STUDI PENGGUNAAN CANGKANG KERANG LAUT SEBAGAI BAHAN
PENAMBAH AGREGAT KASAR PADA CAMPURAN BETON
Mufti A Sultan ST. MT1), Arbain Tata ST. MT2), Hatta Annur
Program Studi Teknik sipil, fakultas teknik,
universitas khairun ternate
Jl. Pertamina kampus II Gambesi, Ternate selatan
ABSTRAK: Beton merupakan salah satu bahan bangunan yang paling banyak
digunakan saat ini dalam hal pembangunan fisik, Beton dibuat dari campuran
agregat halus,kasar,semen,dan air dengan perbandingan tertentu, serta bahan yang biasanya di
tambahkan ke dalam campuran beton pada saat atau selama pencampuran
berlangsung, berfungsi untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih
cocok dalam pekerjaan tertentu dan lebih ekonomis, dapat pula
ditambahkan dengan bahan campuran tertentu lainnya sesuai keperluan apabila
dianggap perlu. Cangkang
kerang yang dapat dimanfaatkan untuk bahan penambah campuran beton.
Penelitian
ini bertujuan untuk mengetahui apakah penambahan agregat cangkang kerang pada campuran beton dapat mempengaruhi sifat mekanis beton. Benda uji
yang digunakan berbentuk silinder berdiameter 150 mm, tinggi 300 mm, dan balok
15 cm x 15 cm x 60 cm terdiri dari beton tambahan agregat cangkang kerang sebagai agregat kasar, FAS 0.42 dan persentase Cangkang kerang sebesar` 0%, 17%, 31%, 44%, dan 55% dari berat agregat Kasar. Jumlah benda uji 45 sampel. Kuat tekan beton 15 sampel,
elastisitas beton 15 sampel dan lentur beton 15 sampel. Mutu beton yang
direncanakan adalah f”c = 22.5 Mpa.
Dari
hasil penelitian menunjukkkan penambahan Cangkang kerang sebagai agregat kasar dengan persentase 17%, 31%, 44%, 55% ke dalam campuran beton dapat menurunkan kuat tekan beton, elastisitas beton dan kuat lentur beton. Kuat tekan BN 24,03 Mpa, BCK 17% 10,59 Mpa, BCK 31% 7,75 Mpa, BCK 44% 7,13 Mpa dan BCK 55% 6,85 Mpa. Nilai
elastisitas dari tiap-tiap variasi, BN 129046,2437 Mpa, BCK 17% 122273,9627, BCK 31% 91216,48187 Mpa, BCK 44% 65072,93131Mpa dan BCK 55% 57676,805522 Mpa. Dan kuat lentur mempunyai nilai penurunan, BN 7,37 Mpa, BCK 17% 5,68 Mpa, BCK 31% 4,29 Mpa, BCK 44% 3,02 Mpa, dan BCK 55% 2,66 Mpa. Dari hasil penambahan Cangkang kerang sebagai agregat kasar, dapat menurunkan sifat mekanis beton.
Kata Kunci: Cangkang Kerang, Kuat Tekan beton, Elastisitas beton, Kuat Lentur Beton.
PENDAHULUAN
Secara umum bahwa pertumbuhan dan perkembangan industri di
indonesia sangat pesat, hampir sebagian besar
material yang digunakan dalam pekerjaan konstruksi adalah beton (concrete) yang dipadukan dengan baja (composite) atau jenis lainya. Konstruksi
beton dapat dijumpai dalam pembuatan gedung-gedung, jalan (rigid pavement), bendung, saluran air dan lainnya yang secara umum
di bagi menjadi dua yakni untuk konstruksi bawah (under structure) maupun struktur atas (upper structure). (Ir Tri
Muliyono 2004). Umumnya beton merupakan campuran antara semen, agregat
kasar, agregat halus dan air. Bahan-bahan yang biasanya ditambahkan ke dalam
campuran beton pada saat atau selama pencampuran berlangsung, berfungsi untuk
mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih cocok dalam pekerjaan
tertentu dan lebih ekonomis.
Bahan-bahan limbah disekitar lingkungan dapat di manfaatkan
sebagai bahan tambahan dalam campuran beton. Sebagian besar Indonesia adalah
daerah perairan laut oleh karena itu perlu mencari inovasi baru untuk campuran
beton dengan menggunakan hasil laut yang sudah tidak dimanfaatkan lagi berupa
limbah. Hal tersebut memberikan alternatif untuk memanfaatkan limbah-limbah
yang tidak termanfaatkan lagi, seperti cangkang kerang. Banyaknya sisa cangkang
kerang di sekitar perkampungan nelayan yang tidak dimanfaatkan karena dianggap
tidak dapat didaur ulang hanya cangkang kerang bagus yang diambil untuk di buat
hiasan. Sisanya yang tidak bagus dan berbau di buang di sekitar bibir pantai.
Hal inilah yang mendorong penyelamatan ekosistem alam dengan memanfaatkan
limbah sisa cangkang kerang untuk pembuatan beton. Dengan optimalisasi pemanfaatan limbah
cangkang kerang ini diharapkan akan mengurangi limbah yang mencemari ekosistem
alam.
Cangkang kerang mengandung senyawa kimia
pozzolan yaitu mengandung zat kapur (CaO), Alumina dan silika. sehingga Dengan harapan bahwa cangkang
kerang dapat meningkatkan kerakteristik beton.
Berdasarkan uraian tersebut, maka penulis tertarik untuk
mengadakan penelitian tentang :
“STUDI PENGGUNAAN CANGKANG KERANG LAUT SEBAGAI
BAHAN PENAMBAH AGREGAT KASAR PADA CAMPURAN BETON”
1.1
Rumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah
apakah dengan penambahan cangkang kerang sebagai bahan penambah agregat kasar pada
campuran beton, dapat mempengaruhi sifat mekanis pada beton ?
1.2
Tujuan Dan Manfaat
1. Adapun tujuan dari
penelitian ini adalah untuk mengetahui sifat mekanis beton normal melalui
percobaan slump, berat volume beton dan mengetahui pengaruh kuat tekan,
elastisitas, dan kuat lentur beton jika menggunakan cangkang kerang sebagai bahan penambah agregat kasar.
2
Adapun manfaat dari penelitian ini sebagai bahan informasi
ilmiah tentang penggunaan cangkang kerang sebagai bahan penambah dalam agregat kasar. Dan dapat mengurangi pencemaran lingkungan
akibat limbah cangkang kerang.
2.1 Batasan Masalah
Agar penelitian ini
dapat terarah sesuai dengan tujuan penelitian, maka perlu diberi batasan
sebagai berikut :
a.
Mutu beton direncanakan K-225
b.
Cangkang Kerang
sebagai bahan penambah agregat kasar, dan cangkang kerang berasal dari laut Kayoa.
c.
Metode pencampuran
beton menggunakan SNI.
d.
Pengujian kuat
beton rata-rata dilakukan pada umur 14 hari.
e.
Penelitian
dilakukan dengan uji laboraturium di laboratorium Struktur dan Bahan Fakultas
Teknik Jurusan sipil Universitas Khairun.
f.
Agregat Kasar (batu pecah) berasal kel. Togafo.
g.
Agregat Halus (pasir) berasal dari Kelurahan
Kalumata.
h.
Uji kuat tekan
beton dengan cangkang kerang sebagai bahan penambah agregat kasar di lakukan pada
umur 14 hari.
i.
Uji Elastisitas
beton dengan menggunakan benda uji berbentuk silinder dengan jumlah 15 buah.
j.
Uji kuat lentur
beton menggunakan benda uji berbentuk balok dengan ukuran 15 x 15 x 60 cm.
TINJAUAN PUSTAKA
Beton adalah campuran antara semen, agregat kasar, agregat
halus, dan air, dengan atau tanpa bahan campuran tambahan yang membentuk massa
padat. Struktur beton sangat dipengaruhi oleh komposisi dan kualitas
bahan-bahan pencampur beton, yang dibatasi oleh kemampuan daya tekan beton (in a state of compression) seperti yang
tercantum dalam perencanaannya. Hal tersebut bergantung juga pada kemampuan
daya dukung tanah (supported by soil).
Dengan demikian beton merupakan fungsi dari bahan penyusunnya, salah satunya
terdiri dari pasta semen yang dibentuk
dari air dan semen. Pasta semen ini selain mengisi pori-pori diantara
butiran agregat pada beton juga bersifat
sebagai pengikat/perekat dalam proses pengerasan. Maka dari itu, masing-masing
komponen tersebut perlu dipelajari sebelum menpelajari beton secara keseluruhan
sehingga perencana (engineer) dapat
mengembangkan penelitian material yang layak dan memenuhi kekuatan yang
diisyaratkan oleh perencana.
