Upload
vuanh
View
230
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
i
eminar (PA-2325)
PEMBACAAN PENGARUH UNSUR RANCANG ESTETIKA BARAT
TERHADAP PENYUSUNAN BENTUK GEOMETRI (DWIMATRA &
TRIMATRA)
PADA ORNAMENTASI KARATON KASUNANAN SURAKARTA
Oleh :
Cilda T.I.D NRP : 3208 202 002
Dosen :
Ir.Muhammad Faqih, MSA, Ph.D.
Pembimbing :
Prof.Dr.Ir.Josef Prijotomo, MArch.
Ir. Hari Purnomo, MbdgSc.
PROGRAM MAGISTER
KRITIK DAN PERANCANGAN ARSITEKTUR
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2009
TESIS
STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN NO 42 TERHADAP PENGARUH WATER RETENTION PADA PASTA SEMEN
DORA MELATI NURITA SANDI NRP 3114 201 002
DOSEN KONSULTASI Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA Ridho Bayuaji, ST., MT., Ph.D Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT
PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN GEOTEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2016
ii
i
iv
v
STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN
NO 42 TERHADAP PENGARUH WATER RETENTION PADA
PASTA SEMEN
Mahasiswa Nama :Dora Melati Nurita Sandi
Mahasiswa ID :3114 201 002
Pembimbing :Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA
Ko-Pembimbing :Ridho Bayuaji, ST.MT.PhD
Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT
ABSTRAK
Pada proyek konstruksi sering dijumpai kerusakan beton yang
diakibatkan oleh air. Bangunan yang terendam lama oleh air seperti concrete
dam, pondasi, dinding basement dll, akan mengalami penurunan kuat tekan dari
kuat tekan rencana. Sehingga sangat penting diketahuinya penetrasi air dalam
beton.
Peristiwa masuknya air dan penetrasi air pada beton, dapat dijelaskan
dengan dua pendekatan yaitu dengan teori permeabilitas dan teori water retention.
Pengujian permeabilitas dapat dilakukan di laboratorium dengan mengambil
contoh beton dari lapangan atau mencetak secara khusus contoh beton yang akan
diuji. Namun, pengujian tersebut selama ini jarang dilakukan karena
membutuhkan waktu yang cukup lama, harga alat tes permeabilitas yang mahal,
dan kondisi lingkungan tropis yang sangat lembab mempengaruhi keberhasilan
test.
Metode pengukuran water retention dengan menggunakan kertas filter
dilakukan guna memperoleh metode pengukuran water retention pada beton
secara sederhana sebagai pengganti pengujian permeabilitas yang mahal. Dimana
metode ini sering digunakan dalam pengukuran suction atau water retention pada
tanah.
Penelitian dilakukan secara eksperimental di laboratorium dengan
membuat benda uji. Digunakan dua jenis benda uji yaitu pasta semen dan pasta
vi
semen foam. Setiap benda uji di rendam hingga umur 28 hari. Kemudian dicari
waktu konsistensi kadar air pada benda uji. Setelah waktu kosistensi didapat,
kemudian dicari waktu kosistensi kadar air pada kertas filter. Selanjutnya
dilakukan pengukuran water retention dengan lama perendaman sesuai dengan
waktu yang diperoleh dari pengujian kosistensi sebelumnya.
Untuk benda uji pasta semen, dimodelkan pasta semen dengan variasi
nilai FAS (Faktor Air Semen). FAS yang digunakan ialah 0.5, 0.45, 0.35, dan 0.3.
Tujuan dimodelkannya pasta semen foam dan pasta semen dengan variasi nilai
FAS yaitu untuk memperoleh benda uji yang porositas dan mutunya bervariasi.
Hasil dari penelitian dan analisa yang telah dilakukan, grafik water
retention dari hasil pengujian pada pasta semen menunjukkan grafik yang hampir
identik dengan grafik water retention pada glass beads oleh Indarto (1991),
concrete dan mortar oleh Van Genuchten (2012). Tetapi sedikit berbeda
dibandingkan dengan tanah dan hubungan antara kadar air dengan water retention
didasarkan pada karakteristik porositas material.
Kata kunci : water retention, porositas, kertas filter, pasta semen, pasta semen
foam, faktor air semen
vii
STUDY OF USING PAPER FILTER WHATMAN NO. 42
FOR MEASURING WATER RETENTION IN CEMENT PASTE
By : Dora Melati Nurita Sandi
Student Identity Number : 3114201002
Supervisor : Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA
Co-Supervisor : Ridho Bayuaji, ST.MT.PhD
Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT
ABSTRACT
On construction projects often encountered concrete damage caused by
the water.The building that submerged by water such as concrete dam, foundation,
basement walls, etc. it would be decrease the compressive strength of the
compressive strength plan. Thus, it was very important knowing the penetration of
water into the concrete.
Events ingress of water and water penetration in concrete,could be
explained by two approaches, they were the permeability and water retention
theory. The permeability testing could be done in the laboratory by taking sample
concrete from the field or make sample concrete to be tested. However, such
testing has been rarely done because it takes a long time, the price of permeability
as says were expensive, and the humid tropical condition were very influence of
environment affects to success of the test.
The water retention measurement method using filter paper done in order
to obtain a measurement method to water retentionin the concrete simply as a
replacement for expensive permeability testing. Where this method was often
used in the measurementof suction or water retention of the soil.
The Research did as experimentally in the laboratory making the test
object. Used two types of the test specimens. Theywere cement paste and foam
cement paste. Each specimen was immersed up to 28 days. Then, looking for
consistency of water content in the test specimen. After the time consistency
obtained, then sought time consistency of water content in the filter paper.
viii
Furthermore, the measuring of water retention with long time submersion in
accordance by obtained the time from testing the previous consistency.
For the test cement paste specimen, cement paste model with a variation
value byFAS (cement water ratio). FAS used was 0.5, 0:45, 0:35, and 0.3. Purpose
taking model by foam cement paste and cement paste with variations value based
on FAS was to obtain specimens porosity and variaty quality.
The results of the research and analysis that has been done, the water
retention graph of the test results on cement paste shows graphs almost identical
to water retention graph in the glass beads by Indarto (1991), concrete and mortar
by Van Genuchten (2012). But slightly different than the soil. Relationship
between water content and water retention based on the characteristics of the
porosity of the material.
Keywords: water retention, porosity, filter paper, cement paste, foam cement
paste, cement water ratio
ix
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahhirobbil Alamin, segala puji syukur penulis panjatkan
kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga tesis dengan judul
“STUDI PENGGUNAAN KERTAS FILTER WHATMAN NO 42
TERHADAP PENGARUH WATER RETENTION PADA PASTA SEMEN”
ini dapat diselesaikan. Tesis ini disusun sebagai salah satu persyaratan untuk
memperoleh gelar Megister Teknik (M.T) Program studi Teknik Sipil, Bidang
keahlian Geoteknik, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi
Sepuluh Nopember Surabaya.Pada saat melakukan penelitian dan penulisan tesis
ini penulis telah banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, baik berupa
bantuan dan partisipasinya secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena
itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima
kasih yang sebesar besarnya, kepada :
1. Kedua orangtuaku tersayang, Ayahanda Danuri dan Ibunda Tuningsih.
Terimakasih atas doa, bimbingan, nasehat, dukungan, perhatian dan kasih
sayangyang selalu mengiringi langkahku untuk menggapai cita-citaku.
2. Kakak tercinta, Derie Kusuma Budi Ningrum yang selalu memberikan
dukungannya.
3. Prof. Dr. Ir. Indarto. DEA, selaku dosen pembimbing utama penulis, atas
semua arahan, bimbingan, perhatian, serta waktu yang diberikan selama
penyusunan tesis.
4. Ridho Bayuaji, ST.MT.PhD dan Dr.Januarti Jaya Ekaputri, ST.,MT,
selaku dosen pembimbing penulis, atas bimbingan dan waktu yang telah
diberikan.
5. Seluruh dosen pascasarjana Teknik Sipil khususnya dosen Geoteknik,
yang telah memberikan bimbingan, arahan dan perhatian dalam
mendalami ilmu Geoteknik.
6. Imam Fery Wahyudi yang selalu membantu mencurahkan tenaga, waktu ,
upayanya untuk membantu selama proses penelitian berlangsung, serta
x
selalu mendengar keluh kesah penulis, selalu memberikan semangat dan
dukungannya selama penyusunan tesis ini.
7. Seluruh rekan Lab uji beton D3 Teknik Sipil ITS, Mas Agung, Mas
Rahmat, Mas Akbar, Wahyu dan Mas candra atas waktu dan dukungannya
saat penulis melakukan praktikum.
8. Rekan Geoteknik 2013, 2014 dan 2015, Mas putra, Teh laras, fitri, mbak
fatin, mida, novi, faisal, nila, mas yeri, mas patih.
9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu di dalam tulisan ini,
namun penulis yakin mereka telah banyak membantu dengan ikhlas.
Dengan keterbatasan pengalaman, pengetahuan maupun pustaka yang ditinjau,
penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan perlu
pengembangan lebih lanjut agar benar benar bermanfaat. Oleh sebab itu, penulis
sangat mengharapkan kritik dan saran agar tesis ini lebih sempurna serta sebagai
masukan bagi penulis untuk penelitian dan penulisan karya ilmiah pada bidang
Geoteknik di masa yang akan datang.
Penulis,
Dora Melati Nurita Sandi
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... iii
ABSTRAK ................................................................................................ v
ABSTRACT .............................................................................................. vii
KATA PENGANTAR .............................................................................. ix
DAFTAR ISI ............................................................................................. xi
DAFTAR TABEL .................................................................................... xv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xviii
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ..................................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................... 3
1.4 Manfaat Penelitian ..................................................................... 4
1.5 Batasan Masalah ........................................................................ 4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Fenomena Kapilaritas ............................................................... 5
2.2 Teori Water Retention Pada Tanah .......................................... 7
2.3 Teori Water Retention Pada Beton ............................................ 17
2.4 Penelitian Pengukuran Water Retention Pada Beton .............. 25
2.5 Penelitian Pengukuran Water Retention Pada Beton
Menggunakan Kertas Filter ...................................................... 26
2.6 Material Benda Uji .................................................................... 28
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Pembuatan Benda Uji ................................................................ 37
3.2 Mencari Waktu Konsistensi Kadar Air Benda Uji ................. 37
3.3 Pengujian Water Retention ......................................................... 38
xii
3.4 Uji Porositas .............................................................................. 40
3.5 Uji UPV (Ultrasonic Pulse Velocity) .......................................... 41
3.6 Uji Kuat Tekan ........................................................................... 42
3.7 Rencana Jadwal Penelitian ....................................................... 43
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
PENGUJIAN WATER RETENTION
4.1 Waktu Konsistensi Kadar Air Benda Uji
4.1.1 Benda uji pasta semen
4.1.1.1 Pasta semen FAS 0.5 ........................................................ 45
4.1.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ...................................................... 47
4.1.1.3 Pasta semen FAS 0.35....................................................... 49
4.1.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................ 51
4.1.2 Benda uji pasta semen foam .................................................... 53
4.2 Water Retention
4.2.1 Benda uji pasta semen
4.2.1.1 Pasta semen FAS 0.5 ........................................................ 58
4.2.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ...................................................... 64
4.2.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ...................................................... 69
4.2.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................ 74
4.2.2 Benda uji pasta semen foam .................................................... 79
BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN
PENGUJIAN POROSITAS, UPV, DAN KUAT TEKAN
5.1 Porositas
5.1.1 Porositas Pada Benda Uji Pasta Semen
5.1.1.1 Pasta Semen FAS 0.5 ....................................................... 85
5.1.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ...................................................... 85
5.1.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ...................................................... 86
5.1.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................ 87
5.1.2 Benda uji pasta semen foam .................................................... 87
5.1.3 Hubungan kadar air dengan porositas ...................................... 88
xiii
5.1.4 Hubungan porositas dengan water retention ............................ 89
5.2 Hasil Uji UPV (Ultrasonic Pulse Velocity)
5.2.1 Hasil Uji UPV Pada Benda Uji Pasta Semen
5.2.1.1 Pasta Semen FAS 0.5 ....................................................... 91
5.2.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ...................................................... 92
5.2.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ...................................................... 92
5.2.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................ 93
5.2.2 Hasil Uji UPV Pada Benda uji pasta semen foam ................... 93
5.3 Hasil Uji Kuat Tekan
5.3.1 Hasil Uji Kuat Tekan Pada Benda Uji Pasta Semen
5.3.1.1 Pasta Semen FAS 0.5 ....................................................... 94
5.3.1.2 Pasta semen FAS 0.45 ...................................................... 95
5.3.1.3 Pasta semen FAS 0.35 ...................................................... 95
5.3.1.4 Pasta semen FAS 0.3 ........................................................ 95
5.3.2 Hasil Uji Kuat Tekan Pada Benda uji pasta semen foam ........ 96
BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan ................................................................................. 99
6.2 Saran ........................................................................................... 100
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 101
LAMPIRAN .............................................................................................. 105
xiv
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Surface tension pada berbagai temperature ........................ 8
Tabel 2.2 Lanjutan Surface tension pada berbagai temperature ........ 9
Tabel 2.3 Rentang besarnya hisapan untuk setiap alat
atau metode pengukuran dan kontrol suction ...................... 14
Tabel 2.4 Rentang besarnya hisapan atau tegangan
air pori negatif untuk setiap alat/metode ............................ 15
Tabel 2.5 Penurunan Permeabilitas Pasta Semen
(Kadar air semen = 0.7) dengan Kenaikan Proses
Hidrasi ................................................................................. 18
Tabel 2.6 Perbandingan Permeabiltas Batuan dengan
Pasta Semen (Tabel 2.5) ...................................................... 19
Tabel 2.7 Nilai-nilai Permeabilitasbetonyang digunakan
dibendungan ........................................................................ 20
Tabel 2.8 Batas Maksimum Ion Klorida ............................................. 32
Tabel 2.9 Ketentuan Minimum untuk Beton Kedap Air ..................... 32
Tabel 2.10 Persyaratan untuk Kondisi Lingkungan Khusus ................. 32
Tabel 3.1 Jadwal Penelitian ................................................................ 44
Tabel 4.1 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air
Pada Benda Uji A FAS 0.5 ................................................. 48
Tabel 4.2 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air
Pada Benda Uji F FAS 0.45 ............................................... 50
Tabel 4.3 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air
Pada Benda Uji F FAS 0.35 ............................................... 51
Tabel 4.4 Lanjutan Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air
Pada Benda Uji F FAS 0.35 ................................................ 52
Tabel 4.5 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air
Pada Benda Uji F FAS 0.3 .................................................. 53
Tabel 4.6 Lanjutan Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air
Pada Benda Uji F FAS 0.3 .................................................. 54
xvi
Tabel 4.7 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air
Pada Benda Uji U FOAM ................................................... 56
Tabel 4.8 Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen FAS 0.5 .................................. 57
Tabel 4.9 Lanjutan Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen FAS 0.5 .................................. 58
Tabel 4.10 Lanjutan Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen FAS 0.5 .................................. 59
Tabel 4.11 Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen FAS 0.45 ................................. 64
Tabel 4.12 Lanjutan Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen FAS 0.45 ................................. 65
Tabel 4.13 Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen FAS 0.35 ................................ 68
Tabel 4.14 Lanjutan Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen FAS 0.35 ................................ 69
Tabel 4.15 Lanjutan Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen FAS 0.35 ................................ 70
Tabel 4.16 Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen FAS 0.3 .................................. 73
Tabel 4.17 Lanjutan Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen FAS 0.3 .................................. 74
Tabel 4.18 Lanjutan Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen FAS 0.3 .................................. 75
Tabel 4.19 Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen foam ........................................ 78
Tabel 4.20 Lanjutan Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen foam ........................................ 79
Tabel 4.21 Lanjutan Hasil pengujian water retention
pada benda uji pasta semen foam ........................................ 80
Tabel 5.1 Hasil pengujian porositas pada
benda uji pasta semen FAS 0.5............................................ 85
xvii
Tabel 5.2 Hasil pengujian porositas pada
benda uji pasta semen FAS 0.45.......................................... 86
Tabel 5.3 Hasil pengujian porositas pada
benda uji pasta semen FAS 0.35.......................................... 86
Tabel 5.4 Hasil pengujian porositas pada
benda uji pasta semen FAS 0.3............................................ 87
Tabel 5.5 Hasil pengujian porositas pada
benda uji pasta semen foam ................................................. 87
Tabel 5.6 Data porositas dan kadar air ................................................ 88
Tabel 5.7 Data hasil perhitungan porositas dan water retention .......... 89
Tabel 5.8 Klasifikasi kualitas beton berdasarkan
kecepatan gelombang .......................................................... 90
Tabel 5.9 Data hasil uji UPV pada
benda uji pasta semen FAS 0.5............................................ 91
Tabel 5.10 Data hasil uji UPV pada
benda uji pasta semen FAS 0.45.......................................... 92
Tabel 5.11 Data hasil uji UPV pada
benda uji pasta semen FAS 0.35.......................................... 92
Tabel 5.12 Data hasil uji UPV pada
benda uji pasta semen FAS 0.3............................................ 93
Tabel 5.13 Data hasil uji UPV pada
benda uji pasta semen foam ................................................. 93
Tabel 5.14 Data hasil uji kuat tekan pada
benda uji pasta semen FAS 0.5............................................ 94
Tabel 5.15 Data hasil uji kuat tekan pada
benda uji pasta semen FAS 0.45.......................................... 95
Tabel 5.16 Data hasil uji kuat tekan pada
benda uji pasta semen FAS 0.35.......................................... 95
Tabel 5.17 Data hasil uji kuat tekan pada
benda uji pasta semen FAS 0.3............................................ 96
Tabel 5.18 Data hasil uji kuat tekan pada
benda uji pasta semen foam ................................................. 96
xviii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tegangan antar permukaan padat, air dan udara ................. 5
Gambar 2.2 Perilaku air dalam tabung kapiler ........................................ 6
Gambar 2.3 Interaksi antara air dan udara
dalam tabung kapiler dengan perbedaan
cekungan dan tinggi kapilaritas ........................................... 7
Gambar 2.4 Surface tension pada muka air-udara.
(a) interaksi antar molekul air-udara dan molekul dalam air.
(b) tegangan dan surface tension pada
dua dimensi permukaan ....................................................... 8
Gambar 2.5 Pengaruh tegangan eksternal dan suction
terhadap tekanan antar butiran tanah ................................... 11
Gambar 2.6 Kurva drainasedua jenisbahan kapur ................................... 12
Gambar 2.7 Kurva drainasedua jenisbahan kapur
(Corney dan Coleman 1954) yang telah dikalibrasi ............ 13
Gambar 2.8 Kalibrasi metode kertas filter dari beberapa peneliti
(Sumber Indarto 1991 dan Indarto 2012) ............................ 17
Gambar 2.9 Faktor Parameter yang Mempengaruhi
Permeabilitas Beton (Kropp dkk, 1995) .............................. 22
Gambar 2.10 Pengaruh kadar air semen dan ukuran agregat
terhadap permeabilitas (Kropp dkk, 1995) .......................... 23
Gambar 2.11 Efek kosentrasi volume agregat terhadap
permeabilitas mortar (Kropp dkk, 1995) ............................. 24
Gambar 2.12 Hubungan antara permeabilitas dan porositas
pada pasta semen portland (Kropp dkk, 1995) .................... 24
Gambar 2.13 Hubungan antara permeabilitas dan kadar air semen
pada pasta semen (Kropp dkk, 1995) .................................. 25
Gambar 2.14 Kurva water retention pada concrete C-15-A
xix
(a) dan Mortar M1 (b). (Schneider dkk, 2012) .................... 26
Gambar 2.15 Kurva hubungan antara water retention dengan
kadar air pada benda uji pasta semen (Ijat 2014) ................ 27
Gambar 2.16 Kurva hubungan antara tinggi kapiler (m)
dengan kadar air pada benda uji pasta semen
(Ijat 2014). .......................................................................... 27
Gambar 2.17 Kurva hubungan antara water retention
dengan kadar air pada benda uji pasta semen foam
(Ijat 2014) ............................................................................ 28
Gambar 2.18 Kurva hubungan antara tinggi kapiler (m)
dengan kadar air pada benda uji pasta semen foam
(Ijat 2014) ............................................................................ 28
Gambar 2.19 Kurva hubungan antara water retention
dengan kadar air pada benda uji pasta semen
dan pasta semen foam (Ijat 2014) ........................................ 29
Gambar 3.1 Bagan alir tahapan pelaksanaan penelitian .......................... 33
Gambar 3.2 Bagan alir penentuan waktu kosistensi
kadar air benda uji (t1) ......................................................... 34
Gambar 3.3 Bagan alir uji water retention .............................................. 34
Gmbar 3.4 Bagan alir uji water retention (lanjutan) ............................. 35
Gambar 3.5 Bagan alir uji porositas ........................................................ 35
Gambar 3.6 Bagan alir uji upv (ultrasonic pulse velocity)...................... 36
Gambar 3.7 Bagan alir test kuat tekan .................................................... 36
Gambar 3.8 Penempatan Kertas Filter pada Benda Uji ........................... 38
Gambar 3.9 Grafik kalibrasi kertas filter
(sumber: ASTM D5298-19) ............................................... 39
Gambar 3.10 Kalibrasi metode kertas filter dari beberapa peneliti
(Sumber Indarto 1991 dan Indarto 2012) ............................ 40
Gambar 3.11 Aplikasi pengukuran pelaksanaan UPV,
(i) pengukuran direct transmission
(ii) pengukuran semidirect
(iii) pengukuran indirect transmission
xx
(sumber: International Atomic Energy Agency,
2002, h: 101 – 102).............................................................. 42
Gambar 4.1 Perbandingan jalur drainase untuk bahan yang berbeda
(Indarto, 1991) ..................................................................... 46
Gambar 4.2 Kurva water retention pada concrete
C-15-A (a) dan Mortar M1 (b).
