perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON
MENGGUNAKAN PASIR TAILING TAMBANG TIMAH DAN
PASIR BESI
(Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand)
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO NIM I 0107018
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2011
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON
MENGGUNAKAN PASIR TAILING TAMBANG TIMAH DAN
PASIR BESI
(Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand)
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO NIM I 0107018
Persetujuan :
Dosen Pembing I Dosen Pembimbing II Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD Dr. techn.Ir. Sholihin As’ad, MT NIP. 19691026 199503 1 002 NIP. 19671001 199702 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
HALAMAN PENGESAHAN
POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON
MENGGUNAKAN PASIR TAILING TAMBANG TIMAH DAN
PASIR BESI
(Porosity and Permeability of Concrete Using Ex Tin Tailing Sand and Iron Sand)
SKRIPSI
Disusun Oleh :
MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO NIM I 0107018
Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari : Rabu, 16 Maret 2011
1. Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD __________________
NIP. 19691026 199503 1 002
2. Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT __________________ NIP. 19671001 199702 1 001
3. Ir. Bambang Santosa, MT __________________ NIP. 19590823 198601 1 001
4. Wibowo, ST, DEA __________________ NIP. 19681007 199502 1 001
Mengetahui, Disahkan, a.n Dekan Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik Sipil Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS Ir. Noegroho Djarwanti, MT Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19561112 198403 2 007 NIP. 19590823 198601 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis
dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul ”Porositas dan Permeabilitas
Beton Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah dan Pasir Besi”. Penyusunan
skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan S-1 di
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Semoga skripsi ini dapat berguna bagi Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas
Maret Surakarta dan teman-teman mahasiswa dalam melakukan pengembangan
penelitian.
Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala
untuk menyusun laporan skripsi ini. Untuk itu, penulis ingin mengucapkan terima
kasih kepada:
1. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Segenap pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
3. Bapak Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD selaku Dosen Pembimbing I.
4. Bapak Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT selaku Dosen Pembimbing II.
5. Bapak Ir. Bambang Santosa, MT selaku Dosen Pembimbing Akademis.
6. Tim validator dan penguji pendadaran tugas akhir.
7. Segenap staf Laboratorium Bahan dan Struktur Jurusan Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
8. Rekan rekan satu kelompok yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini.
9. Segenap staf pengajar Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas
Maret, Surakarta.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user ix
10. Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Sipil angkatan 2007 Universitas
Sebelas Maret, Surakarta.
11. Kedua orang tua dan keluarga saya yang selalu mendukung dan mendoakan saya.
12. Semua pihak yang telah membantu penulis secara langsung maupun tidak
langsung, yang tidak dapat penulis sebut satu per satu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu,
saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan
skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Maju terus Teknik Sipil UNS
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, Februari 2011
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
LEMBAR PENGESAHAN SEMENTARA
POROSITAS DAN PERMEABILITAS BETON MENGGUNAKAN
PASIR TAILING TAMBANG TIMAH DAN
PASIR BESI
(Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand)
SKRIPSI
Disusun oleh:
MUHAMMAD YANUAR ARDI PRASETIO NIM I 0107018
Pembimbing :
1. Kusno Adi Sambowo, ST, PhD ……………………………
N I P . 19691026 199503 1 002
2. Dr.techn.Ir.Sholihin As’ad, MT ……………………………
N I P . 19671001 199702 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user vi
ABSTRAK
Muhammad Yanuar Ardi Prasetio, 2011. Porositas dan Permeabilitas Beton Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah dan Pasir Besi. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Kebutuhan beton sebagai bahan konstruksi yang semakin meningkat mengakibatkan Sumber Daya Alam semakin menipis. Hal tersebut memotivasi industri konstruksi untuk terus melakukan inovasi dalam pembuatan beton. Pemanfaatan pasir tailing tambang timah dan pasir besi merupakan salah satu solusi untuk menjawab masalah tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar optimum pasir tailing tambang timah dan pasir besi terhadap penurunan porositas dan permeabilitas beton. Ukuran butiran yang lebih halus diharapkan mampu mengisi pori-pori yang terkandung di dalam beton sehingga memberikan nilai porositas dan permeabilitas yang rendah Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di laboratorium. Benda uji porositas dan benda uji permeabilitas masing-masing sebanyak 33 buah. Kadar pasir tailing tambang timah dan pasir besi sebesar 0%, 20%, 40%, 60%, 80% dan 100%. Masing-masing variasi terdiri dari 3 benda uji. Benda uji porositas adalah kubus dengan dimensi 5x5x5 cm3, sedangkan benda uji permeabilitas adalah silinder beton diameter 7,5 cm dan tinggi 15 cm. Porositas dan permeabilitas beton diuji pada umur beton 28 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pasir tailing tambang timah dengan kadar 40% mampu menurunkan porositas sebesar 19,63% dari porositas beton normal dan penurunan permeabilitas sebesar 24,6% dari permeabilitas beton normal. Kadar optimum pasir tailing tambang timah untuk porositas adalah 44,8% dan untuk permeabilitas adalah 42.2%. Penggunaan pasir besi sebesar 80% memberikan penurunan porositas sebesar 24,94% dari porositas beton normal dan penurunan permeabilitas sebesar 23,92% dari permeabilitas beton normal. Kadar optimum pasir besi untuk porositas adalah 87,2% dan untuk permeabilitas adalah 69%. Hal ini memnunjukkan bahwa pasir tailing tambang timah dan pasir besi berfungsi baik sebagai pengisi (filler) pada campuran beton.
Kata kunci: pasir besi, pasir tailing tambang timah, permeabilitas, porositas.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user vii
ABSTRACT
Muhammad Yanuar Ardi Prasetio, 2011. Porosity and Permeability of Concrete Using Tin Tailing Sand and Iron Sand. Final Task of Civil Engineering.Department of Engineering Faculty of Sebelas Maret University. Surakarta The increasing need of concrete as construction material makes natural resources keep declining. It motivates the constructional industries to create more innovations in concrete’s production. The use of tin tailing sand and iron sand is one of solution to answer the issue. The objective of this research is to know the optimum content of tin tailing sand and iron sand in reducing the porosity and the permeability of concrete. The smaller the size of sand’s granule is expected can fill the pores of concrete so it can produce low porosity and permeability value. This research used experiments method in laboratory. The samples of porosity and permeability used in this research were 33 for each. The contents of tin tailing sand and iron sand were 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, and 100%. Each variant consisted of 3 samples. The sample of porosity was a cube with dimension of 5x5x5 cm3, whereas the sample of permeability was a concrete cylinder with 7,5 cm in diameter and 15 cm in height. Porosity and permeability of concrete was tested in 28 days. The result of this research shows that tin tailing sand with content of 40% can decrease porosity 19,63% from porosity of normal concrete and decrease of permeability 24,6% from permeability of normal concrete. The optimum content of tin tailing sand for porosity is 44,8% dan for permeability is 42.2%. Whereas the use of 80% iron sand shows decrease of porosity 24,94% from porosity of normal concrete and decrease of permeability 23,92% from permeability of normal concrete. The optimum iron sand for porosity is 87,2% and for permeability is 69%. This result shows that tin tailing sand and iron sand function well as the filler in concrete mixture.
Keywords: Iron sand, tin tailing sand, permeability, porosity.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user iv
MOTTO
“Selalu bermimpi, belajar, dan berkarya”
“Jadilah manusia kreatif dan bermanfaat bagi orang lain”
“semangat dan kerja keras”
“Gunakan hari ini untuk memikirkan masa depan, bukan untuk memikirkan hari esok yang seharusnya sudah kita
pikirkan di masa lalu”
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user v
PERSEMBAHAN
Syukur Alhamdulillah saya panjatkan kepada ALLAH SWT atas rahmat dan hidayah-Nya. Nikmat iman dan sehat yang ALLAH SWT berikan kepada saya. Bapak Ibu, mas Febi, mas Ruri serta keluarga besar yang selalu memberikan doa dan dukungan yang tiada henti. Dosen pembimbing saya, Bapak Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD terimakasih atas ilmu yang disampaikan pada saya. Bapak Dr.(techn). Sholihin As’ad, MT terimakasih tidak pernah bosan membimbing dan menyemangati saya dari mulai lomba sampai Tugas Akhir. Para sahabat yang selalu bersama dan selalu ada ketika suka dan duka. Khairiyah Nasution, Essa Abubakar terimakasih untuk semua inspirasinya, Ferdiansyah Noviantoro, Kurnia Widiantoro dan Bahtiar Arief terimakasih atas kerjasamanya selama ini. Rahma Nindya terimakasih telah menjadi partner skripsi yang baik. Rakhmita Hidayanti terimakasih untuk semua “diskusi”nya. Juwono Dwi P, Erlina Wahyuningtyas terimakasih atas bantuannya saat pendadaran. Hafni Pertiwi terimakasih untuk semua kebaikan dan bantuannya, orang yang selalu “memaksa” agar TA saya cepat selesai. Teman-teman Teknik Sipil UNS angkatan 2007, terimakasih atas rasa hormat dan kebersamaan selama ini. Semua teman-teman dan sahabat saya dimanapun kalian berada saat ini. Hidup Indonesia. . .
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN............................................................................ ii
HALAMAN PENGESAHAN............................................................................. iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN...................................................................... iv
ABSTRAK.......................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI....................................................................................................... x
DAFTAR TABEL............................................................................................... xiii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ................................................................... xvii
DAFTAR LAMPIRAN......................................................................................xviii
BAB 1. PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang Masalah .............................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ........................................................................................ 3
1.3. Batasan Masalah .......................................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 4
1.5. Manfaat Penelitian ....................................................................................... 4
BAB 2. LANDASAN TEORI 5
2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 5
2.2. Landasan Teori............................................................................................. 7
2.2.1. Beton ......................................................................................................... 7
2.2.2. Bahan Penyusun Beton ............................................................................. 7
2.2.2.1. Semen Portland ...................................................................................... 7
2.2.2.2. Agregat................................................................................................... 8
2.2.2.3. Air .......................................................................................................... 11
2.2.3. Pasir Tailing Pertambangan Timah........................................................... 12
2.2.4. Pasir Besi................................................................................................... 13
2.2.5. Porositas Beton ......................................................................................... 15
2.2.6. Permeabilitas Beton .................................................................................. 16
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
BAB 3. METODE PENELITIAN 18
3.1. Pengujian Bahan Dasar Beton...................................................................... 18
3.1.1. Agregat Halus ........................................................................................... 18
3.1.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus............................................... 18
3.1.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus ........................................ 19
3.1.1.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus............................................. 19
3.1.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus .......................................................... 20
3.1.2. Agregat Kasar ........................................................................................... 21
3.1.2.1. Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar............................................. 21
3.1.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar .......................................................... 22
3.1.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar............................................................ 22
3.2. Bahan dan Benda Uji Penelitian .................................................................. 23
3.3. Alat Uji Penelitian........................................................................................ 25
3.4. Curing (Perawatan) Beton ........................................................................... 26
3.5. Pengujian Benda Uji .................................................................................... 26
3.5.1. Pengujian Porositas ................................................................................... 26
3.5.2. Pengujian Permeabilitas............................................................................ 27
3.6. Tahap Penelitian........................................................................................... 30
BAB 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 32
4.1. Hasil Pengujian Agregat .............................................................................. 32
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ................................................................. 32
4.1.1.1. Hasil Pengujian Pasir Normal ................................................................ 32
4.1.1.2. Hasil Pengujian Pasir Tailing Eks Timah .............................................. 34
4.1.1.3. Hasil Pengujian Pasir Besi ..................................................................... 36
4.1.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar ................................................................. 37
4.2. Rencana Campuran ..................................................................................... 39
4.3. Hasil Pengujian Slump ................................................................................. 43
4.4. Hasil Pengujian Porositas............................................................................. 44
4.4.1. Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Timah................... 44
4.4.2. Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Besi ...................... 46
4.5. Hasil Pengujian Permeabilitas ..................................................................... 48
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
4.5.1. Hasil Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Tailing Tambang
Timah........................................................................................................ 48
4.5.2. Hasil Pengujian Permeabilitas Beton Menggunakan Pasir Besi ............... 50
4.6. Uji Normalitas Chi-Kuadrat ........................................................................ 52
4.7. Analisis Data Hasil Pengujian...................................................................... 57
4.7.1. Analisis Hasil Pengujian Pasir Tailing Tambang Timah dan Pasir Besi .. 57
4.7.2. Analisis Hasil Pengujian Nilai Slump ....................................................... 59
4.7.3. Analisis Hasil Terhadap Pengujian Porositas ........................................... 59
4.7.3.1. Analisis Terhadap Pengujian Porositas Menggunakan Pasir
Tailing Tambang Timah ....................................................................... 59
4.7.3.2. Analisis Terhadap Pengujian Porositas Menggunakan Pasir Besi........ 61
4.7.4. Pembahasan Uji Porositas......................................................................... 63
4.7.5. Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas ............................................. 65
4.7.5.1. Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir
Tailing Tambang Timah ........................................................................ 65
4.7.5.2. Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Besi 67
4.7.6. Pembahasan Uji Permeabilitas.................................................................. 70
4.7.7. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dan Nilai Porositas ............... 70
4.7.8. Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dengan Koefisien
Permeabilitas ............................................................................................ 74
4.7.9. Hubungan Antara Nilai Porositas dengan Koefisien Permeabilitas
Beton......................................................................................................... 76
BAB 5. KESIMPILAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 79
5.2. Saran............................................................................................................. 80
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 81
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvii
DAFTAR NOTASI
= debit aliran air (m3/s)
dq = volume air (m3)
dt = durasi penetrasi (s)
A = luas penampang sampel beton (m2)
dh = tingi air jatuh (m)
L = ketebalan sampel beton (m)
k = koefisien permeabilitas (m/s)
fc = kuat desak beton (MPa)
P = porositas
P0 = porositas pada kekuatan nol
e = bilangan natural
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Contoh pasir tailing tambang timah ............................................ 13
Gambar 2.2. Contoh pasir besi ......................................................................... 14
Gambar 2.3. Hubungan porositas dan permeabilitas beton.............................. 16
Gambar 3.1. Alat uji porositas ......................................................................... 27
Gambar 3.2. Alat uji permeabilitas .................................................................. 28
Gambar 3.3. Pemasangan alat pada benda uji .................................................. 29
Gambar 3.4. Pengujian tinggi jatuh air ............................................................ 29
Gambar 3.5. Diameter resapan dan rata-rata kedalaman penetrasi……….…. 29
Gambar 3.6. Bagan alir tahap – tahap penelitian ……………………………. 31
Gambar 4.1. Gradasi agregat halus .................................................................. 34
Gambar 4.2. Gradasi pasir tailing tambang timah ........................................... 35
Gambar 4.3. Gradasi pasir besi ........................................................................ 37
Gambar 4.4. Gradasi agregat kasar .................................................................. 38
Gambar 4.5. Perbandingan kurva gradasi campuran pasir tailing tambang timah
dengan batas gradasi pasir menurut ASTM C-33………………..41
Gambar 4.6 Perbandingan kurva gradasi campuran pasir besi dengan batas
gradasi pasir menurut ASTM C-33……………………………. 42
Gambar 4.7. Hubungan variasi pasir replacement dengan nilai slump ............ 43
Gambar 4.8. Hubungan variasi pasir tailing tambang timah dan nilai porositas
……………………………………………………………….… 46
Gambar 4.9. Hubungan variasi pasir besi dan nilai porositas .......................... 48
Gambar 4.10. Hubungan variasi pasir tailing tambang timah dan nilai
permeabilitas ............................................................................... 50
Gambar 4.11. Hubungan variasi pasir besi dan nilai permeabilitas ................... 52
Gambar 4.12. Perbandingan kurva gradasi pasir tailing tambang timah, gradasi
pasir besi, dan pasir normal dengan batas gradasi pasir menurut
SK-SNI-T-15-1990-03 dan ASTM C-33. ................................... 58
Gambar 4.13. Hubungan nilai porositas terhadap persentase pasir tailing tambang
timah............................................................................................ 60
Gambar 4.14. Hubungan nilai porositas terhadap persentase kadar pasir besi .. 62
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvi
Gambar 4.15. Sebaran gradasi pasir pada campuran beton................................ 64
Gambar 4.16. Hubungan koefisien permeabilitas beton terhadap persentase kadar
pasir tailing timah ....................................................................... 66
Gambar 4.17. Hubungan koefisien permeabilitas beton terhadap persentase
hubungan kadar pasir besi ........................................................... 69
Gambar 4.18. Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton menggunakan pasir
tailing tambang timah………………………………………..…. 72
Gambar 4.19. Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton menggunakan pasir
besi………………………………………………………………. 72
Gambar 4.20. Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton
menggunakan pasir tailing tambang timah………………........... 74
Gambar 4.21. Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton
menggunakan pasir besi………………………………………… 75
Gambar 4.22. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton
menggunakan pasir tailing tambang timah…………………….. 77
Gambar 4.23. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton
menggunakan pasir besi……………………………………….. 77
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Hasil Pengujian Agregat
Lampiran B. Perhitungan Rencana Campuran Beton
Lampiran C. Data Hasil Pengujian
Lampiran D. Dokumentasi Penelitian
Lampiran E. Surat-surat Skripsi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Jenis semen portland di Indonesia sesuai SII 0013-81 .................. 8
Tabel 2.2. Batasan susunan butiran agregat halus .......................................... 10
Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar .................................................. 11
Tabel 3.1 Tabel perubahan warna pada uji kadar zat organik pasir............... 19
Tabel 3.2 Rincian sampel benda uji porositas beton ..................................... 23
Tabel 3.3 Rincian sampel benda uji permeabilitas beton .............................. 24
Tabel 3.4 Tekanan air dan waktu penekanan ............................................... 28
Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus ........................................................ 32
Tabel 4.2. Analisis data gradasi pasir.............................................................. 33
Tabel 4.3 Hasil pengujian pasir tailing tambang timah ................................. 34
Tabel 4.4 Analisis data gradasi pasir tailing tambang timah ........................ 35
Tabel 4.5 Hasil pengujian pasir besi .............................................................. 36
Tabel 4.6 Analisis data gradasi pasir besi ...................................................... 36
Tabel 4.7 Hasil pengujian agregat kasar ....................................................... 37
Tabel 4.8 Analisis data gradasi agregat kasar ............................................... 38
Tabel 4.9 Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji porositas .................... 39
Tabel 4.10 Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji permeabilitas.............. 40
Tabel 4.11 Hasil pengujian nilai slump dengan pasir tailing tambang timah.. 43
Tabel 4.12 Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir tailing tambang
timah............................................................................................... 45
Tabel 4.13 Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir besi ............. 47
Tabel 4.14 Data hasil pengujian permeabilitas beton dengan pasir tailing
tambang timah……………………………..……………………… 49
Tabel 4.15 Data hasil pengujian permeabilitas beton dengan pasir besi ......... 51
Tabel 4.16 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji porositas menggunakan pasir tailing
tambang timah................................................................................ 53
Tabel 4.17 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji porositas menggunakan pasir besi . 54
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
Tabel 4.18 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji permeabilitas menggunakan pasir tailing timah…………………………………………………… 55
Tabel 4.19 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji permeabilitas menggunakan pasir
besi ................................................................................................. 56
Tabel 4.20 Perbandingan Berat Lolos Kumulatif Antara Syarat ASTM C-33 dan
Gradasi Pasir Zona IV berdasar SK-SNI-T-15-1990-03………… 57
Tabel 4.21 Nilai porositas dan persentase perubahan porositas akibat penggunaan
pasir tailing tambang timah………………………………………. 60
Tabel 4.22 Nilai porositas dan persentase perubahan porositas akibat penggunaan
pasir besi………………………………………………………….. 61
Tabel 4.23 Evaluasi hasil uji permeabilitas beton pasir tailing timah menurut ACI
301-729………………………………………………….……….. 65
Tabel 4.24 Nilai permeabilitas dan persentase perubahan permeabilitas akibat
pasir tailing tambang timah............................................................ 66
Tabel 4.25. Evaluasi hasil pengujian permeabilitas terhadap standar ACI 301-729
....................................................................................................... 67
Tabel 4.26 Nilai permeabilitas dan persentase perubahan permeabilitas akibat
penggunaan pasir besi .................................................................... 68
Tabel 4.27 Hasil pengujian kuat tekan dan porositas beton.............................. 71
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Beton merupakan bahan yang banyak dipakai dalam industri konstruksi. Hal
tersebut dikarenakan beton memiliki keunggulan dibandingkan bahan lain. Beton
memiliki kuat tekan yang tinggi. Proses pembuatannya mudah dan bahan baku
untuk membuat beton juga mudah didapat sehingga harganya relatif murah. Selain
itu beton juga memiliki ketahanan yang baik terhadap kondisi lingkungan.
Pembangunan yang berjalan dinamis memaksa industri konstruksi untuk terus
melakukan inovasi dalam pembuatan beton. Salah satunya dengan memanfaatkan
limbah hasil pertambangan atau tailing sebagai bahan baku pembuatan beton.
Tailing pertambangan timah sangat melimpah di Provinsi Bangka. Ada berbagai
komponen agregat dalam tailing timah. Selain timah, ada mineral ikutan berupa
batuan kasar dan batuan halus yaitu pasir tailing yang dijumpai di bekas
penambangan timah tersebut. Setelah dipisahkan dengan cairan, pasir halus itu
diendapkan kemudian dibuang sebagai limbah ke sungai atau ditimbun di palung
laut.
Total produksi tailing timah sangat melimpah. Produksi per tahunnya mencapai
131.610 ribu ton. Penambangan timah legal di Bangka sekitar 71.610 ribu ton per
tahun, sedangkan jumlah produksi dari pertambangan ilegal sekitar 60 ribu ton per
tahun. Setiap pengerukan 100 kg batuan hanya menghasilkan 0,35 kg timah, dan
lebih dari 99% dari sisa bahan tambang itu dibuang sebagai limbah. Hal tersebut
membuktikan bahwa sedikit sekali timah yang dihasilkan dibandingkan dengan
limbah hasil penambangannya. Pasir tailing ini harus dimanfaatkan untuk
mengurangi beban lingkungan. (Senaring, 2011)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Belakangan diketahui bahwa pasir sisa penambangan ini baik untuk digunakan
dalam campuran pembuatan beton.
Begitu pula di Siliran, Yogyakarta. Sebagai satu-satunya penghasil pasir besi (pig
iron) di Asia Tenggara, Siliran menghasilkan pasir besi yang sangat melimpah.
Pasir besi yang dihasilkan dapat digunakan sebagai campuran dalam pembuatan
beton. Penggunaan pasir besi sebagai campuran beton diharapkan akan menambah
nilai ekonomis dari pasir besi.
Beton yang baik adalah beton yang padat. Penggunaan pasir tailing tambang
timah dan pasir besi sebagai bahan dalam campuran pembuatan beton diharapkan
dapat membuat beton lebih padat karena ukuran butirannya yang lebih kecil dari
pasir kali yang biasa digunakan dalam pembuatan beton. Padatnya suatu beton
berhubungan erat dengan porositas dan permeabilitas dari beton tersebut.
Porositas beton adalah jumlah/besarnya kadar pori yang terkandung dalam beton.
Pori-pori beton tidak semuanya tertutup oleh pasta semen. Pori tersebut biasanya
terisi udara (air void) atau berisi air (water filled space) yang saling berhubungan
dan dinamakan kapiler beton. Kapiler beton ini akan tetap ada walaupun air yang
digunakan telah menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan beton
yang dihasilkan. Gelembung udara yang terperangkap dan air yang menguap
merupakan sumber utama dari timbulnya rongga/pori dalam beton. Beton yang
memiliki jumlah pori sedikit merupakan beton kedap air, padat, dan kuat.
Sedangkan permeabilitas beton adalah kemudahan cairan atau gas untuk melewati
beton (A.M.Neville & J.J Brooks, 1987). Permeabilitas juga diartikan sifat dapat
dilewati/dimasuki zat cair atau gas. Beton yang baik adalah beton yang relatif
tidak bisa dilewati air/gas, atau dengan kata lain mempunyai permeabilitas yang
rendah. Menurut Murdock (1979), beton tidak bisa kedap air secara sempurna.
Permeabilitas penting untuk diketahui karena berhubungan erat dengan durabilitas
beton.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
Berdasarkan pertimbangan di atas, penulis bermaksud melakukan penelitian
tentang pengaruh penggunaan pasir tailing tambang timah dan pasir besi sebagai
bahan pengganti pasir pada pembuatan beton terhadap porositas dan
permeabilitasnya.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas, rumusan masalah adalah
sebagai berikut:
1. Berapa kadar optimum pasir tailing tambang timah sebagai bahan pengganti
pasir terhadap porositas dan permeabilitas beton.
2. Berapa kadar optimum pasir besi sebagai bahan pengganti pasir terhadap
porositas dan permeabilitas beton.
1.3. Batasan Masalah
Untuk membatasi permasalahan agar penelitian ini lebih terarah dan tidak meluas
maka perlu adanya pembatasan sebagai berikut:
1. Agregat halus yang di amati untuk penelitian ini adalah agregat halus tailing
tambang timah yang tedapat di pulau Bangka.
2. Pasir Besi yang digunakan berasal dari Siliran, Yogyakarta.
3. Prosentase pasir tailing tambang timah yang digunakan dalam penelitian ini
adalah sebesar 20%,40%,60%, 80%, dan 100 % dari berat pasir.
4. Prosentase pasir besi yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebesar
20%,40%,60%, dan 80%, 100% dari berat pasir.
5. Beton normal dengan mutu beton (f’c) adalah 30 MPa, dengan factor air
semen 0,38.
6. Pengujian dilakukan di laboratorium struktur dan bahan Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui kadar optimum pasir tailing tambang timah sebagai bahan
pengganti pasir terhadap porositas dan permeabilitas beton.
2. Mengetahui kadar optimum pasir besi sebagai bahan pengganti pasir terhadap
porositas dan permeabilitas beton.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :
a. Menambah pengetahuan tentang pengaruh penggunaan pasir tailing tambang
timah dan pasir besi sebagai bahan pengganti pasir terhadap porositas dan
permeabilitas beton.
b. Memberikan kontribusi terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi beton.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Nawy (1996) mendefinisikan beton sebagai sekumpulan interaksi mekanis dan
kimiawi dari material pembentuknya. Material beton umumnya terdiri atas semen,
agregat, air dan bahan tambah. Perencana dapat mengembangkan pemilihan material
yang layak komposisinya sehingga diperoleh beton yang efisien, memenuhi kekuatan
batas yang diisyaratkan oleh perencana dan memenuhi persyaratan serviceability
yang dapat diartikan juga sebagai pelayanan yang handal dengan memenuhi kriteria
ekonomi.
Beton tersebut diperoleh dengan cara mencampurkan semen Portland, air, agregat,
maupun bahan tambah pada perbandingan tertentu. Dalam adukan beton, air dan
semen membentuk pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini selain berfungsi
mengisi pori-pori diantara butiran-butiran, juga bersifat sebagai pengikat dalam
proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terikat kuat dan
terbentuklah suatu massa yang kompak dan padat. (Tjokrodimuljo,1996).
Beton yang padat dan kuat diperoleh dengan menggunakan jumlah air yang minimal
konsisten dengan derajat workabilitas yang diberikan untuk memberikan kepadatan
maksimal. Derajat kepadatan harus dipertimbangkan dalam hubungannya dengan
cara pemadatan dan jenis konstruksi, agar terhindar dari kebutuhan akan pekerjaan
yang berlebihan dalam mencapai kepadatan maksimal. (Murdock, 1991).
Jumlah pori yang terkandung pada beton mempengaruhi kekuatan dan durabilitas
pada beton. Pasta semen yang mengeras memiliki struktur yang berpori
(Tjokrodimuljo, 1996). Kandungan pori yang terlalu banyak pada beton
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
mengakibatkan beton tersebut menjadi poros sehingga zat-zat perusak dapat mudah
masuk ke dalam beton berupa cairan atau gas. Peluang masuknya zat-zat perusak itu
ditentukan oleh besarnya nilai permeabilitas beton.
Permeabilitas adalah kemampun media yang poros untuk mengalirkan fluida. Setiap
material dengan ruang kosong diantaranya disebut poros, dan apabila ruang kosong
itu saling berhubungan maka ia akan memiliki sifat permeabilitas. Maka batuan,
beton, tanah, dan banyak material lain dapat merupakan material poros dan
permeabel. Material dengan ruang kosong yang lebih besar biasanya mempunyai
angka pori yang lebih besar pula (Bowles, JE 1986).
Menurut A.M Neville & JJ Brooks (1987), permeabilitas beton dapat diartikan
kemudahan cairan atau gas untuk melewati beton. Pengujian dilakukan dengan
mensealed beton dengan air yang bertekanan. Dalam beton nilai koefisien
permeabilitas akan menurun secara substansial dengan menurunnya faktor air semen
(f.a.s).