2.2 Sifat-Sifat Beton Segar
Sifat-sifat beton segar hanya penting sejauh mana
mempengaruhi pemilihan peralatan yang dibutuhkan dalam pengerjaan dan pemadatan
serta kemungkinan mempengaruhi sifat-sifat beton pada saat mengeras. Ada dua
hal yang harus dipenuhi dalam pembuatan beton yaitu pertama sifat-sifat yang
harus dipenuhi dalam jangka waktu lama oleh beton yang mengeras seperti
kekuatan, keawetan dan kestabilan volume. Yang kedua Sifat yang harus dipenuhi
dalam jangka waktu pendek ketika beton dalam kondisi plastis (workability) atau kemudahan pengerjaan
tanpa adanya bleeding dan segregation. Akan tetapi sifat ini tidak dapat dirumuskan dengan pasti
dan berlaku untuk semua jenis bahan baku, kondisi lingkungan dan cuaca
disekitar lokasi pekerjaan. Sebagai contoh, campuran yang mudah dikerjakan
untuk pekerjaan lantai belum tentu akan mudah dikerjakan pada cetakan balok
dengan penampang sempit serta mempunyai penulangan yang rapat.
Campuran beton direncanakan berdasarkan asumsi adanya
hubungan antara sifat-sitaf komposisi campuran dan sifat-sifat beton setelah
mengeras. Untuk dapat bertahan dengan
sifat-sifat ini, maka beton harus dipadatkan secara seragam pada cetakannya.
Dengan demikian, pengetahuan tentang sifat beton merupakan hal penting dalam
upaya menghasilkan beton yang berkualitas baik setelah mengeras.
Dalam Teknologi Beton, istilah kemudahan pengerjaan masih
memberikan pengertian yang umum dan untuk dapat memahami sifat ini lebih jauh.
Kemudahan pengerjaan atau workability
pada pekerjaan beton didefenisikan sebagai kemudahan untuk dikerjakan,
dituangkan dan dipadatkan serta dibentuk dalam acuan (IIsley, 1942:224). Kemudahan pengerjaan ini diindikasikan melalui
nilai slump. Maka sifat ini dapat dijabarkan kedalam sifat-sifat yang lebih
spesifik, yaitu :
a.
Sifat kemampuan
untuk dipadatkan (compactibility).
b.
Sifat kemampuan
untuk dialirkan (mobility).
c.
Sifat kemampuan
untuk tetap dapat bertahan seragam (stability).
Keseluruhan sifat yang dibutuhkan untuk suatu campuran yang
baik, dipengaruhi oleh faktor internal dan faktor eksternal.
2.2.1
Sifat Kemudahan Dipadatkan dan Dialirkan
Kedua sifat ini mempunyai kaitan erat antara yang satu
dengan yang lainnya dan dapat dikatakan bahwa campuran yang mudah dialirkan
akan mudah pula dipadatkan. Ternyata untuk dapat memahami mengenai masalah
aliran campuran beton segar, prinsip-prinsip yang terdapat didalam ilmu
tentang sifat aliran air atau gas tidak dapat diterapkan pada campuran
beton. Ini disebabkan karena ilmu tentang aliran air dan gas didasarkan pada
massa yang mempunyai ukuran partikel/molekul atau atom yang seragam.
Salah satu sifat yang dapat menggambarkan kedua sifat
tersebut adalah sifat kekentalan campuran, walaupun sifat kekentalan ini tidak
identik sepenuhnya dengan sifat-sifat kemudahan untuk dialirkan. Untuk mengukur
sifat kemudahan pengerjaan dapat dilakukan dengan metode pengujian slump test.
2.2.2 Sifat Dapat Bertahan Stabil
Sifat ini merupakan kebutuhan lain agar beton dapat
dihasilkan mencapai kekuatan optimal. Bertahan disini ialah tidak terjadi
perubahan terhadap keseragaman campuran akibat terjadinya pemisahan butiran
agregat dengan pasta semen selama proses pengangkutan, pengecoran dan
pemadatan. Campuran yang tidak stabil dapat ditandai dengan terpisahnya air
dengan benda padat serta timbulnya pemisahan agregat kasar dari pastanya.
a.
Pemisahan Agregat Kasar
Dari Campuran (segregasi)
Pemisahan ini terjadi bila adanya kohesi dari adukan beton tidak mampu
untuk menahan butiran agregat untuk tetap mengambang. Beton tidak mungkin
dipadatkan apabila terjadi pemisahan agregat kasar dari adukannya, dan bila ini
terjadi maka kualitas beton ditempat tersebut kurang baik. Pengaruh segregasi
dapat diatasi dengan mengubah susunan gradasi dan kadar semen, dimana dengan
cara ini campuran yang dihasilkan masih tetap mempunyai sifat kemudahan untuk
dikerjakan.
b.
Pemisahan Air dari
Campuran
Dapat terjadi akibat proses pengendapan butiran semen yang mengambang.
Proses ini terjadi setelah proses pengecoran dalam bakisting selesai. Bleeding
dapat diamati dengan terbentuknya lapisan air yang tergenang dipermukaan beton.
Pada campuran beton normal dengan kekentalan agak tinggi, proses ini terjadi
secara bertahap dengan merembesnya air keseluruh permukaan beton.
c.
Penguapan Dan Susut
Plastis
Pada daerah yang beriklim tropis,
penguapan dapat mengganggu sifat kemudahan pengerjaan campuran beton, karena
campuran dengan segera kehilangan keplastisannya sebelum proses pemadatan dapat dilakukan secara
sempurna. Penguapan menjadi permasalahan bila tingkat kecepatan penguapan
melebihi kecepatan bleeding.
2.3 Sifat Beton Keras (Hardened Concrete)
Sifat dan kerakteristik campuran beton segar secara tidak
langsung akan mempengaruhi beton yang telah mengeras. Pasta semen tidak
bersifat elastic sempurna, tetapi merupakan viscoelastic-solid.
Gaya gesek dalam, susut dan tegangan yang terjadi biasanya tergantung dari
energy pemadatan dan tindakan preventive
terhadap perhatiannya pada tegangan dalam beton. Hal ini tergantung dari jumlah
dan distribusi air, kekentalan aliran gel (pasta semen) dan penanganan pada
saat sebelum terjadi tegangan serta kristalin yang terjadi untuk pembentukan
pori.
2.3.1 Kekuatan Beton
a.
Kekuatan kuat tekan
Kekuatan beton dapat dicapai sampai 14000 psi atau lebih, tergantung pada
jenis campuran, sifat-sifat agregat, serta lama dan kualitas perawatan.
Kekuatan beton yang paling umum digunakan adalah sekitar 3000 samapai 6000 psi,
dan beton komersial dengan agregat biasa, kekuatannya sekitar 300 samapai 10000
psi. Kuat tekan (f’c) dapat
ditentukan dengan silinder (berdiameter 15 mm dan tinggi 300 mm) yang dirawat
dibawah kondisi standar laboraturium pada kecepatan pembebanan tertentu, pada
umur 28 hari. Spesifikasi standart yang dipakai di Amerika Serikat biasanya
diambil dari ASTM’ C-39. Perlu dipahami bahwa kekuatan beton pada struktur
aktual dapat saja tidak sama dengan kekuatan silinder karena perbedaan
pemadatan dan kondisi perawatan.
b.
Elastisitas Beton
Tolak ukur yang umum dari sifat elastisitas suatu bahan adalah modulus
elastic, yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan
perubahan bentuk per-satuan panjang, sebagai akibat dari tekanan yang
diberikan. Modulus elastisitas tidak berkaitan langsung dengan sifat-sifat
beton lainnya. Meskipun dengan kekuatan yang lebih tinggi dapat juga
mempengaruhi elastisitas lebih tinggi. Untuk beton biasa modulus elastisitas
berkisar antara 25 – 36 kN/mm2 dan juga bias bertambah. Cukup
penting batang beton yang terjepit sudah berada pada suatu tingkat regangan.
Banyaknya bahan-bahan struktural, berperilaku elastic dan linier ketika di
bebani pertama kali, akibatnya kurva tegangan-tegangan dimulai dengan garis
lurus yang melewati titik asalnya. Apabila suatu bahan berperilaku elastic dan
juga mempunyai hubungan linier antara tegangan dan regangan, bahan ini disebut
elastic linier. Perilaku ini sangat penting dalam rangka untuk menghindari
deformasi permanen akibat luluh.
