i
PENGARUH WAKTU CAMPUR DAN FAKTOR AIR SEMEN
TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK BELAH
BETON 1 HARI DENGAN BAHAN TAMBAH FLY ASH ABU
LIMBAH BATU BARA
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
YEDA FEBRY ANANDA
NIM: D100130242
kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017
v
MOTTO
“Tuhan tidak akan memberi cobaan diluar batas kemampuan kita.”
(Q.S. Al Baqarah/2:286)
“Agama tanpa ilmu adalah buta. Ilmu tanpa agama adalah lumpuh .”
(Albert Einstein)
“Jagalah Allah, niscaya Dia akan menjagamu. Jagalah Allah, niscaya kau dapati
Dia di hadapanmu. Jika engkau hendak meminta, mintalah kepada Allah, dan jika
engkau hendak memohon pertolongan, mohonlah kepada Allah.”
(Al Hadits)
“Di antara tanda keberhasilan diakhir adalah kembali kepada Allah di awal.”
(Ibnu Atha’illah al Iskandari )
“Doa bisa merubah nasib kita, dan kebaikan dapat memperpanjang umur kita”
(H.R. Ath-Thahawi)’
“Jika kamu tidak akan mengejar apa yang kamu inginkan, maka kamu tidak akan
mendapatkannya. Jika kamu tidak bertanya maka jawabannya tidak. Jika kamu
tidak melangkah maju, kamu akan tetap berada ditempat yang sama.”
(Nora Roberts)
“Berjuanglah sampai akhir”
(Kedua Orang Tua)
vi
PERSEMBAHAN
Karya ini saya persembahkan untuk :
Bapak Sutarnyo dan Ibu Rani tercinta, terimakasih atas do’a, support dan kasih
sayangnya. Semoga Allah memberikan balasan yang lebih dari apa yang telah
diberikan kepada saya dan semoga kami dijadikan anak yang selalu berbakti di
dunia dan akhirat. Aamiin.
Kakakku, Beni Andri R dan Anita Yosiana D terima kasih atas do’a dan
supportnya. Semoga selalu dalam lindungan Allah dan berbakti kepada bapak
dan ibu.
Seluruh Dosen teknik sipil UMS yang telah mengajarkan ilmunya berdasarkan
keahlian pada bidang masing-masing.
Teknik Sipil UMS Angkatan 2013 yang tidak bisa saya sebutkan satu-persatu,
semoga tetap solid dan jangan lupa bersyukur
Teman-teman Kos Mustika yang selalu mengingatkan utuk belajar
Jazakumullahu Khoiron katsiro. Semoga ilmu yang kami pelajari menjadi berkah
dan bermanfaat bagi umat. Aamiin.
vii
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, puji dan syukur Penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT
yang telah melimpahkan segala rahmat, taufik dan hidayah-Nya, sehingga dapat
terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “PENGARUH
WAKTU CAMPUR DAN FAKTOR AIR SEMEN PADA BETON 1 HARI
DENGAN BAHAN TAMBAH FLY ASH ABU LIMBAH BATU BARA“.
Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi sebagian persyaratan untuk mencapai
derajat sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Bersama dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan
banyak terima kasih kepada :
1). Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2). Bapak Dr. Mochamad Solikin, M.T., Ph.D., selaku Ketua Program Studi
Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3). Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Pembimbing Utama yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi
Penulis.
4). Bapak Ir. Ali Asroni, M.T., selaku Anggota Dewan Penguji I yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi
Penulis.
5). Ibu Yenny Nurchasanah, M.T., selaku Anggota Dewan Penguji II dan
Pembimbing Akademik yang selalu memberikan motivasi dan semangat.
6). Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
7). Bapak dan Ibu serta keluarga besar tercinta yang selalu memberikan support,
baik secara moral, material, dan spiritual.
viii
8). Teman – teman teknik sipil angkatan 2013 seperjuangan, terimakasih atas
dukungannya.
9). Semua pihak– pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan
Tugas Akhir ini.
Penyusun menyadari bahwa penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari
sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun harapkan
penyusun guna penyempurnaan Tugas Akhir ini. Besar harapan penyusun semoga
Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penyusun, pembaca dan umum.
Wassalamu’alaykum wa rahmatullahi wa barakatuh.
