FAVIAN GUSTAV MULYA NIM I 0116042 - digilib.uns.ac.id

Kajian Kuat Geser Langsung Beton Memadat Sendiri

dengan Kadar Fly Ash 50% Dan 60%

Study Shear Behavior of High Volume Fly Ash – Self Compacting Concrete

(HVFA-SCC) With 50% and 60% Fly Ash Content

SKRIPSI

Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

FAVIAN GUSTAV MULYA

NIM I 0116042

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2020

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

i

HALAMAN PERSETUJUAN





FAVIAN GUSTAV MULYA

I 0116042

Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Persetujuan

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Agus Setiya Budi S.T., M.T. Dr. Senot Sangadji S.T., M.T.

NIP. 197009091998021001 NIP. 197208072000031002

commit to user


ii

PENGESAHAN SKRIPSI





Disusun Oleh :

FAVIAN GUSTAV MULYA

I 0116042 Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :

Hari : Selasa

Tanggal : 30 Juli 2020

Tim Penguji

Nama/NIP Tanda Tangan

1. Agus Setiya Budi, S.T., M.T.

NIP. 19700909 199802 1 001 ................................

2. Dr. Senot Sangadji S.T., M.T.

NIP. 19720807 200003 1 002 ................................

3. Ir. Sunarmasto, M.T

NIP. 19560717 198703 1 003 ................................

4. Endah Safitri, ST, MT

NIP. 19701212 200003 2 001 ................................

Disahkan,

Tanggal : ………………………..

Kepala Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik UNS

Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T.

NIP. 19690903 199702 2 001

commit to user


iii

ABSTRACT

Favian Gustav Mulya, 2020, Study Shear Behavior of High Volume Fly Ash –

Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) With 50% and 60% Fly Ash Content.

Final Project of Civil Engineering Study Program Faculty of Engineering Sebelas

Maret University, Surakarta.

The rapid development along with the modern era which is progressing more and

more, requires the development of infrastructure to create new technologies and

breakthroughs that are needed to be more efficient in the cost of time. The

construction of infrastructure using concrete structures is more often used in the

construction of steel structures. Concrete is the most widely used construction

material in various developments. But the production of one ton of cement produces

CO2 equivalent to 0.55 tons and requires carbon fuel which will produce CO2

emissions of 0.45 tons needed by Global Warming (Davidovits, 1994). The use of

Fly ash as a cement subtituent is being widely approved and is starting to be widely

applied. Fly ash itself is industrial waste produced from coal combustion. Fly Ash

has very fine particles with diameters between 1 - 150 μm and round granules

(Siddique, 2004). Containing high silica (SiO2), fly ash can be used as a substitute

for cement which is a binder in making concrete. The use of fly ash with levels of

more than 50% and the use of superplastictizers can produce ductile concrete

structures which can flow and compact themselves, known as High Volume Fly Ash

- Self Compacting Concrete.

This research will examine the shear capacity of High Volume Fly Ash - Self

Compacting Concrete (HVFA - SCC) with 50 % dan 60% fly ash content, then will

be compared with normal concrete. The specimen used in this research is double L

reinforced concrete with cross-sectional area of 10 cm x 20 cm x 36 cm. Shear

strenght test using a LVDT. From this test, we will get the Load-Displacement

relationship chart, and maximum shear stress of HVFA-SCC 50%, 60% and normal

concrete.

Based on this research HVFA-SCC has a greater value of shear strength than

normal concrete. Concrete with 60% fly ash added has the highest shear strength

value, which is 3.52 MPa. While concrete with 50% fly ash added material has a

shear strength of 3.11 MPa, and normal concrete has a shear strength value of 2.79

MPa.

Keywords : fly ash, hvfa-scc, shear strenght.

commit to user


iv

ABSTRAK Favian Gustav Mulya, 2020, Kajian Kuat Geser Langsung Beton Memadat

Sendiri dengan Kadar Fly Ash 50% Dan 60% Terhadap Beton Normal. Tugas

Akhir Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Perkembangan zaman yang sangat pesat seiring dengan era modernisasi yang

melangkah semakin maju, menuntut pembangunan infrastruktur untuk menciptakan

teknologi dan trobosan baru yang tentunya lebih efisien dalam waktu maupun biaya.