Meskipun disadari bahwa pada kenyataannya bahan beton bersifat tidak serba
sama (non homogeneus) dan tidak
sepenuhnya elastik, selama ini cara pendekatan linier juga digunakan dan
dianggap benar bagi bahan beton. Hubungan linier antara tegangan dan regangan
dinyatakan dalam persamaan hokum Hooke sebagai berikut :
Ļ =
ĪµxĪ…………………………...…………....(2.1.a)
Dimana : Ļ = Tegangan (kg/cm2),
Īµ = Regangan,
E = Modulus Elastisitas
c.
Kekuatan Lentur
Balok adalah bagian dari struktur rumah yang berfungsi untuk menopang
lantai diatasnya, balok juga berfungsi sebagai penyair momen menuju
kolom-kolom. Balok dikenal sebagai elemen lentur, yaitu elemen struktur yang
dominan memikul gaya dalam berupa momen lentur dan juga momen geser. Konstruksi
balok biasanya berupa balok bertulang yang merupakan konstruksi yang tidak
asing lagi dalam bidang teknik sipil. Hampir setiap bangunan sipil baik itu
gedung, jembatan maupun bangunan air.
Perancangan komponen struktur beton dilakukan sedemikian rupa sehingga
tidak timbul retak berlebihan pada penampang sewaktu mendukung beban kerja, dan
masih mempunyai cukup keamanan serta cadangan kekuatan beban dan tegangan lebih
lanjut tanpa mengalami runtuh timbulnya tegangan-tegangan lentur akibat
terjadinya momen karena beban luar, dan tegangan tersebut merupakan faktor yang
menentukan dalam menetapkan dimensi geometris penampang komponen struktur. Proses perencanaan atau
analisis umunya dimulai dengan memenuhi persyaratan terhadap lentur, kemudian
baru segi-segi lainnya seperti kapasitas geser, defleksi, retak, dan panjang
penyaluran, analisis sehingga keseluruhannya memenuhi syarat. Seperti
diketahui, untuk bahan yang bersifat sam dan elastic, distribusi regangan
maupun tegangannya linier berupa garis lurus dari garis netral ke nilai
maksimum diserat tepi terluar. Dengan demikian nilai tegangannya berbanding
lurus dengan nilai-nilai regangan dan hal tersebut berlaku sampai dengan
dicapainya batas sebanding. Pada struktur kayu, nilai regangan lentur izin
didapatkan dengan cara lebih langsung dengan menggunakan factor aman pembagi
terhadap tegangan lentur patah. Dengan menggunakan cara penetapan tegangan
lentur izin seperti tersebut, yang didasarkan pada anggapan hubungan linier antara
tegangan dan regangan, analisis serta perencanaan struktur kayu dan baja dapat
dilakukan. Dengan demikian mengikuti sepenuhnya sesuai dengan teori
elastisitas.
Kekuatan tekan beton merupakan salah satu kinerja utama beton.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan beton dari material penyusunannya
ditentukan oleh factor air semen (FAS), porositas, elastisitas, kematangan dan
factor intristik lainnya.
a.
Faktor Air Semen (FAS)
Banyaknya air yang dipakai selama proses hidrasi akan mempengaruhi
kerakteristik kekuatan beton jadi. Pada dasarnya jumlah air yang dibutuhkan
untuk proses hidrasi adalah berkisar 25% dari berat semen. Jika air yang
digunakan kurang dari 25% maka kemudahan dalam pengerjaan tidak akan tercapai.
Sebaliknya kekuatan beton akan menurun jika air yang ditambahkan kedalam
campuran semakin banyak. FAS yang rendah menyebabkan air yang ada diantara
bagian-bagian semen sedikit dan jarak antara butiran-butiran semen menjadi
pendek ( Tri Mulyono, 2004:42).
b.
Pengaruh Porositas
Faktor utama yang mempengaruhi kekuatan beton adalah porositas. Kekuatan
beton ditentukan oleh faktor ruang kosong /semen. Dimana faktor air semen tidak
biasa diterapkan seperti baton yang kurang pasta semen, beton yang kaku (stiff) dengan pemadatan yang tidak
memadai.
c.
Faktor Elastisitas
Beton
Tolak ukur yang umum dari sifat elastisitas suatu bahan adalah modulus
elastis, yang merupakan perbandingan dari tekanan yang diberikan dengan perubahan bentuk per-satuan panjang, sebagai
akibat dari tekanan yang diberikan. Modulus elastisitas tidak berkaitan
langsung dengan sifat-sifat beton lainnya, meskipun kekuatan yang lebih tinggi
dapat juga mempengaruhi elastisitas lebih tinggi. Untuk beton biasa modulus
elastisitas berkisar antara 25 sampai 36 kN/mm2 dan juga bisa
bertambah. Cukup penting bahwa batang beton yang terjepit sudah berada pada
suatu tingkat regangan.
d.
Kematangan Dan
Perkembangan Kekuatan
Hidrasi sangat dipengaruhi oleh waktu dan temperature hidrasi sehingga
penambahan kekuatan beton juga dikendalikan oleh factor tersebut. Kekuatan
tekan beton akan bertambah dengan naiknya umur beton. Kenaikan beton terjadi
secara cepat (linier) sampai umur 28
hari, setelah itu kenaikannya akan mengecil. Kekuatan beton akan terus
bertambah sampai beberapa tahun, biasanya kekuatan tekan rencana beton dihitung
pada umur 28 hari. Untuk struktur yang menghendaki kekuatan awal tinggi, maka
campuran dikombinasikan dengan semen khusus atau zat kimia tetapi dengan
mempergunakan jenis semen tipe I. Laju kenaikan umur beton sangat tergantung
dari penggunaan bahan semen karena semen cenderung secara langsung memperbaiki
kinerja tekannya.
Tabel 2.1 Hubungan kuat tekan silinder dengan
umur
Umur Beton (hari)
|
3
|
7
|
14
|
21
|
28
|
90
|
365
|
Semen Portland biasa
|
0,40
|
0,65
|
0,88
|
0,95
|
1,00
|
1,20
|
1,35
|
Semen Portland dengan kekuatan awal tinggi
|
0,55
|
0,75
|
0,90
|
0,95
|
1,00
|
1,15
|
1,20
|
Sumber: (PBI 71 dalam Adiyono, 2006)
e.
Rasio Poisson
Seperti material yang lain, beton berubah bentuk secara lateral dibawah
beban aksial, kontraksi tegangan volumetric pertama kalinya bertambah akibat
desifikasi beton. Tetapi kemudahan berubah tanda akibat adanya retak. Bilamana
beton mengalami desakan, maka beton memendek pada arah memanjang dan mengalami
pengembangan arah melebar. Perbandingan antara regangan arah melebar dengan arah
memanjang dikenal sebagai angka perbandingan poisson. Nilai angka poisson
umumnya 0,1 – 0,2 dan pada batasan beban rencana angka ini dapat diambil
sebesar 0,2 (L.J Murdock,K.M. Brook,1999:
12).
2.3.2 Susut
Susut adalah perubahan volume yang terjadi ketika air masuk
dan keluar gel semen, atau ketika air
mengubah keadaan fisik atau kimianya di dalam pasta. Hampir semua bahan akan menyusut sedikit, bila dikeringkan dan akan mengembang
bila dibasahi. Penyusutan merupakan salah satu penyebab retak dari pada
bangunan, karena bahan bangunan pada umumnya basah pada waktu didirikan dan
mongering kemudian. Susut juga terjadi pada semua bahan yang memakai semen
sebagai bahan pengikat. Susut dipengaruhi oleh kadar agregat, kadar air, kadar
semen, dan bahan kimia pembantu, kondisi perawatan dan penyimpangan, pengaruh
ukuran.
Susut
dipengaruhi oleh kecepatan angin, kelengasan relative, dan temperature udara.
Pada kecepatan angin nol menampakakkan tidak ada retak, sebaliknya contoh pada
30 0C dan angin 5 m/dt, kadar air lengas relative 40 % menampakkan
retak. Susut terjadi setelah 2 minggu sebesar 14 – 34% dari susut 20 tahun,
setelah 3 bulan 40 – 80% dari susut 20 tahun, setelah 2 tahun 66 – 85% dari
susut 20 tahun (Paul Nugraha, Antoni,
2007 : 2000).
Susut
dapat dikurangi dengan mengurangi jumlah air dalam campuran beton seminimal
mungkin, merawat beton dengan baik, menuangkan beton sedikit demi sedikit untuk
memberikan kesempatan sebelum terjadinya susut pada bagian berikutnya, dan
menggunakan agregat dengan kerapatan yang tepat dan tidak berpori.
2.3.3 Rangkak
Rangkak adalah perubahan bentuk dibawah beban tetap.