Surakarta, Oktober 2017
Penyusun
ix
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ ii
HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .......................................... iv
MOTTO ......................................................................................................... v
PERSEMBAHAN… ....................................................................................... vi
PRAKATA ..................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xvi
DAFTAR NOTASI ...................................................................................... xvii
ABSTRAKSI .............................................................................................. xviii
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang .......................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ...................................................................... 2
C. Tujuan Penelitian ........................................................................ 2
D. Manfaat Penelitian .................................................................... 3
E. Batasan Masalah ......................................................................... 3
F. Keaslian Penelitian ..................................................................... 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengertian Beton ....................................................................... 5
B. Faktor yang Mempengaruhi Kekuatan Tekan Beton ................. 5
1. Sifat agregat .......................................................................... 5
2. Jenis semen dan jumlah semen ............................................. 6
3. Faktor air semen ................................................................... 7
4. Umur beton ........................................................................... 8
C. Abu Limbah Batu Bara .............................................................. 9
x
BAB III. LANDASAN TEORI ..........................................................................
A. Bahan Penyusun Beton ............................................................ 10
1. Semen portland ................................................................... 10
2. Agregat ................................................................................. 11
3. Air …. .................................................................................. 12
4. Abu limbah batu bara …. ..................................................... 13
B. Pengujian Berat Jenis Silinder Beton ......................................... 13
C. Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ............................................ 14
D. Pengujian Kuat Tekan Beton ..................................................... 14
BAB IV. METODE PENELITIAN
A. Bahan Penelitian......................................................................... 16
1. Air ....... .................................................................................. 16
2. Semen ..................................................................................... 17
3. Agregat halus ......................................................................... 17
4. Agregat kasar ......................................................................... 18
5 Fly ash ..................................................................................... 18
B. Peralatan Penelitian
1. Gelas ukur .............................................................................. 19
2. Volumetric flash ..................................................................... 19
3. Saringan atau ayakan.............................................................. 20
4. Alat penggetar ayakan ............................................................ 20
5. Timbangan.............................................................................. 21
6. Oven ..................................................................................... 21
7. Kerucut conus......................................................................... 22
8. Mesin uji Los Angeles ............................................................ 22
9. Cetakan silinder ...................................................................... 23
10. Concrete mixer ..................................................................... 23
11. Kerucut Abram’s .................................................................. 24
12. Mesin uji kuat tekan ............................................................. 24
13. Mesin uji kuat tarik .............................................................. 25
14. Peralatan penunjang ............................................................. 25
xi
C. Tahapan Penelitian .................................................................. 26
1. Tahap I. Pengambilan sampel fly ash, menyiapkan peralatan......... 26
2. Tahap II. Pemeriksaan bahan ..................................................... 26
3. Tahap III. Perencanaan campuran dan pembuatan benda
uji……. ......................................................................................... 26
4. Tahap IV. Pengujian benda uji ................................................... 26
5. Tahap V. Analisa dan pembahasan ............................................. 26
D. Pelaksanaan Penelitian ............................................................ 28
1. Pemeriksaan bahan ................................................................. 28
1a). Pengujian kualitas pasir terhadap bahan organik ....... 28
1b). Pengujian kandngan lumpur pada pasir ...................... 28
1c). Pemeriksaan berat jenis............................................... 29
1d). Pengujian saturated surface dry (SSD) ........................ 30
1e). Pengujian gradasi pasir ................................................ 30
1f). Pengujian keausan agregat ........................................... 31
