terhadap Dosis Superplasticizer dalam Self Compacting Concrete

Reka Racana
Jurnal Online Institut Teknologi Nasional
©Teknik Sipil Itenas | No | Vol
Agustus 2014
Pemanfaatan Abu Vulkanik
terhadap Dosis Superplasticizer
dalam Self Compacting Concrete
TITO PANDU SETYOLAKSONO1, BERNARDINUS HERBUDIMAN2
1
Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Institut Teknologi Nasional, Bandung
2
Pembimbing, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Institut Teknologi Nasional, Bandung
Email : [email protected]
ABSTRAK
Indonesia berada dalam garis Ring Of Fire yaitu dimana banyak memiliki gunung
berapi yang tersebar di seluruh wilayahnya. Letusan gunung berapi
menghasilkan lahar dan abu vulkanik, hal ini mengakibatkan banyaknya limbah
abu vulkanik akibat erupsi gunung berapi. Salah satu cara memanfaatkan limbah
abu vulkanik adalah dengan cara pemanfaatan abu vulkanik sebagai bahan
pembuatan campuran beton pada self compacting concrete.
Untuk menghasilkan self compacting concrete dengan biaya murah dilakukan
usaha sebagai berikut: 1) pembatasan ukuran agregat maksimum sebesar 20
mm; 2) menentukan komposisi campuran acuan; 3) penambahan abu vulkanik
sebesar 10%, 20% dan 30% dari berat agregat keseluruhan; 4) penambahan
pemakaian superplasticizer 1,3%, 1,4% dan 1,5% dari berat semen. Benda uji
yang digunakan adalah silinder berdiameter 10 cm dengan tinggi 20 cm.
Pengujian pada beton segar yaitu slump flow dan pada beton keras yaitu kuat
tekan beton.
Nilai slump flow dan kuat tekan beton pada komposisi campuran acuan adalah
645 mm dan 24,44 MPa, dengan penambahan abu vulkanik 10%, 20%, 30%,
dan superplasticizer 1,5% nilai slump flow mengalami penurunan sebesar 1,55%,
14,73% dan 32,56% dari komposisi campuran acuan. Nilai kuat tekan beton
mengalami penurunan terhadap kuat tekan prediksi. Untuk komposisi beton
acuan sebesar 38,9%, sedangkan untuk beton dengan komposisi penambahan
abu vulkanik 10%, 20%, dan 30% berturut – turut adalah 9,09%, 16,88%, dan
46,8%.
Kata kunci: komposisi campuran acuan, slump flow, superplasticizer, abu,
vulkanik, beton murah (low cost).
Reka Racana – 1
Pengaruh Pemanfaatan Abu Vulkanik terhadap Dosis Superplasticizer dalam Self Compacting Concrete
ABSTRACT
Indonesia lies in the line Ring Of Fire where many volcanoes scattered across this
area. Volcanic eruptions produces lava and volcanic ash, this process makes
amount of volcanic ash waste. One way of utilizing waste ash is to use a volcanic
ash as an ingredient in the manufacture of self compacting concrete mix
concrete.
To produce self compacting concrete made with low- cost operations is described
as follows: 1) restrictions on the maximum aggregate size of 20 mm; 2)
determine the composition of the reference mixture; 3) increase the addition of
volcanic ash by 10%, 20% and 30% of the weight overall aggregate; 4) increase
the use of superplasticizer addition of 1,3% , 1,4% and 1,5% of the cement
weight. Specimens used in this test is cylinder with 10 cm diameter and 20 cm
height. Test on fresh concrete is slump flow and on hard concrete is compressive
strength of concrete.
The value of slump flow and compressive strength of concrete on the
composition of the reference mixture is 645 mm and 24.44 MPa, with the
addition of volcanic ash 10%, 20%, 30%, and 1,5% superplasticizer slump flow
value decreased by 1,55%, 14,73,% and 32,56% of the composition of the
reference mixture. The compressive strength of concrete decreased to predictive
value of compressive strength. Concrete with reference composition at 38.9%,
whereas concrete with the addition of volcanic ash composition 10%, 20%, and
30% respectively - also were 9.09%, 16.88%, and 46.8%.