Pemberian beban pada beton akan menyebabkan deformasi elastis. Besarnya
deformasi tergantung faktor tegangan kekuatan pada waktu pembebanan, juga
dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti proporsi campuran, ukuran specimen dan
kondisi iklim. Keuntungan rangkak seperti bila getas maka akan tidak berguna
dan sukar dikerjakan, cenderung untuk meredakan tegangan sebelum terjadi lebih
besar dan menyebabkan retak. Kerugian dari rangkak yaitu deformasi yang besar
dan tertekuknya kolom beton.
2.3.4 Retak
Bila beton baru mengering dengan cepat maka permukaannya
akan mengalami tegangan tarik yang lebih tinggi dari kekuatan tariknya,
sehingga akan menyebabkan retak. Retak juga mungkin terjadi bila terdapat
perbedaan temperature yang tinggi (sampai 20 0C) antara bagian
dalam dan bagian luar beton. Penyebab utama dari retak adalah
factor air semen, karbonasi, dan perawatan. Semakin banyak air, semakin besar
susut pengeringannya begitu juga kadar semen yang tinggi akan mengakibatkan
susut kimianya. Volume dari produk hidrasi adalah lebih kecil 25% dari semula,
hal ini menambah porositas dari pasta. Pencegahan terhadap retak yaitu kadar
air yang dipakai harus serendah mungkin, kandungan agregat setinggi mungkin,
dengan diameter maksimum, pakai agregat yang bersih terutama bersih dari tanah
liat, menuang beton secara seragam, buat beton sedingin mungkin, pengawasan
yang berkompeten.
2.3.5 Ketahanan (Durabilitas)
Struktur
beton harus mampu menghadapi kondisi selama jangka waktu yang direncanakan
tanpa mengalami kerusakan (deteriorate).
Beton yang demikian disebut mempunyai ketahan yang tinggi. Kurangnya ketahanan
dapat disebabkan oleh pengaruh luar seperti pengaruh fisik, kimia maupun
mekanis, misalnya pelapukan oleh cuaca perubahan temperatur yang drastic,
abrasi, aksi elektrolisis cuaca, serangan oleh cairan atau gas alami.
Secara
umum ketahan beton akan bertambah bila permeabilitasnya berkurang. Sangat penting
juga untuk memperhitungkan faktor lingkungan dimana beton akan berada dengan
memilih proporsi campuran yang dapat memastikan pemadatan sempurna pada faktor air semen yang sesuai. Penyebab dari dalam adalah reaksi
alkali-agregat, perubahan volume dan permeabilitas. Umur efektif beton dapat
menjadi lebih singkat dari semestinya apabila dipengaruhi oleh cuaca, air yang
agresif, pengikisan pada bangunan keairan, korosi kimiawi dan kehancuran
mekanis.
Perlindungan
terhadap serangan dapat dilakukan dengan meningkatkan mutu pada bagian
permukaan beton saja dengan pelapisan (cauting)
seperti cat atau waterproofing. Peningkatan mutu pada bagian permukaan sudah
dapat meningkatkan pertahanan beton secara signifikan. Untuk meningkatkan mutu
lateralbeton dapat dilakukan dengan menurunkan faktor air semen, meningkatkan
kadar semen dalam beton penambahan material pozzoland seperti fly ash, silica fume atau blast
furnace slag. Metode lain untuk meningkatkan mutu permukaan juga dapat
dilakukan dengan permeable formwork,
yaitu metode pengecoran dimana permukaan bekisting dilapisi dengan suatu
material yang dapat mengalirkan air yang berlebihan dari beton tetapi tidak
mengalirkan pasta semen. Hal ini dapat mengalirkan kelebihan air dipermukaan
beton sehingga beton memiliki faktor air semen yang lebih rendah dengan mutu
yang lebih tinggi.
2.4 Material Pembentukkan Beton
2.4.1 Agregat
Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai
bahan pengisi dalam campuran beton. Komposisi agregat 70% - 75% dari volume beton
(Tri Mulyono, 2004 : 65). Walaupun
hanya sebagai bahan pengisi, tetapi agregat sangat berpengaruh terhadap
sifat-sifat beton itu sendiri terutama
yang berhubungan dengan kekuatan beton. Agregat yang digunakan pada campuran
beton ada dua, yaitu :
a.
Agregat Kasar
Agregat Kasar mempunyai diameter lebih besar dari 5 mm. sifat agregat kasar
mempunyai pengaruh terhadap kekuatan beton sehingga harus mempunyai bentuk yang
baik, bersih, kuat, dan bergradasi baik. Agregat kasar dapat diperoleh dari
batu pecah dan kerikil alami.
b.
Agregat Halus
Agregat halus diameternya tidak lebih dari 5 mm. agregat halus dapat
diperoleh secara alami maupun buatan. Agregat halus yang baik adalah yang
terbebas dari beberapa bahan organik, lempung dan bahan-bahan lain yang merusak
beton. Dari bentuk fisiknya, agergat halus mempunyai butiran yang tajam, keras
dan butirannya tidak mudah pecah karena cuaca. Pengambilan sumber agregat halus
dapat ditemukan pada sungai, galian dan laut. Untuk beton, agregat dari laut
tidak diperbolehkan kecuali ada penanganan khusus.
2.4.2 Semen
Semen sebagai bahan pengikat adukan beton pada penelitian
ini dipilih semen Portland tipe I merek Tonasa. Pengamatan dilakukan secara
visual terhadap kemasan kantong 50 kg, tertutup rapat, bahan butirannya halus
dan tidak terjadi penggumpalan. Kehalusan semen sisa diatas ayakan 0,09 mm
maksimum 10% dari berat. Semen berfungsi untuk merekatkan butiran-butiran
agregat dalam adukan beton agar terjadi susut massayang padat. Pasta semen
adalah campuran antara semen dengan air, menjadi mortar apabila dicampur dengan
pasir dan akan membentuk beton bila ditambah split. Sesuai dengan tujuan
pemakainya, semen Portland dibagi menjadi lima jenis yaitu :
a.
Jenis 1
Untuk kostruksi pada umumnya, dimana tidak diminta persyaratan khusus pada
jenis-jenis lainnya.
b.
Jenis 2
Untuk konstruksi terutama sekali bila disyaratkan agar tahan terhadap
sulfat dan panas hidrasi yang sedang.
c.
Jenis 3
Untuk konstruksi-konstriksi yang menuntut persyaratan kekuatan awal yang
tinggi.
d.
Jenis 4
Untuk konstruksi-konstriksi yang menuntut persyaratan panas hidrasi yang
rendah.
e.
Jenis 5
Untuk konstruksi-konstriksi yang menuntut persyaratan sangat tahan terhadap
sulfat.
2.4.3 Air
pada pekerjaan beton, air mempunyai beberapa fungsi yaitu
sebagai pembersih agregat dari kotoran yang melekat; merupakan media untuk
pencampuran; mengecor dan memadatkan serta memelihara beton. Disamping itu juga
air berfungsi sebagai bahan baku yang mengakibatkan terjadinya proses kimia,
sehingga semen dapat bereaksi dan mengeras. SNI-03-2847-2002 dalam pasal 5.4
ayat 1 s/d 3 mensyaratkan sebagai berikut :
a.
Air yang digunakan
pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan-bahan yang merusak yang
mengandung oli, asam alkali, garam dan bahan organic, atau bahan-bahan lain
yang merugikan terhadap beton atau tulangan.
b.
Air campuran yang
digunakan pada beton prategang atau pada beton yang didalamnya tertanam logam
alumunium, termasuk air bebas yang terkandung dalam agregat, tidak mengandung
ion klorida dalam jumlah yang membahayakan.
c.
Air yang tidak
dapat diminum tidak boleh digunakan, kecuali ketentuan berikut terpenuhi
d.
Pemilihan proporsi
campuran beton yang menggunakan air dari sumber yang sama.
e.
Hasil pengujian
pada umur 14 hari pada silinder yang dibuat dari adukan air yang tidak
dapat diminum haus mempunyai kekuatan
sekurang-kurangnya sama dengan 90% dari kekuatan benda uji yang dibuat dari air
yang dapat diminum. Perbandingan uji kekuatan tersebut harus dilakukan pada
adukan serupa, terkecuali pada air pencampuran yang dan diuji dengan “ Metoda
uji kuat tekan untuk mortar semen hidrolis “ (menggunakan specimen kubus dengan
ukuran sisi 50 mm). [ASTM C 109].
f.