(Schneider dkk, 2012) ........................................................ 47
Gambar 4.3 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.5 ......... 49
Gambar 4.4 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.45 ....... 51
Gambar 4.5 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.35 ....... 53
Gambar 4.6 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.3 ......... 55
Gambar 4.7 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen foam .............. 56
Gambar 4.8 Water retention benda uji pasta semen fas 0.5
(a) dalam skala log Kpa
(b) tinggi pipa kapiler satuan meter. .................................... 60
Gambar 4.9 Grafik water retention
(a) padasandy soildanclayey soil by Hillel (1998),
Zhan and Ng (2004)
(b) pada glass beadsoleh Indarto (1991) ............................. 61
Gambar 4.10 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.5
dengan water retention pada concrete C-15-A
(Schneider dkk, 2012) ......................................................... 62
Gambar 4.11 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.5
dengan water retention pada mortarM1
(Schneider dkk, 2012) ......................................................... 63
Gambar 4.12 Water retention benda uji pasta semen fas 0.45
(a) dalam skala log Kpa
(b) tinggi pipa kapiler satuan meter. .................................... 66
Gambar 4.13 Perbandingan water retention benda uji
pasta semen fas 0.45 dengan water retention
pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012) ...................... 67
xxi
Gambar 4.14 Perbandingan water retention benda uji
pasta semen fas 0.45 dengan water retention
pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012). ........................... 68
Gambar 4.15 Water retention benda uji pasta semen fas 0.35
(a) dalam skala log Kpa
(b) tinggi pipa kapiler satuan meter. .................................... 71
Gambar 4.16 Perbandingan water retention benda uji
pasta semen fas 0.35 dengan water retention
pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012) ...................... 72
Gambar 4.17 Perbandingan water retention
benda uji pasta semen fas 0.35 dengan water retention
pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012) ............................ 70
Gambar 4.18 Water retention benda uji pasta semen fas 0.3
(a) dalam skala log Kpa
(b) tinggi pipa kapiler satuan meter. .................................... 76
Gambar 4.19 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.3
dengan water retention pada concrete C-15-A
(Schneider dkk, 2012) ......................................................... 77
Gambar 4.20 Perbandingan water retention benda uji
pasta semen fas 0.35dengan water retention
pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012) ............................ 77
Gambar 4.21 Water retention benda uji pasta semen foam
(a) dalam skala log Kpa
(b) tinggi pipa kapiler satuan meter ..................................... 81
Gambar 4.22 Perbandingan water retention benda uji
pasta semen foam dengan water retention
pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012) ...................... 82
Gambar 4.23 Perbandingan water retention benda uji pasta semen foam
dengan water retention pada concrete M1
(Schneider dkk, 2012) ........................................................ 83
Gambar 4.24 Water retention pada benda uji pasta semen
dengan berbagai jenis nilai FAS dan pasta semen foam ..... 84
xxii
Gambar 5.1 Hubungan kadar air dengan porositas pada
benda uji pasta semen foam dan
pasta semen variasi nilai FAS. ............................................. 88
Gambar 5.2 Hubungan porositas dengan water retention
dalam skala PF pada benda uji pasta semen foam
dan pasta semen variasi nilai FAS ....................................... 90
Gambar 5.3 Hubungan porositas dengan dengan hasil pengujian
UPV oleh Zoubeir Lafhaj dkk (2005) ................................. 91
Gambar 5.3 Hubungan hasil test kuat tekan dengan hasil
test UPV oleh Ramazan dkk(2003) .................................... 97
1
BAB 1.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada proyek konstruksi di lapangan, sering dijumpai beberapa masalah baik
saat konstruksi maupun pasca konstruksi. Permasalahan yang sering ditemui ialah
keretakan pada beton. Banyak faktor yang mempengaruhi keretakan pada beton,
salah satunya diakibatkan oleh faktor lingkungan yaitu oleh air dan kelembapan
udara. Air sangat berpengaruh terhadap bagian struktur terutama struktur yang
mengalami kontak langsung dengan air seperti concrete dam, pondasi bangunan,
pondasi pelabuhan dan lain-lain.
Herwanto (2012) telah meneliti pengaruh mutu beton K-250 akibat
terendam air laut dengan penambahan zat aditif sikacim concrete additive kadar
0,6%. Dari penelitiannya tersebut, dia menyimpulkan baik beton yang terendam air
tawar dan beton yang terendam air laut memiliki kuat tekan dibawah kuat tekan
rencana. Dalam penelitiannya juga disimpulkan bahwa beton yang terendam air laut
mengalami penurunan kuat tekan sebesar 7,53% dibandingkan dengan beton yang
terendam air tawar.
Hampir semua konstruksi bangunan menggunakan beton bertulang pada
struktur utamanya. Penerapan beton bertulang pada struktur bangunan biasanya
digunakan pada pondasi (jenis pondasi dalam seperti tiang pancang, bored pile),
balok ikat (sloof), kolom, balok, plat beton, dan dinding geser (shear wall). Namun,
beton bertulang sangat rentang terjadi korosi. Dalam jurnal penelitian Fahirah F
(2007) dia menjelaskan bahwa korosi baja tulangan merupakan reaksi kimia atau
elektro kimia antara baja tulangan dengan lingkungannya.Baja tulanganyang
terkorosi, volume karatnya lebih besar 3 kali dari volume bahan asalnya sehingga
mengakibatkan keretakan pada beton. Hal ini merupakan awal dari kerusakan beton
yang akhirnya menuju ke kerusakan yang lebih parah sehingga secara keseluruhan
memperpendek usia pakai konstruksi yang bersangkutan.
Proses merembesnya air pada beton merupakan salah satu fenomena water
retention atau hisapan, dan sering disebut pula dengan kapilaritas. Water
2
retentionatau hisapan diakibatkan oleh adanya tegangan air pori negatif. Menurut
Indarto (2010) Konsep dasar tarikan antar permukaan dari cairan berasal dari
interaksi molekuler. Molekul-molekul dalam cairan saling tarik-menarik satu sama
lain melalui gaya yang bekerja dalam seluruh arah. Pada permukaan, molekul hanya
mengalami gaya satu arah gaya yang berlawanan dengan gaya-gaya yang bekerja.
Bila suatu molekul berpindah dari dalam permukaan cairan, interaksi molekul pada
permukaan akan mengubah arah dari gaya. Dengan demikian perpindahan -
perpindahan molekul pada permukaan cenderung memperbesar permukaan cairan.
Pengujian permeabilitas dapat dilakukan di laboratorium dengan
mengambilcontoh beton dari lapangan atau mencetaksecara khusus contoh beton
yang akan diuji. Namun, pengujian tersebut selama ini jarang dilakukan karena
membutuhkan waktu yang cukup lama, hargaalat tes permeabilitas yang mahal,
dankondisi lingkungan tropis yang sangat lembabsehingga bisa mempengaruhi
keberhasilan tes. Padahal hasil uji ini sangat pentingkhususnya untuk struktur beton
di daerah pantai, beton yang terdapat pada permukaan air dan terendam air. Sehingga
perlu diadakan antisipasi pada desain strukturbeton tersebut dan perlunya
pengetahuan mengenai waktu dimana struktur tersebut harus mengalami perawatan.
Perlu suatu penelitian untuk mengetahui water retention pada beton dengan
mudah dan relatif tidak mahal. Untuk itu dalam penelitian ini mencoba menggunakan
metode kertas filter. Metode kertas filter yaitu metode pengukuran suction atau water
retention yang selama ini dilakukan untuk tanah terutama pada tanah unsaturated.
metode filter paper yang mengacu pada ASTM D 5298-03 dicoba dilakukan terhadap
beton.
Indarto (1991) membagi metoda pengukuran hisapan / water retention
menjadi 2 bagian, yaitu metoda pembebanan dan metoda pengukuran. Metode kertas
filter merupakan salah satu dari metode pengukuran.Metoda kertas filter adalah
metoda tidak langsung yang didasarkan pada hypothesa bahwa, saat terjadi
keseimbangan, tegangan air pori negatif dalam suatu tanah atau benda uji dan suatu
kertas filter yang memiliki kontak dengan tanah atau benda uji tersebut adalah sama.
Metoda kertas filter diusulkan pertama kali oleh Gardner (1937). Sedang Fawcett dan
3
Collis George (1967), menyederhanakan penggunaan kertas filter dengan
menggunakan kertas filter Whatman No. 42.
Kalibrasi dengan metode kertas filter Whatman No. 42 ini dilakukan oleh
Fawcett dan Collis George (1967) dan Zerhouni (1991) pada alur pembasahan.
Sedang Parcevoux (1980) dan Indarto (1991) melakukan kalibrasi pada jenis kertas
filter yang sama tetapi pada alur pengeringan.
Penelitian mengenai pengukuran water retention terhadap beton dengan
menggunakan kertas filter telah dilakukan oleh Jihat (2014). Penelitian dilakukan
secara eksperimental di laboratorium. Dalam penelitiannya, dia dapat membuktikan
bahwa kertas filter mampu mengukur water retention pada beton. Namun, dalam
penelitiannya terbatas pada beton yang porus dengan faktor air semen yang
digunakan sebesar 0,4.
Berdasarkan latar belakang diataslah, maka dari itu peneliti ingin melakukan
penelitian pengukuran water retention pada beton dengan menggunakan kertas filter
dan ingin menguji sampai pada beton yang bagaimana yang dapat diukur kertas
filter.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang dapat diambil berdasarkan latar belakang yang telah
dijelaskan yaitu:
1 Sampai pada porositas berapa yang dapat diukur kertas filter?
2 Bagaimana karakteristik water retention pada pasta semen?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini ialah:
1 Untuk mendapatkan metode pengukuran water retention pada beton dengan
mudah dan tidak mahal dengan melakukan pengujian terhadap metode
kertas filter dapat digunakan untuk pengukuran water retention pada pasta
semen.
2 Diperoleh kurva karakteristik water retention pada pasta semen.
4
3 Mengetahui adanya pengaruh porositas material terhadap grafik water
retention yang bervariasi.
4 Memperoleh hubungan kadar air, water retention, porositas, cepat rambat
gelombang dan kuat tekan dengan benda uji yang memiliki tingkat porositas
yang berbeda-beda dengan memodelkan benda uji tersebut menggunakan
pasta semen FAS 0.5, 0.45, 0.35, 0.3 dan pasta semen foam.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini ialah
1 Memperoleh penyederhanaan pengukuran water retention pada pasta semen.
2 Mengetahui batas besarnya nilai water retention yang dapat diukur dengan
kertas filter.
3 Didapatkannya solusi pengukuran water retention pada pasta semen dengan
cara yang mudah, cepat dan ekonomis.
4 Sebagai acuan untuk penelitian selanjutnya mengenai cara mengatasi water
retention pada beton yang berpengaruh pada mutu beton dan merupakan
penyebab terjadinya korosi.
1.5 Batasan Masalah
Beberapa batasan yang diberikan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1 Pengukuran water retention menggunakanmetode kertas filter whatman no
42, pengujian dilakukan berdasarkan ASTM D5298-10
2 Umur hidrasi benda uji selama 28 hari
3 Metode yang digunakan metode wetting curing
4 Pembuatan benda uji dan pengukuran dilakukan dalam suhu ruangan
5 Pengujian porositas menggunakan alat vakum.
6 Pengujian UPV berdasarkan ASTM C 5997-97
7 Pengujian kuat tekan berdasarkan ASTM C 39/C
5
BAB 2.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Fenomena Kapilaritas
Kapilaritas adalah peristiwa naiknya air melalui pori-pori kecil. Kapilaritas
sering dikenal dengan istilah hisapan atau suction. Interaksi antara air dan udara,
padat dan air, serta padat dan udara akan menimbulkan tegangan di masing-masing
permukaannya. Interaksi anatarapadat-air dan udara mengakibatkan terjadinya
kenaikan air dalam pipa kapiler pada ketinggian tertentu.
Gambar 2.1 Tegangan antar permukaan padat, air dan udara
Tekanan kapiler timbul karena adanya tarikan pada permukaan air bagian
atas. Hal ini terjadi karena adanya peristiwa adhesif yang merupakan gaya tarik
menarik antar dua material yang berbeda. Air dan tanah merupakan dua material
yang berbeda jenis. Apabila tanah berada pada kondisi tidak jenuh, air dalam tanah
akan membentuk suatu struktur meniskus air pada tanah yang timbul karena
fenomena tegangan permukaan (Yudayana, 2001).
Udara
σap
σpu
σau air
Padat
6
Gambar 2.2 Perilaku air dalam tabung kapiler
Pada kondisi setimbang, komponen vertikal dari gaya tarik sama besarnya
dengan berat air yang naik. Sehingga dapat dirumuskan:
2 𝜋 r Ts cos∅ = π r2 hcγw (2.1)
dengan demikian tinggi muka air dapat dihitung dengan perumusan
ℎ𝑐 =2 𝑇𝑠 𝑐𝑜𝑠 ∅
𝑟𝛾𝑤 (2.2)
dimana: Ts = tegangan permukaan
θ = sudut kontak antara tegangan permukaan dengan dinding
γ = berat volume air
dari persamaan di atas, maka terlihat bahwa harga tekanan air pori (pore water
pressure) yang terletak pada permukaan air adalah berharga negatif, yang berarti
bahwa tegangan tersebut bersifat tegangan tarik. Tegangan air pori inilah yang
disebut dengan suction. Dari persamaan 2.2 tampak bahwa semakin tinggi pipa
kapiler, maka semakin besar nilai suction dan semakin kecil diameter porinya.
7
Gambar 2.3Interaksi antara air dan udara dalam tabung kapiler dengan
perbedaancekungan dan tinggi kapilaritas (WW.Ng dkk, 2007 data diperoleh dari
Janssen dan Dempsey, 1980)
2.2 Teori Water Retention Pada Tanah
Teori water retention pada tanah sering disebut dengan suction atau hisapan.
Suction sering terjadi pada tanah jenuh sebagian (unsaturated). Pada tanah jenuh,
pori-pori yang terdapat didalamnya seluruhnya terisi oleh air, sedangkan pada tanah
jenuh sebagian, pori-pori didalamnya terisi oleh air dan udara. Interaksi antara udara
dan air akan membentuk struktur miniskus air, karena akibat fenomena tegangan
permukaan (surface tension).
Menurut Fredlund (1996), pembagian tanah secara umum dibagi menjadi
dua yaitu tanah jenuh dan tanah jenuh sebagian (unsaturated).Berdasarkan pada
letak muka air tanah, tanah jenuh berada dibawah muka air tanah, tegangan efektif
yang berlaku ialah (σ-uw). Sedangkan untuk tanahtanah jenuh sebagian berada di
8
atas muka air tanah, dipengaruhi oleh dua komponen tegangan, net normal stress (σ-
ua) dan matric suction (ua-uw).
Menurut Fredlund dan Rahardjo (1193) surface tension (Ts)didefinisikan
sebagai tegangan yang timbul antar molekul akibat kontak langsung antar muka air
dan udara. Nilai Surface tention (Ts) didapat dari tangensial nilai tegangan per unit
panjang permukaan kontak air dan udara (N/m). Besarnya Surface Tention
dipengaruhi oleh temperature. Tabel 2.1 merupakan nilai dari surface tention
berdasarkan temperature yang berbeda (Kaye dan Laby, 1973). Pada gambar 2.3
merupakan surface tention pada permukaan air-udara, dimana sifat secara umum
dapat dilihat bahwa tegangan yang ada di dalam balon lebih besar daripada di luar.
Jika dua dimensi membran dikenai tekanan yang berbeda pada setiap sisinya,
diasumsikan membran yang mengalami tekanan yang lebih besar akan melengkung.
Perbedaan tegangan sepanjang permukaan lengkung berkorelasi dengan surface
tention dan jari-jari kelengkungan.
Gambar 2.4Surface tension pada muka air-udara. (a) interaksi antar molekul air-
udara dan molekul dalam air. (b) tegangan dan surface tension pada dua dimensi
permukaan (WW.Ng dkk, 2007 data diperoleh dari Fredlund dan Rahardjo, 1993)
Tabel 2.1 Surface tension pada berbagai temperature
Temperature, t0 (
0C) Surface Tension,
Ts(Mn/M)
0 75.7
10 74.2
Molekul pada
kontak muka air dan
udara
Molekul
dalam air
9
Tabel 2.2 Lanjutan surface tension pada berbagai temperature
Temperature, t0 (
0C) Surface Tension, Ts(Mn/M)
20 72.75
25 72
30 71.2
40 69.6
50 67.9
60 66.2
70 64.4
80 62.6
100 58.8
Sumber : WW.Ng dkk, 2007
Schofield (1935) memperkenalkan metode dalam menyatakan besarnya
suction dalam skala pF. Penggunaan skala ini sering kali dilakukan. Jika suction pada
tanah dinyatakan dalam bentuk tinggi kolom air pada tabung kapiler, maka logaritma
ketinggian yang dinyatakan dalam satuan cm (centimeter) tersebut adalah ekuivalen
dengan harga pF dari tanah tersebut yakni:
pF = log [-uw] (2.3)
dengan uw adalah tinggi kolom air dalam cm.
Apabila nilai pF adalah 2 maka ketinggian air kapiler mencapai 100 cm
diatas muka air tanah dan ekuivalen dengan tegangan sebesar 1 kg/cm2 pada puncak
kolom airnya (yudayana, 2001).
Menurut (Edlefsen dan Anderson, 1943), suction umumnya disebut sebagai
suatu keadaan energi bebas dari air tanah. Pengukurannya menggunakan tekanan air
dimana berdasarkan persamaan kelvin (Sposito, 1981) dapat dirumuskan sebagai
berikut:
Ψ = −𝑅𝑇
𝜈𝑊𝑂 𝜔𝑉ln(
uv
uvo) (2.4)
dimana :ψ adalah total suction (kPa),
R adalah konstanta gas (J/(mol.K)
T adalah suhu (K)
10
νwo adalah specific volume (m3/Kg)
ωv adalah massa molekul uap air (g/mol)
uv adalah tegangan air pori (kPa)
uvo adalah tegangan air pori pada permukaan air dengan suhu yang sama
(kPa). Nilai (uv/uvo) disebut dengan kelembapan relatif, RH (persen).
Total suction mempunyai dua komponen: matric suction (ua - uw) dan
osmotic suction (π)
Ψ= (ua - uw) + π (2.5)
Perubahan total suction secara umum disebabkan oleh perubahan dari RH
dalam tanah. RH dapat berkurang pada kecekungan permukaan air dalam fenomena
kapiler (Fredlund dan Rahardjo, 1993). Selisih anatara tekanan udara (ua) dengan
tekanan air (uw) pada permukaan air disebut dengan matric suction. Osmotic suction
adalah fungsi dari banyaknya garam yang terlarut dalam pori berupa cairan dan
diberikan beban tekanan uap untuk memperoleh nilai suction. Osmotic suction
dihasilkan dari gaya yang berada dalam molekul air sebagai hasil dari aktivitas kimia
tanah.
Molenkamp dan Nazemi (2003), Li (2003) menunujukkan adanya tekanan
antar partikel yang disebabkan oleh miniscus air berada dalam kesetimbangan statis
dengan diterapkannya tegangan eksternal. Akan tetapi nilai tegangan eksternal tidak
akan pernah sama dengan tekanan antar partikel (Wheeler,2006).
Gambar 2.5 merupakan partikel tanah unsaturated yang terdiri dari partikel
tanah, tekanan atsmosfer udara dan tekanan air pori negatif dengan bidang kontak
miniskus (Wheeler dan Karube, 1995).
11
Gambar 2.5 Pengaruh tegangan eksternal dan suction terhadap tekanan antar butiran
tanah (WW.Ng dkk, 2007 data diperoleh dari Wheeler Karube, 1995).
Croney dan Coleman (1954) melakukan penelitian pada dua jenis kapur
yang terdrainase yang disajikan dalam kurva pada Gambar 2.7 sebagai berikut.
Nσ adalah tekanan normal antar butiran yang disebabkan oleh
tegangan eksternal
Tσ adalah tangensial antar butiran yang disebabkan oleh tegangan
eksternal
NS adalah tekanan antar butiran disebabkan suction
12
Gambar 2.6 Kurva drainasedua jenisbahan kapur(Corney dan Coleman 1954)
Menurut Indarto (1991) besarnya hisapan dari grafik yang dinyatakan dalam
angka pF, bila akan dinyatakan dalam tegangan air pori negatif maka nilai tersebut
harus dikonversikan kedalam kPa atau kg/cm2 . misal kan untuk suatu tanah yang
akan diukur hisapannyadidapat nilai hisapan pF=3 , maka nilai tersebut sama
dengan tegangan air pori negatif 1 kg/cm2 atau 100 kPa. Bila akan dinyatakan dalam
tinggi kapiler, maka nilai hisapan pF dapat dikalibrasikan dalam satuan cm. Misal pF
= 3 senilai dengan pF = Log (1000), bila dinyatakan dalam cm maka invers log 3
atau 103= 1000.