Key words: reference mixture composition, slump flow, superplasticizer,
volcanic ash, concrete cheap (low cost).
1. PENDAHULUAN
Indonesia berada dalam garis Ring of Fire yaitu dimana banyak memiliki gunung berapi yang
tersebar di seluruh wilayah Indonesia. Letusan gunung berapi menghasilkan keluarnya lahar
dan abu vulkanik dan hal itu yang membuat banyaknya limbah abu vulkanik akibat erupsi
gunung berapi, seperti yang dijelaskan oleh Amin, M. (2010). Salah satu cara memanfaatkan
limbah abu vulkanik adalah dengan cara pemanfaatan abu vulkanik sebagai bahan
pembuatan campuran beton pada self compacting concrete.
2. TINJAUAN PUSTAKA
Abu vulkanik berasal dari letusan gunung berapi yang terjadi akibat endapan magma di
dalam perut bumi yang didorong keluar oleh gas yang bertekanan tinggi, dan peristiwa yang
berhubungan dengan magma yang keluar mencapai permukaan bumi melalui retakan dalam
kerak bumi atau melalui sebuah pita sentral (yang disebut terusan kepundan atau diatrema).
Magma yang keluar sampai ke permukaan bumi disebut lava. Magma dapat bergerak naik
karena memiliki suhu yang tinggi dan mengandung gas-gas yang memiliki cukup energi
untuk mendorong batuan di atasnya.
Self compacting concrete (SCC) dapat didefinisikan sebagai suatu jenis beton yang dapat
dituang, mengalir dan menjadi padat dengan memanfaatkan berat sendiri, tanpa
memerlukan proses pemadatan dengan getaran atau metode lainnya. Beton segar jenis self
Reka Racana – 2
Pengaruh Pemanfaatan Abu Vulkanik terhadap Dosis Superplasticizer dalam Self Compacting Concrete
compacting concrete bersifat kohesif dan dapat dikerjakan tanpa terjadi segregasi atau
bleeding, seperti yang dijelaskan oleh Okamura, H., dan Ozawa, K. (1994).
Material penyusun self compacting concrete terdiri dari air, powder, agregat kasar, agregat
halus dan superplasticizer. Pada penelitian ini dilakukan dua macam pengujian, yaitu slump
flow test pada beton segar untuk mengetahui diameter slump flow dari beton segar, dan uji
kuat tekan beton pada beton keras untuk mengetahui kekuatan beton. Syarat minimum
diameter slump flow pada self compacting concrete yaitu sebesar 500 mm.
3. METODE PENELITIAN
Prosedur pengujian adalah: 1) mempersiapkan bahan-bahan yang akan digunakan seperti
agregat kasar, agregat halus, semen, abu vulkanik, air dan superplasticizer; 2) melakukan
pemeriksaan fisik pada agregat kasar dan agregat halus, kemudian menghitung komposisi
campuran tiap-tiap bahan yang akan digunakan pada campuran beton; 3) setelah semua
bahan bercampur dan menjadi beton segar dilakukan pengujian slump flow test, apabila
hasil slump flow test tidak memenuhi persyaratan yang ditentukan (yaitu sebesar 500 mm)
maka dilakukan komposisi ulang agar hasil slump flow test memenuhi persyaratan; 4) beton
segar yang telah memenuhi persyaratan nilai slump flow test dituangkan pada benda uji
yang berukuran diameter 10 cm dengan tinggi 20 cm dan apabila sudah mengeras dilakukan
perendaman selama 28 hari; 5) pada benda uji yang sudah direndam selama 28 hari
dilakukan tes kuat tekan beton, hasil dari nilai kuat tekan beton dianalisis dan dibuat
kesimpulan dan saran dari percobaan yang sudah dilakukan.
4. HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
Pengujian pada beton segar yaitu slump flow test dan pengujian pada beton keras yaitu uji
tekan beton. Slump flow test dilakukan untuk mengetahui kemampuan mengalir dari beton
segar tersebut. Pada saat slump flow test berlangsung dilakukan pula pengamatan visual
pada campuran beton segar untuk melihat efek segregasi. Pengujian kuat tekan beton
dilakukan pada saat umur beton mencapai 28 hari.