Permeabilitas beton juga dipengaruhi dari sifat semen, untuk perbandingan air atau
semen yang sama. Semen yang butirannya kasar cenderung menghasilkan pasta
semen yang mengeras dengan porositas yang lebih tinggi daripada semen yang
butirannya lebih halus (Neville, 1995).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
2.2. Landasan Teori
2.2.1 Beton
Beton adalah batuan buatan yang diperoleh dengan mencampurkan semen portland,
air, dan agregat serta dengan atau tanpa bahan tambahan dengan perbandingan
tertentu. Bahan tambahan berupa bahan kimia, serat dan bahan buangan non kimia.
Bahan serat yaitu serat baja, plastik, dan tumbuh – tumbuhan. Kelebihan dari beton
adalah kuat tekan yang tinggi sedangkan kekurangannya adalah kuat tarik yang
sangat rendah. (Tjokrodimuljo 1996 : 2).
2.2.2 Bahan Penyusun Beton
2.2.2.1 Semen Portland
Semen Portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan
klinker yang terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips
sebagai bahan dasar pembentuk semen portland terdiri dari bahan-bahan yang
mengandung kapur, silika, alumina, dan oksida besi. Semen portland memiliki sifat-
sifat yang dapat meningkatkan kekuatan. Sifat yang paling penting dari semen
portland ini adalah mengeras melalui suatu reaksi kimia dengan air yang disebut
hidrasi, dimana hidrasi ini akan menghasilkan panas. Hidrasi ini menghasilkan
pengikatan yang terjadi pada permukaan butir Trikalsium Aluminat, sehingga akan
terjadi rekatan yang kuat antara agregat dalam campuran mortar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
Tabel 2.1. Jenis semen portland di Indonesia sesuai SII 0013-81
Jenis
Semen Karakteristik Umum
Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak
memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-
jenis lain
Jenis II Semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan
ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang
Jenis III Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut
persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi
Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut
persyaratan panas hidrasi yang rendah
Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut
persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat
Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)
2.2.2.2 Agregat
Agregat merupakan butiran mineral alami atau buatan yang berfungsi sebagai bahan
pengisi campuran beton. Agregat sangat berpengaruh terhadap sifat ataupun kualitas
beton, sehingga pemilihan agregat merupakan bagian penting dalam pembuatan
beton. Terdapat 2 agregat yang dibutuhkan yaitu:
a. Agregat Halus
Pasir dalam campuran mortar sangat menentukan kemudahan pengerjaan
(workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari mortar yang
dihasilkan. Pasir biasanya didapatkan dari alam dengan cara memompa dari sungai
atau melalui endapan. Pada beberapa daerah pasir didapatkan melalui tambang pasir
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
atau pecahan batu. Komposisi kimia pasir dan keadaan geologi mempengaruhi
kualitas pasir. Gradasi yang baik dari pasir juga memberikan efek yang penting pada
kelecakan dan ketahanan pada mortar. Pasir dengan butiran yang sangat halus tidak
praktis untuk kelecakannya, sehingga harus ditambahkan semen untuk mengisi
rongga di antara butiran yang halus tersebut untuk mendapatkan kelecakan yang baik,
sedangkan mortar yang menggunakan pasir dengan butiran yang besar biasanya
lemah karena rongga antar butiran cukup lebar sehingga tegangan tidak dapat
menyebar secara merata (Chandra dan Yusuf, 2003).
Oleh karena itu, pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan
yang telah ditentukan.
Syarat-syarat agregat halus sesuai standar PBI 1971/NI-2 Pasal 3.3, adalah sebagai
berikut :
1) Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras.
2) Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5% (ditentukan
terhadap berat kering). Apabila kadar lumpur melampaui batas 5% maka agregat
harus dicuci dahulu sebelum digunakan dalam campuran beton.
3) Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak yang harus
dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams-Harder (dengan larutan
NaOH).
4) Agregat halus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam dan melewati ayakan
sebesar 4,75 mm.
5) Pasir laut tidak boleh digunakan sebagai agregat halus untuk semua mutu beton,
kecuali dengan petunjuk lembaga pemeriksaan bahan yang diakui.
Batasan susunan butiran agregat halus dapat dilihat pada Tabel 2.2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
Tabel 2.2. Batasan susunan butiran agregat halus
Persentase lolos saringan Ukuran
saringan
(mm)
Daerah
1
Daerah
2
Daerah
3 Daerah 4
10,00
4,80
2,40
1,20
0,60
0,30
0,15
100
90-100
60-95
30-70
15-34
5-20
0-10
100
90-100
75-100
55-90
35-59
8-30
0-10
100
90-100
85-100
75-100
60-79
12-40
0-10
100
95-100
95-100
90-100
80-100
15-50
0-15
Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)
Keterangan:
Daerah 1 : Pasir kasar
Daerah 2 : Pasir agak kasar
Daerah 3 : Pasir agak halus
Daerah 4 : Pasir halus
b. Agregat Kasar
Agregat kasar adalah agregat yang mempunyai ukuran butir-butir besar (antara 5 mm
dan 40 mm). Sifat dari agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan
daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya.
Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus
mempunyai ikatan yang baik dengan semen.
Sifat-sifat bahan bangunan sangat perlu untuk diketahui, karena dengan mengetahui
sifat dan karakteristik dari bahan tersebut, kita dapat menentukan langkah-langkah
yang diambil dalam menangani bahan bangunan tersebut. Sifat-sifat dari agregat
kasar yang perlu untuk diketahui antara lain ketahanan (hardness), bentuk dan tekstur
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
permukaan (shape and texture of surface), berat jenis agregat (specific gravity),
ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir (finenes modulus), dan gradasi
agregat (grading).
Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Persyaratan gradasi agregat kasar
Persentase lolos saringan Ukuran saringan
(mm) 40 mm 20 mm
40
20
10
4,8
95-100
30-70
10-35
0-5
100
95 – 100
22-55
0-10
Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo (1996)
2.2.2.3 Air
Air merupakan bahan dasar penyusun mortar yang paling penting. Air yang
digunakan dalam campuran mortar mempunyai fungsi sebagai peningkat kelecakan
dalam pembuatan mortar dan berperan penting dalam reaksi kimia yang disebut juga
reaksi hidrasi. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen dan menyebabkan
terjadinya pengikatan antara pasta semen dengan agregat, sedangkan fungsi lain
adalah sebagai bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan
dipadatkan. Jumlah air dalam pembuatan mortar harus cukup supaya terjadi rekatan
yang benar-benar kuat antara partikel di dalam campuran mortar, tetapi jumlahnya
tidak boleh berlebih karena akan menimbulkan rongga-rongga pada mortar dan
kekuatannya akan menurun. Secara umum air yang dapat digunakan dalam campuran
adukan mortar adalah air yang apabila dipakai akan menghasilkan mortar dengan
kekuatan lebih dari 90 % dari mortar yang memakai air suling.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
2.2.3 Pasir Tailing Pertambangan Timah
Tailing adalah bahan-bahan yang dibuang setelah proses pemisahan material berharga
dari material yang tidak berharga dari suatu proses pertambangan. Tailing merupakan
limbah hasil pengolahan bijih sudah dianggap tidak berpotensi lagi untuk
dimanfaatkan, akan tetapi dengan hasil penelitian dan kemanjuan teknologi saat ini
tailing tersebut masih dapat dimanfaatkan untuk bahan bangunan. Umumnya
keberadaan tailing mudah didapat dan dekat lokasi tambang tanpa harus melakukan
pengupasan tanah penutup, eksplorasi, dan lokasinya mudah dijangkau.
Pemanfaatan tailing sebagai bahan bangunan memiliki banyak manfaat. Antara lain
mengurangi eksploitasi sumber daya alam. Penambangan Sumber Daya Alam yang
terus menerus mengakibatkan kesediaan material menipis dan mengakibatkan
dampak kerusakan alam. Pemanfaatan tailing sebagai bahan pembuatan beton secara
tidak langsung akan memberikan kontribusi terhadap penghematan pemakaian energi.
Kandungan kimia pasir tailing tambang timah antara lain FeTiO2 sebanyak 37%-
31%; Fe2O3 sebanyak 11,85%-15,17%; ZrSiO4 sebanyak 23,15%-26,14%; dan
sisanya merupakan silika dioksida SiO2 dan SnO2. (Denny Widhiyatna, 2006)
Komposisi tailing dengan ukuran yang halus membuat banyak tailing dimanfaatan
sebagai media tanam untuk reklamasi, pengurukan lahan reklamasi dengan sistem
cutt and fill serta pembuatan bahan bangunan dan agregat. Dalam pembuatan bahan
bangunan dan beton ini, tailing digunakan sebagai bahan utama dan ditambahkan
beberapa bahan aditif lainnya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
Gambar 2.1. Contoh pasir tailing tambang timah
2.2.4 Pasir Besi
Pasir besi adalah pasir yang banyak mengandung besi. Pasir besi banyak terdapat di
daerah pantai, contohnya di sepanjang pantai selatan Kabupaten Lumajang, pantai
Buton di Kabupaten Cilacap maupun di Siliran, Yogyakarta. Pasir besi biasanya
dimanfaatkan sebagai bahan baku pada industri logam besi.
Pasir besi mempunyai komposisi oksida besi (Fe2O3), silika dioksida (SiO2), dan
Magnesium (MgO) dan ukuran butiran 80-100 mesh berpotensi untuk digunakan
sebagai cementitious dalam produksi beton mutu tinggi. Hasil penelitian nilai kuat
tekan silinder beton dengan tambahan 5% serbuk pasir besi menunjukkan hasil yang
maksimum yaitu mengalami kenaikan kuat tekan sebesar 3,64% dibandingkan
dengan beton mutu normal tanpa tambahan serbuk pasir besi. Modulus elastisitas
beton dengan 5% serbuk pasir besi mengalami peningkatan sebesar 8,68%
dibandingkan dengan beton normal tanpa tambahan serbuk pasir besi. (Akhmad
Suryadi, 2001).
Pada daerah Siliran, pasir besi masih tersedia secara melimpah. Tersedianya jumlah
pasir besi dalam jumlah juga banyak dapat dimanfaatkan sebagai campuaran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
pembuatan beton. Namun, penelitian yang ada sekarang ini umumnya memanfaatkan
pasir besi sebagai bahan pengganti semen.
Pasir besi Kulon Progo memiliki kandungan kimia yang sebagian besar berupa Fe2O3
sebanyak 58%-60%; TiO2 sebanyak 7%-9%; V2O5 sebayak 0,5%-0,6%; Al2O3
sebanyak 3,3%-3,5%; SiO2 sebanyak 0,03-0,05%, P2O5 sebanyak 0,24-0,26%.
(Project Information Brief, Indo Mines, 2006).
Pasir besi dapat memperbaiki interface antara mortar dan agregat kasar. Kandungan
unsur magnesium yang cukup kecil dapat mengurangi timbulnya pemekaran
(efflorence) dalam struktur beton terutama bila senyawa tersebut diikat oleh air.
Gejala efflorence ini muncul seiring dengan masa-masa pertumbuhan kekuatan beton,
dimana kuat tekan beton cenderung menurun seiring dengan berkembangnya umur
beton (Qomariah, 2006).
Gambar 2.2. Contoh pasir besi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
2.2.5 Porositas Beton
Porositas beton adalah jumlah/besarnya kadar pori yang terkandung dalam beton.
Pori-pori beton tidak semuanya tertutup oleh pasta semen. Pori tersebut biasanya
terisi udara (air void) atau berisi air (water filled space) yang saling berhubungan dan
dinamakan kapiler beton. Kapiler beton ini akan tetap ada walaupun air yang
digunakan telah menguap, sehingga kapiler ini akan mengurangi kepadatan beton
yang dihasilkan. Gelembung udara yang terperangkap dan air yang menguap
merupakan sumber utama dari timbulnya rongga/pori dalam beton. Beton yang
memiliki jumlah pori sedikit merupakan beton kedap air, padat, dan kuat. Kepadatan
beton diperoleh dengan cara mereduksi perbandingan air semen seminimal mungkin
sejauh kemudahan pengerjaan campuran beton (workability) masih konsisten untuk
dipadatkan dengan baik.
Beton mempunyai kecenderungan berisi rongga akibat adanya gelembung-gelembung
udara yang terbentuk selama atau sesudah pencetakan. Hal ini penting terutama untuk
memperoleh campuran yang mudah untuk dikerjakan dengan menggunakan air yang
berlebihan daripada yang dibutuhkan guna persenyawaan kimia dengan semen. Air
ini menggunakan ruangan dan bila kemudian kering maka akan meninggalkan
rongga-rongga udara. Dapat ditambahkan bahwa selain air yang mengawali
pemakaian ruangan dan kelak menjadi rongga, terjadi juga rongga-rongga udara
langsung pada jumlah persentase yang kecil. Hal ini adalah terdapatnya pengurangan
volume absolut dari semen dan air setelah reaksi kimia dan terjadi pengeringan
sedemikian rupa sehingga pasta semen sudah keringakan menempati volume yang
lebih kecil disbanding dengan pasta yang masih basah, berapapun perbandingan air
yang digunakan.
Nilai porositas dapat diukur dengan menggunakan perbandingan antara berat air dan
udara yang berada dalam sampel (B-C) dengan berat sampel padat/volume mortar
padat (B-A) dan dihitung dengan persamaan 2.1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
( a ) ( b )
……………………………………………………(2.1)
Dengan:
A = berat sampel dalam air (gr)
B = berat sampel dalam kondisi SSD (gr)
C = berat sampel kering oven (gr)
2.2.6 Permeabilitas Beton
Permeabilitas adalah sifat dapat dilewati/dimasuki zat cair atau gas. Jadi
permeabilitas beton adalah kemudahan cairan atau gas melewati beton. Beton yang
baik adalah beton yang relatif tidak bisa dilewati air/gas, atau dengan kata lain
mempunyai permeabilitas yang rendah.
Pada Gambar 2.3 di bawah ini menggambarkan hubungan antara porositas dan
permeabilitas beton.
Gambar 2.3. Hubungan porositas dan permeabilitas beton
(a) Permeabilitas tinggi - pori-pori kapiler terhubung oleh lintasan besar
(b) Permeabilitas rendah - pori-pori kapiler terbagi dalam ruas-ruas dan hanya
terhubung sebagian.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Faktor air semen yang digunakan akan mempengaruhi besarnya koefisien
permeabilitas. Makin tinggi faktor air semen akan menyebabkan nilai koefisien
permeabilitas makin tinggi. Hal ini dapat dipahami karena makin banyak air tersisa
yang tidak digunakan untuk proses hidrasi semen akan memberikan pori-pori yang
besar sehingga beton akan porous dan sangat mudah dilalui air (permeable). Pada
pembuatan beton-beton yang mensyaratkan kedap air harus digunakan faktor air
semen yang rendah sehingga koefisien permeabilitas akan rendah juga.