1g). Pengujian berat jenis agregat kasar ............................ 32
1h). Pengujian gradasi agregat kasar ................................. 33
1i). Pengujian fly ash ........................................................... 34
2. Perencanaan campuran beton ................................................. 34
3. Pembuatan benda uji .............................................................. 34
4. Pengujian nilai slump ............................................................. 35
5. Perawatan (curing) ................................................................. 36
6. Pengujian silinder beton ......................................................... 36
6a). Pengujian kuat tekan beton........................................... 36
6b). Pengujian kuat tarik belah beton ................................. 38
BAB V. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengujian Bahan ................................................................ 39
1. Pengujian agregat halus ........................................................ 39
2. Pengujian agregat kasar ........................................................ 42
B. Hasil Pengujian Fly Ash .............................................................. 44
C. Hasil Mix Design Campuran Beton ............................................ 45
xii
D. Kekentalan Adukan Beton .......................................................... 46
E. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton ............................................. 47
F. Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ..................................... 48
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .................................................................................... 51
B. Saran .............................................................................................. 51
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel III.1. Gradasi pasir (Tjokrodimuljo,1996) ........................................................... 39
Tabel III.2. Gradasi kerikil (Tjokrodimuljo,1996) ......................................................... 39
Tabel V.1. Hasil pengujian kandungan bahan organik pada agregat halus ................... 39
Tabel V.2. Hasil pengujian kandungan lumpur agregat halus ....................................... 40
Tabel V.3. Hasil pengujian berat jenis dan penyerapan air ........................................... 40
Tabel V.4. Hasil pengujian SSD .................................................................................... 41
Tabel V.5. Hasil pengujian gradasi agregat halus .......................................................... 41
Tabel V.6. Hasil pengujian keausan agregat kasar ........................................................ 42
Tabel V.7. Hasil pengujian berat jenis dan penyerapan air agregat kasar ..................... 43
Tabel V.8. Hasil pengujian gradasi agregat kasar .......................................................... 43
Tabel V.9. Hasil pengujian kandungan kimia fly ash .................................................... 45
Tabel V.10. Hasil perhitungan campuran beton............................................................. 45
Tabel V.11. Hasil pengujian nilai slump ........................................................................ 46
Tabel V.12. Spesifikasi nilai slump ............................................................................... 46
Tabel IV.13. Data hasil pengujian kuat tekan beton 1 hari dan 28 hari ......................... 48
Tabel IV.14. Data hasil pengujian kuat tarik beton 1 hari dan 28 hari .......................... 48
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1. Hubungan antara jenis agregat terhadap kuat tekan beton ................. 6
Gambar II.2. Hubungan antara kuat tekan beton untuk berbagai jenis semen ......... 7
Gambar II.3. Hubungan antara kuat tekan beton dan faktor air semen .................... 8
Gambar II.4. Hubungan antara umur beton dengan kuat tekan beton ..................... 9
Gambar II.5. Hubungan antara umur beton dan faktor air semen dengan kuat
tekan beton ......................................................................................... 9
Gambar III.1. Pengujian kuat tekan silinder beton ................................................ 13
Gambar III.2. Pengujian kuat tarik silinder beton .................................................. 14
Gambar IV.1. Air ................................................................................................... 15
Gambar IV.2. Semen portland ............................................................................... 16
Gambar IV.3. Agregat halus .................................................................................. 16
Gambar IV.4. Agregat kasar .................................................................................. 17
Gambar IV.5. Fly ash ............................................................................................. 17
Gambar IV.6. Gelas ukur ....................................................................................... 18
Gambar IV.7. Picnometer ...................................................................................... 18
Gambar IV.8.Saringan atau ayakan ...................................................................... 19
Gambar IV.9.Mesin penggetar (vibrator) vyakan .................................................. 19
Gambar IV.10. Timbangan .................................................................................... 20
Gambar IV.11. Oven .............................................................................................. 20
Gambar IV.12. Kerucut conus ............................................................................... 21
Gambar IV.13. Mesin Los Angeles ....................................................................... 21