Dari gambar 2.7 nilai-nilai pF dikalibrasikan dalam satuan m untuk
memperoleh gambar grafik hubungan kadar air W (%) dengan tinggi kapilaritas (m).
Hasil kalibrasi tersebut disajikan pada Gambar 2.8. Nilai water retention dapat
diperoleh dari besarnya tinngi kapilaritas.
13
Gambar 2.7 Kurva drainasedua jenisbahan kapur(Corney dan Coleman 1954) yang
telah dikalibrasi
2.2.1 Pengukuran Water Retention atau Suction Pada Tanah
Menurut EJ Murray dan V Sivakumar (1945), guna untuk mengetahui
besarnya suction dapat dilakukan pengukuran suction dan kontrol suction. Metode
yang digunakan di laboratorium dalam melakukan pengukuran dan kontrol suction
disajikan dalam tabel 2.3
-50
50
150
250
350
0 10 20 30
Tin
ggi K
apile
r (m
)
W (%)
Hardsoil wetting Hardsoil drying
Softsoil Wetting Softsoil Drying
14
Tabel 2.3. Rentang besarnya hisapan untuk setiap alat atau metode pengukuran dan
kontrol suction
Alat Ukur Komponen yang diukur Rentang Hisapan
(kPa)
Waktu
Setimbang
Pengukuran Suction
Pressure Plate
Tensiometers and suction
probes
Thermal conductivity
sensors
Electrical conductivity
sensors
Filter paper contact
Thermocouple
psychrometers
Transistor psychometer
Chilled mirror psychrometer
Filter paper non-contact
Electrical conductivity of
pore water
Extarcted using pore fluid
squeezer
Matric
Matric
Matric
Matric
Matric
Total
Total
Total
Total
Osmotic
0-1500
0-1500
1-1500
50-1500
0-10000
100-8000
100-70000
1-60000
1000-10000
Beberapa jam
Beberapa
menit
Beberapa jam
Beberapa jam
2-57 hari
Beberapa
menit
1 jam
3-10 menit
2-14 hari
Kontrol suction
Negative (or Hanging) water
column technique
Axis translation technique
Osmotic technique
Vapour equilibrium
technique
Matric
Matric
Matric
Total
0-30
0-1500
0-10000
4000-600000
Beberapa jam
Beberapa jam
Hingga2
bulan
1-2 bulan
Sumber : Murray dkk, 2010
Indarto (1991), membagi metoda pengukuran hisapan menjadi 2
bagian,yaitu metoda pembebanan dan metoda pengukuran. Metoda tersebut adalah:
a. Metoda pembebanan adalah suatu pemberian tegangan kapiler tertentu pada tanah
yang memiliki kondisi inisial tertentu, kemudian ditunggu sampai benda uji
tersebut mencapai kestabilan terhadap pemberian tegangan kapiler yang
diberikan.Umumnya metoda ini digunakan di laboratorium khususnya untuk riset
b. Metoda pengukuran, adalah suatu pengukuran terhadap besarnya tegangan kapiler
dari suatu tanah yang memiliki tegangan kapiler tertentu.Metoda ini bisa
digunakan untuk di lapangan.
a. Metoda pembebanan
15
Metoda pembebanan umumnya di gunakan untuk kepentingan riset
dilaboratorium. Benda uji yang dikenai tegangan kapiler, ini disesuaikan dengan
kebutuhan. Benda uji bisa dalam kondisi jenuh sekali (atau likid) maupun kering
sekali, bisa juga dari kondisi lapangan yang memiliki kondisi tertentu kemudian
dikenai tegangan kapiler tertentu sampai memperoleh kestabilan terhadap
pembebanan kapiler tertentu.
Macam-macam peralatan yang digunakan dalam metoda pembebanan ini
adalah tensiometric plate, membrane air pressure, osmotic , pembebanan dengan
menggunakan garam jenuh dalam dessicator .Penggunaan setiap alat dibatasi oleh
besarnya pembebanan suction yang diberikan pada benda uji. Tabel 2.4 memberikan
rentang suction atau tegangan air pori negatif (-Uw) yang dapat diberikan pada
benda uji dari setiap alat atau metode yang diberikan.
Tabel 2.4. Rentang besarnya hisapan atau tegangan air pori negatif untuk setiap
alat/metode
Metoda Rentang hisapanatau –Uw (kPa) Tensiometric plate 1- 30
Membrane air pressure 30 -50
Osmotic 50 -1500
Garam jenuh dalam dessicator 1500 – 400000
Sumber : Indarto 1991
b. Metode pengukuran
Metoda pengukuran adalah pengukuran besarnya hisapan atau tegangan air
pori negatif terhadap benda uji yang memilkihisapan atau tegangan air pori negatif
tertentu. Macam-macam peralatan yang digunakan dalam metode pengukuran ini
adalah tensiometer, kertas filter dan psychrometer dan axis translation.
Metode kertas Filter
Penggunaan metoda tensiometrik sangat terbatas, sebagaimana terlihat
dalam metoda pembebanan bahwa rentang hisapan yang dapat diukur sangat kecil
karena dibatasai oleh tekanan atmosfer . Disisi lain penggunaan psychrometer sangat
sulit karena kepekaannya terhadap kelembaban. Dilihat dari sisi rentang dan
kemudahan penggunaan maka metoda kertas filter dapat dijadikan pilihan.
Metoda kertas filter adalah metoda tidak langsung yang didasarkan pada
hypothesa bahwa, saat terjadi keseimbangan, tegangan air pori negatif dalam suatu
16
tanah atau benda uji dan suatu kertas filter yang memiliki kontak dengan tanah atau
benda uji tersebut adalah sama.
Metoda kertas filter diusulkan pertama kali oleh Gardner (1937). Sedang
Fawcett dan Collis George (1967), menyederhanakan penggunaan kertas filter
dengan menggunakan kertas filter Whatman No. 42.
Kalibrasi dengan metode kertas filter Whatman No. 42 ini dilakukan oleh
Fawcett dan Collis George (1967) dan Zerhouni (1991) pada alur pembasahan.
Sedang Parcevoux (1980) dan Indarto (1991) melakukan kalibrasi pada jenis kertas
filter yang sama tetapi pada alur pengeringan. Gambar 2.8 adalah hasil 4 kalibrasi
metoda kertas filter dari para peneliti diatas.
Besarnya hisapan dari grafik pada Gambar 2.8 dinyatakan dalam angka pF,
sehingga bila akan dinyatakan dalam tegangan air pori negatif maka nilai tersebut
harus dikonversikan kedalam kPa atau kg/cm2 . misal kan untuk suatu tanah yang
akan diukur hisapannyadidapat nilai hisapan pF=3 , maka nilai tersebut sama dengan
tegangan air pori negatif 1 kg/cm2 atau 100 kPa
Gambar 2.8 Kalibrasi metode kertas filter dari beberapa peneliti (Sumber Indarto
1991 dan Indarto 2012)
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
0,00 50,00 100,00 150,00 200,00
pF
Kadar air kertas filter w (%)
Fawcett-C.George (wetting)
Zerhouni (wetting)
17
2.3 Teori Water Retention Pada Beton
2.3.1 Permeabilitas Beton
Shetty (1997) menyatakan beton sering digunakan sebagai material struktur
pada bangunan air. Beton sering digunakan pula untuk pondasi dan dinding
basement. Kekuatan struktur tergantung pada kekedapan beton.
Pasta semen yang telah mengeras terdiri dari pori-pori gel dan rongga
kapiler. Gel dengan pori sekitar 28%, tetapi pori-porinya sangat kecil sehingga air
tidak dapat merembes dalam kondisi normal. Permeabilitas gel 1/100 dari pasta. Oleh
karena itu pori gel tidak memberikan kontribusi pada permeabilitas beton. sejauh ini
rongga kapiler tergantung pada rasio air semen. Hal tersebut merupakan salah satu
faktor utama yang berkontribusi terhadap permeabilitas beton. pada rasio air semen
rendah, tidak hanya sebatas rongga kapiler yang sedikit tapi diameterjuga
kecil.Ronggakapilerpada rasioair semenyang rendah, akandapat diisidenganhasil dari
hidrasisemendalam beberapa hari.Hanyaronggayang terlalubesar, dihasilkan oleh
rasioair semenyang tinggi (sekitarlebih dari0,7) tidak
akandiisiolehgeldanakantetapsebagai ronggakosong.Oleh karena itu, porositasyang
disebabkan olehrasioair semenyang berlebihanberpengaruh untukpermeabilitasbeton.
Tabel2.2menunjukkanpermeabilitaspastadi berbagaiusia.
Tabel 2.5 Penurunan Permeabilitas Pasta Semen (Kadar air semen = 0.7) dengan
Kenaikan Proses Hidrasi
Usia (Hari) Koefesian Permeability (m/s)
Fresh
5
6
8
13
24
Terakhir
2 x 10 -6
4x 10 -10
1 x 10 -10
4x 10 -11
5 x 10-12
1 x 10-12
6 x 10-13
Sumber : Shetty, 1997
Sangat menarik untuk dicatat bahwa permeabilitas pasta dengan rasio air
semen yang rendah dapat dibandingkan dengan permeabilitas batuan padat. Tabel 2.6
menunjukkan perbandingan antara permeabilitas batuan dan semen paste.
18
Tabel 2.6 Perbandingan Permeabiltas Batuan dengan Pasta Semen (Tabel 2.5)
Tipe Batuan Koefisien Permeability
(m/s)
Rasioair
semenpastamatangdaripermeabilitasyang
sama
Dense trap
Quartz diorite
Marble
Granite
Sandstone
Granite
2.47x10 -14
8.24x10-14
2.39x10-13
5.35x10-11
1.23x10-10
1.56x10-10
0.38
0.42
0.48
0.70
0.71
0.71
Sumber : Shetty, 1997
Tabel di atas menunjukkan bahwa pasta semen dengan rasio air semen setinggi 0,70
cukup nilai koefisien permeabilitas sekitar 5.35x10-11
meter per detik. Nilai koefisien
permeabilitas tersebut sangat kecil, aplikasinya tidak ada air akan merembes. Namun
dalam prakteknya, pada mortar dan beton menunjukkan permeabilitas cukup jauh
lebih tinggi dari nilai yang ditunjukkan pada tabel di atas. Hal ini jelasbukan
karenapermeabilitasagregatpadamortaratau beton. Agregatyang digunakan
dalammortaratau betonmerupakan agregat yangkedapseperti padapasta sementampak
pada tabel 2.4. Permeabilitasyang tinggidarimortaratau betondalam strukturyang
sebenarnyadikarenakanhal berikut:
a) Pembentukanretak mikroakibatdari pengeringandan penyusutanjangka panjang.
b) Pecahnyaikatan permukaan antaraagregatdanpastakarenategangan suhuyang
tidak merata.
c) Retakyang diakibatkantekananstructural.
d) Perubahan volumedisebabkanberbagai alasan.
e) Adanyaudarayang terperangkapkarenatidak cukuppemadatan.
f) Tabel2.5menunjukkannilai-nilaipermeabilitas yang diamatipada beton di
beberapabendungandi United State.
Tabel 2.7 Nilai-nilai Permeabilitasbetonyang digunakandibendungan
Kadar semen (Kg/m3) Kadar Air Semen Permeabilitas 10
-13 m/s
156
151
138
223
0.69
0.74
0.75
0.46
8
24
35
28
Sumber : Shetty, 1997
19
2.3.2 Mekanisme dan Definisi Transport
Masuknyagas, air atauionke dalam betonterjadi
melaluimatriksruangporipasta semenatauretak mikro. Berbagaimekanismefisik
dan/ataukimia yang berbedadapatmengaturtransportasifluidakebeton, tergantung
padaaliran substencedan konsentrasilokal, kondisi lingkungan, strukturporibeton,
lebarjari-jariporiretak-mikro, derajat kejenuhandari poridan
suhu.Mengingatberbagaiukuran poridanberbagaikonsentrasiuap air dibetonsebagai
fungsidarikondisipaparaniklim, pengangkutanmedia kebetondi sebagian
besarkasusbukan karenasalah satu mekanismetunggal. namun
beberapamekanismedapat bertindaksecara simultan.
Difusi
Pergerakanrandom massamolekulbebas atauiondalam
larutanporimengakibatkan perpindahan darikonsentrasitinggikekonsentrasirendah.
Pergerakan kecepatan massa melaluisatuan luas, F
F= 𝑑𝑚
𝑑𝑡
1
𝐴 (2.6)
Dimana:
F = Massa aliran (g/m2s)
m = Massa zat yang mengalir (g)
t = waktu (detik)
A = Luas area (m2)
D merupakan koefisien diffusi (m2/s) dengan persamaan yang di ungkapkan
Fick sebagai berikut:
F= -D𝑑𝑐
𝑑𝑥 (2.7)
Dimana:
D = Koefisien difusi (m2/s)
c = kekentalan (g/m3)
x = jarak (m)
Capillary Suction
20
Perpindahanlikuid dalambenda padatberporidiakibatkan tegangan
permukaandisebut dengan peristiwa kapiler.
Perpindahan liquiddipengaruhi olehkarakteristikberikut
o Viskositas (Ns/m2)
o Massa jenis (kg/m3)
o Tegangan permukaan (N/m)
Dengankarakteristikdari solid, sepertistruktur pori(radius, tortuositasdan
kontinuitaskapiler) danenergi permukaan.
Aliran F akibat kapilaritas suction dari air pori yang dikemukakan oleh Darcy
mengenai aliran air untuk tak jenuh (non-saturated).
F = -𝑘𝑝
𝜂
𝑑𝑝𝑤
𝑑𝑥 (kg/m
2s) (2.8)
Dimana dpw/dx adalah gradient dari tegangan air pori pw (N/m2) dan kp
adalah koefisien kelembapan permeabilitas (kg/m).
Tegangan air pori pw diberikan oleh tegangan udara pa, jari-jari dari miniskus
air rm dan tegangan permukaan persamaan Laplace.
Pa – Pw = 2𝜎
𝑟𝑚 (2.9)
2.3.3 Parameter yang Mempengaruhi Karakteristik Transport
Permeabilitasbetontergantung padaberbagai macamparameter,
yangdapatdikelompokkan menjadibeberapa kategori:
o Konstituen karakteristik
o Karakteristik sampel
o Situasi/kondisi terjadinya tegangan
Diagram pada gambar 2.7 mengenaikekuatan mekanikbeton. fitur
utamadaripermeabilitasyang ditampilkan di sinimemiliki
perandalamporositasbeton(ronggakapilerataumicrocracks) danpergerakan fluida
secara mendatar dalam materi.Hal tersebut mempengaruhipermeabilitas. Dalam
prakteknya, hal ini semata-mataberkaitan denganjenis
pengaruhdanproporsikonstituen, sertadariusia dankondisipemeraman.
21
Gambar 2.9 Faktor Parameter yang Mempengaruhi Permeabilitas Beton (Kropp dkk,
1995)
Permeabilitas Beton
Contoh Parameter
Dimensi
Kelembapan
Fase Komponen
Permeabilitas
Parameter Pembebanan
Tingkat Tegangan
Geometry Crack
Matrix Porositas
Kadar air semen
Campuran air
Nilai hidrasi
Kandungan udara
Porositas Agregat Zona Transisi Porositas
Kadar air semen
Campuran air
Karakteristik ikatan
Nilai konsolidasi
Reaksi kimia
Hubungan agregat
dengan pasta semen
22
Gambar 2.10 Pengaruh kadar air semen dan ukuran agregat terhadap permeabilitas
(Kropp dkk, 1995)
KonsentrasiVolumeseperti yang ditunjukkan2.10dapat disimpulkansebagai
berikut:
o MeningkatkankonsentrasiVolumeagregat, berakibat pada meningkatnya
permeabilitas antar permukaan, sementara
penyerapanairpastadenganagregatmengurangipermeabilitasmortar
o Permeabilitas meningkat mengakibatkan porositas mortar
berkurang,bertentangan dengan respon dari pasta semen mengeras (hasil
berlawanantelah disajikanoleh Watson et al).
o Mortarringanlebihpermeable sekitar dua kali, bukan volume agregat mortar yang
berbeda. Disajikan dalam gambar 2.9
23
Gambar 2.11 Efek kosentrasi volume agregat terhadap permeabilitas mortar (Kropp
dkk, 1995)
Perpindahan likuidpadabetonpada dasarnyasama dengansemuabahan
berpori. Hubunganantarapermeabilitasdanporositaskapilerditunjukan (gambar 2.10).
Pori-porigeljuga berkontribusi terhadapkemungkinanperpindahanpada pasta semen,
tetapi dengan cara yang sangatterbatas. Permeabilitasfaseini hanya7x 10-16
m/s.Secara
keseluruhanporositas, permeabilitastergantung padadistribusi ukuran pori,
kontinuitasporidanisotropi.
24
Gambar 2.12 Hubungan antara permeabilitas dan porositas pada pasta semen
portland (Kropp dkk, 1995)
o Kadar Air Semen
Untukpastadengan tingkathidrasiyang sama, permeabilitasberkurangsebagai
rasioair semenmenurun. Menganalisis hasil beton tidak begitu
mudahkarenaberbagaikomposisi.Namun, hasilyang diperoleh
olehlawrencemengkonfirmasitren untukpengaruhrasioair
semen,meningkatnyapermeabilitasseiring dengan peningkatan rasioair semen.
Namun demikian, pengaruhrasioair semenitu sendiritidakjelasmasih dipengaruhi
faktor parameter lain(isi semen, gradasi agregat).
25
Gambar 2.13 Hubungan antara permeabilitas dan kadar air semen pada pasta semen
(Kropp dkk, 1995)
2.4 Penelitian Pengukuran Water Retention Terhadap Beton
Sebastien Schneider dkk (2012), melakukan penelitian dengan memodelkan
2 jenis benda uji yang terbuat yaitu concrete dan mortar dengan komposisi tertentu.
Hasil dari penelitian disajikan dalam kurva hubungan kadar air dengan water retetion
pada Gambar 2.14.
Gambar 2.14 Kurva water retention pada concrete C-15-A (a) dan Mortar M1 (b).
(Schneider dkk, 2012)
26
2.5 Penelitian Pengukuran Water Retention Terhadap Beton
Menggunakan Kertas filter
Sebelumya telah dilakukan penelitian mengenai pengukuran water retention
pada pasta semen dengan menggunakan kertas filter. Penelitian dilakukan oleh Jihat
(2014). Penelitian dilakukan secara eksperimental di laboratorium. Penelitian
dilakukan dengan membuat dua jenis benda uji yaitu pasta semen dan paste semen
foam dengan berat jenis dibawah standard beton biasa. Dari penelitian yang telah
dilakukan jihad, terbutkti bahwa kertas filter dapat mengukur water retention pada
beton. Hasil penelitian disajikan dalam kurva hubungan kadar air dengan water
retention dalam nilai pF. Gambar 2.15 merupakan kurva hasil pengujian untuk benda
uji pasta semen. Gambar 2.16 merupakan kurva hasil pengujian untuk benda uji
pasta semen foam dan Gambar 2.17 merupakan kurva hubungan kadar air dengan
water retention pada benda uji pasta semen dan pasta semen foam.
Gambar 2.15 Kurva hubungan antara water retention dengan kadar air pada benda uji
pasta semen (Jihat 2014).
Grafik hubungan antara water retention skala PF dengan kadar air pasta
semen dikalibrasi menggunakan persamaan 2.3 di atas, sehingga diketahui tinggi
27
kapiler dalam satuan meter yang disajikan berdasarkan Gambar 2.16 berikut.
Gambar 2.16 Kurva hubungan antara tinggi kapiler (m) dengan kadar air pada benda
uji pasta semen (Jihat 2014).
Gambar 2.17 Kurva hubungan antara water retention dengan kadar air pada benda uji
pasta semen foam (Jihat 2014)
Grafik hubungan antara water retention skala PF dengan kadar air pasta
semen foam dikalibrasi menggunakan persamaan 2.3 di atas, sehingga diketahui
tinggi kapiler dalam satuan meter yang disajikan berdasarkan Gambar 2.18 berikut.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 5 10 15 20
Tin
ggi K
apile
r (m
)
Kadar air W (%)
Series1
28
Gambar 2.18 Kurva hubungan antara tinggi kapiler (m) dengan kadar air pada benda
uji pasta semen foam (Jihat 2014).
Gambar 2.19Kurva hubungan antara water retention dengan kadar air pada benda uji
pasta semen dan pasta semen foam (Jihat 2014).
2.6 Material Benda Uji
2.6.1 Semen
Semen Hydrolik
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 5 10 15 20 25
Tin
ggi K
apile
r (m
)
Kadar air W (%)
Series1
29
Menurut Mulyono (2004) Semen Hydrolik mempunyai kemampuan untuk
mengikat dan mengeras di dalam air. Contoh semen hydrolik antara lain kapur
hydrolik, semen pozollan, semen terak, semen alam, semen portland, semen
portland-pozollan, semen terak tanur tinggi, semen alumnia dan semen ekspansif.
Contoh lainnya adalah semen portland putih, semen warna dan semen-semen untuk
keperluan khusus.
o Semen Portland
Semen Portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak digunakan
untuk pekerjaan beton. Menururt ASTM C-150,1985, semen portland didefinisikan
sebagai semen hydrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari
kalsium silikat hydrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium
sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya.