Faktor-faktor lain yang mempengaruhi besarnya permeabilitas beton (Ardiarsa,
2001):
a) Mutu dan porositas dari agregat yang digunakan dalam adukan beton.
Penggunaan agregat yang porous akan meningkatkan permeabilitas.
b) Umur beton.
Permeabilitas beton akan menurun seiring bertambahnya umur beton.
c) Gradasi agregat dalam adukan beton.
Agregat dengan gradasi yang kasar serta terlalu banyak pasir aka menyebabkan
workabilitas turun sehingga memerlukan tambahan air untuk kemudahan
pengerjaan yang baik, yang berdampak meningkatnya permeabilitas.
d) Perawatan (curing) beton.
Curing yang baik akan berpengaruh terhadap permeabilitas beton.
Permeabilitas beton dapat diekspresikan sebagai koefisien permeabilitas k, yang
dievaluasi berdasarkan hukum Darcy pada persamaan 2.2 berikut :
…………………………………………………………………..(2.2)
Dimana :
= debit aliran air (m3/dt)
A = luas penampang sampel beton (m2)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
dh = tingi air jatuh (m)
L = kedalaman penetrasi (m)
k = koefisien permeabilitas (m/dt)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
BAB 3
METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental di laboratorium
yaitu dengan mengadakan suatu percobaan secara langsung untuk mendapatkan
suatu data atau hasil yang menghubungkan antara variabel-variabel yang
diselidiki. Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi pengujian
bahan, pengujian porositas dan pengujian permeabilitas.
3.1. Pengujian Bahan Dasar Beton
Pengujian bahan dasar beton ditujukan untuk mengetahui kelayakan karakteristik
bahan penyusun beton yang nantinya dipakai dalam rancang campur (mix design).
Pengujian bahan dasar beton dilakukan terhadap agregat halus dan agregat kasar.
Agregat halus terdiri dari pasir kali, pasir tailing tambang timah dan pasir besi
3.1.1. Agregat Halus
3.1.1.1. Pengujian Kadar Lumpur Agregat Halus
Pengujian kadar lumpur bertujuan untuk mengetahui kandungan lumpur dalam
pasir. Agregat halus yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir kali, pasir
tailing tambang timah, dan pasir besi.
Kadar lumpur yang disyaratkan PBI 1971 untuk pasir yang digunakan dalam
campuran beton maksimal adalah 5%. Maka bila pasir mengandung lumpur 5%
dari dari berat keringnya, pasir tersebut harus dicuci. Kandungan lumpur yang
berlebihan dalam pasir dapat menurunkan kekuatan beton karena kandungan
lumpur akan mengganggu lekatan antara partikel dalam pencampuran beton.
Kadar lumpur pasir dihitung dengan persamaan 3.1 sebagai berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
.......................................................................(3.1)
dengan :
G0 = berat pasir awal (100 gram)
G1 = berat pasir akhir (gram)
3.1.1.2. Pengujian Kadar Zat Organik Agregat Halus
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui banyak sedikitnya kandungan zat
organik dalam agregat halus. Pengujian kandungan zat organik pada agregat halus
menggunakan larutan NaOH 3% pada percobaan perubahan warna Abrams
Harder sesuai dengan PBI 1971. Kandungan zat organik yang terlalu banyak
dapat menimbulkan pori pada beton. Kadar zat organik pada pasir berdasarkan
perubahan warnanya dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Tabel perubahan warna pada uji kadar zat organik pasir
Warna Prosentase kandungan zat organik
Jernih
Kuning muda
Kuning tua
Kuning kemerahan
Coklat kemerahan
Coklat
0 %
0 – 10%
10 – 20%
20 – 30%
30 – 50%
50 – 100%
Sumber : Prof.Rooseno
3.1.1.3. Pengujian Specific Gravity Agregat Halus
Pengujian specific gravity agregat halus mengacu pada ASTM C 128. Pengujian
ini ditujukan agar mendapatkan :
a. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam kondisi
kering dengan volume pasir total
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
b. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat pasir jenuh dalam
kondisi kering permukaan dengan volume pasir total
c. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat pasir dalam
kondisi kering dengan volume butir pasir
d. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat
pasir kering
Untuk menganalisis hasil pengujian dengan persamaan 3.2 s/d 3.5 sebagai berikut:
Bulk Specific Gravity cdb
a-+
= .......................................................... (3.2)
Bulk Specific Gravity SSD cdb
d-+
= ........................................................... (3.3)
Apparent Specific Gravity cab
a-+
= ........................................................... (3.4)
Absorbsion %100´-
=a
ad ............................................................................. (3.5)
dengan :
a = berat pasir kering oven (gram)
b = berat volumetricflash berisi air (gram)
c = berat volumetricflash berisi pasir dan air (gram)
d = berat pasir dalam keadaan kering permukaan jenuh (500 gram)
3.1.1.4. Pengujian Gradasi Agregat Halus
Tujuan dari pengujian ini adalah untuk memeriksa susunan atau variasi susunan
agregat halus dan angka kehalusan (modulus kehalusan) agregat halus tersebut.
Gradasi pada pasir sebagai agregat halus sangat penting untuk diketahui karena
menentukan sifat pengerjaan dan sifat kohesi dari campuran beton. Pengujian
gradasi agregat halus menggunakan standar pengujian ASTM C 136.
Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.6 sebagai berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
................................................................... (3.6)
dengan :
d = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal selain dalam pan
e = Σ prosentase kumulatif berat pasir yang tertinggal
3.1.2. Agregat Kasar
3.1.2.1. Pengujian Specific Gravity Agregat Kasar
Agregat kasar yang digunakan dalam penelitian adalah kerikil berdiameter
maksimum 20 mm. Standar pengujian yang digunakan adalah ASTM C127.
Pengujian ini ditujukan untuk mengetahui :
a. Bulk specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam kondisi
kering dengan volume kerikil total
b. Bulk specific gravity SSD, yaitu perbandingan antara berat kerikil jenuh
dalam kondisi kering permukaan dengan volume kerikil total
c. Apparent specific gravity, yaitu perbandingan antara berat kerikil dalam
kondisi kering dengan volume butir kerikil
d. Absorbtion, yaitu perbandingan antara berat air yang diserap dengan berat
kerikil kering
Untuk menganalisis hasil pengujian dengan Persamaan 3.7 s/d 3.10 sebagai
berikut:
Bulk Specific Gravity hg
f-
= ............................................................... (3.7)
Bulk Specific Gravity SSD hg
g-
= ............................................................... (3.8)
Apparent Specific Gravity hf
f-
= .............................................................. (3.9)
Absorbsion %100´-
=h
hg ........................................................................... (3.10)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
dengan :
f = berat agregat kasar (3000 gram)
g = berat agregat kasar setelah direndam 24 jam dan dilap (gram)
h = berat agregat kasar jenuh (gram)
3.1.2.2. Pengujian Gradasi Agregat Kasar
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui variasi diameter butiran kerikil,
prosentase dan modulus kehalusannya
Pengujian gradasi agregat kasar menggunakan standar pengujian ASTM C 136.
Modulus kehalusan pasir dihitung menggunakan persamaan 3.11 sebagai berikut :
................................................................ (3.11)
dengan :
m = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal selain dalam pan
n = Σ prosentase kumulatif berat kerikil yang tertinggal
3.1.2.3. Pengujian Abrasi Agregat Kasar
Pengujian ini bertujuan untuk menentukan persentase keausan agregat kasar.
Standar pengujian abrasi pada agregat kasar menggunakan ASTM C 131, dengan
menggunakan mesin Los Angeles. Keausan agregat tidak boleh lebih dari 50%.
Prosentase berat yang hilang dihitung dengan menggunakan persamaan 3.12
sebagai berikut :
...........................................
(3.12)
dengan:
i = berat agregat kasar kering oven yang telah dicuci, sebelum pengausan
(gram)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
j = berat agregat kasar kering oven yang tertahan ayakan 2,3 mm dan telah
dicuci, setelah pengausan (gram)
3.2 Bahan dan Benda Uji Penelitian
Benda uji yang digunakan dalam penelitian porositas beton menggunakan benda
uji berbentuk balok dengan ukuran 5 x 5 x 5 cm3. Sedangkan benda uji untuk
permeabilitas beton menggunakan silinder beton yang mempunyai diameter 7,5
cm dan tinggi 15 cm.
Benda uji yang digunakan pada penelitian permeabilitas dan porositas masing-
masing terdiri dari 3 buah sampel. Pengujian benda uji dilakukan setelah benda uji
berumur 28 hari. Perincian sampel benda uji porositas dapat dilihat di Tabel 3.2,
sedangkan perincian sampel benda uji permeabilitas dapat dilihat di Tabel 3.3.
Tabel 3.2. Rincian sampel benda uji porositas beton
No Jenis Beton Jenis Pasir Nama Sampel Jumlah
Sampel
1 Beton
Normal
Pasir Normal K-PK 3
Pasir tailing eks timah 20 % K-PT-1 3 2
Beton
Normal Pasir Besi 20 % K-PB-1 3
Pasir tailing eks timah 40 % K-PT-2 3 3
Beton
Normal Pasir Besi 40 % K-PB-2 3
Pasir tailing eks timah 60 % K-PT-3 3 4
Beton
Normal Pasir Besi 60 % K-PB-3 3
Pasir tailing eks timah 80% K-PT-4 3 5
Beton
Normal Pasir Besi 80% K-PB-4 3
Pasir tailing eks timah 100% K-PT-5 3 6 Beton
Normal Pasir Besi 100% K-PB-5 3
Jumlah 33
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
Keterangan:
K-PK : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Normal.
K-PT-1 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 20%.
K-PB-1 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 20%
K-PT-2 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 40%.
K-PB-2 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 40%.
K-PT-3 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 60%.
K-PB-3 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 60%.
K-PT-4 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 80%.
K-PB-4 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 80%.
K-PT-5 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 100%.
K-PB-5 : Benda Uji Kubus Menggunakan Pasir Besi Sebesar 100%.
Tabel 3.3. Rincian sampel benda uji permeabilitas beton
No Jenis Beton Jenis Pasir Nama Sampel Jumlah
Sampel
1 Beton
Normal
Pasir Normal S-PK 3
Pasir tailing eks timah 20 % S-PT-1 3 2 Beton
Normal Pasir Besi 20 % S-PB-1 3
Pasir tailing eks timah 40 % S-PT-2 3 3 Beton
Normal Pasir Besi 40 % S-PB-2 3
Pasir tailing eks timah 60 % S-PT-3 3 4 Beton
Normal Pasir Besi 60 % S-PB-3 3
Pasir tailing eks timah 80% S-PT-4 3 5 Beton
Normal Pasir Besi 80% S-PB-4 3
Pasir tailing eks timah 100% S-PT-5 3 6 Beton
Normal Pasir Besi 100% S-PB-5 3
Jumlah 33
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
Keterangan:
S-PK : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Normal.
S-PT-1 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 20%.
S-PB-1 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 20%
S-PT-2 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 40%.
S-PB-2 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 40%.
K-PT-3 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 60%.
S-PB-3 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 60%.
S-PT-4 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah 80%.
S-PB-4 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi 80%.
S-PT-5 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Tailing Tambang Timah100%.
S-PB-5 : Benda Uji Silinder Menggunakan Pasir Besi Sebesar 100%.
3.3 Alat Uji Penelitian
Penelitian ini menggunakan alat uji sebagai berikut :
a. Timbangan dengan kapasitas 2 kg dan 50 kg yang digunakan untuk mengukur
berat bahan campuran beton
b. Oven dengan temperatur 220 oC dan daya listrik 1500 W yang digunakan
untuk mengeringkan agregat
c. Conical mould dengan ukuran diameter atas 3,8 cm, diameter bawah 8,9 cm,
tinggi 7,6 cm, lengkap dengan alat penumbuk. Alat ini digunakan untuk
mengukur keadaan SSD agregat halus
d. Kerucut Abrams yang terbuat dari baja untuk mengukur nilai slump.
e. Cetakan benda uji untuk uji permeabilitas berupa silinder diameter 7,5 cm dan
tinggi 15 cm, sedangkan untuk benda uji porositas digunakan cetakan
berbentuk balok 5 x 5 x 5 cm3.
f. Satu set alat uji permeabilitas untuk pengujian permeabilitas.
g. Vacuum pump untuk pengujian porositas.
h. Ayakan dengan ukuran diameter saringan 25 mm; 19 mm; 12,5 mm; 9,5 mm;
4,75 mm; 2,36 mm; 1,18 mm; 0,6 mm; 0,3 mm; 0,15 mm; pan dan mesin
penggetar ayakan (vibrator) yang digunakan untuk pengujian gradasi agregat.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
i. Desicator untuk penempatan sampel porositas.
j. Alat bantu lain yaitu gelas ukur, pipet, cangkul, ember, alat tulis, stopwatch,
kamera digital, dll.
3.4 Curing (Perawatan) Beton
Perawatan beton dilakukan setelah beton mengeras kira-kira satu atau dua hari
setelah dilakukan pengecoran. Tujuan dari curing ini adalah menjaga kelembaban
beton saat proses hidrasi semen berlangsung. Perawatan beton yang baik akan
berpengaruh terhadap porositas dan permeabilitas beton.
3.5 Pengujian Benda Uji
3.5.1. Pengujian Porositas
Langkah pengujian sebagai berikut:
a. Menyiapkan benda uji lalu dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 1000 C
selama 24 jam
b. Benda uji dikeluarkan dari oven dan diangin-anginkan pada suhu kamar
(250C) kemudian ditimbang dan didapatkan berat benda uji kondisi kering
oven (C)
c. Benda uji dimasukkan ke dalam desicator guna proses pemvacuuman benda
uji dengan vacuum pump. Proses pemvacuuman benda uji dilakukan selama
24 jam. Setelah divacuum, benda uji dialiri air sampai semua benda uji benar-
benar terendam air. Perendaman benda uji juga dalam kondisi vacuum dan
dilakukan selama 24 jam. Setelah perendaman selama 24 jam kemudian
ditimbang dalam air dan di dapatkan berat benda uji dalam air (A).
d. Benda uji dikeluarkan dari air dan dilap permukaanya untuk mendapatkan
kondisi SSD kemudian sampel ditimbang dan didapatkan berat benda uji
kondisi SSD setelah perendaman (B).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
Untuk mengetahui nilai porositas dapat diukur dengan menggunakan
perbandingan antara berat air dan udara yang berada dalam sampel (B-C) dengan
berat sampel padat/volume mortar padat (B-A).