Kelebihan air akan
menyebabkan semen bergerak kepermukaan adukan beton segar yang baru saja
dituang sehingga menyebabkan kekuatan beton berkurang. Untuk itu penggunaan air
harus diperhitungkan dengan teliti agar kekuatan beton tidak berkurang dan
mudah dalam pengerjaan (Tri Mulyono,
2004:51).
2.5 Kerang Laut
2.5.1 Ciri-ciri umum
Pengertian kerang bersifat umum dan tidak memiliki arti
secara biologi namun penggunaannya luas dan dipakai dalam kegiatan ekonomi.
1.
Dalam pengertian paling luas, kerang berarti semua moluska
dengan sepasang cangkang. Dengan pengertian ini, lebih tepat orang menyebutnya kerang-kerangan dan sepadan dengan
arti clam yang dipakai di Amerika. Contoh pemakaian seperti ini dapat
dilihat pada istilah "kerajinan dari kerang".
2.
Kata kerang dapat
pula berarti semua kerang-kerangan yang hidupnya menempel pada suatu obyek. Ke
dalamnya termasuk jenis-jenis yang dapat dimakan, seperti kerang darah dan kerang hijau (kupang awung), namun tidak
termasuk jenis-jenis yang dapat dimakan tetapi menggeletak di pasir atau dasar
perairan, seperti lokan dan remis.
3.
Kerang juga dipakai
untuk menyebut berbagai kerang-kerangan yang bercangkang tebal, berkapur,
dengan pola radial pada cangkang yang tegas. Dalam pengertian ini, kerang hijau
tidak termasuk di dalamnya dan lebih tepat disebut kupang. Pengertian yang paling mendekati dalam bahasa Inggris adalah cockle.
4.
Dalam pengertian
yang paling sempit, yang dimaksud sebagai kerang adalah kerang darah (Anadara
granosa), sejenis kerang budidaya yang umum dijumpai di wilayah Indo-Pasifik dan banyak dijual di warung atau rumah makan yang menjual hasil laut.
Gambar 2.1. Jenis-jenis kerang yang dapat di konsumsi
Semua kerang-kerangan memiliki sepasang cangkang (disebut juga cangkok atau katup) yang biasanya simetri cermin yang terhubung dengan suatu
ligamen (jaringan ikat). Pada kebanyakan kerang terdapat dua otot adduktor yang
mengatur buka-tutupnya cangkang. Kerang tidak memiliki kepala (juga otak) dan
hanya simping yang memiliki mata. Organ yang dimiliki adalah ginjal, jantung,
mulut, dan anus. Kerang dapat bergerak dengan "kaki" berupa semacam
organ pipih yang dikeluarkan dari cangkang sewaktu-waktu atau dengan
membuka-tutup cangkang secara mengejut. Sistem sirkulasinya terbuka, berarti
tidak memiliki pembuluh darah. Pasokan oksigen berasal dari darah yang sangat
cair yang kaya nutrisi dan oksigen yang menyelubungi organ-organnya. Makanan
kerang adalah plankton, dengan cara menyaring. Kerang sendiri merupakan mangsa
bagi cumi-cumi dan hiu. Semua kerang adalah jantan ketika muda. Beberapa akan
menjadi betina seiring dengan kedewasaan
2.5.2 Cangkang Kerang
Dari penjelasan umum
di atas cangkang kerang darah memiliki tempurung yang tebal dan berkapur
sehingga dapat di gunakan sebagai agregat kasar dalam campuran beton. Kerang
darah merupakan binatang laut kelompok shellfish
(bertempurung) yang mempunyai nilai gizi yang tinggi, lezat, gurih dan banyak
di gemari oleh masyarakat. Kerang darah adalah nama sekumpulan molusca dwicangkerang daripada family cardiidade yang merupakan salah
satu komuditi perikanan yang telah lama di budidayakan sebagai salah satu usaha
sampingan masyarakat pesisir. Teknik budidayanya mudah di kerjakan, tidak
memerlukan modal yang besar dan dapat di panen setelah berumur 6 – 7 bulan.
Hasil panen per hektar per tahun dapat mencapai 200 – 300 ton kerang utuh atau
sekitar 60 – 100 ton daging kerang. (porsepwandi,
1998 dalam Shinta Marito Siregar,2009).
Cangkang kerang darah mengandung
kapur, silikat dan alumina. Adapun komposisi
kimia yang terkandung dalam canggkang kerang sebagai berikut:
Komponen Cangkang
Kerang (kadar % berat)
(siti mariyam, 2006
dalam sinta marito sirigar 2009)
Berkaca pada jaman
yunani, Kapur telah di gunakan
salama berabad-abad lamanya sebagai bahan adukan dan
plesteran untuk bangunan. Hal tersebut terlihat pada piramida-piramida di mesir
yang di bangun 4500 tahun sebelum masehi. Kapur di gunakan sebagai bahan
pengikat selama jaman romawi dan yunani. Orang-orang romawi menggunakan beton
untuk membangun colloseum dan parthenon, dengan cara mencampur kapur dengan abu
gunung yang mereka peroleh di dekat pozzuoli, italia dan mereka namakan
pozzolan.
METODE PELAKSANAAN PENELITIAN
3.1 Umum
Hasil
akhir suatu penelitian ditentukan oleh metode yang digunakan pada penelitian
tersebut. Penelitian dapat berjalan dengan sistimatis dan lancar serta mencapai
tujuan yang diinginkan tidak terlepas
dari metode penelitian yang disesuaikan dengan prosedur, alat dan jenis
penelitian.
Penelitian
ini merupakan studi eksperimental yang dilaksanakan di Laboratorium
Struktur dan Bahan Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Khairun Ternate.
Benda uji yang direncanakan 45 buah untuk pengujian beton karakteristik,
pengujian kuat tekan, kuat lentur, dan elastisitas beton masing-masing 15
sampel dengan cangkang kerang sebagai pengganti aggregat kasar pada campuran
beton untuk pengujian beton pada umur 14 hari.
3.2 Tahapan Persiapan
3.2.1 Pengumpulan
Data
Data
merupakan faktor yang berpengaruh dan sangat diperlukan untuk menentukan kuat
tekan beton. Pada penelitian ini data yang diperlukan diperoleh dari percobaan
di Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Khairun Ternate.
3.2.2 Bahan dan Peralatan
Selain semen, bahan yang digunakan merupakan bahan
lokal dari daerah Kota Ternate dan peralatan yang digunakan tersedia pada
Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas
Khairun Ternate. Bahan dan peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut:
a.
Bahan
Bahan yang digunakan pada campuran beton adalah
sebagai berikut:
1. Semen.
Semen sebagai bahan pengikat adukan
beton menggunakan Semen Portland Tipe I merek Tonasa. Pengamatan dilakukan
secara visual terhadap kemasan kantong 50 kg, tertutup rapat dan butiran halus
serta tidak terjadi pengumpalan.
2. Agregat Halus (Pasir).
Agregat halus yang digunakan adalah pasir alam yang
diambil dari Kelurahan Kalumata.
3. Agregat
Kasar
Agregat kasar yang digunakan adalah cangkang kerang, dan batu pecah yang diambil dari Kelurahan
Togafo.
4. Air
Air yang digunakan adalah air yang diambil dari
Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Khairun Ternate. Pengamatan yang dilakukan secara
visual, yaitu jernih dan tak berbau.
5. Cangkang kerang
Pada penilitian ini menggunakan cangkang kerang
sebagai bahan penambah agregat kasar, yang di peroleh dari laut kayoa yang
sudah tidak digunakan lagi (limbah).
b.
Peralatan
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah
saringan, oven, picnometer, talam, gerobak, timbangan, mesin los angles, ember,
bak air, mesin molen, alat uji tekan dan alat uji lentur.
3.3 Komposisi benda uji
Benda uji yang
di gunakan adalah benda uji berbentuk silinder dan balok dengan jumlah 45 buah
sampel, untuk pengujian beton karakteristik 30 buah sampel, kuat tekan,
Elastisitas, dan kuat lentur masing-masing 15 buah sampel yang di gunakan pada
umur beton 14 hari. Komposisi benda uji yang digunakan dapat di lihat
pada tabel 3.1, tabel 3.2, dan tabel 3.3.