Semen portland yang digunakan di Indonesia harus memenuhi syarat
SII.0013-81 atau Standar Uji Bahan Bangunan Indonesia 1986, dan harus memenuhi
persyaratan yang ditetapkan dalam standar tersebut (PB.1989:3.2-8).
Semen yang digunakan untuk pekerjaan beton harus disesuaikan dengan
rencana kekuatan dan spesifikasi teknik yang diberikan. Pemilihan tipe semen ini
kelihatannya mudah dilakukan karena semen dapat langsung diambil dari sumbernya
(pabrik). Hal itu hanya benar jika standard deviasi yang ditemui kecil, sehingga
semen yang berasal beberapa sumber langsung dapat digunakan. Akan tetapi, jika
standard deviasi hasil uji kekuatan semen besar, hal tersebut akan menjadi masalah.
Saat ini banyak tipe semen yang ada dipasaran sehingga kemungkinan variasi
kekuatan semennya pun besar (ACI 318-89:2-1)
Fungsi utama semen adalah mengikat butir-butir agregat hingga membentuk
suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara buti-butir agregat.
Walaupun komposisi semen dalam beton hanya sekitar 10%, namun karena
fungsinya sebagai pengikat maka peranan semen menjad penting.
Semen dapat dibedakan dengan semen lainnya berdasarkan susunan
kimianya maupun kehalusan butirannya. Perbandingan bahan-bahan utama penyusun
semen portland adalah kapur (Ca0) sekitar 60% - 65%, silika (SiO2) sekitar 20% -
30
25%, dan oksida besi serta alumina (Fe2O3 dan Al2O3) sekitar 7% - 12%. Sifat-sifat
semen portland dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sifat fisika dan sifat kimia.
Jenis dan Penggunaannya
Jenis I: yaitu semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan
persyaratan-persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis-jenis
lain.
Jenis II:yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan
terhadap sulfat atau kalor hidrasi sedang.
Jenis III: yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan
tinggi pada tahap permulaan setelah pengikat terjadi.
Jenis IV:yaitu semen portland yang dalam penggunaanya memerlukan kalor hidrasi
rendah
Jenis V:yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan
terhadap sulfat.
2.6.2 Foam Agent
Foam agent adalah suatu larutan pekat dari bahan surfaktan, dimana apabila
hendak digunakan harus dilarutkan dengan air. Surfaktan adalah zat yang cenderung
terkonsentrasi pada antar muka dan mengaktipkan antar muka tersebut. Dengan
membuat gelembung-gelembung udara dalam adukan semen, sehingga akan timbul
banyak pori-pori udara di dalam betonnya (Husin dan Setiadji R. 2008 ). Dalam
penelitian foam agent menggunakan bahan yang digunakan adalah (Foaming Agent)
Spectafoam, HDM, Polimer. Foam agent diperoleh dari pencampuran spectafoam,
harder mild, dan polymer.
2.6.3 Air
Air diperlukan pada pembuatan beton agar terjadi reaksi kimiawi dengan
semen yang menyebabkan pengikatan dan berlangsungnya pengerasan, untuk
membasahi agregat dan untuk melumas butir-butir agregat agar dapat mudah
dikerjakan dan dipadatkan (SNI 03-2847-2002). Karena pasta semen merupakan
hasil reaksi kimia antara air dan semen, maka bukan perbandingan jumlah air
31
terhadap total berat campuranyang penting, tetapi justru perbandingan air dengan
semen atau biasa yang disebut dengan faktor air semen (water cement ratio). Air
yang berlebihan akan menyebabkan banyaknya gelembung air setelah proses hidrasi
selesai, sedangkan air yang terlalu sedikit akan mempengaruhi kekuatan beton.
Untuk air yang tidaka memenuhi syarat mutu kekatan beton pada umur 7 hari atau 28
hari tidak boleh kurang dari 90% jika dibandingkan dengan kekuatan beton yang
menggunakan air standar/suling (PB 1989:9).
Air yang digunakan untuk campuran beton harus bersih, tidak boleh
mengandung minyak, asam, alkali, zat organis atau bahan lainnya yang dapat
merusak beton atau tulangan. Air yang digunakan dalam pembuatan beton pra tekan
dan beton yang akan ditanami logam alumunium (termasuk air bebas yang terkandun
dalam agregat) tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang
membahayakan (ACI 318-89:2-2). Untuk perlindungan terhadap korosi, kosentrasi
ion klorida maksimum yang terdapat dalam beton yang telah mengeras pada umur 28
hari yang dihasilkan dari bahan campuran termasuk air, agregat, bahan bersemen dan
bahan campuran tambahan tidak boleh melampaui nilai batas diberikan tabel berikut.
Tabel 2.8Batas Maksimum Ion Klorida
Jenis Beton Batas (%)
Beton pra-tekan
Beton bertulang yang selamanya berhubungan dengan klorida
Beton bertulang yang selamanya kering atau terlindunh dari
basah
Konstruksi beton bertulang lainnya
0.06
0.15
1.00
0.30
Sumber: PB 1989:23
Bila beton akan berhubungan dengan air payau, air laut, atau air siraman
dari sumber-sumber tersebut, maka persyaratan air semen dan tebal selimut beton
pada tabel berikut.
32
Tabel 2.9 Ketentuan Minimum untuk Beton Kedap Air
Jenis Beton Kondisi Lingkungan
Berhubungan dengan
Faktor Air Semen
Maksimum
Kadar Semen
Minimum, Kg/m3
40 mm* 20 mm*
Beton
bertulang
Air Tawar
Air Payau/Air Laut
0.50
0.45
260
320
290
360
Beton
Pratekan
Air Tawar
Air Payau/ Air Laut
0.50
0.45
300
320
300
360
Sumber: Tabel 4.5.1 (a) PB(darft) 1989, *) Ukuran Maksimum Agregat
Tabel 2.10 Persyaratan untuk Kondisi Lingkungan Khusus.
Jenis
Beton
Kondisi
Lingkungan*
Faktor Air
Semen
Maksimum,
Beton Normal
Kandungan Semen Minimum, Kg/m3
Ukuran Agregat Maksimum, mm
40 20 14 10
Bertulang
Pratekan
Tidak
Bertulang
Ringan
Sedang
Berat
Ringan
Sedang
Berat
Ringan
Sedang
Berat
0.65
0.55
0.45
0.65
0.55
0.45
0.65
0.55
0.45
220
260
320
300
300
320
200
220
270
250
290
360
300
300
320
200
220
270
270
320
390
300
320
390
250
280
330
290
340
410
300
340
410
270
300
360
Sumber: Tabel 4.5.1 (b) PB (draft)1989:21,
*) Kondisi Lingkungan
Ringan = Terlindungi sepenuhnya dari cuaca atau kondisi agresif, kecuali sesaat pada
waktu konstruksi terbuka terhadap cuaca normal.
Sedang = Terlindungi dari hujan deras, beton yang tertanam dan beton yang
selamanya terendam air.
Berat = Terbuka terhadap air laut, air payau, hujan yang lebat dan keras,
penggantian antara basah dan kering. Mengalami kondensasi yang berat
atau uap korosif.
33
BAB 3.
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian dilakukan secara eksperimental dilaboratorium. Penelitian
dilakukan dengan beberapa tahapan yakni: tahapan persiapan, pembuatan benda uji,
pengujian terhadap benda uji (pengujian water retention, uji porositas, uji upv dan
test kuat tekan), analisis, kesimpulan dan saran. Tahapan penelitian yang dimaksud
tersusun seperti pada diagram alir yang disajikan pada Gambar 3.1 sebagai berikut.
Gambar 3.1 Bagan alir tahapan pelaksanaan penelitian
Start
Pasta semen dengan variasi nilai FAS
Pasta semen foam
Pemeraman selama 28 hari
Pembuatan Benda Uji
Persiapan Material
Benda Uji
1. Semen 2. Foam
3. Air
4. Kertas Filter
Pengujian mencari waktu
konsistensi kadar air benda uji
Uji Water Retention
Uji Porositas Uji UPV Test Kuat Tekan
Analisis
Kesimpulan
Selesai
34
Gambar 3.2 Bagan alir penentuan waktu kosistensi kadar air benda uji (t1)
Gambar 3.3 Bagan alir uji water retention
Start
Benda uji dan kertas filter dioven, kemudian ditimbang untuk memperoleh berat kering
Benda uji direndam
dalam waktu (t1)
Benda uji ditetesi air dengan volume tertentu, dan
tunggu air meresap ke dalam benda uji
Kertas filter diinsertkan diantara dua benda uji
Kertas filter ditimbang, dan diperoleh kadar air
A
Start
Benda uji di oven selama 24 jam
Benda uji di timbang untuk
memperoleh berat kering
Benda uji di rendam dengan
waktu yang berbeda-beda yakni 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, 6
jam, 10 jam, 12 jam, 14 jam, 16
jam, 18 jam, 20 jam, 24 jam, 2 hari, 4 hari 5 hari, 6 hari, 7 hari,
8 hari, 9 hari, 10 hari.
Benda uji ditimbang untuk mencari
kadar air konstant
waktu kosistensi kadar
air benda uji (t1)
Selesai
35
Gambar 3.4 Bagan alir uji water retention (lanjutan)
Gambar 3.5 Bagan alir uji porositas
Start
Setelah benda uji berumur 28 hari, benda
uji diambil dari tempat curing.
Benda uji dimasukan ke dalam alat vakum. Lama memvakum
selama 24 jam dengan suhu 230
Air dimasukkan ke dalam alat vakum hingga benda uji terendam
seluruhnya. Lama memvakum minimal 6 jam
Benda uji ditimbang
Benda uji ditimbang dalam air
Benda uji dioven pada suhu 1050C selama 24 jam
Benda uji ditimbang
Perhitungan porositas
Nilai porositas
Plot ke dalam grafik nilai PF dan Kadar air
A
Mencari nilai PF berdasarkan kadar air yang diperoleh
dengan menggunakan grafik kalibrasi kertas filter
Analisis
Selesai
36
Gambar 3.6 Bagan alir uji upv (ultrasonic pulse velocity)
Gambar 3.7 Bagan alir test kuat tekan
Start
Test kuat tekan dilakukan terhadap
benda uji yang berumur 28 hari
Dilakukan test terhadap benda uji dengan
alat test kuat tekan
Pembacaan hasil test
Nilai kuat tekan
Perhitungan kuat tekan
Start
Test upv dilakukan terhadap benda
uji yang berumur 28 hari
Dilakukan test terhadap benda uji dengan
alat test upv
Pembacaan hasil test
Nilai kecepatan
gelombang
37
Penelitian dilakukan dengan cara eksperimental di laboratorium D3 Sipil
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Beberapa tahapan pelaksanaan
penelitian dilakukan sesuai Gambar 3.5. Namun terlebih dahulu dilakukan beberapa
pengujian untuk memperoleh parameter-parameter yang akan digunakan dalam
pelaksanaan penelitian. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian mencari waktu
kosistensi kadar air benda uji dan kertas filter. Tahapan pengujian sesuai Gambar 3.1.
Uji porositas, tahapan pengujian sesuai Gambar 3.2, uji upv (ultrasonic pulse
velocity) tahapan pengujian sesuai Gambar 3.3, test kuat tekan sesuai Gambar 3.4.
Hasil uji porositas, uji upv dan test kuat tekan digunakan sebagai pembanding
keakuratan pengkuran water retention pada pasta semen dengan menggunakan kertas
filter.
3.1 Pembuatan Benda Uji
Pembuatan benda uji dilakukan berdasarkan ASTM C1602 / C1602M -
12“Standard Spesification for Mixing Water Used in the Production of Hydraulic
Cement Concrete”
1. Awal mula sebelum dilakukan eksperimental, perlu persiapan material bahan
pembuat benda uji dan kertas filter.
2. Terdapat dua jenis benda uji. Benda uji pertama ialah pasta semen dan benda uji
kedua ialah pasta semen foam.
3. Untuk benda uji pasta semen, dimodelkan pasta semen dengan variasi nilai FAS
(Faktor Air Semen). FAS yang digunakan ialah 0.5, 0.45, 0.35, dan 0.3.
4. Benda uji dibuat dengan dimensi 5 cm x 5 cm x 5 cm. Kemudian di rendam
selama 28 hari.
3.2 Mencari Waktu Kosistensi Kadar Air Benda Uji (t1)
1. Setelah benda uji berumur 28 hari, benda uji di oven selama 24 jam hingga
kering sempurna, dengan tujuan untuk memperoleh berat kering benda uji.
2. Benda uji di rendam dengan waktu yang telah di tentukan yakni 1 jam, 2 jam, 3
jam, 4 jam, 6 jam, 8 jam, 10 jam, 12 jam, 14 jam, 16 jam, 18 jam, 20 jam, 22
jam, 24 jam, 2 hari, 3 hari, 4 hari, 5 hari, 6 hari, 7 hari, 8 hari, 9 hari, 10 hari.
38
3. Pada masing-masing waktu perendaman digunakan 2 benda uji. Setelah
perendaman, benda uji ditimbang dalam keadaan kering permukaan.
4. Data kadar air dapat diperoleh. Data kadar air pada masing-masing waktu
perendaman dibandingkan dan diambil benda uji yang memiliki kadar air
maksimum. Sehingga dapat diperoleh waktu lama perendaman yang
meghasilkan kadar air optimum.
3.3 Pengujian Water Retention
Pelaksanaan pengujian water retention berdasarkanASTM D5298-19.
Pengujian dilakukan terhadap benda uji yang telah direndam selama 28 hari.
Pelaksanaan pengujian dilakukan sebagai berikut.
1. Setelah benda uji dibuat dan direndam selama 28 hari, benda uji dan kertas filter
di oven, kemudian ditimbang untuk memperoleh berat kering. Kemudian
pengujian dilakukan dengan dua variasi:
a. Benda uji direndam selama t1. t1 merupakan waktu yang diperoleh dari
pengujian sebelumnya untuk memperoleh waktu kosistensi kadar air pada
benda uji.
b. Benda uji ditetesi air dengan volume tertentu, dan tunggu air meresap ke
dalam benda uji.
2. Insertkan kertas filter diantara dua benda uji yang telah direndam seperti pada
Gambar 3.8. Setelah di insertkan kertas filter dengan lama kontak telah
ditentukan, kemudian kertas filter ditimbang, dan kadar air pada kertas filter
diperoleh.
3. Mencari nilai PF berdasarkan kadar air yang diperoleh dengan menggunakan
grafik kalibrasi kertas filter.
Gambar 3.8 Penempatan Kertas Filter pada Benda Uji
Benda Uji
Kertas Filter
39
3.3.1 Perhitungan Water Retention
Penentuan nilai water retention pada penelitian ini digunakan metode
pengukuran yaitu dengan menggunakan kertas filter tipe Whatman no. 42. Metode
pengukuranberdasarkan ASTM D5298-19. Pengukuranwater retention pada beton
dengan menggunakan kertas filter digunakan untuk membuktikan apakah water
retention pada beton dapat diukur menggunakan kertas filter. Jika terbukti kertas
filter dapat digunakan untuk mengukur water retention pada beton, maka
ditemukanlah inovasi terbaru pengukuran water retention pada beton dengan cara
yang mudah dan murah.
Perhitungan besarnya water retention dilakukan dengan cara mencari kadar
air yang terserap pada kertas filter yang telah mencapai keseimbangan. Kadar air
dihitung dengan perumusan beriku ini:
Kadar air kertas filter (w) = (Wssd – Wk) / Wk x 100% (3.4)
dimana:
Wssd = berat basah kering permukaan kertas filter
Wk = berat kering kertas filter
Penimbangan kertas filter dilakukan segera setelah diambil dari benda uji.
Hal tersebut dilakukan guna menghindari terjadi penguapan yang dapat mengurangi
besarnya kadar air.
Gambar 3.9. Grafik kalibrasi kertas filter (sumber: ASTM D5298-19)
40
Gambar 3.10 Kalibrasi metode kertas filter dari beberapa peneliti (Sumber Indarto
1991 dan Indarto 2012)
Kadar air pada kertas filter diperoleh, kemudian diplotkan pada grafik
kalibrasi kertas filter. Dari grafik diperoleh nilai water retention.
3.4 Uji Porositas
Porositas merupakan perbandingan volume kosong di dalam benda padat
dengan volume padat. Untuk mencari nilai porositas beton berdasarkan ASTM C
642-90, sebagai berukut:
𝑃𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 =Wsa −Wd
Wsa −Wsw x 100% (3.1)
dimana:
Wsa = Berat benda uji jenuh air di udara (gr)
Wsw= Berat benda uji jenuh air di dalam air (gr)
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
0,00 50,00 100,00 150,00 200,00
pF
Kadar air kertas filter w (%)
Fawcett-C.George (wetting)
Zerhouni (wetting)
Indarto (drying)
Parcevoux (drying)
41
Wd =Berat benda uji setelah dioven pada suhu 105°C selama 24 jam (gr).
Untuk memperoleh nilai Wsa dan Wsw, benda uji harus divakum terlebih
dahulu agar pori didalam benda uji tidak diisi oleh udara. Pori didalam benda uji
telah kosong, air dapat masuk dan memenuhi pori tersebut. Prosedur untuk
memvakum benda uji sebagai berikut:
1. Benda uji dimasukan ke dalam alat vakum. Lama memvakum selama 24 jam
dengan suhu 230
2. Air dimasukkan ke dalam alat vakum hingga benda uji terendam seluruhnya.
Lama memvakum minimal 6 jam.
3. Benda uji ditimbang pada kondisi tekanan udara, dan kemudian ditimbang
pada kondisi tekanan air.
Untuk memperoleh nilai Wd, benda uji dioven pada suhu 105°C selama 24
jamkemudian ditimbang pada kondisi tekanan udara.
3.5 Uji UPV (Ultrasonic Pulse Velocity)
Uji UPV berdasarkan ASTM C597 (BS 1881-203), dimana prinsip kerja
pengujian UPVadalah dengan mengubah energi gelombang listrikyang dibangkitkan
oleh pembangkit pulsa transducer pengirim atau transmitter (T) menjadi energi
gelombang mekanik yang selanjutnyamerambat pada beton.Setelah sampai
pada transducer penerima atau receiver (R) energi gelombang tersebut diubah
kembali menjadi energi gelombang listrik yang selanjutnya melewati penguat,
kemudian ditampilkan dalam satuan waktu tempuh. Pengukuran kecepatan rambat
gelombang ultrasonic pada beton dinyatakan dengan persamaan:
V = L/T (3.2)
dimana :
V = Kecepatanrambat gelombang ultrasonic (km/detik),
L = Jarak tempuh (mm),
T = Waktu tempuh gelombang ultrasonic (detik).
42
Terdiri atas 3 aplikasi pengukuran pelaksanaan UPV, yaitu:
Direct Transmission yaitu pengukuran dilakukan dengan cara tranducer receiver
dan tranducer transmitter diletakkan saling berhadadapan
Semidirect yaitu pengukuran dilakukan dengan cara tranducer receiver dan
tranducer transmitter diletakkan pada posisi bidang tegak lurus
Indirect Transmission yaitu pengukuran dilakukan dengan cara tranducer
receiver dan tranducer transmitter diletakkan pada satu posisi bidang datar
(i) (ii) (iii)
Gambar 3.11Aplikasi pengukuran pelaksanaan UPV, (i) pengukuran direct
transmission (ii) pengukuran semidirect (iii) pengukuran indirect transmission
(sumber: International Atomic Energy Agency, 2002, h: 101 – 102)
3.6 Uji Kuat Tekan
Berdasarkan ASTM C 39/C definisi kuat tekan ialah besarnya beban per
satuan luas, yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya
tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan.
Tahapan untuk melakukan uji kuat tekan berdasarkan ASTM C 39/C
sebagai berikut:
1. Letakkan benda uji pada mesin tekan secara centris
2. Jalankan mesin tekan dengan penambahan beban yang konstan berkisar antara 2
sampai 4 kg/cm2 per detik;
3. Lakukan pembebanan sampai uji menjadi hancur dan catat beban maksimum
yang terjadi selama pemeriksaan benda uji
Pengukuran kuat tekan dinyatakan dengan persamaan:
43
Kuat tekan beton = 𝑃
𝐴 (kg/cm
2) (3.3)
dimana:
P = beban maksimum (kg)
A= luas penampang (cm2)
3.7 Rencana Jadwal Penelitian
Rencana jadwal penelitian yang akan dilakukan dapat dilihat pada tabel 3.1
berikut:
Tabel 3.1 Jadwal Penelitian
No Uraian Kegiatan Bulan Ke-
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Persiapan Proposal
1 Literatur Review
2 Menyusun Proposal
3 Seminar Proposal
4 Perbaikan Proposal
5 Persetujuan Proposal
Persiapan Penelitian
1 Mengurus Administrasi dan perizinan
Pelaksanaan Penelitian
1 Pembuatan Benda Uji
2 Mencari Waktu Kosistensi Kadar Air
Terhadap Benda Uji
3 Mencari Waktu Kosistensi Kadar Air
Terhadap Kertas Filter
4 Pengukuran Water Retention
5 Analisa dan Pembahasan
Seminar / Sidang Tesis
1 Seminar / Sidang Tesis
2 Perbaikan Tesis
3 Persetujuan Tesis
4 Seminar Nasional / Pembuatan Jurnal
Sumber: Hasil Olahan Peneliti (2015)
44
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
45
BAB 4.