..……………………………………………(3.13)
Dengan:
A = berat sampel dalam air (gr)
B = berat sampel dalam kondisi SSD (gr)
C = berat sampel kering oven (gr)
Gambar 3.1. Alat uji porositas
3.5.2. Pengujian Permeabilitas
Langkah pengujian sebagai berikut:
a. Setelah mencapai umur 28 hari, sampel beton dikeringkan dengan oven
sampai mencapai berat konstan
b. Selang air bertekanan dipasang pada permukaan atas sampel dengan cara
memberi lubang sebesar pipa selangnya. Pipa selang yang berisi air di-sealed,
dengan diikat dengan klem pada atas permukaan beton.
c. Sampel dikenakan air bertekanan 1 kg/cm2 selama 48 jam, dilanjutkan air
bertekanan 3 kg/cm2 selama 24 jam dan air bertekanan 7 kg/cm2 selama 24
jam, seperti tampak pada Tabel 3.4 dibawah ini :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
Benda uji
Air bertekanan
Compressor
Tabel 3.4. Tekanan air dan waktu penenkanan
Tekanan Air ( kg/cm2) Waktu (jam)
1 48
3 24
7 24
d. Selang air bertekanan dilepas, kemudian dipasang selang transparan berisi air
yang diletakkan pada penyangga, diamkan selama 1 jam untuk mengetahui
penurunan air yang terjadi dan tinggi air jatuh.
e. Kemudian sampel dibelah dan diukur kedalaman penetrasi air, diameter
sebaran air dan koefisien permeabilitas dapat dihitung berdasarkan hukum
Darcy, sebagaimana persamaan (2.2).
Gambar alat uji permeabilitas digambarkan pada Gambar 3.2 dibawah ini.
Gambar 3.2. Alat uji permeabilitas
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
Gambar 3.3. Pemasangan alat pada benda uji
Gambar 3.4. Pengujian tinggi jatuh air
Gambar 3.5. Diameter resapan dan rata-rata kedalaman penetrasi
Air bertekanan
Sampel beton
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
3.6 Tahap Penelitian
Tahapan pelaksanaan penelitian sebagai berikut :
a. Tahap I
Tahap ini melakukan studi literatur serta mempersiapkan bahan dan alat uji
penelitian.
b. Tahap II
Tahap ini melakukan pengujian bahan yang akan digunakan dengan tujuan
untuk mengetahui sifat dan karakterstik bahan.
c. Tahap III
Tahap ini melakukan rancang campur (mix design) untuk pembuatan silinder
beton.
d. Tahap IV
Tahap ini melakukan penetapan campuran adukan beton, pembuatan adukan
beton, pengujian nilai slump, pengecoran ke dalam cetakan silinder dan kubus,
dan perawatan beton dengan merendam benda uji dalam zat cair.
e. Tahap V
Tahap ini melakukan pengujian porositas dan permeabilitas beton yang telah
berumur 28 hari. Pengujian dilakukan di Laboratorium Bahan Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik UNS.
f. Tahap VI
Tahap ini melakukan analisis data hasil pengujian untuk mendapatkan
kesimpulan hubungan antara variabel – variabel yang diteliti dalam penelitian.
g. Tahap VII
Tahap ini melakukan pengambilan kesimpulan dari hasil analisis pengujian
yang berhubungan dengan tujuan penelitian.
Tahapan penelitian dapat dilihat secara skematis dalam bentuk bagan alir pada
Gambar 3.6.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
Persiapan
Mulai
Agregat Kasar Air Semen
Uji Bahan:
- kadar kumpur
- kadar organik
- specific gravity
- gradasi
- kadar air
Uji Bahan :
- abrasi
- specific gravity
- gradasi
- kadar air
Perhitungan Rancang Campur (Mix Design)
Pembuatan Adukan Beton
Pengujian Nilai Slump
Pembuatan Benda Uji
Perawatan (Curing)
Pengujian Porositas dan Permeabilitas Beton
Analisis Data dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Tahap I
Tahap III
Tahap II
Tahap VI
Tahap V
Tahap IV
Tahap VII
Agregat Halus
Pasir Pasir Pasir
Kali Tailing eks Besi
timah
Gambar 3.6. Bagan alir tahap – tahap penelitian
Pasir Replacement
0%,20%,40%,60%,80%,100%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
BAB 4
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Agregat
Hasil pengujian dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik dari agregat yang
dipakai dalam campuran beton.
4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus
Agregat halus yang diuji meliputi pasir normal, pasir tailing tambang timah dan pasir
besi.
4.1.1.1 Hasil Pengujian Pasir Normal
Tabel 4.1. Hasil pengujian agregat halus
Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan
Kandungan zat organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat
Kandungan lumpur 4 % Maks 5 % Memenuhi syarat
Bulk specific gravity 2,48 gr/cm3 - -
Bulk specific SSD 2,5 gr/cm3 - -
Apparent specific gravity 2,45 gr/cm3 - -
Absorbtion 1,01 % - -
Modulus halus 2,79 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat
Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33 dapat
dilihat pada Tabel 4.2. dan Gambar 4.1.
32
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
Tabel 4.2. Analisis data gradasi pasir
Tertahan Diameter
Ayakan
(mm)
Berat
(gr)
Presentase
(%)
Kumulatif
(%)
Berat Lolos
Kumulatif
(%)
Syarat
ASTM
C-33
9,5 0 0 0 100 100
4,75 135 4,50 4,50 95,50 95 - 100
2,36 400 13,34 17,85 82,15 80 - 100
1,18 494 16,48 34,32 65,68 50 - 85
0,85 350 11,67 46,00 54,00 25 - 60
0,3 1193 39,79 85,79 14,21 10 - 30
0,15 250 8,34 94,13 5,87 2 - 10
0 176 5,87 100 0 0
Jumlah 2998 100 382,59
Dari Tabel 4.2 didapat grafik gradasi beserta batas gradasi yang disyaratkan ASTM C-33 yang ditunjukkan dalam Gambar 4.1. Pengujian terhadap agregat halus yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi
pengujian kadar lumpur, kandungan zat organik, specific gravity, dan gradasi agregat.
Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.1. Perhitungan serta data-data
pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
Gambar 4.1 Gradasi agregat halus
4.1.1.2. Hasil Pengujian Pasir Tailing Tambang Timah
Hasil pengujian pasir tailing tambang timah disajikan pada Tabel 4.3
Tabel 4.3. Hasil pengujian pasir tailing tambang timah
Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan
Kandungan zat organik Kuning muda Kuning Memenuhi syarat
Kandungan lumpur 0,05 % Maks 5 % Memenuhi syarat
Bulk specific gravity 2,605 gr/cm3 - -
Bulk specific SSD 2,463 gr/cm3 - -
Apparent specific gravity 2,67 gr/cm3 - -
Absorbtion 2,01 % - -
Modulus halus 2,67 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat
Untuk hasil pengujian gradasi pasir tailing tambang timah dan syarat batas dari
ASTM C-33 dapat dilihat pada Tabel 4.4. dan Gambar 4.2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
Tabel 4.4. Analisis data gradasi pasir tailing tambang timah
Tertahan Diameter
Ayakan
(mm)
Berat
(gr)
Presentase
(%)
Kumulatif
(%)
Berat Lolos
Kumulatif
(%)
Syarat
ASTM
C-33
9,5 0 0 0 100 100
4,75 0 0 0 100 95 - 100
2,36 20 0,672 0,672 99,328 80 - 100
1,18 160 5,378 6,050 93,950 50 - 85
0,85 345 11,597 17,647 82,353 25 - 60
0,3 2105 70,756 88,403 11,597 10 - 30
0,15 300 10,084 98,487 1,513 2 - 10
0 45 1,513 100 0,000 0
Jumlah 2975 100 367,76
Gambar 4.2 Gradasi pasir tailing tambang timah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
4.1.1.3. Hasil Pengujian Pasir Besi
Hasil pengujian pasir besi disajikan pada Tabel 4.5
Tabel 4.5. Hasil pengujian pasir besi
Jenis pengujian Hasil pengujian Standar Kesimpulan
Kandungan zat organik Jernih Kuning Memenuhi syarat
Kandungan lumpur 2,2 % Maks 5 % Memenuhi syarat
Bulk specific gravity 2,648 gr/cm3 - -
Bulk specific SSD 2,7 gr/cm3 - -
Apparent specific gravity 2,8 gr/cm3 - -
Absorbtion 2,04 % - -
Modulus halus 1,642 2,3 – 3,1 Memenuhi syarat
Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33 dapat
dilihat pada Tabel 4.6. dan Gambar 4.3.
Tabel 4.6. Analisis data gradasi pasir besi
Tertahan Diameter
Ayakan
(mm)
Berat
(gr)
Presentase
(%)
Kumulatif
(%)
Berat Lolos
Kumulatif
(%)
Syarat
ASTM
C-33
9,5 0 0 0 100 100
4,75 0 0 0 100,000 95 - 100
2,36 0 0,000 0,000 100,000 80 - 100
1,18 0 0,000 0,000 100,000 50 - 85
0,85 10 0,336 0,334 99,666 25 - 60
0,3 2165 72,773 72,742 27,258 10 - 30
0,15 550 18,487 91,137 8,863 2 - 10
0 265 8,908 100,000 0,000 0
Jumlah 2990 100 264,214
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Gambar 4.3 Gradasi pasir besi
4.1.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar
Pengujian terhadap agregat kasar split (batu pecah) yang dilaksanakan dalam
penelitian ini meliputi pengujian berat jenis (specific gravity), keausan (abrasi) dan
gradasi agregat kasar. Hasil-hasil pengujian tersebut disajikan dalam Tabel 4.7.
Perhitungan serta data-data pengujian secara lengkap terdapat pada Lampiran A.
Tabel 4.7. Hasil pengujian agregat kasar
Jenis pengujian Hasil
Pengujian Standar Kesimpulan
Bulk specific gravity 2,57 gr/cm3 - -
Bulk specific SSD 2,68 gr/cm3 - -
Apparent specific gravity 2,62 gr/cm3 - -
Absorbtion 2,23 % - -
Abrasi 24,3 % Maksimum 50
% Memenuhi syarat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
Modulus halus butir 5,1806 5 - 8 Memenuhi syarat
Untuk hasil pengujian gradasi agregat halus dan syarat batas dari ASTM C-33 dapat
dilihat pada Tabel 4.8. dan Gambar 4.4.
Tabel 4.8. Analisis data gradasi agregat kasar
Tertahan
Diameter
Ayakan
(mm)
Berat
(gr)
Presentas
e
(%)
Kumulatif
(%)
Berat Lolos
Kumulatif
(%)
Syarat
ASTM
C-33
19 0 0 0 100 100
12,5 155 5,86 5,86 94,14 90 – 100
9,5 1047 39,55 45,41 54,59 -
4,75 698 26,37 71,78 28,22 20 – 55
2,36 615 23,23 95,01 4,99 0 – 10
1,18 132 4,99 100 0 0 – 5
0,85 0 0 100 0 -
Pan 0 0 100 0 -
Jumlah 2647 100 618,06 0 -
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Gambar 4.4 Gradasi agregat kasar
4.2 Rencana Campuran
Perhitungan rencana campuran adukan untuk mutu beton f’c 30 MPa menggunakan
standar Dinas Pekerjaan Umum ( SK SNI T-15-1990-03 ) , dari perhitungan tersebut
didapat kebutuhan bahan per 1 m3 yaitu :
a. Semen = 592,1 kg
b. Pasir = 555,9 kg
c. Kerikil = 906,99 kg
d. Air = 225 liter
Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji porositas dan permeabilitas disajikan pada
Tabel 4.9 dan Tabel 4.10.
Tabel 4.9. Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji porositas
Semen Pasir Kerikil Air Pasir replacement Kadar Pasir replacement (kg) (kg) (kg) (liter) (kg)
0% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.000
20% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.042
40% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.083
60% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.125
80% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.167
100% 0.222 0.215 0.322 0.084 0.208
Total material yang dibutuhkan untuk membuat 33 sampel porositas adalah sebagai
berikut :
a. Air = 0,924 liter
b. Semen = 2,442 kg
c. Pasir total = 2,365 kg
d. Kerikil (batu pecah) = 3,542 kg
e. Pasir tailing tambang timah = 0,625 kg
f. Pasir besi = 0,625 kg
g. Pasir Kali = Pasir total – (pasir tailing + pasir besi)
= 2,365 – (0,625 + 0,625)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
= 1,115 kg
Tabel 4.10. Kebutuhan bahan untuk setiap 3 benda uji permeabilitas
Kadar Pasir replacement
Semen (kg)
Pasir (kg)
Kerikil (kg)
Air (liter)
Pasir replacement
(kg)
0% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.000
20% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.221
40% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.442
60% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.663
80% 1.177 1.105 1.802 0.447 0.884
100% 1.177 1.105 1.802 0.447 1.105
Total material yang dibutuhkan untuk membuat 33 sampel permeabilitas adalah
sebagai berikut :
a. Air = 4,917 liter
b. Semen = 12,947 kg
c. Pasir total = 12,155 kg
d. Kerikil (batu pecah) = 19,822 kg
e. Pasir tailing tambang timah = 3,417 kg
f. Pasir besi = 3,417 kg
g. Pasir Kali = Pasir total – (pasir tailing + pasir besi)
= 12,529 – (3,315 + 3,315)
= 5,899 kg
Gradasi campuran pasir tailing tambang timah dan pasir besi ditunjukkan pada
Gambar 4.5 dan 4.6
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Gambar 4.5. Perbandingan kurva gradasi campuran pasir tailing tambang timah dengan batas gradasi pasir menurut ASTM C-
33
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
Gambar 4.6. Perbandingan kurva gradasi campuran pasir besi dengan batas gradasi pasir menurut ASTM C-33
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
4.3. Hasil Pengujian Slump
Pengujian nilai slump tampak bahwa penambahan pasir tailing eks timah dan pasir
besi akan mempengaruhi workability, yang diperlukan untuk memudahkan proses
pengadukan, pengangkutan, penuangan, dan pemadatan. Pengujian ini dilakukan pada
setiap adukan beton dengan pasir replacement sebesar 20 %, 40 %, 60 %, 80% dan
100 %. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.11. berikut :
Tabel 4.11. Hasil pengujian nilai slump dengan pasir tailing tambang timah
Nilai Slump (cm) Variasi Pasir
Pasir Tailing Pasir Besi
0% 10
20% 10 10
40% 10 10
60% 9,5 9,5
80% 9 9
100% 9 8,5
Hubungan antara variasi pasir tailing tambang timah dengan nilai slump dapat dilihat
pada Gambar 4.7.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
Gambar 4.7. Hubungan variasi pasir replacement dengan nilai slump 4.4 Hasil Pengujian Porositas
4.4.1 Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Tailing Tambang
Timah Pengujian porositas dilakukan terhadap 3 benda uji berupa kubus berdimensi 5 x 5 x
5 cm3 untuk tiap variasi kadar pasir tailing eks timah. Pengujian ini dilakukan dengan
menimbang beratnya pada kondisi kering oven, kondisi dalam air dan kondisi SSD.
