PENGARUH VARIASI PEMANASAN SUHU TINGGI DAN … · C. Perencaan Campuran Beton ..... 14 D. Pengujian...
Transcript of PENGARUH VARIASI PEMANASAN SUHU TINGGI DAN … · C. Perencaan Campuran Beton ..... 14 D. Pengujian...
PENGARUH VARIASI PEMANASAN SUHU TINGGI DAN KADAR
LUMPUR SIDOARJO SEBAGAI BAHAN PENGGANTI SEMEN PADA
KUAT TARIK BELAH BETON
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil
Nanda Khunto Baskoro
NIM : D 100 080 046
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2013
ii
iii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Nanda Khunto Baskoro
NIM : D 100 080 046
Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Sipil
Judul : Pengaruh Variasi Pemanasan Suhu Tinggi Dan Kadar
Lumpur Sidoarjo Sebagai Bahan Pengganti Semen
Pada Kuat Tarik Belah Beton.
Menyatakan bahwa tugas akhir/skripsi yang saya buat dan serahkan ini,
merupakan hasil karya saya bersama dengan Bapak Suhendro
Trinugroho,M.T., kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan yang
semuanya telah saya jelaskan darimana sumbernya. Apabila dikemudian hari
dapat dibuktikan bahwa tugas akhir ini hasil jiplakan, maka saya bersedia
menerima sanksi sesuai dengan peraturan yang telah dibuat.
Surakarta, 16 Juli 2013
Yang membuat pernyataan,
Nanda Khunto Baskoro
iv
Motto
Tak peduli masalah apa yang kamu hadapi,
jangan lupa tuk berikan dirimu sendiri
pengahargaan tuk bisa lebih baik kedepan
Kita tak bisa mengubah arah angin, tapi
Kita bisa mengubah arah sayap kita
Kita tak bisa mengubah keadaan, tapi
Kita bisa mengubah sikap kita untuk menghadapinya
Ketika kenangan indah buatmu terus melihat masa lalu,
ingatlah bahwa kamu punya impian
yang menginginkanmu terus melangkah ke depan..
(@nannda_splash)
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan,
maka bila kamu telah selesai (dari suatu urusan)
kerjakanlah dengan sungguh urusan yang lain.
Dan hanya kepada Tuhan_mulah kamu berharap
(QS. Alinsyiah)
v
PERSEMBAHAN
Sebuah karya kecilku ini akan kupersembahkan kepada semua yang telah menjadi bagian
dari hidup ku.
The Almighty Allah SWT
Alhamdulillahirobbil’alamiin.
Segala puji atas rahmat dan karunia Allah SWT yang selalu diberikan untukku,
serta menjadi jalan penerang di setiap langkahku hingga terwujudnya karya
kecilkku ini dan atas izin dariMU.
Bapak dan Ibuku tercinta,
Terima kasih atas semua cinta dan kasih sayang yang telah kau berikan untukku
serta pengorbanan yang begitu besar dari kecil hingga di perjalananan ku ini. Semoga karya
kecil ku ini dapat menjadi jalan untuk membanggakan dan membahagiakan bapak dan ibu
tersayang.
Kakakku tersayang,
Untuk saudaraku mbak Mega, mas Ni’am, Ageng dan juga Dinda, terima kasih atas
semua bantuan kalian yang telah kalian berikan untukku.
Untuk keluargaku,
Terima kasih bnyak dan karya kecilku ini aku persembahkan untuk kalian semua.
Seseorang yang special,
NDP, terima kasih doa, semangat, dukungan dan bantuannya yang telah mau
menemaniku siang maupun malam dalam perburuan menyelesaikan karya kecilku ini.
All Almamater Teknik Sipil UMS 2008,
Teman-teman teknik sipil angkatan 2008, khususnya Ziska Kusumawardani terima
kasih atas suka duka saat kuliah maupun mengerjakan praktikum bersama dan semua yang
tidak bisa saya sebutkan satu per satu, terima kasih bantuaan, dukungan dan doa kalian
semua. Terima kasih untuk kebersamaan kalian selama ini.
vi
PRAKATA
هتاگربوهللاةمحرومکيلعمالسلا
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat
menyelesaikan dan menyusun Tugas Akhir dengan judul Pengaruh Variasi
Pemanasan Suhu Tinggi Dan Kadar Lumpur Sidoarjo Sebagai Bahan Pengganti
Semen Pada Kuat Tarik Belah Beton.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus di tempuh oleh
semua mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta,
sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar sarjana dan diharapkan mahasiswa
mendapatkan pengalaman kerja di lapangan sehingga dapat membandingkan
antara teori yang didapat dari bangku kuliah dengan kondisi lapangan yang
sebenarnya.