HASIL DAN PEMBAHASAN
PENGUJIAN WATER RETENTION
Penelitian dilakukan secara eksperimental dilaboratorium dengan
pembuatan benda uji pasta semen, dan dilakukan pengujian water retention terhadap
benda uji tersebut. Benda uji dimodelkan dengan dua variasi, yaitu pasta semen dan
pasta semen foam. Untuk pasta semen, dimodelkan empat variasi FAS yang berbeda.
FAS yang digunakan yaitu 0.5, 0.45, 0.35 dan 0.3.
Terlebih dahulu dilakukan pengujian untuk memperoleh parameter waktu
konsistensi kadar air pada benda uji yang akan digunakan dalam pelaksanaan
pengujian water retention. Dilakukan pula uji porositas, uji upv dan test kuat tekan.
Hasil pengujian-pengujian tersebut digunakan sebagai pembanding keakuratan
pengukuran water retention dengan menggunakan kertas filter pada benda uji pasta
semen. Pengujian guna memperoleh waktu konsistensi kadar air benda uji (t1)
sebagai berikut.
4.1 Waktu Konsistensi Kadar Air Benda Uji (t1)
4.1.1 Benda Uji Pasta Semen
4.1.1.1Pasta Semen FAS 0.5
Pengujian konsistensi kadar air pada benda uji pasta semen FAS 0.5
dilakukan dengan menggunakan 6 buah benda uji. Masing-masing benda uji
mendapatkan perlakuan yang sama. 6 buah benda uji tersebut disimbolkan dengan
A1, A2, A3, A4, A5 dan A6. Hasil pengujian diplotkan pada grafik gambar 4.1. Data
hasil pengujian dari 6 buah benda uji, diperoleh nilai rata-rata dan tersaji pada tabel
4.1 berikut.
46
Tabel 4.1 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji A FAS 0.5
Berat Kering (gram)
Lama Perendaman
Berat setelah di rendam
(gram)
Kadar Air (%)
191,6
1 jam 222,9 16,33%
2 jam 223,1 16,45%
3 jam 223,2 16,49%
4 jam 223,3 16,52%
6 jam 223,1 16,43%
8 jam 223,3 16,56%
10 jam 236,0 17,30%
12 jam 223,4 16,59%
14 jam 223,6 16,71%
16 jam 223,7 16,72%
18 jam 223,6 16,72%
20 jam 223,6 16,70%
22 jam 223,7 16,73%
24 jam 223,6 16,72%
2 hari 224,0 16,88%
3 hari 224,2 17,00%
4 hari 224,5 17,17%
5 hari 224,7 17,26%
6 hari 224,8 17,32%
7 hari 224,9 17,37%
8 hari 225,0 17,43%
9 hari 225,1 17,46%
10 hari 225,1 17,50%
47
Gambar 4.1Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.5
Gambar 4.1 merupakan gambar hasil uji konsistensi kadar air benda uji
pasta semen FAS 0.5. Sumbu x merupakan parameter waktu dalam satuan jam, dan
sumbu y adalah nilai kadar air dalam satuan persen (%). Waktu konsistensi
ditentukan 240 jam atau 10 hari, dikarenakan kadar air maksimum pada lama
perendaman 10 hari. Pada gambar 4.3 tampak nilai kadar air yang fluktuatif, atau
nilai kadar airnya mengalami naik turun. Hal tersebut dapat terjadi, dimungkinkan
karena benda uji tidak homogen. Sehingga kecepatan penyerapan air tidak konstant.
Saat kecepatan absorpsi turun, maka nilai kadar air ikut turun
4.1.1.2 Pasta Semen FAS 0.45
Pengujian konsistensi kadar air pada benda uji pasta semen FAS 0.45
dilakukan dengan menggunakan 5 buah benda uji. Masing-masing benda uji
mendapatkan perlakuan yang sama. 5 buah benda uji tersebut disimbolkan dengan
F1, F2, F3, F4,dan F5. Hasil pengujian diplotkan pada grafik gambar 4.2 Data hasil
pengujian dari 5 buah benda uji, diperoleh nilai rata-rata dan disajikan pada tabel 4.2.
48
Tabel 4.2 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji F FAS 0.45
Berat Kering (gram)
Lama Perendaman
Berat setelah di rendam (gram)
Kadar Air (%)
201.220
1 jam 235.500 17.036%
2 jam 235.660 17.116%
3 jam 235.780 17.175%
4 jam 235.820 17.195%
6 jam 235.920 17.245%
8 jam 235.960 17.265%
10 jam 236.020 17.295%
12 jam 236.160 17.364%
14 jam 236.180 17.374%
16 jam 236.200 17.384%
18 jam 236.160 17.364%
20 jam 236.220 17.394%
22 jam 236.240 17.404%
24 jam 236.260 17.414%
2 hari 236.520 17.543%
3 hari 236.680 17.623%
4 hari 236.840 17.702%
5 hari 236.940 17.752%
6 hari 237.020 17.791%
7 hari 237.120 17.841%
8 hari 237.220 17.891%
9 hari 237.200 17.881%
10 hari 237.180 17.871%
49
Gambar 4.2 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.45
Gambar 4.2 merupakan gambar hasil uji konsistensi kadar air benda uji
pasta semen FAS 0.45. Sumbu x merupakan parameter waktu dalam satuan jam, dan
sumbu y adalah nilai kadar air dalam satuan persen (%). Waktu konsistensi
ditentukan 192 jam atau 8 hari, dikarenakan kadar air maksimum pada waktu 192
jam lama perendaman, lebih dari itu nilai kadar air mengalami penurunan.
4.1.1.3 Pasta Semen FAS 0.35
Pengujian konsistensi kadar air pada benda uji pasta semen FAS 0.35
dilakukan dengan menggunakan 6 buah benda uji. Masing-masing benda uji
mendapatkan perlakuan yang sama. 6 buah benda uji tersebut disimbolkan dengan
J1, J2, J3, J4, J5 dan J6. Hasil pengujian diplotkan pada grafik gambar 4.3. Data hasil
pengujian dari 6 buah benda uji, diperoleh nilai rata-rata dan disajikan pada tabel 4.3
berikut.
Tabel 4.3 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji F FAS 0.35
Berat Kering (gram)
Lama Perendaman
Berat setelah di rendam (gram)
Kadar Air (%)
233.3
1 jam 252.717 8.32%
2 jam 258.65 10.87%
3 jam 260.633 11.72%
50
Tabel 4.4 Lanjutan Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji F FAS 0.35
Berat Kering (gram)
Lama Perendaman
Berat setelah di rendam (gram)
Kadar Air (%)
233.3
4 jam 260.733 11.76%
6 jam 260.783 11.78%
8 jam 260.933 11.85%
10 jam 261.05 11.90%
12 jam 261.067 11.90%
14 jam 261.083 11.91%
16 jam 261.083 11.91%
18 jam 261 11.87%
20 jam 261 11.87%
22 jam 261.1 11.92%
24 jam 261.067 11.90%
2 hari 261.367 12.03%
3 hari 261.283 12.00%
4 hari 261.317 12.01%
5 hari 261.4 12.05%
6 hari 261.483 12.08%
7 hari 261.567 12.12%
8 hari 261.417 12.05%
9 hari 261.6 12.13%
10 hari 261.617 12.14%
51
Gambar 4.3Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.35
Gambar 4.3 merupakan gambar hasil uji konsistensi kadar air benda uji
pasta semen FAS 0.35. Sumbu x merupakan parameter waktu dalam satuan jam, dan
sumbu y adalah nilai kadar air dalam satuan persen (%). Waktu konsistensi
ditentukan 48 jam, dikarenakan kadar air mulai konstan dan penambahan kadar air
tidak terlalu besar pada waktu 48 jam lama perendaman.
4.1.1.4 Pasta Semen FAS 0.3
Pengujian konsistensi kadar air pada benda uji pasta semen FAS
0.3dilakukan dengan menggunakan 6 buah benda uji. Masing-masing benda uji
mendapatkan perlakuan yang sama. 6 buah benda uji tersebut disimbolkan dengan
N1, N2, N3, N4, N5 dan N6. Hasil pengujian diplotkan pada grafik gambar 4.4. Data
hasil pengujian dari 6 buah benda uji, diperoleh nilai rata-rata dan disajikan pada
tabel 4.5 berikut.
Tabel 4.5 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji N FAS 0.3
Berat Kering (gram)
Lama Perendaman
Berat setelah di rendam (gram)
Kadar Air (%)
243.233
1 jam 262.3 7.84%
2 jam 267.25 9.87%
3 jam 270.033 11.02%
52
Tabel 4.6 Lanjutan Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji N FAS 0.3
Berat Kering (gram)
Lama Perendaman
Berat setelah di rendam (gram)
Kadar Air (%)
243.233
4 jam 271.05 11.44%
6 jam 271.833 11.76%
8 jam 271.9 11.79%
10 jam 271.883 11.78%
12 jam 271.883 11.78%
14 jam 271.817 11.75%
16 jam 271.933 11.80%
18 jam 271.883 11.78%
20 jam 271.933 11.80%
22 jam 271.817 11.75%
24 jam 272.033 11.84%
2 hari 272.117 11.88%
3 hari 272.15 11.89%
4 hari 272.167 11.90%
5 hari 272.2 11.91%
6 hari 272.367 11.98%
7 hari 272.25 11.93%
8 hari 272.417 12.00%
9 hari 272.4 11.99%
10 hari 272.4 11.99%
53
Gambar 4.4 Konsistensi kadar air benda uji pasta semen FAS 0.3
Gambar 4.4 merupakan gambar hasil uji konsistensi kadar air benda uji
pasta semen FAS 0.3. Sumbu x merupakan parameter waktu dalam satuan jam, dan
sumbu y adalah nilai kadar air dalam satuan persen (%). Waktu konsistensi
ditentukan 192 jam atau 8 hari lama perendaman, dikarenakan kadar air tidak
mengalami penambahan lagi setelah 8 hari.
4.1.2 Benda Uji Pasta Semen Foam
Benda uji pasta semen foam merupakan campuran dari pasta semen dan
foam. Komposisi foam didalam campuran pasta semen adalah 1:40, dimana 1
merupakan komposisi foam dan 40 merupakan komposisi binder yaitu air dan semen,
atau sebesar 2.5% dari volume air dan semen.
Pengujian konsistensi kadar air pada benda uji pasta semen foam dilakukan
dengan menggunakan 5 buah benda uji. Masing-masing benda uji mendapatkan
perlakuan yang sama yaitu dengan merendam benda uji hingga jenuh air. 5 buah
benda uji tersebut disimbolkan dengan U1, U2, U3, U4,dan U5.Hasil pengujian
diplotkan pada grafik gambar 4.5. Data hasil pengujian dari 6 buah benda uji,
diperoleh nilai rata-rata dan disajikan pada tabel 4.7 berikut.
54
Tabel 4.7 Data Hasil Uji Konsistensi Kadar Air Pada Benda Uji U FOAM.
Berat Kering (gram)
Lama Perendaman Berat setelah di rendam (gram)
Kadar Air (%)
163.56
1 jam 201.060 22.927%
2 jam 201.940 23.465%
3 jam 203.080 24.162%
4 jam 203.100 24.175%
6 jam 203.090 24.169%
8 jam 202.877 24.038%
10 jam 202.867 24.032%
12 jam 202.762 23.968%
14 jam 202.653 23.901%
16 jam 202.455 23.780%
18 jam 202.312 23.693%
20 jam 202.119 23.575%
22 jam 202.106 23.567%
24 jam 202.105 23.566%
2 hari 202.100 23.563%
3 hari 201.922 23.454%
4 hari 201.980 23.490%
5 hari 201.790 23.374%
6 hari 201.776 23.365%
7 hari 201.643 23.284%
8 hari 201.598 23.256%
9 hari 201.432 23.155%
10 hari 201.331 23.093%
Gambar 4.5Konsistensi kadar air benda uji pasta semen foam
55
Gambar 4.5 merupakan gambar hasil uji konsistensi kadar air benda uji
pasta semen foam. Sumbu x adalah parameter waktu dalam satuan jam, dan sumbu y
adalah nilai kadar air dalam satuan persen (%). Waktu konsistensi ditentukan 4 jam,
dikarenakan kadar air sudah tidak mengalami penambahan lagi setelah 4 jam. Setelah
4 jam kadar air terus mengalami penurunan, dimungkinkan karena benda uji yang
sangat porus sehingga mudah kehilangan air yang telah terserap.
4.2 Water Retention
Pengujian water retention mengacu pada penelitian sebelumnya, pada tahun
1991 oleh Indarto. Penelitian water retention dilakukan terhadap glass beads dengan
berbagai gradasi butiran. Glass beads atau butiran kaca yang digunakan dengan
gradasi butiran 4-40 microns, 80 microns, dan 300 microns, selain glass beads juga
menggunakan sand of hostun. Gambar 4.1 merupakan kurva nilai kadar air terhadap
pressure head atau tinggi kapiler oleh Indarto 1991.
Gambar 4.6Perbandingan jalur drainase untuk bahan yang berbeda (Indarto, 1991)
56
Gambar 4.6 merupakan kurva water ratention pada glass beads dengan
berbagai macam gradasi butiran dan sand of hostun. Pada gambar tersebut tampak
bahwa bentuk kelandaian pada setiap kurva berbeda. Perbedaan kelandaian tersebut
berdasarkan nilai Cu (Uniformitycoefficient). Gambar 4.1 jika dilihat secara
keseluruhan berdasarkan nilai Cu nya, benda uji yang memiliki nilai Cu= 1 bentuk
kurvanya lebih landai bila dibandingkan dengan benda uji yang memiliki nilai Cu >
1.
Pada kurva water retention untuk glass beads dengan ukuran 80 mikron dan
300 mikron memiliki nilai Cu yang sama, mengidentifikasikan bentuk kelandaian
kurva yang sama. Akan tetapi memiliki lebar kurva (kadar air maksimum) yang
berbeda. Hal tersebut dikarenakan, adanya rongga pori yang berbeda. Semakin lebar
bentuk kurvanya atau semakin besar nilai kadar air maksimumnya, menandakan nilai
porinya semakin besar.
Tipe bentuk kurva water retention selain ditentukan berdasarkan nilai Cu
(keseragaman butiran) dannilai pori, juga ditentukan berdasarkan jenis materialnya.
Pada Gambar 4.6 benda uji dengan nilai Cu > 1 adalah glass beads 4-40 mikron dan
sand of hostun. Pada kedua benda uji tersebut membentuk kurva water retention
yang berbeda, hal tersebut dikarenakan material yang berbeda.
Sebastien Schneider dkk (2012) melakukan penelitian dengan pemodelan
analisis balik untuk menentukan propertis hydraulik pada beton dan mortar.
Penelitian dilakukan dengan dua tahapan. Pada penelitian pertama, menghitung
parameter dari kurva water retention Van Genuchten berdasarkan data hasil
eksperimental wetting dan drying. Pada penelitian kedua, eksperimental mengenai
daya hisap kapiler yang disimulasikan dalam bentuk numerik. Untuk mendapatkan
data dari eksperimental water retention, menghitung parameter dari kalibrasi model
Van Genuchten. Gambar 4.7 merupakan kurva water retention Van Genuchten dari
hasil data absorption.
57
.
Gambar 4.7Kurva water retention pada concrete C-15-A (a) dan Mortar M1 (b).
(Schneider dkk, 2012)
Gambar 4.8 berikut merupakan kurva water retention dimana sumbu x
merupakan derajat kejenuhan dan sumbu y merupakan matric suction, untuk
berbagai macam jenis material.
Gambar 4.8Kurva water retention pada volcanic sand, glass beads, fine sand, touchet
silt loam. (Sumber: BrooksCorey, 1964; after Fredlund and Rahardjo, 199; Charles
W.W.Ng and Bruce Meniez, 2007).
58
Gambar 4.8 menunjukkan bentuk kelengkungan kurva water retention pada
setiap jenis material berbeda-beda. Hal tersebut dikarenakan keseragaman gradasi
butiran dan ukuran rongga pori tiap material yang berbeda.
4.2.1 Benda Uji Pasta Semen
4.2.1.1 Pasta Semen FAS 0.5
Pengujian water retention dilakukan sesuai dengan prosedur yang telah di
jelaskan di dalam Bab 3. Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen
FAS 0.5 disajikan dalam tabel 4.8 berikut.
Tabel 4.8Hasil pengujian water retentionpada benda uji pasta semen FAS 0.5
Volume air
terinjeksi (ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler
(m)
0.6 1 jam 0.518 0.536 0.034749 3.475 6.233426909 1711697.08 17116.97
0.6 30 0.53 0.552 0.041509 4.151 6.104220873 1271220.46 12712.2
1.2 2 jam 0.521 0.545 0.046065 4.607 6.03346024 1080090.73 10800.91
1.8 2 jam 0.503 0.517 0.027833 2.783 6.38531461 2428368.61 24283.69
Benda uji jenuh air
30 detik
0.266 0.284 0.067669 6.767 5.748982047 561024.784 5610.248
Benda uji jenuh air
1 0.255 0.28 0.098039 9.804 5.502012454 317696.517 3176.965
Benda uji jenuh air
2 0.271 0.295 0.088561 8.856 5.574739199 375611.776 3756.118
Benda uji jenuh air
3 0.256 0.284 0.109375 10.938 5.398486061 250314.531 2503.145
Benda uji jenuh air
4 0.266 0.292 0.097744 9.774 5.504274859 319355.838 3193.558
Benda uji jenuh air
5 0.26 0.292 0.123077 12.308 5.270022646 186218.424 1862.184
59
Tabel 4.9 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS
0.5
Volume air
terinjeksi (ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler
(m)
Benda uji jenuh air
10 0.258 0.309 0.197674 19.767 4.808611455 64359.3213 643.5932
Benda uji jenuh air
15 0.258 0.317 0.228682 22.868 4.559091482 36231.9311 362.3193
Benda uji jenuh air
20 0.262 0.322 0.229008 22.901 4.557551724 36103.701 361.037
Benda uji jenuh air
60 0.255 0.366 0.435294 43.529 3.686613635 4859.74671 48.59747
Benda uji jenuh air
120 0.255 0.327 0.282353 28.235 4.341134003 21934.8164 219.3482
Benda uji jenuh air
240 0.254 0.443 0.744094 74.409 2.717702506 522.038467 5.220385
Benda uji jenuh air
360 0.248 0.426 0.717742 71.774 2.784725253 609.151409 6.091514
Benda uji jenuh air
480 0.253 0.372 0.470356 47.036 3.56449026 3668.51467 36.68515
Benda uji jenuh air
600 0.253 0.358 0.41502 41.502 3.759699373 5750.41745 57.50417
Benda uji jenuh air
720 0.256 0.343 0.339844 33.984 4.051204796 11251.3542 112.5135
Benda uji jenuh air
840 0.265 0.376 0.418868 41.887 3.745827379 5569.64325 55.69643
Benda uji jenuh air
960 0.257 0.362 0.40856 40.856 3.782984641 6067.14873 60.67149
Benda uji jenuh air
1080 0.262 0.38 0.450382 45.038 3.632248112 4287.9342 42.87934
Benda uji jenuh air
1200 0.26 0.36 0.384615 38.462 3.868317377 7384.43678 73.84437
Benda uji jenuh air
1320 0.256 0.382 0.492188 49.219 3.490430487 3093.36015 30.9336
Benda uji jenuh air
1440 0.253 0.372 0.470356 47.036 3.56449026 3668.51467 36.68515
Benda uji jenuh air
2880 0.255 0.362 0.419608 41.961 3.743160093 5535.54127 55.35541
60
Tabel 4.10 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen
FAS 0.5
Volume air
terinjeksi (ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler
(m)
Benda uji jenuh
air 4320 0.259 0.342 0.320463 32.046 4.151085513 14160.7258 141.6073
Benda uji jenuh
air 5760 0.246 0.313 0.272358 27.236 4.373828952 23649.8806 236.4988
Benda uji jenuh
air 7200 0.256 0.31 0.210938 21.094 4.705759902 50787.8586 507.8786
Benda uji jenuh
air 8640 0.248 0.316 0.274194 27.419 4.36782386 23325.1186 233.2512
Benda uji jenuh
air 10080 0.265 0.335 0.264151 26.415 4.400673816 25157.867 251.5787
Benda uji jenuh
air 14400 0.269 0.328 0.219331 21.933 4.628299969 42491.2952 424.913
Dari data berat kering kertas filter dan berat kertas filter setelah kontak
dengan benda uji, dapat dicari nilai kadar airnya. Nilai kadar air dikalibrasi dengan
menggunakan grafik kalibrasi pada ASTM D5298-19 dan grafik kalibrasi (sumber:
Indarto 2012) untuk memperleh nilai water retention. Nilai water retention yang
diperoleh dalam bentuk potential of free energy yang sering disebut denganPF dan
juga dalam satuan Kpa. Nilai water retention dikalibrasi untuk mendapatkan
besarnya tinggi kapiler atau pressure head dalam satuan meter. Berdasarkan ASTM
D5298-19, nilai PF sebesar 𝑝𝐹 = 𝑙𝑜𝑔10 𝑢𝑤 , dimana 𝑢𝑤 merupakan tinggi kolom air
dalam satuan cm.