Besarnya nilai porositas dapat dihitung dengan menggunakan rumus (2.1)
Porositas
Dimana :
A= Berat benda uji dalam air (gram)
B = Berat benda uji dalam kondisi SSD (gram)
C = Berat benda uji dalam kondisi kering oven (gram)
Untuk perhitungan porositas benda uji dengan nama benda uji K-PK-2 adalah sebagai
berikut:
Berat benda uji dalam air (A) = 172 gram
Berat benda uji dalam kondisi SSD (B) = 312 gram
Berat benda uji dalam kondisi kering oven (C) = 306 gram
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
= 4,255%
Untuk hasil pengujian porositas selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.12
Tabel 4.12. Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir tailing tambang
timah
Kode benda uji
Variasi pasir replacement
Berat SSD
(gram)
Berat dalam
air (gram)
kondisi kering oven
(gram)
Porositas (%)
Porositas rata-rata
(%)
K-PK-1 320 172 313 4.730
K-PK-2 312 171 306 4.255
K-PK-3
0%
315 170 309 4.138
4.37433
K-PT-1-1 332 172 325 4.375
K-PT-1-2 325 175 319 4.000
K-PT-1-3
20%
330 173 325 3.185
3.85324
K-PT-2-1 295 157 290 3.623
K-PT-2-2 320 166 315 3.247
K-PT-2-3
40%
290 154 285 3.676
3.51547
K-PT-3-1 310 165 304 4.138
K-PT-3-2 305 161 300 3.472
K-PT-3-3
60%
315 166 309 4.027
3.87900
K-PT-4-1 80% 300 155.5 294 4.152 3.92749
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
K-PT-4-2 300 155.7 294 4.158
K-PT-4-3 295 151 290 3.472
K-PT-5-1 281 150.3 275 4.591
K-PT-5-2 302 160.7 295 4.954
K-PT-5-3
100%
297 153.7 290 4.885
4.80984
Hasil pengujian porositas beton pada pada tabel 4.12 disajikan pada Gambar 4.8
Gambar 4.8. Hubungan variasi pasir tailing tambang timah dan nilai porositas
4.4.2 Hasil Pengujian Porositas Beton Menggunakan Pasir Besi
Perhitungan hasil uji menggunakan persamaan 4.1. Untuk perhitungan porositas
benda uji dengan nama benda uji K-PT-2 adalah sebagai berikut:
Berat benda uji dalam air (A) = 159 gram
Berat benda uji dalam kondisi SSD (B) = 295 gram
Berat benda uji dalam kondisi kering oven (C) = 290 gram
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
Untuk hasil pengujian porositas selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.13
Tabel 4.13. Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir besi
Kode Benda
Uji
Variasi pasir
replacement
Berat SSD
(gram)
Berat dalam
air (gram)
kondisi kering oven
(gram)
Porositas (%)
Porositas rata-rata
(%)
K-PK-1 320 172 313 4.730
K-PK-2 312 171 306 4.255
K-PK-3
0%
315 170 309 4.138
4.374327
K-PB-1-1 315 181.5 310 3.745
K-PB-1-2 295 159 290 3.676
K-PB-1-3
20%
310 169.7 303 4.989
4.137033
K-PB-2-1 307 167.2 302 3.577
K-PB-2-2 323 175.2 316 4.736
K-PB-2-3
40%
320 179.5 315 3.559
3.957129
K-PB-3-1 340 193 335 3.401
K-PB-3-2 360 206 354 3.896
K-PB-3-3
60%
380 210.5 374 3.540
3.612429
K-PB-4-1 80% 340 198.5 335 3.534 3.283076
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
K-PB-4-2 335 190 330 3.448
K-PB-4-3 332 192.5 328 2.867
K-PB-5-1 307 178.5 302 3.891
K-PB-5-2 323 182.5 318 3.559
K-PB-5-3
100%
320 183.5 315 3.663
3.704258
Hasil pengujian porositas beton pada pada tabel 4.13 digambarkan lebih jelas pada
Gambar 4.9
Gambar 4.9. Hubungan variasi pasir besi dan nilai porositas
4.5 Hasil Pegujian Permeabilitas
4.5.1 Hasil Pegujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Tailing Tambang
Timah
Pemeriksaan permeabilitas pada benda uji dilakukan dengan menggunakan alat uji
permeabilitas AF-16 yang berada di Laboratorium Bahan Teknik Sipil UNS. Tujuan dari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
pengujian ini adalah mengetahui sejauh mana pengaruh variasi penggunaan pasir tailing
eks timah sebagai campuran aggregat halus terhadap penetrasi dan koefiien permeabilitas
beton.
Koefisien permeabilitas dapat diketahui dengan menggunakan rumus Darcy dan
dihitung dengan persamaan (2.2).
Diameter selang = ¼ inc = 0,00635 m
Waktu aliran = 3600 dt
Contoh perhitungan:
· dQ = 0,25. π . 0,006352.0,03 = 9.50077E-07 m3
· A = 0,25. π . 0,032 = 0.000706858 m2
· Koefisien Permeabilitas, (k) =
= 1.33342E-08 m/dt Perhitungan pengujian permeabilitas secara lengkap disajikan pada lampiran. Hasil
pengujian permeabilitas dapat dilihat pada tabel 4.14 berikut:
Tabel 4.14. Data hasil pengujian permeabilitas beton dengan pasir tailing tambang
timah
Kode Benda Uji
% Tailing
Penurunan (cm)
D (cm)
Dalam (cm)
A (m2) dQ (m3) Koefisien
permeabilitas (m/dt)
k rata-rata (m/dt)
SPK 1 2.5 2.5 3 0.000490874 7.9173E-07 1.92012E-08
SPK 2 3 3 2.5 0.000706858 9.50077E-07 1.33342E-08
SPK 3
0%
2.5 2.5 3 0.000490874 7.9173E-07 1.92012E-08
1.72455E-08
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
S-PT- 1-1 2.5 3 2.5 0.000706858 7.9173E-07 1.11118E-08
S-PT-1-2 2 3 4 0.000706858 6.33384E-07 1.42231E-08
S-PT-1-3
20%
2 2 2.5 0.000314159 6.33384E-07 2.00012E-08
1.5112E-08
S-PT-2-1 2.5 3 3.5 0.000706858 7.9173E-07 1.55565E-08
S-PT- 2-2 2.5 3.5 3.5 0.000962113 7.9173E-07 1.14293E-08
S-PT-2-3
40%
3 4 4 0.001256637 9.50077E-07 1.20007E-08
1.29955E-08
S-PT-3-1 2.5 3 3 0.000706858 7.9173E-07 1.33342E-08
S-PT-3-2 2 3 4 0.000706858 6.33384E-07 1.42231E-08
S-PT-3-3
60%
1.5 2.5 4 0.000490874 4.75038E-07 1.5361E-08
1.43061E-08
S-PT-4-1 2 2 2 0.000314159 6.33384E-07 1.6001E-08
S-PT-4-2 1.5 2 3 0.000314159 4.75038E-07 1.80011E-08
S-PT-4-3
80%
1.5 2 3 0.000314159 4.75038E-07 1.80011E-08
1.73344E-08
S-PT-5-1 2.5 3 4 0.000706858 7.9173E-07 1.77789E-08
S-PT-5-2 2 2 3 0.000314159 6.33384E-07 2.40015E-08
S-PT-5-3
100%
2 2.5 3.5 0.000490874 6.33384E-07 1.79211E-08
1.99005E-08
Gambar 4.10. Hubungan variasi pasir tailing tambang timah dan nilai permeabilitas
4.5.2 Hasil Pegujian Permeabilitas Beton Menggunakan Pasir Besi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
Koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir besi juga diketahui dengan
menggunakan rumus darcy dan dihitung dengan persamaan (2.2)
Diameter selang = ¼ inc = 0,00635 m
Waktu aliran = 3600 dt
Contoh perhitungan:
· dQ = 0,25. π . 0,006352.0,25 = 7.9173E-07 m3
· A = 0,25. π . 0,352 = 0.000962113 m2
· Koefisien Permeabilitas, (k) =
Perhitungan pengujian permeabilitas secara lengkap disajikan pada lampiran. Hasil
pengujian permeabilitas dapat dilihat pada tabel 4.15 berikut:
Tabel 4.15. Data hasil pengujian permeabilitas beton dengan pasir besi
Kode Benda
Uji
% Pasir besi
Penurunan (cm)
D (cm) Dalam (cm)
A (m2) dQ (m3) koefisien
permeabilitas (m/dt)
k rata-rata (m/dt)
S-PK-1 2.5 2.5 3 0.000490874 7.9173E-07 1.92012E-08
S-PK-2 3 3 2.5 0.000706858 9.50077E-07 1.33342E-08
S-PK-3
0%
2.5 2.5 3 0.000490874 7.9173E-07 1.92012E-08
1.72455E-08
S-PB-1-1 2.5 3 4 0.000706858 7.9173E-07 1.77789E-08
S-PB-1-2 2.5 3.5 4 0.000962113 7.9173E-07 1.3062E-08
S-PB-1-3
20%
3 3.5 4 0.000962113 9.50077E-07 1.56744E-08
1.55051E-08
S-PB-2-1 40% 3 3.5 4 0.000962113 9.50077E-07 1.56744E-08 1.38179E-08
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
Gambar 4.11. Hubungan variasi pasir besi dan nilai permeabilitas
S-PB-2-2 2.5 3 3 0.000706858 7.9173E-07 1.33342E-08
S-PB-2-3 2 3 3.5 0.000706858 6.33384E-07 1.24452E-08
S-PB-3-1 2.9 3 3 0.000706858 9.18407E-07 1.54676E-08
S-PB-3-2 2 3 2.5 0.000706858 6.33384E-07 8.88944E-09
S-PB-3-3
60%
1.5 2 2.5 0.000314159 4.75038E-07 1.50009E-08
1.31193E-08
S-PB-4-1 2 2 2 0.000314159 6.33384E-07 1.6001E-08
S-PB-4-2 1.5 2.5 3 0.000490874 4.75038E-07 1.15207E-08
S-PB-4-3
80%
2 3 2.5 0.000706858 6.33384E-07 8.88944E-09
1.2137E-08
S-PB-5-1 2.5 3 3 0.000706858 7.9173E-07 1.33342E-08
S-PB-5-2 2.5 3 3.5 0.000706858 7.9173E-07 1.55565E-08
S-PB-5-3
100%
3 3.5 3.5 0.000962113 9.50077E-07 1.37151E-08
1.42019E-08
Hasil Pengujian Permeabilitas beton menggunakan pasir besi dapat digambarkan pada
Gambar 4.11.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
4.6 Uji Normalitas Chi-Kuadrat
Uji chi-kuadrat dimaksudkan untuk mengetahui apakah perbedaan dari proporsi
sampel pertama dengan yang dari sampel kedua, sampel ketiga dan yang seterusnya
itu disebabkan oleh faktor kebetulan saja (chance).
Uji chi-kuadrat ini digunakan pada sampel lebih dari 2 (k >2) dan pada penelitian ini
menggunakan tingkat signifikasi sebesar 95%.
