i

TUGAS AKHIR

PENELITIAN PENGARUH PENAMBAHAN SILICA

FUME, FLY ASH , DAN SUPERPLASTICIZER

TERHADAP KUAT TEKAN BETON DENGAN METODE

ACI (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE)

Disusun sebagai syarat meraih gelar Sarjana Teknik (ST)

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya

Disusun oleh:

MUHAMMAD GUSTI JORANDA

1431402758

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA

2018

ii

LEMBAR PENGESAHAN

Nama : Muhammad Gusti Joranda

NBI : 1431402758

Program Studi : Teknik Sipil

Fakultas : Teknik

Judul : Penelitian Pengaruh Penembahan Silica Fume, Fly Ash, Dan

Superplasticizer Terhadap Kuat Tekan Beton Dengan Metode ACI

ACI (American Concrete Institute)

Telah disetujui dan dilaksanakan, 3 Juli 2018

Pembimbing Utama

Ir.Bantot Sutriono,M.Sc

NPP : 20410.93.0303

Pembimbing Kedua

RetnoTrimurtiningrum,ST,MT

NPP : 20430.14.0626

Dekan Fakultas Teknik

Dr.Ir.Saiyo,M.Kes

NPP : 20410.90.0197

Ka.Prodi Teknik Sipil

Ir.Herry Widharto,M.Sc

NPP : 20430.87.0113

iii

PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSTUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHR

Saya yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Muhammad Gusti Joranda

NBI : 1431402758

Fakultas/Program Studi : Teknik / Teknik Sipil

Judul Tugas Akhir : Penelitian Pengaruh Penambahan Silica Fume, Fly Ash

dan Superplasticizer Terhadap Kuat Tekan Beton dengan

Metode ACI (American Concrete Institute)

Menyatakan bahwa :

1. Laporan Tugas Akhir ini benar hasil karya sendiri. Bila terbukti tidak

kemudian, saya bersedia menerima segala akibatnya.

2. Tugas Akhir dengan judul diatas bukan merupakan plagiarisme, pencurian

hasil karya milik orang lain, hasil kerja orang lain untuk kepentingan saya

karena hubungan non/material, atau segala kemungkinan lain pada

hakekatnya bukan merupakan karya tulis akhir saya secara orsinil dan

otentik.

3. Demi pengembangan ilmu pengetahuan,saya memberikan hak atas Tugas

Akhir ini kepada Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya untuk menyimpan,

mengalih media/formatkan, mengelola dalam bentuk pengkalan data

(database), merawat, dan mempublikasi Tugas Akhir saya selama tetap

mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebgai hak cipta.

4. Pernyataan ini saya buat dengan kesadaran diri dan tidak atas tekanan

ataupun pakasaan dari pihak manapun demi menegakkan integritas

akedemik di institusi ini dan bila kemudian hari ini diduga kuat ada

ketidaksesuaian antara fakta dan kenyataan ini, saya bersedia diproses oleh

tim fakultas yang dibentuk untuk melakukan verivikasi, dengan segala

sanksi terberat berupa pembatalan kelulusan/kesarjanaan.

Surabaya, 3 Juli 2018

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayat-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “PENELITIAN

PENGARUH PENAMBAHAN SILICA FUME, FLY ASH DAN

SUPERPLASTICIZER TERHADAP KUAT TEKAN BETON DENGAN

METODE ACI (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE)”, seperti yang

diharapkan Tugas Akhir ini penulis dalam rangka memenuhi salah satu syarat

kelulusan Program Studi S-1 Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas 17

Agustus 1945 Surabaya.

Penulis menyadari bahwa dalam proses penyusunan Tugas Akhir ini banyak terdapat

kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran dari berbagi pihak sangat diharapkan

penulis agar dimasa yang akan datang menjadi lebih baik.

Selama proses penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapat banyak

bimbingan, dukungan dan pengarahan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan

segala kerndahan hati dan rasa hormat yang besar penulis menyampaikan rasa terima

kasih yang tulus kepada :

1. Allah Subhannallah Wata‟allah yang memberikan kemudahan dan

kelancaran dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Orang Tua, Bude, Nenek dan seluruh keluarga yang selalu memberikan

motivasi,dukungan dan doa sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas

Akhir ini dengan baik.

3. Ir.Bantot Sutriono,M.Sc selaku dosen pembimbing utama yang dengan

sepenuh hati membimbing dan membantu memberikan arahan dan saran

yang berharga dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.