Pembangunan infrastruktur menggunakan struktur beton lebih sering digunakan

daripada pembangunan dengan struktur baja. Beton merupakan material konstruksi

yang paling banyak digunakan dalam berbagai pembangunan. Namun produksi satu

ton semen menghasilkan CO2 setara dengan 0,55 ton dan memerlukan bahan bakar

carbon yang akan pula menghasilkan emisi CO2 sebanyak 0,45 ton yang

mengakibatkan Global Warming (Davidovits, 1994). Penggunaan Fly ash sebagai

subtituen semen sedang banyak diteliti dan mulai banyak diberlakukan. Fly ash

sendiri adalah limbah industri yang dihasilkan dari pembakaran batubara. Fly Ash

mempunyai partikel yang sangat halus dengan diameter antara 1 – 150 µm dan

berbentuk butiran bulat (Siddique, 2004 ). Mengandung silica (SiO2) yang tinggi,

fly ash dapat dimanfaatkan sebagai bahan pozzolan sebagian pengganti semen yang

merupakan bahan pengikat dalam pembuatan beton. Penggunaan fly ash dengan

kadar lebih dari 50% serta penambahan superplastictizer mampu menghasilkan

struktur beton yang daktail dimana dapat mengalir dan memadat sendiri yang

dikenal dengan High Volume Fly Ash - Self Compacting Concrete.

Penelitian ini akan mengkaji seberapa besar kuat geser langsung beton High Volume

Fly Ash – Self Compacting Concrete (HVFA – SCC) dengan kadar fly ash 50 %

dan 60%, kemudian akan dibandingkan dengan balok beton normal. Benda uji yang

digunakan balok dobel L bertulang dengan luas penampang 10 cm x 20 cm x 36 cm

yang terdiri dari 5 buah beton normal dan 5 buah beton tipe HVFA-SCC dengan

kadar fly ash 50% dan 5 buah beton tipe HVFA-SCC dengan kadar fly ash 60 %.

Pengujian kuat geser langsung menggunakan alat LVDT. Dari pengujian ini akan

didapatkan grafik hubungan Load-Displacement serta tegangan geser maksimum

beton HVFA-SCC 50%, 60% dan balok beton normal.

Berdasarkan hasil penelitian ini beton HVFA-SCC memiliki nilai kuat geser yang

lebih besar dibandingkan beton normal. Beton dengan bahan tambah fly ash 60%

memiliki nilai kuat geser yang paling tinggi, yaitu sebesar 3,52 MPa. Sedangkan

beton dengan bahan tambah fly ash 50% memiliki kuat geser sebesar 3,11 MPa,

dan beton normal memiliki nilai kuat geser sebesar 2,79 MPa.

Kata kunci : fly ash, hvfa-scc, kuat geser.

commit to user


v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-

Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul

kapasitas geser – lentur balok beton bertulang high volume fly ash self compacting

concrete (hvfa-scc) dengan kadar fly ash 60% dan balok beton normal. Penelitian

ini merupakan syarat meraih gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak, banyak

kendala yang sulit untuk penyusun hadapi sehingga terselesaikannya penyusunan

skripsi ini. Oleh karena itu penyusun ingin mengucapkan terimakasih kepada :

1. Agus Setiya Budi, S.T., M.T., dan Dr. Senot Sangadji S.T., M.T., selaku Dosen

Pembimbing skripsi, yang telah memberikan pengarahan selama penyusunan skripsi.

2. Dr. Fajar Sri Handayani, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

3. Seluruh staff pengajar serta pengelola/laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan

Struktur Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

4. Seluruh anggota tim skripsi ‘Beton Tjap Orangtua’ angkatan 2016.

Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan.

Penyusun berharap dengan segala kerendahan diri saran dan kritik yang bersifat

membangun. Akhir kata penyusun berharap semoga laporan ini berguna dan

bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.