Dalam penelitian ini v = (n-1) = (3-1) = 2
Dengan taraf signifikasi 95% maka dari tabel distribusi x2 maka didapat
x2 (0,95;(n-1)) = 0,103
Jika x2 < x2 (0,95;(n-1)) maka sampel dapat diterima
Jika x2 > x2 (0,95;(n-1)) maka sampel tidak dapat diterima
Tabel 4.16 Uji chi-kuadrat untuk hasil uji porositas menggunakan pasir tailing tambang timah
o e
Porositas Porositas rata-
rata
(o-e) 2/e X2 X2 0,95;(n-1))
4.73 0.029
4.26 0.003
4.14
4.37
0.013
0.015 0.103
4.38 0.071
4.00 0.006
3.18
3.85
0.116
0.064 0.103
3.62 0.003
3.25 0.021
3.68
3.52
0.007
0.010 0.103
4.14 3.88 0.017 0.022 0.103
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
3.47 0.043
4.03 0.006
4.15 0.013
4.16 0.014
3.47
3.93
0.053
0.026 0.103
4.59 0.010
4.95 0.004
4.88
4.81
0.001
0.005 0.103
Dari Tabel 4.16 dapat dilihat bahwa semua benda uji dapat diterima karena
X2 < X2(0,95;(n-1))
Tabel 4.17. Uji chi-kuadrat untuk hasil uji porositas menggunakan pasir besi
o e
Porositas (%) Porositas rata-rata (%)
(o-e)2/e
x2 X2 0,95;(n-1))
4.73 0.0289
4.26 0.0032
4.14
4.37
0.0128
0.015 0.103
3.75 0.0371
3.68 0.0513
4.99
4.14
0.1756
0.088 0.103
3.58 0.0366
4.74 0.1534
3.56
3.96
0.0401
0.077 0.103
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55
3.40 0.0123
3.90 0.0223
3.54
3.61
0.0015
0.012 0.103
3.53 0.0191
3.45 0.0083
2.87
3.28
0.0526
0.027 0.103
3.89 0.0094
3.56 0.0057
3.66
3.70
0.0005
0.005 0.103
Dari Tabel 4.17 dapat dilihat bahwa semua benda uji dapat diterima karena
X2 < X2(0,95;(n-1))
Tabel 4.18. Uji chi-kuadrat untuk hasil uji permeabilitas menggunakan pasir tailing timah
o e
Permeabilitas (10-8
m/dt)
Permeabilitas rata-rata (10-8
m/dt)
(o-e)2/e x2 X2 0,95;(n-
1))
1.92 0.0222
1.33 0.0887
1.92012
1.72
0.0222
0.0444 0.103
1.11118 0.105889
1.42231 0.00522908
2.00012
1.5112
0.15818
0.089765 0.103
1.55565 0.0504693
1.14293
1.29955
0.0188764
0.025653 0.103
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
1.20007 0.0076146
1.33342 0.0066028
1.42231 0.0000481
1.5361
1.43061
0.007778
0.0048097 0.103
1.6001 0.010257
1.80011 0.00256426
1.80011
1.73344
0.00256426
0.0005128 0.103
1.77789 0.0226187
2.40015 0.084511
1.79211
1.99005
0.019687
0.0042272 0.103
Dari Tabel 4.18 dapat dilihat bahwa semua benda uji dapat diterima karena
X2 < X2(0,95;(n-1))
Tabel 4.19. Uji chi-kuadrat untuk hasil uji permeabilitas menggunakan pasir besi
o e
Permeabilitas (10-8 m/dt)
Permeabilitas rata – rata(10-8 m/dt)
(o-e)2/e X2 X2 0,95;(n-1))
1.92012 0.0221778
1.33342 0.0887111
1.92012
1.72455
0.0221778
0.0443556 0.103
1.77789 0.0333438
1.3062E 0.0384948
1.56744
1.55051
0.000184908
0.0240078 0.103
1.56744 0.0249429
1.33342 0.00169376
1.24452
1.38179
0.0136371
0.0134246 0.103
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57
1.54676 0.0420333
0.888944 0.136379
1.50009
1.31193
0.0269862
0.0684661 0.103
1.6001 0.123012
1.15207 0.00312982
0.888944
1.2137
0.0868989
0.0710137 0.103
1.33342 0.00530237
1.55565 0.01292
1.37151
1.42019
0.00166862
0.0663033 0.103
Dari Tabel 4.19 dapat dilihat bahwa semua benda uji dapat diterima karena
X2 < X2(0,95;(n-1))
4.7 Analisis Data Hasil Pengujian
4.7.1 Analisis Hasil Pengujian Pasir Tailing Tambang Timah dan Pasir Besi
Menurut SK-SNI-T-15-1990-03, kekasaran pasir menurut gradasinya terdiri dari 4
zona. Tabel pembagian zona pasir berdasarkan gradasinya dapat dilihat pada Tabel
2.2
Sedangkan perbandingan gradasi pasir tailing timah dan pasir besi disajikan dalam
Tabel 4.20
Tabel 4.20. Perbandingan Berat Lolos Kumulatif Antara Syarat ASTM C-33 dan
Gradasi Pasir Zona IV berdasar SK-SNI-T-15-1990-03
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
Berat Lolos
Kumulatif
(%)
Diameter
Ayakan
(mm) Pasir tailing Pasir besi
Syarat
ASTM
C-33
Zona IV
SK-SNI-T-15-1990-03
9,5 100 100 100 100
4,75 100 100 95 - 100 95-100
2,36 99,328 100 80 - 100 95-100
1,18 93,950 100 50 - 85 95-100
0,85 82,353 99,666 25 - 60 80-100
0,3 11,597 27,258 10 - 30 15-50
0,15 1,513 8,863 2 - 10 0-15
0 0 0 0 0
Grafik perbandingan kurva gradasi pasir tailing eks timah, gradasi pasir besi dan pasir
normal menurut SK-SNI-T-15-1990-03 dan ASTM C-33 dapat dilihat pada Gambar
4.12
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
Gambar 4.12. Perbandingan kurva gradasi pasir tailing tambang timah, gradasi pasir besi, dan pasir normal dengan batas gradasi
pasir menurut SK-SNI-T-15-1990-03 dan ASTM C-3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59
Tabel 4.18 dan Gambar 4.12 dapat menunjukkan bahwa gradasi pasir tailing tambang
timah dan pasir besi termasuk dalam zona IV, yaitu pasir halus, sehingga jumlah
persentase pasir yang lolos ayakan 1,18 dan 0,85 yang melebihi batas atas dari syarat
ASTM C-33 masuk dalam zona IV berdasarkan SK-SNI-T-15-1990-03
4.7.2 Analisis Hasil Pengujian Nilai Slump
Berdasarkan Tabel 4.11 dan Gambar 4.7 dapat dilihat bahwa nilai slump pada beton
normal lebih tinggi dibandingkan nilai slump pada beton yang menggunakan pasir
tailing tambang timah maupun pasir besi. Hal tersebut menunjukan bahwa
kemudahan pengerjaan (workability) pada beton normal lebih tinggi dari beton
dengan pasir replacement. Pasir tailing tambang timah maupun pasir besi mempunyai
ukuran yang lebih kecil (lebih halus) dari pasir kali sehingga kemudahan pengerjaan
(workability) menurun karena butiran pasir yang lebih halus akan menyerap air lebih
banyak.
4.7.3 Analisis Hasil Terhadap Pengujian Porositas
4.7.3.1 Analisis Terhadap Pengujian Porositas Menggunakan Pasir Tailing
Tambang Timah
Berdasarkan hasil perhitungan, nilai porositas dan prosentase perubahannya dapat
disajikan dalam Tabel 4.21.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60
Tabel 4.21. Nilai porositas dan persentase perubahan porositas akibat penggunaan
pasir tailing tambang timah
Beton normal Beton dengan pasir tailing timah
Nama benda uji
Nilai porositas (%)
Nama benda uji
Kadar pasir replacement
Nilai porositas
(%)
Perubahan (%)
KPK 4,37433
K-PT-1
K-PT-2
K-PT-3
K-PT-4
K-PT-5
20
40
60
80
100
3,85324
3,51547
3,87900
3,92749
4,80984
-0,52109
-0,85886
-0,49533
-0,44684
0,56449
Tabel 4.20 di atas menunjukkan bahwa nilai porositas beton dengan menggunakan
pasir replacement tailing tambang timah rata-rata mengalami penurunan. Penurunan
terbesar terjadi pada kadar tailing tambang timah sebesar 40 % dengan nilai
penurunan sebesar –0,85886%.
Gambar 4.13. Hubungan nilai porositas terhadap persentase pasir tailing tambang
timah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61
Gambar 4.13 menunjukkan nilai persentase tailing tambang timah sebesar 40% dari
berat pasir total memberikan porositas minimum diantara kadar pasir tailing yang lain
yaitu sebesar 3,51547 %
Perhitungan nilai optimum
y = 3.822x2 – 3.427x + 4.372
y’= 7.644x – 3.427
nilai optimum didapat dari x saat y’=0
0 = 7.644x – 3.427
x = = 0.448 = 44.8%
Perhitungan diatas menunjukkan nilai persentase tailing tambang timah yang
optimum terhadap berat agregat halus yang memberikan porositas minimum adalah
sebesar 44.8%
4.7.3.2 Analisis Terhadap Pengujian Porositas Menggunakan Pasir Besi
Menurut hasil perhitungan, nilai porositas dan persentase perubahannya dapat
disajikan dalam Tabel 4.22.
Tabel 4.22. Nilai porositas dan persentase perubahan porositas akibat penggunaan
pasir besi
Beton normal Beton dengan pasir tailing timah
Nama benda uji
Nilai porositas (%)
Nama benda uji
Kadar pasir replacement
Nilai porositas
(%)
Perubahan (%)
KPK 4,37433
K-PB-1
K-PB-2
K-PB-3
K-PB-4
K-PB-5
20
40
60
80
100
4,13703
3,95713
3,61243
3,28308
3,70426
-0,23727
-0,41717
-0,6187
-1,09122
-0,67004
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62
Tabel 4.22 menunjukkan bahwa porositas beton dengan menggunakan pasir besi
rata-rata mengalami penurunan. Penurunan terbesar terjadi pada kadar pasir besi
sebesar 80 % dengan nilai penurunan sebesar –1,09122%.
Gambar 4.14. Hubungan nilai porositas terhadap persentase kadar pasir besi
Gambar 4.14 memperlihatkan bahwa nilai persentase tailing tambang timah dengan
kadar angka 80% dari berat pasir total memberikan porositas minimum diantara kadar
pasir besi yaitu sebesar 3,28308 %
Perhitungan nilai optimum
y = 1.202x2 – 2.096x + 4.452
y’= 2.404x – 2.096
nilai optimum didapat dari x saat y’=0
0 = 2.404x – 2.096
x = = 0.872 = 87.2%
Menurut perhitungan diatas dapat dilihat bahwa nilai persentase pasir besi optimum
terhadap berat agregat halus yang memberikan porositas minimum adalah sebesar
87.2%.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63
4.7.4 Pembahasan Uji Porositas
Hasil pengujian porositas beton menggunakan pasir tailing tambang timah yang
disajikan pada Tabel 4.12 dan Gambar 4.8 dapat diketahui bahwa nilai porositas
beton yang menggunakan pasir replacement tailing tambang timah paling rendah
terjadi pada kadar pasir tailing sebesar 40 % yaitu 3,51547 %. Nilai porositas yang
paling optimum terjadi dengan kadar pasir tailing tambang timah sebesar 44,8 %.
Nilai porositas yang semakin rendah menunjukkan bahwa beton tersebut semakin
padat dan memiliki durabilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan porositas
dengan kadar pasir tailing yang lainnya. Dengan hasil tersebut maka dapat diketahui
bahwa pair tailing tambang timah berfungsi baik sebagai pengisi (filler) pada
campuran beton, bukan sebagai bahan pengganti pasir secara keseluruhan. Nilai
porositas yang semakin naik pada kadar 60 % sampai dengan 100 % dikarenakan
jumlah pori yang lebih banyak.
Sedangkan hasil uji porositas yang menggunakan pasir replacement berupa pasir besi
menunjukkan bahwa porositas terendah terjadi pada kadar pasir besi 80% dari berat
pasir keseluruhan yaitu 3,28308%. Nilai porositas beton yang menggunakan pasir
besi akan optimum saat kadar pasir besi 87,2 % dari berat pasir keseluruhan. Hal
tersebut membuktikan bahwa pasir besi juga tepat sebagai filler (pengisi) pada
campuran beton. Butiran pasir besi yang lebih halus daripada pasir tailing tambang
timah membuat pasir besi tersebut mampu mengisi pori-pori beton pada kadar pasir
replacement yang lebih banyak yaitu 80% dari berat agregat halus.
Andang Widjaja (2009) mengungkapkan gradasi pasir yang bervariasi akan mengisi
pori-pori kecil sehingga massa beton menjadi padat, sedangkan agregat yang seragam
menyediakan pori-pori. Dari pernyataan tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa
naiknya nilai porositas beton yang menggunakan pasir replacement tailing timah
pada kadar 60 – 100% dan naiknya nilai porositas beton yang menggunakan pasir
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
64
besi pada kadar 100 % disebabkan karena butiran pasir yang halus dan semakin
homogen membuat pasir tersebut tidak dapat mengisi pori-pori yang ada sehingga
porositas menjadi naik dan semakin menurunkan kualitas beton tersebut.
Selain itu pasir tailing tambang timah dan pasir besi juga mengandung silika dioksida
(SiO2) yang berfungsi sebagai pengikat pada campuran beton sehingga beton menjadi
lebih padat dan porositas beton menurun pada persentase tertentu. Sebaran gradasi
pasir pada campuran beton digambarkan pada Gambar 4.15.
(a) (b)
Gambar 4.15. Sebaran gradasi pasir pada campuran beton.
(a) Gradasi yang baik sehingga mampu mengisi pori-pori pada beton
(b) Gradasi yang semakin homogen menciptakan banyak pori
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
65
4.7.5 Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas
4.7.5.1 Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Tailing
Tambang Timah
Menurut hasil perhitungan, nilai koefisien permeabilitas dapat pada Tabel 4.23
Tabel 4.23. Evaluasi hasil uji permeabilitas beton pasir tailing timah menurut ACI
301-729
ACI 301-729 (revisi 1975) Nama benda uji Koefisien permeabilitas
(m/dt) 1,5 . 10-11 m/dt
S-PT-1
S-PT-2
S-PT-3
S-PT-4
S-PT-5
1,5112E-08
1,29955E-08
1,43061E-08
1,73344E-08
1,99005E-08
Tidak memenuhi syarat
Tidak memenuhi syarat
Tidak memenuhi syarat
Tidak memenuhi syarat
Tidak memenuhi syarat
Berdasarkan ACI 301-729 (revisi 1975) (dalam Neville dan Brooks, 1987) nilai
koefisien permeabilitas maksimum disyaratkan sebesar 1,5 .10-11 m/s (1,5 . 10-9
cm/s). Hasil analisis pada Tabel 4.23 menunjukkan bahwa keseluruhan nilai koefien
beton normal dan beton dengan menggunakan pasir replacement tailing tambang
timah tidak memenuhi syarat ACI 301-729 (revisi 1975).
Sedangkan nilai permeabilitas dan prosentase perubahannya dapat disajikan dalam
Tabel 4.24.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
66
Tabel 4.24. Nilai permeabilitas dan persentase perubahan permeabilitas akibat pasir
tailing tambang timah
Beton normal Beton dengan pasir tailing timah Nama benda
uji
Nilai Permeabilita
s (m/dt)
Nama benda
uji
Kadar pasir replacement
Nilai Permeabilitas
(m/dt)
Perubahan (m/dt)
SPK
1,72455E-08
S-PT-1
S-PT-2
S-PT-3
S-PT-4
S-PT-5
20
40
60
80
100
1,5112E-08
1,29955E-08
1,43061E-08
1,73344E-08
1,99005E-08
-0,21335E-08
-0,425E-08
-0,29394E-08
0,000889E-08
0,2655E-08
Berdasarkan Tabel 4.24 dapat diketahui bahwa permeabilitas beton dengan
menggunakan pasir replacement tailing tambang timah rata-rata mengalami
penurunan terbesar terjadi pada kadar tailing tambang timah sebesar 40 % dengan
nilai penurunan sebesar -0,425E-08 m/dt.
Gambar 4.16. Hubungan koefisien permeabilitas beton terhadap persentase kadar
pasir tailing timah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
67
Gambar 4.16 memperlihatkan bahwa nilai persentase tailing pada angka 40% dari
berat pasir total memberikan permeabiitas minimum diantara kadar pasir tailing yaitu
sebesar 1.29955E-08 m/dt.
Perhitungan nilai optimum
y = 1.967 x2 – 1.664x + 1.725
y’= 3.934x 1.664
nilai optimum didapat dari x saat y’=0
0 = 3.934x 1.664
x = 0.422 = 42.2%
Berdasarkan perhitungan diatas dapat dilihat bahwa nilai persentase tailing optimum
terhadap berat agregat halus yang memberikan permeabilitas minimum adalah
sebesar 42.2%.