4. Retno Trimurtiningrum,ST,MT selaku dosen pembimbing kedua yang

dengan sepenuh hati membimbing dan membantu memberikan arahan dan

saran yang berharga dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.

5. Segenap dosen dan staff program studi Teknik Sipil Universitas 17 Agustus

1945 Surabaya yang telah membagi ilmunya kepada saya di setiap mata

kuliah, sehingga saya bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini.

6. Teman-teman seperjuangan dari Teknik Sipil Pagi maupun malam yang

telah mebantu, memberikan motivasi dan kerjasamanya salama di bangku

perkuliahan.

v

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan Tugas Akhir

ini. Oleh karena itu penulis, sangat mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak

demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.

Akhir kata, semoga dalam Tugas Akhir ini memberikan maanfaat bagi siapa

saja.

Surabaya ,03 Juli 2018

Muhammad Gusti Joranda

vi

RESEARCH EFFECT OF ADDITIONAL SILICA FUME, FLY ASH AND

SUPERPLASTICIZER ON COMPRESSIVE STRENGTH WITH ACI

METHOD (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE)

Nama : Muhammad Gusti Joranda

NBI : 1431402758

Program Studi : Teknik Sipil, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya

Dosen Pembimbing : 1. Ir.Bantot Sutriono, M.Sc

2. Retno Trimurtiningrum, ST, MT

ABSTRACT

Every aspect of development will not be separated from concrete.

Concrete is a composite material consisting of coarse and fine aggregates mixed

with water and cement as a binder, additives are sometimes added or mixed to

improve the quality of the concrete itself. The development of concrete technology

that increases over time and so many concrete users in making efforts to bring up

ideas by utilizing waste materials and other chemicals, to obtain economic value,

fast and strong in making concrete mixtures (admixture).

In this study an analysis of the effect of the addition of fly ash ash to coal waste from

PLTU, silica fume (BASF Mlife SF 100) and Superplasticizer (BASF MG SKY

8614). Variation of superplasticizer is added by 0%, 1.5%, 3% by weight of cement.

The composition of adding silica fume and fly ash is 0%; 0%, 7%: 13%, 15%: 5%,

12%: 8% of the weight of cement. The compressive strength testing was done when

the concrete was at 28 days old, the specimen used in this study was a cylinder with

a diameter of 15 cm and a height of 30 cm for compressive strength testing. The

method used in this concrete mix is in accordance with ACI (American Concrete

Institute). After testing, the average compressive strength at 28 days resulted in an

optimum value of 35.55 MPa in the addition of 1.5% superplasticizer, 0% fly ash

and silica fume: 0%. Whereas the smallest value of 18.95 MPa on the addition of

1.5% superplasticizer, 15%: 5% fly ash and silica fume.

Keywords: ACI (American Concrete Institute), Concrete, Fly ash, Silica fume (BASF

Mlife SF 100), Superplasticizer (BASF MG SKY 8614), Strong press.

vii

PENELITIAN PENGARUH PENAMBAHAN SILICA FUME, FLY ASH DAN

SUPERPLASTICIZER TERHADAP KUAT TEKAN BETON DENGAN

METODE ACI (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE)

Nama : Muhammad Gusti Joranda

NBI : 1431402758

Program Studi : Teknik Sipil, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya

Dosen Pembimbing : 1. Ir.Bantot Sutriono, M.Sc

2. Retno Trimurtiningrum, ST, MT

ABSTRAK

Setiap aspek pembangunan tidak akan lepas dari beton. Beton adalah

bahan komposit yang terdiri dari agregat kasar dan halus dicampur dengan air dan

semen sebagai pengikat, aditif kadang-kadang ditambahkan atau campuran untuk

meningkatkan kualitas beton itu sendiri. Perkembangan teknologi konkrit yang

meningkat seiring waktu dan begitu banyaknya pengguna konkrit dalam melakukan

upaya memunculkan ide dengan memanfaatkan bahan limbah dan bahan kimia

lainnya, untuk memperoleh nilai ekonomis, cepat dan kuat dalam membuat

campuran beton (admixture).

