak berkurang saat menggunakan zeolit. Keadaan
demikian menyebabkan kelecakan adukan beton berkurang.
4.4.2. Modulus of Rupture
Dari gambar 4.5 untuk beton dengan bahan tambah zeolit dapat dilihat bahwa kuat
lentur beton meningkat jika dibandingkan dengan beton normal sejalan dengan
penambahan kadar mineral zeolit, 5%, 10%, hingga hasil penelitian mencapai
maksimum pada penambahan kadar mineral zeolit sebesar 15%, setelah itu
mengalami penurunan meskipun tidak terlalu besar. Kenaikan modulus of rupture
dengan penambahan zeolit bila dibandingkan dengan beton normal sebesar :
%996,26%100 3.88958395,23.8895
=-
x
Sedangkan pada pengujian modulus of rupture dengan zeolit sebagai pengganti
sebagian semen dari gambar 4.6 didapat peningkatan nilai modulus of rupture dari
kadar 5% sampai 10%, selebihnya mengalami penurunan. Besarnya pertambahan
nilai modulus of rupture sebesar :
%678,35%1004.4145
8395,24.4145=
-x
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
79
Meningkatnya kuat lentur tersebut antara lain disebabkan oleh C-S-H yang
terbentuk dalam beton semakin banyak pada penambahan kadar mineral zeolit dan
tidak melewati batas maksimum sehingga kelekatan antara agregat dan pasta
semen semakin kuat.
Menurunnya kuat lentur beton setelah melewati titik maksimum dimungkinkan
karena terjadinya kelebihan senyawa CaO dalam beton setelah melewati kadar
yang maksimum. Selain itu, kemungkinan yang lain karena mineral zeolit
mempunyai sifat absorbsi yang tinggi sehingga pada penambahan yang tinggi
menyebabkan penyerapan air yang tinggi pula, dan setelah beton mengeras air
yang terdapat dalam beton menguap sehingga meninggalkan rongga-rongga dalam
beton. Dengan adanya rongga tersebut menyebabkan kekuatan beton akan
menurun.
Dari tabel 4.14 diperoleh hubungan antara penambahan zeolit dan penggantian
sebagian semen terhadap modulus of rupture yang dapat dilihat pada gambar 4.9 .
Gambar 4.9 Grafik Perbandingan nilai Kuat Lentur beton dengan bahan tambah
dan beton dengan pengganti semen
Dari gambar 4.9 di atas menunjukkan pengaruh penambahan zeolit terhadap
modulus of rupture. Modulus of rupture beton yang menggunakan zeolit sebagai
bahan tambah meningkat hingga 26,99% pada kadar 15%,sedangkan beton
dengan zeolit sebagai pengganti semen meningkat hingga 35,67% pada kadar
10%.
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
5
0% 10% 20% 30%
Mod
ulus
of R
uptu
re (M
pa)
Nilai Variasi Kadar Zeolit
hubunganpenambahan kadarzeolit terhadap MOR
hubungan penggantiansemen dengan zeolitterhadap MOR
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
80
Dengan memasukkan data kuat lentur dan variasi kadar zeolit dari Tabel 4.12 ke
dalam analisa regresi pada program Microsoft excel, didapatkan grafik hubungan
kuat lentur dan variasi kadar zeolit serta persamaan polynomial untuk mengetahui
kadar optimum penggunaan zeolit yang ditampilkan pada Gambar 4.10.