Komposisi campuran acuan sebagai komposisi awal yang akan digunakan sebelum
menggunakan penambahan abu vulkanik pada komposisi selanjutnya dapat dilihat pada
Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi Campuran Acuan
Berat Komposisi
Bahan
Campuran (kg/m3)
Air
204
Semen
450
Agregat Kasar
884
Agregat Halus
784
SP
6,75 (1,5%)
Abu Vulkanik
-
Nilai slump flow test pada komposisi campuran acuan sebesar 645 mm. Selain slump flow
test dilakukan juga tes kuat tekan beton terhadap benda uji pada umur 28 hari dengan hasil
pada Tabel 2.
Reka Racana – 3
Pengaruh Pemanfaatan Abu Vulkanik terhadap Dosis Superplasticizer dalam Self Compacting Concrete
Tabel 2. Hasil Kuat Tekan Beton Komposisi Campuran Acuan
Benda Uji
Beton
Campuran
Acuan
Umur
(Hari)
Kuat Tekan
Beton (MPa)
28
24,64
28
25,18
28
23,50
Rata- rata
24,44
Setelah didapat komposisi campuran acuan, komposisi berikutnya adalah dengan
menambahkan abu vulkanik sebagai bahan tambahan dengan mengurangi jumlah agregat
keseluruhan seperti komposisinya dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Komposisi Campuran Acuan dengan Menggunakan Abu Vulkanik
Komposisi
Bahan (kg/m3)
campuran
Air
Semen
Agregat Kasar
Agregat Halus
SP
Abu Vulkanik
I (Acuan )
204
450
884
784
6,75
II
204
450
884
617,2
6,75
166,8
III
204
450
884
617,2
6,3
166,8
IV
204
450
884
617,2
5,85
166,8
V
204
450
884
450
6,75
334
VI
204
450
884
450
5,85
334
VII
204
450
884
283,6
6,75
500,4
Setelah didapat komposisi campuran dengan menggunakan abu vulkanik kemudian pada
beton segar dilakukan slump flow test dan beton keras dilakukan tes kuat tekan beton pada
umur 28 hari hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4, Gambar 1, dan Gambar 2.
Tabel 4. Hasil Slump Flow Test dan Kuat Tekan Beton
Hasil Uji Beton
Kuat Tekan
Komposisi
Rata-rata
Prediksi
Slump Flow
Campuran
Kuat Tekan
(MPa)
(mm)
(MPa)
I (Acuan )
40
645
24,44
II
32
635
29,09
III
32
625
27,38
IV
32
615
24,75
V
26
550
21,61
VI
26
525
21,38
VII
25
435
13,3
Reka Racana – 4
Pengaruh Pemanfaatan Abu Vulkanik terhadap Dosis Superplasticizer dalam Self Compacting Concrete
Gambar 1. Hasil pengujian slump flow test
Gambar 2. Hasil pengujian kuat tekan beton
700
35
600
30
500
25
Kuat Tekan (MPa)
Slump Flow (mm)
Dari Tabel 4, Gambar 1, dan Gambar 2 dengan penambahan abu vulkanik 10%, 20%
dan, 30% didapat hasil slump flow test mengalami penurunan. Nilai kuat tekan beton
komposisi campuran acuan dan penambahan abu vulkanik 10%, 20%, dan 30% mengalami
penurunan dari nilai kuat tekan beton prediksi.
