HISYAM SIBARANI NIM I 0110058

i

PERUBAHAN SERAPAN AIR DAN KUAT KEJUT BETON

MENGGUNAKAN AGREGAT KASAR PECAHAN GENTENG

BERSERAT ALUMUNIUM PASCA BAKAR DENGAN

VARIASI WAKTU RENDAMAN AIR

The Change of Water Absorption and Impact Resistance

Of Aluminum Fiber Concrete with Tile Fragment Aggregate

Post Burning with Time Variation Of Water Curing

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS

Disusun Oleh :

HISYAM SIBARANI

NIM I 0110058

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

ii

iii

iv

MOTTO

“'Yesterday is history, tomorrow is a mystery'. I have goals

and agendas. Where ever I'll be tomorrow, that's where I'll be.”

(Vanilla Ice)

“I never dreamed about success, I worked for it !”

(Estee Lauder)

“A person who never made a mistake never tried anything new.”

(Albert Einstein)

“You have to learn the rules of the game. And then you have to play

better than anyone else.”

(Albert Einstein)

v

PERSEMBAHAN

Dengan Mengucap Syukur kepada Allah SWT, saya dedikasikan

skripsi ini semata-mata untuk orang-orang yang saya sayangi,

yakni:

“Orangtua, bapak dan ibu ”, terimakasih bapak dan ibu atas

semua perjuangan dan doa-doanya selama ini hanya untuk

menjadikan saya anak yang berbakti pada orang tua, cerdas,

memiliki semangat tinggi, dan rendah diri. Walaupun saya belum

bisa membahagiakan kalian, tapi melalui selesainya skripsi ini,

saya telah melewati satu tahap untuk menjadi orang yang dapat

kalian banggakan. You’re my everything ! Dad and Mom !

“Bapak Antonius Mediyanto sebagai Pembimbing Skripsi I”,

terimakasih atas bimbingan, masukan, dan ilmunya selama ini,

motivasi-motivasi dan dukungan bapak tidak akan terlupakan,

sehat selalu bapak.

“Pak Mukhahar sebagai Pembimbing Skripsi II”, terimakasih

atas bimbingan, masukan, dan ilmunya selama ini, sehingga saya

dapat menyelasaikan skripsi dengan baik, sehat selalu bapak.

“Tandya, Tatas, Raga, Ucho, Cenna sebagai teman KP”,

terimakasih telah menemani mengisi waktu selama periode KP di

Semarang. Semoga kita diberi kesuksesan dan kelancaran dalam

menempuh langkah selanjutnya.

“Tandya dan Tatas sebagai Partner Skripsi saya”, terima kasih

atas kerjasama, perjuangan, dan kegigihan dalam menyelesaikan

skripsi ini, semoga dengan perjuangan kita ini, kita dapat menjadi

orang yang lebih kuat dan banyak ilmu.

“Teman Praktikum”, terimakasih kepada rochim, srundeng,

didin, udin, imam, nur, derry, djirjiz, lia, satya, hao, ina, ikhsan,

sri, beges, dan janu yang telah membantu dalam pengerjaan

praktikum. Tanpa kalian, mungkin kami tidak bisa menyelesaikan

skripsi di waktu ini. Terimakasih ! Salam para pejuang lab bahan !

vi

“Teman Main, khususnya Derry, Raga, mas Kiwil, Colay,

Puput, Amel, Nia, Hawin, Priyandi, Tandya, Ami, Pitra, Itsna,

Yayay, Reza Arab, Putri, dan Enriko”, terimakasih sudah

menemani melewati hari-hari selama masa kuliah ini. Semoga kita

bisa berkumpul lagi dengan cerita baru ! Sukses buat kita semua !

“Derry dan Hawin”, terimakasih kepada sahabat Triple H yang

ngaku-ngaku band tapi tidak pernah latian. Semoga kita

dijauhkan dari sifat pecundang dalam menghadapi urusan cewe,

haha. Terimakasih atas segala waktu yang kalian habiskan

bersama saya. Dan terakhir semoga kita tetap bersama walaupun

kita punya masing-masing jalan untuk meraih mimpi !

“Keluarga Sipil 2010”, serta terimakasih kepada teman-teman

satu angkatan, semoga kita tetap menjadi sipil solid. “Aku” dan

“kalian” akan menjadi “kita”.