Gambar 4.10. Hubungan kuat lentur dengan variasi kadar zeolit pada beton
dengan zeolit sebagai bahan tambah dan zeolit sebagai pengganti
semen
Dari grafik pada Gambar 4.7 dapat diketahui bahwa hubungan antara kuat lentur
dan variasi kadar zeolit pada penelitian memiliki rumus empiris hasil regresi
polynomial dari grafik sebagai berikut: ເ囊实石47,14果挠十12,17果十2,84 (zeolit sebagai bahan tambah)
Nilai optimum dengan cara: ເ囊实石47,14果挠十12,17果十2,84 ເ囊烛实0 ເ囊烛实石94,28果十12,17 0实石94,28果十12,17 94,28果实12,17 果实12,91 ເ囊实石47,14果挠十12,17果十2,84 实3,62 ∆ເ囊实ເ囊石ເ难实3,62石8,84 实0,78 %∆ເ囊实∆ເ囊ເ难果100% 实0,782,84果100% 实27,621%
y = -47.14x2 + 12.17x + 2.84
y = -90x2 + 17.45x + 2.84
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
5
0% 10% 20% 30%
beton dengan zeolitsebagai bahan tambah
beton dengan zeolitsebagai penggantisemen
Poly. (beton denganzeolit sebagai bahantambah)
Poly. (beton denganzeolit sebagaipengganti semen)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
81
Jadi kadar zeolit optimum sebagai bahan tambah terhadap kuat lentur beton
adalah 12,91% dengan kuat lentur sebesar 3,62 MPa dan nilai tambah kuat lentur
sebesar 27,621% dari beton normal. ເ挠实石90果挠十17,45果十2,84 (zeolit sebagai pengganti semen)
Nilai optimum dengan cara: ເ挠实石90果挠十17,45果十2,84 ເ挠烛实0 ເ挠烛实石180果十17,45 0实石180果十17,45 180果实17,45 果实9,69
ເ挠实石90果挠十17,45果十2,84 实3,685 ∆ເ挠实ເ挠石ເ难实3,685石2,84 实0,845 %∆ເ挠实∆ເ挠ເ难果100% 实0,8452,84 果100% 实29,75%
Jadi kadar zeolit optimum sebagai pengganti semen terhadap kuat lentur beton
adalah 9,69% dengan kuat lentur sebesar 3,685 MPa dan nilai tambah kuat lentur
sebesar 29,75% dari beton normal.
4.4.3. Porositas
Dari tabel 4.13 dan gambar 4.7, gambar 4.8 dapat dilihat bahwa nilai porositas
tertinggi terdapat pada benda uji BZ 0% dan BZS 25% yaitu sebesar 14,69% dan
14,05% sedangkan nilai porositas terkecil terdapat pada benda uji BZ 15% dan
BZS 10% yaitu sebesar 10,335% dan 11,754%.
Porositas beton cenderung untuk menurun pada variasi kadar penambahan mineral
zeolit dalam campuran beton. Hal ini disebabkan oleh bertambahnya Calsium
Silikat Hidrat sehubungan dengan bertambahnya kadar mineral zeolit dalam
beton. C-S-H itu sendiri adalah bahan padat yang dihasilkan oleh reaksi SiO2 dan
Ca(OH)2 yang mempunyai fungsi menambah lekatan antara pasta semen dengan
agregat dan mengurangi jumlah pori dalam campuran beton. Hal itu dikarenakan
C-S-H tersebut mampu mengisi pori-pori yang terjadi akibat proses hidrasi antara
air dengan semen sehingga porositas beton menjadi berkurang.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
82
Mulai naiknya porositas pada penambahan mineral zeolit yang melebihi 15% pada
bahan tambah dan 10% pada pengganti semen disebabkan karena kadar senyawa
CaO yang cukup besar dalam mineral zeolit sudah melewati batas maksimum
dimana kadar senyawa CaO yang berlebih justru akan menurunkan kekuatan
beton, disisi lain sisa air yang dipergunakan untuk bereaksi dengan senyawa CaO
tersebut justru mengalami penurunan sehingga air tidak mencukupi untuk
terjadinya proses hidrasi. Menurut Paulus Nugraha dalam buku teknologi beton
dikatakan bahwa penggunaan dosis yang terlalu banyak dapat menyebabkan
pemasukan udara yang berlebihan sehingga memperlambat pengerasan.
Gambar 4.11. Grafik Perbandingan nilai Porositas beton dengan bahan tambah
dan beton dengan pengganti semen
Gambar 4.11 di atas menunjukkan pengaruh penambahan zeolit terhadap nilai
porositas.