400
300
200
100
0
20
15
10
5
0
0
10
20
30
Abu Vulkanik (%)
0
10
20
30
Abu Vulkanik (%)
(a )
(b)
Gambar 3.a. Hasil pengujian slump flow test pada penambahan superplasticizer 1,5%
Gambar 3.b. Hasil pengujian kuat tekan beton pada penambahan superplasticizer 1,5%
Reka Racana – 5
Pengaruh Pemanfaatan Abu Vulkanik terhadap Dosis Superplasticizer dalam Self Compacting Concrete
640
30
635
29
630
Kuat Tekan (MPa)
Slump Flow (mm)
Hasil uji slump flow test pada beton komposisi acuan diperoleh nilai slump flow sebesar 645
mm. Pada Gambar 3 penambahan superplasticizer 1,5% pada komposisi acuan dan
komposisi dengan penambahan abu vulkanik 10%, 20%, dan 30% didapat nilai slump flow
test mengalami penurunan sebesar 1,55%, 14,73%, dan 32,56% dari nilai slump flow test
komposisi acuan sebesar 635 mm, 550 mm dan 435 mm. Pada penambahan abu vulkanik
10%, penurunan nilai slump flow test tidak terlalu besar, tetapi pada penambahan abu
vulkanik 20% dan 30% nilai slump flow test mengalami penurunan yang signifikan karena
abu vulkanik lebih banyak menyerap air dibandingkan agregat halus. Hal itu dikarenakan
luas permukaan spesifik dari abu vulkanik sehingga membuat penyebaran flow tidak terlalu
besar. Nilai kuat tekan beton pada komposisi campuran acuan dan komposisi dengan
penambahan abu vulkanik 10%, 20%, 30% mengalami penurunan yaitu sebesar 38,9% dan
9,09%, 16,88%, 46,8% dari nilai kuat tekan beton prediksi.
625
620
615
610
28
27
26
25
24
23
605
22
1,3
1,4
1,5
Superplasticizer (%)
Superplasticizer
1,3
1,4
1,5
Superplasticizer
Superplasticizer
(%)
(a)
(b)
Gambar 4.a. Hasil pengujian slump flow test pada penambahan abu vulkanik 10%
Gambar 4.b. Hasil pengujian kuat tekan beton pada penambahan abu vulkanik 10%
W. H. Glanville, A. R Collins dan D. D. Matthews (1994) melakukan penelitian terhadap
partikel agregat dimana hasil penelitian mereka menunjukkan agregat lebih kecil dari 150 µm
atau lolos saringan No.100 ASTM mampu bertindak sebagai pelumas dalam campuran beton.
Hasil penelitian yang dipaparkan pada jurnal ini menunjukan dengan penambahan abu
vulkanik 10% dan superplasticizer 1,3%, 1,4%, dan 1,5% terjadi penurunan pada nilai
slump flow test dari komposisi campuran acuan yaitu sebesar 615 mm, 625 mm, dan 635
mm (Gambar 4), karena abu vulkanik lebih banyak menyerap air dibandingkan agregat
halus dan bukan sebagai pelumas sesuai dengan yang dijelaskan oleh W. H. Glanville, A. R
Collins dan D. D. Matthews. Pada nilai kuat tekan beton dengan penambahan abu vulkanik
10% dan superplasticizer 1,3%, 1,4%, dan 1,5% mengalami kenaikan kekuatan terhadap
komposisi campuran acuan yaitu sebesar 24,75 MPa, 27,38 MPa, dan 29,09 MPa, tetapi nilai
kuat tekan tersebut masih dibawah dari nilai kuat tekan prediksi sebesar 32 MPa.
5. KESIMPULAN
Dari hasil pengujian dan pembahasan yang telah dilakukan maka dapat ditarik
kesimpulan sebagai berikut:
1.
abu vulkanik dengan kadar yang lebih banyak membuat luas permukaan spesifik
agregat dalam campuran beton semakin besar, sehingga menyerap air lebih banyak
dibanding agregat halus. Untuk mempertahankan workability diperlukan penambahan
kebutuhan superplasticizer;
Reka Racana – 6
Pengaruh Pemanfaatan Abu Vulkanik terhadap Dosis Superplasticizer dalam Self Compacting Concrete
2.
3.
pemanfaatan abu vulkanik sebagai bahan pelumas hanya dapat berfungsi pada kadar
dibawah 10%;
Nilai kuat tekan beton maksimum adalah 29,09 MPa pada penambahan abu vulkanik
10% dan superplasticizer 1,5%.
6. DAFTAR PUSTAKA
Okamura, H., dan Ozawa, K. (1994). Self-Compactable High Performance Concrete. Detroit :
American Concrete Institute.
W. H. Glanville, A. R. Collins, dan D. D. Matthews. (1947). The grading of aggregates and
workability of concrete. Road Research Tech. Paper no. 5. London, H.M.S.O.
http://m-amin.com/2010/11/19/abu-vulkanik-gunung-merapi-berpotensi-sebagai-materialkeramik/
Reka Racana – 7