“Kasmadji 2010, khususnya Siteng, Gery, Alin, Nugrah, Goza,

Rila, Aini, Nana, Fitri, Icak”, terimakasih sudah meluangkan

waktu untuk bermain bersama walaupun kita berada pada

kampus dan jurusan yang berbeda. Sukses buat kita semua !

vii

ABSTRAK

Hisyam Sibarani, 2014, Perubahan Serapan Air dan Kuat Kejut Beton

Menggunakan Agregat Kasar Pecahan Genteng Berserat Aluminium Pasca

Bakar dengan Variasi Waktu Rendaman Air. Tugas Akhir Jurusan Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Salah satu kelemahan beton adalah memiliki berat isi yang tinggi, yaitu sebesar

2400 kg/m3. Untuk meringankan berat isi tersebut, maka digunakan pecahan

genteng sebagai pengganti agregat kasar. Penambahan serat alumunium ke dalam

campuran beton bertujuan meningkatkan nilai serapan air dan kuat kejut beton.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar penurunan nilai serapan

air dan kuat kejut beton, serta kekuatan maksimal yang dapat dipulihkan pasca

kebakaran dengan metode water curing.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan menggunakan pengujian

di laboratorium yaitu dengan mencari nilai serapan air dan kuat kejut beton pra

dan pasca bakar pada suhu 500o C, serta mendapakan data waktu minimal dengan

pemulihan kekuatan yang maksimal beton pasca bakar. Pembakaran benda uji

dilakukan di tungku laboratorium keramik Bayat, Klaten. Setelah dibakar

dilakukan perawatan ulang dengan water curing.

Hasil penelitian pengujian serapan air pada menit ke 10+0,5 dan 24 jam pada

beton tanpa serat aluminium pra, pasca bakar dan setelah mendapakan perawatan

ulang selama 28 x 24 jam, 42 x 24 jam, dan 56 x 24 jam berturut-turut adalah

3,468% dan 9,096%; 4,889% dan 11,133%; 2,304% dan 7,435%; 1,503% dan

8,516%; 1,153% dan 4,841%. Untuk beton berserat aluminium nilai serapan air

pada beton pra, pasca bakar dan setelah mendapatkan water curing sebesar

4,448% dan 11,336%; 5,656% dan 12,777%; 2,583% dan 10,548%; 2,195% dan

11,809%; 5,283% dan 9,654%. Hasil pengujian kuat kejut beton tanpa serat pada

retak pertama dan runtuh total dengan perlakuan yang sama adalah 4079,00 J dan

4697,03 J; 1389,10 J dan 1618,65 J; 1536,25 J dan 1842,32 J; 2042,44 J dan

2254,34 J; 2095,42 J dan 2419,15 J. Sedangkan hasil pengujian kuat kejut beton

dengan serat aluminium adalah 4585,19 J dan 5833,03 J; 2183,71 J dan 2401,49 J;

2230,79 J dan 2572,18 J; 2272,00 J dan 2678,13 J; 2260,22 J dan 2689,90 J.

Berdasarkan hasil di atas penambahan serat aluminium hanya dapat meningkatkan

kuat kejut beton. Pembakaran sampel mengakibatkan penurunan kekuatan karena

terjadinya penguapan air beton dan terjadi dekomposisi pada senyawa CSH.

Dengan dilakukan water curing dapat meningkatkan mutu nilai serapan air dan

kuat kejut beton, karena terisinya kembali rongga-rongga kosong akibat

penguapan air akibat pembakaran dan terbentuknya kriltal-kristal CSH baru yang

berasal dari reaksi air curing ulang dengan semen yang belum terhidrasi pada

beton tersebut.

Kata kunci : beton, pasca bakar, serapan air, kuat kejut, usaha, water curing.

viii

ABSTRACT

Hisyam Sibarani, 2014, The Change of Water Absorption and Impact

Resistance of Aluminum Fiber Concrete with Tile Fragment Aggregate Post

Burning with Time Variation of Water Curing. Final Project Department of

Civil Engineering Faculty of Engineering, Sebelas Maret University Surakarta.

One of the weakness concrete is the concrete has a high density, that is equal to

2400 kg/m3. To lighten the weight of the contents, it is used as a replacement tile

fragments of coarse aggregate. The addition of aluminum fibers into the concrete

mix aims to increase the value of a absorption of water and impact resistance

concrete. This study aims to determine how much impairment absorption of water

and impact resistance concrete, as well as the maximum force that can be

recovered after the fire with water curing method.