4.4.4. Hubungan Antara Kuat Tekan dan MOR
Hubungan antara kuat tekan (f’c) dengan modulus of rupture pada beton memiliki
rumus empiris sebagaimana menurut ACI :
MOR = 0,23 f’c 0,75
Dengan : f’c = kuat tekan (MPa)
MOR = modulus of rupture (MPa)
0
5
10
15
20
25
0% 10% 20% 30%
Poro
sita
s Ra
ta-r
ata(
%)
Variasi Kadar Zeolit (%)
bahantambah
penggantisemen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
83
Hasil pengujian diketahui bahwa peningkatan kuat tekan di ikuti pula dengan
penngkatan kuat lentur. Perbandingan antara kuat tekan dan modulus of rupture
dapat dilihat pada tabel 4.15 dan tabel 4.34
Tabel 4.16. Perbandingan kuat tekan dan MOR beton bahan tambah zeolit
berumur 28 hari
no Kadar zeolit Kuat tekan rata-
rata (MPa)
MOR Rata-rata
(MPa)
1 0% 28.483 2.8395
2 5% 30.275 3.2145
3 10% 30.369 3.3645
4 15% 30.935 3.8895
5 20% 29.425 3.1395
6 25% 25.5591 2.9145
Tabel 4.17. Perbandingan kuat tekan dan MOR beton zeolit pengganti semen
berumur 28 hari
no Kadar zeolit Kuat tekan rata-
rata (MPa)
MOR Rata-rata
(MPa)
1 0% 28.483 2.8395
2 5% 29.237 2.9895
3 10% 31.124 4.4145
4 15% 24.427 3.5895
5 20% 23.295 2.6145
6 25% 22.258 2.1645
Tabel tersebut dapat dicari hubungan antara kuat tekan dengan MOR yang
dijelaskan pada gambar 4.12 dan gambar 4.13 berikut ini
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
84
Gambar 4.12 Grafik hubungan kuat tekan dan MOR dengan bahan tambah zeolit
Gambar 4.13 Grafik hubungan kuat tekan dan MOR dengan zeolit sebagai
pengganti semen
Dari grafik dapat diketahui bahwa hubungan antara kuat tekan dengan MOR
memiliki rumus empiris rata-rata sebagai berikut :
MOR = 0,257 f’c0,75……………………………………………..(4.1)
MOR = 0,267 f’c0,75……………………………………………..(4.2)
y = 0.2575x
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
11 11.5 12 12.5 13 13.5
MO
R (M
Pa)
f’c 0,75(Mpa)
hubungankuat tekandan MOR
Linear(hubungankuat tekandan MOR)
y = 0.2678x
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0 5 10 15
MO
R (M
Pa)
f’c 0,75(Mpa)
hubungankuat tekandan MOR
Linear(hubungankuat tekandan MOR)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
85
Rumus empiris yang didapat lebih besar dari teori yang dikemukakan oleh ACI.
Hal ini dikarenakan beton yang digunakan dalam penelitian lebih banyak
menggunakan agregat kasar sehingga memberikan korelasi yang berbeda.
4.4.5. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton Dan Porositas
Porositas merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kekuatan beton. Jumlah
pori yang terkandung dalam beton akan sangat mempengaruhi kepadatan dari suatu
beton. Model yang paling umum digunakan dalam menggambarkan hubungan
antara kuat tekan dengan porositas adlah dengan persamaan eksponensial yang
dikemukakan oleh Roy dan Gouda (1973) dengan rumus yang dituliskan dengan
persamaan (4.2) sebagai berikut :
P=Po*c-k.fc……………………………………………………………(4.3)
Dengan :
P = porositas (%)
Po = porositas pada kekuatan nol (%)
Fc = kuat tekan (MPa)
K = konstanta
e = bilangan natural
Hasil uji kuat tekan dan porositas beton disajikan pada tabel 4.17
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
86
Tabel 4.18 Hasil pengujian kuat tekan dan porositas beton
Benda Uji Variasi zeolit (%) Kuat Tekan (MPa) Porositas (%)
Beton normal 0 28.483 15.0289
Beton dengan bahan
tambah zeolit
5 30.275 14.2011
10 30.369 14.8571
15 30.935 14.9659
20 29.425 14.0845
25 25.5591 14.6666
Beton dengan
pengganti semen
5 29.237 13.2812
10 31.124 13.8686
15 24.427 13.7681
20 23.295 10.0917
25 22.258 10.7438
Berdasarkan tabel 4.17 dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan porositas
beton. Hubungan tersebut digambarkan pada gambar 4.14 dan gambar 4.15
Gambar 4.14 Grafik hubungan kuat tekan dan porositas dengan bahan tambah
zeolit
y = 44.8e-0.05x
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
0 10 20 30 40
Nila
i por
osita
s (%
)
Nilai kuat tekan (Mpa)
hubungan kuattekan danporositas
Linear(hubungan kuattekan danporositas)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
87
Gambar 4.15 Grafik hubungan kuat tekan dan porositas dengan pengganti semen.
Berdasarkan hasil penelitian pada beton normal dengan variasi penambahan
zeolit, didapatkan persamaan y = 44,8e-0,05x
Maka hubungan antara kuat tekan dan nilai porositas beton normal dengan variasi
penambahan zeolit dapat dirumuskan pada persamaan 4.2
P=44,8* e-0,05fc………………………………………………………………..(4.4)
Didapatkan nilai P0 sebesar 44,8 %.
Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton dengan variasi zeolit pengganti
semen dirumuskan pada persamaan 4.5 sebagai berikut
P=55,2* e-0,05x ……………………………………..……………….………...(4.5)
Didapatkan nilai P0 sebesar 55,2%.