Tabel 3.1 jumlah benda uji untuk pengujian kuat tekan
Uji tekan beton
|
Kode
|
Jumlah
sampel
|
Beton normal
|
BN
|
3
|
17% Cangkang
kerang + 83% batu pecah
|
BCK-10T
|
3
|
31% Cangkang kerang + 69% batu pecah
|
BCK-20T
|
3
|
44% Cangkang kerang + 56% batu pecah
|
BCK-30T
|
3
|
55% cangkang kerang + 45% batu pecah
|
BCK-40T
|
3
|
Catatan : benda uji
berbentuk silinder
Keterangan :
BN : Beton Cangkang Kerang 0% / Beton
Normal
BCK-10T : Beton Cangkang Kerang
17% / Uji Tekan Beton
BCK-20T : Beton Cangkang Kerang
31% / Uji Tekan Beton
BCK-30T : Beton Cangkang Kerang
44% / Uji Tekan Beton
BCK-40T : Beton Cangkang Kerang
55% / Uji Tekan Beton
Tabel 3.2 jumlah benda uji untuk pengujian elastisitas
Uji tekan beton
|
Kode
|
Jumlah
sampel
|
Beton normal
|
BN
|
3
|
17% Cangkang
kerang + 83% batu pecah
|
BCK-10T
|
3
|
31% Cangkang kerang + 69% batu pecah
|
BCK-20T
|
3
|
44% Cangkang kerang + 56% batu pecah
|
BCK-30T
|
3
|
55% cangkang kerang + 45% batu pecah
|
BCK-40T
|
3
|
Catatan : benda uji
berbentuk silinder
Keterangan :
BN : Beton Cangkang Kerang 0% / Beton
Normal
BCK-10E : Beton Cangkang Kerang
17% / Uji Elastisitas
BCK-20E : Beton Cangkang Kerang
31% / Uji Elastisitas
BCK-30E : Beton Cangkang Kerang
44% / Uji Elastisitas
BCK-40E : Beton Cangkang Kerang
55% / Uji Elastisitas
Tabel 3.3 jumlah benda uji untuk pengujian lentur
Uji tekan beton
|
Kode
|
Jumlah
sampel
|
Beton normal
|
BN
|
3
|
17% Cangkang
kerang + 83% batu pecah
|
BCK-10T
|
3
|
31% Cangkang kerang + 69% batu pecah
|
BCK-20T
|
3
|
44% Cangkang kerang + 56% batu pecah
|
BCK-30T
|
3
|
55% cangkang kerang + 45% batu pecah
|
BCK-40T
|
3
|
Catatan : benda uji
berbentuk silinder
Keterangan :
BN : Beton Cangkang Kerang 0% / Beton
Normal
BCK-10L : Beton Cangkang Kerang 17% / Uji Lentur
BCK-20L : Beton Cangkang Kerang
31% / Uji Lentur
BCK-30L : Beton Cangkang Kerang
44% / Uji Lentur
BCK-40L : Beton Cangkang Kerang
55% / Uji Lentur
3.4 Pembuatan Adukan Beton
1. Melakukan penimbangan
bahan-bahan, seperti semen, pasir, kerikil dan cangkang kerang sesuai dengan kebutuhan rencana campuran adukan
beton.
2. Memasukkan kerikil, cangkang kerang, pasir, semen, dan air kedalam mixer, dilanjutkan dengan menghidupkan mixer tersebut.
3. Pada saat mixer mulai berputar
diusahakan selalu dalam keadaan miring sekitar 45o, agar terjadi
adukan beton yang merata.
4. Mempersiapkan cetakan-cetakan selinder dan balok yang akan dipakai untuk mencetak benda uji dengan terlebih dahulu diolesi
oli.
5. Memasukkan adukan beton kedalam cetakan
dengan memakai cetok, dilakukan sedikit demi sedikit sambil ditusuk-tusuk agar
tidak keropos.
6. Adukan yang telah dicetak ditempatkan
pada tempat yang terlindung dari sinar matahari dan hujan serta didiamkan
selama ±24 jam.
7.Cetakan dapat dibuka, dengan memberi
kode/keterangan pada beton.
3.4.1 Proses Pembersihan Cangkang Kerang
Proses pembersihan cangkang kerang sebagai bahan penambah agregat kasar dilakukan dengan cara manual yaitu
dengan cara direndam dengan menggunakan ember yang berisi air lalu dicucui.
3.4.2. Perawatan Beton
Benda uji yang telah dilepas dari
cetakannya dan diberikan tanda dirawat dengan cara merendamnya di dalam bak air
sampai batas waktu pengujian kekuatan beton. Perawatan benda uji ini dilakukan
berdasarkan ASTM C 171—03. Perawatan
benda uji dilakukan dengan tujuan untuk :
1. Mencegah terjadinya penguapan air yang terlalu cepat
pada beton yang masih muda, sehingga
dapat menyebabkan retaknya permukaan beton.
2. Menstabilkan hidrasi semen
sehingga memperbesar kemungkinan tercapainya kekuatan beton yang disyaratkan.
3.4.3. Uji Kuat Tekan
Kekuatan tekan merupakan salah satu
kinerja utama beton. Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya
tekan per satuan luas. Walaupun dalam beton terdapat tegangan tarik yang kecil,
diasumsikan bahwa semua tegangan tekan didukung oleh beton tersebut.
Kekuatan
beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi tingkat
kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang
dihasilkan. Kuat tekan diwakili oleh tegangan maksimum f’c dengan
satuan Newton per mm2 atau Mpa.
Pengujian kuat tekan dilakukan dengan
menggunakan Universal Testing Machine dengan
kapasitas 1500 kN. Pengujian ini dilakukan berdasarkan ASTM C 469-02.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan sesuai standar
(ASTM C 469-02) memberikan rumus sebagai berikut :
Kuat Tekan Beton = P/A kg/cm2……….…..(1)
Di mana :
P = Beban Maksimum (kg)
A = Luas Penampang Benda Uji
3.4.4 Uji Elastisitas Beton
Modulus elastisitas adalah rasio dari
tegangan normal tarik atau tekan terhadap regangan yang bersangkutan, di bawah batas
proporsional dari material.
Modulus Elastisitas suatu bahan
menggambarkan besarnya tegangan pada suatu regangan.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan sesuai standar ASTM, (ASTM C 469-02) memberikan rumus sebagai
berikut :
Di mana :
E = modulus elastisitas beton (MPa).
S2 = tegangan pada saat mencapai 40% dari beban maksimum (MPa).
S1 = tegangan pada saat pada saat regangan longitudinal (
)
sebesar 0,00005 (MPa).
Untuk modulus elastisitas, SNI 03 - 2847 -2002
memberikan rumus berdasarkan nilai berat isi beton (Wc). Untuk nilai Wc di
antara 1500 kg/m3 dan 2500 kg/m3, nilai modulus
elastisitas beton (Ec) dapat diambil sebesar
.…….(3)
Di mana :
E =
modulus elastisitas beton (MPa).
Wc =
berat volume beton (kg/m3)
f,c =
kuat tekan beton yang diisyartkan (MPa).
Sedangkan rumus empiris yang diberikan oleh beberapa buku untuk beton mutu
tinggi (high strength concrete),
yaitu untuk mutu
MPa adalah sebagai berikut :
Modulus elastisitas
(E)
Mpa........(4)
Di mana :
E = modulus elastisitas beton (MPa).
f’c = kuat tekan beton yang diisyaratkan (MPa).
Wc = berat satuan beton (kg/m3).
3.4.5. Uji Kuat Lentur Beton
Beton selain digunakan sebagai kolom untuk menahan
gaya tekan, beton juga digunakan sebagai balok dalam konstruksi. Pada
setiap penampang terdapat gaya-gaya dalam yang dapat diuraikan menjadi
komponen-komponen yang saling tegak lurus dan menyinggung terhadap penampang
tersebut. Komponen-komponen yang tegak
lurus terhadap penampang tersebut merupakan tegangan-tegangan lentur (tarik
pada salah satu sisi pada sumbu netral dan tekan pada sisi penampang lainnya).
Fungsi dari komponen ini adalah untuk memikul momen letur pada panampang.
Komponen-komponen yang menyinggung penampang dikenal sebagai tegangan regangan
geser dan komponen tersebut memikul gaya-gaya geser.
Pengujian kuat lentur dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine dengan kapasitas 2000 N, pengujian kuat
lentur ini dilakukan berdasarkan ASTM C
293-02.
Untuk perhitungan kuat lentur yang dilakukan sesuai dengan metode ASTM, ( ASTM C 293-02) memberikan rumus
sebagai berikut :
MR = PL/bd2 ……………………………...(5)
Di mana :
R = modulus
tarik( modulus repture) (MPa).