Gambar IV.14. Cetakan silinder............................................................................. 22
Gambar IV.15. Concrete mixer .............................................................................. 22
Gambar IV.16. Kerucut Abram’s .......................................................................... 23
Gambar IV.17. Mesin uji kuat tekan ...................................................................... 23
Gambar IV.18. Universal testing machine ............................................................. 24
Gambar IV.19. Peralatan penunjang ...................................................................... 24
Gambar IV.20. Tahap penelitian ............................................................................ 25
Gambar IV.21. Pengujian slump ............................................................................ 34
xv
Gambar IV.22. Pengujian berat jenis beton ........................................................... 35
Gambar IV.23. Pengujian kuat tekan beton ........................................................... 36
Gambar IV.24. Pengujian kuat tarik beton ............................................................ 37
Gambar V.1. Grafik pemeriksaan gradasi agregat halus........................................ 42
Gambar V.2. Grafik pemeriksaan gradasi agregat kasar........................................ 44
Gambar V.3. Grafik hubungan nilai slump dengan variasi waktu campur ............ 47
Gambar V.4. Grafik kuat tekan beton .................................................................... 49
Gambar V.5. Grafik kuat tarik belah beton ............................................................ 49
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1. Hasil Pengujian Kualitas Pasir atau Kandungan Bahan Organik ......... L-1
LAMPIRAN 2. Hasil Pengujian Kandungan Lumpur ................................................... L-2
LAMPIRAN 3. Hasil Pengujian Berat Jenis Agregat Halus .......................................... L-3
LAMPIRAN 4. Hasil Pengujian SSD ............................................................................ L-4
LAMPIRAN 5. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Halus ............................................... L-5
LAMPIRAN 6. Hasil Pengujian Keausan Agregat ....................................................... L-6
LAMPIRAN 7. Hasil Pengujian Berat Jenis Agregat Kasar .......................................... L-7
LAMPIRAN 8. Hasil Pengujian Gradasi Agregat Kasar ............................................... L-8
LAMPIRAN 9. Hasil Pengujian Fly Ash ....................................................................... L-9
LAMPIRAN 10. Perencanaan Campuran Adukan Beton .............................................. L-10
LAMPIRAN 11. Hasil pengujian Slump ........................................................................ L-13
LAMPIRAN 12. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton............................................ L-14
LAMPIRAN 13. Data Hasil Pengujian Kuat Tarik belah Beton ................................... L-17
LAMPIRAN 14. Foto Bahan yang Digunakan Untuk Penelitian .................................. L-20
LAMPIRAN 15. Foto Proses Pembuatan Benda Uji ..................................................... L-21
LAMPIRAN 16. Foto Proses Pengujian Kuat Tekan Beton .......................................... L-22
LAMPIRAN 17. Foto Proses Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ................................. L-25
LAMPIRAN LEMBAR KONSULTASI TUGAS AKHIR
LAMPIRAN SNI BETON
xvii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
A = Luas permukaan benda uji (mm²)
D = Diameter benda uji (mm)
fas = Faktor air semen
f’c = Kuat tekan beton (MPa)
f’ct = Kuat tarik beton (MPa)
L = Panjang benda uji (mm)
M = Nilai margin (MPa)
P = Beban maksimal (N)
Pmaks = Beban maksimal (N)
s = Nilai deviasi standard
Sd = Deviasi standard (MPa)
W = Berat benda uji (kg)
V = Volume benda uji (m³)
γc = Berat jenis silinder beton (kg/m³)
п = 3,14
xviii
ABSTRAKSI
PENGARUH WAKTU CAMPUR DAN FAKTOR AIR SEMEN
TERHADAP KUAT TEKAN DAN KUAT TARIK BELAH BETON 1 HARI
DENGAN BAHAN TAMBAH FLY ASH ABU LIMBAH BATU BARA
Yeda Febry Ananda
Beton merupakan suatu bahan komposit (campuran) dari beberapa
material, yang bahan utamanya terdiri dari campuran antara semen, agregat halus,
agregat kasar, air serta bahan tambahan lain dengan perbandingan tertentu.
Dewasa ini limbah batu bara sering mendapat sorotan, karena dapat menimbulkan
gas karbondioksida yang berbahaya bagi lingkungan. Dengan berbagai
pertimbangan maka dikembangkan bahan sebagai pengikat untuk pembuatan
beton. Salah satu bahan yang digunakan adalah abu limbah batu bara (fly ash).
Dengan memanfaatkan fly ash sebagai bahan tambah untuk pembuatan beton
dinilai dapat mengurangi emisi gas karbondioksida di udara.
Pada penelitian ini benda uji yang digunakan yaitu silinder, dengan
diameter 15cm dan tinggi 30cm. Pengujian kuat tekan dan tarik dilakukan padaa
saat beton berumur 1 hari dan 28 hari. Variasi pada pengujian meliputi fas
0,3;0,35 dan 0,4 serta variasi pencampuran adukan beton pada 5; 7,5 dan 10menit.
Pada pengujian beton tersebut, kuat tekan dan tarik tertinggi dimiliki oleh beton
dengan variasi waktu campuran 7,5 menit dan varisi fas 0,35. Sehingga dapat
disimpulkan bahwa waktu pencampuran adukan beton yang paling tinggi adalah
7,5 menit dengan variasi fas 0,35. Apabila kurang dari 7,5 menit mengakibatkan
daya ikat binder kurang maksimal. Dan apabila waktu pencampuran lebih dari 7,5
menit mengakibatkan daya ikat binder menurun. Hal ini mengakibatkan kuat
tekan beton pada saat pengujian menurun. Begitu juga dengan penggunaan fas,
variasi terbaik adalah 0,35 dengan nilai kuat tekan 17,8344 MPa (pada umur 1
hari) , 32,4605 MPa (pada umur 28 hari) dan nilai tarik sebesar 1,7929 MPa
(pada umur 1 hari), 3,2083 MPa (pada umur 28 hari).
Kata Kunci: beton 1 hari, fly ash, fas, waktu pencampuran.