Dalam penelitian ini akan dilakukan analisis pengaruh penambahan abu fly ash

terhadap limbah batubara dari PLTU, silica fume (BASF Mlife SF 100) dan

Superplasticizer (BASF MG SKY 8614). Variasi superplasticizer ditambahkan oleh

0%, 1,5%, 3% berat semen. Komposisi penambahan silica fume dan fly ash adalah

0%; 0%, 7%: 13%, 15%: 5%, 12%: 8% terhadap berat semen. Pengujian kuat tekan

dilakukan ketika beton berumur 28 hari, spesimen yang digunakan dalam penelitian

ini adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm untuk pengujian kuat

tekan. Metode yang digunakan dalam campuran beton ini sesuai dengan ACI

(American Concrete Institute). Setelah pengujian, kekuatan tekan rata-rata pada 28

hari menghasilkan nilai optimum 35,55 MPa dalam penambahan superplasticizer

1,5%, fly ash dan silica fume 0%: 0%. Sedangkan nilai terkecil 18,95 Mpa pada

penambahan superplasticizer 1,5%, fly ash dan silica fume 15%: 5%.

Kata kunci : ACI (American Concrete Institute), Beton, Fly ash, Silica fume (BASF

Mlife SF 100), Superplasticizer(BASF MG SKY 8614), Kuat tekan.

viii

DAFTAR ISI

Halaman

COVER ........................................................................ Error! Bookmark not defined.

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSTUJUAN PUBLIKASI ..................... iii

KATA PENGANTAR ............................................................................................ iv

ABSTRAK ............................................................................................................. vii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii

DAFTAR LAMBANG, NOTASI DAN SINGKATAN .......................................xvi

BAB I ........................................................................................................................1

PENDAHULUAN ....................................................................................................1

1.1. Latar Belakang Masalah ................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah .......................................................................................... 3

1.3. Tujuan Penelitian............................................................................................ 3

1.4. Batasan Masalah ............................................................................................. 3

1.5. Manfaat Penelitian .......................................................................................... 4

BAB II .......................................................................................................................5

LANDASAN TEORI ...............................................................................................5

2.1. Beton .............................................................................................................. 5

2.1.1. Flowing Concrete (Beton Alir) .................................................................... 5

2.2. Semen Portland (PC) ...................................................................................... 6

2.3. Air .................................................................................................................. 8

2.4. Agregat ......................................................................................................... 10

2.4.1. Agregat Halus (Pasir) ............................................................................ 10

2.4.2. Agregat Kasar (Kerikil) .......................................................................... 11

2.5. Bahan Tambah (Additive) ............................................................................ 13

ix

2.5.1. Silica Fume ............................................................................................ 14

2.5.2. Abu Terbang (Fly Ash) .......................................................................... 15

2.5.3. Superplasticizer ..................................................................................... 16

2.6. Porositas ....................................................................................................... 17

2.7. Workability .................................................................................................. 17

2.8. Faktor Air Semen ......................................................................................... 18

2.9. Slump ........................................................................................................... 20

2.10. Berat Jenis Beton (SNI 1973 2008) ............................................................ 20

2.11. Kuat Tekan Beton ....................................................................................... 20

2.12.Perencanaan Campuran Beton Mutu Tinggi Metode ACI (American

Concrete Institute) ............................................................................................... 23

2.12.2. Faktor-faktor yang Menentukan ........................................................ 24

2.12.3. Prosedur Proporsi Campuran Beton Kekuatan Tinggi ........................ 26

2.13. Penelitian Terdahulu ................................................................................... 32

2.13.1. Menurut Marsianus Danasi dan Ade Lisantono (2015) ..................... 32

2.13.2. Menurut Surya Sebayang (2011) ....................................................... 32

2.13.3. Menurut Iin Damayanti (2006), ......................................................... 33

BAB III ................................................................................................................... 34