P = beban
maksimum pada balok yang diberikan oleh mesin penguji kuat lentur (N)
L = panjang tumpuan balok (cm/inchi)
B = lebar rata – rata benda uji (cm/inchi)
d = tinggi rata –
rata benda uji pada bagian yang akan terjadi patahan (cm/inchi)
3.4.6. Bagan Alur Penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian Agregat Halus
Dari hasil pemeriksaan yang dilakukan
di laboratorium Struktur dan Bahan Universitas Khairun Ternate, dengan
menggunakan material pasir alam yang berasal dari kelurahan kalumata, kecamatan
Ternate Selatan. Hasil pengujian agregat halus dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat
Halus
No
|
Jenis Pengujian
|
Hasil
Pemeriksaan
|
Spesifikasi
SNI
|
1
|
Kadar Lumpur
|
3,10%
|
0,2% – 5%
|
2
|
Kadar Air Agregat
|
4,05%
|
3% – 5%
|
3
|
Penyerapan Air Agregat
|
0,07%
|
0,62% –5%
|
4
|
Berat Jenis Kering Oven
|
2,20
|
1,6 – 3,2%
|
5
|
Berit Jenis Kering Permukaan, Jenuh Air
|
2,36
|
1,6 – 3,2%
|
6
|
Berat Jenis Semu
|
2,64
|
1,6 – 3,2%
|
7
|
Modulus Kehalusan Agregat
|
3,94%
|
2,2% – 3,1%
|
Sumber : Hasil Pengujian
Laboratorium
4.2 Hasil Pengujian Agregat
Kasar
Agregat kasar yang digunakan pada
penelitian ini adalah batu pecah yang berasal dari Kelurahan Togafo, Kecamatan
Ternate Selatan. Hasil pengujian agregat kasar dapat dilihat pada tabel 4.2.
Tabel 4.2 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat
Kasar
No
|
Jenis Pengujian
|
Hasil
Pemeriksaan
|
Spesifikasi
SNI
|
|
1
|
Kadar Lumpur
|
0,90%
|
0,2% – 1%
|
|
2
|
Kadar Air Agregat
|
1,75%
|
0,5% – 2%
|
|
3
|
Penyerapan Air Agregat
|
2,46%
|
0,2% – 4%
|
|
4
|
Berat Jenis Kering Oven
|
2,24
|
1,6 – 3,2
|
|
5
|
Berit Jenis Kering Permukaan, Jenuh Air
|
2,29
|
1,6 – 3,2
|
|
6
|
Berat Jenis Semu
|
2,37
|
1,6 – 3,2
|
|
7
|
Modulus Kehalusan Agregat
|
6,87%
|
5,5% – 8,5%
|
|
8
|
Keausan/Abrasi dengan mesin Los Angeles
|
46,01%
|
< 50%
|
|
9
|
Volume batu pecah
|
1.358
|
1,6-1,9
kg/liter
|
|
Sumber : Hasil Pengujian
Laboratorium
4.3. Hasil Pengujian Agregat Kasar
Cangkang Kerang
Agregat kasar cangkang kerang berasal
dari pulau kayoa, Kecamatan kayoa. Hasil pengujian agregat kasar dapat dilihat
pada tabel 4.2.
Tabel 4.3 Rekapitulasi Hasil Pengujian Agregat
Kasar Cangkang Kerang
No
|
Jenis Pengujian
|
Hasil
Pemeriksaan
|
Spesifikasi
SNI
|
|
1
|
Kadar Lumpur
|
0,0025%
|
0,2% – 1%
|
|
2
|
Kadar Air Agregat
|
0,0135%
|
0,5% – 2%
|
|
3
|
Berat Volume Kondisi Lepas
|
0,667
|
1,6 – 1,9
|
|
4
|
Berat Volume
Kondisi Padat
|
0,783
|
1,6 – 1,9
|
|
5
|
Modulus Kehalusan
|
7,99%
|
5,5% -8,5%
|
|
6
|
Volume cangkang
|
0,725
|
1,6-1,9
|
|
Sumber : Hasil Pengujian
Laboratorium
4.4.
Perencanaan Campuran Beton
Perhitungan rancangan campuran beton
normal yang didasarkan pada hasil pengujian agregat kasar dan agregat halus, untuk mutu beton K-225 dengan metode
SNI, berdasarkan kadar air bebas 205 kg/m3, berikut hasil perhitungan campuran beton normal.
4.4.1. Perhitungan Proporsi Campuran
Beton Normal
Komposisi Pembuatan campuran
beton variasi / beton normal, untuk 45 sampel dari hasil perhitungan campuran
metode SNI, Menggunakan silinder dapat dilihat pada lampiran 1)
. Dari hasil perhitungan pada lampiran 1,
dapat dilihat pada tabel 4.4.
Tabel 4.4 Proporsi campuran beton
normal
Bahan / Material
|
Untuk proporsi 3 sampel (kg)
|
Semen
|
9,311
|
Air
|
3,911
|
Agregat Halus
|
12,936
|
Agregat (Kasar Batu Pecah)
|
15,818
|
4.4.2 Perhitungan Proporsi Campuran
Untuk Beton Campur
Dari hasil perhitungan proporsi campuran beton normal dapat
dihasilkan proporsi campuran beton variasi agregat bata merah dengan presentase
yang telah di tetapkan yaitu masing-masing 0 %, 17 %, 31 %, 44 % dan 55 %, jumlah sampel sebanyak 45 masing-masing persentase
sebanyak 3 sampel. Perhitungan proporsi pada tiap-tiap kebutuhan variasi dapat
dilihat pada lampiran 2.
Tabel 4.5 Proporsi Campuran Beton.
Bahan/ Material
|
BN (kg)
|
BCK
17 %
|
BCK
31 %
|
BCK
44 %
|
BCK
55 %
|
Semen
|
9,311
|
9,311
|
9,311
|
9,311
|
9,311
|
Air
|
3,911
|
3,911
|
3,911
|
3,911
|
3,911
|
Agregat Halus
|
12,936
|
12,936
|
12,936
|
12,936
|
12,936
|
Agregat kasar (Batu
Pecah)
|
15,818
|
14,236
|
12,654
|
11,073
|
9,491
|
Agregat kasar (CK)
|
0
|
1,582
|
3,164
|
4,745
|
6,327
|
4.5 Hasil Penelitian
Pada penelitian ini benda uji yang digunakan adalah
selinder dengan ukuran diameter 150 mm, dan tinggi 300 mm. Pengujian kuat tekan
beton pada umur rencana 14 hari dengan menggunakan
variasi 17% Cangkang Kerang, 31% Cangkang Kerang, 44% Cangkang Kerang, 55% Cangkang Kerang dalam
campuran beton sebagai bahan
penambak agregat kasar. Perbandingan campuran beton terhadap kuat tekan
beton dapat dilihat pada tabel 4.5.
4.5.1. Kuat Tekan Beton
Pengujian terhadap kuat tekan beton dilakukan untuk mendapatkan gambaran
mutu beton tersebut. Semakin tinggi kekuatan struktur yang dikehendaki semakin
tinggi pula mutu beton yang dihasilkan. Hasil rekapitulasi pengujian beton dan
hubungannnya terhadap variasi cangkang kerang dapat
dlihat pada tabel 4.5.
Berdasarkan pada tabel 4.5. untuk kuat tekan, maka
diperoleh rekapitulasi hasil pengujian kuat tekan sebagai berikut:
Tabel 4.6 Rekapitulasi Hasil Pengujian Kuat Tekan
Beton
No
|
Kode Sampel
|
Cangkang
Kerang
|
Umur
|
Slump
|
Kuat Tekan Rata-rata
|
(kg)
|
(Hari)
|
(cm)
|
MPa
|
||
1
|
BN
|
0
|
14
|
14
|
24,03
|
2
|
BCK 17%
|
1,582
|
14
|
18
|
10,59
|
3
|
BCK 31 %
|
3,164
|
14
|
20
|
7,75
|
4
|
BCK 44 %
|
4,745
|
14
|
23
|
7,13
|
5
|
BCK 55 %
|
6,327
|
14
|
25
|
6,85
|
Sumber :
Hasil Pengujian Laboratorium
Dari hasil
pengujian kuat tekan beton normal diperoleh 24,03 MPa, setelah
agregat Kasar di tambahkan dengan Cangkang kerang yang sebesar 17% kuat tekan beton
mengalami penurunan menjadi 10,59 MPa, ditambahkan 31% kuat tekan beton menjadi 7,75 MPa, ditambahkan 44% kuat tekan beton menjadi 7,13 MPa, dan bila ditambahkan 55% maka kuat tekan beton
menjadi 6,85 MPa.
Dari data
hasil kuat tekan beton dengan variasi agregat Cangkang Kerang sebagai agregat kasar seperti yang terlihat pada tabel 4.5 maka dapat
digambarkan grafik perubahan nilai kuat tekan berdasarkan persentase variasi 0 %, 17 %, 31 %, 44 %. Dan 55%.
Grafik 4.6 : Hasil Pemeriksaan Kuat Tekan Beton.