Surakarta, 16 November 2020

Penyusun

commit to user


vi

DAFTAR ISI

JUDUL ..................................................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................ ii

PENGESAHAN SKRIPSI ..................................................................................... iii

ABSTRACT ........................................................................................................... iv

ABSTRAK ...............................................................................................................v

KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................x

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

BAB 1 ......................................................................................................................1

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

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 4

1.3 Batasan Masalah ............................................................................................... 4

1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 4

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

BAB 2 LANDASAN TEORI ...................................................................................6

2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................................................... 6

2.2 Dasar Teori ........................................................................................................ 7

2.2.1 Beton ................................................................................................................... 7

2.2.2 High Volume Fly Ash (HVFA) ...................................................................... 7

2.2.3 Self-Compacting Concrete ( SCC ) ................................................................ 9

2.2.4 High Volume Fly Ash – Self Compacting Concrete (HVFA-SCC) ........ 14

2.2.5 Mix Design ...................................................................................................... 21

commit to user


vii

2.2.6 Baja Tulangan.................................................................................................. 25

2.2.7 Pengujian Balok Dobel L Beton High Volume Fly Ash – Self

Compacting Concrete (HVFA-SCC) ........................................................... 26

2.2.8 Perilaku Geser ................................................................................................. 28

2.2.9 Hubungan Tegangan Geser dan Terhadap Displacement .......................... 30

BAB 3 METODE PENELITIAN .............................................................................. 32

3.1 Tinjauan Umum .............................................................................................. 32

3.2 Benda Uji ......................................................................................................... 32

3.3 Bahan ................................................................................................................ 33

3.3.1. Air ..................................................................................................................... 33

3.3.2. Fly Ash ............................................................................................................. 34

3.3.3. Semen ............................................................................................................... 34

3.3.4. Agregat Kasar .................................................................................................. 34

3.3.5. Agregat Halus .................................................................................................. 34

3.4 Peralatan ........................................................................................................... 35

3.5 Diagram Alir Penelitian ................................................................................. 42

3.6 Tahap Penelitian .............................................................................................. 43

3.6.1 Tahap I (Tahap Studi Literatur dan Pengadaan Bahan) ............................. 43

3.6.2 Tahap II (Tahap Pengujian Pendahuluan) ................................................... 43

3.6.3 Tahap III (Mix Design & Pembuatan) ......................................................... 44

3.6.4 Tahap IV (Mencetak Balok Dobel L High Volume Fly Ash Self

Compacting Concrete (HVFA-SCC)............................................................ 45

3.6.5 Tahap V (Curing (Perawatan) High Volume Fly Ash Concrete – Self

Compacting Concrete (HVFA-SCC)) .......................................................... 46

3.6.6 Tahap VI (Tahap Pengujian) ......................................................................... 46

3.6.7 Tahap VII (Tahap Analisis Data) .................................................................. 48

3.6.8 Tahap VIII (Tahap Kesimpulan dan Saran) ................................................ 48

commit to user


viii

BAB 4 ....................................................................................................................49

4.1 Hasil Pengujian Bahan ................................................................................... 49

4.1.1. Hasil Pengujian Agregat Halus ..................................................................... 49

4.1.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar ........................................................................ 50

4.1.3. Hasil Pengujian Fly Ash .................................................................................. 50

4.2 Rancang Campur (Mix Design) Beton ......................................................... 51

4.3 Hasil Pengujian Beton Segar ......................................................................... 52

4.4 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton .............................................................. 53

4.5 Hasil Pengujian Beton Dobel L .................................................................... 54

4.6 Hubungan Load-Displacement...................................................................... 54

4.6.1 Rekapitulasi Pembacaan Data Logger ........................................................... 72

4.6.2. Rekapitulasi Kuat Geser Maksimum .............................................................. 72

5.1. Kesimpulan..................................................................................................... 74

5.2. Saran ................................................................................................................. 74

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 75

commit to user


ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Reaksi Hidrasi Semen Konvensional dengan SCC ....................................... 9

Gambar 2.2 Perbandingan Proporsi Campuran SCC dengan Beton Konvensional

(Okamura dan Ouchi, 2003) ............................................................................................. 10

Gambar 2.3 Pengujian Slump Flow Beton SCC (ASTM C 1611) .................................. 13