Penyusun banyak mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai
pihak sehingga pelaksanaan dan penyusunan laporan ini dapat terselesaikan. Oleh
karena itu penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1) Bapak Ir. H. Suhendro Trinugroho, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta dan selaku Dosen
Pembimbing Utama Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan hingga
selesainya Tugas Akhir ini.
2) Bapak Ir. H. Agus Riyanto SR, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3) Ibu Yenny Nurchasanah, ST.MT., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan hingga selesainya Tugas
Akhir ini.
4) Ibu Ika Setyaningsih, ST.MT., selaku Pembimbing Akademik yang telah
memberikan bimbingan dan masukan selama saya kuliah di Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
vii
5) Mas Pur, Mas Bambang dan Pak Rochani, SPd., selaku staff Tata Usaha
Progdi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
6) Jajaran pengurus Laboratorium Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
7) Ayah dan ibu tersayang yang selalu memberikan doa, nasehat, motivasi serta
pengorbanan yang tiada pernah henti.
8) Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Sipil UMS Angkatan 2008, dan untuk
Choirul A teman seperjuangan saya, serta teman-teman yang telah membantu
memperlancar proses penelitian ini (Ananto, Arifin, Adi Prasetyo, Mujahidin,
Helmi, Rohmat, Hasbi, Sutrisno, Acong dan Arya), KMTS UMS,
Laboratorium Teknik Sipil UMS, terima kasih atas bantuan dan dukungannya.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih ada
kekurangan, maka dengan segala kerendahan hati, saran dan kritik yang bersifat
membangun sangat diharapkan guna Tugas Akhir ini dapat Bermanfaat bagi kita
semua. Amin
هتاکربوهللاةمحرومكياعمالسلاو
Surakarta, Juli 2013
Penulis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .......................................... iii
MOTTO ......................................................................................................... iv
PERSEMBAHAN .......................................................................................... v
PRAKATA ..................................................................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... x
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xi
DAFTAR GRAFIK ....................................................................................... xiii
DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xv
ABSTRAK ..................................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
A. Latar Belakang ............................................................................... 1
B. Rumusan Masalah .......................................................................... 2
C. Keaslian Penelitian ......................................................................... 2
D. Tujuan dan Manfaat Penelitian ...................................................... 3
E. Batasan Masalah ............................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 5
A. Pengertian Beton ............................................................................ 5
B. Sifat-sifat Beton .............................................................................. 5
C. Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Beton .................................. 6
D. Lumpur Sidoarjo Jawa Timur ........................................................ 7
III. LANDASAN TEORI .............................................................................. 11
A. Umum ............................................................................................... 11
ix
B. Bahan Penyusun Beton ..................................................................... 11
1. Semen Portland ............................................................................. 11
2. Agregat .......................................................................................... 12
3. Air ................................................................................................. 13
4. Serbuk Halus Dari Lumpur Sidoarjo ............................................. 14
C. Perencaan Campuran Beton .............................................................. 14
D. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton.................................................... 18
IV. METODE PENELITIAN ........................................................................ 20
A. Umum ............................................................................................... 20
B. Bahan Penelitian ............................................................................... 20
C. Peralatan Penelitian .......................................................................... 21
D. Tahap Pelaksaan Penelitian .............................................................. 27
E. Perencanaan Campuran ................................................................... 29
F. Pelaksaan Penelitian.......................................................................... 30
BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................... 40
A. Hasil Pengujian Bahan ................................................................... 40
B. Hasil Pengujian Berat Jenis ............................................................ 44