Selain
kuat tekan beton mengalami perubahan nilai slumpnya juga berubah. Hal ini
disebabkan dengan bertambahnya Cangkang Kerang kemudahan pekerjaan semakin
baik, tetapi mengurangi kekuatan beton. Berdasarkan nilai slump pada tabel 4.5.1 slump
terbesar terjadi pada beton normal sebesar 14 cm, dan naik pada
penambahan cangkang kerang dari 17% menjadi 18 cm, penambahan 31% menjadi 20
cm, penambahan 44% kenaikan menjadi 23 cm dan pembahan 55% Kenaikan
menjadi 25 cm. Kenaikan nilai slump dikarenakan penyerapan air pada
Cangkang Kerang sangat Kecil.
Jadi
pengaruh penambahan Cangkang Kerang pada campuran beton dapat menurunkan kuat
tekan beton pada penambahan 17%, 31%, 44%
dan 55%, dari beton karakteristik
atau beton normal yang direncanakan kekuatannya 2,25 Mpa. Sehingga dalam pembuatan
beton dengan menggunakan agregat pengganti seperti ini tidak baik, jika persentase Cangkang Kerang yang digunakan semakin tinggi akan dapat menurunkan kekuatan beton.
4.5.2 Modulus Elastisitas Beton
Modulus elastisitas beton Tergantung pada umur beton, sifat-
sifat dari agregat dan semen kecepatan pembebanan, serta jenis dan ukuran benda
uji. Hasil pengukuran modulus elastisitas pada umur beton 14 hari yang
diperoleh di laboratorium dapat dilihat pada lampiran pengujian modulus
elastisitas.
Tabel 4.7 Rekapitulasi Hasil Pengujian
Elastisitas Beton
No
|
Kode Sampel
|
Cangkang
Kerang
|
Umur
|
Slump
|
Modulus elastisitas Rata-rata
|
(kg)
|
(Hari)
|
(cm)
|
MPa
|
||
1
|
BN
|
0
|
14
|
15
|
129046,2437
|
2
|
BCK 17 %
|
1,582
|
14
|
17
|
122273,9627
|
3
|
BCK 31 %
|
3,164
|
14
|
20
|
91216,48187
|
4
|
BCK 44 %
|
4,745
|
14
|
22
|
65072,93131
|
5
|
BCK 55 %
|
6,327
|
14
|
24
|
57676,805522
|
Sumber : Hasil Pengujian Laboratorium
Dari hasil pengujian elastisitas beton normal diperoleh 129046,2437 MPa, setelah agregat kasar cangkang kerang ditambahkan sebesar 17% elastisitas beton
mengalami penurunan menjadi 122273,9627 MPa,
ditambahkan 31% elastisitas beton menjadi 91216,48187 MPa, ditambahkan 44% agregat cangkang
kerang beton menjadi 65072,93131 MPa, dan bila ditambahkan 55% maka elastisitas beton menjadi 57676,805522 MPa.
Dari data
hasil pengujian modulus elastisitas beton dengan variasi agregat Cangkang
Kerang sebagai agregat kasar, seperti yang terlihat pada tabel 4.7 maka
dapat digambarkan grafik perubahan nilai modulus elastisitas berdasarkan
persentase variasi 0 %, 17 %, 31 %, 44 %. Dan 55%.
Grafik 4.7 Elastisitas Beton
4.5.3 Kuat
Lentur
Pada
Pengujian kuat lentur terhadap beton yang menggunakan balok sederhan berukuran
0,15 x 0,15 x 0,60 meter dengan pembebanan suatu titik yang dilakukan sesuai
standar ASTM C 293 – 02 ( Standart Test Method Flexural Of Concrete Using
Simple Beam Center-Point Loading).
Pengujian
terhadap kuat lentur sederhana dilakukan untuk memperoleh besarnya gaya-gaya
maksimum yang dapat dipikul oleh balok tersebut sebelum mengalami keruntuhan
serta besarnya nilai lendutan (deformasi) yang dialami oleh beton akibat adanya
gaya atau pembebanan yang diberikan pada beton. Oleh karena itu, pengujian
terhadap kuat lentur ini dilakukan untuk menentukan kharakteristik dari beton cangkang kerang.
Tabel 4.8 Rekapitulasi Hasil Pengujian Kuat
lentur Beton
No
|
Kode Sampel
|
Cangkang
Kerang
|
Umur
|
Slump
|
Kuat Lentur Rata-rata
|
(kg)
|
(Hari)
|
(cm)
|
MPa
|
||
1
|
BN
|
0
|
14
|
14
|
7,37
|
2
|
BCK 17 %
|
4,029
|
14
|
18
|
5,68
|
3
|
BCK 31 %
|
8,058
|
14
|
21
|
4,29
|
4
|
BCK 44 %
|
12,087
|
14
|
22
|
3,02
|
5
|
BCK 55 %
|
16,116
|
14
|
24
|
2,66
|
Sumber :
Hasil Pengujian Laboratorium
Dari hasil
pengujian kuat lentur beton normal diperoleh 7,37 MPa, setelah agregat halus diganti dengan agregat bata merah yang ditambahkan sebesar 17% kuat lentur beton mengalami penurunan menjadi 5,68 MPa, ditambahkan 31% kuat lentur beton menjadi 4,29 MPa, ditambahkan 44% kuat lentur beton menjadi 3,02 MPa, dan bila ditambahkan 55% maka kuat lentur beton menjadi 2,66 MPa.
Dari data
hasil kuat Lentur beton dengan variasi agregat Cangkang Kerang sebagai agregat kasar seperti yang terlihat pada tabel 4.8 maka dapat
digambarkan grafik perubahan nilai kuat lentur berdasarkan persentase variasi 0 %, 17 %, 31 %, 44 %. Dan 55%.
Grafik 4.8 Kuat Lentur Beton
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil
penelitian yang telah dilakukan tentang beton dengan penambahan cangkang kerang sebagai agregat kasar, maka dapat diambill kesimpulan bahwa:
1. Penambahan cangkang kerang dalam campuran
beton sebagai agregat kasar menyebabkan
terjadinya penurunan pada kuat tekan,
elastisitas dan kuat lentur beton. Selain itu slump pun mengalami peningkatan pada setiap peningkatan
persentasenya, karena kadar penyerapan air pada cangkang kerang sangat sedikit, hal
ini dapat meningkatkan kemudahan dalam pengerjaan, tetapi dapat mengurangi
kekuatan beton.
2. Beton dengan beragregat kasar cangkang
kerang tidak dapat digunakan pada jenis konstruksi struktural, karena semakin tinggi jumlah cangkang kerang yang digunakan maka mutu beton yang dihasilkan semakin rendah, tetapi bisa
digunakan pada konstruksi non-struktural.
5.2 Saran
Pada setiap penelitian diharapkan mendapatkan
hasil yang akurat, untuk itu peneliti menyarankan beberapa hal sebagai berikut:
1. Pencampuran agregat kasar, halus dan
semen di dalam mixer sebelum ditambahkan air diharuskan lebih dari 1 menit,
agar mendapatkan hasil campuran yang merata.
2. Perlu dilaksanakan penelitian lanjutan
dengan variasi nilai FAS.
3. Perlu penambahan peralatan laboratorium
seperti vibrator atau alat pemadat, alat uji tarik, selinder dan kubus.
4. Agregat yang akan diuji diusahakan
dalam keadaan jenuh kering permukaan agar air yang direncanakan sesuai dengan
perencanaan.
DAFTAR PUSTAKA
Adiyono, 2006, Menghitung
Konstruksi Beton Untuk Pengembangan Rumah Bertingkat dan Tidak Bertingkat, Penerbit
Penebar Swadaya, Jakarta.
Amri Sjafey, 2005, Teknologi Beton A-Z,, Penerbit Yayasan
John Hi-Tech Idetama, Jakarta.
Marito Siregar Sinta, Pemanfaatan Kulit Kerang Dan Resin Epoksi
Terhadap Karakteristik Beton Polimer, Universitas Sumatera Utara,2009.
Mulyono Tri. 2005.
Teknologi Beton. Penerbit Andi Yogyakarta.
Murdock, L. J. D. Sc ; Brook K.M, 1991, Bahan Dan Praktek Beton,
Edisi Ke empat. Penerbit Erlangga,
Jakarta.
Nugraha Paul, Antoni, 2007, Teknologi Beton, Penerbit ANDI, Yogyakarta.
SNI 03 – 2847 – 2002.Tata Cara Perhitungan Struktur
Beton Untuk Bangunan Gedung (Beta VersiĆ³n) Cetakan pertama DPU.