4.4.6. Hubungan Antara Nilai Kuat Lentur dan Porositas
Nilai kuat lentur berbanding terbalik dengan nilai porositas beton. Hal ini
dikarenakan oleh semakin berkurangnya kadar pori dalam beton menyebabkan
beton semakin padat dan kuat. Hal ini dikarenakan oleh pori-pori yang berada
dalam beton terisi oleh gel C-S-H akibat dari proses hidrasi semen dengan air.
Berikut adalah hubungan antara nilai kuat lentur dan porositas beton.
y = 55.2e-0.05x
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
0 10 20 30 40
Nila
i Por
osita
s (%
)
Nilai kuat tekan (Mpa)
hubungankuat tekandan porositas
Linear(hubungankuat tekandanporositas)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
88
Tabel 4.19. Hasil pengujian Kuat lentur dan Porositas
kode sampel
Porositas rata-rata(%)
MOR rata-rata (Mpa)
0 14.69574267 2.8395 5 14.5723867 3.2145
10 13.63932636 3.3645 15 10.3350121 3.8895 20 11.82344596 3.1395 25 14.05337879 2.9145 0 14.69574267 2.8395 5 13.12136337 2.9895
10 11.75465266 4.4145 15 14.37110466 3.5895 20 17.34935305 2.6145 25 19.54814815 2.1645
Berdasarkan tabel 4.17 dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan porositas
beton. Hubungan tersebut digambarkan pada gambar 4.16 dan gambar 4.17
Gambar 4.16. Grafik hubungan kuat lentur dan porositas dengan zeolit sebagai
bahan tambah.
Berdasarkan hasil penelitian pada beton normal dengan variasi penambahan
zeolit, didapatkan persamaan y = 3,99x …………………………………...(4.6)
y = 3.9993x
0.002.004.006.008.00
10.0012.0014.0016.0018.00
0 1 2 3 4 5
Poro
sita
s (%
)
MOR Rata-rata (MPa)
hubungan kuat lentur dan porositas
hubungan kuatlentur danporositas
Linear(hubungankuat lentur danporositas)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
89
Gambar 4.17. Grafik hubungan kuat lentur dan porositas dengan zeolit sebagai
pengganti semen.
Hubungan kuat lentur dan nilai porositas beton dengan variasi zeolit pengganti
semen dirumuskan pada persamaan 4.7 sebagai berikut:
y=4,468x ……………………………………..……………….………...(4.7)
y = 4.4685x
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
0 1 2 3 4 5
Poro
sita
s(%
)
MOR Rata-rata(MPa)
hubungan kuat lentur dan porositas
hubungan kuat lenturdan porositas
Linear (hubungan kuatlentur dan porositas)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
666
90
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengujian, analisis data, dan pembahasan maka dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1. Semakin banyak penambahan kadar zeolit, maka semakin kecil nilai slump.
2. Penggunaan bahan tambah mineral zeolit kadar 15% terhadap berat semen
dapat meningkatkan kuat lentur beton dari 2.83 MPa menjadi 3.88 MPa (naik
26,99%) dengan nilai porositas 10.33%.
3. Penggunaan mineral zeolit sebagai pengganti sebagian semen dengan kadar
10% dapat meningkatkan kuat lentur beton dari 2.83 MPa menjadi 4.41 MPa
(naik 35,67%) dengan nilai porositas 11.75%.
4. Diperoleh Porositas beton berbanding terbalik dengan kuat lentur dimana dari
hasil pengujian didapatkan bahwa beton dengan nilai porositas terkecil yaitu
pada penambahan 15% dan penggantian 10% berat semen.
5. Diperoleh peningkatan mutu beton sehingga mineral zeolit layak digunakan
sebagai alternatif bahan tambah untuk beton.
5.2. Saran
Untuk menindaklanjuti penelitian ini, diperlukan beberapa koreksi yang harus
diperhatikan agar dapat dijadikan sebagai pedoman dan acuan bagi penelitian-
penelitian selanjutnya agar dapat lebih baik. Adapun saran-saran untuk penelitian
selanjutnya antara lain sebagai berikut:
1. Kenelitian perlu pada saat pembuatan benda uji,diharapkan campuran
homogen agar tidak terjadi perbedaan hasil pengujian yang signifikan.
2. Pastikan bahwa alat dan bahan yang akan digunakan berada dalam kondisi
yang baik.
3. Pelajari prosedur penggunaan alat dan pengujian yang akan dilakukan.