Dari data hasil pengujian yang disajikan pada tabel 4.9, diplotkan kedalam
grafik dengan sumbu x merupakan parameter kadar air (w), dan sumbu y merupakan
nilai water retention atau suction dalam log Kpa dan tinggi pipa kapiler dalam satuan
meter. Grafik pengujian water retention pada benda uji pasta semen fas 0.5 disajikan
dalam Gambar 4.9 berikut.
61
(a)
(b)
Gambar 4.9Water retention benda uji pasta semen fas 0.5 (a) dalam skala Kpa (b)
tinggi pipa kapiler satuan meter.
Pada Gambar 4.9 tampak bahwa kurva memiliki kemiringan lengkung yang
curam, berdasarkan hasil penelitian Indarto (1990) water retention terhadap glass
beads pada kurva water retention dengan nilai Cu yang tinggi memiliki lengkung
yang lebih curam dibandingkan dengan benda uji glass beads yang memiliki Cu
62
yang lebih rendah. Nilai Cu merupakan nilai koefisien keseragaman, dimana nilai Cu
tinggi menandakan homogenitasnya tinggi.
(a) (b)
Gambar 4.10Grafik water retention (a)padasandy soildanclayey soil by Hillel (1998),
Zhan and Ng (2004) (b) padaglass beadsoleh Indarto (1991)
Grafik pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.5
membentuk alur yang sama dengan hasil pengujian water retention pada glass beads
oleh Indarto (1990) dan juga menmbentuk pola alur yang sama dengan grafik Van
Genuchten water retention(2012). Kedua alur hasil pengujian water retention Van
Genuchten, di plotkan dalam satu grafik yang disajikan pada gambar 4.10 berikut.
Tetapi, pola alur yang ditunjukkan grafik water retention pada sandy soil dan clayey
soil sedikit berbeda. Pola yang sedikit berbeda pada tanah, dikarenakan keseragaman
pori yang lebih variativ dibandingkan dengan pasta semen, concrete, mortar dan
glass beads.
63
Gambar 4.11 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.5 dengan
water retention pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012)
Gambar 4.11 menunjukkan pola alur yang hampir identik, namun alur pada
water retention pasta semen FAS 0.5 mempunyai nilai kadar air yang lebih tinggi
dibandingkan dengan kurva Van Genuchten water retention. Hal tersebut dapat
terjadi dimungkinkan karena komposisi bahan yang berbeda. Benda uji yang
digunakan untuk pengujian water retention oleh Van Genuchten adalah beton dengan
simbol C-15. Beton C-15 merupakan benda uji hasil pencampuran dari CEM I yang
terdiri dari calcium carbonat, calcareous aggregates dan superplasticizer. Dari
komposisi tersebut, diduga memiliki nilai pori yang kecil. Nilai kadar air berkorelasi
dengan porositas dan water retention.
64
Gambar 4.12 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.5 dengan
water retention pada mortarM1 (Schneider dkk, 2012)
Gambar 4.12 merupakan alur water retention pada pasta semen FAS 0.5
yang diplotkan satu grafik dengan alur water retention Van Genuchten pada benda
uji mortar M1. Gambar 4.12 menunjukkan pola alur yang hampir identik, namun alur
pada water retention pasta semen FAS 0.5 mempunyai nilai kadar air yang lebih
tinggi dibandingkan dengan kurva Van Genuchten water retention. Hal tersebut dapat
terjadi diduga karena komposisi bahan yang berbeda. Benda uji yang digunakan
untuk pengujian water retention oleh Van Genuchten adalah mortar dengan simbol
M1. Mortar M1 merupakan benda uji hasil pencampuran dari CEM III yang terdiri
dari silica flume,limestone dansuperplasticizer.
4.2.1.2 Pasta Semen FAS 0.45
Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.45
disajikan dalam tabel 4.11 berikut.
65
Tabel 4.11 Hasil pengujian water retentionpada benda uji pasta semen FAS 0.45
Volume air terinjeksi
(ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler
(m)
0.6 1 jam 0.516 0.563 0.091085 9.109 5.555369716 359227.62 3592.276
Benda uji jenuh air
30 detik 0.267 0.276 0.033708 3.371 6.256578724 1805422 18054.22
Benda uji jenuh air
1 0.256 0.277 0.082031 8.203 5.624840762 421541.91 4215.419
Benda uji jenuh air
2 0.259 0.282 0.088803 8.880 5.572880786 374007.91 3740.079
Benda uji jenuh air
3 0.258 0.285 0.104651 10.465 5.442082347 276746.63 2767.466
Benda uji jenuh air
4 0.27 0.302 0.118519 11.852 5.314100542 206110.7 2061.107
Benda uji jenuh air
5 0.263 0.304 0.155894 15.589 4.994167916 98666.089 986.6609
Benda uji jenuh air
10 0.263 0.307 0.1673 16.730 4.937505427 86597.514 865.9751
Benda uji jenuh air
15 0.249 0.308 0.236948 23.695 4.519987025 33112.123 331.1212
Benda uji jenuh air
20 0.262 0.325 0.240458 24.046 4.503380237 31869.866 318.6987
Benda uji jenuh air
60 0.245 0.357 0.457143 45.714 3.604107419 4018.902 40.18902
Benda uji jenuh air
120 0.249 0.332 0.333333 33.333 4.084390644 12144.808 121.4481
Benda uji jenuh air
240 0.25 0.381 0.524 52.400 3.387041036 2438.0412 24.38041
Benda uji jenuh air
360 0.252 0.381 0.511905 51.190 3.424906523 2660.1524 26.60152
Benda uji jenuh air
480 0.245 0.368 0.502041 50.204 3.457005143 2864.2119 28.64212
Benda uji jenuh air
600 0.245 0.358 0.461224 46.122 3.595466114 3939.7269 39.39727
Benda uji jenuh air
720 0.249 0.406 0.630522 63.052 3.028042851 1066.7014 10.66701
Benda uji jenuh air
840 0.247 0.385 0.558704 55.870 3.278394888 1898.4313 18.98431
66
Tabel 4.12 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen
FAS 0.45
Volume air
terinjeksi (ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler
(m)
Benda uji jenuh
air 960 0.247 0.376 0.522267 52.227 3.392465739 2468.6853 24.68685
Benda uji jenuh
air 1080 0.251 0.369 0.47012 47.012 3.565291552 3675.2895 36.75289
Benda uji jenuh
air 1200 0.238 0.392 0.647059 64.706 2.979511305 953.91857 9.539186
Benda uji jenuh
air 1320 0.246 0.338 0.373984 37.398 3.905511737 8044.7349 80.44735
Benda uji jenuh
air 1440 0.247 0.377 0.526316 52.632 3.3797912 2397.6799 23.9768
Benda uji jenuh
air 2880 0.24 0.32 0.333333 33.333 4.084390644 12144.808 121.4481
Benda uji jenuh
air 4320 0.244 0.328 0.344262 34.426 4.028681942 10682.722 106.8272
Benda uji jenuh
air 5760 0.244 0.342 0.401639 40.164 3.807933597 6425.8946 64.25895
Benda uji jenuh
air 7200 0.243 0.322 0.325103 32.510 4.126344111 13376.55 133.7655
Benda uji jenuh
air 8640 0.244 0.333 0.364754 36.475 3.937801248 8665.6521 86.65652
Benda uji jenuh
air 10080 0.261 0.34 0.302682 30.268 4.248237199 17710.76 177.1076
Benda uji jenuh
air 14400 0.269 0.349 0.297398 29.740 4.277108561 18928.167 189.2817
Dari data hasil pengujian yang disajikan pada tabel 4.11, diplotkan kedalam
grafik dengan sumbu x merupakan parameter kadar air (w), dan sumbu y merupakan
nilaiwater retention dalam satuan log Kpa dan tinggi pipa kapiler dalam satuan
67
meter. Grafik pengujian water retention pada benda uji pasta semen fas 0.45
disajikan dalam Gambar 4.12 berikut.
(a)
(b)
Gambar 4.13Water retention benda uji pasta semen fas 0.45 (a) dalam skala Kpa (b)
tinggi pipa kapiler satuan meter.
Kurva pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.45
membentuk alur yang tidak jauh berbeda dengan water retention pada pasta semen
FAS 0.5. Namun, pada benda uji pasta semen FAS 0.45 nilai kadar airnya lebih
rendah dibandingkan dengan pasta semen FAS 0.5. Pada pasta semen FAS 0.5 nilai
kadar air maksimumsebesar 0.744094 dan untuk tinggi kapilernya sebesar 9.5391 m,
68
sedangkan pada pasta semen FAS 0.45 sebesar 0.647059, untuk tinggi kapilernya
sebesar 5.2203 m. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa dengan kadar air yang
tinggi memperoleh nilai tinggi kapiler yang kecil. Hal tersebut dikarenakan kadar air
yang tinggi mengidentifikasikan nilai porositas yang besar.
Kurva pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.45
membentuk alur yang sama pula dengan hasil pengujian water retention pada tanah
yang dilakukan oleh Fawcett dan Collis George (1967), dan Zerhouni (1991) pada
alur pembasahan dengan metode yang sama menggunakan kertas filter Whatman no.
42. Kuva pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.5 juga
menunjukkan pola alur yang sama dengan grafik Van Genuchten water retention.
Kedua alur hasil pengujian water retention tersebut, di plotkan dalam satu grafik
yang disajikan dalam gambar 4.14 berikut.
Gambar 4.14 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.45 dengan
water retention pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012)
Gambar 4.14 menunjukkan pola alur yang hampir identik, namun alur pada
water retention pasta semen FAS 0.45 mempunyai nilai kadar air yang lebih tinggi
dibandingkan dengan kurva Van Genuchten water retention. Alur water retention
pada pasta semen FAS 0.45 diplot pada satu grafik dengan water retention Van
Genuchten namun dengan benda uji yang berbeda, yaitu mortar. Grafik tersebut
disajikan pada gambar 4.15 berikut.
69
Gambar 4.15 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.45 dengan
water retention pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012).
4.2.1.3 Pasta Semen FAS 0.35
Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.35
disajikan dalam tabel 4.13 berikut.
Tabel 4.13 Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.35
Volume air terinjeksi (ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler
(m)
0.6 1 jam 0.525 0.553 0.053333 5.333 5.924349179 840135.1953 8401.352
0.6 30 0.528 0.532 0.007576 0.758 6.675470974 4736646.497 47366.46
Benda uji jenuh air
30 detik 0.267 0.281 0.052434 5.243 5.935344934 861677.8585 8616.779
Benda uji jenuh air
1 0.254 0.27 0.062992 6.299 5.80619532 640022.6158 6400.226
Benda uji jenuh air
2 0.266 0.279 0.048872 4.887 5.989863412 976929.9222 9769.299
Benda uji jenuh air
3 0.262 0.284 0.083969 8.397 5.609968931 407351.1356 4073.511
Benda uji jenuh air
4 0.26 0.279 0.073077 7.308 5.693546858 493795.1928 4937.952
70
Tabel 4.14 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen
FAS 0.35
Volume air
terinjeksi (ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler (m)
Benda uji jenuh
air 5 0.262 0.303 0.156489 15.649 4.99021702 97772.56748 977.7257
Benda uji jenuh
air 10 0.263 0.395 0.501901 50.190 3.457478964 2867.338485 28.67338
Benda uji jenuh
air 15 0.257 0.316 0.229572 22.957 4.554881794 35882.42566 358.8243
Benda uji jenuh
air 20 0.256 0.316 0.234375 23.438 4.53215884 34053.27141 340.5327
Benda uji jenuh
air 60 0.245 0.283 0.155102 15.510 4.999423452 99867.3331 998.6733
Benda uji jenuh
air 120 0.256 0.34 0.328125 32.813 4.110939322 12910.38883 129.1039
Benda uji jenuh
air 240 0.254 0.327 0.287402 28.740 4.324619623 21116.38749 211.1639
Benda uji jenuh
air 360 0.247 0.325 0.315789 31.579 4.176621968 15018.34125 150.1834
Benda uji jenuh
air 480 0.256 0.337 0.316406 31.641 4.173252093 14902.25852 149.0226
Benda uji jenuh
air 600 0.236 0.325 0.377119 37.712 3.894544407 7844.123212 78.44123
Benda uji jenuh
air 720 0.248 0.315 0.270161 27.016 4.381013615 24044.38178 240.4438
Benda uji jenuh
air 840 0.231 0.303 0.311688 31.169 4.199029451 15813.55274 158.1355
Benda uji jenuh
air 960 0.252 0.342 0.357143 35.714 3.964428854 9213.589393 92.13589
Benda uji jenuh
air 1080 0.25 0.328 0.312 31.200 4.197326483 15751.66557 157.5167
Benda uji jenuh
air 1200 0.247 0.34 0.376518 37.652 3.89664497 7882.154981 78.82155
Benda uji jenuh
air 1320 0.244 0.316 0.295082 29.508 4.28976139 19487.73611 194.8774
Benda uji jenuh
air 1440 0.247 0.318 0.287449 28.745 4.324463208 21108.7836 211.0878
71
Tabel 4.15 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen
FAS 0.35
Volume air
terinjeksi (ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air (wc)
% PF Kpa
Tinggi Kapiler (m)
Benda uji jenuh
air 2880 0.252 0.371 0.472222 47.222 3.558158574 3615.418487 36.15418
Benda uji jenuh
air 4320 0.25 0.365 0.46 46.000 3.599619943 3977.589339 39.77589
Benda uji jenuh
air 5760 0.248 0.358 0.443548 44.355 3.656858341 4537.935734 45.37936
Benda uji jenuh
air 7200 0.25 0.317 0.268 26.800 4.388083324 24438.99395 244.3899
Benda uji jenuh
air 8640 0.247 0.316 0.279352 27.935 4.350949518 22436.2111 224.3621
Benda uji jenuh
air 10080 0.262 0.356 0.358779 35.878 3.958706186 9092.978951 90.92979
Benda uji jenuh
air 14400 0.269 0.34 0.263941 26.394 4.401362122 25197.77085 251.9777
Dari data hasil pengujian yang disajikan pada tabel 4.13, diplotkan kedalam
grafik dengan sumbu x merupakan kadar air (w), dan sumbu y merupakan nilai water
retention dan tinggi pipa kapiler dalam satuan meter. Grafik pengujian water
retention pada benda uji pasta semen fas 0.35 disajikan dalam Gambar 4.16 berikut.
72
(a)
(b)
Gambar 4.16Water retention benda uji pasta semen fas 0.35 (a) dalam skala Kpa (b)
tinggi pipa kapiler satuan meter.
Kurva pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.35
membentuk alur yang tidak jauh berbeda dengan water retention pada pasta semen
FAS 0.5 dan pasta semen FAS 0.45. Namun, pada benda uji pasta semen FAS 0.35
nilai kadar airnya lebih rendah dibandingkan dengan pasta semen FAS 0.5 dan 0.45.
Pada pasta semen FAS 0.5 nilai kadar air maksimum sebesar 0.744094 dan untuk
tinggi kapilernya sebesar 9.5391 m, sedangkan pada pastasemen FAS 0.45 sebesar
73
0.647059, untuk tinggi kapilernya sebesar 5.2203 m. Pada benda uji pasta semen
FAS 0.35 nilai kadar air maksimumnya sebesar 0.501901 dan untuk tinggi kapilernya
sebesar 28.673. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa dengan kadar air yang
tinggi memperoleh nilai tinggi kapiler yang kecil. Hal tersebut dikarenakan dengan
kadar air yang tinggi mengidentifikasikan nilai porositas yang besar.
Gambar 4.17 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.35 dengan
water retention pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012)
Gambar 4.18 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.35 dengan
water retention pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012)
74
Gambar 4.17 dan 4.18 merupakan alur water retention pada benda uji pasta
semen FAS 0.35 dengan alur water retention Van Genuchten pada benda uji beton
C-15 dan mortar M1. Pada kedua gambar tersebut tampak alur water retention pasta
semen FAS 0.35 identik dengan alur water retention Van Genuchten, namun kadar
air pada benda uji pasta semen FAS 0.35 lebih besar dibandingkan dengan kadar air
pada pengujian Van Genuchten. Perbedaan tersebut dikarenakan penggunaan benda
uji yang berbeda dan memiliki porositas yang berbeda pula.
4.2.1.4 Pasta Semen FAS 0.3
Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.3
disajikan dalam tabel 4.16 berikut.
Tabel 4.16 Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.3
Volume air
terinjeksi (ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler
(m)
0.6 1 jam 0.514 0.533 0.036965 3.696 6.184152356 1528102 15281.02
0.6 30 0.533 0.538 0.009381 0.938 6.656931858 4538704 45387.04
1.2 2 jam 0.526 0.54 0.026616 2.662 6.410731585 2574729 25747.29
1.8 2 jam 0.538 0.543 0.009294 0.929 6.657827258 4548071 45480.71
Benda uji jenuh air
30 detik
0.259 0.27 0.042471 4.247 6.089285263 1228246 12282.46
Benda uji jenuh air
1 0.254 0.274 0.07874 7.874 5.650093148 446779.4 4467.794
Benda uji jenuh air
2 0.266 0.275 0.033835 3.383 6.253760904 1793746 17937.46
Benda uji jenuh air
3 0.262 0.278 0.061069 6.107 5.829724134 675653.7 6756.537
Benda uji jenuh air
4 0.269 0.285 0.05948 5.948 5.849163832 706584.1 7065.841
Benda uji jenuh air
5 0.261 0.282 0.08046 8.046 5.636898647 433409.7 4334.097
Benda uji jenuh air
10 0.26 0.285 0.096154 9.615 5.516478798 328457.2 3284.572
75
Tabel 4.17Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS
0.3
Volume air terinjeksi
(ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler (m)
Benda uji jenuh air
15 0.248 0.281 0.133065 13.306 5.158760185 144131.9 1441.319
Benda uji jenuh air
20 0.263 0.297 0.129278 12.928 5.200947059 158835.3 1588.353
Benda uji jenuh air
60 0.243 0.312 0.283951 28.395 4.335907909 21672.44 216.7244
Benda uji jenuh air
120 0.251 0.311 0.239044 23.904 4.51007074 32364.64 323.6464
Benda uji jenuh air
240 0.255 0.33 0.294118 29.412 4.295030138 19725.6 197.256
Benda uji jenuh air
360 0.253 0.322 0.272727 27.273 4.372620135 23584.14 235.8414
Benda uji jenuh air
480 0.256 0.342 0.335938 33.594 4.071116305 11779.21 117.7921
Benda uji jenuh air
600 0.249 0.335 0.345382 34.538 4.022976834 10543.31 105.4331
Benda uji jenuh air
720 0.26 0.345 0.326923 32.692 4.11706594 13093.81 130.9381
Benda uji jenuh air
840 0.261 0.346 0.32567 32.567 4.123450768 13287.73 132.8773
Benda uji jenuh air
960 0.248 0.317 0.278226 27.823 4.354634105 22627.37 226.2737
Benda uji jenuh air
1080 0.268 0.356 0.328358 32.836 4.109750576 12875.1 128.751
Benda uji jenuh air
1200 0.266 0.352 0.323308 32.331 4.135541583 13662.86 136.6286
Benda uji jenuh air
1320 0.255 0.377 0.478431 47.843 3.537095312 3444.255 34.44255
Benda uji jenuh air
1440 0.245 0.325 0.326531 32.653 4.119066469 13154.26 131.5426
Benda uji jenuh air
2880 0.247 0.361 0.461538 46.154 3.594401029 3930.077 39.30077
Benda uji jenuh air
4320 0.25 0.328 0.312 31.200 4.197326483 15751.67 157.5167
76
Tabel 4.18Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS
0.3
Volume air
terinjeksi (ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler
(m)
Benda uji jenuh air
5760 0.257 0.33 0.284047 28.405 4.335593641 21656.77 216.5677
Benda uji jenuh air
7200 0.256 0.348 0.359375 35.938 3.956619796 9049.4 90.494
Benda uji jenuh air
8640 0.253 0.319 0.26087 26.087 4.411407399 25787.39 257.8739
Benda uji jenuh air
10080 0.264 0.329 0.246212 24.621 4.476157697 29933.51 299.3351
Benda uji jenuh air
14400 0.268 0.342 0.276119 27.612 4.361524276 22989.22 229.8922
Dari data hasil pengujian yang disajikan pada tabel 4.17, diplotkan kedalam
grafik dengan sumbu x merupakan parameter kadar air (w), dan sumbu y merupakan
nilai water retention dan tinggi pipa kapiler dalam satuan meter. Grafik pengujian
water retention pada benda uji pasta semen fas 0.3 disajikan dalam Gambar 4.19
berikut.
(a)
77
(b)
Gambar 4.19Water retention benda uji pasta semen fas 0.3 (a) dalam skala log Kpa
(b) tinggi pipa kapiler satuan meter.
Grafik pengujian water retention pada benda uji pasta semen FAS 0.3
membentuk alur yang tidak jauh berbeda dengan water retention pada pasta semen
FAS 0.5, pasta semen FAS 0.45 dan pasta semen FAS 0.35. Namun, pada benda uji
pasta semen FAS 0.3 nilai kadar airnya lebih rendah dibandingkan dengan pasta
semen FAS 0.5, FAS 0.45 dan 0.35. Pada pasta semen FAS 0.5 nilai kadar air
maksimum sebesar 0.744094 dan untuk tinggi kapilernya sebesar 9.5391 m, pada
pasta semen FAS 0.45 sebesar 0.647059, untuk tinggi kapilernya sebesar 5.2203 m,
pada benda uji pasta semen FAS 0.35 nilai kadar air maksimumnya sebesar 0.501901
dan untuk tinggi kapilernya sebesar 28.6733, sedangkan pada pasta semen FAS 0.3
memiliki kadar air maksimum yang terkecil dibandingkan dengan benda uji pasta
semen yang lainnya. Kadar air pada pasta semen FAS 0.3 adalah 0.478431 dan untuk
tinggi kapilernya adalah 34.4425 m. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa
dengan kadar air yang tinggi memperoleh nilai tinggi kapiler yang kecil. Hal tersebut
dikarenakan dengan kadar air yang tinggi mengidentifikasikan nilai porositas yang
besar.