C. Pengujian Slump .............................................................................. 45
D. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ....................................... 46
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN........................................................ 50
A. Kesimpulan .................................................................................... 50
B. Saran ............................................................................................... 51
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 52
LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1. Sumber luapan lumpur Sidoarjo ................................................ 7
Gambar II.2. Perluasan lumpur Sidoarjo ......................................................... 8
Gambar II.3. Peta Jawa Timur ........................................................................ 8
Gambar III.1. Skema pengujian kuat tarik beton ............................................. 18
Gambar III.2. Proses hasil pengujian kuat tarik beton .................................... 18
Gambar IV.1. Pasir Ex Merapi ........................................................................ 20
Gambar IV.2. Batu pecah dari Wonogiri ........................................................ 20
Gambar IV.3. Semen portland merk Gresik ................................................... 21
Gambar IV.4. Bahan tambah lumpur Sidoarjo ................................................ 21
Gambar IV.5. Satu set ayakan standart .......................................................... 22
Gambar IV.6. Mesin penggetar ayakan ........................................................... 22
Gambar IV.7. Timbangan ............................................................................... 22
Gambar IV.8. Gelas ukur ................................................................................ 23
Gambar IV.9. Oven ......................................................................................... 23
Gambar IV.10. Molen ..................................................................................... 23
Gambar IV.11. Cetakan silinder ...................................................................... 24
Gambar IV.12. Compression tension machine ............................................... 24
Gambar IV.13. Mesin Los Angeles ................................................................. 24
Gambar IV.14. Kerucut conus ........................................................................ 25
Gambar IV.15. Bak tempat perendaaman benda uji ....................................... 25
Gambar IV.16. Kerucut Abram’s .................................................................... 25
Gambar IV.17. Vacuum Pump ........................................................................ 26
Gambar IV.18. Oven tungku gas ..................................................................... 26
Gambar IV.19. Peralatan penunjang lain ........................................................ 26
Gambar IV.20. Bagan alir ............................................................................... 28
Gambar IV.21. Pembuatan benda uji .............................................................. 36
Gambar IV.22. Pengujian slump ...................................................................... 37
Gambar IV.23. Perawatan benda uji ................................................................ 38
Gambar IV.24. Pengujian kuat tarik belah beton ............................................ 38
xi
DAFTAR TABEL
Tabel I.1. Kandungan kimia lumpur Sidoarjo dan semen ............................... 1
Tabel II.1.Hasil analisa lumpur Sidoarjo ........................................................ 5
Tabel II.2. Senyawa mineral lumpur Sidoarjo ................................................ 10
Tabel II.3. Hasil pengujian toksikologi lumpur Sidoarjo ............................... 10
Tabel III.1. Susunan unsur semen biasa ......................................................... 11
Tabel III.2. Senyawa utama semen portland .................................................. 12
Tabel III.3. Hasil uji sifat lumpur Sidoarjo setelah dibakar ........................... 14
Tabel III.4. Nilai deviasi standar .................................................................... 15
Tabel III.5. Hubungan faktor air semen dan kuat tekan rata-rata silinder
pada umur 28 hari........................................................................ 15
Tabel III.6. Faktor air semen maksimum ....................................................... 16
Tabel III.7. Nilai slump .................................................................................. 16
Tabel III.8. Ukuran maksimum agregat ......................................................... 16
Tabel III.9. Perkiraan kebutuhan air berdasarkan nilai slump dan ukuran
maksimum agregat ..................................................................... 17
Tabel III.10. Perkiraan kebutuhan agregat kasar per m³ beton, berdasarkan
ukuran maksimum agregat dan modulus halus pasir .................. 17
Tabel IV.1. Perencanaan campuran beton dengan bahan tambah lumpur
Sidoarjo dengansuhu 900°C ......................................................... 29