4.7.5.2 Analisis Terhadap Pengujian Permeabilitas Menggunakan Pasir Besi
Menurut hasil perhitungan, nilai koefisien permeabilitas dapat pada Tabel 4.25
Tabel 4.25. Evaluasi hasil pengujian permeabilitas terhadap standar ACI 301-729
ACI 301-729 (revisi 1975) Nama benda uji
Koefisien permeabilitas (m/dt) 1,5 . 10-11 m/dt
S-PT-1
S-PT-2
S-PT-3
S-PT-4
S-PT-5
1,55051E-08
1,38179E-08
1,31193E-08
1,2137E-08
1,42019E-08
Tidak memenuhi syarat
Tidak memenuhi syarat
Tidak memenuhi syarat
Tidak memenuhi syarat
Tidak memenuhi syarat
Berdasarkan ACI 301-729 (revisi 1975) (dalam Neville dan Brooks, 1987) nilai
koefisien permeabilitas maksimum disyaratkan sebesar 1,5 .10-11 m/s (1,5 . 10-9
cm/s). Menurut hasil analisis pada Tabel 4.24 dapat dilihat bahwa keseluruhan nilai
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
68
koefien beton normal dan beton dengan menggunakan pasir besi tidak memenuhi
syarat ACI 301-729 (revisi 1975).
Sedangkan nilai permeabilitas dan prosentase perubahannya dapat disajikan dalam
Tabel 4.26.
Tabel 4.26. Nilai permeabilitas dan persentase perubahan permeabilitas akibat
penggunaan pasir besi
Beton normal Beton dengan pasir besi Nama benda
uji
Nilai Permeabilitas
(m/dt)
Nama benda uji
Kadar pasir replacement
Nilai Permeabilitas
(m/dt)
Perubahan (m/dt)
SPK 1,72455E-08
S-PB-1
S-PB-2
S-PB-3
S-PB-4
S-PB-5
20
40
60
80
100
1,55051E-08
1,38179E-08
1,31193E-08
1,2137E-08
1,42019E-08
-0,17404E-08
-0,34276E-08
-0,3498E-08
-0,41262E-08
-0,30436E-08
Tabel 4.26 menunjukkan bahwa permeabilitas beton dengan menggunakan pasir
replacement pasir besi rata-rata mengalami penurunan terbesar terjadi pada kadar
pasir besi sebesar 80 % dengan nilai penurunan sebesar -0,41262E-08 m/dt.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
69
Gambar 4.17. Hubungan koefisien permeabilitas beton terhadap persentase
hubungan kadar pasir besi
Gambar 4.17 memperlihatkan bahwa nilai persentase tailing pada angka 80% dari
berat pasir total memberikan permeabilitas minimum diantara kadar pasir besi yaitu
sebesar 1,2137E-08 m/dt.
Perhitungan nilai optimum
y = 0.975 x2 – 1.347x + 1.749
y’= 1.95x 1.347
nilai optimum didapat dari x saat y’=0
0 = 1.95x 1.347
x = 0.69 = 69%
Menurut perhitungan diatas dapat dilihat bahwa nilai persentase pasir besi optimum
terhadap berat agregat halus yang memberikan permeabilitas minimum adalah
sebesar 69%.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
70
4.7.6 Pembahasan Uji Permeabilitas
Hasil pengujian permeabilitas beton menggunakan pasir tailing tambang timah yang
disajikan pada Tabel 4.14 Dan Gambar 4.10 dapat diketahui bahwa nilai
permeabilitas beton yang terendah terjadi pada kadar pasir tailing tambang timah
sebesar 40% yaitu 1,29955E-08 m/dt. Nilai permeabilitas optimum dapat tercapai
dengan kadar pasir tailing tambang timah sebesar 42.2 %. Sedangkan nilai
permeabilitas beton yang menggunakan pasir besi paling rendah terjadi pada kadar
pasir besi 80 % yaitu 1,2137E-08 m/dt dan penggunaaan pasir besi sebanyak 69 %
juga akan memberikan nilai permeabilitas paling optimum.
Sama hal nya seperti porositas beton, semakin rendahnya nilai permeabilitas beton
menunjukkan bahwa beton tersebut semakin impermeable sehingga sulit dilewati
oleh gas atau cairan. Beton yang padat dan sulit dilewati oleh gas maupun cairan
membuat durabilitas beton semakin baik.
Pada hasil pengujian permeabilitas ini pasir tailing timah dan pasir besi baik sebagai
pengisi pada campuran beton.
4.7.7 Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dan Nilai Porositas
Porositas merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kekuatan beton. Jumlah
pori yang terkandung dalam beton akan sangat mempegaruhi kepadatan dari suatu
beton. Model yang paling umum digunakan dalam menggambarkan hubungan antara
kuat tekan dengan porositas adalah dengan persamaan eksponensial yang
dikemukakan oleh Roy dan Gouda (1973) dengan rumus yang dituliskan dengan
Persamaan (4.1) sebagai berikut :
P = P0*e-k.fc ............................................................................................................ (4.1)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
71
dengan :
P = porositas (%)
P0 = porositas pada kekuatan nol (%)
fc = kuat tekan (MPa)
k = konstanta
e = bilangan natural
Hasil uji kuat tekan dan porositas beton disajikan pada tabel 4.27
Tabel 4.27. Hasil pengujian kuat tekan dan porositas beton
Variasi pasir
replacement Kuat Tekan Porositas
Jenis Pasir
(%) (MPa) (%) Pasir normal 0 33,20 4,37433
20 35,08 3,85324 40 38,67 3,51547 60 37,16 3,87900 80 36,22 3,92749
Pasir tailing eks timah
100 31,69 4,80984 20 35,39 4,37433 40 36,23 3,95713 60 37,18 3,61243 80 42,65 3,28308
Pasir besi
100 32,46 3,70426 Sumber: Rahma Nindya Ayu Hapsari (2011)
BerdasarkanTabel 4.27 dapat dilihat hubungan antara kuat tekan dan porositas beton.
Hubungan tersebut digambarkan pada Gambar 4.18 dan Gambar 4.19
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
72
Gambar 4.18. Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton
menggunakan pasir tailing tambang timah
Gambar 4.19. Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton
menggunakan pasir besi
Gambar 4.18 dan Gambar 4.19 menunjukkan hubungan antara kuat tekan dan
porositas beton. Semakin tinggi kuat tekan suatu beton maka porositasnya yang
semakin rendah. Hal tersebut dikarenakan beton yang padat memliki kuat tekan yang
baik, sehingga porositasnya juga akan menurun karena jumlah porinya yang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
73
terkandung dalam beton tersebut sedikit. Gambar 4.19 menunjukkan bahwa
hubungan yang kurang baik antara kuat tekan dan porositas beton menggunkan pasir
besi, dapat dilihat dari R2 sebesar 0,547.
Menurut Roy dan Gouda (1973) hubungan kuat tekan dan porositas beton
dirumuskan dengan persamaan (4.1)
P = P0*e-k.fc
Berdasarkan hasil penelitian pada beton dengan menggunakan pasir tailing tambang
timah, didapatkan persamaan y = 17.16e-0.04x
Hubungan antara kuat tekan dan nilai porositas beton menggunakan pasir tailing
tambang timah dapat dirumuskan pada persamaan 4.2
P = 17.16*e-0.04.fc…………………………………………………………………..(4.2)
Didapatkan nilai P0 sebesar 17.16 %.
Hasil penelitian pada beton yang menggunakan pasir besi didapatkan persamaan y =
8.166e-0.04x
Hubungan kuat tekan dan nilai porositas beton menggunakan pasir besi dirumuskan
pada persamaan 4.3 sebagai berikut
P = 8.166*e-0.02.fc……………………………………..………………….………...(4.3)
Didapatkan nilai P0 sebesar 8.166 %.
keterangan :
P = porositas (%)
P0 = porositas pada kekuatan nol (%)
fc = kuat tekan (MPa)
k = konstanta
e = bilangan natural
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
74
4.7.8 Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Beton dengan Koefisien Permeabilitas
Hubungan antara nilai kuat tekan beton dan koefisien permeabilitas dalam beton
normal memiliki rumus empiris yang dituliskan dengan persamaan 4.1 sebagai
berikut :
..................................................................................... (4.4)
dengan :
k = koefisien permeabilitas (m/s)
fc = kuat desak beton (MPa)
Hubungan nilai kuat tekan beton dan nilai koefisien permeabilitas ditunjukkan pada
Gambar 4.20 dan Gambar 4.21
Gambar 4.20. Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton
menggunakan pasir tailing tambang timah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
75
Gambar 4.21. Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton
menggunakan pasir besi
Gambar 4.20 dan Gambar 4.21 menunjukkan hubungan antara kuat tekan dan
koefisien permeabilitas beton. Sama seperti halnya porositas, hubungan antara kuat
tekan dan permeabilitas beton juga berbanding terbalik, artinya semakin tinggi kuat
tekan suatu beton akan terjadi permeabilitas yang semakin rendah. Jika kuat tekan
beton tinggi, ruang kosong sebagai media lewatnya gas maupun cairan sedikit
sehingga membuat beton tersebut tidak mudah dilalui gas atau cairan.
Menurut Roy dan Gouda (1973) hubungan antara kuat tekan dan koefisien
permeabilitas beton dirumuskan dengan persamaan (4.4)
Menurut hasil penelitian pada beton dengan menggunakan pasir tailing tambang
timah, didapatkan persamaan y = 1E-05x-1.86
Hubungan antara kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir
tailing tambang timah dapat dirumuskan pada persamaan 4.5
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
76
k = 1E-05*fc-1.86…………………………………………………………………..(4.5)
Hasil penelitian pada beton yang menggunakan pasir besi didapatkan persamaan y =
5E-07x-0.98
Hubungan kuat tekan dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir besi
dirumuskan pada persamaan 4.6 sebagai berikut
k = 5E-07*fc-0.98……………………………………..………………….………...(4.6)
keterangan :
k = koefisien permeabilitas (m/s)
fc = kuat desak beton (MPa)
4.7.9 Hubungan Antara Nilai Porositas dengan Koefisien Permeabilitas Beton
Hubungan antara koefisien permeabilitas dan nilai porositas dalam beton normal
memiliki rumus yang umum yang dikemukakan oleh Sambowo (2003) dengan
rumus yang dituliskan dengan Persamaan 4.7 sebagai berikut :
k = 0,023*e0,319*P ................................................................................................. (4.7)
dengan :
k = koefisien permeabilitas (m/s)
P = nilai porositas (%)
Gambar 4.22 dan Gambar 4.23 menunjukkan kurva hubungan antara porositas dan
koefisien permeabilitas beton .
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
77
Gambar 4.22. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton
menggunakan pasir tailing tambang timah
Gambar 4.23. Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton
menggunakan pasir besi
Gambar 4.22 dan Gambar 4.23 menunjukkan hubungan porositas dan permeabilitas.
Porositas yang semakin tinggi akan membuat permeabilitas yang semakin tinggi. Hal
tersebut dikarenakan banyaknya pori sebagai media lewatnya gas maupun cairan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
78
Menurut Bowles JE (1986), ruang kosong pada beton yang saling berhubungan akan
memiliki sifat permeabilitas. Dari pernyataan tersebut dapat disimpulkan bahwa
jumlah pori yang banyak belum tentu membuat beton tersebut akan memiliki nilai
permeabilitas yang tinggi tergantung pada pori pori yang saling berhubungan pada
beton tersebut.
Sambowo (2003) merumuskan hubungan antara nilai porositas dan koefisien
permeabilitas sebagaimana persamaan (4.7)
k = 0,023*e0,319*P
Menurut hasil penelitian pada beton dengan menggunakan pasir tailing tambang
timah, didapatkan persamaan y = 5E-09e0.306x
Hubungan antara nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton menggunakan
pasir tailing tambang timah dapat dirumuskan pada persamaan 4.8
k = 5E-09*e0.319*P……………………………………………..…………………..(4.8)
Hasil penelitian pada beton yang menggunakan pasir besi didapatkan persamaan y =
4E-09e0.302x
Hubungan nilai porositas dan koefisien permeabilitas beton menggunakan pasir besi
dirumuskan pada persamaan 4.9 sebagai berikut
k = 4E-09e0.302*P ……………………………………..………………….………...(4.9)
dengan :
k = koefisien permeabilitas (m/s)
P = nilai porositas (%)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
79
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh pengujian, analisis data, dan
pembahasan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikutsebagai
berikut :
1. Porositas beton terendah menggunakan pasir tailing tambang timah terjadi pada
kadar pasir tailing 40 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar
3,51547%. Penggunaan pasir tailing tambang timah sebesar 40% memberikan
penurunan sebesar 19,63% dari porositas beton normal. Kadar pasir tailing
tambang timah yang paling optimal sebesar 44,8% dari berat agregat halus.
2. Permeabilitas beton terendah menggunakan pasir tailing tambang timah terjadi
pada kadar pasir tailing 40 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar
1,299955x10-8m/dt. Penggunaan pasir tailing tambang timah sebesar 40%
memberikan penurunan sebesar 24,6% dari permeabilitas beton normal. Kadar
pasir tailing tambang timah yang paling optimal sebesar 42,2% dari berat agregat
halus.
3. Porositas beton terendah menggunakan pasir besi terjadi pada kadar pasir besi
sebesar 80 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar 3,28308%.
Penggunaan pasir besi sebesar 80% memberikan penurunan sebesar 24,94% dari
porositas beton normal. Kadar pasir besi yang paling optimal sebesar 87,2% dari
berat agregat halus.
4. Permeabilitas beton terendah menggunakan pasir besi terjadi pada kadar pasir besi
sebesar 80 % dari berat agregat halus keseluruhan yaitu sebesar 1,2137 x10-8m/dt.
Penggunaan pasir besi sebesar 80% memberikan penurunan sebesar 23,92% dari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
80
permeabilitas beton normal. Kadar pasir besi yang paling optimal sebesar 69% dari
berat agregat halus.
5. Penggunaan pasir tailing tambang timah dan pasir besi mampu menjadi pengisi
(filler) pada campuran beton. Butiranya yang lebih halus dari pasir kali membuat
pasir tailing tambang timah dan pasir besi mampu mengisi pori yang ada didalam
beton. Porositas dan permeabilitas dengan menggunakan pasir tailing tambang
timah naik pada kadar 60-100%, sedangkan porositas dan permeabilitas beton
menggunakan pasir besi naik pada kadar 100% dari berat agregat halus. Hal
tersebut dikarenakan gradasi pasir yang semakin seragam sehingga kepadatan
beton berkurang. Namun butiran pasir besi yang lebih halus lebih mampu mengisi
ruang kosong pada beton sehingga porositas dan permeabilitas beton
menggunakan pasir besi menurun pada kadar 80%, lebih banyak dari kadar pasir
tailing tambang timah sebesar 40%.
5.2 Saran
Saran yang diberikan agar penelitian ke depan lebih baik adalah mencoba
menggunakan pasir normal yang masuk pada zona IV sehingga perbandingan antara
beton normal dan beton dengan pasir replacement pada zona IV lebih mudah
dianalisis.