78
Gambar 4.20 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.3 dengan
water retention pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012)
Gambar 4.21 Perbandingan water retention benda uji pasta semen fas 0.35dengan
water retention pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012)
Gambar 4.20 dan 4.21 merupakan alur water retention pada benda uji pasta
semen FAS 0.3 dengan alur water retention Van Genuchten pada benda uji beton C-
15 dan mortar M1. Pada kedua gambar tersebut tampak alur water retention pasta
semen FAS 0.3 identik dengan alur water retention Van Genuchten, namun kadar air
pada benda uji pasta semen FAS 0.3 lebih besar dibandingkan dengan kadar air pada
79
pengujian Van Genuchten. Perbedaan tersebut dikarenakan penggunaan benda uji
yang berbeda dan memiliki porositas yang berbeda pula.
4.2.2 Pasta Semen Foam
Pengujian water retention dilakukan sesuai dengan prosedur yang telah di
jelaskan didalam Bab 3. Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen
foam disajikan dalam tabel 4.19 berikut.
Tabel 4.19 Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen foam
Volume air
terinjeksi (ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler (m)
0.6 1 jam 0.532 0.582 0.093985 9.398 5.563696947 366182 3661.82
0.6 30 0.531 0.54 0.016949 1.695 6.579202664 3794920 37949.2
Benda uji jenuh air
30 detik 0.258 0.272 0.054264 5.426 5.912969851 818408 8184.08
Benda uji jenuh air
1 0.256 0.301 0.175781 17.578 4.90151637 79710.65 797.1065
Benda uji jenuh air
2 0.261 0.305 0.168582 16.858 4.932065207 85519.51 855.1951
Benda uji jenuh air
3 0.252 0.292 0.15873 15.873 4.973873653 94161.56 941.6156
Benda uji jenuh air
4 0.255 0.292 0.145098 14.510 5.065850126 116372.4 1163.724
Benda uji jenuh air
5 0.26 0.321 0.234615 23.462 4.531021586 33964.22 339.6422
Benda uji jenuh air
10 0.259 0.346 0.335907 33.591 4.071270062 11783.38 117.8338
Benda uji jenuh air
15 0.258 0.376 0.457364 45.736 3.608560872 4060.326 40.60326
Benda uji jenuh air
20 0.262 0.322 0.229008 22.901 4.557551724 36103.7 361.037
80
Tabel 4.20 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen
foam
Volume air
terinjeksi (ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air
(wc) % PF Kpa
Tinggi Kapiler
(m)
Benda uji jenuh air
60 0.253 0.348 0.375494 37.549 3.900227907 7947.452 79.47452
Benda uji jenuh air
120 0.248 0.37 0.491935 49.194 3.491285399 3099.455 30.99455
Benda uji jenuh air
240 0.257 0.335 0.303502 30.350 4.243757228 17529 175.29
Benda uji jenuh air
360 0.251 0.347 0.38247 38.247 3.875822496 7513.158 75.13158
Benda uji jenuh air
480 0.248 0.321 0.294355 29.435 4.293734196 19666.82 196.6682
Benda uji jenuh air
600 0.254 0.366 0.440945 44.094 3.666243552 4637.069 46.37069
Benda uji jenuh air
720 0.256 0.315 0.230469 23.047 4.550639217 35533.6 355.336
Benda uji jenuh air
840 0.252 0.336 0.333333 33.333 4.084390644 12144.81 121.4481
Benda uji jenuh air
960 0.247 0.345 0.396761 39.676 3.82551875 6691.427 66.91427
Benda uji jenuh air
1080 0.242 0.296 0.22314 22.314 4.593141856 39186.99 391.8699
Benda uji jenuh air
1200 0.247 0.37 0.497976 49.798 3.470795183 2956.618 29.56618
Benda uji jenuh air
1320 0.25 0.398 0.592 59.200 3.162705984 1454.474 14.54474
Benda uji jenuh air
1440 0.244 0.311 0.27459 27.459 4.366526507 23255.54 232.5554
Benda uji jenuh air
2880 0.249 0.38 0.526104 52.610 3.380452923 2401.336 24.01336
Benda uji jenuh air
4320 0.24 0.363 0.5125 51.250 3.423043064 2648.763 26.48763
81
Tabel 4.21 Lanjutan Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen
foam
Volume air terinjeksi
(ml)
Waktu (Menit)
Berat Kering Kertas Filter
(gram)
Berat Kertas Filter
Setelah Kontak (gram)
Kadar Air (wc)
Kadar Air (wc)
% PF Kpa
Tinggi Kapiler (m)
Benda uji jenuh air
5760 0.246 0.438 0.780488 78.049 2.631321723 427.8797 4.278797
Benda uji jenuh air
7200 0.241 0.365 0.514523 51.452 3.416710396 2610.42 26.1042
Benda uji jenuh air
8640 0.25 0.36 0.44 44.000 3.669649697 4673.58 46.7358
Benda uji jenuh air
10080 0.257 0.37 0.439689 43.969 3.670771825 4685.671 46.85671
Benda uji jenuh air
14400 0.266 0.353 0.327068 32.707 4.116328904 13071.6 130.716
Dari data hasil pengujian yang disajikan pada tabel 4.19, diplotkan kedalam
grafik dengan sumbu x merupakan parameter kadar air (w), dan sumbu y merupakan
nilai water retention dan tinggi pipa kapiler dalam satuan meter. Grafik pengujian
water retention pada benda uji pasta semen foam disajikan dalam Gambar 4.21
berikut.
(a)
82
(b)
Gambar 4.22Water retention benda uji pasta semen foam (a) dalam skala log Kpa (b)
tinggi pipa kapiler satuan meter.
Kurva pengujian water retention pada benda uji pasta semen foam
membentuk alur yang tidak jauh berbeda dengan water retention pada pasta semen
dengan berbagai nilai FAS. Namun, pada benda uji pasta semen foam nilai kadar
airnya lebih tinggi dibandingkan dengan pasta semen dengan berbagai nilai FAS.
Pada pasta semen foam nilai kadar air maksimum sebesar 0.780488 dan untuk tinggi
kapilernya sebesar 4.2787. Pada pasta semen FAS 0.5 nilai kadar air maksimum
sebesar 0.744094 dan untuk tinggi kapilernya sebesar 9.5391 m, sedangkan pada
pasta semen FAS 0.45 sebesar 0.647059, untuk tinggi kapilernya sebesar 5.2203 m.
Pada benda uji pasta semen FAS 0.35 nilai kadar air maksimumnya sebesar 0.501901
dan untuk tinggi kapilernya sebesar 28.6733. Nilai kadar air pada pasta semen foam
lebih besar bila dibanding dengan benda uji pasta semen dengan variasi nilai FAS
namun, tinggi kapiler pada pasta semen foam lebih kecil dibandingkan dengan benda
uji pasta semen FAS 0.5, 0.45, 0.35, dan 0.3. Dari data tersebut dapat disimpulkan
bahwa dengan kadar air yang tinggi memperoleh nilai tinggi kapiler yang kecil. Hal
tersebut dikarenakan dengan kadar air yang tinggi mengidentifikasikan nilai
porositas yang besar. Dimana angka pori berbanding terbalik dengan tinggi kapiler
yang akan dibahas pada sub bab 4.2.
83
Grafik pengujian water retention pada benda uji pasta semen foam juga
menunjukkan pola alur yang sama dengan grafik Van Genuchten water retention.
Kedua alur hasil pengujian water retention tersebut, di plotkan dalam satu grafik
yang disajikan dalam gambar 4.23 dan gambar 4.24 berikut.
Gambar 4.23 Perbandingan water retention benda uji pasta semen foam dengan
water retention pada concrete C-15-A(Schneider dkk, 2012)
Gambar 4.24 Perbandingan water retention benda uji pasta semen foam dengan
water retention pada concrete M1 (Schneider dkk, 2012)
Gambar 4.23 dan 4.24 merupakan alur water retention pada benda uji pasta
semen foam dengan alur water retention Van Genuchten pada benda uji beton C-15
84
dan mortar M1. Pada kedua gambar tersebut tampak alur water retention pasta semen
foam identik dengan alur water retention Van Genuchten, namun kadar air pada
benda uji pasta semen foam lebih besar dibandingkan dengan kadar air pada
pengujian Van Genuchten. Perbedaan tersebut dikarenakan penggunaan benda uji
yang berbeda dan memiliki porositas yang berbeda pula.
Hasil pengujian water retention pada benda uji pasta semen foam dan pada
benda uji pasta semen dengan variasi nilai FAS bila diplotkan dalam satu grafik,
menunjukkan pola alur yang sama. Namun pola alur tersebut memiliki kadar air
maksimum yang berbeda-beda. Dimana kadar air maksimumnya terlihat secara
berurutan dari yang terbesar hingga terkecil, yaitu pasta semen foam, pasta semen
FAS 0.5, pasta semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.35, dan yang terkecil ialah pasta
semen FAS 0.3. Grafik tersebut disajikan pada gambar 4.25 berikut.
.
Gambar 4.25. Water retention pada benda uji pasta semen dengan berbagai jenis nilai
FAS dan pasta semen foam.
85
BAB 5.
HASIL DAN PEMBAHASAN
PENGUJIAN POROSITAS, UPV DAN KUAT TEKAN
5.1 Porositas
Porositas merupakan perbandingan volume kosong di dalam benda padat
dengan volume padat. Pengujian porositasberdasarkan ASTM C 642-90. Prosedur
pengujian telah dijelaskan didalam Bab 3.
5.1.1 Porositas Pada Benda Uji Pasta Semen
5.1.1.1 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.5
Pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.5 dilakukan dengan
menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.1 berikut.
Tabel 5.1 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.5
Benda Uji
Berat Kering Berat Sebelum
di vacum (gram)
Berat Setelah di vacum dalam air Porositas Kadar air
(gram) Berat dalam air (gram) SSD
(gram) (%)
C1 178.7 211.384 97.8 218.3 33% 0.2216004
C2 182.7 218.678 99.2 222.9 32% 0.2200328
C3 186.2 219.239 100.3 223.7 30% 0.2013963
C4 182 215.973 99.2 222.3 33% 0.2214286
Rata-rata 32% 0.2161146
Untuk mencari nilai porositas benda uji berdasarkan ASTM C 642-90. Hasil
perhitungan disajikan pada tabel 5.1, dimana nilai porositas rata-rata dari 4 benda uji
yang telah dilakukan pengujian porositasnya yaitu sebesar 0.32
5.1.1.2 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.45
Pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.45 dilakukan dengan
menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.2 berikut.
86
Tabel 5.2 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.45
Benda Uji
Berat Kering Berat Sebelum
di vacum (gram)
Berat Setelah di vacum dalam air Porositas
Kadar air (gram) Berat dalam air (gram)
SSD (gram)
(%)
H1 201 229.571 112.9 231.5 26% 0.1517413
H2 209 232.322 116.9 233.4 21% 0.1167464
H3 217.1 239.944 114.4 242.1 20% 0.1151543
H4 205.9 231.996 118.7 234.7 25% 0.1398737
Rata-rata 23% 0.1308789
Hasil perhitungan disajikan pada tabel 5.2, dimana nilai porositas rata-rata
dari 4 benda uji yang telah dilakukan pengujian porositasnya yaitu sebesar 0.23.
Nilai porositas untuk benda uji pasta semen FAS 0.45 lebih kecil dibanding nilai
porositas pada benda uji FAS 0.5. Hal tersebut disebabkan oleh kandungan air pada
benda uji pasta semen FAS 0.5 lebih besar dibanding dengan benda uji pasta semen
FAS 0.45. Besarnya proporsi kandungan air pada campuran pasta semen,
mengakibatkan air yang menguap lebih banyak saat proses pengerasan. Air yang
menguap meninggalkan rongga pori.
5.1.1.3 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.35
Pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.35 dilakukan dengan
menggunakan 3 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.3 berikut.
Tabel 5.3 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.35
Benda Uji Berat Kering
Berat Sebelum di vacum (gram)
Berat Setelah di vacum dalam air Porositas Kadar air
(gram) Berat dalam
air (gram) SSD (gram) (%)
P1 246.7 265.389 140.2 266.2 15% 0.0790434
P2 241.9 257.818 133.6 258.9 14% 0.070277
P3 238.5 259.51 133.2 262.2 18% 0.0993711
Rata-rata 16% 0.0828971
Hasil perhitungan disajikan pada tabel 5.3, dimana nilai porositas rata-rata
dari 3 benda uji yang telah dilakukan pengujian porositasnya yaitu sebesar 0.16.
Nilai porositas untuk benda uji pasta semen FAS 0.35 lebih kecil dibanding nilai
porositas pada benda uji FAS 0.5 dan 0.45.
87
5.1.1.4 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.3
Pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.3 dilakukan dengan
menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.4 berikut.
Tabel 5.4 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen FAS 0.3
Benda Uji
Berat Kering Berat Sebelum di
vacum (gram)
Berat Setelah di vacum dalam air Porositas
Kadar air (gram)
Berat dalam air
(gram) SSD (gram) (%)
L1 240.8 257.412 132.6 257.6 13% 0.0697674
L2 244.9 259.071 133.1 259.6 12% 0.0600245
L3 248.8 263.949 136.3 264.1 12% 0.0614952
L4 238.8 256.084 131.7 256.7 14% 0.0749581
Rata-rata 13% 0.0665613
Hasil perhitungan disajikan pada tabel 5.4, dimana nilai porositas rata-rata
dari 4 benda uji yang telah dilakukan pengujian porositasnya yaitu sebesar 0.13.
Nilai porositas untuk benda uji pasta semen FAS 0.3 lebih kecil dibanding nilai
porositas pada benda uji FAS 0.5, 0.45 dan 0.35.
5.1.2 Porositas Pada Benda Uji Pasta Semen Foam
Pengujian porositas pada benda uji pasta semen foam dilakukan dengan
menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.5 berikut.
Tabel 5.5 Hasil pengujian porositas pada benda uji pasta semen foam
Benda Uji
Berat Kering
Berat Sebelum di vacum (gram)
Berat Setelah di vacum dalam air
Porositas
Kadar air (gram)
Berat dalam air
(gram) SSD (gram) (%)
U1 172.6 216.777 88 216.4 34% 0.2537659
U2 161.4 206.793 85 205.561 37% 0.2736121
U3 164.2 207.392 87 208.133 36% 0.2675579
U4 160.5 204.662 82 204.669 36% 0.2751963
U5 159 201.974 81 202.115 36% 0.2711635
Rata-rata 36% 0.2682591
Hasil perhitungan disajikan pada tabel 5.5, dimana nilai porositas rata-rata
dari 5 benda uji yang telah dilakukan pengujian porositasnya yaitu sebesar 0.36.
Nilai porositas terlihat secara berurutan dari yang terbesar hingga terkecil, yaitu pasta
semen foam, pasta semen FAS 0.5, pasta semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.35,
88
dan yang terkecil ialah pasta semen FAS 0.3. Pada gambar 4.24 menunujukkan pola
yang sama jika diurutkan nilai kadar air dari yang terbesar hingga terkecil secara
berurutan yaitu benda uji pasta semen foam, benda uji pasta semen FAS 0.5, pasta
semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.35 dan yang terkecil pasta semen FAS 0.3.
Berdasarkan pada gambar 4.23 dan dari data hasil porositas dapat diambil
kesimpulan bahwa ada korelasi antara kadar air dengan porositas.
5.1.3 Hubungan Kadar air dengan porositas
Berdasarkan hasil pengujian porositas dan dari data hasil uji water retention,
tampak bahwa adanya hubungan antara kadar air dengan porositas. Tabel 6.1
menyajikan data rata-rata porositas dan kadar air pada setiap jenis benda uji.
Tabel 5.6 Data porositas dan kadar air
Benda Uji Kadar air (wc) Porositas
FOAM 0.272429949 0.361257599
FAS 0.5 0.185981426 0.3212191
FAS 0.45 0.121424333 0.227664052
FAS 0.35 0.076550758 0.158052405
FAS 0.3 0.065029492 0.128380961
Data kadar air dan porositas diplotkan ke dalam grafik, ditampilkan pada
gambar 5.1 berikut.
Gambar 5.1. Hubungan kadar air dengan porositas pada benda uji pasta semen foam
dan pasta semen variasi nilai FAS
FOAM
FAS 0.5
FAS 0.45
FAS 0.35FAS 0.3
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
An
gka
po
ri
Kadar air
Hubungan Kadar air dengan porositas
89
Secara umum korelasi di atas menggambarkan hubungan kadar air dengan
porositas. Nilai kadar air pada FAS 0.3 memiliki nilai kadar air yang paling kecil,
begitu pula untuk nilai porositasnya. Nilai kadar air dan porositas secara berurutan
dari yang terkecil hingga terbesar ialah, benda uji pasta semen FAS 0.3, pasta semen
FAS 0.35, pasta semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.5 dan pasta semen foam. Jika
dilakukan analisa regresi dan korelasi berdasarkan statistik, data yang ada belum
dapat mencukupi. Tetapi, dari grafik tersebut dapat memberikan gambaran mengenai
hubungan antara kedua parameter.
5.1.4 Hubungan Porositas dengan Water Retention
Berdasarkan hasil pengujian porositas, dapat dihitung nilai kadar air dan
kemudian dicari nilai water retention dengan menggunakan grafik korelasi. Hasil
perhitungan disajikan pada tabel 5.7 berikut.
Tabel. 5.7 Data hasil perhitungan porositas dan water retention
Benda Uji Kadar air (wc) Porositas PF Kpa Tinggi
Kapiler(m)
FOAM 0.272429949 0.361257599 6.725297 725297.3 53124.7969
FAS 0.5 0.185981426 0.3212191 6.734176 734175.9 54222.0424
FAS 0.45 0.121424333 0.227664052 6.740806 740806.1 55056.1869
FAS 0.35 0.076550758 0.158052405 6.745415 745414.8 55643.5482
FAS 0.3 0.065029492 0.128380961 6.746598 746598.1 55795.3612
Data porositas dan water retention diplotkan ke dalam grafik, ditampilkan
pada gambar 5.2 berikut.
90
Gambar 5.2. Hubungan porositas dengan water retention dalam skala PF pada
benda uji pasta semen foam dan pasta semen variasi nilai FAS
Secara umum korelasi di atas menggambarkan hubungan porositas dengan
water retention yang arah hubungannya berlawanan arah yang artinya nilai water
retention menunjukkan nilai yang besar, namun porositasnya menunjukkan nilai
yang kecil. Data yang ada belum dapat mencukupi. Tetapi, dari korelasi tersebut
dapat memberikan gambaran umum mengenai hubungan antara kedua parameter.
5.2 UPV (Ultrasonic Pulse Velocity)
Uji UPV berdasarkan ASTM C597 (BS 1881-203), prosedur pengujian telah
dijelaskan pada bab 3. Klasifikasi kualitas beton berdasarkan kecepatan gelombang
disajikan pada tabel 5.8 berikut.
Tabel 5.8 Klasifikasi kualitas beton berdasarkan kecepatan gelombang
Kecepatan V (m/s) Klasifikasi
V< 2130 Kurang
2130 < V <3 060 Cukup
3060 < V < 3670 Cukup Baik
3670 < V < 4570 Baik
V > 4570 Baik Sekali
Sumber: BS 1881-203 (2004)
FOAM
FAS 0.5
FAS 0.45
FAS 0.35FAS 0.3
6,72
6,725
6,73
6,735
6,74
6,745
6,75
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
Wat
er
rete
nti
on
(P
F)
Porositas
Hubungan Porositas dengan Water retention
91
5.2.1 UPV Pada Benda Uji Pasta Semen
5.2.1.1 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.5
Pengujian UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.5 dilakukan dengan
menggunakan 5 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.9 berikut.
Tabel 5.9 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.5
Benda Uji t (second) v (m/s) Kualitas beton
C5 23.4 2140 Kurang
C6 17.5 2860 Cukup
C7 19 2630 Cukup
C8 21.4 2340 Cukup
C9 17 2940 Cukup
Rata-rata 2582 Cukup
Berdasarkan tabel 5.9 di atas, benda uji dikategorikan dalam kualitas beton
cukup. Hal tersebut dikarenakan, untuk benda uji pasta semen dengan FAS 0.5
proporsi air yang banyak sehingga mengakibatkan terjadinya susut karena penguapan
pada saat proses pengerasan dan hal tersebut mempengaruhi kualitas benda uji.
Besarnya proporsi kandungan air pada campuran pasta semen, mengakibatkan air
yang menguap lebih banyak saat proses pengerasan. Air yang menguap
meninggalkan rongga pori. Sesuai dengan hasil pengujian porositas, dimana benda
uji pasta semen FAS 0.5 memiliki nilai porositas yang besar. Benda uji yang
memiliki porositas yang besar, maka media untuk perambatan gelombang kecil dan
menghasilkan kecepatan yang rendah.