Tabel IV.1. Perencanaan campuran beton dengan bahan tambah lumpur
Sidoarjo dengansuhu 1000°C ....................................................... 29
Tabel IV.1. Perencanaan campuran beton dengan bahan tambah lumpur
Sidoarjo dengansuhu 1100°C ....................................................... 29
Tabel V.1. Hasil pengujian air di daerah Pabelan .......................................... 40
Tabel V.2. Hasil pengujian ikatan awal semen .............................................. 41
Tabel V.3. Hasil pemeriksaan kandungan kimia dari lumpur sidoarjo yang
telah dipanaskan dengan suhu 1000°C ......................................... 41
Tabel V.4. Persyaratan kadar kimia berdasarkan ASTM C618-12a .............. 42
Tabel V.5. Hasil pemeriksaan agregat halus .................................................. 43
xii
Tabel V.6. Hasil pemeriksaan agregat kasar .................................................. 44
Tabel V.7. Hasil pengujian berat jenis beton dengan fas 0,60 ....................... 44
Tabel V.8. Hasil pengujian nilai slump dengan fas 0,60 ................................. 45
Tabel V.9. Hasil pengujian kuat tarik belah beton dengan fas 0,6 umur 28
haripada variasi suhu 900°C ........................................................ 46
Tabel V.10. Hasil pengujian kuat tarik belah beton dengan fas 0,6 umur 28
haripada variasi suhu 1000°C ...................................................... 47
Tabel V.11. Hasil pengujian kuat tarik belah beton dengan fas 0,6 umur 28
haripada variasi suhu 1100°C ...................................................... 48
xiii
DAFTAR GRAFIK
Grafik V.1. Hubungan kuat tarik belah beton lumpur dengan variasi suhu
900°C pada umur 28 hari ........................................................... 46
Grafik V.2. Hubungan kuat tarik belah beton lumpur dengan variasi suhu
1000°C pada umur 28 hari ......................................................... 47
Grafik V.3.Hubungan kuat tarik belah beton lumpur dengan variasi suhu
1100°C pada umur 28 hari ......................................................... 48
Grafik V.4.Hubungan perbandingan kuat tarik belah beton lumpur dengan
variasi suhu 900°C,1000°C&1100°C pada umur 28 hari .......... 49
xiv
DAFTAR NOTASI
A : luas permukaan benda uji (cm2)
D : diameter benda uji (cm)
f’c : kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
f’cr : kuat tekan rata-rata (MPa)
ft : tegangan tarik belah (MPa)
Fct : kuat tarik belah beton (MPa)
K : kadar lumpur (%)
L : panjang benda uji (cm)
m : nilai margin (MPa)
P : beban maksimum (kg)
sd : deviasi standar (MPa)
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 : Data hasil penelitian pemeriksaan agregat halus .................... L-1
Lampiran 2 : Data hasil penelitian pemeriksaan agregat kasar .................... L-6
Lampiran 3 : Data hasil pengujian slump ..................................................... L-10
Lampiran 4 : Data hasil pengujian berat jenis beton .................................... L-11
Lampiran 5 : Data hasil pengujian kuat tarik belah beton ........................... L-14
Lampiran 6 : Foto-foto pada saat pengambilan lumpur Sidoarjo ................ L-17
Lampiran 7 : Lembar konsultasi Tugas Akhir .............................................. L-19
xvi
ABSTRAK
PENGARUH VARIASI PEMANASAN SUHU TINGGI DAN KADAR
LUMPUR SIDOARJO SEBAGAI BAHAN PENGGANTI SEMEN PADA
KUAT TARIK BELAH BETON
Beton mempunyai potensi yang luas dan sangat penting. Beton dapat digunakan
pada konstruksi bangunan gedung, jembatan, dermaga dan lainnya. Banyaknya
penggunaan beton dalam konstruksi akan mengakibatkan meningkatnya kebutuhan
material pembentuk beton, sehingga memicu pengeksplorasian penambangan batuan yang
berlebihan, batuan merupakan salah satu komponen utama pembuatan beton. Tujuan
penelelitiann ini adalah untuk mengetahui bagaimana pengaruh penambahan serbuk halus
dari pemanasan lumpur Sidoarjo terhadap kuat tarik belah beton pada umur 28 hari
dengan fas 0,6 suhu 900°C, 1000°C dan 1100°C, untuk mengetahui penggunaan serbuk
halus dari pemanasan lumpur Sidoarjo dengan prosentase 0%, 7,5%, 10%, 12,5%, 15%,
17,5%, sehingga didapatkan hasil kuat tarik belah beton yang maksimal, untuk
mengetahui perbedaan kualitas beton normal dengan beton dengan bahan tambah serbuk
halus dari pemanasan lumpur Sidoarjo ditinjau dari segi kuat tarik belahnya. Metode
perencanaan menggunakan American Concrete Institude. Nilai kuat tarik belah beton
tertinggi pada suhu 900°C adalah 5,244 MPa pada prosentase 15%, suhu 1000°C adalah
5,547 MPa pada prosentase 15%, dan suhu 1100°C nilai kuat tariknya 2,844 MPa pada
prosentase 12,5%. Hasil perbandingan uji kuat tarik belah beton pada variasi suhu
berturut-turut 900°C,1000°C dan 1100°C mengalami kenaikan sebesar 103,41%,
115,17%, 32,39% terhadap beton normal. Hasil pemeriksaan kandungan kimia pada
lumpur Sidoarjo didapat hasil yang terbesar yaitu SiO₂ (silika) sebesar 49,61%, Al₂O₃
(alumina) sebesar 17,88% , Fe₂O₃ (besi) sebesar 13,02% dan SO₃ (sulfur) kurang dari
4% maka serbuk lumpur Sidoarjo termasuk pozzolan kelas N jadi lumpur Sidoarjo dapat
digunakan sebagai pengganti semen karena mengalami peningkatan kuat tarik belah
beton disemua variasi suhunya.
Kata kunci : American Concrete Institute, Kuat tarik belah beton,Lumpur Sidoarjo,
Variasi pemansan.