This study used an experimental method using laboratory testing is to find the

value of a absorption of water and impact resistance concrete pre- and post-burn

at a temperature of 500o C, as well as the data assigned the minimum time with

maximum recovery of strength concrete post-burn. Combustion test specimens

made in a laboratory furnace ceramic at Bayat, Klaten. After burned re-treatment

with water curing for 28 x 24 hours, 42 x 24 hours and 56 x 24 hours to get the

minimum time for maximum recovery.

The results of research the water absorption testing uptake at 10 + 0,5 minutes and

24 hours on the concrete without fibers aluminum pre, post-combustion and after

re-assigned the treatment for 28 x 24 hours, 42 x 24 hours, and 56 x 24

consecutive hours are 3.468% and 9.096 %; 4.889% and 11.133%; 2.304% and

7.435%; 1.503% and 8.516%; 1.153% and 4.841%. For aluminum fibrous

concrete on concrete water absorption value of pre, post-burn and after getting

water curing of 4.448% and 11.336%; 5.656% and 12.777%; 2.583% and

10.548%; 2.195% and 11.809%; 5.283% and 9.654%. The impact resistance test

results of concrete without fibers at first crack and collapse in total with the same

treatment are 4079.00 4697.03 J and J; 1389.10 J and 1618.65 J; 1536.25 J and

1842.32 A; 2042.44 J and 2254.34 J; 2095.42 J and 2419.15 J. While impact

resistance test results of concrete with aluminum fibers are 4585.19 5833.03 J and

J; 2183.71 J and 2401.49 J; 2230.79 J and 2572.18 J; 2272.00 J and 2678.13 J;

2260.22 J and 2689.90 J. Based on the above results the addition of aluminum

fibers can only improve the impact resistance of concrete. Combustion of the

sample results in a decrease in strength due to water evaporation and

decomposition concrete at CSH compounds. With water curing is done to improve

the quality of the value of water absorption and impact resistance concrete,

because the cavities being filled back empty due to the evaporation of water due

to combustion and formation of new CSH crystals derived from the reaction of

curing water that has not been repeated with hydrated cement in the concrete.

Keywords: concrete, post-burn, water absorption, impact resistance, water curing.

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-

Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul

“Usaha Pemulihan Serapan Air dan Kuat Kejut Beton Menggunakan

Agregat Kasar Pecahan Genteng Berserat Aluminium Pasca Bakar dengan

Variasi Waktu Rendaman Air”.

Penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada :

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta

staf,

2. Pimpinan Jurusan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta

staf,

3. Ir Antonius Mediyanto MT selaku dosen pembimbing I,

4. Ir.Mukahar MSCE selaku dosen pembimbing II

5. Tim Dosen Penguji Pendadaran,

6. Staf pengelola/laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret,

7. Rekan-rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian

ini

8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Angkatan 2010 dan semua pihak

yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak langsung

yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada

umumnya dan mahasiswa pada khususnya.