METODELOGI PENELITIAN ........................................................................... 34

3.1 Diagram Alir Beton ....................................................................................... 34

3.2. Studi Literatur .............................................................................................. 34

3.3. Persiapan Material dan Peralatan Penelitian ................................................. 35

3.4. Prosedur Test Material ................................................................................. 36

3.4.1. Semen .................................................................................................... 36

3.4.1.1 Percobaan Menentukan Berat Jenis Semen (ASTM C188-78) ..... 36

3.4.2. Pasir ....................................................................................................... 37

3.4.2.1. Analisa Saringan Pasir ................................................................. 37

3.4.2.2. Kelembaban Pasir (ASTM C556-71) ............................................ 38

3.4.2.3. Berat Jenis Pasir (ASTM C128-73) .............................................. 39

x

3.4.2.4. Air Resapan Pasir / Kapasitas Absorpsi (ASTM C128) ................ 40

3.4.2.5. Berat Volume Pasir (ASTM C29-78) ........................................... 40

3.4.2.6. Test Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur dengan Cara Kering

(ASTM C117-76) .................................................................................... 41

3.4.3. Kerikil .................................................................................................... 42

3.4.3.1. Analisa Saringan Kerikil (ASTM C136-76) ................................. 42

3.4.3.2. Kelembaban Kerikil (ASTM C556-71) ........................................ 42

3.4.3.3. Berat Jenis Kerikil (ASTM C128-73) ........................................... 43

3.4.3.4. Air Resapan Kerikil / Kapasitas Absorpsi (ASTM C128) ............ 44

3.4.3.5. Berat Volume Kerikil (ASTM C29-78) ........................................ 44

3.4.3.6. Test Kebersihan Kerikil Terhadap Lumpur dengan Cara Kering

(ASTM C117-76) ....................................................................................... 45

BAB IV.................................................................................................................... 46

HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................................. 46

4.1. Test material ................................................................................................. 46

4.1.1. Semen .................................................................................................... 46

4.1.1.1 Hasil Berat Jenis Semen ............................................................... 46

4.1.2. Pasir ....................................................................................................... 47

4.1.2.1 Hasil Analisa Saringann ................................................................ 47

4.1.2.2. Hasil Kelembaban Pasir (ASTM C556-71) ................................. 50

4.1.2.3 Hasil Berat Jenis Pasir (ASTM C128-73) ..................................... 51

4.1.2.4. Hasil Air Resapan Pasir / Kapasitas Absorpsi (ASTM C128)....... 51

4.1.2.5. Hasil Berat Volume Pasir (ASTM C29-78) .................................. 52

4.1.2.6. Hasil Test Kebersihan Pasir Terhadap Lumpur dengan Cara Kering

(ASTM C117-76) ....................................................................................... 52

4.1.3. Kerikil .................................................................................................... 53

4.1.3.1. Hasil Analisa Saringan Kerikil (ASTM C136-76) ........................ 53

4.1.3.2. Hasil Kelembaban Kerikil (ASTM C556-71) ............................... 54

4.1.3.3. Hasil Berat Jenis Kerikil (ASTM C128-73) .................................. 54

xi

4.1.3.4. Hasil Air Resapan Kerikil / Kapasitas Absorpsi (ASTM C128) ... 55

4.1.3.5. Hasil Berat Volume Kerikil (ASTM C29-78) ............................... 55

4.1.3.6. Hasil Test Kebersihan Kerikil Terhadap Lumpur Cara Kering ..... 56

4.2. Perhitungan Campuran Beton Mutu Tinggi dengan Metode ACI ................. 56

4.2.1. Perencanaan Campuran Beton ............................................................... 56

4.3 Analisa Hasil Test Slump dan Flow .............................................................. 64

4.4 Analisa Hasil Berat Jenis Beton .................................................................... 68

4.5 Analisa Hasil Tes Kuat Tekan beton ............................................................. 71

BAB 5 ...................................................................................................................... 77

KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................................. 77

5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 77

5.2. Saran ............................................................................................................ 77

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 78

LAMPIRAN ........................................................................................................... 79

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Susunan oxida semen portland .............................................................. 6

Tabel 2.2 Empat senyawa dari semen portland ..................................................... 7

Tabel 2.3 Jenis-jenis semen portland menurut ASTM C.150 ................................ 8

Tabel 2.4 Batas Maksimum Ion Klorida ................................................................ 9

Tabel 2.5 Ketentuan Umum untuk Beton Kedap Air ........................................... 10

Tabel 2.6 Gradasi pasir ........................................................................................ 11

Tabel 2.7 Gradasi kerikil ..................................................................................... 13

Tabel 2.8 Fraksi volume agregat kasar yang disarankan ..................................... 13

Tabel 2.9 Faktor air semen untuk setiap kondisi lingkungan ............................... 19

Tabel 2.10 Nilai slump berbagai macam struktur ................................................ 20

Tabel 2.11 Perbandingan Kekuatan Tekan Beton pada Berbagi Umur ................ 21

Tabel 2.12 Perbandingan kekuatan tekan beton pada berbagi benda uji .............. 21

Tabel 2.13 Standar kontrol beton f‟c (ACI) ......................................................... 22

Tabel 2.14 Slump yang dianjurkan untuk beton dengan atau tanpa HRWR ........ 26

Tabel 2.15 Perkiraan Ukuran maksimum Agregat ............................................... 26