Gambar 2.4 L-Shape Box test (EFNARC, 2005) ............................................................ 14

Gambar 2.5 V-funnel test (EFNARC, 2005) ................................................................... 14

Gambar 2.6 Fly ash dengan Perbesaran 2000 x di bawah SEM / Scanning Electron

Microscope ........................................................................................................................ 17

Gambar 2.7 Superplasticizer dalam Material Beton ........................................................ 21

Gambar 2.8 Grafik Tegangan Regangan Leleh Baja ....................................................... 25

Gambar 2.9 Benda Uji Balok Double L .......................................................................... 28

Gambar 2.10 Jenis-jenis Benda Uji Kuat Geser Langsung ............................................. 30

Gambar 2.11 Grafik Tegangan Geser Terhadap Slip ...................................................... 31

Gambar 2.12 Grafik Gaya Vertikal Terhadap Slip .......................................................... 31

Gambar 2.13 Tegangan Geser Terhadap Displacement .................................................. 32

Gambar 3.1 Model Benda Uji Geser ............................................................................... 33

Gambar 3.2 Fly Ash dan Semen ...................................................................................... 34

Gambar 3.3 Kerikil .......................................................................................................... 34

Gambar 3.4 Pasir ............................................................................................................. 35

Gambar 3.5 Superplastciser ............................................................................................. 35

Gambar 3.6 Timbangan ................................................................................................... 35

Gambar 3.7 Ayakan ......................................................................................................... 36

Gambar 3.8 Shieve Shaker .............................................................................................. 36

Gambar 3.9 Oven ............................................................................................................ 37

Gambar 3.10 Conical Mould dan Temper ....................................................................... 37

Gambar 3.11 Kerucut Abrams ......................................................................................... 38

Gambar 3.12 Mesin Los Angeles .................................................................................... 38

Gambar 3.13 Bekesting Benda Uji Dobel L .................................................................... 38

Gambar 3.14 LVDT ........................................................................................................ 39

Gambar 3.15 Data Logger ............................................................................................... 39

Gambar 3.16 Mesin Uji Kuat Desak ............................................................................... 40

commit to user


x

Gambar 3.17 Sendok Semen dan Gelas Ukur ................................................................. 40

Gambar 3.18 Mixer ......................................................................................................... 41

Gambar 3. 19 Pengujian Benda Uji dengan UTM........................................................... 47

Gambar 3.20 Letak Pemasangan LVDT pada Benda Uji Beton Dobel L ....................... 47

Gambar 4.1 Klasifikasi Fly Ash Berdasarkan Hubungan Presentase CaO dan

Al2O3 + SiO2 +Fe2O3 ..................................................................................................... 51

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Load-Displacement Benda Uji HFVA.50.A ................... 55

Gambar 4.3 Pola Retak Geser Benda Uji HFVA.50.A ................................................... 56

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Load-Displacement Benda Uji HFVA.50.B ................... 57

Gambar 4.5 Pola Retak Geser Benda Uji HFVA.50.B .................................................... 58

Gambar 4. 6 Grafik Hubungan Load-Displacement Benda Uji HFVA 50% .................. 59

Gambar 4.7 Grafik Hubungan Load-Displacement Benda Uji HFVA.60.A ................... 60

Gambar 4.8 Pola Retak Geser Benda Uji HFVA.60.A ................................................... 61

Gambar 4.9 Grafik Hubungan Load-Displacement Benda Uji HFVA.60.B ................... 62

Gambar 4.10 Pola Retak Geser Benda Uji HFVA.60.B .................................................. 63

Gambar 4.11 Grafik Hubungan Load-Displacement Benda Uji HFVA 60% ................. 64

Gambar 4.12 Grafik Hubungan Load-Displacement Benda Uji NC.A ........................... 65

Gambar 4.13 Pola Retak Geser Benda Uji NC A ............................................................ 66

Gambar 4. 14 Grafik Hubungan Load-Displacement Benda Uji NC.B .......................... 67

Gambar 4. 15 Grafik Pola Retak Geser Benda Uji NC B ................................................ 68

Gambar 4.16 Grafik Hubungan Load-Displacement Benda Uji NC.C ........................... 69