Surakarta, November 2014

Penyusun

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PERSETUJUAN ii

LEMBAR PENGESAHAN iii

MOTTO iv

PERSEMBAHAN v

ABSTRAK vii

ABSTRACT viii

KATA PENGANTAR ix

DAFTAR ISI x

DAFTAR TABEL xiv

DAFTAR GAMBAR xv

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL xvi

DAFTAR LAMPIRAN xvii

BAB 1. PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang Masalah 1

1.2 Rumusan Masalah 3

1.3 Batasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 5

2.1 Tinjauan Pustaka 5

2.2 Landasan Teori 6

2.2.1. Pengertian Beton 6

2.2.2. Beton Serat 6

2.2.3. Pengertian Beton Pasca Bakar 7

2.2.3.1. Degradasi Sifat Mekanik Beton Pasca Bakar 7

2.2.3.2.Perubahan Sifat Beton Pasca Bakar 8

2.2.4. Water Curing 9

2.2.5. Material Penyusun Beton Ringan Berserat Alumunium 9

xi

2.2.5.1. Semen Portland 9

2.2.5.2. Agregat Kasar (Pecahan Genting) 12

2.2.5.3. Agregat Halus 13

2.2.5.4. Air 14

2.2.5.5. Superplasticizer 14

2.2.5.6. Serat Alumunium 15

2.2.6. Beton Kedap Air 16

2.2.6.1. Spesifikasi Bahan 16

2.2.6.2. Ketentuan Minimum Beton Bertulang Kedap Air 18

2.2.7. Serapan Air 19

2.2.6.1. Serapan Air sebagai Salah Satu Faktor Durabiliras 19

2.2.6.2. Hal-Hal yang Mempengaruhi Besar Serapan Air 22

2.2.8. Ketahanan Kejut 24

2.2.8.1. Definisi 24

2.2.8.2. Pendekatan Perhitungan Energi Serapan 24

BAB 3. METODE PENELITIAN 28

3.1 Tinjauan Umum 28

3.2 Benda Uji 29

3.3 Alat-Alat yang Digunakan 31

3.4 Tahap dan Prosedur Penelitian 34

3.5 Standar Penelitian dan Spesifikasi Bahan Dasar Beton 37

3.5.1. Standar Pengujian Agregat Halus 37

3.5.2. Standar Pengujian Agregat Kasar 37

3.6 Pengujian Bahan Dasar Beton. 37

3.6.1. Agregat Halus 38

3.6.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus 38

3.6.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Dalam Agregat Halus 39

3.6.1.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus 41

3.6.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus 42

3.6.2. Agregat Kasar 44

xii

3.6.2.1. Pengujian Spesific Grafity Agregat Kasar Pecahan

Genting 44

3.6.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar Pecahan

Genting 46

3.6.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar Pecahan

Genting 47

3.7 Perencanaan Campuran Beton 48

3.7.1. Penentuan Rasio Semen dan Air 48

3.7.2. Penentuan Kadar Semen 49

3.7.3. Penentuan Rasio Pecahan Genting Dengan Pasir 50

3.7.4. Kemampatan 50

3.7.3. Pengujian Nilai Slump 51

3.8 Pembuatan Benda Uji 52

3.9 Perawatan Benda Uji 53

3.10 Pembakaran Benda Uji 53

3.11 Pengujian Ketahanan Kejut 54

3.12 Pengujian Serapan 56

3.13 Analisis Data dan Pembahasan 56

BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 57

4.1 Hasil Pengujian Agregat 57

4.1.1 Hasil Pengujian Agregat Halus 57

4.1.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar (Pecahan Genteng) 59

4.2 Rancang Campur Metode Dreux-Corrise 61

4.3 Hasil Pengujian Nilai Slump 62

4.4 Hasil Pengujian dan Analisis Data 62

4.4.1 Hasil Pengujian dan Analisis Serapan Air Beton 62

4.4.2 Hasil Pengujian dan Analisis Kuat Kejut (Impact) 68

4.5 Pembahasan 74

4.5.1 Pengaruh Rendaman pada Serapan Air Beton Tanpa Serat 72

4.5.2 Pengaruh Rendaman pada Serapan Air Beton Berserat Aluminium72

4.5.3 Pengaruh Serat Aluminium pada Nilai Serapan Air Beton 73

xiii

4.5.4 Pengaruh Rendaman pada Kuat Kejut Beton Tanpa Serat 74

4.5.5 Pengaruh Rendaman pada Kuat Kejut Beton Berserat Aluminium74

4.5.6 Pengaruh Serat Aluminium pada Nilai Kuat Kejut Beton 75

4.5.7 Beton Pasca Bakar 76

4.5.8 Proses Water Curing 79

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 81

5.1 Kesimpulan 81

5.2 Saran 83

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A HASIL PENGUJIAN AGREGAT

LAMPIRAN B PERHITUNGAN METODE DREUX CORRISE