Gambar 5.3. Hubungan porositas dengan hasil pengujian UPV oleh Zoubeir Lafhaj
dkk (2005)
92
Berdasarkan gambar 5.3 di atas, menunjukkan adanya korelasi antara
porositas dengan cepat rambat gelombang pada hasil pengujian porosity dan UPV
terhadap mortar. Hasil pengujian menunjukkan bahwa hubungan antara porositas
dengan cepat rambat gelombang adalah linier dan berlawanan arah. Sehingga, benda
uji yang memiliki nilai porositas yang besar, nilai kecepatan gelombangnya kecil.
5.2.1.2 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.45
Pengujian UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.45 dilakukan dengan
menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.10 berikut.
Tabel 5.10 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.45
Benda Uji t (second) v (m/s) Kualitas beton
H6 20.5 2440 Cukup
H7 22.9 2180 Cukup
H8 16.4 3050 Cukup
H9 16 3130 Cukup Baik
Rata-rata
2700 Cukup
Berdasarkan tabel 5.10 di atas, benda uji dikategorikan dalam kualitas beton
cukup. Hal tersebut dikarenakan, untuk benda uji pasta semen dengan FAS 0.45
proporsi air yang masih banyak sehingga mengakibatkan terjadinya susut yang
sangat besar pula.
5.2.1.3 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.35
Pengujian UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.35 dilakukan dengan
menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.11 berikut.
Tabel 5.11 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.35
Benda Uji t (second) v (m/s) Kualitas beton
L5 14.1 3550 Cukup Baik
L6 13.5 3700 Baik
L7 15.2 3290 Cukup Baik
L8 13.5 3700 Baik
Rata-rata
3560 Cukup Baik
Berdasarkan tabel 5.11 di atas, kualitas benda uji rata-rata dikategorikan
dalam kualitas cukup baik. Sesuai dengan hasil pengujian porositas, dimana benda
uji pasta semen FAS 0.35 memiliki nilai porositas yang lebih kecil dibandingkan
93
dengan benda uji pasta semen FAS 0.5 dan FAS 0.45. Benda uji yang memiliki
porositas yang kecil, maka media untuk perambatan gelombang lebih banyak dan
menghasilkan kecepatan yang lebih tinggi.
5.2.1.4 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.3
Pengujian UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.3 dilakukan dengan
menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.12 berikut.
Tabel 5.12 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen FAS 0.3
Benda Uji t (second) v (m/s) Kualitas beton
P4 13.8 3620 Cukup Baik
P5 13.7 3650 Cukup Baik
P6 13.4 3730 Baik
Rata-rata
3667 Cukup Baik
Berdasarkan tabel 5.12 di atas, kualitas benda uji rata-rata dikategorikan
dalam kualitas Cukup baik. Benda uji pada pasta semen dengan FAS 0.3 memiliki
kandungan air dalam campurannya kecil, sehingga benda uji tersebut nilai
porositasnya kecil sesuai dengan hasil pengujian porositas. Benda uji yang memiliki
porositas yang kecil, media untuk perambatan gelombang besar dan menghasilkan
kecepatan tinggi.
5.2.2 UPV Pada Benda Uji Pasta Semen Foam
Pengujian UPV pada benda uji pasta semen foam dilakukan dengan
menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.13 berikut.
Tabel 5.13 Data hasil uji UPV pada benda uji pasta semen foam
Benda Uji t (second) v (m/s) Kualitas beton
U6 19.6 2550 Cukup
U7 19.5 2560 Cukup
U8 18.8 2660 Cukup
U9 19.1 2620 Cukup
Rata-rata
2597.5 Cukup
Berdasarkan tabel 5.13 di atas, kualitas benda uji rata-rata dikategorikan
dalam kualitas cukup. Hal tersebut dikarenakan benda uji pasta semen foam
merupakan benda uji yang menggunakan campuran foam sebanyak 25% dari berat
94
binder, sehingga benda uji ini memiliki pori yang lebih banyak dibandingkan benda
uji yang lain. Berdasarkan hasil pengujian porositas, benda uji pasta semen foam
memiliki porositas tertinggi dibandingkan benda uji pasta semen dengan variasi nilai
FAS. Pengujian dengan menggunakan UPV menggunakan prinsip perambatan energi
gelombang melalui benda uji kemudian ditampilkan dalam kecepatandan satuan
waktu tempuh. Sehingga, untuk benda uji yang memiliki porositas yang besar, maka
media untuk perambatan gelombang kecil dan menghasilkan kecepatan yang rendah.
Dari hasil pengujian yang dilakukan oleh peneliti, benda uji dengan FAS
yang sama menghasilkan nilai cepat rambat gelombang yang sangat beragam.
Berdasarkan jurnal penelitian olehSugeng P. Budio dkk (2016) dengan judul koreksi
pembacaan ultrasonic pulse velocity (upv) terhadap kesalahan akibat ketidakstabilan
posisi tranducer, peneliti menyatakan bahwa benda uji yang memiliki kuat tekan
rencana yang sama, dapat memiliki kecepatan rambat yang berbeda. Hal ini
dikarenakan, nilai cepat rambat gelombang bergantung pada homogenitas material.
Sugeng P. Budio juga menyatakan bahwa pembacaan nilai kecepatan UPV memiliki
sebaran yang beragam walaupun dilakukan pada benda uji yang sama. Hal tersebut
diakibatkan oleh posisi tranducer yang tidak stabil.
5.3 Kuat Tekan
5.3.1 Kuat Tekan Pada Benda Uji Pasta Semen
5.3.1.1 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.5
Pengujian kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.5 dilakukan dengan
menggunakan 5 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.14 berikut.
Tabel 5.14 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.5
Benda Uji Kuat Tekan (ton) Mutu beton (Mpa)
C7 4 16
C8 3.4 13.6
C9 3.6 14.4
Tabel 5.11 merupakan data hasil test kuat tekan. Dari hasil tersebut, tampak
bahwa mutu beton untuk benda uji pasta semen FAS 0.5 mempunyai mutu yang
rendah, hasil yang sama ditunjukkan dari test UPV.
95
5.3.1.2 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.45
Pengujian kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.45 dilakukan
dengan menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.15
berikut.
Tabel 5.15 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.45
Benda Uji Kuat Tekan (ton) Mutu beton (Mpa)
H6 4.4 17.6
H7 4.7 18.8
H8 4.8 19.2
H9 4.7 18.8
Tabel 5.15 merupakan data hasil test kuat tekan. Dari hasil tersebut, tampak
bahwa mutu beton untuk benda uji pasta semen FAS 0.45 mempunyai mutu yang
lebih baik dibanding dengan benda uji pasta semen FAS 0.5. Hasil test UPV
menunjukkan hal yang sama.
5.3.1.3 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.35
Pengujian kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.35 dilakukan
dengan menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.16
berikut.
Tabel 5.16 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.35
Benda Uji Kuat Tekan (ton) Mutu beton (Mpa)
L5 10.3 41.2
L6 9.8 39.2
L7 13.3 53.2
L8 11.5 46
Tabel 5.16 merupakan data hasil test kuat tekan. Dari hasil tersebut, tampak
bahwa mutu beton untuk benda uji pasta semen FAS 0.35 mempunyai mutu yang
tinggi.
5.3.1.4 Benda Uji Pasta Semen FAS 0.3
Pengujian kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.3 dilakukan dengan
menggunakan 3 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.14 berikut.
96
Tabel 5.17 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen FAS 0.3
Benda Uji Kuat Tekan (ton) Mutu beton (Mpa)
P4 9.6 38.4
P5 8.6 34.4
P6 6.7 26.8
Dari hasil test kuat tekan, tampak bahwa mutu beton untuk benda uji pasta
semen FAS 0.3 mempunyai mutu yang lebih rendah dibanding benda uji pasta semen
FAS 0.35. Hal tersebut dimungkinkan karena proporsi air yang sedikit sehingga
pada saat proses mixing , air tidak masuk ke seluruh rongga pori. Jika dilakukan test
uji konsistensi, maka benda uji tersebut tidak mencapai batas kritis konsistensi.
Tetapi pada hasil uji UPV, benda uji pasta semen FAS 0.3 lebih baik hasil
pengujiannya dibanding dengan benda uji pasta semen FAS 0.35. Hal tersebut
dimungkinkan saat melakukan test UPV, permukaan benda uji yang disentuh oleh
alat transducer pengirim dan penerima merupakan permukaan yang kadar airnya
kecil, dikarenakan air tidak terdistribusi secara merata.
5.3.2 Kuat Tekan Pada Benda Uji Pasta Semen Foam
Pengujian kuat tekan pada benda uji pasta semen foam dilakukan dengan
menggunakan 4 benda uji. Hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5.15 berikut.
Tabel 5.18 Data hasil uji kuat tekan pada benda uji pasta semen foam
Benda Uji Kuat Tekan (ton) Mutu beton (Mpa)
U10 3.7 14.8
U12 3.4 13.6
U17 3.3 13.2
U18 3.8 15.2
Tabel 5.18 merupakan data hasil test kuat tekan. Dari hasil tersebut, tampak
bahwa mutu beton untuk benda uji pasta semen foam mempunyai mutu yang paling
rendah dibandingkan benda uji pasta semen dengan variasi nilai FAS. Hal tersebut
dikarenakan benda uji pasta semen foam mempunyai ruang pori yang lebih tinggi
dibandingkan dengan benda uji yang lain.
Berdasarkan pengujian yang dilakukan oleh Ramazan Demirboga dkk
(2003) dalam jurnalnya yang berjudul Relationship between ultrasonic velocity and
97
compressive strength for high-volume mineral-admixtured concrete, menunjukkan
adanya hubungan yang linier pada hasil test kuat tekan dengan hasil test UPV.
Gambar 5.4. Hubungan hasil test kuat tekan dengan hasil test UPV oleh Ramazan
Demirboga dkk (2003)
Hasil test UPV yang telah dilakukan oleh peneliti, secara berurutan dari yang
terbesar hingga terkecil, yaitupasta semen FAS 0.3, pasta semen FAS 0.35, pasta
semen FAS 0.45, pasta semen foam dan yang terkecil adalah pasta semen FAS 0.5.
Apabila dibandingkan dengan hasil test kuat tekan, secara berurutan dari yang
terbesar hingga terkecil, yaitupasta semen FAS 0.35, pasta semen FAS 0.3, pasta
semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.5 dan yang terkecil adalah pasta semen foam.
Berdasarkan penelitian sebelumnya, yang dilakukan oleh Ramazan Demirboga dkk
(2003), seharusnya nilai cepat gelombang dan mutu beton terkorelasi linier. Dimana
benda uji yang nilai cepat gelombangnya besar maka mutunya tinggi.
Pada hasil pengujian UPV dan kuat tekan yang telah dilakukan peneliti,
tampak bahwa nilai UPV untuk benda uji FAS 0.3 lebih besar dibanding benda uji
FAS 0.35, namun bila dikaji dari hasil test kuat tekan, nilai kuat tekan pada benda uji
FAS 0.35 lebih besar dibanding dengan benda uji FAS 0.3. Begitu pula untuk benda
uji pasta semen FAS 0.5 dan pasta semen foam. Dari hasil test UPV, nilai cepat
rambat benda uji pasta semen foam lebih tinggi dibanding pasta semen FAS 0.5.
98
Namun, bial dikaji berdasarkan hasil test kuat tekan, benda uji pasta semen FAS 0.5
lebih tinggi dibanding benda uji pasta semen foam.
Peneliti memperkirakan hal tersebut dapat terjadi dikarenakan dua
kemungkinan, yaitu saat melakukan pengujian UPV posisi tranducer tidak stabil
sehingga pembacaan nilai kecepatan memiliki sebaran yang beragam walaupun
dilakukan pada benda uji yang sama. Kemungkinan berikutnya ialah homogenitas,
pada saat proses mixing yang kurang sempurna, sehingga terjadi penggumpalan dan
tidak semua semen terikat dengan air. Hal tersebut mengakibatkan tidak semua
butiran semen terhidrasi. Perlu dilakukan uji konsistensi semen, sehingga mengetahui
kadar air maksimum yang dibutuhkan agar campuran pasta semen dapat terhidrasi
sempurna.
99
BAB 6.
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil dari pengujian dan analisa, maka kesimpulan yang
dihasilkan sesuai dengan perumusan masalah yang telah ditentukan, sebagai berikut:
1. Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, menunjukkan bahwa metode kertas
filter Whatman No. 42 dapat digunakan untuk pengukuran water retention pada
concrete material.
2. Dari hasil pengujian, diperoleh kurva karakteristik water retention pada pasta
semen dari angka pori yang berbeda-beda. Secara keseluruhan, grafikwater
retention dari hasil pengujian pada pasta semen menunjukkan grafik yang
hampir identik dengan grafik water retention pada glass beads oleh Indarto
(1991), concrete dan mortar oleh Sébastien Schneider(2012). Tetapi sedikit
berbeda dibandingkan dengan tanah. Hal tersebut dikarenakan pori pada tanah
lebih variativ atau tidak seragam bila dibandingkan dengan concrete material
dan glass beads.
3. Hubungan antara kadar air dengan water retention didasarkan pada karakteristik
porositas material. Secara teoritis, tinggi kapiler pada material sangat tergantung
pada gradasi butiran yang membentuk material dan besarnya angka pori dari
material, sehingga pola kurva hubungan kadar air dengan water retention akan
memiliki pola kelengkungan grafik yang bervariasi.
4. Hubungan antara kadar air dengan porositas menggambarkan hubungan yang
linier. Nilai kadar air dan porositas secara berurutan dari yang terkecil hingga
terbesar ialah, benda uji pasta semen FAS 0.3, pasta semen FAS 0.35, pasta
semen FAS 0.45, pasta semen FAS 0.5 dan pasta semen foam.
5. Hubungan antara porositas dengan water retention, menggambarkan hubungan
berlawanan arah yang artinya porositas menunjukkan nilai yang kecil, namun
water retention menunjukkan nilai yang besar.
100
6. Benda uji yang memiliki porositas terbesar yaitu pada benda uji pasta semen
foam dengan nilai porositas rata-ratanya sebesar 0.2682591, dimana pada benda
uji tersebut, pembacaan test UPV atau cepat rambat gelombangnya memiliki
nilai yang rendah, yaitu sebesar 2597.5 m/s.
7. Berdasarkan hasil test kuat tekan dan test UPV, tidak dapat menunjukkan
hubungan yang linier seperti penelitian-penelitian terdahulu, dikarenakan
homogenitas benda uji.
6.2 Saran
Berdasarkan pengalaman yang telah dilakukan peneliti selama melakukan
penelitian, maka saran yang perlu diperhatikan sebagai berikut:
1. Untuk penelitian selanjutnya, gunakan benda uji yang porinya lebih kecil.
Sehingga didapat PF yang besar dan pola alur grafik water retention untuk nilai
PF yang tinggi akan terwakili.
2. Pada proses pembuatan benda uji, perhatikan mold yang digunakan untuk
cetakan. Jangan terlalu banyak menggunakan pelumas, karena endapan pelumas
akan mengakibatkan adanya rongga pada benda uji.
3. Dalam melakukan pembacaan berat kertas filter baik dalam keadaan kering
maupun setelah kontak dengan benda uji, harus berhati-hati dan gunakan alat
ukur yang memiliki keakuratan yang tinggi. Ketelitian sangat diperlukan, karena
berakibat pada nilai kadar air pada kertas dan akan memberikan dampak pada
nilai water retention.
4. Perlu dilakukan pengukuran kadar air pada benda uji, dan membandingkan kadar
air yang terdapat pada kertas filter, sehingga dapat diperoleh keakurasiannya.
5. Agar dapat menganalisis dengan regresi linier untuk mencari korelasi porosity,
hasil UPV test dan kuat tekan diperlukan benda uji minimal 10 benda uji.
6. Pada saat melakukan test UPV, dilakukan pengujian berulang-ulang kali
terhadap satu benda uji yang sama. Hal tersebut dilakukan agar data lebih valid
dan mencegah adanya data eror.
101
DAFTAR PUSTAKA
ASTM. Standard Spesification for Mixing Water Used in the Production of
Hydraulic Cement Concrete.C1602 / C1602M - 12
ASTM. Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete. C 5997-97
ASTM. Standard Test Method for Measurement of Soil Potential (Suction) Using
Filter Paper. D5298-10
ASTM. Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete
Specimens. C 39/C
Charles W.W.Ng and Bruce Menzies 2007. Advanced Unsaturated Soil Mechanics
and Engineering. 2 Park Square, Milton Park, Abingdon, Oxon OX14 4RN,
USA and Canada.
E.P Kearsley, PJ Wainwright (2002).The effect of porosity on the strength of foamed
concrete. Cement and concrete research 32 (2002) 233-239. Jurnal. Science
Direct
Flore Brue, 2012. “Effect of Temperature on the Water Retention Properties of Two
High Performance Concretes”. Jurnal. Science Direct.
Fredlund, 1995. “The Scope Of Unsaturated Soil Mechanics”.Universityof
Saskatchewan. Saskatoon. Canada.
Fredlund, 1996. “The emergence of unsaturated soil mechanics - The fourth Spencer
J. Buchanan Lecture”. Texas A&M University. Texas
.
102
Fredlund, 2000. “The implementation of unsaturated soil mechanics into
geotechnical engineering, - R.M. Hardy Address”. NRC Research Press
website. Universityof Saskatchewan. Saskatoon. Canada.
Fredlund & Rahardjo, 1993, “Soil Mechanics for Unsaturated Soils”. A Willey-
interscience publication. John Wiley & Sons, Inc. 1-19.
Fredlund dan Morgenstren, 1977. “Stress state variables for unsaturated soils”.
ASCE J. Geotech. Eng. Div. GT5, vol. 103. 447-466
Indarto, 1991. “Comportement des sols soumis a une pression interstitielle negative
application aux silos. These de Doctorat. Ecole Centrale Paris. September 1991
Indarto, 1995. Metode kertas filter untuk menentukan karakteristik tegangan air pori
negatif pada tanah. Majalah ipTEK ITS. November 1995.
Indarto, Daniel T.,R. Soemitro. 2014. Perilaku variasi kadar air pada tanah ekspansif
serta peranannya terhadap nilai faktor adhesi dari daya dukung terhadap friksi
pada pondasi tiang. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya.
Indonesia.
J. Kropp, H.K. Hilsdorf. 1995. Performance Criteria for Concrete Durability. E &
FN Spon, an imprint of Chapman & Hall 2-6 Boundary Row. London
Murray, E.J & V. Sivakumar. 2010. “Unsaturated Soils”. A
fundamentalinterpretation of soil behavior. A John Willey & Sons, Ltd., The
Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex, PO19 8SQ, United Kingdom.
1-2.
103
Jihat, mohamad.(2014), Pengukuran Suction Pada Beton dengan Menggunakan
Kertas Filter Whatman no. 42 di Laboratorium,.Skripsi, Institut Teknology
Sepuluh Nopember, Surabaya.
Ramazan Demirboga, Ibrahim Turkmen, Mehmet B. Karakoc (2004), “Relationship
between ultrasonic velocity and compressive strength for high-volume mineral-
admixtured concrete”, Cement and concrete research 34 (2004) 2329-2336.
Jurnal. Science Direct
Sugeng P.Budio, Ming Narto Wijaya, Eva Arifi, Putri Dewanti (2016), “Koreksi
Pembacaan Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) Terhadap Kesalahan Akibat
Ketidakstabilan Posisi Tranducer”, Vol 10, No.1-2016 ISSN 1978-5658
Sebastien Schneider, Dirk Mallants, Diedrik Jacques, (2012), “Determining
Hydraulic Properties of Concrete and Mortar by Inverse Modelling”, Vol
1475, DOI:10.1557/opl.2012.601
Shetty M.S. 1982. “Concrete Technolgy”. Theory and Practice. S chand & Company
Ltd, Ram Nagar. New Delhi -110055
Yudhayana, DP. 2001. Pengaruh vaiasi tegangan air pori negatif terhadap perubahan
tegangan geser pada lempung kaolinite. Tesis. Institut Teknologi Sepuluh
Nopember. Surabaya. Indonesia.
Zoubeir Lafhaj, Marc Goeygou, Assia Djerbi, Mariusx Kaczmarek, (2006),
“Correlation between porosity, permeability and ultrasonic parameters of
mortar with variable water/cement ratio and water content”, Cement and
concrete research 36 (2006) 625-633. Jurnal. Science Direct
104
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
105
LAMPIRAN
DOKUMENTASI PENGUJIAN DI LABORATORIUM BETON
DIPLOMA TEKNIK SIPIL ITS
106
107
108
BIODATA PENULIS
Penulis bernama lengkap Dora Melati Nurita Sandi,
dilahirkan di Situbondo, 21 Nopember 1990, anak kedua dari
dua bersaudara. Penulis telah menempuh pendidikan formal
yaitu di TK ARNI Jember, SD Negeri Gondang Gandusari
Blitar, SMP Negeri 5 Jember dan SMA Negeri 3 Jember,
lulus tahun 2009, penulis melanjutkan pendidikan di Program
S1 Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Jember lulus
tahun 2013. Setelah lulus penulis bekerja pada bidang kontraktor. Penulis
melanjutkan pendidikan di Program Pasca Sarjana ITS jurusan Teknik Sipil
bidang keahlian Geoteknik pada tahun 2014.