Gambar 4. 17 Grafik Pola Retak Geser Benda Uji NC C ................................................ 70

Gambar 4.18 Grafik Hubungan Load-Displacement Benda Uji Beton Normal .............. 71

Gambar 4. 19 Grafik Hubungan Load-Displacement Beton HVFA 50%, 60%, dan

Beton Normal. ................................................................................................................... 71

commit to user


xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Senyawa Kimia Fly Ash ................................................................................. 17

Tabel 2. 2 Perkiraan Kekuatan Tekan (MPa) Beton dengan Faktor AirSemen, dan

Agregat Kasar yang Biasa Digunakan di Indonesia .......................................................... 22

Tabel 2.3 Persyaratan Jumlah Semen Minimum dan Faktor Air Semen Maksimum Untuk

Berbagai Macam Pembetonan Dalam Lingkungan Khusus .............................................. 23

Tabel 2.4 Perkiraan Kadar Air Bebas (kg/m3) Yang Dibutuhkan Untuk Beberapa Tingkat

Kemudahan Pekerjaan Adukan Beton .............................................................................. 24

Tabel 2.5 Daerah Gradasi Agregat Halus ......................................................................... 24

Tabel 3.1 Contoh Hasil Rancang Campur HVFA-SCC untuk Variasi Per 1 m3 .............. 44

Tabel 4. 1 Hasil Pengujian Agregat Halus ....................................................................... 49

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Agregat Kasar ........................................................................ 50

Tabel 4.3 Persyaratan Kandungan Kimia Fly ash ............................................................ 50

Tabel 4.4 Rekapitulasi mix design HVFA-SCC 50%, 60% dan beton normal ................ 52

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Flow Table Test HVFA-SCC 50% dan 60%. ........................ 52

Tabel 4.6 Hasil Pengujian L-Box HVFA-SCC 50% dan 60% ......................................... 52

Tabel 4.7 Hasil Pengujian V-Funnel HVFA-SCC 50% dan 60% .................................... 52

Tabel 4.8 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton HVFA-SCC 50%, 60% dan Beton Normal

pada Umur 28 Hari ............................................................................................................ 54

Tabel 4.9 Pembacaan loadcell dan LVDT beton HVFA.50.A ......................................... 55

Tabel 4.10 Kuat Geser Maksimum Benda Uji HVFA.50.A ............................................. 56

Tabel 4. 11 Pembacaan loadcell dan LVDT beton HVFA.50.B ...................................... 57

Tabel 4.12 Kuat Geser Maksimum Benda Uji HVFA.50.B ............................................ 58

Tabel 4.13 Pembacaan loadcell dan LVDT beton HVFA.60.A ....................................... 60

Tabel 4. 14 Kuat Geser Maksimum Benda Uji HVFA.60.A ............................................ 61

Tabel 4. 15 Pembacaan loadcell dan LVDT beton HVFA.60.B ...................................... 62

Tabel 4.16 Kuat Geser Maksimum Benda Uji HVFA.60.B ............................................. 63

Tabel 4. 17 Pembacaan loadcell dan LVDT beton NC.A ................................................ 65

Tabel 4.18 Kuat Geser Maksimum Benda Uji HVFA NC A ........................................... 66

Tabel 4.19 Pembacaan loadcell dan LVDT beton NC.B.................................................. 67

Tabel 4.20 Kuat Geser Maksimum Benda Uji NC B ....................................................... 68

Tabel 4.21 Pembacaan loadcell dan LVDT beton NC.C.................................................. 69

commit to user


xii

Tabel 4.22 Kuat Geser Maksimum Benda Uji NC C ....................................................... 70

Tabel 4. 23 Rekapitulasi data beban dan displacement dari pembacaan Data Logger .. 72

Tabel 4. 24 Rekapitulasi Kuat Geser Maksimum Benda Uji 50%, 60%, dan Normal ..... 73

commit to user


FAVIAN GUSTAV MULYA NIM I 0116042 - digilib.uns.ac.id

Documents

Transcript of FAVIAN GUSTAV MULYA NIM I 0116042 - digilib.uns.ac.id