LAMPIRAN C HASIL PENGUJIAN SERAPAN AIR

LAMPIRAN D HASIL PENGUJIAN KUAT KEJUT

LAMPIRAN E DOKUMENTASI

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Susunan Unsur Semen 11

Tabel 2.2. Technical Data Sika Viscocrete 5 15

Tabel 2.3. Tekanan Air pada Sampel Beton dan Waktu Penekanan 16

Tabel 2.4. Gradasi Agregat Halus 17

Tabel 2.5. Gradasi Agregat Kasar 17

Tabel 2.6. Kandungan Butir Halus 0,3 mm dalam 1 m3 Beton 18

Tabel 2.7. Ketentuan Minimum untuk Beton Bertulang Kedap Air 18

Tabel 3.1. Benda Uji untuk Pengujian Kejut 30

Tabel 3.2. Benda Uji untuk Pengujian Serapan 31

Tabel 3.3. Tabel Perubahan Warna 40

Tabel 3.4. Nilai koefisien G 49

Tabel 3.5. Koefisien kemampatan beton untuk berbagai kondisi nilai slump 51

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus 57

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus 58

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Agregat Kasar 59

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar 60

Tabel 4.5. Hasil Analisis Perhitungan Serapan Air Beton Tanpa Serat

Alumunium 64

Tabel 4.6. Hasil Analisis Perhitungan Serapan Air Beton Berserat Alumunium 65

Tabel 4.7. Perubahan Nilai Serapan Air Beton Tanpa Serat Aluminium 67

Tabel 4.8. Perubahan Nilai Serapan Air Beton Berserat Aluminium 67

Tabel 4.9. Hasil Analisis Perhitungan Kuat Kejut Beton Tanpa Serat

Aluminium 69

Tabel 4.10. Hasil Analisis Perhitungan Kuat Kejut Beton Berserat Aluminium 70

Tabel 4.11. Perubahan Nilai Kuat Kejut Beton Tanpa Serat Aluminium 71

Tabel 4.12. Perubahan Nilai Kuat Kejut Beton Berserat Aluminium 71

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Mekanisme Masuknya Air ke Dalam Beton 20

Gambar 2.2. Mekanisme Serangan Air pada Beton 21

Gambar 2.3. Beban Kejut, Batang Prismatik Akibat Jatuhnya Benda

Bermassa m 24

Gambar 3.1. Sketsa Benda Uji untuk Pengujian Serapan Air 29

Gambar 3.2. Sketsa Benda Uji untuk Pengujian Kuat Kejut 29

Gambar 3.3. Bagan Alir Tahap-Tahap Penelitian 36

Gambar 3.4. Penentuan Kadar Semen dengan Berbagai Nilai Slump 50

Gambar 3.5. Sketsa Alat Pengujian Kuat Kejut 55

Gambar 4.1. Kurva Daerah Susunan Gradasi Agregat Halus (Pasir) 59

Gambar 4.2. Kurva Daerah Susunan Gradasi Agregat Kasar

Pecahan Genteng 61

Gambar 4.3. Grafik Perubahan Nilai Serapan Air Beton Tanpa Serat 66

Gambar 4.4. Grafik Perubahan Nilai Serapan Air Beton Berserat Aluminium 66

Gambar 4.5. Grafik Perubahan Nilai Kuat Kejut Beton Tanpa Serat 70

Gambar 4.6. Grafik Perubahan Nilai Kuat Kejot Beton Berserat Aluminium 71

Gambar 4.7. Serat Aluminium dalam Beton 75

Gambar 4.8. Aksi Serat Bersama Pasta Semen 76

Gambar 4.9. Aksi Pasak dalam Beton 76

Gambar 4.10. CSH Model oleh Feldman dan Sereda (1968) 77

Gambar 4.11. Perubahan Senyawa Beton pada Suhu Tinggi 78

Gambar 4.12. Pemodelan CSH 78

Gambar 4.13. Pemodelan CSH Setelah Dibakar 79

xvi

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

Ac : luas penampang benda uji beton, mm2

ACI : American Concrete Institude

ASTM : American Society for Testing and Materials

B : konstanta semen

ε : regangan

Emaks : energi serapan

fas : faktor air semen

f’c : kuat tekan beton, MPa

g : percepatan gravitasi

G0 : berat pasir awal, gram

G1 : berat pasir akhir, gram

MPa : Mega Pascal

T : temperatur, 0C

SSD : Saturated Surface Dry

SK SNI : Surat Keputusan Standar Nasional Indonesia

PBI : Peraturan Beton Bertulang Indonesia

PUBI : Persyaratan Umum Bahan Bangunan Indonesia

% : persen

Vk : volume kerikil

Vp : volume pasir

Vsm : volume semen

Vbp : volume bahan padat

W : berat benda uji

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat

Lampiran B. Perhitungan Rencana Campuran Beton

Lampiran C. Data Hasil Pengujian Serapan Air

Lampiran D. Data Hasil Pengujian Kuat Kejut

Lampiran E. Dokumentasi