Tabel 2.16 Volume agregat kasr yang dianjurkan per unit volume beton ........... 27

Tabel 2.17 Estimasi campuran air yang dibutuhkan dan kadar udara , beton segar

berdasarkan penggunaan void content dari 35%.................................................. 28

Tabel 2.18 W/c+p Maksimum yang dianjurkan untuk Beton Tanpa Menggunakan

HRWR ................................................................................................................ 29

Tabel 2.19 W/c+p Maksimum yang Dianjurkan untuk Beton dengan

Menggunakan HRWR ......................................................................................... 29

Tabel 3.1 Komposisi Variasi Pencampuran Beton Mutu Tinggi pada Umur 28

Hari ..................................................................................................................... 36

xiii

Tabel 4.1 Berat jenis semen................................................................................. 46

Tabel 4.2. Analisa saringan pasir......................................................................... 47

Tabel 4.3. Kelembaban Pasir ............................................................................... 50

Tabel 4.4. Berat jenis pasir .................................................................................. 51

Tabel 4.5. Air resapan air .................................................................................... 51

Tabel 4.6. Berat volume pasir.............................................................................. 52

Tabel 4.7. kebersihan pasir tehadap lumpur secara kering.................................. 52

Tabel 4.8. Analisa Saringan Kerikil ................................................................... 53

Tabel 4.9. Kelembaban Kerikil ........................................................................... 54

Tabel 4.10. Berat jenis kerikil ............................................................................. 54

Tabel 4.11. Air resapan kerikil ............................................................................ 55

Tabel 4.12. Berat Volume Kerikil ....................................................................... 55

Tabel 4.13. Test Kebersihan Kerikil Terhadap Lumpur Cara Kering .................. 56

Tabel 4.14. Volume material campuran per kg/m3 tanpa pasir ........................... 59

Tabel 4.15. Komposisi Campuran Dasar (kg) ..................................................... 59

Tabel 4.16. Variasi Campuran Silica fume dan Fly ash ....................................... 60

Tabel 4.17. Kebutuhan Semen, Silica fume dan Fly ash dalam campuran (kg) ... 60

Tabel 4.18. Kebutuhan Semen, Silica fume dan Fly Ash dalam campuran (%) .. 60

Tabel 4.19. Komposisi Bahan dan Volume dalam campuran 1 tanpa pasir (kg).. 60

Tabel 4.20. Komposisi Bahan dan Volume dalam campuran 2 tanpa pasir (gr) .. 61

Tabel 4.21. Komposisi Bahan dan Volume dalam campuran 3 tanpa pasir (kg).. 61

Tabel 4.22. Komposisi Campuran 1 Beton (kg) .................................................. 61

Tabel 4.23. Komposisi Campuran 2 Beton (kg) .................................................. 62

Tabel 4.24. Komposisi Campuran 3 Beton (kg) .................................................. 62

Tabel 4.25. Komposisi Campuran Setelah Koreksi Kadar Air (kg) .................... 63

Tabel 4.26. Hasil Pengujian Slump dan Flow...................................................... 65

Tabel 4.27. Berat Jenis Beton Kondisi Basah ...................................................... 68

Tabel 4.28. Berat Jenis Beton Kondisi Kering .................................................... 69

xiv

Tabel 4.29. Kuat Tekan Beton ............................................................................. 72

Tabel 4.30. Hasil Pengujian Standar Deviasi (ACI) ............................................ 75

Tabel 4.31.Hasil Standar Kontrol Kualitas Beton................................................ 76

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Kerucut abrams ................................................................................ 18

Gambar 3.1 Diagram Alir Beton .......................................................................... 34

Gambar 4.1. Ilustrasi kinerja superplasticizer dalam meningkatkan workabilitas

beton.................................................................................................................... 66

Gambar 4.2 Slump dan Slump Flow.................................................................... 67

Gambar 4.3 Uji kuat tekan beton ......................................................................... 73

xvi

DAFTAR LAMBANG, NOTASI DAN SINGKATAN

ACI = American Concrete Institute

ASTM = American Standar Testing Material

SNI = Standar Nasional Indonesia

F‟c = Kuat tekan benda uji

F‟cr = Kuat tekan rata-rata pada perncanaan campuran beton

PC = Portland Cement

W = Rasio total berat air

Fas =Faktor Air Semen

P = Beban Maksimum yang dapat ditahan benda uji

A = Luas tampang benda uji